(57)【要約】【課題】単純な構成で安価に被空調室内の環境を検出する。【解決手段】空気調和機Ａは、照射断面が所定形状となるように赤外線を被空調室に照射する近赤外線投光器１４１と、被空調室を撮像する撮像手段１２１と、近赤外線投光器１４１によって被空調室に映される赤外線の照射範囲を、撮像手段１２１の位置から見たときの形状に応じて空調運転を制御する駆動制御部１３７とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線を被空調室に照射する赤外線照射手段と、
前記被空調室を撮像する撮像手段と、
前記赤外線照射手段によって被空調室に映される赤外線の照射形状に応じて空調運転を制御する空調運転制御手段と、
を備えることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記赤外線照射手段の照射範囲を変更する照射範囲変更手段と、
前記赤外線照射手段の照射範囲を前記照射範囲変更手段により所定方向に変更した場合における前記赤外線照射手段によって被空調室に映される赤外線の照射形状により、前記撮像手段から被空調室に映される赤外線の位置までの距離を検出する距離検出手段と、を備えており、
前記空調運転制御手段は、前記距離検出手段によって検出された距離に応じて空調運転を制御する、
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】
前記距離検出手段は、前記赤外線照射手段によって被空調室に映される赤外線の照射形状から、更に当該赤外線が照射された物体の形状を検出し、
前記空調運転制御手段は、前記距離検出手段が検出した距離と、前記物体の形状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２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記赤外線照射手段は、
複数の赤外線発光素子と、
前記複数の赤外線発光素子の前面に設けられて、赤外線の照射断面が所定形状となるように投影する光学レンズと、
を備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記空調運転制御手段は、前記照射範囲変更手段により、前記赤外線照射手段の照射範囲を所定方向に変更させた場合における前記赤外線照射手段によって被空調室に映される赤外線の照射形状を前記撮像手段により撮像する、
ことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記赤外線照射手段は、
その断面が第１形状となる赤外線を被空調室内に照射する第１の赤外線照射器と、
当該第１の赤外線照射器から所定距離だけ離れて配置され、かつその断面が第２形状となる赤外線を被空調室内に照射する第２の赤外線照射器と、を含んで構成され、
前記空調運転制御手段は、前記第１の赤外線照射器が照射した赤外線の第１輪郭形状と前記第２の赤外線照射器が照射した赤外線の第２輪郭形状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１に記載の空気調和機。
【請求項７】
前記第１、第２の赤外線照射器によって被空調室に映される赤外線の各照射範囲を連動して変更する照射範囲変更手段と、
前記第１、第２の赤外線照射器の各照射範囲を前記照射範囲変更手段により所定方向に連動して変更した場合における前記第１、第２の赤外線照射器によって被空調室に映される赤外線の各照射形状である前記第１、第２輪郭形状で挟まれた箇所までの距離を検出する距離検出手段と、を備えており、
前記空調運転制御手段は、前記距離検出手段による距離の検出結果に応じて空調運転を制御する、
ことを特徴とする請求項６に記載の空気調和機。
【請求項８】
前記空調運転制御手段は、前記照射範囲変更手段により、前記第１、第２の赤外線照射器によって被空調室に映される赤外線の照射範囲を連動して変更しつつ、前記撮像手段により撮像する、
ことを特徴とする請求項７に記載の空気調和機。
【請求項９】
前記第１の赤外線照射器か照射する赤外線の前記第１輪郭形状と、前記第２の赤外線照射器か照射する赤外線の前記第２輪郭形状とは、少なくとも１辺が直線状である、
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の空気調和機。
【請求項１０】
前記第１の赤外線照射器か照射する赤外線の前記第１輪郭形状の直線状の辺と、前記第２の赤外線照射器か照射する赤外線の前記第２輪郭形状の直線状の辺とは、平行である、
ことを特徴とする請求項９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、撮像手段を備えた空気調和機に関する。
【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、単純な構成で安価に被空調室内の環境を検出することが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、本発明の空気調和機は、赤外線を被空調室に照射する赤外線照射手段と、前記被空調室を撮像する撮像手段と、前記赤外線照射手段によって被空調室に映される赤外線の照射形状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。
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】
【０００９】
本発明によれば、単純な構成で安価に被空調室内の環境を検出することが可能な空気調和機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】近赤外線投光器の構成例を示す図である。
【図７】可視光カットフィルタの構成と動作を示す図である。
【図８】可視光カットフィルタの構成と動作の変形例を示す図である。
【図９】撮影画面上の位置と距離の関係を示す図である。
【図１０】撮像手段の撮像視野と近赤外線投光器の照射範囲の例を示す平面図である。
【図１１】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１２】第１の実施形態の近赤外線投光器が照射するビームを示した図である。
【図１３】第１の実施形態の近赤外線投光器か照射するビームによる直方体の物体検出の例を示した図である。
【図１４】第１の実施形態の近赤外線投光器の照射するビームによる直方体の物体検出の例を示した図である。
【図１５】第１の実施形態の近赤外線投光器の照射するビームによるテーブルの物体検出の例を示した図である。
【図１６】第１の実施形態の空調運転制御処理を示すフローチャートである。
【図１７】第２の実施形態の近赤外線投光器が照射するビームを示した図である。
【図１８】第２の実施形態の近赤外線投光器の照射するビームによる直方体の距離検出の例を示した図である。
【図１９】第２の実施形態の近赤外線投光器の照射するビームによるテーブルの距離検出の例を示した図である。
【図２０】第３の実施形態の近赤外線投光器が照射するビームを示した図である。
【図２１】第３の実施形態の近赤外線投光器の照射するビームによる距離検出の例を示した図である。
【図２２】第３の実施形態の近赤外線投光器の照射するビームによる距離検出の例を示した図である。
【図２３】第４の実施形態の近赤外線投光器が照射するビームを示した図である。
【図２４】第４の実施形態の近赤外線投光器の照射するビームによる距離／物体検出の例を示した図である。
【図２５】第４の実施形態の空調運転制御処理を示すフローチャートである。
【図２６】第４の実施形態の近赤外線投光器が照射するビームの変形例を示した図である。
【図２７】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２８】空調運転制御ための物体検出処理の第１例を示す図である。
【図２９】空調運転制御ための物体検出処理の第２例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
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。
【００１２】
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。
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。
【００１３】
本実施形態の空気調和機Ａは、近赤外線投光器１４１が照射したビームが描く近赤外線を撮像手段１２１で捉えることで物体または／および人体の形状を検出する。空気調和機Ａが近赤外線の照射方向に対する撮像方向の角度を利用する形状検出方法（後記する第１、第４の実施形態）を実行するときには、撮像手段１２１と近赤外線投光器１４１とを離して配置した方がよい。このとき、室内機１００の長手方向に同一直線上に撮像手段１２１と近赤外線投光器１４１と配置することで、近赤外線照射方向に対する撮像方向との角度を最大とすることができる。
また、床面に対する撮像方向の角度を利用して物体の形状を検出しようとした場合、撮像手段１２１と近赤外線投光器１４１とは同一の高さで、横方向に離れて配置される。
これに限られず、空気調和機Ａ上の近赤外線照射手段および撮像手段の配置は、本発明を適用する空気調和機Ａの仕様に応じて任意に設定可能である。
【００１４】
図２は、室内機の側断面図である。
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、照射範囲変更手段１８０と、可視光カットフィルタ駆動手段１９０とを駆動するものである。
【００１９】
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、画像検出部１３１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。
近赤外線投光器１４１は、ビームの断面が所定形状となるように赤外線を被空調室内に照射する。照射範囲変更手段１８０は、近赤外線投光器１４１が照射する近赤外線の照射範囲を所定方向に変更する。
可視光カットフィルタ駆動手段１９０は、可視光カットフィルタ１９１を、撮像手段１２１の撮像範囲内から撮像範囲外へ、または撮像範囲外から撮像範囲内へ移動させる。
可視光カットフィルタ１９１は、可視光帯域の光を減衰させ、近赤外線を透過させるガラスまたは樹脂材で構成される。可視光カットフィルタ１９１は、例えば、撮像手段１２１の前面の意匠に沿う形状に加工されて、空気調和機Ａの外観上のデザインに調和するよう構成される。
【００２０】
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（距離検出手段）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。すなわち空気調和機Ａは、近赤外線投光器１４１によって被空調室に映される赤外線の照射範囲を、撮像手段１２１から見たときの形状に応じて空調運転を制御する。
【００２１】
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は、近赤外線投光器１４１の照射範囲を照射範囲変更手段１８０により所定方向に変更した場合における、近赤外線投光器１４１によって被空調室に映される赤外線の照射形状により、この照射位置から撮像手段１２１までの距離を検出する距離検出手段である。なお、撮像手段１２１は室内機１００に設置されているので、検出した距離は、赤外線の照射位置から室内機１００までの距離と等しい。
