(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被空調室内を撮像する撮像手段と、
前記被空調室内へ赤外線を照射する赤外線発光素子を有する赤外線照射手段と、
前記赤外線照射手段により前記被空調室内に赤外線が照射されていない場合と赤外線が照射されている場合の双方の条件下において、それぞれ前記撮像手段に前記被空調室内を撮像させる制御手段と、
前記撮像手段が撮像した画像から少なくとも人体以外の物体が含まれるか否を検出すると共に検出対象の画像領域を検出する画像検出手段と、
前記画像検出手段の検出結果に応じて空調運転を制御する空調運転制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、所定の時間間隔ごとに、前記赤外線照射手段により赤外線が照射されていないときに前記撮像手段に撮像させる処理と、前記赤外線照射手段により赤外線が照射されているときに前記撮像手段に撮像させる処理とを繰り返す、
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
被空調室内を撮像する撮像手段と、
前記被空調室内へ赤外線を照射する赤外線発光素子を有する赤外線照射手段と、
前記赤外線照射手段により前記被空調室内に赤外線が照射されていない場合と赤外線が照射されている場合の双方の条件下において、それぞれ前記撮像手段に前記被空調室内を撮像させる制御手段と、
前記撮像手段が撮像した画像から少なくとも人体以外の物体が含まれるか否を検出すると共に検出対象の画像領域を検出する画像検出手段と、
前記画像検出手段の検出結果に応じて空調運転を制御する空調運転制御手段と、
を備え、
自身に所定の運転モードが設定された際に、前記制御手段は、前記赤外線照射手段をオンして前記撮像手段に撮像させたのちに前記赤外線照射手段をオフし、以降は前記被空調室内に赤外線が照射されていない場合に前記撮像手段に撮像させる処理を繰り返す、
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
被空調室内を撮像する撮像手段と、
前記被空調室内へ赤外線を照射する赤外線発光素子を有する赤外線照射手段と、
前記赤外線照射手段により前記被空調室内に赤外線が照射されていない場合と赤外線が照射されている場合の双方の条件下において、それぞれ前記撮像手段に前記被空調室内を撮像させる制御手段と、
前記撮像手段が撮像した画像から少なくとも人体以外の物体が含まれるか否を検出すると共に検出対象の画像領域を検出する画像検出手段と、
前記画像検出手段の検出結果に応じて空調運転を制御する空調運転制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、所定の時間間隔ごとに、前記赤外線照射手段をオフした状態で前記撮像手段に撮像させる処理を繰り返すと共に、前記画像検出手段により前記撮像手段が撮像した画像から所定の検出対象が検出された際に、前記赤外線照射手段をオンしたのちに前記撮像手段に撮像させる、
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
被空調室内を撮像する撮像手段と、
前記被空調室内へ赤外線を照射する赤外線発光素子を有する赤外線照射手段と、
前記赤外線照射手段により前記被空調室内に赤外線が照射されていない場合と赤外線が照射されている場合の双方の条件下において、それぞれ前記撮像手段に前記被空調室内を撮像させる制御手段と、
前記撮像手段が撮像した画像に検出対象である人体または／および物体が含まれるか否を検出すると共に当該検出対象の画像領域を検出する画像検出手段と、
前記画像検出手段の検出結果に応じて空調運転を制御する空調運転制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、所定の時間間隔ごとに、前記赤外線照射手段をオフした状態で前記撮像手段に撮像させる処理を繰り返すと共に、前記画像検出手段により前記撮像手段が撮像した画像から所定の検出対象が検出されなかった際に、前記赤外線照射手段をオンしたのちに前記撮像手段に撮像させる、
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項５】
前記撮像手段が撮像した画像に検出対象である人体または／および物体が含まれるか否を検出すると共に当該検出対象の画像領域を検出する画像検出手段を備えており、
前記空調運転制御手段は、前記画像検出手段によって検出された前記検出対象の種別と画像上の位置とにより、風向制御と圧縮機制御と送風制御のうちいずれかの空調運転の制御を変更する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記画像検出手段は、前記赤外線照射手段により前記被空調室内に赤外線が照射されていない場合に撮像された画像から前記検出対象の種別と画像領域とを検出した第１検出結果を出力すると共に前記赤外線照射手段により前記被空調室内に赤外線が照射されている場合に撮像された画像から前記検出対象の種別と画像領域とを検出した第２検出結果を出力し、
前記空調運転制御手段は、前記第１検出結果と前記第２検出結果とを複合して所定のパラメータで補正した検出対象の種別と前記被空調室内の推定位置とに応じて、空調運転を制御する、
ことを特徴とする請求項５に記載の空気調和機。
【請求項７】
前記画像検出手段は、前記赤外線照射手段により前記被空調室内に赤外線が照射されていない場合に撮像された画像に対する画像検出処理とは異なる画像検出処理を、前記赤外線照射手段により前記被空調室内に赤外線が照射されている場合に撮像された画像に対して行う、
ことを特徴とする請求項６に記載の空気調和機。
【請求項８】
前記画像検出手段は、
前記赤外線照射手段により前記被空調室内に赤外線が照射されていない場合に撮像された画像から検出対象である人体が含まれるか否を検出すると共に当該検出対象の画像領域を検出し、
前記赤外線照射手段により前記被空調室内に赤外線が照射されている場合に撮像された画像から検出対象である人体または／および物体が含まれるか否を検出すると共に当該検出対象の画像領域を検出する、
ことを特徴とする請求項６に記載の空気調和機。
【請求項９】
前記赤外線照射手段は、前記空調運転制御手段に接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項１０】
前記赤外線照射手段は、前記撮像手段の設置面と同一平面上に設置される、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項１１】
前記赤外線照射手段および前記撮像手段は、空気調和機の室内機の長手方向の同一直線上にそれぞれ設置される、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項１２】
被空調室内を撮像する撮像手段と、
前記被空調室内へ赤外線を照射する赤外線発光素子を有する赤外線照射手段と、
前記撮像手段に前記被空調室内を撮像させる制御手段と、
画像に検出対象である人体または／および物体が含まれるか否を検出すると共に当該検出対象の画像領域を検出する画像検出手段と、
前記画像検出手段の検出結果に応じて空調運転を制御する空調運転制御手段と、
を備える空気調和機の制御方法であって、
当該空気調和機は、
所定の時間間隔ごとに、前記赤外線照射手段をオフして前記撮像手段に撮像させる処理と、前記赤外線照射手段をオンして前記撮像手段に撮像させる処理とを繰り返し、
前記画像検出手段により、前記赤外線照射手段をオフして撮像された画像から前記検出対象の種別と画像領域とを検出した第１検出結果を出力すると共に前記赤外線照射手段をオンして撮像された画像から前記検出対象の種別と画像領域とを検出した第２検出結果を出力し、
前記空調運転制御手段により、前記第１検出結果と前記第２検出結果とを複合し、所定のパラメータで補正した前記検出対象の種別と前記被空調室内の推定位置とに応じて、空調運転を制御する、
ことを特徴とする空気調和機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機、および空気調和機の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気調和機は、人や部屋の状況を把握して状況に応じた空調運転を行うため、カメラを搭載することが多くなってきた。空気調和機は、カメラによって、人の出入りや、室内にいる人の人数や居場所、活動量、さらに間取りや太陽光が差し込んでいるエリアなどの情報を認識する。空気調和機は、この情報を、温度センサや湿度センサや季節の情報と合わせて分析し、温度や風向や風量を適切に制御することで、在室者の快適性を保ちながら空調運転を行う。
