(57)【要約】【課題】より効率的に近赤外線を照射して、空調室内の環境を検出可能な空気調和機を提供する。【解決手段】可視光と非可視光により空調室内を撮像する撮像手段と、空調室内に前記非可視光を照射する光照射手段と、を備え、前記光照射手段の照射範囲は、前記撮像手段の撮像範囲全体より広くした。また、前記撮像手段は、撮像範囲の一部を順次撮像して撮像範囲全体の撮像をおこなうようにした。より詳細には、前記非可視光は近赤外光であり、また、前記光照射手段は、前記撮像手段の撮像に連動して、非可視光の照射範囲を変えるようにした。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光と非可視光により空調室内を撮像する撮像手段と、
空調室内に前記非可視光を照射する光照射手段と、を備え、
前記光照射手段の照射範囲は、前記撮像手段の撮像範囲全体より広い
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
請求項１に記載の空気調和機において、
前記非可視光は近赤外線である
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の空気調和機において、
前記撮像手段は、撮像範囲の一部を順次撮像して撮像範囲全体の撮像をおこなう
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
請求項３に記載の空気調和機において、
前記光照射手段は、前記撮像手段の撮像に連動して、非可視光の照射範囲を変える
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項５】
請求項１または３に記載の空気調和機において、
前記光照射手段は、少なくとも３以上の照射方向に非可視光を照射するともに、それぞれの方向でひとつ以上の非可視光を発光する発光素子により構成される
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項６】
請求子５に記載の空気調和機において、
前記発光素子は、近赤外線ＬＥＤである
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項７】
請求項４に記載の空気調和機において、
前記光照射手段は、少なくとも３以上の照射方向に非可視光を照射するともに、それぞれの方向でひとつ以上の非可視光を発光する発光素子により構成され、前記撮像手段の撮像に連動して、少なくとも３以上の照射方向のうちのいずれかの方向の前記発光素子を点灯する
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項８】
請求項７に記載の空気調和機において、
前記光照射手段は、前記撮像手段の撮像に連動して、少なくとも３以上の照射方向のうちのいずれかの方向の前記発光素子を点灯する際に、前記少なくとも３以上の照射方向のうちの隣接する方向の前記発光素子を同時に点灯する
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項９】
請求項５から８のいずれかの一項に記載の空気調和機において、
前記光照射手段は、前記少なくとも３以上の照射方向のそれぞれの方向に設けられたひとつ以上の発光素子の点灯数を変えて照射光量を制御する
ことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機の空調室内の検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機に、撮像した画像情報に基づき室内環境を認識し、その室内環境に応じて最適な空調制御をするものがある。
例えば、空気調和を施すべき部屋の内部を撮影する赤外画像センサを設け、該画像センサによる撮影画像に基づいて、人の数、位置、動作、活動量、或いは着衣量等の状況を判定し、該判定結果に基づいて空調制御をおこなうものである。
従来の空気調和機のなかには、可視光および一部の近赤外線を検出可能なカメラを空気調和機本体に搭載することで、暗い環境での感度を向上させて室内環境を検出可能な空気調和機もある（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
上記の先行技術には、近赤外線の投光器から照射される近赤外線を捉える撮像素子は、通常の可視光を捉える撮像センサの内部の光学フィルタに近赤外線の所定の波長について感度を持たせておくことが開示されているが、使用している撮像素子は、あくまで可視光帯域の光に感度を持たせているセンサであるため、見込める近赤外線への感度は限度がある。
このとき、近赤外線の照射手段によって照射される近赤外線の量を増やすことによってこれを補う事が可能であるが、近赤外線の発光素子として一般的に使用される発光素子は、近赤外線LED（Light Emitting Diode）である。
この近赤外線LEDの発光量を増やすには、近赤外線LEDの電流値を増やす方法や、搭載する近赤外線LEDの数量を増やす方法がある。電流を増やす場合には、LEDの発熱による素子寿命の低下の問題が生じる。また、数量を増やす場合には、原価が上昇する問題が生じる。
本発明の目的は、上記の問題を解決し、より効率的に近赤外線を照射して、空調室内の環境を検出可能な空気調和機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明の空気調和機は、可視光と非可視光により空調室内を撮像する撮像手段と、空調室内に前記非可視光を照射する光照射手段と、を備え、前記光照射手段の照射範囲は、前記撮像手段の撮像範囲全体より広くした。