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、近赤外線投光器１４１（赤外線照射手段）によって被空調室に映される赤外線の照射範囲を、撮像手段１２１の位置から見たときの形状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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、照射範囲変更手段１８０と、可視光カットフィルタ駆動手段１９０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。
【００２６】
＜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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
＜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。
【００３０】
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は、処理速度が速いカメラマイコン１６１が実行する。演算処理が遅くてもよい空気調和機Ａの駆動制御は、メインマイコン１７１が実行する。このように各々に適したＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行させる構成により、制御手段１３０をより安価に構成可能である。
画像処理を行うカメラマイコン１６１の処理速度は、空気調和機Ａの駆動制御を行うメインマイコン１７１の処理速度よりも速い。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。
【００３１】
＜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。
【００３２】
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、より小型化が可能である。
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。
【００３３】
＜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。
【００３４】
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、制御手段１３０は、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。
【００３５】
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、より小型化が可能である。
【００３６】
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。
第２変形例の近赤外線投光器駆動回路１４０と、可視光カットフィルタ駆動手段１９０とは、第１変形例とは異なり、メインマイコン１７１に接続される。
＜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。また、カメラ基板１６０上に近赤外線発光ダイオード１４２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の小型化が可能である。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可能である。
【００３７】
＜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できる。
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、低電流化と長寿命化を実現可能である。
【００３８】
＜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。
【００３９】
図６（ａ），（ｂ）は、近赤外線投光器１４１Ａ，１４１Ｂの構成例を示す図である。
図６（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。光学レンズ１４４は、赤外線の照射断面が所定形状となるように投影する。
【００４０】
図６（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。
【００４１】
＜可視光カットフィルタ１９１を使用する場合の例＞
図７（ａ），（ｂ）は、可視光カットフィルタ１９１の構成と動作を示す図である。
図７（ａ）は、可視光カットフィルタ１９１を撮像手段１２１の前面に配置したときの図である。
可視光カットフィルタ１９１は、可視光カットフィルタ駆動手段１９０により撮像手段１２１の撮像視野αに配置される。可視光カットフィルタ１９１は、可視光を減衰させて近赤外線を透過される。これにより、撮像手段１２１は、近赤外線画像を撮影することができる。
【００４２】
図７（ｂ）は、可視光カットフィルタ１９１を撮像手段１２１の撮像範囲外へ移動したときの図である。
可視光カットフィルタ１９１は、可視光カットフィルタ駆動手段１９０により撮像手段１２１の撮像視野αの外へ移動する。このとき、撮像手段１２１は、可視光と近赤外線による画像を撮影することができる。
【００４３】
第１変形例（図４参照）において、カメラ基板１６０上のカメラマイコン１６１は、可視光カットフィルタ駆動手段１９０を駆動して、可視光カットフィルタ１９１を撮像手段１２１の前面に移動させたのち、撮像手段１２１で撮像する。
第２変形例（図５参照）において、制御基板１７０上のメインマイコン１７１は、可視光カットフィルタ駆動手段１９０を駆動して、可視光カットフィルタ１９１を撮像手段１２１の前面に移動させたのち、カメラマイコン１６１に撮像要求信号を送信する。またメインマイコン１７１は、カメラマイコン１６１のフィルタ駆動指令に応じて可視光カットフィルタ駆動手段１９０を駆動してもよい。また、メインマイコン１７１は、可視光カットフィルタ１９１を撮像手段１２１の前面に配して撮像を行う際には、カメラマイコン１６１に所定の信号を送信して、近赤外線画像に固有の処理（画像処理など）を行わせる。
【００４４】
制御手段１３０は、可視光カットフィルタ１９１を撮像手段１２１の前面に配した状態で撮像を行う際に、必要に応じて、シャッタースピードやホワイトバランス、コントラストなどの撮像パラメータを撮像手段１２１に設定する。
【００４５】
＜可視光カットフィルタ駆動手段１９０の構成＞
可視光カットフィルタ駆動手段１９０は、可視光カットフィルタ１９１の駆動用のステッピングモータであり、制御手段１３０からの信号によって駆動し、かつ、可視光カットフィルタ１９１の位置を検出する。
【００４６】
＜可視光カットフィルタ１９１を使用する場合の画像検出＞
空気調和機Ａが使用される室内環境は、通常、照明器具または太陽などの光源から可視光と近赤外線の両方が照射されている。そのため、撮像手段１２１は、撮像する際に可視光カットフィルタ１９１をその前面に配置すると、室内環境下に存在する可視光を減衰させて、より鮮明な近赤外線画像を撮像可能である。
【００４７】
撮像手段１２１の撮像方向とは異なる方向から近赤外線が照射されている場合、画像に物体の影が写り込む虞がある。このとき、撮像手段１２１は、その近傍に設置した近赤外線投光器１４１から近赤外線を照射することにより、画像に写り込む物体の影を低減可能である。なお、可視光カットフィルタ１９１の有無、および、近赤外線投光器１４１の照射／非照射の組み合わせについては、画像検出を行う環境または検出対象に応じて任意に設定すればよい。
【００４８】
＜赤外線カットフィルタに紫外線カット機能を付加＞
また、撮像手段１２１から赤外線や紫外線を抑える光学フィルタを取り除いている場合、撮像手段１２１は、そ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。これにより、可視光での撮影時に、赤外線や紫外線による色調やコントラストなどへの悪影響を防ぐことができる。
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、近赤外線を照射せずに撮像する場合には、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場合には、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、可視光撮影時にも良好な性能を確保できる。
【００４９】
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。
【００５０】
図８（ａ），（ｂ）は、可視光カットフィルタ１９１Ｂの構成と動作の変形例を示す図である。
図８（ａ）は、可視光カットフィルタ１９１Ｂの可視光カットフィルタ部分１９１１を撮像手段１２１の撮像視野αに移動したときの図である。
このとき、可視光カットフィルタ部分１９１１により、可視光が減衰して近赤外線が透過するので、撮像手段１２１は、近赤外線画像を撮像できる。
この変形例の可視光カットフィルタ１９１Ｂは、可視光カットフィルタ部分１９１１と赤外線カットフィルタ部分１９１２とを横並びの一体形状で構成している。可視光カット機能と赤外線カット機能とは、同時に使用されることが無い。そのため、可視光カットフィルタ１９１Ｂは、このような一体形状で構成して、単一の可視光カットフィルタ駆動手段１９０によって同時に駆動することができる。
【００５１】
図８（ｂ）は、可視光カットフィルタ１９１Ｂの赤外線カットフィルタ部分１９１２を撮像手段１２１の撮像視野αに移動したときの図である。
このとき、赤外線カットフィルタ部分１９１２により、近赤外線が減衰して可視光が透過するので、撮像手段１２１は、可視光画像を撮像できる。
また、この赤外線カットフィルタ部分１９１２は、赤外線カット機能に加えて紫外線カット機能の特性を持たせてもよい。このような可視光カットフィルタ１９１Ｂにより、近赤外線画像と可視光画像を切り替えて撮影できるので、画像検出の精度向上が見込める。
なお、本発明の空気調和機Ａにおいて、これらの光学フィルタや機構により画像検出の精度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の仕様に応じて、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。
【００５２】
図９（ａ），（ｂ）は、撮影画面上の位置と距離の関係を示す図である。
図９（ａ）は、被空調室６００の側面図を示している。
被空調室６００は、壁面６０５と壁面６０１とで仕切られている。空気調和機Ａの室内機１００は、被空調室６００の一方の壁面６０５に設置されている。被空調室６００の床面６０４には、壁面６０５からの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５が、それぞれ破線で示されている。
撮像視野αは、撮像手段１２１（図１参照）が撮像できる視野を示している。撮像視野αは、床面６０４の距離Ｌ２から距離Ｌ５と、壁面６０１の所定高さまでを含んでいる。
【００５３】
図９（ｂ）は、撮像手段１２１が撮像した被空調室６００の画像を示している。
画像の中央上部には、壁面６０１が撮像される。画像の左部には、左壁面６０２が撮像される。画像の右部には、右壁面６０３が撮像される。画像の中央下部には、床面６０４が撮像され、更に距離Ｌ２〜Ｌ５が各破線で示されている。ここに示す通り、撮像画像上の床面６０４の各位置から、室内機１００からの各距離を算出可能である。なお以降、室内機１００からの距離のことを、「空気調和機Ａからの距離」と記載する場合がある。
