(57)【要約】【課題】検出した物体とその周囲の構造体との間に送風可能な空間があるか、または検出した物体に気流が通り抜けられる空間があるかを精度よく検出できる空気調和機を提供する。【解決手段】空気調和機は、可視光カットフィルタを有し、室内を撮像する撮像部と、撮像部で撮影された画像に基づいて、物体を検出する物体検出部６４と、物体検出部６４で検出された物体の近傍を気流が通り抜け可能であるか否かを検出する通り抜け可否検出部６５と、通り抜け可否検出部６５の検出結果に基づいて気流を制御する気流制御部６６と、を有する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光を除去するフィルタを有し、室内を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮影された画像に基づいて、物体を検出する物体検出部と、
前記物体検出部で検出された物体の近傍を気流が通り抜け可能であるか否かを検出する通り抜け可否検出部と、
前記通り抜け可否検出部の検出結果に基づいて気流を制御する気流制御部と、を有する
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記撮像部は、前記フィルタをかけるか否かを選択できるフィルタ可動機構を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記通り抜け可否検出部は、前記検出した物体の重心位置と高さに基づき、前記物体の重心位置が前記物体の高さに対し、所定の高さ以上である場合に、気流が通り抜けることができると検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記通り抜け可否検出部は、前記物体検出部が検出した物体の面積に対する下端から所定の高さまでの物体の積算面積の割合と、該物体の高さに対する該物体の下端から所定の高さの割合に基づき、気流が通り抜けることができるか否かを検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項５】
可視光を除去するフィルタと、室内を撮影する撮像部本体とを有する撮像部と、
前記フィルタを前記撮像部本体の前面に位置させた状態で前記撮像部本体によって室内を撮影する第１の撮影モードと、前記フィルタを前記撮像部本体の前面に位置させない状態で前記撮像部本体によって室内を撮影する第２の撮影モードとを有する撮像制御部とを備える
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項６】
室内に近赤外線を照射する近赤外線光源を備え、
前記第１の撮影モードで室内を撮影する時、前記近赤外線光源が点灯している
ことを特徴とする請求項６に記載の空気調和機。
【請求項７】
可視光を除去するフィルタと、前記フィルタを介して室内を撮影する撮像部本体とを有する撮像部と、
人の表面温度を検知する温度検知部、または、焦電型赤外線センサとを備える
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項８】
室内に近赤外線を照射する近赤外線光源を備え、
前記撮像部が室内を撮影する時、前記近赤外線光源が点灯している
ことを特徴とする請求項１または請求項７に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出した物体とその周囲の構造体との間に送風可能な空間があるか、または検出した物体に気流が通り抜けられる空間があるかを精度よく検出できる空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
室内に障害物があっても快適な送風をすることが試みられている。特許文献１には、同じ空調空間内に第１空気調和機および第２空気調和機が配備され、第１空気調和機と第２空気調和機との間の信号通信を行なうシステムであって、第１空気調和機は、障害物センサと、輻射熱センサと、輻射熱センサの検出値から人体の位置を検出する人体検出手段と、障害物センサの検出値から吹出し角度範囲Ｂを算出する送風可能角度算出手段と、人体検出値および吹出し角度範囲算出値から風向ベーンの向きを制御する第１制御手段とを備えていて、第１制御手段は、吹出し角度が吹出し角度範囲Ｂから外れているとき、その吹出し角度範囲Ｂから外れている人体に向けて送風させるように、第２空気調和機に送信して風向ベーンを駆動させるようになっている。
【０００３】
特許文献２には、熱画像の情報を有効に利用して障害物が脚短家具であるのか、または脚長家具であるのかを判別し、判別結果に応じて温風の気流を制御し、快適性および省エネ性の向上を実現する空気調和機が記載されている。空気調和機は、室内機本体に取り付けられ、部屋の一定範囲を走査して範囲の温度を検出する赤外線センサと、赤外線センサの出力から熱画像データを生成する赤外線画像取得部と、赤外線画像取得部で取得した熱画像データに基づいて、部屋内の床面上の障害物を検出すると共に、その障害物が脚短家具であるのか、または、脚長家具であるのかを判別する障害物判別部と、障害物判別部３１の判別結果に基づいて温風の気流を制御する気流制御部とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１０２９２４号公報
【特許文献２】特開２０１３−２５００２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は送風障害物を検出し、空調空間内の人に調和空気を送風して快適性を向上することが記載されている。しかし、検出した送風障害物を考慮しているが、送風障害物と床面との間もしくは送風障害物と壁等の部屋の構造体との間に送風可能な空間があるかについては何等考慮していない。
【０００６】
また、検知した送風障害物と床面との間もしくは送風障害物と壁との間に送風可能な空間が存在するか否かについて考慮したとしても、壁面上方に据付けられた空気調和機のセンサから前記送風可能な空間が存在するかを検知することは困難であることが検討により分かった。例えば脚付きのテーブルや脚付きのキャビネット等はテーブルやキャビネットと床面との間に送風可能な空間があるが、壁面上方に据付けられた空気調和機のセンサからは脚を含めた外観全体と床等との区別がつかず、床等の部屋の構造体との間に気流が通り抜けられる空間があるか検知することが困難である。
