JP2016038183A - 空気調和機および空調運転制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】空調室内の照明や太陽光に影響されることなく、高精度に画像検出し、画像検出結果に基づいて空調制御する。【解決手段】空気調和機Ａは、被空調室内を撮像するように配置される撮像手段１２０と、撮像手段１２０によって撮像された画像データ１２５を用いて画像検出処理を実行する画像検出部１４１と、撮像手段１２０の前面に配置可能で可視光帯域の光を減衰する可視光減衰フィルタ１８１と、撮像手段１２０の撮像結果に応じて空調運転設定を算出する演算処理部１４５および空気調和機Ａのモータ類を示す負荷１６０を駆動制御する駆動制御部１４６と、を備える。また、空気調和機Ａは、近赤外線を照射する近赤外線照射手段１３０を備えていてもよい。【選択図】図３

Description

本発明は、空気調和機を制御する技術に関する。

可視光を受光するためのカメラの撮像素子は、可視光帯域では感度が高く、可視光より波長の大きい赤外線帯域では感度が低下するように作成されている。しかし、近赤外線に対する撮像素子の感度はゼロではなく、近赤外線を受光できることが知られている。また、カメラは、通常、レンズと撮像素子との間に赤外線を減衰させる内蔵フィルタを設置することによって、可視光より大きい波長帯域を減衰させる構成を備えている。

特許文献１には、可視光および近赤外線を検出可能な撮像素子を備えたカメラを搭載した空気調和機が、レンズと撮像素子との間に設置する内蔵フィルタの特性を、近赤外線を透過させる特性に変更することによって、暗い環境であっても撮像対象の形状や位置等を正しく取得し、その取得した情報に基づいて空調制御を行う技術が開示されている。

特開２０１１−２２０６１２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術を用いて人体や物体を画像検出する場合、可視光だけでなく常に近赤外線が入射されることにより色精度が劣化するため、明るい環境では正確に画像検出を行うことができない虞がある。つまり、特許文献１に記載の技術では、「第１の目的は、複数のカメラを用いなくても、暗い環境でも室内環境に応じて最適な空調制御をする（段落０００７）」ことのために、明るい環境における画像検出の精度を低下させている虞がある。

そこで、本発明では、被空調室内の照明や太陽光に影響されることなく、高精度に画像検出し、画像検出結果に基づいて空調制御する技術を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の空気調和機は、被空調室内を撮像するよう配置される撮像手段と、撮像手段より撮像範囲側に配置可能で、可視光帯域の光を減衰する可視光減衰フィルタと、撮像手段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と、を備えることを特徴とする空気調和機を備えることを特徴とする。

本発明によれば、被空調室内の照明や太陽光に影響されることなく、高精度に画像検出し、画像検出結果に基づいて空調制御することができる。

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。 室内機の側断面図である。 空気調和機が備える機能例を示す図である。 可視光減衰フィルタと撮像手段との位置関係を示す図であり、（ａ）は可視光減衰フィルタを撮像手段の前面に配置した場合を表し、（ｂ）は可視光減衰フィルタを撮像手段の撮像範囲外に配置した場合を表す。 可視光減衰フィルタと赤外線減衰フィルタとで構成される一体構造フィルタと撮像手段との位置関係を示す図であり、（ａ）は可視光減衰フィルタを撮像手段の前面に配置した場合を表し、（ｂ）は赤外線減衰フィルタを撮像手段の前面に配置した場合を表す。 画像検出部による人体および物体の検出例を示す図であり、（ａ）は評価画像の一例を表し、（ｂ）は評価画像から人体を検出する一例を表し、（ｃ）は評価画像から物体を検出する一例を表す。 人体および物体までの距離の推定方法を示す図であり、（ａ）は側面から見た場合の距離を表し、（ｂ）は撮像画像内の距離を表す。 画像検出結果に基づいて空調運転する処理の流れを示す図であり、（ａ）は撮像画像を表し、（ｂ）は人体の検出結果の一例を表し、（ｃ）は物体の検出結果の一例を表し、（ｄ）は人体および物体の検出結果の双方を合成した画像の一例を表し、（ｅ）は上から見た場合の空調制御の一例を表し、（ｆ）は横から見た場合の空調制御の一例を表す。 可視光減衰フィルタ駆動手段をカメラ基板に接続し、近赤外線照射手段をカメラ基板に実装した場合の構成例を示す図である。 可視光減衰フィルタ駆動手段および近赤外線照射手段をカメラ基板に接続した場合の構成例を示す図である。 可視光減衰フィルタ駆動手段を制御基板に接続し、近赤外線照射手段を制御基板に実装した場合の構成例を示す図である。 可視光減衰フィルタ駆動手段および近赤外線照射手段を制御基板に接続した場合の構成例を示す図である。 近赤外線投光器の構成例を示す図であり、（ａ）は光学レンズまたは拡散材を用いた場合を表し、（ｂ）は別の光学レンズまたは拡散材を用いた場合を表し、（ｃ）はリフレクタを用いた場合を表す。 撮像手段が回転する構成とした場合の近赤外線投光器の照射範囲の一例を示す図である。 近赤外線投光器を固定設置する場合の一例を示す図である。 図１５に示す近赤外線投光器を用いて近赤外線を照射しつつ、撮像手段を回転させて撮像する場合を示す図であり、（ａ）は上から見た図を表し、（ｂ）は正面から見た図を表し、（ｃ）は俯瞰図を表す。 空調運転制御の処理フロー例を示す図である。

ここで、本発明を実施するための形態（以降、「本実施形態」と称す。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

＜空気調和機＞
まず、本実施形態に係る空気調和機について、図１を用いて説明する。
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が設置されている被空調室内を空調する。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。

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。当該赤外線信号に含まれる情報は、運転要求、設定温度の変更、タイマの設定、運転モードの変更、停止要求等の指令である。空気調和機Ａは、受信した赤外線信号に基づいて、冷房、暖房、除湿等の空調運転を行う。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、電気代情報等のデータをリモコンＲｅへ送信する。

また、室内機１００の前面パネル１０６の左右方向中央の下部には、撮像手段１２０および近赤外線投光器１３１が設置されている。
なお、近赤外線投光器１３１および撮像手段１２０の設置位置は、図１に限られることはなく、後記する画像検出部１４１（図３参照）の検出方式および検出対象、撮像手段１２０の性能等に応じ、適宜決められる。
また、図１では、近赤外線投光器１３１は、一箇所に実装するように記載しているが、室内機１００上に分散して複数個所に配置されても構わない。

図２は、室内機１００の側断面図を表している。
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等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、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、周知の冷媒サイクル（図示せず）の一部を構成している。

左右風向板１０４は、後記する演算処理部１４５（図３参照）からの指示に従い、下部に設けた回動軸を支点にして左右風向板用モータ（図３に示す風向板用モータ１６３）により回動される。
上下風向板１０５は、後記する演算処理部１４５（図３参照）からの指示に従い、両端部に設けた回動軸を支点にして上下風向板用モータ（図３に示す風向板用モータ１６３）により回動される。

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により回動可能な構成となっている。ちなみに、前面パネル１０６を、下端に固定されるものとして構成してもよい。
送風ファン１０３は、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を吹出し風路１０９ａに導く。さらに、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て被空調室内を空調する。

撮像手段１２０は、撮像手段１２０の取付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が設置されている被空調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１２０の搭載位置や角度は、空気調和機Ａの仕様や用途に合わせて設定されればよく、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Ａの構成は、あくまで本実施形態に係る一例であることは、言うまでもない。

（空気調和機の機能）
図３は、空気調和機Ａが備える機能例を表している。図３に示すように、空気調和機Ａは、撮像手段１２０、制御手段１４０、負荷１６０、センサ１７０、可視光減衰フィルタ駆動手段１８０、可視光減衰フィルタ１８１を備えている。なお、図３において破線表示している、近赤外線照射手段（赤外線照射手段）１３０、赤外線減衰フィルタ駆動手段１８２、赤外線減衰フィルタ１８３、赤外線紫外線減衰フィルタ１８３ａ、紫外線減衰フィルタ駆動手段１８４および紫外線減衰フィルタ１８５は、空気調和機Ａの仕様または必要に応じて適宜備えられる。