撮影画像上の床面６０４の位置と、室内機１００からの距離を算出するには、室内機１００が設置される高さが必要である。一般家庭における室内機１００の取り付け位置は、２〜２．５［ｍ］が殆どであり、例えば２．２５［ｍ］として決め打ちで計算してもよい。または、リモコンＲｅ（図１参照）から据付高さを入力させてもよい。
ただし、床面６０４を基準として画角の計算を行うため、物体までの距離を検出するためには、物体と床面６０４との接触点を検出し、この箇所についての距離を検出する必要がある。詳細な物体の検出の方法については後記する。
【００５４】
また、床面６０４を基準として物体までの距離を検出したとき、物体同士の相対的な位置関係を誤検出することはない。空気調和機Ａからの送風は直進しかしないため、絶対的な距離に誤差が生じたとしても問題ない。距離検出精度については、本発明を適用する空気調和機Ａの空調運転仕様にあわせて規定すればよく、発明の内容を限定するものではない。
【００５５】
＜近赤外線照射手段の照射範囲＞
図１０は、撮像手段１２１の撮像視野αと近赤外線投光器１４１の照射範囲βの例を示す平面図である。
被空調室６００の平面図の手前側は、壁面６０５であり、空気調和機Ａの室内機１００が設置されている。室内機１００には、撮像手段１２１と近赤外線投光器１４１とが設けられている。撮像視野αは、撮像手段１２１による撮像の視野を示している。撮像手段１２１は、角度θだけ回転している。照射範囲βは、近赤外線投光器１４１の赤外線を照射する範囲であり、撮像視野αの一部に相当する。近赤外線投光器１４１は、角度Φだけ回転している。このとき、照射範囲βよりも撮像視野αの方が広くなるように構成されている。
近赤外線投光器１４１は、例えば、不図示のステッピングモータにより回転駆動して、近赤外線の照射方向が変更可能である。ここでは、近赤外線投光器１４１は、角度Φだけ回転駆動している。これにより、近赤外線発光ダイオード１４２の個数を最小限に抑えると共に、近赤外線投光器１４１の電源容量を最小限に抑えることができる。
【００５６】
また、複数の近赤外線発光ダイオードを各方向に向けてそれぞれ配置して構成し、順番に照射するようにしても、近赤外線投光器１４１の電源容量を最小限に抑える効果を得ることが可能である。
【００５７】
なお、近赤外線の照射範囲βについては、空気調和機Ａにおいて画像検出を行う上で、照射が必要となる対象の存在する方向に近赤外線が照射できるよう配置すればよい。空気調和機Ａの仕様によっては、近赤外線の照射が不要である範囲への近赤外線の照射を省くことで、同様に、赤外線発光素子の個数を抑えて、より簡素に近赤外線投光器１４１を構成可能である。
【００５８】
＜部分的に近赤外線を照射する場合の画像検出処理＞
図１０に示した例では、撮像手段１２１の撮像視野αよりも照射範囲βが狭い。そのため、画像検出部１３１は、撮像した画像全体を一度に検出できない。また、近赤外線の照射範囲βごとに画像検出を行った場合には、検出対象が照射範囲βの境界に跨がると検出できない。
【００５９】
そのため、撮像画像のうち、近赤外線が照射されている範囲のみを画像処理する。または、複数の近赤外線が照射された画像データから、近赤外線が照射されている範囲のみを合成して一つの撮像画像として、画像処理を行うことにより、撮像範囲全体へ近赤外線を照射して撮像を行った場合と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
但しこのとき、撮像された画像上の物体が、実際の位置と異なる位置とならない様、撮像された画像データの内、近赤外線が照射されている範囲を切り出して、他の画像データ上に置換える操作を行う際は、元の画像と同様の位置に配置する必要がある。
【００６１】
また、撮像手段１２１を回転駆動する場合、駆動部品には構造的な遊びが必要となる。そのため、部品のガタ付きなどにより、いったん撮像手段１２１を回転駆動させると、その後に同一の画角を再現できない場合がある。そのため、撮像手段１２１を回転駆動させず、近赤外線照射手段を走査して、一連の流れで撮影を行うことで、画像を合成した場合のズレなどが生じず、より正確な物体検出などを行うことができる。
【００６２】
例えば、近赤外線の照射されている範囲のみを画像検出する場合、検出したい対象が近赤外線の照射されている範囲より大きい場合、検出精度が落ちてしまう。よって、空気調和機Ａの仕様上、検出対象の大きさに応じて近赤外線の照射範囲βを設定することが望ましい。また、近赤外線が照射された複数の撮影画像から１枚の画像を合成する方式の場合、画像データの一部ずつを置き換えることにより簡単に画像の合成が可能であり、撮像範囲全体へ近赤外線を照射した場合と同等の画像データを作成可能である。
【００６３】
なお、本方式は、例えば、家具などの静止物の検出、被空調室内の間取りなどの検出、動きが少ない就寝中の人体など、撮影頻度が少なくても空調運転の仕様上問題にならない場合において特に有効である。
【００６４】
＜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。
【００６５】
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、近赤外線を検出可能である。制御手段１３０は、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可能である。
【００６６】
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。
【００６７】
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、画像検出部１３１は、柄や模様のある同一の素材の物体を、同一の色（輝度）であるとして検出可能である。
【００６８】
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おいても、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。
【００６９】
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から見えず、よって撮像手段１２１が撮像した画像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可能である。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
＜撮像条件に対応した撮像を行う＞
本発明の空気調和機Ａにおいては、近赤外線投光器１４１からの近赤外線の照射の有無と、可視光カットフィルタ１９１の配置の有無による複数の撮像条件を選択可能である。そのため、本発明の空気調和機Ａは、被空調室内の室内環境または検出対象に応じた撮像方法を選択することにより、より高精度な画像検出が可能な構成を実現している。
【００７３】
一般に知られている通り、可視光と近赤外線の物理的な特性は異なる。そのため、可視光カットフィルタ１９１により可視光をカットして近赤外線を捉えた近赤外線画像は、可視光を捉えた可視光画像とは異なる色調となる。そのため、検出対象に応じて撮像方法を変更することで、同一の撮像手段１２１から、より多くの情報を取得可能である。
【００７４】
近赤外線画像による検出対象は、例えば、家具や被空調室内の壁や人体の輪郭や四肢などである。近赤外線画像は、被写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。本実施形態では、可視光をカラーで撮像する撮像手段１２１を、近赤外線画像の撮像に流用している。そのため、近赤外線画像は、撮像素子１２３の赤青緑のカラーフィルタの近赤外線特性により、所定の色（例えば紫色）に色づいて見える。
同一素材の２つの物体は、たとえ可視光画像上では異なる色調であったとしても、これら両物体の素材の近赤外線の反射率が近いため、近赤外線画像上は、ほぼ同じ色調／輝度となる。そのため、画像検出を行う上で有利となる。
【００７５】
画像検出部１３１は、例えば、被空調室内の人の位置や人の四肢の画像検出を行う際には、先ず人の肌の色を検出する処理を行う。このとき、近赤外線を照射または可視光カットフィルタ１９１を撮像手段１２１の前面に配置した場合、色を正しく検出することが難しくなってしまう。そのため、制御手段１３０は、近赤外線を照射せず、かつ、可視光カットフィルタ１９１を用いずに撮像する。
【００７６】
物体の画像検出を行う場合、物体の柄や模様、室内の照明による影が外乱となる。この場合、制御手段１３０は、近赤外線投光器１４１または可視光カットフィルタ１９１、またはその双方を用いて撮像を行う。これにより、物体の画像検出をより高精度に行うことができる。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と、低照度下であっても画像検出を行うことができる。
【００７７】
また、撮像手段１２１は、可視光に強い感度を持っている。そのため、撮像手段１２１の前面に可視光カットフィルタ１９１を配置することで、室内照度が高い条件下で近赤外線画像を撮像可能である。これら撮像条件については、使用する画像処理ソフトウェアの仕様、検出対象、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。
【００７８】
図１１（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１１（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、被空調室内を撮像したものであり、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。
【００７９】
＜制御手段１３０での人体検出の方法について＞
図１１（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。
【００８０】
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。
検出された人体および物体の位置は、カメラの撮影方向および画像上の位置座標を主に検出結果として制御に用いる。また、在室者の位置の推定や、室内機１００からの距離の検出は、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、これに基づいて画像処理を行うことで、在室者の位置を座標データとして検出する。
【００８１】
＜制御手段１３０での物体の検出方法について＞
図１１（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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
＜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。
図１１（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、これに基づい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。
【００８５】
別の例としては、可視光画像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してもよい。このとき、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、人体による外乱を防いで、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。
【００８６】