【０００７】
特許文献２では、障害物判別部により、熱画像データから部屋内の障害物を検出すると共に、その障害物が脚短家具であるのか、または脚長家具であるのかを判別する。しかしながら、脚短家具は、温風が直接ぶつかることにより床面が暖まり、脚短家具が設置されたエリアは、周囲の床温よりも温度が高くなることを検出することによって、脚短家具を判別するため、室内で温度差が生じなければ、脚短家具を判別することができない問題がある。
【０００８】
本発明は、前記の課題を解決するための発明であって、検出した物体とその周囲の構造体との間に送風可能な空間があるか、または検出した物体に気流が通り抜けられる空間があるかを精度よく検出できる空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明の空気調和機は、可視光を除去するフィルタ（例えば、可視光カットフィルタ１１２）を有し、室内を撮像する撮像部と、撮像部で撮影された画像に基づいて、物体を検出する物体検出部と、物体検出部で検出された物体の近傍を気流が通り抜け可能であるか否かを検出する通り抜け可否検出部と、通り抜け可否検出部の検出結果に基づいて気流を制御する気流制御部と、を有することを特徴とする。本発明のその他の態様については、後記する実施形態において説明する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、検出した物体とその周囲の構造体との間に送風可能な空間があるか、または検出した物体に気流が通り抜けられる空間があるかを精度よく検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る空気調和機の外観構成を示す説明図である。
【図２】本実施形態に係る空気調和機の室内機の構成を示す説明図である。
【図３】本実施形態に係る空気調和機の室外機の構成を示す説明図である。
【図４】本実施形態に係る空気調和機のリモコンの外観を示す図である。
【図５】本実施形態に係る空気調和機のセンサ部の構成を示す図である。
【図６】本実施形態に係る可視光カットフィルタを有する撮像部の構成を示す説明図である。
【図７】可視光カットのフィルタを介して撮像した場合の波長域の一例を示す説明図である。
【図８】本実施形態に係る空気調和機の制御部の構成を示す説明図である。
【図９】制御部の処理の全体概要を示すフローチャートである。
【図１０】撮像制御部、物体検出部および通り抜け可否検出部の処理を示すフローチャートである。
【図１１】物体検出部の物体の有無の判定処理を示す説明図である。
【図１２】通り抜け可否検出部の物体の重心を用いた判定処理を示す説明図である。
【図１３】通り抜け可否検出部の物体の積算面積を用いた判定処理を示す説明図である。
【図１４】各種家具の下端からの高さによる積算面積の割合を示す説明図である。
【図１５】物体が障害物であるか否かの判定処理を示す説明図である。
【図１６】気流制御部の通り抜け気流を示す説明図である。
【図１７】撮像部の水平方向の向きの移動と視野角を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る空気調和機の外観構成を示す説明図である。空気調和機Ａは、例えばヒートポンプ技術等を用い、冷房等室内の空気調和を行う装置である。空気調和機Ａは、大別して、室内の壁や天井、床等に設置される室内機１００と、屋外等に設置される室外機２００と、赤外線や電波、通信線等により室内機１００と通信してユーザが空気調和機Ａを操作するためのリモコン４０（リモートコントローラ、空調制御端末）と、室温や外気温等の空気調和機の制御や表示に用いる情報を入手するための各種のセンサ部５０（図５参照）とからなる。また、室内機１００と室外機２００とは、冷媒配管と通信ケーブル（図示せず）で接続されている。さらに、室内機１００は、センサ部５０のひとつのセンサとして、室内を撮影する撮像部１１０を有している。
【００１４】
室内の温度を検出する温度検知部１３０を撮像部１１０の一方に配置している。このような配置により、撮像部１１０と温度検知部１３０の検出対象までの距離や角度の検出誤差を減らすことができる。近赤外線光源１２０を撮像部１１０の他方に配置している。このような配置により、撮像部１１０の検出範囲や角度と近赤外線光源１２０の照射範囲や角度の差を減らすことができる。すなわち、撮像部１１０を挟んで両側に温度検知部１３０と近赤外線光源１２０を配置することが望ましい。
【００１５】
さらに、本実施形態では撮像部１１０または温度検知部１３０の横に足元モニター１４０を配置している。そして、後述するように、撮像部１１０または温度検知部１３０によって足元を検出した時、または、足元を推定した時に足元モニター１４０を点灯し、足元を検出できたことをユーザが確認することができる。なお、この足元モニター１４０は室内機１００だけではなく、リモコン４０に配置するようにしてもよい。
【００１６】
＜室内機＞
図２は、本実施形態に係る空気調和機の室内機の構成を示す説明図である。室内機１００は、熱交換器１０２、送風ファン１０３、左右風向板１０４（風向部）、上下風向板１０５（風向部）、前面パネル１０６、筐体ベース１０１、各種のセンサ部５０（図５参照）等を有している。センサ部５０のうち、撮像部１１０、近赤外線光源１２０、温度検知部１３０および足元モニター１４０を吹出し風路上面１０９ｃの上方であって、ドレンパン９９の下方の空間に配置している。これらのセンサ等は居住空間に向くよう斜め下方に傾けて設置する必要があり、本実施形態では、基板自体を斜め下方に向けて設置して、これらのセンサ等を基板に直接接続している。なお、必ずしも撮像部１１０、近赤外線光源１２０、温度検知部１３０および足元モニター１４０の全てを室内機１００に搭載する必要はなく、実施形態に合わせて適宜室内機１００に搭載するセンサ等を選択すればよい。また、センサの前面には光透過部材１５０を配置するとよい。
