本公開涉及空調(diào)裝置和電子烹飪設(shè)備等所使用的受光傳感器(也稱為熱圖像傳感器或紅外線檢測器)。
背景技術(shù):
近年來,利用各種檢測器取得周圍環(huán)境的數(shù)據(jù),并基于所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制的各種裝置已被開發(fā)。這些裝置通過利用上述周圍環(huán)境的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)更加舒適的生活環(huán)境。
例如,在空調(diào)裝置方面,已知通過溫度檢測器來測定空調(diào)裝置所吸入的空氣的溫度,將測定出的溫度反饋到空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)。這樣的空調(diào)裝置,基于反饋的溫度來調(diào)整風(fēng)量等,其結(jié)果可調(diào)整室內(nèi)的溫度。
另外,通過紅外線檢測器測量室內(nèi)的人的活動量,利用測量出的數(shù)據(jù)進(jìn)行使舒適度提高了的空氣調(diào)節(jié)的空調(diào)裝置也已被公開(例如,參照專利文獻(xiàn)1和2)。
在先技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-133692號公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-216688號公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
對于上述那樣的受光傳感器的結(jié)構(gòu),仍有研究的余地。
本公開提供一種適合于活動量的測量的受光傳感器(熱圖像傳感器)。
本公開的一技術(shù)方案涉及的受光傳感器(熱圖像傳感器),具備:紅外線受光部,其具備分別接收紅外光的多個紅外線受光元件;透鏡,其使紅外光照射所述紅外線受光部;旋轉(zhuǎn)部,其使所述紅外線受光部和所述透鏡 以所述透鏡的一部分為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;以及蓋構(gòu)件,其配置于從所述透鏡觀察的與所述紅外線受光部相反的一側(cè),并具有透光性,
所述透鏡使透過所述蓋構(gòu)件的紅外光照射所述紅外線受光部,
所述蓋構(gòu)件包含具有第1紅外線透過率的第1區(qū)域和具有比所述第1紅外線透過率低的第2紅外線透過率的第2區(qū)域,
入射到所述第2區(qū)域的紅外光從所述第2區(qū)域射出的位置與所述透鏡的旋轉(zhuǎn)中心之間的距離的最小值,大于入射到所述第1區(qū)域的紅外光從所述第1區(qū)域射出的位置與所述透鏡的旋轉(zhuǎn)中心之間的距離,穿過所述第2區(qū)域和所述透鏡的旋轉(zhuǎn)中心的紅外光的所述第2區(qū)域中的光路長度的最小值,大于穿過所述第1區(qū)域和所述透鏡的旋轉(zhuǎn)中心的紅外光的所述第1區(qū)域中的光路長度。
再者,這些概括的或具體的技術(shù)方案,既可以通過系統(tǒng)、方法、集成電路、計(jì)算機(jī)程序或計(jì)算機(jī)可讀取的CD-ROM等記錄介質(zhì)來實(shí)現(xiàn),也可以通過系統(tǒng)、方法、集成電路、計(jì)算機(jī)程序或記錄介質(zhì)的任意組合來實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本公開的一技術(shù)方案,可實(shí)現(xiàn)適合于活動量的測量的熱圖像傳感器。
附圖說明
圖1是使用熱圖像傳感器的空調(diào)裝置的外觀圖。
圖2是表示紅外線受光元件呈矩陣狀配置的熱圖像傳感器的一例的圖。
圖3是成為熱圖像傳感器的傳感對象的室內(nèi)的示意圖。
圖4是用于說明矩陣狀的熱圖像傳感器的溫度分布的測定方法的圖。
圖5是表示紅外線受光元件呈線狀配置的熱圖像傳感器的一例的圖。
圖6是用于說明線狀的熱圖像傳感器的溫度分布的測定方法的圖。
圖7是表示設(shè)有熱圖像傳感器的空調(diào)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。
圖8是表示在裝置的外部設(shè)有圖像處理部的空調(diào)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。
圖9是高溫期和低溫期的判斷的流程圖。
圖10A是用于說明根據(jù)用戶的位置來變更整個觀察區(qū)的位置的例子的第1圖。
圖10B是用于說明根據(jù)用戶的位置來變更整個觀察區(qū)的位置的例子的第2圖。
圖11A是表示空調(diào)裝置的用戶界面的一例的第1圖。
圖11B是表示空調(diào)裝置的用戶界面的一例的第2圖。
圖11C是表示空調(diào)裝置的用戶界面的一例的第3圖。
圖11D是空調(diào)裝置的用戶界面的框圖。
圖12是實(shí)施方式2涉及的熱圖像傳感器的外觀圖。
圖13是用于說明實(shí)施方式2涉及的熱圖像傳感器的溫度分布的測定方法的圖。
圖14的(a)是表示實(shí)施方式2的變形例1涉及的熱圖像傳感器的圖。圖14的(b)是表示圖14的(a)所示的熱圖像傳感器的觀察區(qū)的圖。
圖15的(a)和(b)是表示實(shí)施方式2的變形例2涉及的熱圖像傳感器的圖。圖15的(c)是表示圖15的(a)所示的熱圖像傳感器的觀察區(qū)的圖,圖15的(d)是表示圖15的(b)所示的熱圖像傳感器的觀察區(qū)的圖。
圖16的(a)~(d)是表示實(shí)施方式2的變形例3涉及的熱圖像傳感器的圖。圖16的(e)~(h)是表示圖16的(a)~(d)所示的熱圖像傳感器的觀察區(qū)的圖。
圖17的(a)和(b)是表示實(shí)施方式2的變形例4涉及的熱圖像傳感器的圖。
圖18的(a)和(b)是表示實(shí)施方式2的變形例5涉及的熱圖像傳感器的圖。
圖19的(a)和(b)是表示實(shí)施方式2的變形例6涉及的熱圖像傳感器的圖。圖19的(c)和(d)是表示圖19的(a)和(b)所示的熱圖像傳感器的觀察區(qū)的圖。
圖20的(a)~(c)是表示實(shí)施方式2的變形例7涉及的熱圖像傳感器的 圖。圖20的(d)~(f)是表示圖20的(a)~(c)所示的熱圖像傳感器的觀察區(qū)的圖。
圖21是表示構(gòu)建零散(不完整)觀察像素的方法的一例的圖。
圖22是用于說明由像素位位移帶來的高畫質(zhì)化的圖。
圖23是表示在X方向上受光元件列的配置偏移的情況下的觀察區(qū)的一例的圖。
圖24是用于說明由遮光板帶來的高分辨率化的圖。
圖25的(a)是表示實(shí)施方式2的變形例8涉及的熱圖像傳感器的圖。圖25的(b)是表示圖25的(a)所示的熱圖像傳感器的觀察區(qū)的圖。
圖26是表示實(shí)施方式2的變形例8涉及的觀察區(qū)的另一例的圖。
圖27是用于說明Y方向的掃描的圖。
圖28是表示在變形例8涉及的熱圖像傳感器中配置大小不同的2種以上的受光元件的情況下的觀察區(qū)的一例的圖。
圖29是用于對實(shí)施方式2的變形例9涉及的熱圖像傳感器的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行說明的圖。
圖30是實(shí)施方式2的變形例9涉及的熱圖像傳感器的外觀圖。
圖31是實(shí)施方式2的變形例9涉及的熱圖像傳感器的外觀圖。
圖32A是用于對實(shí)施方式2的變形例10涉及的熱圖像傳感器的蓋進(jìn)行說明的圖。
圖32B是用于對實(shí)施方式2的變形例10涉及的熱圖像傳感器的蓋進(jìn)行說明的圖。
圖32C是用于對實(shí)施方式2的變形例10涉及的熱圖像傳感器的蓋進(jìn)行說明的圖。
圖32D是用于對實(shí)施方式2的變形例10涉及的熱圖像傳感器的蓋進(jìn)行說明的圖。
圖32E是用于對實(shí)施方式2的變形例10涉及的熱圖像傳感器的蓋進(jìn)行說明的圖。
圖32F是用于對實(shí)施方式2的變形例10涉及的熱圖像傳感器的蓋進(jìn) 行說明的圖。
圖32G是用于對實(shí)施方式2的變形例10涉及的熱圖像傳感器的蓋進(jìn)行說明的圖。
圖33A是表示實(shí)施方式2的變形例11涉及的電子烹飪設(shè)備的一例的圖。
圖33B是表示實(shí)施方式2的變形例11涉及的電子烹飪設(shè)備的一例的圖。
圖34是表示實(shí)施方式2的變形例11涉及的熱圖像傳感器的配置方法的圖。
圖35是表示比較例中的熱圖像傳感器的配置方法的圖。
圖36是表示實(shí)施方式2的變形例12涉及的熱圖像傳感器的一例的圖。
圖37是表示設(shè)置有圖36所示的熱圖像傳感器1000a的設(shè)備的一例的圖。
圖38是表示使受光傳感器(受光元件)移動的結(jié)構(gòu)的熱圖像傳感器的一例的圖。
圖39是表示通過除了受光傳感器以外的構(gòu)件移動來進(jìn)行掃描的熱圖像傳感器的一例的圖。
圖40是表示實(shí)施方式3涉及的車載空調(diào)裝置的第1例的圖。