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Ａ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。
【００８７】
＜近赤外線のパターン照射の例＞
近赤外線投光器１４１のビームの断面が所定形状となるように近赤外線を照射すると、更に高精度に物体の形状を検出することが可能となる。このとき、撮像手段１２１と近赤外線投光器１４１とを、室内機１００上の離れた位置に配置するとよい。また、具体的な構成の例については後記する。
【００８８】
＜第１の実施形態の近赤外線投光器１４１が照射する断面形状７００のビーム＞
第１の実施形態の近赤外線投光器１４１は、ビームの断面形状７００の少なくとも一辺が直線状となるように近赤外線を照射する。また、画像検出部１３１は、近赤外線画像上にビームが描く赤外線の照射範囲の輪郭形状から、断面形状７００の直線状の一辺を検出する。
【００８９】
図１２（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の近赤外線投光器１４１が照射するビームの断面形状７００を示した図である。
図１２（ａ）は、近赤外線投光器１４１が照射するビームを示した平面図である。
近赤外線投光器１４１は、壁面６０１に向けて近赤外線を照射する。近赤外線のビームは、近赤外線投光器１４１からの距離に比例して広がる。距離Ｌ３における照射範囲は、幅ｗ１である。距離Ｌ５における照射範囲は、幅ｗ０である。
【００９０】
図１２（ｂ）は、近赤外線投光器１４１が照射するビームの断面形状７００を示した斜視図である。
近赤外線投光器１４１は、壁面６０１に向けて近赤外線を照射する。近赤外線のビームは、近赤外線投光器１４１からの距離に比例して広がる。ビームの断面形状７００は、縦長の長方形であり、幅ｗ０である。よって、断面形状７００の右辺と左辺とは、直線状である。
【００９１】
なお、近赤外線投光器１４１は、集光レンズなどを用いて赤外線を集光し、そのビームの断面が所定形状となるように構成している。集光レンズの歪曲収差により、ビームの断面形状７００の各辺を厳密な直線とすることが難しい。しかし、実使用環境下においては、撮像された近赤外線画像上で、少なくとも一辺が略直線状に写っていればよい。
【００９２】
照射範囲変更手段１８０は、近赤外線投光器１４１を左右に回転駆動して近赤外線の照射範囲を変更し、被空調室全体を近赤外線のビームで走査する。このとき、近赤外線のビームの断面形状７００は、直線状になっている辺が検出対象を跨ぐ。これにより、被空調室６００内の広域に位置する物体または／および人体を検出可能である。しかし、これに限られず、照射範囲変更手段１８０は、ミラーやプリズムを左右に回転駆動することによって近赤外線の照射範囲を変更し、被空調室６００全体を赤外線のビームで走査してもよい。
【００９３】
＜第１の実施形態の照射ビームによる物体の検出＞
図１３（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の近赤外線投光器１４１の照射するビームによる直方体の物体検出の例を示した図である。
図１３（ａ）は、撮像視野αと物体３０２などの関係を示した被空調室６００の側面図である。図９（ａ）の被空調室６００と同一の構成には同一の符号を付与している。
被空調室６００は、壁面６０５と壁面６０１とで仕切られている。空気調和機Ａの室内機１００は、被空調室６００の一方の壁面６０５に設置されている。被空調室６００の床面６０４には、壁面６０５からの距離Ｌ３に、物体３０２が配置されている。
撮像視野αは、撮像手段１２１（図１参照）が撮像できる視野を示している。また、撮像手段１２１と同じ高さには、近赤外線投光器１４１が設けられ、近赤外線を照射する。この近赤外線は、物体３０２に照射されて、床面６０４に影３２２を形成する。この近赤外線投光器１４１と撮像手段１２１とは、同一の高さに配置されているので、この影３２２は、物体３０２によって隠される。これにより、影３２２を物体として誤検出することを抑止可能である。
【００９４】
図１３（ｂ）は、撮像手段１２１で照射範囲などを撮像した近赤外線画像である。すなわち、図１３（ｂ）は、撮像手段１２１の位置から見たときの近赤外線の照射形状である。
撮像手段１２１と近赤外線投光器１４１とは、空気調和機Ａの室内機１００の離れた位置に配置されている。近赤外線のビームが物体３０２を跨ぐことにより、この物体３０２の形状と距離とを検出可能である。
赤外線の照射方向と撮像方向との角度差により、撮像手段１２１によって撮像された画像データ上において、床面６０４にビームの断面形状７００が描く赤外線の輪郭形状の左辺は、傾いて検出される。
また、物体の凹凸により、ビームの断面形状７００の直線部分である左辺と右辺とは、撮像手段１２１から見て歪んで見え、かつ、撮像手段１２１が撮像した画像上においても歪んで検出される。画像検出部１３１は、この画像データ上の赤外線照射範囲７１０の直線部分の歪みから、物体の凹凸を検出する。
近赤外線投光器１４１のビームの断面形状７００の直線部分が、近赤外線投光器１４１から見て垂直となるように照射した場合であれば、近赤外線が照射されている箇所に物体があれば、撮像画像データ上の赤外線照射範囲７１０では、この近赤外線の直線部分が撮像手段１２１から見て上方向に歪んで見える。また物体が、例えばテーブルの様に下部分が開いている場合は、近赤外線のビームの断面形状７００の直線部分は、撮像手段１２１から見てテーブルの天板と、床面６０４とで分離して見える。そのため、物体検出部１３３は、この近赤外線投光器１４１のビームの断面形状７００に対応する画像データ上の赤外線照射範囲７１０の形状によって、物体３０２の形状をより正確に検出可能である。すなわち画像検出部１３１は、近赤外線投光器１４１によって被空調室に映される赤外線の照射範囲を、撮像手段１２１の位置から見たときの形状から、この赤外線が照射された物体の形状を検出することができる。
【００９５】
物体検出部１３３は、辺か略直線状の近赤外線のビームの断面形状７００を用いて、以下のようにして物体３０２の形状を検出する。
ビームの断面形状７００のように近赤外線が照射された場合、近赤外線画像上の赤外線照射範囲７１０の左辺は境界Ｅ０〜Ｅ４のようになる。なお、この境界Ｅ０〜Ｅ４は、照射された検出対象の形状に沿った形となる。
境界Ｅ０は、斜めに所定角度で傾いている。これにより、断面形状７００のビームの一部が床面６０４に照射されたことを検出できる。
境界Ｅ１は、垂直である。これにより、断面形状７００のビームの一部が物体３０２の垂直な面に照射されたことを検出できる。境界Ｅ０と境界Ｅ１とが接触していることから、この物体３０２は、床面６０４に接触していることを検出できる。
【００９６】
境界Ｅ２は、斜めに所定角度で傾いて境界Ｅ０と平行である。これにより、境界Ｅ２にかかる物体３０２の面は、床面６０４と平行であることを検出できる。更に境界Ｅ２は、境界Ｅ１と接触している。これにより、境界Ｅ２にかかる物体３０２の面は、床面６０４から所定の高さであることを検出できる。
【００９７】
境界Ｅ３は、斜めに所定角度で傾き、かつ、境界Ｅ０と同一の直線上に存在する。これにより、境界Ｅ３にかかる面は、境界Ｅ０にかかる面と同一平面であることを検出できる。更に境界Ｅ３は、境界Ｅ２と接触していない。これにより、空気調和機Ａの方向から見て物体３０２の後ろ側に、死角となる空間が存在することを検出できる。
境界Ｅ４は、画面上辺まで垂直に伸びている。これにより、物体検出部１３３は、被空調室６００の壁面であると推定できる。
【００９８】
物体検出部１３３は、境界Ｅ０，Ｅ１の画面上の接触位置から、カメラの画角および室内機１００の据付高さに基づいて、室内機１００からこの接触位置までの距離Ｌ３を算出可能である。よって、物体３０２までの距離Ｌ３を正確に求めることが可能である。
【００９９】
同様に境界Ｅ３と境界Ｅ４との接続位置から、対向する壁面６０１までの距離を算出して、部屋の大きさを検出することができる。この結果は、空調負荷の算出などに用いてもよい。
この壁面６０１と床面６０４とが見えない場合でも、境界Ｅ０と境界Ｅ４の延長線上の位置を壁と床の境界として、同様に壁までの距離を算出可能である。
【０１００】
なお、ここでは照射された近赤外線のビームの断面形状７００の境界の各位置から物体の距離を求めたが、画像検出により検出された物体のエッジと、画像上における赤外線照射範囲７１０の境界との交点を用いて距離を算出しても、同様の効果を得ることが可能である。
【０１０１】
また、物体３０２までの距離Ｌ３が算出されたことにより、境界Ｅ１の実際の長さを算出可能である。そのため、物体検出部１３３は、この物体３０２の高さも併せて検出可能である。
このように、物体検出部１３３は、撮像手段１２１が撮像した画像上におけるビームが描く赤外線照射範囲７１０の境界（輪郭形状）を撮像手段１２１で捉えることにより、物体の凹凸形状を、より正確に検出可能である。
この断面形状７００の近赤外線のビームを、撮像範囲全域を走査させながら上記検出を行うことにより、被空調室内全域の物体の形状と距離とを検出することができる。
【０１０２】
ここでは具体的な計算式を示していないが、本発明を実施する空気調和機Ａに用いられている撮像手段１２１の画角や分解能、近赤外線投光器１４１の集光レンズの構造や、室内機１００上の撮像手段１２１と近赤外線投光器１４１との配置によって、計算式が異なるためである。実際の空気調和機Ａでは、自身の仕様に合わせた計算式を使用する。
【０１０３】
図１４（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の近赤外線投光器１４１が照射するビームによる直方体の物体検出の第２例を示した図である。
図１４（ａ）は、撮像視野αと物体３０２などの関係を示した被空調室６００の側面図である。図１３（ａ）の被空調室６００と同一の構成には同一の符号を付与している。
被空調室６００の壁面６０５からの距離Ｌ４に、物体３０２が配置されている。物体３０２は、壁面６０１に接触しているので、近赤外線の照射による影は形成されない。
【０１０４】
図１４（ｂ）は、撮像手段１２１で照射範囲などを撮像した近赤外線画像である。すなわち、図１４（ｂ）は、撮像手段１２１の位置から見たときの近赤外線の照射形状を示している。
画像上では、ビームが描く赤外線照射範囲７１０の左辺は、境界Ｅ１０〜Ｅ１３となる。なお、この境界Ｅ１０〜Ｅ１３は、照射された検出対象の形状に沿った形となる。
境界Ｅ１０は、斜めに所定角度で傾いている。これにより、近赤外線投光器１４１のビームが床面６０４に照射されたことを検出できる。
境界Ｅ１１は、垂直となっている。これにより、近赤外線投光器１４１のビームが、物体３０２の垂直な面に照射されたことを検知可能である。境界Ｅ１０と境界Ｅ１１とが接触していることから、この物体３０２は、床面６０４に接触していることを検出できる。
【０１０５】
境界Ｅ１２は、斜めに所定角度で傾いて境界Ｅ１０と平行である。これにより、境界Ｅ１２にかかる物体３０２の面は、床面６０４と平行であることを検出できる。更に境界Ｅ１２は、境界Ｅ１１と接触している。これにより、境界Ｅ１２にかかる物体３０２の面は、床面６０４から所定の高さであることを検出できる。
【０１０６】
境界Ｅ１３は、画面上辺まで垂直に伸びている。これにより、物体検出部１３３は、被空調室６００の壁であると推定できる。
境界Ｅ１２と境界Ｅ１３とは、画面上で接続されている。これにより、物体３０２が壁面６０１に接触していると推定できる。
【０１０７】
物体検出部１３３は、境界Ｅ１０，Ｅ１１の画面上の接触位置から、カメラの画角および室内機１００の据付高さに基づいて、室内機１００からこの接触位置までの距離Ｌ４を算出可能である。よって、物体３０２までの距離Ｌ４を正確に求めることが可能である。