【０００３】
空気調和機は、可視光画像のみではなく、赤外線（光）画像を使うことにより、更に的確に人や部屋の状況を把握することができる。赤外線（光）画像によって状況を把握する空気調和機の技術としては、例えば特許文献１に記載の技術がある。
特許文献１の課題には、「赤外光カメラを用いることなく、暗い環境でも室内環境に応じて最適な空調制御をすることができる空気調和機を提供する。」と記載されている。同文献の解決手段には、「可視光帯域及び赤外光の一部帯域を含んだ帯域で撮像することができる撮像部２と、撮像部２が撮像した画像情報に基づき室内環境を認識する画像認識部３Ａと、画像認識部３Ａが認識した室内環境に基づき、空調設定を変更する空調制御部４と、を備えるものである。」と記載されている。
【０００４】
特許文献１の段落００１６には、「本実施の形態１では、赤外光の一部帯域を透過できる赤外線カットフィルター２ｃを使用しており、例えばＣのように近赤外帯域を透過できる特性を持つ赤外線カットフィルター２ｃを使用している。そのため、撮像部２は、可視光と近赤外光の両方を撮像することができる。」と記載されている。同文献の段落００２９には、「本実施の形態２の空気調和機１は、実施の形態１における図１の空気調和機１に発光部６を加えたものである。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２２０６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
カメラの撮像素子は、一般的に、可視光帯域のみではなく、赤外線帯域についても感受性を有している。そのためカメラには、紫外線よりも波長の短い帯域、および、赤外線よりも波長の長い帯域を減衰させるためのバンドパスフィルタが使用されている。
特許文献１に記載の技術は、カメラ内部に特殊なフィルタを使用する必要がある。また、同文献に開示されている効果も暗視機能に留まり赤外線（光）を照射している利点をほとんど享受できていない。
【０００７】
そこで、本発明は、撮像手段と赤外線照射手段とを備えて、画像処理によって物体および／または人体を高精度に検出可能な空気調和機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した課題を解決するため、第１の発明では、被空調室内を撮像する撮像手段と、前記被空調室内へ赤外線を照射する赤外線発光素子を有する赤外線照射手段と、前記赤外線照射手段により前記被空調室内に赤外線が照射されていない場合と赤外線が照射されている場合の双方の条件下において、それぞれ前記撮像手段に前記被空調室内を撮像させる制御手段と、前記撮像手段が撮像した画像から少なくとも人体以外の物体が含まれるか否を検出すると共に当該検出対象の画像領域を検出する画像検出手段と、前記画像検出手段の検出結果に応じて空調運転を制御する空調運転制御手段とを備え、前記制御手段は、所定の時間間隔ごとに、前記赤外線照射手段により赤外線が照射されていないときに前記撮像手段に撮像させる処理と、前記赤外線照射手段により赤外線が照射されているときに前記撮像手段に撮像させる処理とを繰り返すことを特徴とする空気調和機とした。
第２の発明では、被空調室内を撮像する撮像手段と、前記被空調室内へ赤外線を照射する赤外線発光素子を有する赤外線照射手段と、前記赤外線照射手段により前記被空調室内に赤外線が照射されていない場合と赤外線が照射されている場合の双方の条件下において、それぞれ前記撮像手段に前記被空調室内を撮像させる制御手段と、前記撮像手段が撮像した画像から少なくとも人体以外の物体が含まれるか否を検出すると共に検出対象の画像領域を検出する画像検出手段と、前記画像検出手段の検出結果に応じて空調運転を制御する空調運転制御手段と、を備え、自身に所定の運転モードが設定された際に、前記制御手段は、前記赤外線照射手段をオンして前記撮像手段に撮像させたのちに前記赤外線照射手段をオフし、以降は前記被空調室内に赤外線が照射されていない場合に前記撮像手段に撮像させる処理を繰り返す、ことを特徴とする空気調和機とした。
第３の発明では、被空調室内を撮像する撮像手段と、前記被空調室内へ赤外線を照射する赤外線発光素子を有する赤外線照射手段と、前記赤外線照射手段により前記被空調室内に赤外線が照射されていない場合と赤外線が照射されている場合の双方の条件下において、それぞれ前記撮像手段に前記被空調室内を撮像させる制御手段と、前記撮像手段が撮像した画像から少なくとも人体以外の物体が含まれるか否を検出すると共に検出対象の画像領域を検出する画像検出手段と、前記画像検出手段の検出結果に応じて空調運転を制御する空調運転制御手段と、を備え、前記制御手段は、所定の時間間隔ごとに、前記赤外線照射手段をオフした状態で前記撮像手段に撮像させる処理を繰り返すと共に、前記画像検出手段により前記撮像手段が撮像した画像から所定の検出対象が検出された際に、前記赤外線照射手段をオンしたのちに前記撮像手段に撮像させる、ことを特徴とする空気調和機とした。
第４の発明では、被空調室内を撮像する撮像手段と、前記被空調室内へ赤外線を照射する赤外線発光素子を有する赤外線照射手段と、前記赤外線照射手段により前記被空調室内に赤外線が照射されていない場合と赤外線が照射されている場合の双方の条件下において、それぞれ前記撮像手段に前記被空調室内を撮像させる制御手段と、前記撮像手段が撮像した画像に検出対象である人体または／および物体が含まれるか否を検出すると共に当該検出対象の画像領域を検出する画像検出手段と、前記画像検出手段の検出結果に応じて空調運転を制御する空調運転制御手段と、を備え、前記制御手段は、所定の時間間隔ごとに、前記赤外線照射手段をオフした状態で前記撮像手段に撮像させる処理を繰り返すと共に、前記画像検出手段により前記撮像手段が撮像した画像から所定の検出対象が検出されなかった際に、前記赤外線照射手段をオンしたのちに前記撮像手段に撮像させる、ことを特徴とする空気調和機とした。
【０００９】
第５の発明では、被空調室内を撮像する撮像手段と、前記被空調室内へ赤外線を照射する赤外線発光素子を有する赤外線照射手段と、前記撮像手段に前記被空調室内を撮像させる制御手段と、画像に検出対象である人体または／および物体が含まれるか否を検出すると共に当該検出対象の画像領域を検出する画像検出手段と、前記画像検出手段の検出結果に応じて空調運転を制御する空調運転制御手段と、を備える空気調和機の制御方法であって、当該空気調和機は、所定の時間間隔ごとに、前記赤外線照射手段をオフして前記撮像手段に撮像させる処理と、前記赤外線照射手段をオンして前記撮像手段に撮像させる処理とを繰り返し、前記画像検出手段により、前記赤外線照射手段をオフして撮像された画像から前記検出対象の種別と画像領域とを検出した第１検出結果を出力すると共に前記赤外線照射手段をオンして撮像された画像から前記検出対象の種別と画像領域とを検出した第２検出結果を出力し、前記空調運転制御手段により、前記第１検出結果と前記第２検出結果とを複合し、所定のパラメータで補正した前記検出対象の種別と前記被空調室内の推定位置とに応じて、空調運転を制御する、ことを特徴とする空気調和機の制御方法とした。
【００１０】
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、撮像手段と赤外線照射手段とを備えて、画像処理によって物体および／または人体を高精度に検出可能な空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態における空気調和機の室内機、室外機、およびリモコンの正面図である。
【図２】室内機の側断面図である。
【図３】空気調和機の制御手段を含む概要を示す構成図である。
【図４】近赤外線投光器をカメラ基板に接続した第１変形例を示す構成図である。
【図５】近赤外線投光器を制御基板に接続した第２変形例を示す構成図である。
【図６】画像検出部による画像検出結果の一例を示す図である。
【図７】近赤外線投光器の構成例を示す図である。
【図８】近赤外線投光器を構成する発光ダイオードの実装を示す図である。
【図９】同期無しの場合の近赤外線照射時間と近赤外線画像取得タイミングを示す図である。
【図１０】同期有りの場合の近赤外線照射時間と近赤外線画像取得タイミングを示す図である。
【図１１】第１の実施形態における撮像結果を利用した空調運転の制御動作を示す図である。
【図１２】第１の実施形態における空調運転制御処理を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施形態における所定の運転モード設定時の空調運転制御処理を示すフローチャートである。