まず、撮像手段１２０の機能例について図３を用いて説明する。撮像手段１２０は、被空調室内を撮像する機能を有している。
撮像手段１２０は、主に、光学レンズ１２１、撮像素子１２２、ＡＤ（アナログデジタル）変換部１２３、信号処理部１２４を備えている。
光学レンズ１２１は、被写体からの光束の変倍を行なったり、受光光量を調整するための絞りおよびピント調節を行ったりして、被写体の光学像を撮像素子１２２の受光面に結像する機能を有している。

撮像素子１２２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等で構成され、受光面に結像された被写体の光学像を光電変換し、得られた撮像信号をＡＤ変換部１２３に出力する機能を有している。撮像素子１２２は、可視光帯域では感度が高く、可視光より波長の大きい赤外線帯域では感度が低下するように作成されている。しかし、近赤外線に対する撮像素子の感度はゼロではなく、近赤外線を受光できることが知られている。
そのため、市販されている撮像手段１２０では、撮像素子１２２と光学レンズ１２１との間に、可視光帯域およびその帯域前後の近赤外線領域および紫外線領域の波長の光を減衰させる内蔵フィルタが配置され、撮像画像への赤外線および紫外線の影響を抑える構成が採られている。

ＡＤ変換部１２３は、撮像信号をデジタル変換してデジタル撮像信号を生成し、デジタル撮像信号を信号処理部１２４に出力する機能を有している。また、ＡＤ変換部１２３は、デジタル撮像信号の色調、輝度等の画像補正を合わせて行う仕様としても良い。

信号処理部１２４は、制御手段１４０から撮像パラメータ１２６を受信して、受信したデジタル撮像信号に対し所定の信号処理を実行して画像データ１２５を生成し、生成した画像データ１２５を制御手段１４０の画像検出部１４１に出力する機能を有する。

次に、制御手段１４０の機能例について図３を用いて説明する。制御手段１４０は、撮像手段１２０から画像データ１２５を受信し、その画像データ１２５から人体、物体、間取りを検出し、その検出結果に基づいて空調制御を実行する機能を有している。
制御手段１４０は、撮像手段１２０から入力される画像データ１２５、リモコンＲｅから入力される指令信号、およびセンサ１７０から入力されるセンサ出力等に応じて、空気調和機Ａの動作を統括制御することにより、きめの細かい運転制御を実行する。
制御手段１４０は、画像検出部１４１、演算処理部（空調運転制御手段）１４５、駆動制御部（空調運転制御手段）１４６、記憶手段１５０を備える。

画像検出部１４１は、撮像手段１２０から受信した画像データ１２５の各種画像処理を実行する機能を有する。本実施形態では、一例として、画像検出部１４１が、人体検出部１４２、物体検出部１４３、間取り検出部１４４を備えた構成の場合を示している。人体検出部１４２は、例えば人の頭部、胸部、腕、足等の人の身体および位置を検出する処理を実行する。物体検出部１４３は、被空調室内の物体の形状および位置を検出する処理を実行する。間取り検出部１４４は、部屋の壁までの距離や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処理を実行する。なお、各部１４２〜１４４の詳細な処理内容については後記する。

演算処理部１４５は、センサ１７０からセンサ情報を取得し、リモコンＲｅによる指令信号を取得して、空調運転設定を算出する機能を有する。また、演算処理部１４５は、算出した空調運転設定に加え、画像検出部１４１から在室者の位置、物体の形状や位置等の検出データ（図９に示す画像検出結果情報８３１）を取得し、この検出データに基づいて前記空調運転設定を補正する。
なお、前記検出データは、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ことが可能な画像情報は含んでいない。これにより、記憶手段１５０に保持されるデータ量の軽減が行えるだけでなく、画像データ１２５を制御手段１４０の外へ取り出せない構成となしているため、被空調室内の在室者のプライバシを守ることができる構成を実現できる。

駆動制御部１４６は、演算処理部１４５によって算出された空調運転設定に基づいて、負荷１６０を駆動するための駆動信号を負荷１６０に出力する機能を有する。

記憶手段１５０は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えている。そして、ＲＯＭに記憶されたプログラムは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって読み出されてＲＡＭに展開され、制御手段１４０の各部１４１，１４５，１４６の機能を具現化する。

負荷１６０は、例えば、室内機１００が備える送風ファンモータ１６１、室外機２００が備える圧縮機モータ１６２、上下風向板１０５（図２参照）や左右風向板１０４（図２参照）を制御する風向板用モータ１６３等である。これらの負荷１６０は、制御手段１４０の駆動制御部１４６から入力される駆動信号に基づいて制御される。

センサ１７０は、例えば、サーモパイルによる温度センサ、照度センサ、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等である。センサ１７０は、取得したセンサ情報を演算処理部１４５に出力する。なお、センサ１７０は、空気調和機Ａ本体に備えられても、本体とは離れた位置に備えられていても構わない。

可視光減衰フィルタ駆動手段１８０は、可視光減衰フィルタ１８１を、撮像手段１２０の前面に配置する処理、および撮像手段１２０の撮像範囲外に配置する処理を実行する機能を有する。
可視光減衰フィルタ駆動手段１８０は、例えば空気調和機Ａの制御手段１４０の駆動信号に応じて、空気調和機Ａ内部に備えられたモータにより駆動され、可視光減衰フィルタ１８１を移動させることが可能な構成となっている。
なお、可視光減衰フィルタ駆動手段１８０は、制御手段１４０によって、被空調室内の明るさが所定の明るさ以上であると判定された場合、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に配置するように制御される。
また、可視光減衰フィルタ駆動手段１８０は、例えば、ステッピングモータを使用した場合には、可視光減衰フィルタ１８１の位置を検出することが可能となる。
また、可視光減衰フィルタ１８１の位置の検出は、撮像手段１２０の撮像画像から可視光減衰フィルタ１８１の位置を検出する方式としてもよい。

可視光減衰フィルタ１８１は、撮像装置１２０の前面（撮像対象側）に配置され、可視光帯域の光を減衰させ、近赤外線を透過する光学フィルタまたは樹脂材で構成される。光学フィルタまたは樹脂材は、例えば撮像手段１２０の前面の意匠に沿う形状に加工され、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。
可視光減衰フィルタ１８１として可視光を減衰する樹脂材を使用する場合、この樹脂材を撮像手段１２０の外観に沿う形状としておくことにより、撮像手段１２０の防護用カバーとして使用する構成としても良い。
撮像手段１２０内部に備える赤外線帯域および紫外線帯域を減衰させる内蔵フィルタを廃している場合、紫外線による影響が生じてしまう可能性がある。そのため、可視光減衰フィルタ１８１に紫外線減衰機能を内包させ、赤外帯域の光のみを透過するよう、チューニングを行っても良い。

ここで、可視光減衰フィルタ１８１と撮像手段１２０との位置関係について、図４（ａ）、図４（ｂ）を用いて説明する。図４（ａ）は、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に設置した場合を表し、図４（ｂ）は、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の撮像範囲外に配置した場合を表している。

図４（ａ）では、可視光減衰フィルタ１８１が撮像手段１２０の前面（撮像対象側）に配置されているため、可視光は減衰されるが、近赤外線は透過される。撮像素子１２２は、可視光帯域の感度が高く、近赤外線に対する感度がゼロでないことが知られている。したがって、可視光減衰フィルタ１８１を用いることによって、撮像手段１２０の撮像素子１２２に入る光から可視光帯域の光を減衰させることにより、より鮮明に近赤外線を捉えることが可能となるため、より高精度な画像検出処理を実行することが可能となる。

図４（ｂ）では、可視光減衰フィルタ１８１が撮像手段１２０の前面から除かれている（撮像範囲外に配置されている）ため、可視光および近赤外線は、撮像手段１２０に入射する。

ただし、撮像素子１２２の近赤外線に対する感度は、可視光に対する感度より低いと考えられる。そのため、図４（ａ）の場合には、撮像手段１２０によって撮像される画像は暗くなってしまうことが想定される。そこで、撮像素子１２２の露出の設定または画像処理を、調整しておくことが好ましい。この調整は、可視光減衰フィルタ１８１の特性および撮像手段１２０の性能に合わせて行われることが好ましい。