【０１０８】
この壁面６０１と床面６０４とが見えない場合でも、境界Ｅ１０と境界Ｅ１３の延長線上の位置を壁と床の境界として、同様に壁までの距離を算出可能である。
【０１０９】
また、物体３０２までの距離Ｌ４が算出されたことにより、境界Ｅ１１の実際の長さを算出可能である。そのため、この物体３０２の高さも合わせて検出することが可能であると言える。
このように、断面形状７００の近赤外線のビームが描く赤外線を撮像手段１２１で捉えた画像上における赤外線照射範囲７１０の輪郭形状により、より正確に凹凸を含めた物体の形状検出を行うことが可能である。
この断面形状７００の近赤外線のビームを被空調室の全域に亘って走査させながら撮像手段１２１で撮像することにより、被空調室の全域の物体の形状と距離とを検出することができる。
【０１１０】
図１５（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の近赤外線投光器１４１が照射するビームによるテーブルの物体検出の例を示した図である。
図１５（ａ）は、撮像視野αと物体３０１などの関係を示した被空調室６００の側面図である。図１３（ａ）の被空調室６００と同一の構成には同一の符号を付与している。
被空調室６００は、壁面６０５と壁面６０１とで仕切られている。空気調和機Ａの室内機１００は、被空調室６００の一方の壁面６０５に設置されている。被空調室６００の床面６０４には、壁面６０５からの距離Ｌ３に、物体３０１が配置されている。
撮像視野αは、撮像手段１２１（図１参照）が撮像できる視野を示している。また、撮像手段１２１と同じ高さには、近赤外線投光器１４１が設けられ、近赤外線を照射する。この近赤外線は、物体３０１に照射されて、床面６０４に影３２１を形成する。この近赤外線投光器１４１と撮像手段１２１とは、同一の高さに配置されているので、この影３２１は、物体３０１によって隠される。これにより、影３２１を物体として誤検出することを抑止可能である。
【０１１１】
図１５（ｂ）は、撮像手段１２１で照射範囲などを撮像した近赤外線画像である。すなわち、図１５（ｂ）は、撮像手段１２１の位置から見たときの近赤外線の照射形状を示している。
撮像手段１２１と近赤外線投光器１４１とは、空気調和機Ａの室内機１００の離れた位置に配置されている。近赤外線のビームが物体３０１を跨ぐことにより、この物体３０１の形状と距離とを検出可能である。
境界Ｅ２０と境界Ｅ２１とが接触していないことから、境界Ｅ２１にかかる物体３０１の面と、境界Ｅ２０にかかる床面６０４との間に、空間が空いていることが検出できる。
【０１１２】
また、この境界Ｅ２１の下端から垂線を引き、垂線と境界Ｅ２０との交点を物体３０１と床面６０４との接触点とすることで、実際に物体３０１と床面６０４の接点が検出できない場合であっても、室内機１００から物体３０１までの距離Ｌ３を正確に算出可能である。
【０１１３】
図１６は、第１の実施形態の空調運転制御処理を示すフローチャートである。
制御手段１３０は、例えばリモコンＲｅによって空調運転が指令されると、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、可視光カットフィルタ駆動手段１９０により、撮像手段１２１の前面に可視光カットフィルタ部分１９１１（図８（ａ）参照）を設定する。
ステップＳ１１において、制御手段１３０は、近赤外線投光器１４１により、ビームを近赤外線で照射する。
ステップＳ１２において、制御手段１３０は、撮像手段１２１により、被空調室６００内を近赤外線で撮像する。
ステップＳ１３において、制御手段１３０は、物体検出部１３３によりビームが描く照射範囲の輪郭形状から物体の形状と距離とを検出する。
ステップＳ１４において、制御手段１３０は、照射範囲変更手段１８０により、ビームの照射範囲を横方向に変更させる。
ステップＳ１５において、制御手段１３０は、形状と距離の検出を終了するか否かを判断する。制御手段１３０は、形状と距離の検出を終了するならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１６の処理を行い、形状と距離の検出を終了しないならば（Ｎｏ）、ステップＳ１１の処理を行う。
【０１１４】
ステップＳ１６において、制御手段１３０は、可視光カットフィルタ駆動手段１９０により、撮像手段１２１の前面に赤外線カットフィルタ部分１９１２（図８（ｂ）参照）を設定する。
ステップＳ１７において、制御手段１３０は、近赤外線投光器１４１による近赤外線の照射をオフする。
ステップＳ１８において、制御手段１３０は、撮像手段１２１により、被空調室６００内を可視光で撮像する。
ステップＳ１９において、制御手段１３０は、人体検出部１３２により、可視光画像から人体を検出する。
ステップＳ２０において、制御手段１３０は、人体と物体の画像における検出結果からそれぞれの被空調室６００内の位置を推定する。
ステップＳ２１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。
【０１１５】
＜第２の実施形態の近赤外線投光器１４１が照射する断面形状７０１のビーム＞
第２の実施形態の近赤外線投光器１４１は、例えばコリメータレンズから平行に近赤外線を照射する。近赤外線のビームの断面形状７０１の大きさは、近赤外線投光器１４１からの距離によらず所定値となる。これを撮像手段１２１で撮像すると、画像検出部１３１（物体検出部１３３）は、近赤外線画像上の大きさにより、距離を検出できる。なお、第２の実施形態においては、撮像手段１２１と近赤外線投光器１４１とを離して配置する必要はない。
【０１１６】
図１７（ａ），（ｂ）は、第２の実施形態の近赤外線投光器１４１が照射するビームの断面形状７０１を示した図である。
図１７（ａ）は、近赤外線投光器１４１が照射するビームを示した平面図である。
近赤外線投光器１４１は、壁面６０１に向けて近赤外線を照射する。近赤外線投光器１４１からの距離によらず、近赤外線のビームの断面形状７０１は、直径ｄ０を保つ。距離Ｌ３，Ｌ５におけるビームの断面形状７０１は、直径ｄ０である。
【０１１７】
図１７（ｂ）は、近赤外線投光器１４１が照射するビームの断面形状７０１を示した斜視図である。
近赤外線投光器１４１は、壁面６０１に向けて近赤外線を照射する。近赤外線は平行であり、ビームの断面形状７０１は、直径ｄ０の円形である。
【０１１８】
第２の実施形態では、円形のレンズを使用し、近赤外線を円形に照射している。照射の形状としては、四角形などの多角形、棒状のスケールのような形状などでもよく、限定されない。第２の実施形態におけるビームの断面形状７０１の直径ｄ０は、撮像手段１２１の光学レンズ１２２の直径とは異なる大きさが望ましい。また、近赤外線投光器１４１は、実際に距離または形状の検出を行う物体の大きさよりもビームの断面形状７０１の直径ｄ０が小さくなるように構成される。
【０１１９】
ビームの断面形状７０１の直径は、距離にかかわらず一定であることが望ましい。しかし、距離に応じてビームの断面形状の直径が異なる場合であっても、充分な分解能を持つ撮像素子１２３を使用して、撮像した赤外線画像上の赤外線照射範囲７１１の大きさから距離が検出できるようにしてもよい。
【０１２０】
＜第２の実施形態の照射ビームによる距離の検出＞
第２の実施形態における物体検出部１３３は、近赤外線投光器１４１から照射された断面形状７０１のビームを撮像手段１２１で捉え、撮像手段１２１によって撮像された近赤外線画像から、ビームの照射位置までの距離を検出可能である。
第２の実施形態における近赤外線投光器１４１は、平行に近赤外線のビームを照射している。これにより、近赤外線画像上における赤外線照射範囲は、撮像手段１２１からの距離が遠くなるほど小さくなる。そのため、物体検出部１３３は、例えば、近赤外線投光器１４１のビームの断面形状７０１の大きさと、近赤外線画像上における赤外線照射範囲の大きさと、実際の距離とを対応させて画像検出部１３１に記憶しておくことにより、これら制御を実現可能である。
なお、撮像手段１２１の画角に対する近赤外線投光器１４１のビームの断面形状７０１の直径から、撮像した近赤外線画像上における赤外線照射範囲の大きさと、実際の距離との関係は容易に計算可能である。
【０１２１】
なお、第２の実施形態のビームの断面形状７０１は、実際には近赤外線投光器１４１からの照射角度が撮像手段の画角より小さくなっていれば、近赤外線が照射されている物体までの距離に応じて近赤外線画像上における赤外線照射範囲の大きさが変化する。そのため、原理的には距離の推定が可能である。
ここで、近赤外線のビームの照射角度が広がれば広がるほど、近赤外線画像上における赤外線照射範囲の大きさが広がるため距離の測定精度が低下する。また、照射角度が０度以下の場合、焦点距離で光が一点に集まる。このとき、近赤外線の照射位置までの距離が、この焦点よりも手前であるか否かを判別するため、近赤外線のビームの断面形状を左右非対称として、これを画像処理部で判別する必要が生じるものの、同様の効果を得ることが可能である。
【０１２２】
図１８（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態の近赤外線投光器１４１が照射するビームによる直方体の距離検出の例を示した図である。照射範囲変更手段１８０が、近赤外線投光器１４１のビームを走査する。画像検出部１３１は、近赤外線の照射位置との距離を検出する。
図１８（ａ）は、物体３０２の側面に断面形状７０１のビームを照射したときに撮像した近赤外線画像を示している。
断面形状７０１のビームは、物体３０２の側面に照射されている。このとき、近赤外線画像上において、赤外線照射範囲７１１の大きさは、直径Ｄ０である。
【０１２３】
図１８（ｂ）は、物体３０２の上面に断面形状７０１のビームを照射したときに撮像した近赤外線画像を示している。
断面形状７０１のビームは、物体３０２の上面に照射されている。このとき、近赤外線画像上において、赤外線照射範囲７１１の大きさは、直径Ｄ１である。この直径Ｄ１は、直径Ｄ０よりも小さく、よって物体３０２の上面は、物体３０２の側面よりも距離が遠いことが検出できる。なお、上記の距離関係は、断面形状７０１のビームの照射範囲を、撮像手段１２１の位置から見たときの形状の視野角によっても検出可能である。
【０１２４】
図１８（ｃ）は、壁面６０１に断面形状７０１のビームを照射したときに撮像した近赤外線画像を示している。
断面形状７０１のビームは、壁面６０１に照射されている。このとき、近赤外線画像上において、赤外線照射範囲７１１の大きさは、直径Ｄ２である。この直径Ｄ２は、直径Ｄ１よりも小さく、よって壁面６０１は、物体３０２の上面よりも距離が遠いことが検出できる。
【０１２５】
図１９（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態の近赤外線投光器１４１が照射するビームによるテーブルの距離検出の例を示した図である。
図１９（ａ）は、物体３０１（テーブル）の下側の床面６０４に断面形状７０１のビームを照射したときに撮像した近赤外線画像を示している。
断面形状７０１のビームは、物体３０１の下側の床面６０４に照射されている。このとき、近赤外線画像上において、赤外線照射範囲７１１の大きさは、直径Ｄ１０である。
【０１２６】
図１９（ｂ）は、物体３０１の上面に断面形状７０１のビームを照射したときに撮像した近赤外線画像を示している。
断面形状７０１のビームは、物体３０１の上面に照射されている。このとき、近赤外線画像上において、赤外線照射範囲７１１の大きさは、直径Ｄ１１である。この直径Ｄ１１は、直径Ｄ１０よりも大きく、よって物体３０１の上面は、物体３０１の下側の床面６０４よりも距離が近いことが検出できる。更に、物体３０１の下側の床面６０４が奥まっており、物体３０１の下面が空いていることが検出できる。