【００１７】
熱交換器１０２は、複数本の伝熱管１０２aを有し、送風ファン１０３により室内機１００内に取り込まれた室内の空気を、伝熱管１０２ａを通流する冷媒と熱交換させ、当該空気を冷却または加熱等するように構成されている。なお、伝熱管１０２ａは、前記した冷媒配管に通じていて、公知の冷媒サイクルの一部を構成している。送風ファン１０３は、風速を調節可能である。左右風向板１０４は、その基端側が室内機下部に設けた回転軸を支点にして左右風向板用モータにより正逆回転される。そして、左右風向板１０４の先端側が室内側を向いていて、これにより左右風向板１０４の先端側は水平方向に振れるように動作可能である。上下風向板１０５は、室内機１００の長手方向両端部に設けられた回転軸を支点にして上下風向板用モータにより正逆回転される。これにより、上下風向板１０５の先端側は、上下方向に振れるように動作可能である。前面パネル１０６は、室内機の前面を覆うように設置されており、下端部の回転軸を支点として前面パネル用モータにより正逆回転可能である。ちなみに、前面パネル１０６は、回転動作を行うことなく、室内機１００の下端に固定されたものとしてもよい。
【００１８】
室内機１００は、送風ファン１０３が回転することによって、空気吸込み口１０７およびフィルタ１０８を介して室内の空気を室内機１００内に取り込み、この空気を熱交換器１０２で熱交換する。これにより、当該熱交換後の空気は、熱交換器１０２で冷却され、あるいは、加熱される。この熱交換後の空気は吹出し風路１０９aに導かれる。さらに、吹出し風路１０９ａに導かれた空気は、空気吹出し口１０９ｂから室内機外部に送り出されて室内を空気調和する。そして、この熱交換後の空気吹出し口１０９ｂから室内に吹き出す際には、その水平方向の風向きは左右風向板１０４により調節され、その上下方向の風向きは上下風向板１０５により調節される。
【００１９】
＜室外機＞
図３は、本実施形態に係る空気調和機の室外機の構成を示す説明図である。空気調和機Ａの室外機２００には、冷媒を圧縮する圧縮機２０２、高圧の冷媒を減圧する膨張弁、冷媒の流路を切り替える四方弁、外気と冷媒とを熱交換する熱交換器２０６等の装置を備えている。室外機２００は、仕切り板２１１と電装品箱２１０とリード線支持部品２０９とにより、熱交換器室２０４と機械室２０５とを区分（分割）している。熱交換器室２０４には、冷媒配管を循環する冷媒の外気との熱交換を促進するプロペラファン２０７とその駆動用のモータ、プロペラファン２０７を回転自在に支持するファン支柱、および外気と循環する冷媒の熱交換を行う熱交換器２０６が配設されている。機械室２０５には、循環する冷媒を高温高圧のガス冷媒にする圧縮機２０２、常温・高圧の液状冷媒を低温・低圧の液状冷媒にする電動膨張弁、電気部品のリアクタ、および、冷媒が流れる冷媒配管の伝熱管が配設されている。電装品箱２１０には、室外機２００を制御する電装品が収納されており、その上部には電装品蓋が被せられている。
【００２０】
＜リモコン＞
図４は、本実施形態に係る空気調和機のリモコンの外観を示す説明図である。リモコン４０はユーザによって操作され、室内機のリモコン受信部Ｑ（図１参照）に対して赤外線信号を送信する。当該信号の内容は、運転要求、設定温度の変更、タイマ、運転モードの変更、停止要求等の様々な指令である。空気調和機Ａは、これらの信号に基づいて、少なくとも室内の冷房、暖房、除湿等を行うことができる。また、空気清浄等、その他の空気調和の機能を備えていてもよい。空気調和機Ａは、室内の空気を様々に調整することができる。
【００２１】
リモコン４０の表示画面４１には、物体検出部６４および通り抜け可否検出部６５が実行中であるか否かを示す旨４２が表示されている。具体的には、表示内容には、家具検出中、障害物有り（通り抜け不可の家具）、障害物無し（通り抜けできる家具）がある。
【００２２】
自動運転ボタン４３を押すことで、センサ部５０の検知結果に基づいて、自動で冷房、暖房、除湿等を選択し、設定温度等も調整する自動運転を開始する。さらに、本実施形態では、自動運転ボタン４３を押すことで、物体検出部６４および通り抜け可否検出部６５の実行を開始し、風向制御に反映するようにしている。そのため、ユーザは１回の操作で運転を開始でき、別途、別途物体検出部６４および通り抜け可否検出部６５の実行を操作する必要がない。
【００２３】
また、本実施形態では、リモコン４０内部のボタン（図示せず）によって自動運転ボタン４３を押しても物体検出部６４および通り抜け可否検出部６５を実行させないよう、または、これらの検知結果に基づく風向制御を実行させないよう操作できるようにしている。
【００２４】
さらに、本実施形態では、自動運転ボタン４３に加えて、足元気流ボタン４４を専用に設けている。本実施形態では、足元気流ボタン４４をリモコン４０の表面に設けており、暖房運転ボタン等で運転を開始するユーザに対しても、簡単に足元気流運転を開始できるようにしている。つまり、本実施形態では、少なくとも自動運転ボタン４３と足元気流ボタン４４の２つのボタンで、物体検出部６４および通り抜け可否検出部６５の検知結果に基づく風向制御を開始できるようにしている。なお、足元気流ボタン４４はリモコン４０の内部に配置するようにしてもよい。
【００２５】
本実施形態では、停止ボタンの下に、使用頻度が高い機能についての専用ボタンとして、足元気流ボタン４４と間取り気流ボタンを配置している。ちなみに、間取り気流ボタンは撮像部１１０によって室内の間取りを検知し、間取りに合わせたスイング運転を開始するボタンである。
【００２６】
＜センサ部＞
図５は、本実施形態に係る空気調和機のセンサ部の構成を示す図である。センサ部５０は、室内機１００と室外機２００に備えられている。センサ部５０は、室温センサ、人、物体および室内の表面温度を検知する温度検知部１３０（図１参照）、外気温センサ、湿度センサ、冷媒配管温度センサ、圧縮機温度センサ、撮像部１１０（図１参照）、時計等により構成される。撮像部１１０は、前面パネル１０６の左右方向中央の下部に設置されている。
【００２７】