また、可視光減衰フィルタ１８１は、可視光帯域だけでなく、紫外線も同様に減衰させる特性を有すると良い。紫外線の減衰特性は、撮像手段１２０によって近赤外線を捉えた画像の画像データ１２５から正しく画像検出処理が行えるように、紫外線が画像データ１２５に及ぼす影響を抑制するように設定されれば良い。

また、可視光減衰フィルタ１８１が撮像手段１２０の前面に配置された場合、撮像手段１２０の撮像範囲全域を覆う位置に設置されることが好ましい。この理由は、撮像手段１２０の撮像画像でノイズとなる、可視光減衰フィルタ１８１の境界部分や、可視光減衰フィルタ１８１に係る構造部品等が撮像画像上に写り込まない構成とすることで、ノイズリダクション等の余分な処理を省くことが可能となるためである。
また、可視光減衰フィルタ１８１が撮像手段１２０の撮像範囲外に配置された場合は、可視光減衰フィルタ１８１および可視光減衰フィルタ１８１に係る構造部品等が撮像手段１２０の撮像範囲内に入らないようにすることが好ましい。

図３に戻って、近赤外線照射手段１３０は、近赤外線を発光する近赤外線投光器１３１（図１参照）とその近赤外線投光器１３１の照射方向を制御するとともに照射のオンオフを制御する近赤外線照射回路８２６（図９参照）とを備えている。近赤外線投光器１３１は、例えば、近赤外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）（赤外線発光素子）であり、撮像手段１２０の撮像範囲に近赤外線を照射する機能を有する。
撮像手段１２０が回動（パンニング）して被空調室内全域を撮像する構成となっている場合、（ｉ）撮像手段１２０の撮影方向に同期するように、撮像する必要のあるエリアにのみ近赤外線を照射する近赤外線投光器１３１が近赤外線照射回路８２６によって回転される構成とする、（ｉｉ）撮像エリア全体を照射できるよう近赤外線投光器１３１を１または複数配置する構成とする。

赤外線減衰フィルタ駆動手段１８２は、赤外線減衰フィルタ１８３または赤外線紫外線減衰フィルタ１８３ａを撮像手段１２０の前面に配置または撮像範囲外に配置する機能を有する。
赤外線減衰フィルタ１８３は、赤外線を減衰させ、可視光を透過する光学フィルタであり、ガラスまたは樹脂材で構成される。赤外線紫外線減衰フィルタ１８３ａは、赤外線減衰フィルタ１８３に紫外線を減衰させる特性を有する光学フィルタであり、カラスまたは樹脂材で構成される。

紫外線減衰フィルタ駆動手段１８４は、紫外線減衰フィルタ１８５を撮像手段１２０の前面に配置または撮像範囲外に配置する機能を有する。
紫外線減衰フィルタ１８５は、紫外線を減衰させる光学フィルタであり、ガラスまたは樹脂材で構成される。

＜可視光減衰フィルタを使用して撮像した画像の画像検出処理の概要＞
次に、可視光減衰フィルタ１８１を使用して撮像した画像の画像検出処理について、説明する。
一般的に、空気調和機Ａが使用される環境下においては、照明器または太陽光等の光源から発せられた可視光帯域の光に付随して近赤外線が照射されている。
空気調和機Ａは、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に配置して撮像可能な構成を備えている。そのため、空気調和機Ａの撮像手段１２０は、照明器が点灯している環境、太陽光が存在する環境のいずれかまたは双方の室内環境下において、可視光帯域の光を減衰させ、より鮮明な近赤外線画像を取得することが可能である。近赤外線画像とは、純粋な近赤外線のみを捉えた画像だけでなく、近赤外線以外の可視光帯域や他の帯域の光を多少含んでいる画像であってもよい。つまり、近赤外線を相対的に多く含んでいれば良い。

例えば、被空調室内の照明器が、撮像手段１２０の撮影方向とは異なる方向から撮像対象の物体に光を照射している場合、可視光による物体の影が生じる。そして、この物体の影が、画像検出の妨げとなる場合がある。そこで、空気調和機Ａに備えられた近赤外線投光器１３１（図１参照）から近赤外線を照射することにより、影の影響を低減することが可能である。なお、可視光減衰フィルタ１８１の有無および近赤外線投光器１３１からの近赤外線の照射の有無の組み合わせについては、空気調和機Ａの仕様、被空調室内の環境、検出対象のいずれかまたは組み合わせに応じて設定されれば良い。

撮像素子１２２が可視光に感度を持つイメージセンサである場合、撮像素子１２２内の内蔵フィルタを廃したときであっても近赤外線の照度を十分に得られないことが想定される。そのため、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に配置した場合、さらに十分な照度が得られなくなると想定される。この理由は、可視光減衰フィルタ１８１によって近赤外線も減衰させられていることがあるためである。その場合には、空気調和機Ａに備えられた近赤外線投光器１３１から照射される近赤外線の強度を強める処理、または、可視光減衰フィルタ１８１を近赤外線帯域の減衰率の少ない物に変更する処理等によって、近赤外線の照度を改善する必要がある。または、撮像素子１２２のシャッタースピードの調整、ゲインの調整、または撮像素子１２２を大きい物に変更する処理によって、取得される画像の明るさを確保することが可能である。

可視光帯域を捉えることを目的として構成されている撮像素子１２２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、データを生成する。物体の色は、可視光領域波長の中で、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または輝度で表現される。ただし、その色調または輝度の違いの程度は、撮像素子１２２の内蔵フィルタ特性の違いによって異なる。

撮像手段１２０によって撮像した撮像画像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ことで物体を検出する。そのため、撮像対象が模様や柄等の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場合がある。被空調室内を撮像した場合、柄や模様により画像検出の外乱となりうる物体、例えば絨毯や床材、壁紙等は、同じ物体では同一の素材が使用されているので、近赤外線の吸収率、反射率はほぼ同一である。つまり、空気調和機Ａでは、撮像時に可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に配置して近赤外線を受光することによって、画像処理の外乱となる物体の柄や模様の影響を受けにくい構成としている。つまり、近赤外線によって撮像することにより、本来画像検出を行う上で外乱となる柄や模様のある物体であっても同一の素材であれば同一の色であるとして検出することが可能となる。

＜赤外線減衰フィルタまたは紫外線減衰フィルタの併用＞
撮像素子１２２の内部に備えられている赤外線、紫外線のいずれかまたは双方を減衰させる内蔵フィルタを廃している場合において、赤外線、紫外線のいずれかまたは双方により撮像画像の色調やコントラスト等への影響が許容できないケースが発生することがある。このとき、撮像手段１２０の前面に、内蔵フィルタと同様の特性を有する光学フィルタを配置して撮像すると良い。また、近赤外線を照射しながら撮像するとき、または可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に配置して撮像するときには、撮像素子１２２の内蔵フィルタを除くことによって、近赤外線での撮像を可能にする。つまり、画像検出を行う上で、撮像素子１２２に内蔵されている内蔵フィルタを廃することによって、撮像される画像の色調が変わってしまうことに伴う画像検出の精度の低下を抑制することができる。

また、本実施形態では、赤外線、紫外線のいずれかまたは双方を減衰させる特性を有する光学フィルタは、可視光減衰フィルタ１８１と同時に使用されることがない。そのため、可視光減衰フィルタ１８１を使用した空気調和機Ａは、当該光学フィルタを可視光減衰フィルタ１８１と横並びの一体形状に構成して、可視光減衰フィルタ駆動手段１８０によって配置位置を移動させるようにしても良い。ただし、当該光学フィルタや機構は、空気調和機Ａの仕様に応じて、適宜設定されればよく、本発明の構成を限定するものではない。

ここで、可視光減衰フィルタ１８１と赤外線減衰フィルタ１８３とで一体形状に構成される一体構造フィルタ１８６と撮像手段１２０との位置関係について、図５（ａ）、図５（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ）は、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に配置した場合を表し、図５（ｂ）は、赤外線減衰フィルタ１８３を撮像手段１２０の前面に配置した場合を表す。
なお、一体構造フィルタ１８６は、可視光減衰フィルタ１８１と赤外線減衰フィルタ１８３とが、横並びで連結されて構成されている。