圖41是表示實(shí)施方式3涉及的車載空調(diào)裝置的第2例的圖。
圖42是表示實(shí)施方式3涉及的用戶界面的一例的圖。
圖43是表示在觀察區(qū)中包含擋風(fēng)玻璃的車載空調(diào)裝置的圖。
圖44是基于結(jié)露預(yù)測的換氣動作的流程圖。
圖45是基于結(jié)露預(yù)測的換氣動作的流程圖的另一例。
圖46是表示具備散射光量測量手段的運(yùn)輸設(shè)備的圖。
圖47是表示具備水分檢測手段的車輛的圖。
圖48是表示附著有水分的車輛的擋風(fēng)玻璃的圖。
圖49A是表示構(gòu)成霉菌傳感器的結(jié)構(gòu)及其觀察區(qū)的一例的圖。
圖49B是表示圖49A所示的霉菌傳感器的觀察區(qū)的一例的圖。
圖50是基于發(fā)霉風(fēng)險檢測的干燥動作的流程圖。
圖51是設(shè)置有具備實(shí)施方式4涉及的紅外線檢測器的空調(diào)裝置的室內(nèi)的概略圖。
圖52A是實(shí)施方式4涉及的紅外線檢測器的立體圖。
圖52B是實(shí)施方式4涉及的紅外線檢測器的側(cè)視圖。
圖53A是表示實(shí)施方式4涉及的紅外線檢測器的檢測區(qū)域的概念圖。
圖53B是表示實(shí)施方式4涉及的紅外線檢測器的檢測區(qū)域的概念圖。
圖53C是表示實(shí)施方式4涉及的紅外線檢測器的檢測區(qū)域的概念圖。
圖53D是表示實(shí)施方式4涉及的紅外線檢測器的檢測區(qū)域的概念圖。
圖53E是表示實(shí)施方式4涉及的紅外線檢測器的檢測區(qū)域的概念圖。
圖54是各紅外線檢測元件沿上下方向直線配置的紅外線檢測器的立體圖。
圖55A是表示圖54的紅外線檢測器的檢測區(qū)域的概念圖。
圖55B是表示圖54的紅外線檢測器的檢測區(qū)域的概念圖。
圖55C是表示圖54的紅外線檢測器的檢測區(qū)域的概念圖。
圖56A是實(shí)施方式4的變形例1涉及的紅外線檢測器的立體圖。
圖56B是實(shí)施方式4的變形例1涉及的紅外線檢測器的俯視圖。
圖57是實(shí)施方式4的變形例1的變形例涉及的紅外線檢測器的俯視圖。
圖58是表示透鏡的光心和紅外線傳感器的旋轉(zhuǎn)中心的示意圖。
圖59是表示圖58所示的紅外線傳感器的測量對象(觀察區(qū))的一例的圖。
圖60A是表示通過圖58所示的紅外線傳感器而得到的熱圖像(測量結(jié)果)的圖。
圖60B是表示通過圖58所示的紅外線傳感器而得到的熱圖像(測量結(jié)果)的圖。
圖60C是表示通過圖58所示的紅外線傳感器而得到的熱圖像(測量結(jié)果)的圖。
圖61A是表示實(shí)施方式4的變形例1的變形例涉及的紅外線檢測器的蓋構(gòu)件的形態(tài)的圖。
圖61B是表示實(shí)施方式4的變形例1的變形例涉及的紅外線檢測器的蓋構(gòu)件的形態(tài)的圖。
圖61C是表示實(shí)施方式4的變形例1的變形例涉及的紅外線檢測器的蓋構(gòu)件的形態(tài)的圖。
圖61D是表示實(shí)施方式4的變形例1的變形例涉及的紅外線檢測器的蓋構(gòu)件的另一形態(tài)的圖。
圖61E是表示實(shí)施方式4的變形例1的變形例涉及的紅外線檢測器的蓋構(gòu)件的另一形態(tài)的圖。
圖61F是表示實(shí)施方式4的變形例1的變形例涉及的紅外線檢測器的蓋構(gòu)件的另一形態(tài)的圖。
圖61G是表示實(shí)施方式4的變形例1的變形例涉及的紅外線檢測器的蓋構(gòu)件的另一形態(tài)的圖。
圖62A是實(shí)施方式4的變形例2涉及的紅外線檢測器的立體圖。
圖62B是實(shí)施方式4的變形例2涉及的紅外線檢測器的俯視圖。
圖63是實(shí)施方式4的變形例3涉及的紅外線檢測器的立體圖。
圖64是在反射鏡上安裝有成像透鏡的紅外線檢測器的立體圖。
圖65是實(shí)施方式4的變形例4涉及的紅外線檢測器的立體圖。
圖66A是表示上下方向的掃描時的檢測區(qū)域的概念圖。
圖66B是表示上下方向的掃描時的檢測區(qū)域的概念圖。
圖66C是表示上下方向的掃描時的檢測區(qū)域的概念圖。
圖67是用于說明照明成為檢測對象的例子的圖。
圖68是表示檢測照明的情況下的檢測區(qū)域的概念圖。
圖69A是實(shí)施方式4的變形例5涉及的紅外線檢測器的立體圖。
圖69B是實(shí)施方式4的變形例5涉及的紅外線檢測器的俯視圖。
圖70是表示實(shí)施方式4的變形例5涉及的紅外線檢測器的檢測區(qū)域的概念圖。
圖71是用于說明紅外線圖像的分辨率的提高的圖。
圖72是實(shí)施方式4的變形例6涉及的紅外線檢測器的立體圖。
圖73是用于說明紅外線圖像的分辨率的變更的圖。
圖74是用于說明從晶圓切下紅外線檢測元件陣列的圖。
圖75是在天花板設(shè)置有具備紅外線檢測器的照明裝置的室內(nèi)的概略圖。
圖76的(a)~(c)是表示多個一維受光傳感器相鄰設(shè)置的熱圖像傳感器的例子的圖。
附圖標(biāo)記說明
10、10a、100 空調(diào)裝置
10A 空調(diào)機(jī)
11 吸入口
12 吹出口
13、13A、20、30、1000、1000a、1000b、1000c、1300、1400a、1400b、1500a、1500b、1500c、1500d、1600a、1600b、1700a、1700b、1800a、1800b、2000a、2000b、2000c、2500、2700、2800、2900a、2900b、2900c、3101 熱圖像傳感器
14 主體
15 幀存儲器
16 運(yùn)算處理部
16a、81 圖像處理部
16b 設(shè)備控制部
17 環(huán)境測量裝置
18a 熱交換器
18b 送風(fēng)機(jī)
18c 風(fēng)向調(diào)節(jié)器
19 通信部
21 二維受光傳感器
22、2802 透鏡
31、31a 旋轉(zhuǎn)部
32、32a、32b、32c 一維受光傳感器
33 透鏡
33a 光心
34 紅外線受光部
34a、201 基板
35、36、37 蓋構(gòu)件
35a、35b、37a 構(gòu)件
38 熱的構(gòu)件
39a、39b 冷的構(gòu)件
41、42 用戶
50、91、92 整個觀察區(qū)
51、1907、1908、1909、2602 觀察像素
61、61a、61b、61c、1910、1911、2101 線觀察區(qū)
70 用戶界面(遙控器)
71 第一設(shè)定接收部
72 第二設(shè)定接收部
73 第三設(shè)定接收部
74 顯示部
75 遙控器控制部
76 遙控器通信部
80 服務(wù)器
101、110、200、200a、210、220、230、240、250、260、301、3503、3601 紅外線檢測器(熱圖像傳感器)
102 人
102a 左腳
102b 頭
103 桌子
104a、104b、104c、104d、104e、104f 轉(zhuǎn)子
105a、105b、105c、105d、105e、105f、108、203a、203b、203c、203d、203e、203f、253a、253b、253c、253d、253e、253f、258、263a、263b、263c、263d、263e、263f 紅外線檢測元件
106a、106b、106c、106d、106e、106f 上面
107a、107b、107c、107d、107e、107f 側(cè)面
108a、108b、108c、108d、108e、108f、109a、109b、109c、109d、109e、109f、258a、258b、258c、258d、258e、258f、268a、268b、268c、268d、268e、268f 檢測區(qū)域
131 傳感器設(shè)置空間
132 低溫構(gòu)件
133 高溫構(gòu)件
202、252、262、271 紅外線檢測元件陣列
204、204a、222、241、261 軸
204b 旋轉(zhuǎn)中心
205 成像透鏡
221、2801 反射鏡
231 附帶透鏡的反射鏡
242 照明
264 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
270 晶圓
300 照明裝置
1401 斜線觀察區(qū)
1401a、1501a、1501b、1501c、1501d、1601a、1601b、1701a、1701b、1801a、1801b 第一受光元件列
1402 非線觀察區(qū)
1402a、1502a、1502b、1502c、1502d、1602a、1602b、1702a、1702b、 1802a、1802b 第二受光元件列
1402b 第二受光元件群
1601、1602、1701、1702 受光元件
1901、1902、1903、1904、1905、1906、2601 零散觀察像素
2001、2002、2003、2004 室內(nèi)固定區(qū)劃
2301 遮光板
2701、2803、2903 受光傳感器
2900 電子烹飪設(shè)備
2901 載置板
2902 頂板
2904 控制部