【図１４】第３の実施形態における空調運転制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態における空気調和機の室内機、室外機、およびリモコンの正面図である。
図１に示すように、空気調和機Ａは、室内機１００と、室外機２００と、リモコンＲｅとを備えている。室内機１００と室外機２００とは冷媒配管（図示せず）で接続され、周知の冷媒サイクルによって、室内機１００が設置されている室内を空調する。また、室内機１００と室外機２００とは、通信ケーブル（図示せず）を介して互いに情報を送受信するようになっている。
【００１４】
リモコンＲｅは、ユーザによって操作されて、室内機１００のリモコン送受信部Ｑに対して赤外線信号を送信する。この赤外線信号の内容は、運転要求、設定温度の変更、タイマ、運転モードの変更、停止要求などの指令である。空気調和機Ａは、これら赤外線信号の指令に基づいて、冷房モード、暖房モード、除湿モードなどの空調運転を行う。また、室内機１００は、リモコン送受信部ＱからリモコンＲｅへ、室温情報、湿度情報、電気代情報などのデータを送信する。
また、室内機１００の中央下部には、撮像手段１２１と近赤外線投光器１４１（赤外線照射手段）とが長手方向の同一直線上にそれぞれ設置されている。近赤外線投光器１４１は、撮像手段１２１の設置面と同一平面上に設置される、これにより、撮像手段１２１が撮像した画像に影が写り込まないようにしている。撮像手段１２１は、被空調室内を撮像するよう配置される。近赤外線投光器１４１は、被空調室内へ近赤外線を照射するように配置された近赤外線発光素子を含んで構成される。ここで近赤外線とは、波長がおよそ０．７〜２．５［μｍ］の電磁波のことをいう。
近赤外線投光器１４１および撮像手段１２１の配置は、画像検出方式および検出対象、撮像手段１２１の仕様などに応じて設定してもよい。本実施形態において近赤外線投光器１４１は、室内機１００の一箇所に実装する配置としている。しかし、これに限られず、近赤外線投光器１４１は、室内機１００の複数個所に配置してもよい。
撮像手段１２１および近赤外線投光器１４１の詳細については後記する。
【００１５】
図２は、室内機１００の側断面図である。
図２に示すように、室内機１００の筐体ベース１０１は、室内熱交換器１０２、送風ファン１０３、フィルタ１０８などの内部構造体を収容している。
室内熱交換器１０２は、複数本の伝熱管１０２ａを有している。室内熱交換器１０２は、送風ファン１０３により室内機１００内に取り込まれた空気を、伝熱管１０２ａを通流する冷媒と熱交換させて、この空気を加熱または冷却するように構成されている。なお、伝熱管１０２ａは、冷媒配管（図示せず）に連通し、周知の冷媒サイクル（図示せず）の一部を構成している。
【００１６】
左右風向板１０４は、室内機１００のメインマイコン（図示せず）からの指示に従い、下部に設けた回動軸（図示せず）を支点にして左右風向板用モータ（図示せず）により回動される。
上下風向板１０５は、室内機１００のメインマイコンからの指示に従い、両端部に設けた回動軸（図示せず）を支点にして上下風向板用モータ（図示せず）により回動される。
【００１７】
前面パネル１０６は、室内機１００の前面を覆うように設置されており、下端を軸として前面パネル用モータ（図示せず）により回動可能な構成となっている。また、前面パネル１０６は、この構成に限られず、下端に固定されるように構成してもよい。
【００１８】
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を介して室内空気を取り込み、室内熱交換器１０２で熱交換された空気が、吹出し風路１０９ａに導かれる。吹出し風路１０９ａに導かれた空気は、左右風向板１０４および上下風向板１０５によって風向きを調整され、空気吹出し口１０９ｂから外部に送り出される。空気吹出し口１０９ｂから外部に送り出された空気は、室内を空調する。
撮像手段１２１は、空気吹出し口１０９ｂの近傍に取り付けられている。撮像手段１２１は、自身の取り付け位置から水平方向に対して所定角度だけ下方を向くように設置されている。これにより、室内機１００が設置されている室内を適切に撮像可能である。ただし、撮像手段１２１の取り付け位置やその設置角度は、空気調和機Ａの仕様や用途に合わせて設定すればよく、その構成を限定するものではない。
本実施形態の空気調和機Ａの構成は、あくまで一例であり、本発明は、あらゆる空気調和機の形態についても適用可能である。
【００１９】
図３は、空気調和機Ａの制御手段１３０を含む概要を示す構成図である。
空気調和機Ａの制御手段１３０は、画像検出部１３１と、記憶手段１３５と、演算処理部１３６と、駆動制御部１３７とを備えている。制御手段１３０は、環境検出手段１２０の各センサ情報に基づき、負荷１５０と近赤外線投光器１４１とを駆動するものである。
【００２０】
環境検出手段１２０は、撮像手段１２１およびＡ／Ｄ変換部１２４と、その他センサ１２９とを含んで構成される。ここでその他センサ１２９とは、例えば在室者検出センサや、サーモパイルによる温度センサや、照度センサまたはフレネルレンズおよび赤外線センサを用いた活動量検出センサなどである。
撮像手段１２１は、被空調室内を連続的に撮像し、Ａ／Ｄ変換部１２４にて画像データに変換し、制御手段１３０に出力する。このＡ／Ｄ変換部１２４は、画像データの色調、輝度などの画像補正を合わせて行う仕様としてもよい。
【００２１】
制御手段１３０は、撮像手段１２１から入力される画像情報、リモコンＲｅから入力される指令信号、および各種センサから入力されるセンサ出力などに応じて、空気調和機Ａの動作を統括制御する。制御手段１３０は、近赤外線投光器１４１により被空調室内に近赤外線が照射されていない場合と近赤外線が照射されている場合の双方の条件下において、それぞれ撮像手段１２１に被空調室内を撮像させる。これにより、空気調和機Ａは、よりきめの細かい運転制御を可能としている。
制御手段１３０の画像検出部１３１は、撮像手段１２１が撮影した画像データに対して各種画像処理を行い、在室者の位置や活動量などの情報、物体の形状や位置や距離などの情報を検出する。画像検出部１３１が検出した検出データは、演算処理部１３６に送信される。これにより、空気調和機Ａは、被空調室の状況に応じて空調運転の補正を行うことができる。
【００２２】
本実施形態の画像検出部１３１は、人体検出部１３２と、物体検出部１３３と、間取り検出部１３４とを備えている。人体検出部１３２は、画像データから人体とその画像領域を検出する。物体検出部１３３は、画像データから物体とその画像領域を検出する。ここで物体とは、例えば家具などである。間取り検出部１３４は、画像データから被空調室内の間取りを検出する。これら人体検出部１３２と、物体検出部１３３と、間取り検出部１３４の詳細は後記する。画像検出部１３１は、撮像手段１２１が撮像した画像に検出対象である人体または／および物体が含まれるか否を検出すると共にこの検出対象の画像領域を検出する。
画像検出部１３１の検出データは、在室者の位置や活動量などの情報、検出された物体の形状や位置や距離などの情報であり、画像データ自体は含まれない。これにより記憶手段１３５が保持するデータ量を削減できると共に、被空調室内の在室者のプライバシを守ることができる。
【００２３】
記憶手段１３５は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）など含んで構成される。そして、ＲＯＭに記憶されたプログラムは、制御マイコンによって読み出されてＲＡＭに展開されて実行される。なお、制御マイコンをカメラ用と運転制御用の二つに分割して構成する場合には、ＲＯＭとＲＡＭも分割して構成することが望ましい。
【００２４】
演算処理部１３６は、設定された空調運転の運転設定に加えて、画像検出部１３１から出力された検出データを用いて、駆動制御部１３７による空調運転を補正する。これら制御手段１３０での詳細な制御内容は後記する。
駆動制御部１３７は、駆動信号を負荷１５０に出力して駆動させ、よって空調運転を行う。すなわち演算処理部１３６と駆動制御部１３７とは、撮像手段１２１の撮像結果に応じて空調運転を制御する空調運転制御手段を構成する。
【００２５】
負荷１５０は、例えば、室外機２００が備える圧縮機モータ１５１と、室内機１００が備える送風ファンモータ１５２と、左右風向板１０４に設置される左右風向板用モータ１５３と、上下風向板１０５に設置される上下風向板用モータ１５４とを含んでいる。
【００２６】
図４は、近赤外線投光器１４１をカメラ基板１６０に接続した第１変形例を示す構成図である。
第１変形例の制御手段１３０は、カメラ基板１６０と制御基板１７０とに分割されて構成される。カメラ基板１６０には、撮像手段１２１と、カメラマイコン１６１と、近赤外線投光器駆動回路１４０とが実装されている。このカメラマイコン１６１は、画像検出部１３１と記憶手段１３５とを含んで構成される。