また、前記撮像手段は、撮像範囲の一部を順次撮像して撮像範囲全体の撮像をおこなうようにした。
より詳細には、前記非可視光は近赤外光とした。
また、前記光照射手段は、前記撮像手段の撮像に連動して、非可視光の照射範囲を変えるようにした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、空調室内の環境を安価に精度よく検出できるので、快適な室内環境を提供する空気調和機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係る空気調和機Ｓの全体構成をしめす図である。
【図２】室内機の側断面図である。
【図３】空気調和機の制御ブロックの構成図である。
【図４】近赤外線を利用した空調制御の概要を説明する図である。
【図５】近赤外線投光器による照射範囲の一例をしめす図である。
【図６】近赤外線投光器の構成例を示す図である。
【図７】撮像範囲と近赤外線の照明範囲の関係を説明する図である。
【図８】近赤外線を分割照射する一例を説明する図である。
【図９】近赤外線を多点灯照射する一例を説明する図である。
【図１０】近赤外線を多点灯照射する一例を詳細説明する図である。
【図１１】制御フローの一例をしめす図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
《空気調和機の構成》
図１と図２により、本実施例の概要を説明する。図１は、実施例の空気調和機Ｓの全体構成をしめす図である。図２は、室内機１００の側断面図である。
図１にしめす本実施例の空気調和機Ｓは、室内機１００、室外機２００、及びリモコンＲｅから構成される。
室内機１００と室外機２００とは冷媒配管（図示せず）で接続され、周知の冷凍サイクルによって、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。
【００１０】
リモコンＲｅはユーザによって操作され、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。当該信号の内容は、運転要求、設定温度の変更、タイマー値の設定、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Ｓは、これらの信号に基づいて、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のリモコン送受信部Ｑから、室温情報、湿度情報、電気代情報などの情報をリモコンＲｅへ送信し、ユーザにこれらの情報を通知する。
【００１１】
また、室内機１００の前面の下部には、室内の画像情報を取得するための撮像手段１１０と近赤外線投光器１１５が設置されている。この撮像手段１１０と近赤外線投光器１１５の設置位置は、後述する画像情報の取得目的に応じて、変更可能であり、図１の位置に限定されない。本実施例で、近赤外線投光器１１５を設ける理由については、後述する。
また、図１では、近赤外線投光器１１５を一箇所に設けるようにしているが、室内機１００の複数個所に配置する構成としても良い。
【００１２】
図２は、室内機１００の撮像手段１１０の位置における側断面図である。
筐体ベース１０１は、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。
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内に取り込まれた空気を、伝熱管１０２ａを通流する冷媒と熱交換させ、前記空気を加熱又は冷却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（図示せず）に連通し、周知の冷凍サイクル（図示せず）の一部を構成している。
【００１３】
図２に示す送風ファン１０３が回転する事によって、空気吸込み口１０７及びフィルタ１０８を介して室内空気を取り込み、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。さらに、吹出し風路１０９ａに導かれた空気は、左右風向板１０４及び上下風向板１０５によって風向きが調整され、空気吹出し口１０９ｂから送風されて室内を空調する。
【００１４】
左右風向板１０４は、後述する制御手段１３０（図３）からの指示に従い、左右風向板１０４の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、後述する制御手段１３０（図３）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。
これにより、室内の所定位置に、空調風を送風することができる。
【００１５】
室内機１００の前面を覆うように設置されている前面パネル１０６の下部には、撮像手段１１０が設けられている。そして、図示されていない紙面の垂直方向の位置に、近赤外線投光器１１５が設置されている。
撮像手段１１０は、撮像手段１１０の設置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、室内機１００が設置されている室内を適切に撮像できるようになっている。ただし、詳細な撮像手段１１０の搭載位置や角度については、空気調和機Ｓの仕様や用途に合わせて設定すればよく、構成を限定するものではない。