図５（ａ）は、一体構造フィルタ１８６の中の可視光減衰フィルタ１８１が撮像装置１２０の前面に配置された状態を表しており、可視光は減衰されるが、近赤外線は透過される。
また、図５（ｂ）は、一体構造フィルタ１８６の中の赤外線減衰フィルタ１８３が撮像装置１２０の前面に配置された状態を表しており、可視光は透過されるが、赤外線は減衰される。ただし、近赤外線は透過しても構わない。

＜人体検出および物体検出＞
次に、画像検出部１４１による人体および物体の検出例について、図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）を用いて説明する（適宜、図３参照）。図６（ａ）は、評価画像の一例を表し、図６（ｂ）は、評価画像から人体を検出する一例を表し、図６（ｃ）は、評価画像から物体を検出する一例を表している。

空気調和機Ａは、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に配置することの有無、近赤外線照射手段１３０から近赤外線を照射することの有無、の組み合わせの複数条件下で画像を撮像可能な構成を備えている。そのため、空気調和機Ａは、空気調和機Ａによって検出される被空調室内の室内環境や撮像対象に応じて撮像方法を変更することにより、高精度な画像検出が可能な画像を撮像することができる。

図６（ａ）は、画像検出部１４１における画像検出処理の対象となる評価画像を表している。評価画像には、机である物体３００と、椅子である物体３０１と、人体４００とが写っている。

図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す評価画像から人体４００の顔４１０を検出する場合の画像を表している。
撮像手段１２０は、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に配置して、近赤外線によって、人体４００の輪郭や四肢等を撮像する。近赤外線画像上では、人体４００の近赤外線の反射率、吸収率はほぼ同じであるので、ほぼ同じ色調、輝度となるため、画像検出を行うことができる。

制御手段１４０の人体検出部１４２は、撮像手段１２０より取得した画像データ１２５から人体４００を検出する場合、人の身体の輪郭を基に人体を検出する方法を用いる。この方法は、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ケースが想定される。そのため、人体検出部１４２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処理等、その他の画像検出を併用することによって、正確な検出が可能となる。また、人体検出部１４２は、人の身体を連続的に検出することにより、人の動きを検出することが可能である。

なお、室内機１００から人体４００までの距離は、撮像手段１２０の画角と、撮像画像内の床面の写っている位置とから算出することができる。具体的には、図５（ａ）、図５（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ）は、横から見た場合の距離を表し、図５（ｂ）は、撮像画像内の距離を表している。
図５（ａ）において、室内機１００の床面からの高さと撮像手段１２０の画角αとが分かっていれば、室内機１００からの距離を示す位置Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５を印すことができる。そして、位置Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５と、撮像手段１２０から各位置間の距離を見下ろす角度との関係を求めておく。
次に、図５（ｂ）において、撮像画像に写っている床面の奥行きの長さを、前記各位置間の距離を見下ろす角度に比例するように配分することによって、位置Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５を印すことができる。
つまり、人体４００または物体３００，３０１が床面に接している位置から、距離を算出することができる。

図６（ｂ）に戻って、人体検出部１４２は、身体検出および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１４２は、撮像手段１２０によって撮像された画像の中にある身体の大きさおよび顔の大きさから、人体４００までの距離を推測することも可能である。また、人体検出部１４２は、他の方法として、空気調和機Ａの近くの人体４００の顔または身体は大きく写り、空気調和機Ａからより離れている人体４００の顔または身体は小さく写るといったことを利用しても良い。

人体検出部１４２は、被空調室内の人体４００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。空気調和機Ａは、この活動量を空調運転設定に反映することで、被空調室内の快適性をより高めることが可能である。具体的には、人体検出部１４２は、被空調室内の人体４００の活動量の検出結果に基づいて、人体４００の活動量に応じた体感温度を算出し、この算出した体感温度を演算処理部１４５に出力することによって、空調運転設定に反映させることができる。
ただし、人体検出部１４２の前記処理方法は一例であり、空気調和機Ａの仕様に応じて、人体４００の検出方法を選択するようにしても良い。

次に、図６（ｃ）を用いて、物体３１０，３１１を検出する場合について説明する。
撮像手段１２０は、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に配置して、近赤外線によって、家具や空調室内の壁等を撮像する。見た目には異なる色の物体であっても同一素材であれば、近赤外線画像上では、近赤外線の反射率が近いので、ほぼ同じ色調、輝度となるため、画像検出を行うことができる。
例えば、右半分が茶色、左半分がクリーム色の二色のタオルの場合で説明する。可視光環境下で検出を行った場合、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てしまう。そのため、二つの物体があると誤検出される。それに対して、近赤外線で撮像された画像上では、タオルは右半分も左半分も同一素材であるため同色、同輝度となるため、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と、近赤外線を捉えた画像とで検出された物体の座標をそれぞれ対応させることにより、可視光画像上では二つの物体であると誤検出されるタオルを、一つの物体であると正しく認識させることが可能である。

物体検出部１４３は、撮像手段１２０より取得した画像データ１２５から物体の輪郭を検出し、物体３１０，３１１を検出する。また、物体検出部１４３は、人体検出の場合と同様に、検出した物体３１０，３１１の位置から、物体の大きさ、室内機１００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、物体検出部１４３は、検出した物体の輪郭から、重心位置や、形状の複雑度の算出等、形状分析等を行ってもよい。ただし、物体検出部１４３は、空気調和機Ａの仕様に応じて、これらの算出結果や分析結果を活用した各種画像検出等を行っても良い。
また、物体検出部１４３は、画像データ１２５から物体の形状を検出する周知のソフトウェアを用いることができる。

次に、画像検出結果に基づいて空調運転する処理の流れについて、図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）、図８（ｄ）、図８（ｅ）を用いて説明する。図８（ａ）は撮像画像の一例を表し、図８（ｂ）は人体の検出結果の一例を表し、図８（ｃ）は物体の検出結果の一例を表し、図８（ｄ）は人体および物体の検出結果の双方を合成した画像の一例を表し、図８（ｅ）は上から見た場合の空調制御の一例を表し、図８（ｆ）は横から見た場合の空調制御の一例を表している。

図８（ａ）は、撮像画像の一例を表している。被空調室内には、人体４０１と物体３０２が存在している。
図８（ｂ）では、人体検出部１４２が、人体４０１の顔部分４１１および身体部分４１２を検出する。なお、図８に示す撮像画像から人体４０１の位置や人体４０１の四肢の検出を行う場合に、人の肌の色を検出する処理を併用するときには、近赤外線を照射したり、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に配置したりすると、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、近赤外線の照射はせず、可視光減衰フィルタ１８１を用いないで撮像することが好ましい。人体検出部１４２は、人の肌の色を検出する処理を併用するときには、可視光環境下で撮像した画像および近赤外線を撮像した画像それぞれについて人体４０１の検出を行い、双方の検出結果を用いることにより、より高精度に人体４０１の検出を行うことができる。

図８（ｃ）では、物体検出部１４３が、物体３０２の外形３１２を検出する。なお、物体の検出を行う場合、前記の通り、物体の柄や模様、室内の照明による影の影響が外乱となってしまう場合がある。この場合、近赤外線照射手段１３０によって近赤外線を照射して撮像するか、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に配置して撮像するか、のいずれかまたは双方によって、より高精度な物体の検出を行うことができる。また、被空調室内の照度が低い場合、近赤外線照射手段１３０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。また、室内照度が高い場合は、撮像手段１２０が可視光帯域に強い感度を持っているため、撮像手段１２０の前面に可視光減衰フィルタ１８１を配置することによって近赤外線画像を用いた画像検出を行うことができる。
別の例としては、可視光で撮像した画像から、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する。そして、人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ようにしてもよい。

図８（ｄ）では、画像検出部１４１は、検出した人体４０１の顔部分４１１および身体部分４１２と、物体３０２の外形３１２とを合成した画像を生成する。

図８（ｅ）は、上から見た場合において、人体４０１と物体３０２との位置関係と、空調制御によって風向きを変更した状態を表している。当初は被空調室内の中心方向であるＷ１方向へ風が送られていたのに対して、画像検出処理後は人体４０１の検出されたＷ２方向へ風が送られるように変更されている。