温度検知部１３０がサーモパイルである場合、例えば横×縦が１×１画素、４×４画素、１×８画素で構成され、前面パネル１０６の左右方向中央の下部に設置されている。これ以外にも、赤外線センサ、近赤外線センサ、サーモグラフィーを使用してもよい。温度検知部１３０で検出するのは、室内の平均的な表面温度に限られず、検出範囲の内、人を除いた領域の室内の表面温度、人の着衣の表面温度、人の皮膚の温度、床の表面温度でもよい。
【００２８】
＜撮像部＞
図６は、本実施形態に係る可視光カットフィルタを有する撮像部の構成を示す説明図である。図６は撮像部１１０を上方からみた図である。撮像部１１０は、可視光および近赤外線を撮像できるものを用いている。従来、人を検知する場合等の撮像部では、撮像部内部に、赤外線カットフィルタを取り付けているが、本実施形態では、近赤外線をカットしないようにするために取り付けていない。可視光カットフィルタ１１２を撮像部本体１１１の回りに配置し、可視光カットフィルタ１１２を回転させて撮像部本体１１１の前に移動させる構造としている。
【００２９】
具体的には、撮像部１１０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである撮像部本体１１１の周囲に、開口部１１３を有する円環状の可視光カットフィルタ１１２を配置している。可視光カットフィルタ１１２を、フィルタ用モータ１１４でフィルタ用ギア１１５（フィルタ可動機構）を介して、撮像部本体１１１の周囲を回転できる。これにより、通常の撮像をするときは、可視光カットフィルタ１１２を通さずに撮影することができる。一方、後記する物体を検出する場合には、可視光カットフィルタ１１２を回転させて、可視光カットフィルタ１１２を介して、撮像部本体１１１と連動して駆動できる。また、必要に応じて、近赤外線光源１２０（図１参照）を撮影前に点灯し、近赤外線を照射することにより、さらに鮮明に近赤外線の反射光を撮像することができる。
【００３０】
図７は、可視光カットのフィルタを介して撮像した場合の波長域の一例を示す説明図である。紫外線および可視光がカットされ、近赤外線近傍（例えば、８５０ｎｍ）の波長域を利用して撮像することができる。近赤外線は、物体の色彩や模様が反映されず、物体の形状だけが反映される特徴がある。これにより物体の形状を鮮明にとらえることができる。また、色彩情報を使用しないので、画像上の情報量が減り、物体を検出する際の精度向上につながる。
【００３１】
図１７は、撮像部の水平方向の向きの移動と視野角を示す説明図である。図１７を参照して、撮像部１１０の水平方向の向きの移動と視野角について説明する。図１７は、室内機１００および当該室内機１００が設けられている室内を鉛直上方側からみた概念図であり、図１７の上側は当該室内機１００が取り付けられている壁側となり、下側は室内機１００が取り付けられている室内の室内機１００の前方側の空間となる。
【００３２】
この例で、撮像部１１０の水平方向の視野角はおよそ６０°である。よって、撮像部１１０の水平方向の向きが真正面（方向３１１）にあるときに撮像部１１０で撮像すれば、矢印の範囲３１２の室内の画像の撮像を行うことができる。また、向き３１１から撮像部１１０の向きを室内機１００に向かって右に例えば４５°移動させ、方向３１３の向きで撮像すれば、矢印の範囲３１４の室内の画像の撮像を行うことができる。さらに、向き３１１から撮像部１１０の向きを室内機１００に向かって左に例えば４５°移動させ、方向３１５の向きで撮像すれば、矢印の範囲３１６の室内の画像の撮像を行うことができる。これにより、本例では室内機１００が設置された室内を合計で約１５０°の視野角で撮像することができる。また、矢印の範囲３１２と矢印の範囲３１４とは一部（約１５°の範囲）重なって画像を取得することができ、同様に矢印の範囲３１２と矢印の範囲３１６とは一部（約１５°の範囲）重なって画像を取得することができる。また、前記の約１５０°の視野角で室内の画像を撮像するためには、方向３１３から方向３１５までの範囲で撮像部１１０の向きを水平方向に変動すればよい。なお、壁検出部６３が検出した室内のコーナは、コーナ３７３と示されている。
【００３３】
＜制御部＞
図８は、本実施形態に係る空気調和機の制御部の構成を示す説明図である。制御部６０は、電装品に備えられている。制御部６０は、送受信部４５を介するリモコン４０からの情報と、センサ部５０からの情報に基づき、室内機１００の送風ファン１０３、左右風向板１０４、上下風向板１０５を駆動し、室外機２００の圧縮機２０２、プロペラファン２０７を駆動する。
【００３４】
制御部６０は、後記する第１の撮影モードおよび第２の撮影モードで撮像部１１０を制御する撮像制御部６１と、撮像部１１０で撮影された画像に基づいて、室内の人の位置を検知する人検知部６２と、撮像部１１０で撮影された画像に基づいて、室内の壁位置を検出する壁検出部６３と、可視光カットフィルタ１１２を介して撮像部１１０で撮影された近赤外線画像に基づいて、物体を検出する物体検出部６４と、物体検出部６４で検出された物体の近傍に気流が通り抜け可能であるか否かを検出する通り抜け可否検出部６５と、気流が通り抜け可能である領域に気流を送風する気流制御部６６と、記憶部６７とを有する。
【００３５】
＜撮像制御部＞
撮像制御部６１は、撮像部１１０での室内の撮像は所定時間ｔ１（一例を挙げれば１時間）ごとに行う。すなわち、撮像制御部６１は、撮像部１１０による撮像処理の終了から所定時間ｔ１を経過したときは、ステッピングモータを制御して取付け部材を駆動することにより、例えば一定の角速度で撮像部１１０の水平方向の向きの移動を開始する。この動作は、例えば図１７に示す向き３１８側から向き３１７側に向かって開始する。そして、撮像制御部６１は、撮像部１１０の向きが方向３１５に達したときは、必要に応じて一時停止するなどして撮像部１１０で撮像を行い、画像データを「左画像」として記憶部６７に記憶する。次に、撮像部１１０の向きが方向３１１に達したときは、撮像制御部６１は、必要に応じて一時停止するなどして撮像部１１０で撮像を行い、画像データを「中画像」として記憶部６７に記憶する。次に、撮像部１１０の向きが方向３１３に達したときは、撮像制御部６１は、必要に応じて一時停止するなどして撮像部１１０で撮像を行い、画像データを「右画像」として記憶部６７に記憶する。