なお、図１、図２に示す空気調和機Ｓ構成は、あくまで本実施例に係る一例であり、本発明が本実施形態に限定して適用されるものでないことは言うまでもない。
【００１６】
《空調機の制御ブロック構成》
つぎに、図３により、実施例の空気調和機Ｓの制御ブロックの構成を説明する。
本実施例の空気調和機Ｓの制御手段１３０は、温度センサ・湿度センサ・照度センサ等を有し、空調制御をおこなう室内の温度や湿度や明るさを検出する環境検出部１６０と、ユーザの操作指示を受信するリモコン送受信部Ｑ（図１参照）の環境情報や操作指令に基づいて、冷媒システム（図示せず）と送風ファン１０３や左右風向板１０４と上下風向板１０５の駆動をおこなうモータを制御して室内の空調制御をおこなう負荷駆動部１５０を制御する。
【００１７】
さらに、詳細を後述する撮像手段１１０により取得した空調対象の室内の画像情報を基に、画像検出部１３９により在室者の位置や家材の配置、空調対象の部屋の間取りを検出して、空調制御をおこなう。
また、本実施例の空気調和機Ｓは、詳細を後述する近赤外線投光器１１５により近赤外線を室内に照射して、撮像手段１１０で撮像をおこなうようにしている。この近赤外線照射は、近赤外線投光器駆動回路１１６により制御されている。
【００１８】
以下、より詳細に、空調機の制御ブロックの内容を説明する。
まず、撮像手段１１０の詳細な構成については後述するが、構成を簡単に説明する。
図３にしめすように、撮像手段１１０は、撮像範囲やピントを調整する光学レンズ１１１と、光学レンズ１１１から入射した室内光を電気信号に変換する撮像素子１１２と、撮像素子１１２の信号をデジタル化して画像情報に変換するＡ／Ｄ変換器１１３と、画像情報の輝度や色調を補正するデジタル信号処理部１１４から構成される。
【００１９】
撮像手段１１０で取得した室内の画像情報は、画像検出部１３９により、各種の画像処理がおこなわれる。
本実施例の画像検出部１３９は、人の頭部、胸部、腕、足等の人の身体を検出する人体検出部１３１、空調室内の家財の形状等を検出する物体検出部１３２、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事で被空調室内の間取りを推定する間取り検出部１３３を備えている。
この際、デジタル信号処理部１１４には、画像検出部１３９から、上記の画像処理に適した撮像パラメータが設定される。
【００２０】
画像検出部１３９で検出された在室者の位置情報などの検出結果と、検出結果に基づく動作指令は、演算処理部１４１に通知される。
演算処理部１４１は、空調機の制御ブロックを統括制御し、設定された空調運転の運転設定に加え、この検出結果を用いて駆動制御部１３６を制御し空調運転を行う。撮像手段１１０は、演算処理部１４１からの撮像要求信号の動作指令により、撮像動作をおこなう。
【００２１】
駆動制御部１３６は、負荷駆動部１５０に駆動信号を通知して、駆動指示をおこなう。
負荷駆動部１５０は、冷凍サイクル（図示せず）、室内機１００が備える室内ファンモータ（図示せず）、室外機２００が備える圧縮機モータ（図示せず）、上下風向板１０５に設置される上下風向板用モータ(図示せず)、左右風向板１０４に設置される左右風向板用モータ(図示せず)の個々の駆動をおこなう。
また、詳細を後述する撮像手段１１０または近赤外線投光器１１５の回動駆動をおこなう駆動部を含めてもよい。
【００２２】
近赤外線投光器駆動回路１１６は、演算処理部１４１の撮像要求信号の動作指令に連携して、近赤外線投光器１１５を駆動する。近赤外線投光器１１５の詳細については後述する。
【００２３】
記憶手段１４０Ａ、１４０Ｂ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が制御手段１３０の演算処理部１４１内のＣＰＵ（Central Processing Unit）によって読み出されてＲＡＭに展開され、実行される。
【００２４】
また、環境検出部１６０として、サーモパイルによる温度センサや、またはフレネルレンズ及び赤外線センサを用いた活動量検出センサなど、各種センサを空気調和機Ｓ本体に備える構成としても良い。
【００２５】
上記の構成により、制御手段１３０は、撮像手段１１０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、及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Ｓの動作を統括制御する事により、きめの細かい運転制御が可能としている。
【００２６】
ところで、画像検出部１３９の画像処理によって得られる検出結果は、空調運転の補正を行うのに用いるために抽出された在室者の位置や活動量等の情報、検出された物体の形状や位置、距離情報等の情報のみであり、人が目視で映像として捉える事が可能な画像情報は含んでいない。これにより、記憶手段１４０Ａ、１４０Ｂに保持されるデータ量の軽減が行えるだけでなく、画像情報が制御手段１３０の外へ取りだせない構成となっているため、空調室内の在室者のプライバシーを守る事ができる構成を実現できる。
【００２７】
《制御手段の実装形態》
上述の制御手段１３０は、演算処理部１４１や駆動制御部１３６を含み、空気調和機Ｓの運転制御を行うメインマイコンが搭載されている制御基板と、撮像手段１１０によって得た画像情報を基に各種画像処理を行うソフトウェアを内包するカメラマイコンと撮像手段１１０を搭載するカメラ基板の、二つの基板によって構成すると良い。