【０１２７】
図１９（ｃ）は、壁面６０１に断面形状７０１のビームを照射したときに撮像した近赤外線画像を示している。
断面形状７０１のビームは、壁面６０１に照射されている。このとき、近赤外線画像上において、赤外線照射範囲７１１の大きさは、直径Ｄ１２である。この直径Ｄ１２は、直径Ｄ１０，Ｄ１１よりも小さく、よって壁面６０１は、物体３０２の上面や床面６０４よりも距離が遠いことが検出できる。
なお、撮像した画面上での大きさおよび、近赤外線ユニットの仕様から、この近赤外線が照射されている面までの距離が算出可能である。
この例においては、検出された物体の各所へ近赤外線を照射し、その画面上における赤外線照射範囲７１１の大きさの測定を行う。それぞれの物体までの距離は、近赤外線画像上における赤外線照射範囲７１１の大きさ、および近赤外線投光器１４１の照射角度と、撮像手段１２１の画角とから算出できる。
【０１２８】
近赤外線投光器１４１に近赤外線投光用の光学レンズ１４４（図６（ａ）参照）の直径や画角などは、撮像手段１２１の画角や画素数による撮像データの分解能、検出対象の大きさや距離などに応じて設定する。
【０１２９】
＜第３の実施形態の近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒが照射する断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビーム＞
第３の実施形態の近赤外線照射手段は、近赤外線投光器１４１Ｌ（第１の赤外線照射器）と近赤外線投光器１４１Ｒ（第２の赤外線照射器）とで構成される。近赤外線投光器１４１Ｌと近赤外線投光器１４１Ｒとは、室内機１００上に所定距離だけ離れた位置に配置される。近赤外線投光器１４１Ｌは、その断面が第１形状となる赤外線を被空調室内に照射する。近赤外線投光器１４１Ｒは、その断面が第２形状となる赤外線を被空調室内に照射する。近赤外線投光器１４１Ｌによる第１ビームは、断面形状７０２Ｌ（第１形状）を構成する。近赤外線投光器１４１Ｒによる第２ビームは、断面形状７０２Ｒ（第２形状）を構成する。撮像手段１２１によって撮像された、これら赤外線照射範囲７１２Ｌ，７１２Ｒの輪郭の距離を検出することにより、第１ビームの照射位置と第２ビームの照射位置で挟まれた箇所までの距離を検出することができる。なお、第３の実施形態において、撮像手段１２１と近赤外線投光器１４１とを離して配置する必要はない。
【０１３０】
この場合、近赤外線画像データ上で、赤外線照射範囲７１２Ｌ，７１２Ｒ間の距離を測定する箇所を予め定めておく。近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒは、この箇所が所定角度となるよう配置される。照射範囲変更手段１８０は、近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒが所定の角度を保つように連動して回転駆動し、よって被空調室に映される赤外線の各照射範囲を連動して変更する。物体検出部１３３は、赤外線照射範囲７１２Ｌ，７１２Ｒ間の距離と、近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒの距離および照射角とから、第１ビームの照射位置と第２ビームの照射位置で挟まれた箇所から室内機１００までの距離を推定可能である。空調運転制御手段は、近赤外線投光器１４１Ｌが照射した赤外線の第１輪郭形状と近赤外線投光器１４１Ｒが照射した赤外線の第２輪郭形状とに応じて空調運転を制御する。なお、上記の距離関係は、撮像手段１２１から赤外線照射範囲７１２Ｌ，７１２Ｒ間を見たときの間隔の視野角によっても推定可能である。
このとき、近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒが照射する近赤外線を集光またはマスキングすることで、赤外線照射範囲７１２Ｌ，７１２Ｒの輪郭を好適に検出可能である。
【０１３１】
図２０（ａ），（ｂ）は、第３の実施形態の近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒが照射する各ビームの断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒを示した図である。
図２０（ａ）は、近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒが照射する各ビームを示した平面図である。
第３の実施形態の近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒは、壁面６０１に向けて近赤外線を照射する。近赤外線のビームの断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒは、距離と共に次第に拡がる。しかし、距離Ｌ３，Ｌ５ともに近赤外線投光器１４１Ｌの第１ビームと近赤外線投光器１４１Ｒの第２ビームとの距離は、実間隔ｗ２を保っている。
図２０（ｂ）は、近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒが照射する各ビームの断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒを示した斜視図である。
第１ビームの断面形状７０２Ｌ（第１形状）と第２ビームの断面形状７０２Ｒ（第２形状）は、円形である。第１ビームと第２ビームとは、室内機１００から照射位置までの距離に関わらず実間隔ｗ２を保つ。近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒは、実間隔ｗ２だけ離間して設置される。赤外線照射範囲７１２Ｌ，７１２Ｒの距離の検出箇所は、実間隔ｗ２に対応する部分である。
【０１３２】
ここで、第１ビームと第２ビームの間隔が距離によって変化しても、画像検出部１３１がこれに併せたパラメータを内包することにより、第２の実施形態と同様に距離を検出可能である。しかし、第１ビームと第２ビームの照射位置までの距離によって、測定できる物体の大きさが変動してしまうことから、第１ビームと第２ビームの間隔は、距離によって変化せず、所定値を保つとよい。
【０１３３】
＜第３の実施形態の照射ビームによる距離の検出＞
物体の形状を確認するため、制御手段１３０は、例えば、近赤外線を照射していないとき、または撮像視野α全体に近赤外線を照射しているときに、物体またはその輪郭を検出する。制御手段１３０はその後、検出した物体またはその輪郭に近赤外線を照射して、撮像手段１２１（図３参照）によって撮影する。画像検出部１３１は、第１ビームが描く赤外線照射範囲７１２Ｌと、第２ビームが描く赤外線照射範囲７１２Ｒとの距離を測定する。これにより、制御手段１３０は、第１ビームと第２ビームの照射位置までの距離を測定可能である。空調運転制御手段は、測定した距離に応じて空調運転を制御する。
【０１３４】
図２１（ａ），（ｂ）は、第３の実施形態の近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒが照射する断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビームによる距離検出の例を示した図である。
図２１（ａ）は、物体３０２の側面に断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビームが照射されたときの近赤外線画像データを示す図である。
近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒは、物体３０２の側面に、断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビームを照射して、赤外線照射範囲７１２Ｌ，７１２Ｒを描く。撮像手段１２１は、断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビームを含む被空調室６００を撮像する。
ここで、赤外線照射範囲７１２Ｌ，７１２Ｒは、間隔Ｗ２０だけ離間している。画像検出部１３１は、この間隔Ｗ２０と、実間隔ｗ２とにより、断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビームの照射位置までの距離を算出できる。近赤外線画像データ上の間隔と実間隔とにより距離を計算する方法は、第２の実施形態と同様である。
【０１３５】
図２１（ｂ）は、壁面６０１に断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビームが照射された近赤外線画像データを示す図である。
近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒは、壁面６０１に、断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビームを照射する。撮像手段１２１は、このビームを含む被空調室６００を撮像する。
ここで、赤外線照射範囲７１２Ｌ，７１２Ｒは、間隔Ｗ２１だけ離間している。画像検出部１３１は、この間隔Ｗ２１と、実間隔ｗ２とにより、断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビームの照射位置までの距離を算出できる。間隔Ｗ２１は、間隔Ｗ２０よりも小さく、よって壁面６０１までの距離は、物体３０２の側面までの距離よりも遠いことが検出できる。
【０１３６】
図２２（ａ），（ｂ）は、第３の実施形態の近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒが照射する断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビームによる距離検出の例を示した図である。
図２２（ａ）は、床面６０４に断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビームが照射された近赤外線画像データを示す図である。
近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒは、物体３０１の下側の床面６０４に、断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビームを照射する。撮像手段１２１は、断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビームを含む被空調室６００を撮像する。
ここで、赤外線照射範囲７１２Ｌ，７１２Ｒは、間隔Ｗ２２だけ離間している。画像検出部１３１は、この間隔Ｗ２２と、実間隔ｗ２とにより、断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビームの照射位置までの距離を算出できる。
【０１３７】
図２２（ｂ）は、壁面６０１に断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビームが照射された近赤外線画像データを示す図である。
近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒは、壁面６０１に、断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビームを照射する。撮像手段１２１は、断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビームを含む被空調室６００を撮像する。