制御基板１７０には、メインマイコン１７１が実装されている。このメインマイコン１７１は、演算処理部１３６と、駆動制御部１３７と、記憶手段１３８とを含んで構成され、負荷１５０を駆動する。
カメラマイコン１６１は、メインマイコン１７１とは、相互に情報通信を行う。カメラマイコン１６１は、メインマイコン１７１に検出データと動作指令とを送信する。メインマイコン１７１は、カメラマイコン１６１に撮像要求指令と動作指令とを送信する。
【００２７】
＜撮像手段１２１の構成＞
撮像手段１２１は、撮像素子１２３と、光学レンズ１２２と、Ａ／Ｄ変換部１２４と、デジタル信号処理部１２５とを有している。
光学レンズ１２２は、例えば、ガラスやプラスチックなどの凸レンズや凹レンズであり、光を集光して撮像素子１２３上に被写体像を結像するものである。光学レンズ１２２は、撮像素子１２３の前面に設置される。
撮像素子１２３は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）イメージセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサなどであり、光を撮像してアナログの電気信号に変換する。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換部１２４は、撮像素子１２３が出力したアナログ信号をデジタル信号に変換するものである。
デジタル信号処理部１２５は、Ａ／Ｄ変換部１２４が出力したデジタル信号を処理して画像データを出力するものである。デジタル信号処理部１２５は、撮像パラメータを外部から読み込んで使用することができる。
この撮像手段１２１は、イメージセンサのアナログ信号をＡ／Ｄ変換したのちに信号処理して画像データを出力するモジュールデバイスを用いてもよい。
【００２９】
撮像素子は、可視光に対する感受性と共に、近赤外線と近紫外線にも感受性を有している。そのため一般的なカメラは、撮像素子の前面に赤外線と紫外線の影響を抑える光学フィルタが配置され、この光学フィルタの前面に光学レンズが配置される。この光学フィルタにより、撮像素子上に可視光を透過させると共に紫外線および近赤外線を減衰させることができる。
本実施形態の撮像手段１２１は、この光学フィルタを削除して、近赤外線に対する感度を向上させている。しかし、これに限られず、例えば、近赤外線帯域の波長の減衰率を任意に抑えた光学フィルタを使用してもよい。
しかしながら、紫外線および近赤外線帯域の波長の光を減衰させる光学フィルタは、あくまで紫外線および近赤外線を減衰させているのみで、完全に遮断している訳ではない。そのため、本発明を適用する空気調和機Ａの設定仕様上、一般的なカメラでも近赤外線の受光量が確保できる場合は、敢えて光学フィルタを変更または削除する処置は不要である。
空気調和機Ａが備える撮像手段１２１については、自身の設計仕様および、空気調和機Ａの製品仕様などに合わせて適切なものを使用すればよい。
【００３０】
＜制御手段１３０の基本的な構成＞
制御手段１３０は、画像検出部１３１と記憶手段１３５とを備える。
画像検出部１３１は、撮像手段１２１によって得られる画像データを基に各種画像処理を行うため、空気調和機Ａの仕様に合わせた各種検出部を含んで構成される。本実施形態の画像検出部１３１は、人体検出部１３２と、物体検出部１３３と、間取り検出部１３４とを含んで構成される。
人体検出部１３２は、例えば人の頭部、胸部、腕、足などの人の身体を検出する。物体検出部１３３は、例えば被空調室内の物体の形状などを検出する。間取り検出部１３４は、室内の部屋の壁までの距離や室内の壁の角の位置を検出することで被空調室内の間取りを推定する。
【００３１】
制御手段１３０は、メインマイコン１７１を搭載する制御基板１７０と、カメラマイコン１６１および撮像手段１２１を搭載するカメラ基板１６０の、２枚の基板によって構成される。制御基板１７０のメインマイコン１７１は、空気調和機Ａの運転制御を行う。カメラ基板１６０のカメラマイコン１６１は、撮像手段１２１が撮像した画像データを基に各種画像処理を行うソフトウェアを内包する。比較的速い演算処理を必要とする画像処理と、演算処理が遅くてもよい空気調和機Ａの駆動制御とを、各々に適したＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行させる構成により、制御手段１３０をより安価に構成することが可能である。
本実施形態のカメラマイコン１６１の処理速度は、メインマイコン１７１の処理速度と異なる。そのため、制御手段１３０は、カメラマイコン１６１とメインマイコン１７１との間をシリアル通信に接続して、カメラマイコン１６１から画像検出による検出結果のみをメインマイコン１７１に送信してもよい。これにより、通信する情報量を最小限として、メインマイコン１７１の処理負荷を削減することができる。
【００３２】
＜近赤外線投光器１４１をカメラ基板１６０に接続する場合＞
カメラ基板１６０が制御基板１７０と別体となっている場合において、近赤外線投光器１４１（赤外線照射手段）をカメラ基板１６０に接続、またはカメラ基板１６０上に実装する場合、撮像手段１２１での制御を行うカメラマイコン１６１によって近赤外線投光器１４１を直接に駆動することが可能な構成とすることができる。これにより、撮像手段１２１での撮像および近赤外線の照射の同期が行い易く、近赤外線の照射時間の短縮、近赤外線照射時の撮影時間の短縮が可能となる。
【００３３】
このとき、近赤外線投光器１４１にＬＥＤ（Light Emitting Diode）を使用していた場合、１回あたりの近赤外線の照射時間が短縮されるので、ＬＥＤ寿命が長くなる。また、ＬＥＤの発熱の影響がより少なくなるため、その分電流値を増やすことが可能である。ＬＥＤの場合、電流値と発光強度とは比例する。１個あたりのＬＥＤの発光強度が大きくなることにより、この分ＬＥＤの個数を抑えることが可能で、近赤外線投光器１４１の価格を抑えると共に、より小型にすることが可能である。
カメラ基板１６０と近赤外線投光器１４１を近くに配置することで、リード線を短く出来、コスト削減が可能である。
【００３４】
＜近赤外線投光器１４１をカメラ基板１６０に実装する場合＞
図４の構成に加えて、カメラ基板１６０上に近赤外線投光器１４１を実装することで、常にカメラ（撮像手段１２１）の撮像方向に近赤外線を照射する構成が実現できる。そのため、近赤外線の照射範囲を最小限とすることができ、全方位にＬＥＤを配置する必要が無くなる、または、近赤外線投光器１４１を撮像手段１２１の撮像方向に駆動する機構が不要となるため、より安価に構成することが可能である。更に近赤外線投光器１４１を接続するリード線などが不要になり、コスト削減が可能になる。
【００３５】
カメラ基板１６０が制御基板１７０と別体となっている場合において、近赤外線投光器１４１をカメラ基板１６０に接続、またはカメラ基板１６０上に実装する場合、同一のカメラマイコン１６１により、撮像手段１２１の制御と近赤外線投光器１４１の駆動とが可能な構成とすることができる。これにより、撮像手段１２１による撮像と近赤外線投光器１４１による近赤外線の照射とを容易に同期できる。よって、近赤外線の照射時間の短縮と、近赤外線照射時の撮影時間の短縮とが可能となる。
【００３６】
このとき、近赤外線投光器１４１にＬＥＤを使用していた場合、１回あたりの近赤外線の照射時間が短縮されたことにより、ＬＥＤ寿命が長くなる。また、ＬＥＤの発熱の影響がより少なくなるため、その分電流値を増やすことが可能となる。ＬＥＤの場合、電流値と発光強度とは比例する。１個あたりのＬＥＤの発光強度が大きくなることにより、この分ＬＥＤの個数を抑えることが可能で、近赤外線投光器１４１の価格を抑えると共に、より小型にすることが可能である。
【００３７】
図５は、近赤外線投光器１４１を制御基板１７０に接続した第２変形例を示す構成図である。図４に示す第１変形例と同一の要素には同一の符号を付与している。
＜近赤外線投光器１４１を制御基板１７０に接続する場合＞
カメラ基板１６０が制御基板１７０と別体となっており、カメラ基板１６０が回転する構成となっている場合において、近赤外線投光器１４１は、メインマイコン１７１が実装されている制御基板１７０に接続、制御基板１７０に接続されている他の基板上に実装、または制御基板１７０上に実装するとよい。このとき、近赤外線投光器駆動回路１４０は、制御基板１７０上に実装される。これにより、カメラ基板１６０に接続されるリード線の本数を、近赤外線投光器１４１の分だけ減らすことが可能である。
【００３８】