【００３６】
また、撮像制御部６１は、可視光カットフィルタ１１２と、室内を撮影する撮像部本体１１１とを有する撮像部１１０を制御する際に、可視光カットフィルタ１１２を撮像部本体１１１の前面に位置させた状態で撮像部本体１１１によって室内を撮影する第１の撮影モードと、可視光カットフィルタ１１２を撮像部本体１１１の前面に位置させない状態で撮像部本体１１１によって室内を撮影する第２の撮影モードとを有する。
【００３７】
＜人検知部＞
人検知部６２は、可視光カットフィルタ１１２（図６参照）を介さない撮像部１１０で撮影（第２の撮影モードにより撮影）された画像に基づいて、室内の人の位置を検知する。撮像部１１０以外にも、赤外線センサ、近赤外線センサ、サーモグラフィー、焦電型センサ、超音波センサ、騒音センサを使用してもよい。人検知部６２で検出するのは、人の有無に限られず、位置、活動量、生活シーン等を検出してもよい。
【００３８】
人の位置は、撮像部１１０で撮像された画像から人の頭部等の位置を検出し、頭部の位置を人の位置としている。さらに、本実施形態では、人の位置に加え、人の足元の位置も検出している。人の足元の位置は、撮像部１１０で撮像された画像に基づいて、直接人の足元の位置を検出するようにしてもよいし、人の頭部等の位置を検出し、人の頭部等の位置から人の足元の位置を推定するようにしてもよい。
【００３９】
＜壁検出部＞
壁検出部６３は、可視光カットフィルタ１１２を介さない撮像部１１０で撮影（第２の撮影モードにより撮影）された画像に基づいて、画像内のエッジの抽出し、太く長いエッジを抽出し、直線を延長し、交点を作成し、交点の重心点を消失点とすることにより、室内のコーナ３７３を検出し、検出したコーナ３７３（図１７参照）を壁と壁あるいは壁と天井あるいは壁と床の接線とし、室内の壁や天井や床の面の位置を検出している。
【００４０】
なお、人検知部６２で検知した人の位置を累積し、人の位置の累積値に基づいて、コーナ３７３の検出結果を補完してもよい。すなわち、人の位置の累積値よりも外側に室内の壁が存在し、人の位置の累積値よりも内側に室内の壁が存在することはないため、室内の壁が人の位置の累積値よりも内側の位置で検出された場合は、当該検出結果を除外するようにしてもよい。
【００４１】
＜物体検知部＞
物体検出部６４は、可視光カットフィルタ１１２を介して撮像部１１０で撮影（第１の撮影モードにより撮影）された画像から、物体を検出する。具体的には、室内にある、テーブル、こたつ、椅子、ソファ、本棚、食器棚、箪笥等の家具や、壁、床、天井、戸、窓、小梁、欄間の建具等を検出する。詳細については、図１１を参照して後記する。
【００４２】
＜通り抜け可否検出部＞
通り抜け可否検出部６５は、物体検出部６４が検出した物体の下方等の輝度を検出し、輝度が高ければ近赤外線を反射する物体があると推定し、輝度が低ければ、例えば、物体の足元は通り抜け可能であると推定することができる。これ以外にも、各種物体の具体的な通り抜け判定手段として下記がある。
【００４３】
（１）物体の重心を用いる方法（図１２参照）
通り抜け可否検出部６５は、物体検出部６４が検出した物体の下端からの重心位置の高さＬと物体の高さＨに基づき、脚長家具であるか脚短家具であるか否かを判定する。具体的には、通り抜け可否検出部６５は、物体の重心位置の高さＬの物体の高さＨに対する割合が、所定値（例えば、７０％）以上である場合に脚長家具と判定し、気流が通り抜けできると推定する。また、通り抜け可否検出部６５は、物体の重心位置の高さＬの物体の高さＨに対する割合が、所定値未満である場合に脚短家具と判定し、気流が通り抜けできないと推定する。詳細については、図１２を参照して後記する。
【００４４】
（２）物体の積算面積を用いる方法（図１３参照）
通り抜け可否検出部６５は、物体検出部６４が検出した物体の下端からの所定の高さＭまでの物体の積算面積が全面積に対する割合と、物体の下端からの所定の高さＭの物体の高さＨに対する割合とに基づき、脚長家具であるか脚短家具であるか否かを判定する。具体的には、通り抜け可否検出部６５は、物体の下端から積算面積の物体の全面積に対する割合が所定値（例えば、３０％）における、物体の下端からの高さＭの物体の高さＨに対する割合が、所定値（例えば、５０％）以上である場合、脚長家具と判定し、気流が通り抜けることができると推定する。また、通り抜け可否検出部６５は、物体の全面積に対する積算面積が所定値における、物体の下端からの高さＭの物体の高さＨに対する割合が、所定値未満である場合、脚短家具と判定し、気流が通り抜けできないと推定する。詳細については、図１３を参照して後記する。
【００４５】
本実施形態の通り抜け可否検出部６５が、画像内の所定の範囲内に占める物体の面積の割合が所定値以下である場合に、物体の足元は通り抜け可能であると推定することで、物体の方向に送風した場合に通り抜けられない程度を推定することが可能となる。通り抜けられない物体に対して単位時間当たりの供給熱量を下げることが可能となる。また、通り抜けられる方向に対して単位時間あたりに供給する熱量を上げることが可能となり、快適性を向上させることが可能となる。
【００４６】
図１５は、物体が障害物であるか否かの判定処理を示す説明図であり、（ａ）は物体が障害物でない場合、（ｂ）は物体が障害物である場合である。撮像部１１０で撮影した左画面、中画面、右画面をひとつにまとめた室内の画像の全幅をＸとし、全高さＹとする。その画像中にある物体の横幅をｘ、縦幅をｙとする。物体が障害物であるか否かは、全画面の面積に対する物体の面積が所定値（例えば、８％）未満の場合、障害物でないと判定し、全画面の面積に対する物体の面積が所定値以上の場合、障害物として判定するとよい。
【００４７】
図１５（ａ）の場合、ｘ／Ｘが２０％であり、ｙ／Ｙが１５％とすると、全画面の面積に対する物体の面積は３％であり、障害物でないと判定される。一方、図１５（ｂ）の場合、全画面の面積に対する物体の面積は１０％であり、障害物として判定される。
【００４８】