ここで、赤外線照射範囲７１２Ｌ，７１２Ｒは、間隔Ｗ２３だけ離間している。画像検出部１３１は、この間隔Ｗ２３と、実間隔ｗ２とにより、断面形状７０２Ｌ，７０２Ｒのビームの照射位置までの距離を算出できる。間隔Ｗ２３は、間隔Ｗ２２よりも小さく、よって壁面６０１までの距離は、物体３０１の下側の床面６０４までの距離よりも遠いことが検出できる。
【０１３８】
第３の実施形態では、水平に設置した２台の近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒの照射間隔を平行にしている。しかし、実際には測定対象に併せて、２台の近赤外線投光器を縦に設置してもよい。また、３台以上の近赤外線投光器を任意方向に配列して設置してもよい。
【０１３９】
＜第４の実施形態の近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒが照射するビーム＞
第４の実施形態の近赤外線照射手段は、近赤外線投光器１４１Ｌ（第１の赤外線照射器）と近赤外線投光器１４１Ｒ（第２の赤外線照射器）とで構成される。近赤外線投光器１４１Ｌと近赤外線投光器１４１Ｒとは、一方向のみに回転し、室内機１００上に所定距離だけ離れた位置に配置される。近赤外線投光器１４１Ｌは、断面形状７０３Ｌ（第１形状）の第１ビームを照射ずる。近赤外線投光器１４１Ｒは、断面形状７０３Ｌ（第２形状）の第２ビームを照射する。断面形状７０３Ｌ，７０３Ｒは、各辺が直線状となる。
これら断面形状７０３Ｌ，７０３Ｒのビームの直線状の各辺は、近赤外線投光器１４１からの距離によらず実間隔ｗ３を保ち、かつ、第１ビームと第２ビームを走査する水平方向に対して垂直である。これにより、画像検出部１３１は、断面形状７０３Ｌ，７０３Ｒのビームの直線状の各辺の照射位置までの距離と物体の形状とを好適に検出可能である。なお、上記の距離と物体の形状とは、近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒの近赤外線の各照射範囲を、撮像手段１２１の位置から見たときの各形状によっても検出可能である。
更に第１ビームと第２ビームを水平方向に走査すると、近赤外線の照射範囲を左右に拡張することが可能であり、簡潔な構成で広域を検出することができる。
【０１４０】
図２３（ａ），（ｂ）は、第４の実施形態の近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒが照射する断面形状７０３Ｌ，７０３Ｒのビームを示した図である。
図２３（ａ）は、近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒが照射するビームの断面形状７０３Ｌ，７０３Ｒを示した平面図である。
第４の実施形態の近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒは、壁面６０１に向けて近赤外線を照射する。近赤外線の照射範囲は、距離と共に次第に拡がる。しかし、距離Ｌ３，Ｌ５ともに近赤外線投光器１４１Ｌの第１ビームと近赤外線投光器１４１Ｒの第２ビームとの距離は、実間隔ｗ３を保っている。
図２３（ｂ）は、近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒが照射するビームの断面形状７０３Ｌ，７０３Ｒを示した斜視図である。
断面形状７０３Ｌ（第１形状）と断面形状７０３Ｒ（第２形状）は、長方形である。断面形状７０３Ｌの第１ビームと断面形状７０３Ｒの第２ビームとは、室内機１００から照射位置までの距離に関わらず実間隔ｗ３を保つ。近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒは、実間隔ｗ３だけ離間して設置され、断面形状７０３Ｌと断面形状７０３Ｒの内側の各辺が、略直線状かつ平行になるように近赤外線を照射する。近赤外線画像データ上の距離の検出箇所は、第１ビームと第２ビームの実間隔ｗ３である。
【０１４１】
第４の実施形態では、室内機１００から照射位置までの距離に関わらず、断面形状７０３Ｌの第１ビームと断面形状７０３Ｒの第２ビームとは、実間隔ｗ３を保つ。しかし、これに限られず、第２の実施形態と同様に、距離に依存して実間隔が変化してもよい。このとき、画像検出部１３１がこれに併せたパラメータを内包することにより、第２の実施形態と同様に距離を検出可能である。
【０１４２】
＜第４の実施形態の照射ビームによる距離の検出＞
第４の実施形態では、近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒが照射した第１ビームの断面形状７０３Ｌと第２ビームの断面形状７０３Ｒの内側の略直線状の各辺により、第１の実施形態と同様にして、物体の形状を検出する。画像検出部１３１は、赤外線照射範囲７１３Ｌ，７１３Ｒの内側の各辺の間隔により、第２の実施形態と同様にして、第１ビームと第２ビームの照射位置までの距離を推定可能である。
第１ビームの断面形状７０３Ｌの各辺とは、断面形状７０３Ｌの輪郭のことをいう。第２ビームの断面形状７０３Ｒの各辺とは、断面形状７０３Ｒの輪郭のことをいう。近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒの各ビームは、平行に並んだ同一形状の長方形である断面形状７０３Ｌ，７０３Ｒを形成する。
【０１４３】
図２４（ａ），（ｂ）は、第４の実施形態の近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒが照射する断面形状７０３Ｌ，７０３Ｒのビームによる距離／物体検出の例を示した図である。
【０１４４】
図２４（ａ）は、断面形状７０３Ｌ，７０３Ｒの各ビームが照射された近赤外線画像データを示す図である。
画像検出部１３１は、断面形状７０３Ｌ，７０３Ｒの各ビームの略直線状の各辺により、第１の実施形態と同様の方法で、物体の形状を検出可能である。画像検出部１３１は、赤外線照射範囲７１３Ｌ，７１３Ｒの内側の各辺の間隔により、第２の実施形態と同様の方法で、照射位置までの距離を検出可能である。
壁面６０１にて、赤外線照射範囲７１３Ｌ，７１３Ｒは、間隔Ｗ３０である。
物体３０２の上面奥にて、近赤外線画像上に各ビームが描く赤外線照射範囲７１３Ｌ，７１３Ｒは、間隔Ｗ３１である。この間隔Ｗ３１は、間隔Ｗ３０よりも広い。よって、壁面６０１よりも物体３０２の上面奥の方が、距離が近いことが検出できる。
物体３０２の側面にて、近赤外線画像上に各ビームが描く赤外線照射範囲７１３Ｌ，７１３Ｒは、間隔Ｗ３２である。この間隔Ｗ３２は、間隔Ｗ３１よりも広い。よって、物体３０２の上面奥の方よりも、物体３０２の側面の方が、距離が近いことが検出できる。
【０１４５】
図２４（ｂ）は、断面形状７０３Ｌ，７０３Ｒの各ビームが照射された近赤外線画像データを示す図である。
壁面６０１にて、近赤外線画像上に各ビームが描く赤外線照射範囲７１３Ｌ，７１３Ｒは、間隔Ｗ３３である。
物体３０１の上面奥にて、近赤外線画像上に各ビームが描く赤外線照射範囲７１３Ｌ，７１３Ｒは、間隔Ｗ３４である。この間隔Ｗ３４は、間隔Ｗ３３よりも広い。よって、壁面６０１よりも物体３０１の上面奥の方が、距離が近いことが検出できる。このことは、赤外線照射範囲７１３Ｌ，７１３Ｒを、撮像手段１２１の位置から見たときの両者の間隔の視野角によっても判断可能である。
物体３０１の手前側の床面６０４にて、近赤外線画像上に各ビームが描く赤外線照射範囲７１３Ｌ，７１３Ｒは、間隔Ｗ３５である。この間隔Ｗ３５は、間隔Ｗ３４よりも広い。よって、物体３０２の上面奥の方よりも、物体３０１の手前側の床面６０４の方が距離が近いことが検出できる。
【０１４６】
本実施形態における照射範囲変更手段１８０は、断面形状７０３Ｌ，７０３Ｒの各ビームの実間隔ｗ３が変動しないように、各近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒを連動して回転駆動させる。
また、照射範囲変更手段１８０が、近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒを回転駆動させることにより、断面形状７０３Ｌ，７０３Ｒの各ビームの実間隔が変動してしまう場合であっても、近赤外線画像上に各ビームが描く赤外線照射範囲７１３Ｌ，７１３Ｒの距離を、断面形状７０３Ｌ，７０３Ｒの各ビームの実間隔の変動を加味したパラメータで補正することにより、物体までの距離を検出可能である。
【０１４７】
第４の実施形態では、近赤外線投光器１４１から照射される断面形状７０３Ｌ，７０３Ｒの各ビームの内側の略直線状の各辺が垂直となるように形成している。しかし、断面形状７０３Ｌ，７０３Ｒの各ビームの内側の略直線状の各辺は、水平や斜めであってもよく、限定されない。
【０１４８】
＜距離検出結果から、物体の実際の高さと幅と奥行きの推定＞
撮像手段１２１からの物体までの距離が推定されると、この物体の近赤外線画像データ上の高さと幅と奥行きから、実際の高さと幅と奥行きとが推定可能である。
本発明が適用される空気調和機Ａにおいて、検出対象の物体は、例えば、室内の空調を行う上で障害となるテーブルやソファ、テレビ、戸棚などの家具類、梁や階段などの住居の構造である。これらの物体の外形は、床面６０４に対する垂直面と平行面または辺で構成されることが多い。そのため、本実施形態の空気調和機Ａにおいて、撮像した画像データから家具等の物体の検出を行うにあたり、検出対象の物体を、これら床面６０４に対する垂直面と平行面または辺により構成されると仮定することにより、より検出精度を向上させることができる。そのため、画像検出部１３１（画像検出ソフトウェア）は、画像データから検出された物体のエッジを基に、物体の距離および凹凸等の構成、物体の天板の検出、天板の下部分の開口の有無など、空気調和機Ａにおいて空調制御を補正するのに必要となる情報を検出できるように作成される。これにより、実態に即した空調運転制御を実現できる。
【０１４９】
＜画像検出結果に応じた空調運転制御＞
図２５は、第４の実施形態の空調運転制御処理を示すフローチャートである。
制御手段１３０は、例えばリモコンＲｅによって空調運転が指令されると、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、可視光カットフィルタ駆動手段１９０により、撮像手段１２１の前面に可視光カットフィルタ部分１９１１を設定する。
ステップＳ３１において、制御手段１３０は、近赤外線投光器１４１Ｌ，１４１Ｒにより、近赤外線の左右ビームを照射する。
ステップＳ３２において、制御手段１３０は、撮像手段１２１により、被空調室６００内を近赤外線で撮像する。
ステップＳ３３において、制御手段１３０は、画像検出部１３１により、左右ビームの赤外線照射範囲の内側の各辺の間隔から距離を検出する。
ステップＳ３４において、制御手段１３０は、物体検出部１３３により、左右の赤外線照射範囲の内側の各辺から、物体の形状を検出する。
ステップＳ３５において、制御手段１３０は、照射範囲変更手段１８０により、左右ビームの照射範囲を連動して横方向に変更させる。
ステップＳ３６において、制御手段１３０は、形状と距離の検出を終了するか否かを判断する。制御手段１３０は、形状と距離の検出を終了するならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ３７の処理を行い、形状と距離の検出を終了しないならば（Ｎｏ）、ステップＳ３１の処理を行う。
【０１５０】
ステップＳ３７において、制御手段１３０は、可視光カットフィルタ駆動手段１９０により、撮像手段１２１の前面に赤外線カットフィルタ部分１９１２を設定する。
ステップＳ３８において、制御手段１３０は、近赤外線投光器１４１による近赤外線の照射をオフする。
ステップＳ３９において、制御手段１３０は、撮像手段１２１により、被空調室６００内を可視光で撮像する。