カメラ基板１６０が制御基板１７０と別体となっており、カメラ基板１６０が回転する構成となっている場合において、近赤外線投光器１４１は、メインマイコン１７１が実装されている制御基板１７０に接続、制御基板１７０に接続されている他の基板上に実装、または制御基板１７０上に実装するとよい。これにより、カメラ基板１６０上に近赤外線発光ダイオードの実装スペース、またはＬＥＤモジュール接続用のコネクタなど実装する必要がないため、カメラ基板１６０をより小型にすることが可能である。更にカメラ基板１６０を小型にすることで、カメラの回動性を確保することが可能である。また、回動するカメラ基板１６０に接続されるハーネスの数が少なくなるため、カメラ回転時のリード線の断線などのトラブルを回避することが可能である。
【００３９】
＜近赤外線投光器１４１を制御基板１７０上に実装する場合＞
図５の構成に加えて、近赤外線投光器１４１を制御基板１７０上に実装することで、モジュールとした場合と比較して、ハーネスやモジュールの基板などを廃して、より安価な構成とすることが可能である。
近赤外線投光器１４１を構成する基板自体を回転させることが難しい場合は、照射方向を変えたＬＥＤ素子を複数用意し、必要な方向を向いている素子のみを点灯させることにより、低電流と長寿命化を実現可能である。
【００４０】
図６（ａ）〜（ｃ）は、画像検出部１３１による画像検出結果の一例を示す図である。
図６（ａ）は、画像検出部１３１が処理する評価画像を示している。
この評価画像は、被空調室内を撮影したものであり、人体４００と、物体３００，３０１とを含んでいる。物体３００は、テーブルである。物体３０１は、椅子である。
＜制御手段１３０での人体検出の方法について＞
図６（ｂ）は、画像検出部１３１が画像から人体を検出した動作を示している。
この評価画像の人体４００から、破線の矩形で示された画像上の顔領域４１０が検出されている。
人体の検出においては、身体検出と顔検出の検出結果を組み合わせることにより、多くの情報を得ることが可能である。例えば、人体検出部１３２は、撮像手段１２１によって取得された画像情報に含まれる身体の大きさおよび顔の大きさから、空気調和機Ａから検出された在室者までの距離を推測することも可能である。例えば、空気調和機Ａの近くの在室者の顔または身体は大きく写り、空気調和機Ａから遠い在室者の顔または身体は小さく写る。これを検出し、さらに身体の位置情報と関連づけることにより、精度良く在室者の位置を検出することが可能となる。
【００４１】
制御手段１３０では、被空調室内の在室者の位置だけでなく、その経時変化を捉えることで活動量を検出することが可能である。在室者の活動量を空調運転に反映することで、より被空調室内の快適性を高めることが可能である。これは、被空調室内の在室者の活動量の検出結果から所定のパラメータに応じて、人の活動量に応じた体感温度を算出し、これを空調運転設定に反映させることで実現される。
これら各種画像処理の方法は、本発明を適用する空気調和機Ａの一例であり、空気調和機Ａの仕様に応じて、他の適切な検出方法を設定した場合であっても同様の効果を得ることができる。
【００４２】
＜制御手段１３０での物体の検出方法について＞
図６（ｃ）は、画像検出部１３１が画像から物体を検出した動作を示している。
この評価画像の物体３００から、破線の多角形で示された画像上の物体領域３１０が検出されている。物体３０１から、破線の多角形で示された画像上の物体領域３１１が検出されている。
人体の検出と同様に、画像情報から輪郭を検出することなどにより、物体を検出することが可能である。また、画像検出部１３１は、この検出された物体から、物体の大きさ、空気調和機Ａ本体から物体までの距離、形状などを推定可能である。
【００４３】
画像検出部１３１は、検出された物体の輪郭から、重心位置や、形状の複雑度の算出など、既存の各形状分析などを行わせてもよい。空気調和機Ａは、その仕様に応じて、これらを活用した各種画像検出などを追加してもよい。画像情報上から物体の形状を検出するソフトウェアは、任意のものが使用可能である。
【００４４】
図６（ａ）〜（ｃ）に示したように、検出された人体および／または物体は、カメラの撮影方向および画像上の位置座標に基づき、検出結果として制御に用いられる。在室者の位置や、室内機１００からの距離は、撮像手段１２１の画角や取り付け位置に応じてパラメータを任意に設定し、これに従って画像処理を行うことで検出される。
撮像手段１２１での撮像および画像検出、画像検出結果に応じた空調運転を行う具体的な運転モードなどについては、空気調和機Ａの仕様にあわせて設定される。
【００４５】
＜近赤外線を照射しながらの画像検出＞
本実施形態における空気調和機Ａにおいては、室内の環境に合わせて前記近赤外線投光器１４１により被空調室内に近赤外線を照射しつつ撮像手段１２１によって被空調室内の撮像を行う。
【００４６】
近赤外線は可視光よりも波長が長く、人間は、近赤外線を肉眼で認識することができない。しかし、撮像手段１２１は、近赤外線を検出することが可能である。近赤外線投光器１４１から近赤外線を照射しつつ、撮像手段１２１で撮像することで、被空調室内の近赤外線画像を取得することが可能である。
【００４７】
可視光を撮像することを目的とするイメージセンサは、一般に、赤色、緑色、青色のカラーフィルタを備えた画素センサが二次元マトリクス状に配置されて構成される。このイメージセンサは、赤色、緑色、青色の三色の光量を測定して出力する。カメラの信号処理部は、各色の画素センサの出力データが、画像情報上の１ドット分を構成するように画像データを生成する。
物体の色は、可視光のうち、対象の物体が吸収する波長によって決まる。例えば、青色の物体は、赤色から緑色の帯域の波長の光を吸収し、青色の波長の光を反射する。これにより、この物体の色は青色に見える。しかしながら、近赤外線は可視光帯域とは異なる波長であるため、近赤外線を照射している場合に取得される画像では、物体の色とは異なり、物体の近赤外線の吸収率と反射率とに応じた色調で表現される。
【００４８】
物体検出部１３３は、色調や輝度の差から画面上の境界を導き出し、これを輪郭として検出することで物体を検出する。そのため、撮像対象の物体に、模様や柄などの色味が異なるには場合、この模様や柄を輪郭の境界として誤検出してしまう。柄や模様により画像検出の外乱となりうる物体には、例えば絨毯や床材や壁紙などがある。これら絨毯や床材や壁紙などは一般的に、同一の物体に同一の素材が使用されており、同一の素材の近赤外線の吸収率や反射率は、ほぼ同一である。
本実施形態における空気調和機Ａでは、撮像時に近赤外線投光器１４１から近赤外線を照射することで、これら物体の柄や模様による画像処理の影響を受けにくくしている。つまり、近赤外線投光器１４１から近赤外線を照射しつつ撮像することにより、柄や模様のある同一の素材の物体を、同一の色（輝度）であるとして検出することが可能である。
【００４９】
本実施形態における空気調和機Ａは、近赤外線投光器１４１を備えていることから、被空調室内が暗い夜間などに於いても、近赤外線を照射することにより撮像が可能となる。また、このとき、近赤外線は肉眼で捉えることができないため、在室者に不快感を与えることがない。
【００５０】
また、近赤外線を照射せずに撮像した画像から物体の輪郭を検出する場合、物体の影を物体の輪郭として誤検出してしまうという問題がある。撮像方向と異なる方向から対象物体に光が照射されている場合、撮像手段１２１により対象物体の影が撮像される。しかしながら、本実施形態における空気調和機Ａにおいては、撮像手段１２１の近傍に設置された近赤外線投光器１４１から近赤外線を照射しているので、この照射された近赤外線によって生じる物体の影が撮像手段１２１に写り込まないようになっている。つまり、近赤外線を照射することにより、被空調室内の照明装置による対象物体の影をリダクションすることが可能である。
【００５１】
対象物体の影をリダクションすることだけを想定した場合、空気調和機Ａは、本体に可視光を照射する照明器を設けて、撮像時にこれを点灯することも考えられる。しかし、可視光は人間の肉眼で捉えることが可能であり、人間の生活環境下で使用される空気調和機Ａにおいて可視光の照射は、在室者の快適性を損なう虞があるため使用できない。本実施形態における空気調和機Ａは、人間の肉眼で捉えることのできない近赤外線を照射するので、対象物体の影による画像検出の誤検出を抑えつつ、撮像時に在室者に不快感を与えることがない。
【００５２】
また、近赤外線を照射している環境下で撮像された画像データから、各種画像処理を行って物体などを検出する場合に使用する画像検出ソフトウェアは、従来の可視光向けの画像検出ソフトウェアをそのまま使用してもよく、近赤外線画像専用の画像検出ソフトウェアを用意し、画像撮像方法や物体の検出対象に合わせて、このソフトウェアを変更して使用してもよい。
【００５３】
＜外部の光学フィルタを併用する場合の構成＞