【００２８】
カメラ基板は、撮像手段１１０で取得した画像情報の画像処理をおこなうため、多くのデータ処理をおこなう必要があり、高速動作に対応する必要がある。このため、比較的高価な多層基板を使用する。
これに対して、制御基板は、高速動作の必要がないため、低価格な基板を使用できる。
【００２９】
制御手段１３０を、制御基板とカメラ基板の２つの基板に分割する構成を採用しても、両者の間では、画像検出による検出結果のみを送信するなど、通信を行う情報量を最小限とすることができるので、接続本数の少ないシリアル通信で接続すればよい。
この制御基板とカメラ基板の２つの基板に分割する構成により、制御手段１３０を安価に構成する事が可能となる。
【００３０】
近赤外線投光器１１５の実装については、その構成により、実装の優劣が変わる。詳細は後述するが、近赤外線投光器１１５により室内全体に近赤外線を一括照射する場合や、近赤外線投光器１１５自身で所定の照射方向に分割照射する場合には、カメラ基板とは関係なく、近赤外線投光器１１５を実装すればよい。
しかし、撮像素子１１２を回動させて室内を分割撮像する場合で、近赤外線投光器１１５が撮像範囲に近赤外線を照射する場合には、撮像素子１１２と連動するように、カメラ基板に近赤外線投光器１１５を搭載するとよい。
これにより、近赤外線投光器１１５の回動駆動が不要となり、省スペース・低価格化が可能となる。
【００３１】
《撮像素子》
ここで、撮像手段１１０に構成について詳しく説明する。
撮像手段１１０は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）イメージセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）等、撮像が可能な撮像素子１１２によって構成される。このような撮像手段１１０は、一般によく用いられている。
撮像素子１１２のアナログ出力を信号処理し、デジタル信号で画像情報を出力するモジュールデバイスを用いても良い。また、この場合、撮像を行う際の補正などのパラメータを、カメラマイコンから読み込んで使用する構成が可能である。
【００３２】
また、撮像手段１１０の構造は、通常、撮像素子上に光学フィルタ、光学フィルタ上に光学レンズ１１１が配置され、必要に応じて光学フィルタの手前にシャッター等が配置されるものとなっている。
【００３３】
一般的な可視光帯域を撮像するカメラに於いては、撮像素子１１２として、可視光帯域及びその帯域の前後である近赤外線領域、紫外線領域の帯域にも感度を持つ。そのため、光学フィルタにより紫外線及び近赤外線帯域の波長の光を減衰させるバンドパス特性の光学フィルタを使用することにより、カメラでの撮像画像への赤外線、紫外線の影響を抑える構成となっている。
【００３４】
本実施例の撮像手段１１０では例えば、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、または紫外線および近赤外線領域の波長の光を減衰させる光学フィルタを削除する事により、可視光帯域に合わせて近赤外領域についても受光可能な構成とするのが望ましい。
【００３５】
しかしながら、紫外線及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、あくまで紫外線及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、撮像手段１１０での近赤外線の受光量が確保できる場合は、敢えて近赤外線領域の波長の減衰率を変更、または光学フィルタを削除するなどの処置は不要であり、一般に使用されているＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤ等を、撮像手段１１０として、そのまま使用する事が可能である。
【００３６】
《空調制御の概要》
つぎに、図４の近赤外線を利用した空調制御の概要を説明する図を参照しながら、画像検出部１３９における画像検出の結果と、検出結果に基づく空調制御の一例を説明する。
画像検出部１３９は、撮像手段１１０の撮影方向及び撮像画像上の位置座標を基に、人体および物体の位置を求め、検出結果として制御に用いる。
【００３７】
例えば、身体検出及び顔検出の検出結果を組み合わせる事により、多くの情報を得る事が可能な構成を実現できる。前記の撮像手段１１０によって取得された画像情報の中にある身体の大きさ及び顔の大きさから、空気調和機Ｓから検出された在室者までの距離を推測する事も可能である。詳細には、空気調和機Ｓ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Ｓからより離れている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事により、精度良く在室者の位置を検出する事が可能となる。
【００３８】
また、制御手段１３０は、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事が可能である。これを空調運転に反映することで、より空調室内の快適性を高める事も可能である。これは、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、室内の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。
【００３９】
《近赤外線による画像検出》