また、図８（ｆ）は、横から見た場合において、人体４０１と物体３０２との位置関係と、空調制御によって風向きを変更した状態を表している。当初は被空調室内の中心方向であるＷ１方向へ風が送られていたのに対して、画像検出処理後は人体４０１の検出されたＷ２方向へ風が送られるように変更されている。

つまり、図８（ｂ）〜（ｄ）に示す処理の流れにおいて、画像検出部１４１は、検出した人体４０１および物体３０２の位置を、被空調室内の位置座標で表し、その座標値を演算処理部１４５に出力する。そして、図８（ｅ）〜（ｆ）に示す処理の流れにおいて、演算処理部１４５は、画像検出部１４１より取得した人体４０１および物体３０２の座標位置を用いて、空調運転設定を算出する。
なお、可視光減衰フィルタ１８１の使用の有無や近赤外線照射手段１３０の使用の有無を組み合わせた撮像条件は、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。また、本実施形態の空気調和機Ａは、複数の撮像条件下で撮像できるため、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、検出精度を向上させることができる。

＜実装形態例＞
ここでは、実装形態の一例について、図９〜図１２を用いて説明する（適宜、図３参照）。
図９は、可視光減衰フィルタ駆動手段をカメラ基板に接続し、近赤外線照射手段をカメラ基板に実装した場合の構成例を表している。図１０は、可視光減衰フィルタ駆動手段および近赤外線照射手段をカメラ基板に接続した場合の構成例を表している。図１１は、可視光減衰フィルタ駆動手段を制御基板に接続し、近赤外線照射手段を制御基板に実装した場合の構成例を表している。図１２は、可視光減衰フィルタ駆動手段および近赤外線照射手段を制御基板に接続した場合の構成例を表している。
なお、図９〜図１２において、図３に示した機能と同じものには同じ符号を付し、説明を省略する。

（可視光減衰フィルタ駆動手段をカメラ基板に接続し、近赤外線照射手段をカメラ基板に実装した場合）
図９は、制御手段１４０が、空気調和機Ａの運転制御を行うメインマイコン８０１を搭載した制御基板８００と、撮像手段１２０から出力される画像データ１２５を用いて各種画像検出処理を実行するソフトウェアを作動するカメラマイコン８１１、撮像手段１２０、近赤外線照射回路８２６および近赤外線投光器１３１を搭載するカメラ基板８１０との、二つの基板によって構成した場合を表している。可視光減衰フィルタ１８１を配置する可視光減衰フィルタ駆動手段１８０、赤外線減衰フィルタ１８３または赤外線紫外線減衰フィルタ１８３ａを配置する赤外線減衰フィルタ駆動手段１８２、および紫外線減衰フィルタ１８５を配置する紫外線減衰フィルタ駆動手段１８４は、カメラ基板８１０に接続される。

ここで、近赤外線照射回路８２６は、近赤外線投光器１３１に近赤外線を発光させる指示を送信する機能を有する。なお、近赤外線照射回路８２６は、近赤外線投光器１３１の向きを駆動する機能は有していない。この理由は、カメラ基板８１０に撮像手段１２０および近赤外線投光器１３１が実装されているので、カメラ基板８１０の向きを変えれば、撮像手段１２０および近赤外線投光器１３１の向きが同期して変化するためである。

制御手段１４０は、メインマイコン８０１とカメラマイコン８１１とに分けることによって、単一のマイコンを用いる場合より安価に構成することが可能である。この理由は、カメラマイコン８１１が比較的早い演算処理を必要とする画像処理ソフトウェアを作動するのに対し、メインマイコン８０１は比較的遅い演算処理で済む空気調和機Ａの駆動部分の制御を行えばよいためである。カメラマイコン８１１とメインマイコン８０１との処理速度が異なるため、メインマイコン８０１およびカメラマイコン８１１間の情報通信はシリアル通信とし、カメラマイコン８１１からメインマイコン８０１へは画像検出による検出結果のみを送信する等、通信を行う情報量を小さくすることで、メインマイコン８０１の負荷を抑える構成とする。

また、図３に示した記憶手段１５０は、メインマイコン８０１およびカメラマイコン８１１ぞれぞれに別個に備える。メインマイコン８０１には記憶手段１５０ｂを備え、カメラマイコン８１１には記憶手段１５０ａを備える。

可視光減衰フィルタ駆動手段１８０がカメラ基板８１０に接続される構成の場合、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に配置して撮像する処理は、カメラマイコン８１１からの指令信号に応じて実行される。

また、メインマイコン８０１が、撮像手段１２０の撮像の設定、例えばシャッタースピードやホワイトバランス、コントラスト等の設定や、カメラ基板８１０上での画像処理等を変更するとき、撮像要求情報８３０をカメラマイコン８１１に送信する。また、カメラマイコン８１１は、画像検出結果情報８３１をメインマイコン８０１に送信する。その際、メインマイコン８０１およびカメラマイコン８１１は、双方間で同期をとって情報の送受信を実行する。

また、カメラ基板８１０上に近赤外線照射回路８２６および近赤外線投光器１３１を実装した場合、常に撮像手段１２０の撮影方向に近赤外線を照射できるため、撮像手段１２０の画角に応じて近赤外線の照射範囲を絞っても構わない。したがって、全方位をカバーする複数のＬＥＤを配置しなくてもよくなり、近赤外線投光器１３１を撮像手段１２０の撮影方向に駆動する機構が不要となるため、安価に構成することが可能となる。
また、カメラ基板８１０上に近赤外線照射回路８２６および近赤外線投光器１３１を実装した場合にはリード線が不要になり、コスト削減が可能になる。さらに、カメラマイコン８１１によって近赤外線照射回路８２６を介して近赤外線投光器１３１を直接駆動可能な構成とすることができ、撮像と近赤外線の照射との同期が行い易く、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。

このとき、近赤外線投光器１３１にＬＥＤを使用した場合、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の発熱の影響が低減できるため、その低減分に対応する電流値を増加することができる。ＬＥＤでは電流値と発光強度は比例関係となるので、１個あたりのＬＥＤの発光強度が大きくなることにより、前記低減分に相当してＬＥＤの個数を抑えることが可能である。また、近赤外線投光器１３１は、価格を抑えつつ、より小型にすることができる。

（可視光減衰フィルタ駆動手段および近赤外線照射手段をカメラ基板に接続した場合）
図１０は、可視光減衰フィルタ駆動手段および近赤外線照射手段をカメラ基板に接続した場合の構成例を表している。図１０の構成が図９の構成と異なっている点は、図９の近赤外線照射回路８２６および近赤外線投光器１３１が、近赤外線照射手段１３０に置き換わり、その近赤外線照射手段１３０がカメラ基板８１０に接続されていることである。したがって、その異なっている点について以下に説明する。

近赤外線照射手段１３０をカメラ基板８１０に接続した場合、カメラマイコン８１１によって近赤外線照射手段１３０を直接駆動でき、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。
このとき、近赤外線投光器１３１にＬＥＤを使用した場合、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の発熱の影響が低減できるため、その低減分に対応する電流値を増加することができる。ＬＥＤでは電流値と発光強度は比例関係となるので、１個あたりのＬＥＤの発光強度が大きくなることにより、前記低減分に相当してＬＥＤの個数を抑えることが可能である。また、近赤外線投光器１３１は、価格を抑えつつ、より小型にすることができる。
また、カメラ基板８１０と近赤外線投光器１３１とを近くに配置することで、リード線を短くでき、コスト削減が可能となる。

（可視光減衰フィルタ駆動手段を制御基板に接続し、近赤外線照射手段を制御基板に実装した場合）
図１１は、可視光減衰フィルタ駆動手段を制御基板に接続し、近赤外線照射手段を制御基板に実装した場合の構成例を表している。図１１の構成が図１０の構成と異なっている点は、図１０の近赤外線照射手段１３０が制御基板８００に実装され、可視光減衰フィルタ駆動手段１８０、赤外線減衰フィルタ駆動手段１８２および紫外線減衰フィルタ駆動手段１８４が制御基板８００に接続されていることである。したがって、その異なっている点について以下に説明する。