ステップＳ４０において、制御手段１３０は、人体検出部１３２により、可視光画像から人体を検出する。
ステップＳ４１において、制御手段１３０は、人体と物体の画像における検出結果と距離から、それぞれの被空調室６００内の位置を推定する。
ステップＳ４２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Ｓ３０の処理に戻る。
【０１５１】
空気調和機Ａ本体に撮像手段１２１と、画像検出部１３１（画像検出ソフトウェア）と、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、近赤外線画像を活用した空調制御が実現可能である。例えば、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、近赤外線照射時の撮像画像から家具の検出を行うソフトウェアを備える空気調和機Ａにおいては、空調運転時には家具を避けて人の在室しているエリアに送風を行う。これにより、空気調和機Ａからの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６００内を空調可能である。
【０１５２】
空気調和機Ａからの送風の制御は、風向制御を行う上下風向板用モータ１５４および左右風向板用モータ１５３、風量や風速を調整する送風ファンモータ１５２を、仕様に合わせて任意に駆動することにより行われる。
【０１５３】
図２６（ａ），（ｂ）は、第４の実施形態の変形例の近赤外線投光器１４１の照射ビームによる距離／物体検出の例を示した図である。
図２６（ａ）は、断面形状７０４Ｌ，７０４Ｒが照射する各ビームを示した平面図である。
断面形状７０４Ｌ，７０４Ｒのビームの略直線状の各辺により、画像検出部１３１は、第１の実施形態と同様の方法で、物体の形状を検出可能である。
断面形状７０４Ｌ，７０４Ｒのビームの内側の各辺の間隔は、距離に応じて狭まっている。例えば、距離Ｌ３のときに断面形状７０４Ｌ，７０４Ｒのビームの内側の各辺の実際の間隔は、ｗ４である。距離Ｌ５の壁面６０１にて断面形状７０４Ｌ，７０４Ｒのビームの内側は一致する。しかし、制御手段１３０は、この距離と実際の間隔との関係を予め記憶して、近赤外線画像データ上の間隔と実間隔との対応をとることにより、照射位置までの距離を検出可能である。
【０１５４】
図２６（ｂ）は、断面形状７０４Ｌ，７０４Ｒが照射する各ビームの断面形状７０４Ｌ，７０４Ｒを示す図である。
壁面６０１にて、断面形状７０４Ｌ，７０４Ｒのビームの内側の各辺は、一致する。
このとき、距離Ｌ３の位置に物体があり、断面形状７０４Ｌ，７０４Ｒのビームが照射されていたならは、この内側の各辺は、実間隔ｗ４となる。このように、空気調和機Ａからの距離に応じて実際の間隔が変化するので、これを利用して距離を検出することができる。
【０１５５】
図２７（ａ）〜（ｅ）は、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２７（ａ）は、被空調室６００内の実環境を示す図である。
被空調室６００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。
【０１５６】
図２７（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６００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６００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。
【０１５７】
図２７（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６００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６００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。
【０１５８】
図２７（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６００内の位置を推定することができる。
【０１５９】
図２７（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６００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６００内の推定位置により、空調運転を制御する。
【０１６０】
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Ａ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。
【０１６１】
図２８は、空調運転制御ための物体検出処理の第１例を示す図である。
空調運転制御の第１例では、午前１時、外気温３０℃、室内気温２７℃において、空調運転停止中に近赤外線で検出を行う運転モードが設定されている場合の制御を説明する。
ステップＳ５０において、制御手段１３０は、画像検出部１３１により、所定時間おきに画像検出を行う。
ステップＳ５１において、制御手段１３０は、人体検出部１３２により、在室者の位置を検出する。
ステップＳ５２において、制御手段１３０は、在室者の位置の変化から、在室者の活動の有無を判断する。制御手段１３０は、在室者が活動していたならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ５３の処理を行い、在室者が活動していなかったならば（Ｎｏ）、ステップＳ５４の処理を行う。
ステップＳ５３において、制御手段１３０は、室内が所定値以下の明るさであるか否かを判断する。制御手段１３０は、室内が所定値以下の明るさならば（Ｙｅｓ）、在室者が就寝していると判断してステップＳ５４の処理を行い、室内が所定値以下の明るさでなかったならば（Ｎｏ）、ステップＳ５０の処理に戻る。
ステップＳ５４において、制御手段１３０は、先ず近赤外線のビームを左から右に走査させつつ、撮像手段１２１により連続的に被空調室６００内を撮像する。
ステップＳ５５において、制御手段１３０は、撮像された画像データのうち、近赤外線が照射されている範囲のみを抽出して合成し、一つの撮像画像を生成する。
ステップＳ５６において、制御手段１３０は、物体検出部１３３により、生成された合成画像について画像検出を行い、室内のテーブル、ソファ、壁などの各物体の位置を検出する。
【０１６２】
ステップＳ５７において、制御手段１３０は、物体検出部１３３により、検出された各物体の位置について、先程連続的に撮像された画像データの画像処理を行い、各物体の大きさと形状、空気調和機Ａ本体からの距離を検出する。
ステップＳ５７において、制御手段１３０は、検出された各物体の大きさ、形状、距離を被空調室６００内の環境情報として記憶手段１３５に記憶し、図２８の処理を終了する。
【０１６３】
これ以降に空調運転を行う際には、記憶した被空調室６００内の環境情報に応じて、風向制御と空調出力制御を行う。これにより、室内環境に応じた運転制御を実現することができる。
【０１６４】
図２９は、空調運転制御ための物体検出処理の第２例を示す図である。
空調運転制御の第２例では、午前１０時、外気温３２℃、室内気温２６℃において、設定温度２６℃で冷房運転が停止中に、近赤外線で検出を行う所定の運転モードが設定されている場合の制御を説明する。
ステップＳ６０において、制御手段１３０は、可視光カットフィルタ１９１を撮像手段１２１の前面に移動させる。
ステップＳ６１において、制御手段１３０は、近赤外線のビームを左から右に走査させつつ連続的に被空調室６００内を撮像する。
ステップＳ６２において、制御手段１３０は、物体検出部１３３により、撮像された画像について画像検出を行い、室内のテーブル、ソファ、壁などの各物体の位置を検出する。
ステップＳ６３において、制御手段１３０は、物体検出部１３３により、検出された各物体の位置について、先程連続的に撮像された画像データの画像処理を行い、各物体の大きさ、形状、空気調和機Ａ本体からの距離を検出する。
ステップＳ６３において、制御手段１３０は、検出された各物体の大きさ、形状、距離を被空調室６００内の環境情報として記憶手段１３５に記憶し、図２９の処理を終了する。
【０１６５】
以降に空調運転を行う際、記憶した被空調室６００内の環境情報に応じて、風向制御と空調出力制御を行う。これにより、室内環境に応じた運転制御を実現することができる。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
各実施形態において、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】
【０１７０】
Ａ  空気調和機
Ｒｅ  リモコン
Ｑ  リモコン送受信部
１００  室内機
１０１  筐体ベース
１０２  室内熱交換器
１０２ａ  伝熱管
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
１０８  フィルタ
１０９ａ  吹出し風路
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
１３０  制御手段
１３１  画像検出部  （距離検出手段）
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  近赤外線投光器  （赤外線照射手段）
１４１Ｌ  近赤外線投光器  （第１の赤外線照射器）
１４１Ｒ  近赤外線投光器  （第２の赤外線照射器）
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
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
１８０  照射範囲変更手段
１９０  可視光カットフィルタ駆動手段
１９１  可視光カットフィルタ
２００  室外機
３００〜３０２  物体
３１０〜３１２  物体領域
４００，４０１  人体
６００  被空調室
６０１  壁面
６０２  左壁面
６０３  右壁面
６０４  床面
６０５  壁面
７００，７０１  断面形状  （所定形状）
７０２Ｌ，７０３Ｌ，７０４Ｌ  断面形状  （第１形状）
７０２Ｒ，７０３Ｒ，７０４Ｒ  断面形状  （第２形状）
７１０，７１１  赤外線照射範囲  （輪郭形状）
７１２Ｌ，７１３Ｌ，７１４Ｌ  赤外線照射範囲  （第１輪郭形状）
７１２Ｒ，７１３Ｒ，７１４Ｒ  赤外線照射範囲  （第２輪郭形状）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図９】
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【図１０】
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【図１６】
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【図２５】
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【図２８】
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【図２９】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２６】
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【図２７】
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