ここで、近赤外線投光器１１５により近赤外線を室内に照射し、撮像手段１１０により室内画像を撮像する特徴について説明する。
近赤外線は、可視光帯域の光より波長が長く、人の肉眼で認識する事が出来ない帯域の光であるが、前述の通り、撮像手段１１０は近赤外線を検出する事が可能であるため、近赤外線投光器１１５から近赤外線を照射しつつ撮像手段１１０で撮像する事で、空調室内の近赤外画像情報を取得する事が可能である。
【００４０】
可視光帯域を捉える事を目的として構成されている撮像素子１１２は、一般に赤色、緑色、青色の三色の光強度を測定し、そのデータを画像情報上の１ドット分となるよう、マトリクス状に配置された赤色、緑色、青色の光センサ出力から、画像情報を生成する。
物体の色は、可視光領域波長の内、対象の物体が吸収する波長により決まる。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しているために、その物体の色が青色に見える。
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、反射率に応じた色調で表現される。
【００４１】
一般に、画像情報上から物体を検出する場合、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事で物体を検出する。そのため、撮像対象が模様や柄など、色味が異なる物体の場合、この模様や柄を輪郭の境界として誤検出してしまう。
このような物体であっても、同一の物体では同一の素材が使用されており、同一の素材であれば近赤外線の吸収率、反射率はほぼ同一である。
【００４２】
つまり、本実施例の空気調和機Ｓでは、撮像時に近赤外線を近赤外線投光器１１５から照射する事で、画像処理の外乱となる物体の柄や模様の影響を受けづらい構成となっている。
このような、柄や模様により画像検出の外乱となりうる物体は、例えば絨毯や床材、壁紙であり、近赤外線投光器１１５により近赤外線を室内に照射し、撮像手段１１０により室内画像を撮像することで、物体の認識が容易になる。
【００４３】
また、近赤外線投光器１１５を備えている事から、空調室内が暗い夜間等に於いても、近赤外線を照射する事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事ができないため、在室者に不快感を与える事がない。つまり、本実施例の空気調和機Ｓは暗視機能をもつことができる。
【００４４】
さらに、日射光や室内照明光の撮像画像から物体の輪郭を検出する場合には、撮像方向と異なる方向からの日射光や室内照明光による物体の影を、物体の輪郭として誤検出してしまう問題がある。
【００４５】
本実施例では、近赤外線投光器１１５から近赤外線を照射することで、照明方向と撮像方向のずれが小さくなり、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画像に写り込みにくくなっている。
これにより、日射光や室内照明光により生じる撮像画像の物体の影を画像情報からリダクションする事が可能となり、画像の誤検出を低減することもできる。
近赤外線は、人の肉眼で捉える事ができないため、撮像時に在室者に不快感を与える事がない。
【００４６】
このように、近赤外線を照射することで、暗視を可能にするだけでなく、日射光や室内照明光により明るい室内でも、容易に誤検出を低下することができる。
【００４７】
《人体検出と物体検出》
図４の説明に戻り、空調制御の概要を説明する。
図４(a)は、空調制御する室内の撮像される範囲を表わしている。
実施例の制御手段１３０では、可視光による人検出と近赤外線による物体の検出をおこない、検出結果を複合して、空調制御をおこなう。
【００４８】
図４(b)は、可視光環境下での人検出結果をあらわし、図４(c)は、近赤外線を利用した物体検出の結果をあらわしている。
また、図４(d)と(e)は、人検出結果と物体検出の結果から求めた、人と物の位置（図４(d)）や方向（図４(e)）をあらす図である。
図４(f)は、実際の空調制御の様子をあらわす図である。
【００４９】
図４(b)の可視光下で人の身体の輪郭を基に人体を検出する際には、人の身体の形に類似したものを人の身体として誤検出してしまう場合も考えられる。このような場合には、例えば、顔検出や個人検出、または人の顔のパーツや肌等から性別や年齢を推測する制御等、その他の画像検出を併用する事により、誤検出を回避してより正確な検出が可能となる。また、連続的に検出する事により、人の動きとして判定することもできる。
【００５０】
身体検出及び顔検出の検出結果を組み合わせる事により、異なる情報を得ることができる場合もある。例えば、画像情報の中にある身体の大きさ及び顔の大きさから、空気調和機Ｓから検出された在室者までの距離を推測する事も可能である。
具体的には、空気調和機Ｓ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Ｓからより離れている在室者の顔または身体は小さく写ることから、顔または身体の大きさから位置情報を推定できる。
【００５１】
また、制御手段１３０では、画像情報を連続して取得することにより、その経時変化を捉えることで人の活動量を検出する事が可能である。人の活動量を空調反映することで、より空調室内の快適性を高める事が可能である。例えば、人の活動量が大きい場合には、風量を大きくして、体感温度の低下を高める制御をおこなうか、または、風向を制御して、人に直接風が当たるようにする。