2905 照射部
2906 對象物
3000 壓縮機(jī)
3001 蒸發(fā)器
3002 冷凝器
3003 接收器
3004 送風(fēng)裝置
3005 吸氣裝置
3006 溫度傳感器
3100、3200、3300 車載空調(diào)裝置
3102、3201 觀察區(qū)
3202、3602 濕度計(jì)
3203 擋風(fēng)玻璃
3400 運(yùn)輸設(shè)備
3500 車輛
3501 散射光量測量裝置
3502 照明裝置
3504 擋風(fēng)玻璃
3505 水分
3600 霉菌傳感器
3603 溫度計(jì)
3801 遮蓋構(gòu)件
具體實(shí)施方式
本公開的一技術(shù)方案涉及的受光傳感器(熱圖像傳感器),具備:紅外線受光部,其具備分別接收紅外光的多個紅外線受光元件;透鏡,其使紅外光照射所述紅外線受光部;旋轉(zhuǎn)部,其使所述紅外線受光部和所述透鏡以所述透鏡的一部分為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;以及蓋構(gòu)件,其配置于從所述透鏡觀察的與所述紅外線受光部相反的一側(cè),并具有透光性,所述透鏡使透過所述蓋構(gòu)件的紅外光照射所述紅外線受光部,所述蓋構(gòu)件包含具有第1紅外線透過率的第1區(qū)域和具有比所述第1紅外線透過率低的第2紅外線透過率的第2區(qū)域,入射到所述第2區(qū)域的紅外光從所述第2區(qū)域射出的位置與所述透鏡的旋轉(zhuǎn)中心之間的距離的最小值,大于入射到所述第1區(qū)域的紅外光從所述第1區(qū)域射出的位置與所述透鏡的旋轉(zhuǎn)中心之間的距離,穿過所述第2區(qū)域和所述透鏡的旋轉(zhuǎn)中心的紅外光的所述第2區(qū)域中的光路長度的最小值,大于穿過所述第1區(qū)域和所述透鏡的旋轉(zhuǎn)中心的紅外光的所述第1區(qū)域中的光路長度。
根據(jù)本公開的一技術(shù)方案,可實(shí)現(xiàn)適合于活動量的測量的熱圖像傳感器。
另外,例如可以設(shè)置成:所述透鏡的一部分是所述透鏡的光心,所述旋轉(zhuǎn)部以穿過所述透鏡的直線為旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
可以設(shè)置成:所述第2區(qū)域中的蓋構(gòu)件和所述第1區(qū)域中的蓋構(gòu)件由同一構(gòu)件構(gòu)成,所述第2區(qū)域中的蓋構(gòu)件的厚度大于所述第1區(qū)域中的蓋構(gòu)件的厚度。
另外,例如可以設(shè)置成:所述蓋構(gòu)件由透光構(gòu)件構(gòu)成,所述透光構(gòu)件 具有平板形狀或彎曲的板狀的形狀,并且其形狀具有比所述透鏡的球面的曲率半徑大的曲率半徑。
另外,例如本公開的一技術(shù)方案涉及的受光傳感器(熱圖像傳感器),具備:紅外線受光部,其具備分別接收紅外光的多個紅外線受光元件;透鏡,其使紅外光照射所述紅外線受光部;旋轉(zhuǎn)部,其使所述紅外線受光部和所述透鏡以所述透鏡的一部分為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;以及蓋構(gòu)件,其配置于從所述透鏡觀察的與所述紅外線受光部相反的一側(cè),并具有透光性,所述透鏡使透過所述蓋構(gòu)件的紅外光照射所述紅外線受光部,所述蓋構(gòu)件包含具有第1紅外線透過率的第1區(qū)域和具有比所述第1紅外線透過率低的第2紅外線透過率的第2區(qū)域,所述第1區(qū)域包含具有所述第1紅外線透過率的第1構(gòu)件,所述第2區(qū)域包含所述第1構(gòu)件和配置于所述第1構(gòu)件上的吸收紅外光的第2構(gòu)件。
另外,例如可以設(shè)置成:所述旋轉(zhuǎn)部不使所述蓋構(gòu)件旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,而使所述紅外線受光部和所述透鏡以所述中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
另外,例如可以設(shè)置成:所述旋轉(zhuǎn)部使所述紅外線受光部接收透過所述第1區(qū)域的紅外光的期間的第1轉(zhuǎn)速與所述紅外線受光部接收透過所述第2區(qū)域的紅外光的期間的第2轉(zhuǎn)速不同,使所述紅外線受光部和所述透鏡旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
在此,例如可以設(shè)置成:所述第2轉(zhuǎn)速比所述第1轉(zhuǎn)速快。
另外,可以是具備上述的受光傳感器(熱圖像傳感器)的空調(diào)機(jī)。
另外,可以是具備上述的受光傳感器的電子烹飪設(shè)備。
另外,可以是具備上述的受光傳感器的運(yùn)輸設(shè)備。
在此,可以設(shè)置成:所述電子烹飪設(shè)備還具備頂板和載置板,所述載置板載置作為烹飪對象的對象物,所述受光傳感器配置于所述頂板,所述旋轉(zhuǎn)部進(jìn)行所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時的旋轉(zhuǎn)軸與所述頂板大致平行。
另外,例如可以設(shè)置成:所述電子烹飪設(shè)備還具備控制所述電子烹飪設(shè)備的運(yùn)行的控制部,所述控制部在基于由所述受光傳感器取得的紅外線圖像而確定的所述對象物的溫度到達(dá)預(yù)定的溫度時,結(jié)束所述運(yùn)行。
另外,例如可以設(shè)置成:所述電子烹飪設(shè)備還具備控制所述電子烹飪設(shè)備的運(yùn)行的控制部,所述控制部在基于由所述受光傳感器取得的紅外線圖像而確定了在所述載置板上存在2個以上所述對象物的情況下,采用對所述2個以上的對象物進(jìn)行加熱的運(yùn)行方法之中最抑制所述加熱所需的功率的第1運(yùn)行方法控制所述運(yùn)行。
另外,例如可以設(shè)置成:所述電子烹飪設(shè)備還具備控制所述電子烹飪設(shè)備的運(yùn)行的控制部、和對所述對象物照射紅外光源的照射部,所述控制部還控制所述照射部,以使得所述紅外光源照射基于由所述受光傳感器取得的紅外線圖像而確定的所述對象物的位置。
另外,例如可以設(shè)置成:所述控制部在基于由所述受光傳感器取得的紅外線圖像而確定的所述對象物的溫度上升的速度慢預(yù)定程度以上的情況下,控制所述照射部,以使得所述紅外光源照射所述對象物的位置。
再者,這些概括的或具體的技術(shù)方案,既可以通過系統(tǒng)、方法、集成電路、計(jì)算機(jī)程序或計(jì)算機(jī)可讀取的CD-ROM等記錄介質(zhì)來實(shí)現(xiàn),也可以通過系統(tǒng)、方法、集成電路、計(jì)算機(jī)程序或記錄介質(zhì)的任意組合來實(shí)現(xiàn)。
以下,參照附圖對實(shí)施方式進(jìn)行具體說明。
再者,以下說明的實(shí)施方式都表示概括的或具體的例子。以下的實(shí)施方式中所示的數(shù)值、形狀、材料、構(gòu)成要素、構(gòu)成要素的配置位置和連接方式、步驟、步驟的順序等只是一例,并不限定本公開。另外,以下的實(shí)施方式中的構(gòu)成要素之中,對于表示最上位概念的獨(dú)立權(quán)利要求未記載的構(gòu)成要素,作為任意的構(gòu)成要素進(jìn)行說明。
再者,各圖為示意圖,并不一定嚴(yán)格地進(jìn)行圖示。另外,在各圖中,對實(shí)質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)附帶相同的標(biāo)記,重復(fù)的說明有時會省略或簡化。
再者,以下的實(shí)施方式的說明中,有時也將紅外線稱為紅外光。
(實(shí)施方式1)
[成為實(shí)施方式1的基礎(chǔ)的見解]
首先,對成為實(shí)施方式1涉及的空調(diào)裝置的基礎(chǔ)的見解進(jìn)行說明。
專利文獻(xiàn)1記載的空調(diào)裝置中,根據(jù)取得的熱圖像來推定大概的人的 臉的位置、腳的位置的人體檢測部已被公開。
但是,專利文獻(xiàn)2中沒有公開推定人的臉的位置、腳的位置的具體方法,也沒有進(jìn)行充分的研究。另外,專利文獻(xiàn)2記載的空調(diào)裝置中,關(guān)于用戶的狀態(tài)、活動狀態(tài)沒有作任何考慮。
即,專利文獻(xiàn)2記載的空調(diào)裝置,無法進(jìn)行與例如用戶行動的狀態(tài)、用戶靜止的狀態(tài)、用戶睡眠的狀態(tài)等用戶的狀態(tài)相應(yīng)的最佳的空氣調(diào)節(jié)。另外,專利文獻(xiàn)2中,對于取得高分辨率的二維熱圖像數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行了公開,但沒有研究將取得的數(shù)據(jù)活用于什么樣的控制中。