また、物体の画面の面積および物体までの距離から物体の面積、横幅または縦幅の絶対値を算出し、物体の面積、横幅または縦幅が所定値以上であるか否かに基づいて、物体が障害物であるか否か判定してもよい。
【００４９】
全ての物体について風が通り抜けできるか判断しようとすると、マイコンの処理時間が長くなるため、本実施形態では、風の通り抜けに影響を与える程度の大きさの物体について判断するようにしている。すなわち、物体を検出したときに物体の縦方向の長さ、横方向の長さまたはその両方が所定値以上であるか否か判断し、小さなゴミ箱等の所定値以下の物体を検出対象から除外する。このようにすることで、マイコンの処理スピードを向上させることができる。
【００５０】
次に処理内容について説明する。
図９は、制御部の処理の全体概要を示すフローチャートである。制御部６０は、運転を開始すると、人を検出し（処理Ｓ９１）、人の足を検出する（処理Ｓ９２）ことにより、人の位置を把握する。計測から１時間経過していない場合（処理Ｓ９３，Ｎｏ）、処理Ｓ９１に戻る。計測から１時間経過した場合（処理Ｓ９３，Ｙｅｓ）、制御部６０は、通り抜け検出処理を含む物体検出を行う（処理Ｓ９４）。そして、物体検出処理後、再度人を検出し（処理Ｓ９５）、室内のコーナ検出をし（処理Ｓ９６）、人の検出をし（処理Ｓ９７）、最後に間仕切りの開閉を検出し（処理Ｓ９８）、一連の処理を終了する。処理Ｓ９５〜処理Ｓ９８の処理により、人の位置およびコーナ検出に基づいて、室内の大きさを判定している。なお、本実施形態では、撮像部１１０で撮影された画像に基づいて人の位置を把握しているが、撮像部１１０の代わりに、温度検知部１３０または焦電型赤外線センサを用いて人の位置を把握するようにしてもよい。
【００５１】
図１０は、撮像制御部、物体検出部および通り抜け可否検出部の処理を示すフローチャートである。図１０は、図９の処理Ｓ９４の詳細な処理である。図１０の処理は、制御部６０の処理であるが、撮像制御部６１、物体検出部６４および通り抜け可否検出部６５の主体を明瞭にして説明する。
【００５２】
物体検出部６４は、室内に太陽光が照射されているか否か（太陽光有無）を判定する（処理９０１）。物体検出部６４の判定は、光源を検出して、太陽光が室内に入らない状態のとき、または、室内に入り込む太陽光の量が所定値以下であるときに実行するとよい。太陽光には近赤外線も含まれているため、窓から太陽光が入り込む場合、太陽光が照射された場所に物体があると誤検出するおそれがあるからである。そこで、本実施形態では、光源を検出して、太陽光が室内に入らない状態のときに、または、室内に入り込む太陽光の量が所定値以下であるときに実行する。他の太陽光有無の判定方法として、光源そのものの識別をしなくても、時間帯によって太陽が出ていない時間帯に物体検出モードを実行してもよい。なお、ユーザが間違った時間帯を設定した場合、物体検出することができなくなるおそれがあるため、また、白熱灯によっても物体検出の誤検出をするおそれがあるため、光源識別を実行できることが望ましい。
【００５３】
撮像制御部６１は、開口部１１３（図６参照）に可視光カットフィルタ１１２をかけるように移動する（処理Ｓ９０２）。そして、撮像制御部６１は、初期の撮像位置（例えば、左画面の撮影位置）に移動し（処理Ｓ９０３）、近赤外線光源１２０（図１参照）を点灯し、近赤外線を照射する（近赤外線照射ＯＮ）（処理Ｓ９０４）。撮像制御部６１は、室内の撮像（撮影）をし（処理Ｓ９０５）、近赤外線光源１２０を消灯し、近赤外線の照射を停止する（近赤外線照射ＯＦＦ）（処理Ｓ９０６）。
【００５４】
物体検出部６４は、物体の有無判定を行う（図１１参照）（処理Ｓ９０7）。そして通り抜け可否検出部は、物体検出部６４で検出された物体について、足もと通り抜け推定を行う（図１２参照、図１３参照）（処理Ｓ９０８）。
【００５５】
次に、撮像制御部６１は、左画面、中画面、右画面の３方向の撮影が終了したか否かを判定し（処理Ｓ９０９）、３方向の撮影が終了していない場合（処理Ｓ９０９，Ｎｏ）、処理Ｓ９０３に戻る。一方、３方向の撮影が終了している場合（処理Ｓ９０９，Ｙｅｓ）、撮像制御部６１は、可視光カットフィルタ１１２を元の位置に移動する（処理Ｓ９１０）。
【００５６】
図９および図１０の制御フロー、特に、物体検出処理および通り抜け可否検出は、リモコン４０の自動ボタンを押下すると、自動運転を実行するが、一定時間おきに物体検出モードを実行する。本実施形態の場合は、１時間おきに実行している。なお、物体検出モードを自動ボタンとは別のボタンによって実行してもよい。
【００５７】
物体検出部６４で実行する物体検出モードでは、可視光カットフィルタ１１２を有する撮像部１１０を用いる。また、物体検出精度を高めるため必要とする場合、近赤外線光源１２０（例えば、近赤外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode））も用いる。撮像部１１０は、前記したように通常の撮像と同じように左右方向に駆動し、室内を撮像する。近赤外線光源１２０は、撮像部１１０による撮像の直前から室内を照射し、撮像部１１０による撮像が終了すると、照射を終了する。撮像部１１０による撮像するタイミングだけ近赤外線光源１２０を照射するようにすることで、物体検出モード実行中に、近赤外線光源１２０を照射し続ける場合に比べて、近赤外線光源１２０の寿命を延ばすことができる。
【００５８】
本実施形態では、撮像部１１０を左方向、中方向、右方向の３回撮像を行うため、近赤外線光源１２０も撮像部１１０による撮像のタイミングに合わせて３回照射をする。そして、物体検出部６４で撮像された画像の処理を行い、家具等の物体の形状を検出する。
【００５９】
ここで、通常、物体の形状を抽出する場合において、物体の色彩や模様により正確な物体の形状を抽出することができないおそれがある。そこで、本実施形態では、物体検出モード時に可視光カットフィルタ１１２を移動させて撮像部１１０の前面に位置させ、かつ、近赤外線光源１２０を照射させている。近赤外線は、物体の色彩や模様が反映されず、物体の形状だけが反映される特徴がある。この近赤外線の特徴を活かすことで、物体の色彩や模様による誤検知を防ぎ、物体の形状をより正確に検出することができる。このように検出精度を高めることで、物体が、脚付きのテーブルやイス等の風が通り抜けできる形状であるのか、ソファ等の風が通り抜けできない形状であるのかを判別することができる。