このように、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、室内の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ようにする。
【００５２】
また、図４(c)の近赤外線を利用した物体の検出では、画像情報上から人体検出同様、輪郭を検出し、抽出することで物体を検出する。このとき、この検出された物体から、物体の大きさ、空気調和機Ｓ本体から物体までの距離、形状等を推定することができる。
また、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、既存の各形状分析等を行うパラメータを取得するようにしてもよい。
【００５３】
本実施例の制御手段１３０では、可視光下の人検出により、在室者が空気調和機Ｓから４mの距離の位置にいることが検出され（図４(b)）、近赤外線を利用した物体の検出では、空気調和機Ｓから２．５mの距離の位置に、物体があることが検出されている（図４(c)）。
【００５４】
そして、制御手段１３０は、これら２つの検出結果を複合し、人の座標位置と距離と、物体の座標位置と距離を認識する（図４(d)）。制御手段１３０は、人と物体の水平位置と距離から、人と物体の室内機１００からの方向を判定することができる（図４(e)）。
制御手段１３０は、図４(f)にしめすように、非画像検出時に物体に向いていた風向を、画像検出により判定した人の居る方向に、風向を制御する。
【００５５】
《近赤外線の照射範囲》
つぎに、図５の近赤外線投光器による照射範囲の一例を示す図により、撮像素子１１２の撮像範囲と、近赤外線投光器１１５の照射範囲に関係を説明する。
図５(a)は、撮像素子１１２の視点（正面）から見たときの、撮像範囲と赤外線の照射範囲をしめした図である。撮像素子１１２の撮像範囲の照度をできるだけ均一にするために、近赤外線投光器１１５は、撮像範囲より広い範囲に近赤外線を照射する。つまり、近赤外線投光器１１５の照射範囲は、撮像素子１１２の撮像範囲を含んでいる。
【００５６】
図５(b)は、空調室内の上面から見たときの、撮像素子１１２の撮像範囲と、近赤外線投光器１１５の照射範囲に関係を、撮像素子１１２の水平方向の画角αと、近赤外線投光器１１５の水平方向の照射角βでしめした図である。図からも明らかなように、水平方向の近赤外線投光器１１５の照射角βは、撮像素子１１２の画角αより大となっている。
図５(c)は、空調室内の横面から見たときの、撮像素子１１２の撮像範囲と、近赤外線投光器１１５の照射範囲に関係を、撮像素子１１２の垂直方向の画角αと、近赤外線投光器１１５の垂直方向の照射角βでしめした図である。図からも明らかなように、垂直方向の近赤外線投光器１１５の照射角βは、撮像素子１１２の画角αより大となっている。
【００５７】
《近赤外投光器の構造》
つぎに、図６に基づき、撮像素子１１２の撮像範囲を含んで近赤外線を照射する近赤外線投光器１１５の構成例を説明する。
実施例の近赤外線投光器１１５は、複数の近赤外線照射手段（近赤外線LED）を使用して構成される。
撮像手段１１０が回動して、図５にしめした撮像範囲を分割し順次撮像する構成とする場合には、撮像範囲全体に近赤外線を照射するように複数の近赤外線照射手段を配置してもよいし、分割された一回の撮像範囲にのみ近赤外線を照射する構成としてもよい。
【００５８】
複数の近赤外線照射手段を撮像手段１１０と連動して回動させる場合、例えば、撮像手段１１０に 複数の近赤外線照射手段を搭載する構成とする場合には、撮像素子１１２の撮像画角より広い範囲に赤外線を照射し、撮像手段１１０に連動して回動して、撮像範囲全体に近赤外線を照射する。
【００５９】
また、近赤外線照射手段の前面に光学レンズを配し、任意の範囲に近赤外線を照射できるよう、集光する配置としても良い。もしくは、リフレクタにより集光、拡散する構成や、近赤外線照射手段の前面に近赤外拡散材料によるカバーを配置して近赤外線を拡散する構成としてもよい。
【００６０】
以下、図６により、近赤外線投光器１１５の構造例を説明する。
図６(a)は、垂直方向の断面が等脚台形の四角柱形状の台座に、６個の近赤外線照射手段（近赤外線LED）を設けた近赤外線投光器１１５の斜視図をしめしている。台形断面の上辺を含む面に２個の近赤外線LEDが設けられ、空気調和機Ｓの垂直方向に近赤外線を照射する。台形断面の斜辺となる面にも、それぞれ、２個の近赤外線LEDが設けられ、空気調和機Ｓの水平方向に、γのLED据え付け角度をもって設けられている。
この構成により、図６(a)にしめす近赤外線投光器１１５は、空気調和機Ｓの垂直方向の近赤外線の照射光軸をβ２としたときに、水平方向にγ角度をもって、近赤外線の照射光軸がβ１とβ３の近赤外線を照射することができる。ここで、γの大きさは、近赤外線の照射範囲βと、近赤外線LEDの照射角度により決める。
【００６１】
図６(b)(c)(d)にしめす近赤外線投光器１１５は、６個の近赤外線照射手段（近赤外線LED）を同じ向きに台座に取り付ける構造としている。図は、近赤外線投光器１１５を上面から見た図（水平断面）をしめしている。この例では、近赤外線LEDの基板実装が容易になる特徴がある。
しかし、近赤外線の照射方向が同一となるため、近赤外線の照射範囲βをカバーするために、近赤外線LEDの照射光軸を光学的に変える必要がある。
【００６２】