實(shí)施方式1中,對具有熱圖像傳感器的、根據(jù)用戶的狀態(tài)進(jìn)行最佳的控制的空調(diào)裝置進(jìn)行說明。
[結(jié)構(gòu)]
以下,對實(shí)施方式1涉及的空調(diào)裝置進(jìn)行說明。圖1是使用熱圖像傳感器的空調(diào)裝置的外觀圖。熱圖像傳感器也稱為受光傳感器或紅外線檢測器。
圖1所示的空調(diào)裝置10由具有將房間的空氣吸入的吸入口11、將調(diào)節(jié)的空氣吹出的吹出口12、和取得熱圖像數(shù)據(jù)的的熱圖像傳感器13的大致箱狀的主體14構(gòu)成。
首先,對空調(diào)裝置10進(jìn)行說明。
從吸入口11吸入主體14內(nèi)的空氣,由主體14內(nèi)部的加熱部或冷卻部(未圖示)加熱或冷卻,從吹出口12返回室內(nèi)。
為了將室內(nèi)的空氣吸入吐出,通常在主體14內(nèi)部設(shè)有風(fēng)扇等送風(fēng)部(未圖示)。由此,能夠在短時間內(nèi)將更多的空氣加熱或冷卻。
另外,在主體14內(nèi)部,為了將空氣加熱或冷卻,通常設(shè)有散熱片等散熱板(未圖示),由此能夠更有效率地將空氣加熱或冷卻。
另外,為了將上述散熱板加熱或冷卻,空調(diào)裝置10設(shè)有壓縮機(jī)、帕爾貼(Peltier;致冷器件)等熱交換器(未圖示)。再者,熱交換器可以設(shè)置于室外。由此,空調(diào)裝置10之中設(shè)置于室內(nèi)的設(shè)備小型化,在室內(nèi)的空氣的冷卻時熱交換器自身的熱不會放出到室內(nèi),因此能夠?qū)⑹覂?nèi)的空氣高效冷卻。 另外,該情況下,熱交換器和散熱板可以由熱電阻小的熱管、制冷劑配管連結(jié)。由此,可更有效率地進(jìn)行空氣的加熱或冷卻。
接著,對熱圖像傳感器13進(jìn)行說明。作為空調(diào)裝置10的熱圖像傳感器13,可以采用以下說明的熱圖像傳感器20和熱圖像傳感器30的任一者。
圖2是表示作為熱圖像傳感器13的一例的熱圖像傳感器20的圖。如圖2所示,熱圖像傳感器20包含呈矩陣狀排列有紅外線受光元件的二維受光傳感器21、和透鏡22。
作為二維受光傳感器21,采用利用熱電動勢的熱電堆、利用電阻值的溫度變化的輻射熱測量計(jì)、利用熱電效應(yīng)的熱電傳感器等非接觸型放射溫度計(jì)等。熱圖像傳感器20的二維受光傳感器21中,呈矩陣狀排列有縱16像素×橫32像素=共計(jì)512像素的紅外線受光元件(以下也簡稱為受光元件)。
另外,透鏡22采用由紅外線的透過率高的硅、ZnS等制成的透鏡。從各方向入射透鏡22的紅外光設(shè)計(jì)為分別入射不同的受光元件。
以下,對利用熱圖像傳感器20的室內(nèi)的溫度分布的測定方法進(jìn)行說明。圖3是成為熱圖像傳感器20的傳感對象的室內(nèi)(觀察區(qū))的示意圖。圖4是用于說明熱圖像傳感器20的溫度分布的測定方法的圖。
例如,在如圖3所示的用戶41、用戶42所在的房間設(shè)置有空調(diào)裝置10的情況下,如圖4所示,從各觀察像素51放出的紅外線入射到二維受光傳感器21的各受光元件。再者,觀察像素51意味著將入射各受光元件的紅外線放出的室內(nèi)的區(qū)域。
設(shè)置于各觀察像素51內(nèi)的物質(zhì)的溫度越高,放出的紅外線的光量越大,入射到相對應(yīng)的受光元件的紅外線光量越多。即,根據(jù)入射到二維受光傳感器21的各受光元件的紅外線光量,計(jì)算空調(diào)裝置10的周圍的溫度分布。
二維受光傳感器21中,受光元件呈矩陣狀排列,因此二維受光傳感器21整體,時常(每個采樣周期1幀)測量整個觀察區(qū)50內(nèi)的各觀察像素51的溫度(熱圖像數(shù)據(jù))。在此16×32=512像素的受光元件呈矩陣狀排列,因 此整個觀察區(qū)50被劃分為16行×32列合計(jì)512個觀察像素51。再者,取得熱圖像數(shù)據(jù)的定時可以不為每個采樣周期1幀。熱圖像數(shù)據(jù)可以通過用戶指定的定時取得。
接著,對熱圖像傳感器13的另一例進(jìn)行說明。圖5是表示作為熱圖像傳感器13的另一例的熱圖像傳感器30的圖。如圖5所示,熱圖像傳感器30包含旋轉(zhuǎn)部31、受光元件呈線狀排列的一維受光傳感器32、和透鏡33。
旋轉(zhuǎn)部31,采用步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)等。再者,熱圖像傳感器30不一定必須采用旋轉(zhuǎn)部31,只要是變更受光元件的朝向的掃描裝置(掃描部),也可以采用其它驅(qū)動機(jī)構(gòu)。關(guān)于旋轉(zhuǎn)部31,認(rèn)為與其它驅(qū)動機(jī)構(gòu)相比更適合于小型化。
一維受光傳感器32與二維受光傳感器21同樣地,采用利用熱電動勢的熱電堆、利用電阻值的溫度變化的輻射熱測量計(jì)、利用熱電效應(yīng)的熱電傳感器等非接觸型放射溫度計(jì)。另外,一維受光傳感器32中排列有1×16=16像素的受光元件。
透鏡33與透鏡22同樣地采用由紅外線的透過率高的Si、ZnS等制成的透鏡。
以下,對利用熱圖像傳感器30的室內(nèi)的溫度分布的測定方法進(jìn)行說明。圖6是用于說明熱圖像傳感器30的溫度分布的測定方法的圖。
熱圖像傳感器30,采用一維受光傳感器32,因此圖6所示的線觀察區(qū)61內(nèi)的觀察像素51成為能夠一次測量溫度的觀察像素51。而通過利用旋轉(zhuǎn)部31,線觀察區(qū)61在與線軸方向(圖6中的Y方向)垂直的方向(以下也記為掃描方向或X方向)上移動,與熱圖像傳感器20的情況同樣地,得到空調(diào)裝置10的周圍的整個觀察區(qū)50的熱圖像數(shù)據(jù)。例如,1×16的一維受光傳感器32利用旋轉(zhuǎn)部31以任意的角度旋轉(zhuǎn)32step(步),由此得到16×32=512的像素、即整個觀察區(qū)50的熱圖像數(shù)據(jù)。如果一維受光傳感器32每1步旋轉(zhuǎn)5度,則整個觀察區(qū)50的X方向的寬度相當(dāng)于160度。
熱圖像傳感器30中,旋轉(zhuǎn)部31使一維受光傳感器32旋轉(zhuǎn),并且測量各觀察像素51的溫度。因此,在熱圖像傳感器30中為了取得整個觀察區(qū) 50的熱圖像數(shù)據(jù)所需的時間(幀間隔),比在上述的熱圖像傳感器20中取得整個觀察區(qū)50的熱圖像數(shù)據(jù)的時間長。
再者,熱圖像傳感器30中,在Y方向上呈線狀排列的受光元件在X方向上移動(旋轉(zhuǎn)),但也可以設(shè)為在X方向上呈線狀排列的受光元件在Y方向上移動(旋轉(zhuǎn))。
另外,作為二維受光傳感器21和一維受光傳感器32,優(yōu)選采用光電二極管。通過采用光電二極管,能夠快速取得熱圖像數(shù)據(jù)。
另外,二維受光傳感器21和一維受光傳感器32為光電二極管的情況下,和除此以外的情況下,都優(yōu)選設(shè)置加熱受光傳感器的手段(加熱部)。通過設(shè)置加熱受光傳感器的手段,能夠提高熱圖像數(shù)據(jù)的S/N(信噪比)。加熱部可采用加熱器、帕爾貼。
另外,設(shè)有上述加熱部、并且采用光電二極管作為受光傳感器的情況下,優(yōu)選采用包含銦銻的光電二極管。由此,除了熱圖像數(shù)據(jù)的取得以外,還能夠檢測室內(nèi)空氣的成分(CO2、CO、H2O)濃度。因此,能夠通過熱圖像傳感器13檢測CO2、CO的濃度高,促使用戶進(jìn)行換氣。該情況下,優(yōu)選空調(diào)裝置10具備利用聲音的通知手段(通知部)作為促使用戶進(jìn)行換氣的手段。
另外,優(yōu)選空調(diào)裝置10具備進(jìn)行室內(nèi)外的空氣的置換的換氣部。由此,能夠在CO2、CO濃度高的情況下自動(不強(qiáng)制用戶自身花費(fèi)精力打開窗戶)換氣。在此,換氣部具體為能夠由空調(diào)裝置10控制開閉的換氣窗,優(yōu)選這樣的換氣窗設(shè)有過濾器。由此,能夠減輕花粉等伴隨換氣而進(jìn)入室內(nèi)。
另外,熱圖像傳感器13中,優(yōu)選使用多個旋轉(zhuǎn)部進(jìn)行二維掃描。旋轉(zhuǎn)部例如能夠在水平、傾斜(輥)方向上使熱圖像傳感器旋轉(zhuǎn)即可。由此,能夠更便宜地構(gòu)建高性能的熱圖像傳感器。
接著,對使用熱圖像傳感器13的空調(diào)裝置10的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖7是表示空調(diào)裝置10的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。
如圖7所示,空調(diào)裝置10除了熱圖像傳感器13以外,還具備幀存儲器15、運(yùn)算處理部16、環(huán)境測量裝置17、熱交換器18a、送風(fēng)機(jī)18b和 風(fēng)向調(diào)節(jié)器18c。運(yùn)算處理部16包含圖像處理部16a和設(shè)備控制部16b。再者,以上的結(jié)構(gòu)在空調(diào)裝置10中不是必須的結(jié)構(gòu),可以缺少一個或多個結(jié)構(gòu)。