また、カメラ内部に備えられている赤外線帯域、紫外線帯域の光を抑えるフィルタを取り除いている場合において、赤外線帯域および紫外線帯域の光により撮像画像の色調やコントラストなどへの影響が許容できない場合においては、撮像手段１２１の前面の撮像範囲に、赤外線カット特性、紫外線カット特性、またはその双方の特性を持つ光学フィルタを配置してもよい。この光学フィルタは、制御手段１３０からの信号に応じて任意に移動が可能である。制御手段１３０は、近赤外線を照射しないで撮像する場合は、この光学フィルタを撮像手段１２１の撮像範囲の前面に配置する。制御手段１３０は、近赤外線を照射しつつ撮像を行う際には、この光学フィルタをカメラの撮像範囲以外に移動する。これにより、可視光での撮影時の性能を確保可能となる。
【００５４】
また、この赤外線カット特性、紫外線カット特性、またはその双方の特性を持つ光学フィルタが、可視光カットフィルタと同時に使用される場合は無い。そのため空気調和機Ａは、赤外線カット特性、紫外線カット特性、またはその双方の特性を持つ光学フィルタを、可視光カットフィルタと隣接させた一体形状として、単一の駆動手段によって同時に駆動するように構成してもよい。なお、本実施形態における空気調和機Ａにおいて、これら光学フィルタや機構により検出精度などの向上が見込めるものの、あくまで本発明を適用する空気調和機Ａの仕様に応じ、任意に設定すればよく、本発明の構成を限定するものではない。
【００５５】
＜近赤外線投光器１４１の構成＞
近赤外線投光器１４１は、例えば被空調室内の撮像手段１２１の撮像範囲に近赤外線が照射されるように配置された近赤外線発光素子、例えば近赤外線発光ダイオードを使用して構成される。撮像手段１２１が回動することにより、被空調室内の全域を撮像する構成となっている場合、この時の撮像エリア全体を照射できるよう近赤外線発光ダイオードを配置してもよいし、撮像する必要のあるエリアにのみ近赤外線を照射する構成としてもよい。
【００５６】
図７（ａ）〜（ｃ）は、近赤外線投光器１４１Ａ〜１４１Ｃの構成例を示す図である。
図７（ａ）は、近赤外線投光器１４１Ａを示す図である。
近赤外線投光器１４１Ａは、基板１４３と、この基板１４３に設置された複数の近赤外線発光ダイオード１４２と、光学レンズ１４４を含んで構成される。光学レンズ１４４は、近赤外線発光ダイオード１４２の前面に配置されている。これにより、近赤外線投光器１４１Ａは、近赤外線を集光して、任意の範囲に近赤外線を照射できるようにしている。
【００５７】
図７（ｂ）は、第２変形例の近赤外線投光器１４１Ｂを示す図である。
近赤外線投光器１４１Ａは、基板１４３と、この基板１４３に設置された複数の近赤外線発光ダイオード１４２と、近赤外拡散材料によるカバー１４５を含んで構成される。カバー１４５は、近赤外線発光ダイオード１４２の前面に配置されている。これにより、近赤外線投光器１４１Ａは、任意の範囲に近赤外線をむらなく照射できるようにしている。
【００５８】
図７（ｃ）は、近赤外線投光器１４１Ｃを示す図である。
近赤外線投光器１４１Ｃは、基板１４３と、この基板１４３に設置された複数の近赤外線発光ダイオード１４２と、リフレクタ１４６を含んで構成される。リフレクタ１４６は、近赤外線発光ダイオード１４２の設置部位の外周部に配置されている。これにより、近赤外線投光器１４１Ｃは、任意の範囲に近赤外線を集光・拡散することができる。
【００５９】
図８（ａ）〜（ｃ）は、近赤外線投光器１４１Ｄを構成する発光ダイオードの実装を示す図である。
図８（ａ）は、近赤外線発光ダイオード１４２と台座１４７を示す斜視図である。
近赤外線投光器１４１Ｄは、基板１４３と、この基板１４３に設置された６個の近赤外線発光ダイオード１４２と、これらを支える台座１４７を含んで構成される。
【００６０】
図８（ｂ）は、ユニット開口部１４８との位置関係を示す斜視図である。
このユニット開口部１４８は、近赤外線を透過する単一の透過部である。近赤外線発光ダイオード１４２は、近赤外線の照射方向がこのユニット開口部１４８（透過部）に向くように配置される。
【００６１】
図８（ｃ）は、ユニット開口部１４８との位置関係を示す図である。
近赤外線発光ダイオード１４２は、近赤外線の照射方向がこのユニット開口部１４８（透過部）に向くように配置されている。各近赤外線発光ダイオード１４２が照射する近赤外線は、一旦ユニット開口部１４８（透過部）に収束したのちに発散し、被空調室内の各部分を照射する。このような構成により、ユニット開口部１４８を小さくできると共に、近赤外線投光器１４１Ｄの厚みと設置面積を小さくすることができる。
なお、このユニット開口部１４８には、近赤外線を透過して可視光をカットする光学フィルタが設置されていてもよい。
【００６２】
本実施形態における空気調和機Ａは、近赤外線投光器１４１からの近赤外線の照射の有無により複数条件下での画像検出が可能である。そのため、本実施形態における空気調和機Ａは、被空調室内の室内環境または撮像手段１２１により取得された画像データから検出する対象に応じて撮像方法を変更することにより、より高精度な画像検出を可能としている。
【００６３】
一般に知られる通り、可視光と近赤外線の物理的な特性は異なる。そのため、室内が暗い環境または夜間に室内灯が弱く点灯している環境下において、近赤外線を照射して撮影した画像は、可視光による画像とは異なる色調を捉えることが可能である。そのため、画像検出を行う対象に応じて、近赤外線投光器１４１のオンとオフとを切り替えて撮影することで、同一の撮像手段１２１から多くの情報を取得することが可能である。
近赤外線画像によって検出を行う対象の例は、家具や被空調室内の壁などの物体、人体の輪郭や四肢などである。
【００６４】
近赤外線を捉えた画像は、物体の近赤外線の反射率や吸収率に応じた色調／輝度となる。同一素材であれば近赤外線の反射率が近い。よって、同一素材で構成される物体は、可視光において異なる色調であっても、近赤外線画像上は、ほぼ同じ色調と輝度となる。そのため、近赤外線を照射することにより、物体の柄および模様に影響されずに物体の形状を検出することが可能となる。
【００６５】
物体の影も、画像検出における外乱となる。近赤外線投光器１４１は、撮像手段１２１と同じく空気調和機Ａの本体に搭載されているため、近赤外線投光器１４１から近赤外線を照射することにより、検出対象である物体または／および人体の影をリダクションすることが可能である。これにより、物体または／および人体の影による誤検出も回避することが可能である。また、近赤外線は人の目には見えないため、在室者に不快感を与えることが無い構成である。
また、被空調室内の照度が低い場合、近赤外線投光器１４１から近赤外線を照射することにより、低照度下において画像検出を行うことが可能である。
これら撮像条件については、画像処理ソフトウェアの仕様、検出対象の種別、空気調和機Ａの製品仕様に応じて適切に設定すればよい。
【００６６】
＜近赤外線照射時間と取得画像＞
近赤外線照射のタイミングと撮影のタイミングとを合わせることで、近赤外線照射による露光時間を所望の値とすることが可能である。これは、所定時間周期で撮像された画像の比較を行う場合に有効である。
【００６７】
図９は、同期無しの場合の近赤外線照射時間と近赤外線画像取得タイミングを示す図である。
図９に示す近赤外線の照射時間は、図５に示した第２変形例の制御基板１７０に近赤外線投光器１４１が接続される構成により、近赤外線の照射と撮像との同期がとりにくい場合に好適である。このとき、メインマイコン１７１（図５参照）は、カメラの撮影画像を取得するタイミングが分からないため、運転モード切替と同時に近赤外線投光器１４１にオン指令を出す。このオン指令のタイミングは、撮影タイミングｔｎ−１から撮影タイミングｔｎまでのいずれかとする。その後、２Δｔ以上の時刻が経過すると、メインマイコン１７１は、近赤外線投光器１４１にオフ指令を出す。
【００６８】
近赤外線投光器１４１にオン指令したのちにカメラマイコン１６１が取得する１枚目の画像は、撮影タイミングｔｎであり、露光時間が不明であり、かつ露光時間が不足しておりる。そのためカメラマイコン１６１は、近赤外線投光器１４１をオンした直後の１枚目の画像を破棄し、２枚目である撮影タイミングｔｎ＋１で撮像された画像を取得して画像処理する。これにより、時刻ｔｎから時刻ｔｎ＋１までの間に、露光時間Δｔの撮影画像を取得することができる。
なお、撮影タイミングｔｎと、撮影タイミングｔｎ＋２における撮影画像は、露光時間が不明であるため破棄する。
図９において、撮影タイミングｔｎ＋３以降は、近赤外線の非照射時の画像として取得可能である。
【００６９】
図１０は、同期有りの場合の近赤外線照射時間と近赤外線画像取得タイミングを示す図である。
図１０に示す近赤外線の照射時間は、図４に示した第１変形例のカメラ基板１６０に近赤外線投光器１４１が接続される構成により、近赤外線の照射と撮像の同期がとりやすい場合に好適である。