【００６０】
本実施形態の物体検出モードの際、撮像制御部６１は、約８５０ｎｍ付近に波長のピークを持つ近赤外線光源１２０を照射するとよい。撮像した画像は、近赤外線を撮像部１１０の方向に反射するほど白く、撮像部１１０の方向に反射しないほど黒く写る。一般に、居住空間に存在する、木、布、金属、紙等は、表面が粗く、近赤外線はその表面で拡散反射する。拡散反射により撮像部１１０の方向に反射した近赤外線を撮像することで、反射する物体が反射した方向に存在することを検出することができる。このため、近赤外線光源１２０を照射することにより、一般に室内に多く存在する家具の材質を網羅することが可能となり、高い検出精度を得ることが可能となる。
【００６１】
なお、近赤外線光源１２０は、約８５０ｎｍ付近にピークを持つ近赤外線は可視光も含むため、近赤外線光源１２０を点灯しているときは、赤く点灯して見える。このため、点灯中であるか否かを表示する表示部が不要となり、コストを低減することが可能となる。
【００６２】
図１１は、物体検出部の物体の有無の判定処理を示す説明図である。物体検出部６４は、撮像制御部６１で撮影した画像をマトリクスに分割し、各分割した領域をセルとして管理している。例えば、マトリクス１１０１は、空気調和機Ａの室内機１００側からみた画像のマトリクスであり、縦５セル×横１０セルとして説明する。各セルの位置は、左右風向および上下風向を制御する場合の位置に対応する。
【００６３】
物体検出部６４は、画像の輝度値からそこに物体が存在するか否かを判別する。各セル内の数値は、各セル内に占める物体の占有面積に割合を、１〜５で示している。具体的には、０〜２０％未満の占有面積の場合は「１」であり、２０〜４０％未満の占有面積の場合は「２」である。
【００６４】
物体検出部６４は、室内に常時設置されている家具等の物体であるか否か、たまたま一時的に置かれている物体であるか判別するため、複数回の検出を実施する。具体的には、１時間に１回撮影し、所定回数（例えば、１０回）の検出結果のうち、多数決で物体の形状を特定する。例えば、１０回のうち６回の検出結果で物体であると判別された場合は、常時設置されている物体と認識しその形状を特定する。
【００６５】
図１１に示す例においては、マトリクス１１０１、…、マトリクス１１１０の１０回の検出結果に基づき、多数決結果であるマトリクス１１２０が示されている。この場合、左から２列目から４列目に物体が検出されており、同様に、右から２列目および３列目に物体が検出されている。
【００６６】
図１２は、通り抜け可否検出部の物体の重心を用いた判定処理を示す説明図であり、（ａ）は、物体の重心位置の例であり、（ｂ）は物体の重心を用いた判定例を示す図である。図１２（ａ）中には、物体の重心位置が示されており、通り抜け可否検出部６５は、物体の底辺からの物体の高さＨと重心位置Ｌとに基づき、物体の足もとが、気流が通り抜けられるか否かを判定する。
【００６７】
具体的には、通り抜け可否検出部６５は、物体の重心位置の高さＬの物体の高さＨに対する割合が、所定値（例えば、７０％）以上である場合に脚長家具と判定し、気流が通り抜けできると推定する。また、通り抜け可否検出部６５は、物体の重心位置の高さＬの物体の高さＨに対する割合が、所定値未満である場合に脚短家具と判定し、気流が通り抜けできないと推定する。すなわち、物体の重心位置Ｌと物体の高さＨを比較し、物体の重心位置Ｌが物体の高さＨに対して所定の高さ以上である場合に、気流（風）が通り抜けできる形状であると判断する。
【００６８】
図１２（ｂ）には、図１１で検出されたセル（占有面積の記号が２から５）に対して、判定結果を、通り抜け可能である場合「１」、通り抜け不可の場合「２」が記載されている。マトリクス１２０１、…、マトリクス１２１０の１０回の判定結果に基づき、多数決の結果であるマトリクス１２２０が示されている。この場合、左から２列目から４列目に検出された物体に対し、通り抜け不可として判定されている。一方、右から２列目および３列目に検出された物体に対し、通り抜け可能として判定されている。
【００６９】
図１３は、通り抜け可否検出部の物体の積算面積を用いた判定処理を示す説明図であり、（ａ）は下端からの高さと積算面積の関係を示す図であり、（ｂ）は物体の積算面積を用いた判定例を示す図である。図１３（ａ）の左側の物体の場合、下端からの高さと積算面積とがほぼ線形の関係があるのに対し、図１３（ｂ）の右側の物体の場合、下端からの高さと積算面積とが線形の関係にないのが特徴である。
【００７０】
具体的には、通り抜け可否検出部６５は、物体の下端からの積算面積の物体の全面積に対する割合が所定値（例えば、３０％）における、物体の下端からの高さＭの物体の高さＨに対する割合が、所定値（例えば、５０％）以上である場合、脚長家具であると判定し、気流が通り抜けることができると推定する。また、通り抜け可否検出部６５は、物体の全面積に対する積算面積が所定値における、物体の下端からの高さＭの物体の高さＨに対する割合が、所定値未満である場合、脚短家具と判定し、気流が通り抜けできないと推定する。
【００７１】
図１３（ｂ）には、図１１で検出されたセル（占有面積の記号が２から５）に対して、判定結果を、通り抜け可能である場合「１」、通り抜け不可の場合「２」が記載されている。マトリクス１３０１、…、マトリクス１３１０の１０回の判定結果に基づき、多数決の結果であるマトリクス１３２０が示されている。この場合、左から２列目から４列目に検出された物体に対し、通り抜け不可として判定されている。一方、右から２列目および３列目に検出された物体に対し、通り抜け可能として判定されている。
【００７２】
図１４は、各種家具の下端からの高さによる積算面積の割合を示す説明図である。横軸は下端から上端までの距離の割合を示し、縦軸は下端からの積算面積の全面積に対する割合を示す。図１４に示す結果から、（１）、（３）、（５）の家具の場合、下端から上端までの距離の割合と、積算面積との割合は単調に比例していることがわかる。これに対し、（２）、（４）、（６）の家具は、下に凸の放物線状の関係がある。