以下,對空調(diào)裝置10的各結(jié)構(gòu)進(jìn)行的處理的流程進(jìn)行說明。
首先,熱圖像傳感器13從受光元件取得電信號(熱電堆的情況下為熱電動勢),基于取得的電信號作成二維的熱圖像數(shù)據(jù)。熱圖像傳感器13的結(jié)構(gòu)如上所述。
幀存儲器15將作成的二維的熱圖像數(shù)據(jù)存儲。幀存儲器15只要是半導(dǎo)體存儲器等具有一般的存儲功能的設(shè)備就不特別限定。另外,幀存儲器15既可以設(shè)置于空調(diào)裝置10的內(nèi)部,也可以外設(shè)于空調(diào)裝置10的外部。
運(yùn)算處理部16取得幀存儲器15中存儲的二維的熱圖像數(shù)據(jù),進(jìn)行運(yùn)算處理。運(yùn)算處理部16只要是微電腦等具有運(yùn)算功能的設(shè)備就不特別限定。
在運(yùn)算處理部16內(nèi),首先,圖像處理部16a基于幀存儲器15中存儲的熱圖像數(shù)據(jù),進(jìn)行根據(jù)熱圖像數(shù)據(jù)來檢測人的位置、穿衣量、室內(nèi)的溫度分布等的圖像處理。對于圖像處理部16a中的圖像處理算法的具體例,會在后面描述。并且,圖像處理部16a將用戶的位置、用戶的手、臉的溫度、墻壁的溫度等信息輸出到設(shè)備控制部16b。
設(shè)備控制部16b基于從圖像處理部16a輸出的信息,計(jì)算用于控制壓縮機(jī)等熱交換器18a、風(fēng)扇等送風(fēng)機(jī)18b、和風(fēng)向板等風(fēng)向調(diào)節(jié)器18c(室溫控制、風(fēng)量控制和風(fēng)向控制)的控制信息。設(shè)備控制部16b算出的控制信息,例如如果是送風(fēng)機(jī)18b則為其轉(zhuǎn)速,如果是風(fēng)向調(diào)節(jié)器18c則為風(fēng)向板的傾斜角度。再者,設(shè)備控制部16b的控制對象不限定于熱交換器18a、送風(fēng)機(jī)18b和風(fēng)向調(diào)節(jié)器18c。
再者,空調(diào)裝置10可以如圖7所示,具備測量室溫、濕度的環(huán)境測量裝置17,基于室溫、濕度等來進(jìn)行室溫、風(fēng)量的控制。
并且,從環(huán)境測量裝置17得到的室溫、濕度等環(huán)境信息優(yōu)選被發(fā)送到圖像處理部16a。對于其理由會在后面描述。
另外,上述環(huán)境信息優(yōu)選除了室溫和濕度以外還包含外部氣溫、室內(nèi)外的照度、屋外的輻射熱等。對于其理由也會在后面描述。
再者,圖像處理部16a可以設(shè)置于空調(diào)裝置10的外部。圖8是表示在裝置的外部設(shè)有圖像處理部的空調(diào)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。
如圖8所示,空調(diào)裝置10a具備通信部19,熱圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由通信部19被發(fā)送到服務(wù)器80。這樣的結(jié)構(gòu)中,通過服務(wù)器80內(nèi)的圖像處理部81進(jìn)行用戶的位置、用戶的狀態(tài)(手、臉的溫度、穿衣量、姿勢等)、和墻壁的溫度等的計(jì)算。
這樣的結(jié)構(gòu)中,熱圖像數(shù)據(jù)定期地通過通信部19被發(fā)送到服務(wù)器80,因此能夠確認(rèn)熱圖像傳感器的靈敏度劣化,能夠補(bǔ)正傳感器靈敏度。在此,通信部19的通信采用Wi-Fi(注冊商標(biāo))、Bluetooth(注冊商標(biāo))等,通信部19可以利用因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò),向室外的服務(wù)器80發(fā)送熱圖像數(shù)據(jù)。另外,由通信部19發(fā)送的數(shù)據(jù)可以不是熱圖像數(shù)據(jù),而是來自熱圖像傳感器13的傳感器輸出。
另外,環(huán)境信息也優(yōu)選由通信部19發(fā)送到服務(wù)器80,對于其理由會在后面描述。
[用戶的位置檢測]
接著,對于為了通過圖像處理部16a基于熱圖像數(shù)據(jù)檢測用戶的位置、掌握用戶的狀態(tài)而測量臉、手等各部位的溫度的方法及其效果進(jìn)行說明。再者,以下的說明中,作為熱圖像傳感器13,可以使用熱圖像傳感器20和熱圖像傳感器30的任一者。
首先,對測量用戶的臉的溫度的方法進(jìn)行說明。
作為檢測用戶的位置、測量用戶的臉的溫度的簡單的方法之一,有在各幀的熱圖像數(shù)據(jù)之中檢測30~40℃的觀察像素51,將檢測出的觀察像素51的位置作為用戶的臉的位置,將檢測出的觀察像素51的溫度作為用戶的臉的溫度的方法。
另外,溫度為30~40℃、且從1幀前溫度變化1℃以上的觀察像素51的位置可以作為用戶的臉位置。除了人以外的發(fā)熱體,幀之間的位置移動 和幀之間的溫度變動小,因此根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),能夠更加準(zhǔn)確地檢測用戶的位置。
根據(jù)這樣的用戶的位置檢測,空調(diào)裝置10能夠通過避開用戶進(jìn)行送風(fēng)(設(shè)備控制部16b控制風(fēng)向調(diào)節(jié)器18c),例如防止用戶的皮膚的干燥。
另外,通過如上述那樣測量用戶的臉的溫度,也能夠降低用戶中暑的危險性。例如,在用戶的臉的溫度為37℃以上的情況下,能夠通過增強(qiáng)制冷來降低用戶中暑的危險性。另外,如果用戶的臉的溫度時常為37℃以上,則空調(diào)裝置10能夠確認(rèn)為用戶患有感冒、流感,從而增強(qiáng)加濕。
另外,熱交換器18a和設(shè)備控制部16b未驅(qū)動的狀態(tài)下,也可以由熱圖像傳感器13進(jìn)行用戶的臉部溫度測量。即,空調(diào)裝置10自身未運(yùn)行的狀態(tài)(停止?fàn)顟B(tài))下,也可以由熱圖像傳感器13繼續(xù)進(jìn)行測量。由此,例如用戶在設(shè)備控制部16b和熱交換器18a停止的狀態(tài)下睡覺時等,能夠兼具耗電的減輕和中暑的預(yù)防。
再者,各觀察像素51的尺寸優(yōu)選為20cm×20cm以下。由此,能夠更加準(zhǔn)確地測量用戶的臉部溫度,能夠更加準(zhǔn)確地預(yù)防中暑。空調(diào)裝置10,根據(jù)機(jī)器種類,設(shè)定房間面積不同,各觀察像素51的尺寸優(yōu)選例如如果是6榻榻米(大約10m2)用的空調(diào)裝置10則在距離3.6m的位置,如果是8榻榻米(大約13m2)用的空調(diào)裝置10則在距離4.5m的位置,如果是12榻榻米(大約19m2)用的空調(diào)裝置10則在距離7.2m的位置,成為20cm×20cm以下。
再者,通過使觀察像素51的尺寸小于20cm×20cm,觀察像素51的總數(shù)也會超過512個,該情況下,具有可進(jìn)行更高分辨率的測量的優(yōu)點(diǎn)。
另外,與用戶的臉的位置相對應(yīng)的觀察像素51一定時間以上沒有移動的情況下,可以判斷為用戶正在睡覺。在此,“一定時間”例如為1分鐘~60分鐘。空調(diào)裝置10在判斷為用戶正在睡覺時,能夠向用戶提供降低送風(fēng)量、降低噪聲級的功能,降低工作中亮燈的LED等的照度的功能,以及減弱制冷、供暖,抑制耗電的功能等。
在此,減弱制冷和供暖,可以通過減少壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)或轉(zhuǎn)速來實(shí) 現(xiàn)。另外,作為增強(qiáng)制冷和供暖的方法,可通過增加壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)或轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)。
另外,睡覺中的用戶的臉的位置發(fā)生大的(例如30cm以上)移動的情況下,可以判斷為用戶起床。并且,基于另外取得的時間信息而存儲每天的起床時間,由此能夠向用戶提供在起床時刻附近,如果是冬季則開始供暖、如果是夏季則開始制冷的功能。
另外,雖然沒有進(jìn)行圖示,但為了存儲起床時刻的信息等,空調(diào)裝置10可以具備與幀存儲器15不同的存儲裝置(存儲器)。另外,用戶是否利用空調(diào)裝置10提供的功能,可以通過遙控器等的用戶界面由用戶選擇。由此,用戶能夠選擇符合自身期望的功能。再者,功能的選擇也可以利用智能手機(jī)、TV等經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行。