可視光減衰フィルタ駆動手段１８０を制御基板８００に接続した場合において、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に配置して撮像を行うときは、可視光減衰フィルタ駆動手段１８０は、制御基板８００のメインマイコン８０１から駆動される。また、可視光減衰フィルタ駆動手段１８０は、カメラ基板８１０から受信する画像検出結果情報８３１に応じて、駆動される構成としても良い。また、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に配置して撮像を行う場合、カメラ基板８１０上での画像処理等の制御を変更するときは、制御基板８００のメインマイコン８０１からカメラ基板８１０のカメラマイコン８１１へ撮像要求情報８３０を送信する。

近赤外線照射手段１３０を制御基板８００上に実装することは、近赤外線照射手段１３０を単独のモジュールとして作製した場合と比較して、ハーネスやモジュールの基板等を廃し、より安価な構成とすることが可能である。
制御基板８００自体を回転させることが難しい場合は、照射方向の異なるＬＥＤを予め複数用意し、必要な方向を向いているＬＥＤのみを点灯させることにより、低電流、長寿命化を実現できる。

（可視光減衰フィルタ駆動手段および近赤外線照射手段を制御基板に接続した場合）
図１２は、可視光減衰フィルタ駆動手段および近赤外線照射手段を制御基板に接続した場合の構成例を表している。図１２の構成が図１１の構成と異なっている点は、近赤外線照射手段１３０が制御基板８００に接続されていることである。したがって、その異なっている点について以下に説明する。

カメラ基板８１０が回転可能な場合において、近赤外線照射手段１３０をメインマイコン８０１が実装されている制御基板８００に接続したとき、近赤外線照射手段１３０をカメラ基板８１０に接続したときに比べて、カメラ基板８１０に接続されるリード線の本数を、近赤外線照射手段１３０分減らすことが可能である。
また、カメラ基板８１０が回転可能な場合において、近赤外線照射手段１３０をメインマイコン８０１が実装されている制御基板８００に接続したとき、カメラ基板８１０上に近赤外線ＬＥＤの実装スペース、またはＬＥＤモジュール接続用のコネクタ等を実装する必要がないため、カメラ基板８１０をより小型にすることが可能である。
そして、カメラ基板８１０を小型にすることで、撮像手段１２０の回動性を確保することが可能となる。さらに、回動するカメラ基板８１０に接続されるハーネスの数が少なくなるため、撮像手段１２０の回転時のリード線の断線等のトラブルを回避することができる。

（近赤外線投光器）
図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１３（ｃ）は、近赤外線投光器１３１の構成例を示す図である。
図１３（ａ）に示す近赤外線投光器５００ａは、台座５０１に据え付けられているＬＥＤ５０２の発する近赤外線を、集光レンズ５０３の様な光学レンズまたは拡散材を用いて、指向性を持たせた場合である。近赤外線投光器５００ａによって放射される近赤外線は、灰色を付した領域Ｌで表される。

図１３（ｂ）に示す近赤外線投光器５００ｂは、台座５０１に据え付けられているＬＥＤ５０２の発する近赤外線を、拡散シート５０４の様な光学レンズまたは拡散材を用いて、緩い指向性を持たせた場合である。近赤外線投光器５００ｂによって放射される近赤外線は、灰色を付した領域Ｌで表される。

図１３（ｃ）に示す近赤外線投光器５００ｃは、台座５０１に据え付けられているＬＥＤ５０２の発する近赤外線を、ＬＥＤ５０２線外周にリフレクタ５０５を構成して、指向性を持たせた場合である。近赤外線投光器５００ｃによって放射される近赤外線は、灰色を付した領域Ｌで表される。

近赤外線投光器１３１の種類は、所定の範囲へ近赤外線を照射出来るよう、空気調和機Ａの制御の内容に合致した構造を適宜選択されることが好ましい。また、照射される近赤外線は、画像検出時に物体の境界と誤検出されない様にするために、近赤外線の照射範囲の輪郭や、近赤外線投光器１３１で使用している集光レンズ５０３の特性に依存して生じる近赤外線の濃淡等を発生させないようにすることが好ましい。

図１４は、撮像手段１２０が回転する構成とした場合の近赤外線投光器１３１の照射範囲の一例を表している。
撮像手段１２０の画角は、カメラ撮像視野角αであるものとする。室内機１００に装着されている撮像手段１２０がカメラ基板駆動角θだけ回転した場合、カメラ撮像視野角αによって撮像される範囲が図１４に示されている。一方、近赤外線投光器１３１は、近赤外線照射角βで近赤外線を放射するものとする。例えば、近赤外線投光器１３１は、近赤外線投光器角Φだけ回転させて、近赤外線を放射した場合には、図１４に示すように、放射された近赤外線は、カメラ撮像視野角αの範囲内に収まる。

図１５は、近赤外線投光器１３１を固定設置する場合の一例を表している。
図１５に示すように、近赤外線投光器１３１は、台形（または四角形）の底面を有する四角柱の台座５０１の３面に、近赤外線ＬＥＤ５０２を配置して構成される。図１５では、台座５０１の１面に２個の近赤外線ＬＥＤ５０２を配置した場合を記載しているが、２個に限られることはなく、１個または３個以上であっても構わない。
角度γは、ＬＥＤ据付け角を表している。また、角度β１，β２，β３は、近赤外線照射角を表している。
例えば、図１４に示す近赤外線投光器１３１は、角度γが６０度でかつ角度β１，β２，β３が６０度の場合、全体で１８０度の範囲に近赤外線を照射することができるようになる。
なお、図１５では、３方向に照射する場合を記載したが、例えば、五角形の底面を有する五角柱の台座の４面に、近赤外線ＬＥＤ５０２を配置したり、三角形の底面を有する三角柱の台座の２面に、近赤外線ＬＥＤ５０２を配置したりするようにしても構わない。

図１６は、図１５に示す近赤外線投光器１３１を用いて近赤外線を照射しつつ、撮像手段１２０を回転させて撮像する場合を表している。図１６（ａ）は上から見た図を表し、図１６（ｂ）は正面を見た図を表し、図１６（ｃ）は俯瞰図を表している。

撮像手段１２０は、室内の環境に合わせて近赤外線照射手段１３０により被空調室内に近赤外線を照射している間に、被空調室内の撮像を行う。
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ことが出来ない帯域の光であるが、撮像手段１２０は近赤外線を検出することが可能である。そのため、近赤外線照射手段１３０から近赤外線を照射しつつ撮像手段１２０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。

図１６（ａ）は、近赤外線照射角β１，β２，β３それぞれを各カメラ撮像視野角α１，α２，α３より大きくし、近赤外線照射角β１とβ２とをオーバーラップさせ、近赤外線照射角β２とβ３とをオーバーラップさせて、撮像する状態を表している。

図１６（ｂ）では、符号６０１の範囲は、近赤外線照射角β１によって照射される範囲を表している。符号６０２の範囲は、近赤外線照射角β２によって照射される範囲を表している。符号６０３の範囲は、近赤外線照射角β３によって照射される範囲を表している。また、符号６０４は、カメラ撮像範囲全体を表している。

図１６（ｃ）では、高さ方向のカメラ撮像視野角αｈと高さ方向の近赤外線照射角βｈとの高さ方向の範囲を表している。高さ方向についても、近赤外線照射角βｈは、カメラ撮像視野角αｈより大きくなるように設定される。
このようにすることによって、撮像手段１２０は、被空調室内の近赤外線画像を撮像することができる。

空気調和機Ａは、近赤外線投光器１３１を備えていることから、被空調室内が暗い夜間等においても、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。
また、近赤外線を照射せずに撮像された画像から、物体の輪郭を検出する画像検出方式を用いた場合、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。撮影方向と異なる方向から光が照射されている場合、撮像手段１２０によって撮像された画像には、撮像対象の物体の影が写ってしまう。それに対して、近赤外線投光器１３１から近赤外線を照射し、可視光減衰フィルタ１８１を通して撮像することによって、この照射した近赤外線によって生じる物体の影が撮像手段１２０に写り込まないようにすることができる。つまり、物体の影による画像検出の誤検出を、近赤外線を照射することにより低減することが可能である。