図６(b)の近赤外線投光器１１５は、近赤外線照射手段の照射面に複眼レンズを設けて光軸を変える例である。近赤外線LEDに対応する複眼レンズのひとつレンズにより、それぞれの近赤外線LEDの近赤外線の照射光軸を変えて、β１とβ２とβ３の３つの方向に近赤外線を照射する。
図６(c)の近赤外線投光器１１５は、図６(b)の複眼レンズに変えて、複数のレンズをもつフレネルレンズにした例である。
図６(d)の近赤外線投光器１１５は、リフレクタにより、近赤外線LEDの近赤外線の照射光軸を変えて、β１とβ２とβ３の３つの方向に近赤外線を照射する例である。
【００６３】
図６(a)(b)(c)(d)にしめす近赤外線投光器１１５は、６個の近赤外線LEDを設けた構成としたが、６個に限定されるものではなく、複数の近赤外線LEDにより面発光する構成とすればよい。
このように複数の近赤外線LEDにより近赤外線投光器１１５を構成することにより、近赤外線LEDの放熱が容易となり、近赤外線投光器１１５の長寿命化を図ることができる。
また、詳細を後述するが、複数の近赤外線LEDの分割駆動により省電力化を図ることもできる。
【００６４】
《近赤外線の照射動作》
つぎに、図７により、撮像手段１１０が回動して、図５にしめした撮像範囲を分割し順次撮像する構成とする場合の、撮像範囲αと照明範囲βの関係を説明する。θは、撮像手段１１０の回動角度をあらわしている。
図７(a)は、近赤外線投光器１１５が空気調和機Ｓに固定され、撮像手段１１０のみが回動する場合をしめしている。近赤外線投光器１１５により、照明範囲βの全範囲に近赤外線を照射する場合には、構造は簡単になるが、照明範囲βのうち、撮像範囲α以外の近赤外線は、撮像に寄与していない。このため、詳細を後述する、分割照射をおこなうことが望ましい。
【００６５】
図７(b)は、近赤外線投光器１１５が回動する撮像手段１１０に搭載されているか、または、近赤外線投光器１１５に回動機構を設けて、撮像手段１１０の回動に連動する場合をしめしている。この構成では、照明範囲にむだが生じない。
【００６６】
《近赤外線の分割照射》
つぎに、図８の近赤外線を分割照射する一例を説明する図により、近赤外線投光器１１５の照射範囲を、回動する撮像手段１１０の撮像範囲に合わせて、分割する構成について説明する。図８では、撮像範囲と照明範囲を３分割する例をしめすが、これに限ったものではない。
【００６７】
図８(a)は、撮像範囲α１、α２、α３と、照明範囲β１、β２、β３の関係をしめしたもので、撮像手段１１０の撮像軸と近赤外線投光器１１５の照明光軸を一致させている。これにより、撮像タイミングにあわせて、撮像範囲に対応する照明範囲を照明すればよい。より具体的には、撮像範囲α１を撮像する際には照明範囲β１に近赤外線を照射し、撮像範囲α２を撮像する際には照明範囲β２に近赤外線を照射し、撮像範囲α３を撮像する際には照明範囲β３に近赤外線を照射する。
【００６８】
近赤外線投光器１１５は、照明範囲β１、β２、β３に順次、近赤外線を照射すればよいので、近赤外線LEDからなる近赤外線照射手段を間欠駆動する。この本実施例では、３分割しているので、１／３のデューティでパルス駆動する。このとき、近赤外線LEDの駆動電流は、連続点灯時の駆動電流より大きくすることができるので、近赤外線の発光量を増すことができる。
【００６９】
図８(b)は、図８(a)の照射範囲を実現する近赤外線投光器１１５の構成をしめした図である。この他、図６にしめした構成のいずれであってもよい。
図８(b)に示す構成では、近赤外線照射範囲の垂直方向に２つの近赤外線LEDを設ける構成となっている。そして、近赤外線照射範囲の水平方向に、照明範囲β１、β２、β３に対応して据え付け角度γをもって３方向の照射光軸をもつように、３つの近赤外線LEDが設けられている。
【００７０】
近赤外線照射範囲の垂直方向に設けられた２つの近赤外線LEDは、空調室内の奥行方向に近赤外線を照射する。主に、垂直方向の上側の近赤外線LEDは、空調室内の壁面に近赤外線を照射し、下側の近赤外線LEDは、空調室内の床面に近赤外線を照射している。
この２つの近赤外線LEDは、同時に点灯してもよいし、別々に点灯してもよい。空調室内の奥行方向の壁面を主に撮像する場合には、上側の近赤外線LEDを駆動し、空調室内の奥行方向の床面を主に撮像する場合には、下側の近赤外線LEDを駆動して、近赤外線の発光強度を制御するようにしてもよい。
【００７１】
図８(c)は、近赤外線投光器１１５の照明範囲β１、β２、β３と、撮像手段１１０の撮像範囲α１の対応を、撮像画像上にしめした図である。このように、水平方向に順次、近赤外線の照射と撮像をおこなうことで、空調室内の近赤外線画像を取得することができる。
【００７２】
《近赤外線の多点灯照射》
近赤外線照射手段として使用する近赤外線LEDは、発光強度に角度分布（指向特性）をもっている。一般に、LEDの照射角度は、発光強度がピーク値の半分になるところでとった光の出射角度で規定されている。このため、近赤外線LEDを単灯で照明する場合には、照射範囲の周辺部に照射強度の低下が生じる。
このため、図９に説明するように、隣接する近赤外線LEDを点灯させて、周辺部の輝度を向上させるようにする。これにより、近赤外線の照明輝度分布の平滑化が可能となる。
【００７３】
図９(a)は、近赤外線投光器１１５の撮像範囲α１、α２、α３と、照明範囲β１、β２、β３の関係をしめした図である。水平方向中央の撮像範囲α２の撮像軸と、照明範囲β２のLED光軸は一致しているが、左右の撮像範囲α１、α３の撮像軸と、照明範囲β１、β３のLED光軸はずれている。詳しくは、照明範囲β１、β３のLED光軸は、撮像範囲α１、α３の撮像軸より外側になっている。