另外,空調(diào)裝置10可以具備室內(nèi)照明功能。由此,空調(diào)裝置10能夠向用戶提供在起床時刻附近點(diǎn)亮照明的功能。另外,空調(diào)裝置10具備上述的通信部19的情況下,可以經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)使設(shè)置于空調(diào)裝置10的外部的照明裝置點(diǎn)亮。
另外,睡覺中的用戶的臉的溫度,可以定期地存儲于與幀存儲器15不同的存儲部。由此,能夠根據(jù)剛要起床前的臉的溫度推定用戶的基礎(chǔ)體溫,向用戶提供每天的基礎(chǔ)體溫信息。
另外,在測量女性用戶的基礎(chǔ)體溫的情況下,可以在基礎(chǔ)體溫降低的月經(jīng)期,進(jìn)行空調(diào)控制而成為與通常相比高的濕度。由此,能夠防止由干燥導(dǎo)致的皮膚粗糙(特別是在容易干燥的時期有效),并且常年進(jìn)行節(jié)能的空氣調(diào)節(jié)。
另外,為了實(shí)現(xiàn)以上所述,空調(diào)裝置10優(yōu)選具備調(diào)濕手段。調(diào)濕手段例如是從室外機(jī)取得水分并向室內(nèi)放出的類型的調(diào)濕手段,但也可以是將由用戶提供的供水罐內(nèi)的水分向室內(nèi)放出的類型的調(diào)濕手段。
然而,用戶為女性的情況下,空調(diào)裝置10可以根據(jù)每天的基礎(chǔ)體溫來計(jì)算成為高溫期和低溫期的邊界的溫度,判斷目前處于高溫期還是低溫期。圖9是高溫期和低溫期的判斷的流程圖。
如圖9所示,空調(diào)裝置10存儲有每天的基礎(chǔ)體溫歷史信息(S11),計(jì)算高溫期和低溫期的邊界溫度(S12)。并且,空調(diào)裝置10測量當(dāng)天的基礎(chǔ)體溫(S13)。
進(jìn)而,空調(diào)裝置10可以在當(dāng)天的基礎(chǔ)體溫屬于高溫期的情況(S14中為是)、和屬于低溫期的情況(S14中為否)的任一情況下,將從開始的天數(shù)為第6天以內(nèi)還是第7天以后為基準(zhǔn),判斷“排卵期”“黃體期”“月經(jīng)期”“卵泡期”(S15~S20),進(jìn)行適合于各個時期的用戶的建議、通知。
例如,在排卵期可以通知是容易懷孕的時期(S21),在黃體期可以建議洗澡來促進(jìn)血液循環(huán)、加濕等(S22)。另外,可以區(qū)分黃體期之中的前半期和后半期,在后半期建議防紫外線。
另外,在月經(jīng)期建議洗澡來促進(jìn)血液循環(huán)、加濕(S23),在卵泡期通知是通過減肥最容易瘦身的時期,并且建議通過運(yùn)動進(jìn)行減肥(S24)。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),女性用戶便于結(jié)合生理周期來進(jìn)行身體狀況管理。
再者,對女性用戶的通知、建議的時期,可以提前數(shù)日進(jìn)行預(yù)告通知。由此,女性用戶能夠預(yù)先進(jìn)行用于防紫外線的商品的準(zhǔn)備、訓(xùn)練館的預(yù)約等日程管理。再者,圖9的流程圖所示的步驟的順序、判斷基準(zhǔn)(天數(shù))、通知的內(nèi)容、和建議的內(nèi)容只是一例。
另外,使用圖5所示的熱圖像傳感器30那樣的旋轉(zhuǎn)型(掃描型)的熱圖像傳感器30向用戶提供基礎(chǔ)體溫信息的情況下,優(yōu)選在確認(rèn)為用戶正在睡覺時,提高用戶附近的溫度測量頻率。由此,能夠以更高精度推定基礎(chǔ)體溫。
作為使用旋轉(zhuǎn)型的熱圖像傳感器30提高任意的部分的溫度測量頻率的方法,采用僅在測定上述任意的部分的觀察像素51的溫度的期間降低轉(zhuǎn)速的方法、僅往復(fù)測定想要提高測量頻率的觀察像素51的方法。
另外,空調(diào)裝置10可以存儲用戶每天的起床時間,在起床時間附近的時間帶提高用戶的臉的溫度的測量頻率。由此,能夠兼具耗電的減輕和基礎(chǔ)體溫的測量精度提高。
另外,可以根據(jù)用戶的狀態(tài)來變更整個觀察區(qū)50的位置。圖10A和 圖10B是用于說明根據(jù)用戶的位置來變更整個觀察區(qū)50的位置的例子的圖。
如圖10A所示的用戶非睡覺中的整個觀察區(qū)91、圖10B所示的用戶正在睡覺的整個觀察區(qū)92那樣,空調(diào)裝置10可以具備用于根據(jù)用戶的狀態(tài)使整個觀察區(qū)的位置變化的、熱圖像傳感器13的設(shè)置角度變更部。
由此,用戶在空調(diào)裝置10的正下方(整個觀察區(qū)91之外)睡覺的情況下,空調(diào)裝置10能夠變更整個觀察區(qū)的位置而檢測用戶的臉部。這樣的結(jié)構(gòu),能夠減少熱圖像傳感器13的受光元件的數(shù)量,因此能夠低成本地實(shí)現(xiàn)熱圖像傳感器13。再者,設(shè)置角度變更部具體為步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
另外,可以將在預(yù)定時間內(nèi)溫度發(fā)生變化、且為30℃以上的觀察像素51的位置確認(rèn)為用戶的身體的位置。此處的“預(yù)定時間”例如為1分鐘~60分鐘。滿足這樣的條件的多個觀察像素51成為一個連續(xù)的情況下,空調(diào)裝置10可以判斷為一名用戶的身體位于這些多個觀察像素51的位置。
另外,作為另一例,可以將25℃以上的觀察像素51的位置確認(rèn)為用戶的身體的位置。另外,可以將比室溫高預(yù)定溫度以上的高溫的、且在預(yù)定時間內(nèi)溫度發(fā)生變化的觀察像素51確認(rèn)為用戶的身體的位置。
另外,也能夠根據(jù)成為一個連續(xù)的多個觀察像素51的排列方式來掌握用戶的姿勢。
另外,空調(diào)裝置10也能夠根據(jù)形成被判斷為用戶的身體的位置的一個連續(xù)的多個觀察像素51的縱寬(Y方向的長度)來推定用戶的身高。這樣的方法,與用戶的身體相對應(yīng)的觀察像素51的縱寬會根據(jù)用戶的姿勢(站姿、坐姿等)而發(fā)生變動,因此難以準(zhǔn)確地推定用戶的身高。但是,通過定期地存儲每個用戶的觀察像素51的縱寬的測量結(jié)果,能夠根據(jù)觀察像素51的縱寬的最大值來推定站立時的身高。
如果能夠像這樣推定用戶的身高,則能夠基于身高來識別用戶,并按照每個用戶不同的設(shè)定進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。例如,在每個用戶期望的室溫不同的情況下,空調(diào)裝置10能夠通過用戶的識別,根據(jù)室內(nèi)的用戶而自動變更 室溫設(shè)定。
再者,根據(jù)用戶與熱圖像傳感器13(空調(diào)裝置10)的距離,觀察像素51的縱寬和身高的關(guān)系發(fā)生變化。因此,空調(diào)裝置10可以具備推定用戶與熱圖像傳感器13的距離的手段。由此,能夠更準(zhǔn)確地推定用戶的身高。
作為推定用戶與空調(diào)裝置10的距離的手段,采用測量空調(diào)裝置10與地板的距離的手段。例如,如果激光聚焦式、超聲波式等非接觸距離測量裝置設(shè)置于空調(diào)裝置10的底面,則可以測量與地板的距離。
在空調(diào)裝置10中,已知(預(yù)先確定)各觀察像素51相對于熱圖像傳感器13的方向(角度)。因此,空調(diào)裝置10能夠根據(jù)地面與熱圖像傳感器13的距離,計(jì)算各觀察像素51與空調(diào)裝置10正下方的地面距離多遠(yuǎn)。即,也能夠算出站在地板上的用戶與空調(diào)裝置10的距離。
像這樣,通過計(jì)算用戶與空調(diào)裝置10的距離,能夠更準(zhǔn)確地推定用戶的身高,更準(zhǔn)確地識別個人。
另外,可以具備設(shè)定空調(diào)裝置10與地板的距離的手段(遙控器設(shè)定等)。通過用戶自身或空調(diào)裝置10的安裝人員輸入空調(diào)裝置10的設(shè)置位置的高度(從地板到設(shè)置位置的距離),能夠更準(zhǔn)確地測量用戶的身高。
另外,空調(diào)裝置10可以具備測量空調(diào)裝置10的設(shè)置角度從垂直于地面的方向(鉛垂方向)傾斜多少的手段。由此,即使是空調(diào)裝置10的設(shè)置面不是垂直于地面的面(墻壁)的情況等、空調(diào)裝置10被傾斜設(shè)置的情況,也能夠更準(zhǔn)確地推定用戶的身高、用戶與空調(diào)裝置10的距離。
另外,空調(diào)裝置10中,熱圖像傳感器13可以具備照射觀察區(qū)的照明手段,也可以與照明裝置相鄰。通過照射熱圖像傳感器13的整個觀察區(qū)50,能夠使用戶自身便于確認(rèn)測量溫度的部位(=照明的部位)。
因此,上述照明手段優(yōu)選為僅對熱圖像傳感器13的整個觀察區(qū)50照射光的專用的照明手段。通過這樣的照明手段,能夠使用戶準(zhǔn)確地掌握整個觀察區(qū)50的位置。