物体の影の影響を小さくすることだけを想定した場合、影を消すために可視光を照射する照明器を配置し、撮像時に照明器を点灯することによって影の影響を低減させる効果を生み出せる。しかし、可視光帯域の照明器の光は、人の肉眼で捉えることが可能であり、在室者の快適性を損なってしまうため、照明器の使用は好ましくない。空気調和機Ａは、人の肉眼で捉えることのできない近赤外線を照射する方式を備えており、影による誤検出を抑えつつ、撮像時に在室者に不快感を与えることのない構成となっている。
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１２５から各種画像検出処理を実行して人体や物体を検出する場合、使用する画像検出ソフトウェアは、近赤外線を照射しない環境下で使用している画像検出ソフトウェアをそのまま使用してもよい。また、画像検出ソフトウェアは、近赤外線画像に特化して画像検出処理を実行できる専用ソフトウェアを可視光画像の画像検出処理に適応するように変更しても良く、物体の検出対象および撮像条件に合わせて適宜設定変更すればよい。

＜画像検出結果に応じた空調運転制御の例＞
空気調和機Ａは、撮像手段１２０、可視光減衰フィルタ駆動手段１８０、可視光減衰フィルタ１８１および画像検出部１４１を備えていることにより、各種画像検出の検出結果に基づいた空調運転を行うことができる。また、空気調和機Ａは、近赤外線照射手段１３０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行できる。例えば、空気調和機Ａは、撮像画像から人体の位置および活動量を検出し、近赤外線照射時の撮像画像から家具を検出し、その検出結果に基づいて、家具を避けて人のいるエリアに温度調整した空気を送風することにより、効率よく被空調室内の空調制御を実行することが可能である。
空気調和機Ａの送風制御は、風向制御を行う上下風向板１０５および左右風向板１０４、風量、風速の調整を行う送風ファンモータ１６１を、仕様に合わせて任意に駆動することにより行われる。

（第１の空調運転制御例）
例えば、午後２時、室内の蛍光灯が点灯し、窓の外からも太陽光が入ってきている状況下で、外気温−１℃、室内気温８℃の際、暖房２２℃設定で運転を開始した場合の制御を例に説明する（適宜、図３参照）。

（１）画像検出部１４１の人体検出部１４２は、撮像手段１２０から画像データ１２５を受信し、画像検出を行い、人の居る位置を検出する処理を実行する。この時、撮像手段１２０は、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に設置されている状態、設置されていない状態のいずれかまたは双方において撮像し、画像データ１２５を画像検出部１４１に出力する。
（２）所定時間後、撮像手段１２０は、演算処理部１４５からの指示（撮像要求情報８３０）に基づいて、可視光減衰フィルタ１８１が撮像手段１２０の前面に設置された状態で撮像し、画像データ１２５を画像検出部１４１に出力する。そして、画像検出部１４１の物体検出部１４３は、受信した画像データ１２５から、物体の位置、形状を検出する処理を実行する。
（３）演算処理部１４５は、画像検出部１４１によって検出された物体の位置、形状および人の位置（画像検出結果情報８３１）に基づいて、物体を避けて送風する空調運転設定を算出し、その算出結果を駆動制御部１４６に出力する。
（４）駆動制御部１４６は、演算処理部１４５から受信した算出結果に基づいて、物体を避けて温かい空気を送風することで、効率よく空調を行う。

（第２の空調運転制御例）
例えば、午後２時、太陽光が被空調室内に入射している場合、外気温−１℃、室内気温８℃の際、暖房２２℃設定で運転を開始した場合の制御を例に説明する。この第２の空調運転制御例は、第１の空調運転制御例に比べて、太陽光が一方向から入射しているために、特に影ができやすい点が異なっている。

（１）画像検出部１４１の人体検出部１４２は、撮像手段１２０から画像データ１２５を受信し、画像検出を行い、人の居る位置を検出する処理を実行する。この時、撮像手段１２０は、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に設置されている状態、設置されていない状態のいずれかまたは双方において撮像し、画像データ１２５を画像検出部１４１に出力する。
（２ａ）所定時間後、撮像手段１２０は、演算処理部１４５からの指示（撮像要求情報８３０）に基づいて、可視光減衰フィルタ１８１が撮像手段１２０の前面に設置された状態で、近赤外線照射手段１３０から近赤外線を照射しつつ撮像し、画像データ１２５を画像検出部１４１に出力する。そして、画像検出部１４１の物体検出部１４３は、受信した画像データ１２５から、物体の位置、形状を検出する処理を実行する。
（３）演算処理部１４５は、画像検出部１４１によって検出された物体の位置、形状および人の位置（画像検出結果情報８３１）に基づいて、物体を避けて送風する空調運転設定を算出し、その算出結果を駆動制御部１４６に出力する。
（４）駆動制御部１４６は、演算処理部１４５から受信した算出結果に基づいて、物体を避けて温かい空気を送風することで、効率よく空調を行う。

この第２の空調運転制御例では、前記（２ａ）において、近赤外線照射手段１３０を用いて近赤外線を照射しつつ撮像する点が、第１の空調運転制御例の場合と異なっている。そして、近赤外線を照射することによって、画像検出処理における影の影響を抑制することができる。

（空調運転制御の処理フロー例）
次に、空調運転制御の処理フロー例について、図１７を用いて説明する（適宜、図３参照）。
ステップＳ１７０１では、撮像手段１２０は、撮像する。具体的には、撮像手段１２０は、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に設置されている状態、設置されていない状態のいずれかまたは双方において撮像する。そして、撮像手段１２０は、撮像した画像データ１２５を画像検出部１４１に出力する。

ステップＳ１７０２では、画像検出部１４１の人体検出部１４２は、撮像手段１２０から受信した画像データ１２５を用いて画像検出を行い、人の居る位置を検出する処理を実行する。

ステップＳ１７０３では、可視光減衰フィルタ駆動手段１８０は、演算処理部１４５からの指示に基づいて、撮像手段１２０の前面に可視光減衰フィルタ１８１を設置する。

ステップＳ１７０４では、演算処理部１４５は、近赤外線を照射するか否かを判定する。なお、この判定は、演算処理部１４５が、リモコンＲｅを介して空気調和機Ａに予め設定される近赤外線照射の有無に関する情報を参照して行っても、ステップＳ１７０１で撮像した画像の輝度等に基づいて行っても構わない。近赤外線を照射すると判定した場合、処理はステップＳ１７０５へ進み、近赤外線を照射しないと判定した場合、処理はステップＳ１７０６へ進む。

ステップＳ１７０５では、近赤外線照射手段１３０は、近赤外線投光器１３１から近赤外線を照射する。

ステップＳ１７０６では、撮像手段１２０は、撮像する。そして、撮像手段１２０は、撮像した画像データ１２５を画像検出部１４１に出力する。

ステップＳ１７０７では、画像検出部１４１の物体検出部１４３は、受信した画像データ１２５から、物体の位置、形状を検出する処理を実行する。

ステップＳ１７０８では、演算処理部１４５は、画像検出部１４１によって検出された物体の位置、形状および人の位置を用いて、物体を避けて送風する空調運転設定を算出する。そして、演算処理部１４５は、算出結果を駆動制御部１４６に出力する。

ステップＳ１７０９では、駆動制御部１４６は、演算処理部１４５から受信した算出結果に基づいて、調整した温度の空気を送風することで、空調運転制御を実行する。そして、処理は終了する。