カメラマイコン１６１（図４参照）は、近赤外線投光器１４１の立ち上がりや通信ラグを考慮し、次回の撮影タイミングｔｎ時点に対し、マージン時間Δｔｂだけ早くに近赤外線投光器１４１にオン指令を出す。その後、カメラマイコン１６１は、撮像画像取得タイミングｔｎ＋１時点で、近赤外線投光器１４１にオフ指令を出す。これにより、マージン時間Δｔａの後に近赤外線投光器１４１がオフする。これにより、時刻ｔｎから時刻ｔｎ＋１までの間に時間Δｔだけ露光した撮影画像を、撮影タイミングｔｎ+1において取得することができる。このときの近赤外線投光器１４１の照射時間は、時間（Δｔ＋Δｔｂ＋Δｔａ）であり、同期無しの場合の約半分に削減できる。
なお、撮影タイミングｔｎと、撮影タイミングｔｎ＋２における撮影画像は、露光時間が不確定であるため破棄する。
【００７０】
＜各撮像結果を複合して検出＞
また、条件ごとに画像検出を行った結果を保持し、各画像検出の結果を複合して検出を行うことが可能である。可視光環境下で撮影された画像データおよび近赤外線を捉えた画像データそれぞれについて物体検出を行い、検出結果を対応させることにより、より高精度に物体の検出を行うことが可能である。
【００７１】
例えば、検出を行った対象が、右半分が茶色、左半分がクリーム色の二色のタオルであるとする。この二色のタオルを可視光画像で画像検出した場合、色が二色存在するため、この色の境界部分を物体同士の境界と誤検出し、二つの物体があると誤検出してしまう。
しかし、この二色のタオルは、右半分も左半分も同一素材であるため、近赤外線画像では同色、同輝度となる。この二色のタオルを近赤外線画像で画像検出した場合、一つの物体として検出することが可能である。可視光を捉えた画像データで検出された物体の座標と、近赤外線を捉えた画像データ上で検出された物体の座標とをそれぞれ対応させることにより、可視光画像上で二つの物体であると誤検出されたタオルを、正しく同一の物体であると認識させることが可能である。
【００７２】
図１１（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施形態における撮像結果を利用した空調運転の制御動作を示す図である。
図１１（ａ）は、被空調室内の実環境を示す図である。
被空調室内には、矩形の物体３０２が位置しており、その後方に人体４０１が位置している。以下では、この環境における検出動作と空調運転動作について説明する。
【００７３】
図１１（ｂ）は、可視光環境下での人体検出の動作を示す図である。
この可視光画像データは、被空調室内の実環境を可視光で撮影したものである。可視光画像データに含まれる人体４０１から、人体検出部１３２（図３参照）により、顔領域４１１と身体領域４１２とが検出される。人体検出部１３２は、近赤外線投光器１４１により被空調室内に近赤外線が照射されていない場合に撮像された画像から検出対象の種別である「人体」と、その顔領域４１１と身体領域４１２とを検出した第１検出結果を出力する。
【００７４】
図１１（ｃ）は、近赤外線を利用した物体検出の動作を示す図である。
この近赤外線画像データは、被空調室内の実環境に近赤外線を照射して撮影したものである。近赤外線画像データに含まれる物体３０２から、物体検出部１３３（図３参照）により物体領域３１２が検出される。物体検出部１３３は、近赤外線投光器１４１により被空調室内に近赤外線が照射されている場合に撮像された画像から検出対象の種別である「物体」と、その物体領域３１２とを検出した第２検出結果を出力する。
【００７５】
図１１（ｄ）は、２つの検出結果の複合画像を示す図である。
同一画像上に、可視光画像から検出した顔領域４１１および身体領域４１２（第１検出結果）と、近赤外線画像から検出した物体領域３１２（第２検出結果）とが複合される。このようにすることで、可視光画像と近赤外線画像のうち検出に適している画像を選択して、人体４０１または／および物体３０２を好適に検出することができる。この複合画像を所定のパラメータで補正することにより、検出対象の種別ごとに被空調室内の位置を推定することができる。
【００７６】
図１１（ｅ）は、部屋内の位置推定動作を示す図である。
ここでは、人体４０１と物体３０２の被空調室内の位置が推定されている。空気調和機Ａは、物体３０２ではなく、人体４０１を送風の風向とする。本実施形態の空気調和機Ａは、駆動制御部１３７（空調運転制御手段）により、この検出対象の種別ごとの被空調室内の推定位置により、空調運転を制御する。
【００７７】
別の例としては、可視光で捉えた画像データから、人の位置を検出し、その位置が検出される頻度から、被空調室内の在室者の在室頻度の高いエリアを検出する構成としてもよい。このとき、人体検出を行った際に人体が検出されなかったエリアを中心に近赤外線を照射して物体の検出を行うことで、より高精度に物体の検出を行うことが可能である。これにより、空気調和機Ａは、駆動制御部１３７（空調運転制御手段）により、物体を回避して、被空調室内の在室者の在室頻度の高いエリアを送風の風向とするように空調運転を制御する。
【００７８】
このように、複数の方法で撮像が可能であるため、本発明を適用する空気調和機に備える画像検出ソフトウェアに応じて各種処理を追加することで、検出精度など向上させることが可能である。
【００７９】
＜画像検出結果に応じた空調運転制御＞
本実施形態における空気調和機Ａは、撮像手段１２１と画像検出ソフトウェアを備えることにより、各種画像検出の検出結果に基づいた空調運転を行う。この空気調和機Ａは、近赤外線投光器１４１を備えることにより、通常の画像検出に加え、近赤外線の特性を活用した画像検出を用いた空調制御を実現する。
空気調和機Ａは、例えば、近赤外線非照射時の撮像画像から人体の位置および活動量を検出するソフトウェア（人体検出部１３２）、近赤外線照射時の撮像画像から家具（物体）の検出を行うソフトウェア（物体検出部１３３）を備える。この空気調和機Ａは、空調運転時に家具を避けて人の居るエリアを風向として送風する。これにより、空気調和機Ａは、送風が家具にあたり滞留することにより発生する無駄な空調を省き、効率よく被空調室内の空調を行うことが可能である。
空気調和機Ａは、左右風向板用モータ１５３の駆動により左右風向板１０４を動かし、上下風向板用モータ１５４の駆動により上下風向板１０５を動かすことにより、風向を制御する。空気調和機Ａは更に、送風ファンモータ１５２の駆動により風量と風速を調整する。
【００８０】
＜検出結果に応じた空調運転制御の第１例＞
空調運転制御の第１例では、午後７時、外気温−２℃、室内気温６℃の際、暖房２２℃設定で運転を開始した場合の制御を説明する。
空気調和機Ａは、近赤外線非照射時の撮影画像から人の居る位置を検出し、近赤外線照射時の撮像画像から物体の形状を検出する。このときの物体の大きさ、距離を算出し、人より前に物体があることを検出する。これにより、空気調和機Ａは、この物体を避けて温風を送風することで、効率よく空調することができる。
【００８１】
＜検出結果に応じた空調運転制御の第２例＞
空調運転制御の第２例では、午後７時、外気温３２℃、室内気温６℃の際、冷房２２℃設定で運転を開始した場合の制御を説明する。
空気調和機Ａは、近赤外線非照射時の撮影画像から人の居る位置を検出し、近赤外線照射時の撮像画像から物体の形状を検出する。空気調和機Ａは、部屋の大きさを検出し、空調の風速を決定する。これにより、実際の被空調室に適した空調を提供することが可能となる。
【００８２】
図１２は、第１の実施形態における空調運転制御処理を示すフローチャートである。
空気調和機Ａは、リモコンＲｅにより電源がオンすると、空調運転制御処理を開始する。
ステップＳ１０において、制御手段１３０は、近赤外線投光器１４１へオフ指令を出力して、近赤外線の照射をオフする。これにより、被空調室は、近赤外線投光器１４１による近赤外線が照射されなくなる。
ステップＳ１１において、制御手段１３０は、撮像手段１２１により、被空調室内を撮像する。これにより、制御手段１３０は、可視光によって被空調室内の物体または／および人体を撮影可能となる。
ステップＳ１２において、制御手段１３０は、人体検出部１３２により、近赤外線非照射時の撮影画像から人体の有無と、その画像上の領域とを検出する。
ステップＳ１３において、制御手段１３０は、間取り検出部１３４により、近赤外線非照射時の撮影画像から間取りを推定する。
ステップＳ１４において、制御手段１３０は、間取り検出部１３４で検出された間取りの大きさから空調の風速を決定する。
【００８３】
ステップＳ１５において、制御手段１３０は、近赤外線投光器１４１へオン指令を出力して、近赤外線の照射をオンする。これにより、被空調室は、近赤外線投光器１４１による近赤外線が照射される。