另外,熱圖像傳感器13可以具備遠(yuǎn)紅外光照射手段,也可以與遠(yuǎn)紅外線照射手段相鄰。并且,這樣的情況下,熱圖像傳感器13的光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)選 被設(shè)計(jì)為:從上述遠(yuǎn)紅外線照射手段向位于越遠(yuǎn)處的對象物照射遠(yuǎn)紅外光,照射的結(jié)果所接收的遠(yuǎn)紅外線光的密度越低。
這樣的結(jié)構(gòu)的空調(diào)裝置10,能夠通過將向觀察區(qū)照射遠(yuǎn)紅外光的情況下的熱圖像傳感器13的熱圖像數(shù)據(jù)和未照射的情況下的熱圖像傳感器13的熱圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,從而掌握觀察區(qū)內(nèi)的各部位與熱圖像傳感器13的距離。這是由于照射中的熱圖像數(shù)據(jù)和非照射中的熱圖像數(shù)據(jù)的變化量越大的觀察像素51,成為越接近熱圖像傳感器13的位置的觀察像素51。由此,空調(diào)裝置10能夠掌握室內(nèi)的氣流障礙物(在空調(diào)裝置10側(cè)設(shè)置的柜櫥等),能夠進(jìn)行使氣流避開障礙物到達(dá)用戶的控制。通過將風(fēng)向改變?yōu)闆]有障礙物的方向等,可成為有效率的空氣調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)耗電的削減。
另外,通過如上述那樣掌握用戶的姿勢,空調(diào)裝置10能夠檢測與用戶的手、腳相對應(yīng)的觀察像素51。即,空調(diào)裝置10能夠測量與用戶的手、腳相對應(yīng)的觀察像素51的溫度。
在此,通過發(fā)明人的獨(dú)自研究,了解到雖然在用戶感覺舒適時的用戶的手的溫度存在個人差異,但大多數(shù)人的情況下手的溫度為30℃附近時感覺最舒適。因此,空調(diào)裝置10通過測定用戶的手的溫度,進(jìn)行自動控制使得用戶的手的溫度成為30℃附近,能夠節(jié)省用戶調(diào)節(jié)室溫的工夫。
另外,這樣的自動控制,對于正在睡覺、孩子等自身難以進(jìn)行空調(diào)裝置的操作的用戶,發(fā)揮防止過度的供暖、制冷的效果,也發(fā)揮省電效果。
作為上述自動控制,認(rèn)為例如是在夏季,空調(diào)裝置10進(jìn)行制冷中,用戶的手的溫度低于30℃的情況下減弱制冷,用戶的手的溫度為30℃以上的情況下增強(qiáng)制冷的控制。再者,通過增加由熱交換器18a實(shí)現(xiàn)的室內(nèi)外的熱的移動來增強(qiáng)制冷,通過減少由熱交換器18a實(shí)現(xiàn)的室內(nèi)外的熱的移動來減弱制冷。熱交換器18a為壓縮機(jī)的情況下,通過增加轉(zhuǎn)速來增強(qiáng)制冷,通過減少轉(zhuǎn)速來減弱制冷。另外,對于冬季的供暖也是同樣的。
如果以這樣的用戶的手的溫度為基準(zhǔn)來推定用戶的溫冷感,進(jìn)行熱交換器18a的控制(驅(qū)動、停止),則能夠減少盡管用戶的手的溫度為30℃以上也進(jìn)行供暖的狀態(tài)、或盡管用戶的手的溫度為30℃以下也進(jìn)行制冷的狀 態(tài)。即,能夠謀求省電。
再者,用戶越是處于高溫多濕的環(huán)境中手的溫度越會上升,并越感覺熱。因此,可以在上述那樣的自動控制中進(jìn)行除濕來取代增強(qiáng)制冷。
另外,空調(diào)裝置10具備熱交換器18a,但在具備加熱器、煤油的燃燒等發(fā)熱手段(發(fā)熱部)的空調(diào)裝置和/或具備加濕、除濕功能來取代加熱、冷卻功能的空調(diào)裝置中,也能夠進(jìn)行同樣的控制。
例如可以設(shè)置成:用戶的手的溫度高的情況下,如果是供暖時,則減少熱交換器18a的驅(qū)動功率而減弱加熱,如果是制冷時,則增加熱交換器18a的驅(qū)動功率而增強(qiáng)冷卻。另外可以設(shè)置成:用戶的手的溫度高的情況下,減弱由上述發(fā)熱手段進(jìn)行的加熱,減弱上述加濕,或增強(qiáng)除濕。這是由于,用戶越是處于高溫或高濕中手的溫度越會上升,越是處于低溫或低濕中手的溫度越會降低。
另外,可以基于用戶的腳的溫度的測量,進(jìn)行與上述手的溫度同樣的自動控制。
另外,也可以測量除了手、腳以外的部分的溫度,進(jìn)行同樣的自動控制,但手腳、特別是手指和腳尖適合于測量用戶的舒適性的指標(biāo)。通過發(fā)明人的研究可知,作為溫冷感和舒適性的指標(biāo),手腳的溫度與其它部位的溫度相比靈敏度高。因此,通過以手腳的溫度為指標(biāo)可實(shí)現(xiàn)更高精度的溫度控制。
[用戶界面]
對以上說明的空調(diào)裝置10的用戶界面進(jìn)行說明。圖11A、圖11B和圖11C是表示空調(diào)裝置10的用戶界面的一例的圖。
圖11A、圖11B和圖11C中,作為用戶界面的一例,圖示了設(shè)置有觸摸屏等具備輸入功能的顯示部74的遙控器70。再者,用戶界面的形式不限定于這樣的方式,也可以是輸入部(設(shè)定接收部)和顯示部74分開的方式。另外,空調(diào)裝置10的用戶界面也可以不是這樣的專用的遙控器。安裝有應(yīng)用程序的智能手機(jī)、平板終端也可以作為空調(diào)裝置10的遙控器70使用。
空調(diào)裝置10的用戶界面具有以下特征。
以往的空調(diào)裝置中,通常用戶使用遙控器設(shè)定室溫、風(fēng)量、風(fēng)向。與此相對,空調(diào)裝置10如圖11A所示,用戶自身能夠設(shè)定目標(biāo)手溫度或目標(biāo)腳溫度。由此,例如用戶能夠設(shè)定期望的手溫度(足溫度)作為目標(biāo)溫度。
另外,在圖11A所示的用戶界面中設(shè)定具體的手溫度、腳溫度的目標(biāo)溫度,但在用戶界面中也可以顯示例如“暖”“中”“冷”這樣的選項(xiàng)(圖表)。像這樣顯示圖標(biāo)的情況下,在用戶界面上所顯示的文字?jǐn)?shù)量少,因此能夠更大地顯示圖標(biāo),提高可視性。另外,沒有掌握自身的最佳的手溫度的用戶,可以更簡單地以自身的手溫度為基準(zhǔn)來選擇空調(diào)控制。再者,“暖”、“中”、“冷”例如分別與用戶的手溫度31℃、30℃、29℃相對應(yīng)。
另外,空調(diào)裝置10可以是能夠選擇以手溫度為基準(zhǔn)來控制空調(diào)裝置10的模式(手溫度控制模式)和以腳溫度為基準(zhǔn)來控制空調(diào)裝置10的模式(腳溫度控制模式)的結(jié)構(gòu)。該情況下,用戶例如通過用戶界面進(jìn)行模式的選擇。
例如圖11A中,目標(biāo)手溫度由粗框包圍,這表示用戶選擇了手溫度控制模式。
用戶例如在光腳時選擇腳溫度控制模式,在穿著拖鞋時選擇手溫度控制模式等,用戶能夠結(jié)合自身的狀態(tài)(例如穿衣的狀態(tài))來變更模式。由此,空調(diào)裝置10能夠更準(zhǔn)確地推定用戶的溫?zé)崾孢m性,并向空調(diào)反映。
另外,如圖11B所示,在用戶界面中可以顯示直觀地表現(xiàn)出目前用戶的體溫的熱圖像(圖11B中為人型的圖標(biāo))。圖11B中顯示出根據(jù)用戶的體溫而著色(圖11B中顏色的濃度,顏色越深的部分表示越高的溫度)的圖標(biāo)。例如,體溫高的部位顯示為紅色,體溫低的部位顯示為藍(lán)色。
由此,用戶能夠一眼便掌握當(dāng)前自己的體溫。由此,用戶容易確定目標(biāo)手溫度、目標(biāo)腳溫度的設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)。
再者,用戶界面可以是能夠根據(jù)圖11B所示的畫面直接使目標(biāo)室溫、目標(biāo)手溫度、目標(biāo)腳溫度變化的方式。例如考慮用戶能夠通過觸碰與想要提升溫度的部位相對應(yīng)的用戶界面上的區(qū)域、或進(jìn)行磨擦等輸入動作,來變更目標(biāo)室溫、目標(biāo)手溫度、目標(biāo)腳溫度的方式。
以下,對遙控器70(用戶界面)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖11D是表示遙控器70的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。
如圖11D所示,遙控器70具備第一設(shè)定接收部71、第二設(shè)定接收部72、第三設(shè)定接收部73、顯示部74、遙控器控制部75(控制部)和遙控器通信部76(通信部)。
遙控器70是具備熱圖像傳感器13的空調(diào)裝置10的用戶界面,該備熱圖像傳感器13用于生成表示對象區(qū)域(例如室內(nèi))的溫度的分布的熱圖像。
第一設(shè)定接收部71接收室溫的目標(biāo)溫度的設(shè)定。第一設(shè)定接收部71具體為與顯示部74疊加的觸摸屏(圖11A所示的用于設(shè)定目標(biāo)室溫的區(qū)域),也可以是硬體鍵。