以上説明したように、本実施形態の空気調和機Ａは、被空調室内を撮像するように配置される撮像手段１２０と、撮像手段１２０によって撮像された画像データ１２５を用いて画像検出処理を実行する画像検出部１４１と、撮像手段１２０の前面に配置可能で可視光帯域を減衰する可視光減衰フィルタ１８１と、撮像手段１２０の撮像結果に応じて空調運転設定を算出する演算処理部１４５および空気調和機Ａのモータ類を示す負荷１６０を駆動制御する駆動制御部１４６と、を備える。また、空気調和機Ａは、近赤外線を照射する近赤外線照射手段１３０を備えていてもよい。
まず、撮像手段１２０は、可視光減衰フィルタ１８１を撮像手段１２０の前面に設置されている状態、設置されていない状態のいずれかまたは双方において撮像し、画像データ１２５を画像検出部１４１に出力する。次に、画像検出部１４１は、撮像手段１２０から受信した画像データ１２５を用いて画像検出を行い、人の居る位置を検出する処理を実行する。所定時間後、撮像手段１２０は、演算処理部１４５からの指示（撮像要求情報８３０）に基づいて、可視光減衰フィルタ１８１が撮像手段１２０の前面に設置された状態で撮像し、画像データ１２５を画像検出部１４１に出力する。そして、画像検出部１４１は、受信した画像データ１２５から、物体の位置、形状を検出する処理を実行する。次に、演算処理部１４５は、画像検出部１４１によって検出された物体の位置、形状および人の位置を用いて、物体を避けて送風する空調運転設定を算出し、算出結果を駆動制御部１４６に出力する。駆動制御部１４６は、演算処理部１４５から受信した算出結果に基づいて、調整した温度の空気を送風することで、効率よく空調を行う。
このようにして、空気調和機Ａは、空調室内の照明や太陽光に影響されることなく、高精度に画像検出し、画像検出結果に基づいて空調制御することができる。

本実施形態において、撮像手段１２０は、撮像素子１２２のアナログ出力を信号処理し、デジタル信号で画像データ１２５を出力する市販の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等のパラメータを、制御手段１４０から読み込んで使用する構成が必要である。

本実施形態の撮像手段１２０は、例えば、近赤外線帯域の波長の減衰率を適宜抑えた光学フィルタを使用することにより、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内蔵フィルタを廃することにより、可視光帯域とともに近赤外領域も受光可能な構成としている。しかし、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、本実施形態の空気調和機Ａの仕様上、撮像手段１２０において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する、または光学フィルタを廃するような処置は不要である。すなわち、空気調和機Ａが備える撮像手段１２０は、撮像手段１２０の設計仕様および空気調和機Ａの製品仕様等に合わせて選択されればよい。

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構わない。

なお、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、説明したすべ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変形例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変形例の構成を加えることも可能である。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、撮像手段１２０および制御手段１４０の各機能等は、それらの一部または全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、メインマイコン８０１およびカメラマイコン８１１の各機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、またはＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に置くことができる。
また、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、製品上必ずしもすべ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、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１００ 室内機
１２０ 撮像手段
１２１ 光学レンズ
１２２ 撮像素子
１２３ ＡＤ変換部
１２４ 信号処理部
１３０ 近赤外線照射手段（赤外線照射手段）
１３１，５００ａ，５００ｂ，５００ｃ 近赤外線投光器
１４０ 制御手段
１４１ 画像検出部
１４２ 人体検出部
１４３ 物体検出部
１４４ 間取り検出部
１４５ 演算処理部（空調運転制御手段）
１４６ 駆動制御部（空調運転制御手段）
１５０，１５０ａ，１５０ｂ 記憶手段
１６０ 負荷
１６１ 送風ファンモータ
１６２ 圧縮機モータ
１６３ 風向板用モータ
１７０ センサ
１８０ 可視光減衰フィルタ駆動手段
１８１ 可視光減衰フィルタ
１８２ 赤外線減衰フィルタ駆動手段
１８３ 赤外線減衰フィルタ
１８３ａ 赤外線紫外線減衰フィルタ
１８４ 紫外線減衰フィルタ駆動手段
１８５ 紫外線減衰フィルタ
１８６ 一体構造フィルタ
３１０，３１１，３１２ 検出された物体
４００，４０１ 人
４１０，４１１ 検出された顔
４１２ 検出された人
５０１ 台座
５０２ 近赤外線ＬＥＤ（赤外線発光素子）
５０３，５０４ 光学レンズ、拡散材
５０５ リフレクタ
８００ 制御基板
８０１ メインマイコン
８１０ カメラ基板
８１１ カメラマイコン
Ａ 空調調和機

Claims (12)

1. 被空調室内を撮像するように配置される撮像手段と、
   前記撮像手段の前面に配置可能で、可視光帯域を減衰する可視光減衰フィルタと、
   前記撮像手段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と、
   を備えることを特徴とする空気調和機。
2. 前記可視光減衰フィルタを前記撮像手段の前面に配置する処理および前記可視光減衰フィルタを前記撮像手段の撮像範囲外に配置する処理を実行する可視光減衰フィルタ駆動手段
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記撮像手段の撮像範囲外に前記可視光減衰フィルタが配置されている場合と、前記撮像手段の前面に前記可視光減衰フィルタが配置されている場合と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
   をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の空気調和機
4. 前記被空調室内へ赤外線を照射するように配置された赤外線発光素子を含んで構成される赤外線照射手段をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
5. 前記可視光減衰フィルタが前記撮像手段の前面に配置されている場合、
   前記制御手段は、撮影時に、前記赤外線照射手段に前記被空調室内へ赤外線を照射させることを特徴とする請求項４に記載の空気調和機。
6. 前記制御手段は、前記被空調室内が所定の明るさ以上であると判定した場合、前記可視光減衰フィルタ駆動手段に、前記可視光減衰フィルタを前記撮像手段の前面に配置させることを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか一項に記載の空気調和機。
7. 前記撮像手段の前面に配置可能で、赤外線を減衰する赤外線減衰フィルタと、
   前記赤外線減衰フィルタを前記撮像手段の前面に配置する処理および前記赤外線減衰フィルタを前記撮像手段の撮像範囲外に配置する処理を実行する赤外線減衰フィルタ駆動手段と
   をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の空気調和機。
8. 前記赤外線減衰フィルタと前記可視光減衰フィルタとは横並びに連結した構造を有する一体構造フィルタを備え、
   前記制御手段は、前記可視光減衰フィルタ駆動手段に前記一体構造フィルタを移動させて、前記可視光減衰フィルタまたは前記赤外線減衰フィルタのいずれかを前記撮像手段の前面に配置させることを特徴とする請求項７に記載の空気調和機。
9. 前記撮像手段の前面に設置可能で、紫外線を減衰する紫外線減衰フィルタと、
   前記紫外線減衰フィルタを前記撮像手段の前面に配置する処理および前記紫外線減衰フィルタを前記撮像手段の撮像範囲外に配置する処理を実行する紫外線減衰フィルタ駆動手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の空気調和機。
10. 前記赤外線減衰フィルタに紫外線を減衰させる特性を有するように形成することを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか一項に記載の空気調和機。
11. 前記制御手段は、前記可視光減衰フィルタ駆動手段に前記可視光減衰フィルタを前記撮像手段の前面に配置させかつ前記赤外線減衰フィルタ駆動手段に前記赤外線減衰フィルタを前記撮像手段の撮像範囲外に配置させる処理、または前記可視光減衰フィルタ駆動手段に前記可視光減衰フィルタを前記撮像手段の撮像範囲外に配置させかつ前記赤外線減衰フィルタ駆動手段に前記赤外線減衰フィルタを前記撮像手段の前面に配置させる処理を実行することを特徴とする請求項７に記載の空気調和機。
12. 被空調室内の空調運転制御を実行する空気調和機の空調運転制御方法であって、
    前記空気調和機は、
    前記被空調室内を撮像するように配置される撮像手段と、
    前記撮像手段の前面に配置可能で、可視光帯域を減衰する可視光減衰フィルタと、
    前記撮像手段に前記被空調室内を撮像させ、画像検出処理を実行する制御手段と、
    前記撮像手段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と、
    を備え、
    前記撮像手段が、撮像する第１の撮像ステップ、
    前記制御手段が、前記第１の撮像ステップにより撮像された画像データを用いて画像検出を行い、人の居る位置を検出する処理を実行する人体検出ステップ、
    前記撮像手段が、前記可視光減衰フィルタを前記撮像手段の前面に設置した状態で撮像する第２の撮像ステップ、
    前記制御手段が、前記第２の撮像ステップにより撮像された画像データから、物体の位置、形状を検出する処理を実行する物体検出ステップ、
    前記空調運転制御手段が、前記物体検出ステップによって検出された物体の位置、形状および前記人体検出ステップによって検出された人の位置を用いて、物体を避けて送風する空調運転設定を算出する空調運転設定ステップ、
    前記空調運転制御手段が、前記空調運転設定ステップによって算出された結果に基づいて、空調運転制御を実行するステップ
    を実行することを特徴とする空調運転制御方法。