【００７３】
（１）の家具は、脚短家具であり、同様に（５）の家具も脚短の家具（ソファ）である。（３）の家具（チェア）は、足もとに車輪部分の領域があり、気流の流れを阻害することがわかる。図１４の結果によれば、積算面線の割合が３０％であって、下端から上端までの距離の割合が５０％以上であるか否かで、足もとに気流が通り抜ける形状であるか否かを判別できることがわかる。この結果は、図１３の判定で示したものと同様である。
【００７４】
図１６は、気流制御部の気流の制御を示す説明図であり、（ａ）および（ｃ）は通り抜けできない物体がある場合、（ｂ）および（ｄ）は通り抜けできる物体がある場合を示す。図１６（ａ），（ｂ）は、室内を上面からみた視図であり、図１６（ｃ），（ｄ）は、室内を側面からみた視図である。通り抜け可否検出部６５が通り抜けできない物体と推定した場合、気流制御部６６は、図１６（ａ）に示すように、例えば、物体に対しては送風ファンの回転速度を低下させて風量をさげて制御する。これに対し、通り抜け可否検出部６５が通り抜けできる物体と推定した場合、気流制御部６６は、例えば、物体に対しては送風ファンの回転速度を維持して制御する。
【００７５】
本実施形態では、物体検出部６４により物体が検出され、通り抜け可否検出部６５によりその物体に気流を送風した場合に気流が通り抜けるか否かを検出する。気流が通り抜けることが可能であると検出した場合には、気流制御部６６は、人検知部６２で検知した人体の位置と室内機１００との間に物体があったとしても、左右風向板１０４の方向および上下風向板１０５を制御して気流が通り抜けられる物体を含む方向に送風する。例えば、暖房運転時、テーブルの奥の位置で人体が検出された場合、気流制御部６６は、テーブルの下を通り抜け、温風が人体の足元に届くように左右風向板１０４の方向および上下風向板１０５の方向を制御する。また、人体や物体の位置に応じて送風ファン１０３の回転速度を制御して気流が通り抜けられる物体を含む方向に送風してもよい。
【００７６】
一方、気流が通り抜けることはできないと検出した場合には、気流制御部６６は、左右風向板１０４の方向、上下風向板１０５の方向、送風ファン１０３の回転速度を制御して気流が通り抜けられない物体を避けて送風する。例えば、ソファの奥の位置で人体が検出された場合、気流制御部６６は、ソファを避けて人体の周辺に気流が届くように左右風向板１０４の方向および上下風向板１０５の方向を制御する。この時、ソファの端部の方向に気流を向けるよう制御してもよいし、人体の位置に基づいて左右風向板１０４または上下風向板１０５をスイングさせてもよい。
【００７７】
本実施形態では、通り抜け可否検出部６５が物体を気流が通り抜けられるか検出することができるため、下を通り抜けられないソファ等の物体に向けて暖房時に送風されることによるショートサーキットに伴うサーモオフや暖気が届かない不快の発生を防ぐことが可能となる。
【００７８】
また、冷房時には、通り抜けられない小梁等に対して送風することによる、ユーザへの過剰な冷気の供給による不快の発生を防ぐことが可能となる。すなわち、左右風向板１０４の方向、上下風向板１０５の方向、送風ファン１０３の回転数を制御し、通り抜けられない物体に対して単位時間当たりの供給熱量を下げることが可能となり、快適性を向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００７９】
４０    リモコン
４１    表示画面
４５    送受信部
５０    センサ部
６０    制御部
６１    撮像制御部
６２    人検知部
６３    壁検出部
６４    物体検出部
６５    通り抜け可否検出部
６６    気流制御部
６７    記憶部
１００    室内機
１０３    送風ファン
１０４    左右風向板
１０５    上下風向板
１０６    前面パネル
１０９ｂ    空気吹出し口
１１０    撮像部
１１１    撮像部本体
１１２    可視光カットフィルタ
１１３    開口部
１１４    フィルタ用モータ（フィルタ可動機構）
１１５    フィルタ用ギア（フィルタ可動機構）
１２０    近赤外線光源
１３０    温度検知部
１４０    足もとモニター
２００    室外機
２０２    圧縮機
２０７    プロペラファン
Ａ    空気調和機
【図１】
2015206523.tif 000003
【図２】
2015206523.tif 000004
【図３】
2015206523.tif 000005
【図４】
2015206523.tif 000006
【図５】
2015206523.tif 000007
【図６】
2015206523.tif 000008
【図７】
2015206523.tif 000009
【図８】
2015206523.tif 000010
【図９】
2015206523.tif 000011
【図１０】
2015206523.tif 000012
【図１１】
2015206523.tif 000013
【図１２】
2015206523.tif 000014
【図１３】
2015206523.tif 000015
【図１４】
2015206523.tif 000016
【図１５】
2015206523.tif 000017
【図１６】
2015206523.tif 000018
【図１７】
2015206523.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月28日(2014.10.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
室内に近赤外線を照射する近赤外線光源を備え、
前記第１の撮影モードで室内を撮影する時、前記近赤外線光源が点灯している
ことを特徴とする請求項５に記載の空気調和機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2015206523.tif 000020