ステップＳ１６において、制御手段１３０は、撮像手段１２１により、被空調室内を撮像する。これにより、制御手段１３０は、近赤外線によって被空調室内の物体または／および人体を撮影可能となる。
ステップＳ１７において、制御手段１３０は、物体検出部１３３により、近赤外線照射時の撮影画像から物体の有無と、その画像上の領域とを検出する。
ステップＳ１８において、制御手段１３０は、演算処理部１３６により、人体と物体の画像における検出結果から、それぞれ人体と物体の部屋内の位置を推定する。
ステップＳ１９において、制御手段１３０は、空調の風向を在室者の推定位置に決定し、ステップＳ１０の処理に戻る。
このように処理することで、制御手段１３０は、所定の時間間隔ごとに、近赤外線投光器１４１をオフしたのちに撮像手段１２１に撮像させる処理と、近赤外線投光器１４１をオンしたのちに撮像手段１２１に撮像させる処理とを繰り返す。よって、制御手段１３０は、被空調室内の物体または／および人体を、可視光による撮影画像と近赤外線照射時の撮影画像のうち適切に検出可能な方で検出可能となる。制御手段１３０は更に、両方の検出結果を複合することで、単一種類の撮影画像よりも的確に被空調室内の状況を判断可能となる。
【００８４】
（第２の実施形態）
図１３は、第２の実施形態における所定の運転モード設定時の空調運転制御処理を示すフローチャートである。
空気調和機Ａは、リモコンＲｅにより所定の運転モードが設定されると空調運転制御処理を開始する。
ステップＳ３０において、制御手段１３０は、近赤外線投光器１４１へオン指令を出力して、近赤外線の照射をオンする。
ステップＳ３１において、制御手段１３０は、撮像手段１２１により、被空調室内を撮像する。
ステップＳ３２において、制御手段１３０は、物体検出部１３３により、近赤外線照射時の撮影画像から物体の有無と、その画像上の領域とを検出する。
ステップＳ３３において、制御手段１３０は、近赤外線投光器１４１へオフ指令を出力して、近赤外線の照射をオフする。これにより、被空調室は、近赤外線投光器１４１による近赤外線が照射されなくなる。
【００８５】
ステップＳ３４において、制御手段１３０は、撮像手段１２１により、被空調室内を撮像する。これにより、制御手段１３０は、可視光によって被空調室内の物体または／および人体を撮影可能となる。
ステップＳ３５において、制御手段１３０は、人体検出部１３２により、近赤外線非照射時の撮影画像から人体の有無と、その画像上の領域とを検出する。
ステップＳ３６において、制御手段１３０は、間取り検出部１３４により、近赤外線非照射時の撮影画像から間取りを推定する。
ステップＳ３７において、制御手段１３０は、間取り検出部１３４で検出された間取りの大きさから空調の風速を決定する。
ステップＳ３８において、制御手段１３０は、演算処理部１３６により、人体と物体の画像における検出結果から、それぞれ人体と物体の部屋内の位置を推定する。
ステップＳ３９において、制御手段１３０は、空調の風向を在室者の推定位置に決定し、ステップＳ３４の処理に戻る。
これにより、制御手段１３０は、動きの少ない物体を所定の運転モード設定時に１回だけ検出するので、動きの多い人体の検出頻度を高めて、より的確に被空調室内の状況を判断可能となる。更に、近赤外線投光器１４１の動作頻度が低くなるので、省エネが可能となると共に、近赤外線発光ダイオード１４２の寿命を伸ばすことができる。
【００８６】
（第３の実施形態）
図１４は、第３の実施形態における空調運転制御処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１０〜Ｓ１４の処理は、図１２に示したステップＳ１０〜Ｓ１４の処理と同様である。ステップＳ１４の処理が終了すると、ステップＳ５０の処理を行う。
ステップＳ５０において、制御手段１３０は、画像検出部１３１により、所定物を検出したか否かを判断する。ここで所定物とは、例えば、物体または／および人体のことをいう。制御手段１３０は、所定物を検出したならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１５の処理を行い、所定物を検出しなかったならば（Ｎｏ）、ステップＳ１８の処理を行う。
ステップＳ１５〜Ｓ１９の処理は、図１２に示したステップＳ１５〜Ｓ１９の処理と同様である。
制御手段１３０は、所定物を検出したときのみ近赤外線を照射しているので、動きの少ない物体の検出頻度を低くして、代わりに動きの多い人体の検出頻度を高めて、より的確に被空調室内の状況を判断可能となる。よって、省エネが可能となると共に、近赤外線発光ダイオード１４２の寿命を伸ばすことができる。
なお、これに限られず、制御手段１３０は、所定物を検出しないときのみ近赤外線を照射するように動作してもよい。例えば、制御手段１３０は、人体を検出しないときのみ近赤外線を照射して物体（家具など）を検出してもよい。これにより、制御手段１３０は、人体による影響を受けることなく家具の配置を推定することができる。制御手段１３０は更に、動きの多い人体の検出頻度を高めて、より的確に被空調室内の状況を判断可能となる。
【００８７】
なお、本実施形態では、近赤外線を用いた場合について説明したが、近赤外線を中赤外線、遠赤外線と読み替えて、中赤外線や遠赤外線を用いるようにしてもよい。なお、近赤外線とは、波長がおよそ０．７〜２．５［μｍ］の電磁波であり、赤色の可視光線に近い波長を持つ。また、中赤外線は、波長がおよそ２．５〜４［μｍ］の電磁波であり、遠赤外線は、波長がおよそ４〜１０００［μｍ］の電磁波である。
【００８８】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
【００８９】
上記の各処理部、各処理手段などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路などのハードウェアで実現してもよい。上記の各処理部、各処理手段などは、プロセッサがそれぞれの処理を実現するプログラムを解釈して実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。各処理を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリ、ハードディスクなどの記録装置、または、フラッシュメモリカードなどの記録媒体に置くことができる。
【００９０】
各実施形態に於いて、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
Ａ  空気調和機
Ｒｅ  リモコン
Ｑ  リモコン送受信部
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
１０７  空気吸込み口
１０９ｂ  空気吹出し口
１２０  環境検出手段
１２１  撮像手段
１２２  光学レンズ
１２３  撮像素子
１２４  Ａ／Ｄ変換部
１２５  デジタル信号処理部
１２９  その他センサ
１３０  制御手段
１３１  画像検出部
１３２  人体検出部
１３３  物体検出部
１３４  間取り検出部
１３５  記憶手段
１３６  演算処理部  （空調運転制御手段）
１３７  駆動制御部  （空調運転制御手段）
１３８  記憶手段
１４０  近赤外線投光器駆動回路
１４１，１４１Ａ〜１４１Ｄ  近赤外線投光器  （赤外線照射手段）
１４２  近赤外線発光ダイオード  （赤外線発光素子）
１４３  基板
１４４  光学レンズ
１４５  カバー
１４６  リフレクタ
１４７  開口部
１４７  台座
１４８  ユニット開口部
１５０  負荷
１５１  圧縮機モータ
１５２  送風ファンモータ
１５３  左右風向板用モータ
１５４  上下風向板用モータ
１６０  カメラ基板
１６１  カメラマイコン
１７０  制御基板
１７１  メインマイコン
２００  室外機
３００〜３０２  物体  （家具）
４００，４０１  人体
【図１】
0006425452.tif 000002
【図２】
0006425452.tif 000003
【図３】
0006425452.tif 000004
【図４】
0006425452.tif 000005
【図５】
0006425452.tif 000006
【図６】
0006425452.tif 000007
【図７】
0006425452.tif 000008
【図８】
0006425452.tif 000009
【図９】
0006425452.tif 000010
【図１０】
0006425452.tif 000011
【図１１】
0006425452.tif 000012
【図１２】
0006425452.tif 000013
【図１３】
0006425452.tif 000014
【図１４】
0006425452.tif 000015