そして、撮像範囲α１の撮像をおこなう際に、照明範囲β１と照明範囲β１に隣接する照明範囲β２に近赤外線を照射して、撮像をおこなう。また、撮像範囲α２の撮像をおこなう際に、照明範囲β２と照明範囲β２に隣接する照明範囲β１、β３に近赤外線を照射して、撮像をおこなう。詳細は後述する。
【００７４】
図９(b)は、図９(a)の照射範囲を実現する近赤外線投光器１１５の構成をしめした図である。この他、図６にしめした構成のいずれであってもよい。
図９(b)に示す構成では、近赤外線照射範囲の垂直方向に２つの近赤外線LEDを設ける構成となっている。そして、近赤外線照射範囲の水平方向に、照明範囲β１、β２、β３に対応して据え付け角度γをもって３方向の照射光軸をもつように、３つの近赤外線LEDが設けられている。なお、角度γは、撮像範囲α１、α３の撮像軸の角度差より大きくしている。
【００７５】
図９(c)は、近赤外線投光器１１５の照明範囲と、撮像手段１１０の撮像範囲α１の対応を、撮像画像上にしめした図である。
撮像範囲α１を撮像する際には、照明範囲β１＋β２に近赤外線を照射する。そして、図示していないが、撮像範囲α３を撮像する際には、照明範囲β２＋β３に近赤外線を照射する。また、撮像範囲α２を撮像する際には、照明範囲β１＋β２＋β３に近赤外線を照射する。
【００７６】
つぎに、図１０により、近赤外線を多点灯照射する例を詳細説明する。
図１０(a)は、多点灯照射する近赤外線投光器１１５の照度分布をしめす図である。
図１０(a)の横軸は、撮像画角または近赤外線照射角度をしめしており、縦軸は、照明範囲β１、β２、β３の撮像照射強度をしめしている。
【００７７】
図１０(a)にしめされるように、水平中央部の撮像範囲α２に対応する照明範囲β２の両端部は、中央部に比べて照度が小さくなっている。このときに、隣接する照明範囲β１とβ３の近赤外線LEDを点灯すると、端部の近赤外線の光量が加算されて、撮像範囲α２の両端の照度が大きくなり、照度分布を改善することができる。
同様にして、撮像範囲α１を撮像する場合には、照明範囲β１、β２を照明し、撮像範囲α３を撮像する場合には、照明範囲β２、β３を照明する。
【００７８】
図１０(b)は、撮像範囲α１、α２、α３と照明範囲β１、β２、β３の関係をまとめた図である。
上記のとおり、隣接する照明範囲も同時に照明する多点灯照明をおこなうことで、狭角の高輝度赤外線LEDを使用することが可能となり、また、単灯照射より照明輝度分布の平滑化を図ることができる。
【００７９】
つぎに、図１１により、上記の近赤外線の照射をおこなって近赤外線の室内画像を検出し、可視光の室内画像の検出結果と複合して、空調制御をおこなう制御フローの一例を説明する。
この制御により、撮像画像から人体の位置及び活動量を検出し、近赤外線照射時の撮像画像から家具を検出して、空調運転時、家具を避けて人の在室しているエリアに送風を行う。また、空気調和機Ｓ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く事により、効率よく室内の空調を行うことができる。
ここで、空気調和機Ｓからの送風の制御は、風向制御を行う上下風向板および左右風向板、風量、風速の調整を行う室内還流ファンモータを、駆動することにより行うものとする。
【００８０】
以下、図１１にしたがいフローを説明する。
まず、左・中央・右の３方向に撮像手段１１０を順次回動して可視光の室内画像情報を取得する（Ｓ１１０）。Ｓ１１０で取得した可視光の室内画像情報から、画像検出により、位置と空気調和機Ｓとの距離とを含む人位置を検出する（Ｓ１１１）。
【００８１】
つぎに、右・中央・左の３方向に撮像手段を順次回動し、撮像手段の回動に連動して近赤外線を照射して近赤外線の室内の画像情報を取得する（Ｓ１１２）。Ｓ１１２で取得した近赤外線の室内画像情報から、画像検出により、物形状・位置を含む物位置を検出する（Ｓ１１３）。
【００８２】
Ｓ１１１で検出した人位置とＳ１１３で検出した物位置とを複合して、物を避けて人に空調風を送るような送風方向を決定する（Ｓ１１４）。
なお、検出結果は上記に限定されず、また、検出結果による制御内容も上記に限定されるものでなく、種々の検出・制御をおこなうことができる。
【００８３】
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。
【００８４】
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明で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。また、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、また、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。
【符号の説明】
【００８５】
１０３  送風ファン
１０４  左右風向板
１０５  上下風向板
１１０  撮像手段
１１５  近赤外線投光器
１３０  制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図１１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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