第二設(shè)定接收部72接收對象區(qū)域之中的特定部分的目標(biāo)溫度的設(shè)定。第二設(shè)定接收部72,作為特定部分的目標(biāo)溫度,接收對于人的臉的位置、人的手的位置和人的腳的位置之中的至少一者的目標(biāo)溫度的設(shè)定。第二設(shè)定接收部72具體為觸摸屏(圖11A所示的用于設(shè)定目標(biāo)腳溫度和目標(biāo)手溫度的區(qū)域),也可以是硬體鍵。
第三設(shè)定接收部73接收空調(diào)裝置10的風(fēng)向和風(fēng)量的設(shè)定。第三設(shè)定接收部73具體為觸摸屏(圖11A所示的用于設(shè)定風(fēng)量級別和風(fēng)向的區(qū)域),也可以是硬體鍵。
如后述那樣,第一設(shè)定接收部71和第二設(shè)定接收部72分別設(shè)定目標(biāo)溫度的情況下,第三設(shè)定接收部不接收風(fēng)向和風(fēng)量的設(shè)定。在此,“不接受設(shè)定”更詳細(xì)而言意味著遙控器控制部75不將第三設(shè)定接收部73接收的輸入確認(rèn)為有效的輸入,和/或遙控器控制部75不將第三設(shè)定接收部73接收的輸入作為指令發(fā)送到空調(diào)裝置10。
顯示部74顯示如圖11A~圖11C所示的圖像。顯示部74顯示目標(biāo)室溫、目標(biāo)腳溫度、目標(biāo)手溫度、風(fēng)向和風(fēng)量。顯示部74具體為液晶面板、有機(jī)EL面板。
另外,顯示部74顯示基于熱圖像數(shù)據(jù)而檢測出的人的位置的溫度。此處的人的位置包括人的臉的位置、人的手的位置和人的腳的位置之中至少 一者。具體而言,顯示部74通過如圖11B所示的人型的圖標(biāo)的顏色來表示人的身體的溫度,但也可以利用數(shù)字來表示溫度。
再者,如后所述,第一設(shè)定接收部71和第二設(shè)定接收部72分別設(shè)定了目標(biāo)溫度的情況下,顯示部74顯示對第三設(shè)定接收部73的設(shè)定無效這一內(nèi)容。具體而言,如圖11C所示,顯示部74將風(fēng)向和風(fēng)量一欄褪色(washout)顯示(灰度顯示)。
遙控器控制部75將與第一設(shè)定接收部71、第二設(shè)定接收部72和第三設(shè)定接收部73接收的設(shè)定相應(yīng)的指令通過遙控器通信部76發(fā)送到空調(diào)裝置10。另外,基于遙控器通信部76接收的熱圖像數(shù)據(jù)(與熱圖像相關(guān)的信息),使如圖11B所示的表示體溫的人型的圖標(biāo)顯示于顯示部74。
遙控器通信部76是遙控器控制部75將指令發(fā)送到空調(diào)裝置10時所用到的通信模塊。另外,遙控器通信部76從空調(diào)裝置10(熱圖像傳感器13)接收熱圖像數(shù)據(jù)。遙控器通信部76例如是利用紅外線等的無線通信模塊。再者,空調(diào)裝置10設(shè)有進(jìn)行與遙控器通信部76的通信的通信部。
[用戶的舒適性]
用戶的舒適性不僅受用戶的體表溫度的影響,也受用戶的深部溫度的影響。因此,可以像“臉溫度和手溫度”“頸溫度和腳溫度”那樣,測量接近深部溫度的部位(臉、頸等)的溫度和末端體表溫度(手、腳等)這至少2處的溫度。由此,能夠更準(zhǔn)確地推定用戶的舒適性,反映在空氣調(diào)節(jié)上。
另外,空調(diào)裝置10(圖像處理部16a)可以基于熱圖像數(shù)據(jù)來識別用戶是否穿戴著眼鏡、口罩、手套、襪子、拖鞋等。另外,空調(diào)裝置10可以具備基于上述檢測結(jié)果,對用戶通知由于用戶穿戴著眼鏡、口罩、手套、襪子、拖鞋等而導(dǎo)致溫度的測量精度降低的裝置。例如,通過在圖11A和圖11B的用戶界面上顯示警告,實(shí)現(xiàn)上述對用戶的通知。
由此,能夠使用戶意識到處于溫度的測量精度降低的狀態(tài),用戶能夠采取消除測量精度降低原因的應(yīng)對、或切換為使用測量精度高的其它指標(biāo)的模式之類的應(yīng)對。
例如,在戴著手套時,用戶界面上顯示“由于戴著手套而使手溫度測 量精度降低。”,則用戶能夠切換為腳溫度控制模式,或摘下手套。由此,可提高空調(diào)裝置10的溫度測量精度。
另外,此時,除了由文字顯示進(jìn)行的通知以外,可以采用由聲音進(jìn)行的通知手段。由此,可實(shí)時地進(jìn)行對用戶的通知。另外,如果采用聲音和文字顯示這兩者的通知手段,則能夠提高對難以聽到聲音的環(huán)境中的、或正在使用音響設(shè)備的用戶等的通知精度。
再者,可以采用以下那樣的方法來識別用戶是否穿戴著口罩等穿戴物。用戶是否戴著口罩,可以根據(jù)與眼睛相對應(yīng)的觀察像素51的溫度和與嘴相對應(yīng)的觀察像素51的溫度差來識別。在戴著口罩時,與嘴相對應(yīng)的觀察像素51的溫度比沒有戴著口罩時高。用戶是否戴著眼鏡,由于與眼睛相對應(yīng)的觀察像素51的溫度降低,因此可以采用同樣的方法進(jìn)行識別。另外,用戶是否戴著手套,可以通過與手掌相對應(yīng)的觀察像素51的溫度和與上臂相對應(yīng)的觀察像素51的溫度的比較進(jìn)行識別,而對于襪子、拖鞋,可以通過與腳尖相對應(yīng)的觀察像素51的溫度和與小腿相對應(yīng)的觀察像素51的溫度的比較進(jìn)行識別。
另外,通過熱圖像傳感器13來識別是否穿戴著眼鏡、口罩、手套、襪子、拖鞋等的情況下,各觀察像素51的尺寸優(yōu)選為10cm×10cm以下。通過觀察像素51的尺寸設(shè)定為10cm×10cm以下,能夠更準(zhǔn)確地進(jìn)行用戶的穿戴物的有無的識別??照{(diào)裝置10,根據(jù)機(jī)器種類,設(shè)定房間面積不同,各觀察像素51的尺寸優(yōu)選例如如果是6榻榻米(大約10m2)用的空調(diào)裝置10則在距離3.6m的位置,如果是8榻榻米(大約13m2)用的空調(diào)裝置10則在距離4.5m的位置,如果是12榻榻米(大約19m2)用的空調(diào)裝置10則在距離7.2m的位置,成為10cm×10cm以下。另外,優(yōu)選隨著減小觀察像素51的尺寸,觀察像素51的總數(shù)超過512個。
另外,空調(diào)裝置10可以基于熱圖像數(shù)據(jù)來測量用戶的衣服的最表面的溫度。由此,作為用戶狀態(tài)之一,推定用戶穿著的衣服的隔熱性(穿衣量)。衣服的最表面的溫度越低,判斷為衣服的隔熱性越高,在判斷為隔熱性高的情況下,可以增強(qiáng)制冷(減弱供暖)。根據(jù)用戶的穿衣量,溫冷感和手、 腳的溫度的關(guān)系會發(fā)生變化,因此通過推定用戶的穿衣量,并基于穿衣量來補(bǔ)正空調(diào)設(shè)定溫度,可實(shí)現(xiàn)與用戶的溫冷感相結(jié)合的空氣調(diào)節(jié)。
另外,用戶的溫冷感和手腳的溫度的關(guān)系也受到來自房間的輻射熱的影響。因此,空調(diào)裝置10優(yōu)選具備測量房間內(nèi)的溫度分布的手段。由此,可實(shí)現(xiàn)將來自房間的輻射考慮在內(nèi)的與用戶的溫冷感相結(jié)合的空氣調(diào)節(jié)。再者,房間內(nèi)的溫度分布的測量例如可通過熱圖像傳感器13進(jìn)行。
另外,用戶的溫冷感和手腳的溫度的關(guān)系也受到濕度的影響。因此,空調(diào)裝置10優(yōu)選具備測量房間內(nèi)的濕度的手段。由此,可實(shí)現(xiàn)將房間的濕度考慮在內(nèi)的與用戶的溫冷感相結(jié)合的空氣調(diào)節(jié)。再者,濕度的測量例如可使用一般的濕度計(jì)進(jìn)行。
另外,用戶的溫冷感和手腳的溫度的關(guān)系也受到用戶的運(yùn)動量、活動量及姿勢的影響。因此,空調(diào)裝置10優(yōu)選具備測量用戶的運(yùn)動量、活動量及姿勢的手段。由此,可實(shí)現(xiàn)將用戶的運(yùn)動量、活動量及姿勢考慮在內(nèi)的與用戶的溫冷感相結(jié)合的空氣調(diào)節(jié)。再者,用戶的運(yùn)動量、活動量及姿勢可根據(jù)熱圖像傳感器13取得的圖像算出。
另外,用戶的溫冷感和手腳的溫度的關(guān)系會受到晝夜節(jié)律的影響而變動。因此,空調(diào)裝置10優(yōu)選具備測量當(dāng)前時間的手段(計(jì)時部)??蓪?shí)現(xiàn)將晝夜節(jié)律的影響考慮在內(nèi)的與用戶的溫冷感相結(jié)合的空氣調(diào)節(jié)。
另外,用戶的溫冷感和手腳的溫度的關(guān)系會受到飲食、洗澡等用戶的行為的影響。因此,空調(diào)裝置10優(yōu)選具備掌握用戶的飲食、洗澡等行為的手段。由此,可實(shí)現(xiàn)將用戶的行為考慮在內(nèi)的與溫冷感相結(jié)合的空氣調(diào)節(jié)。例如,用戶正在吃飯,可以通過檢測飯桌上的熱源來掌握。另外,空調(diào)裝置10可以根據(jù)用戶在飯桌周圍的停留時間、飯桌周圍的用戶的人數(shù)來掌握吃飯中的情況。另外,用戶正在洗澡,可以基于用戶的體溫的信息來掌握。因此,用戶正在吃飯和用戶正在洗澡,都可以利用熱圖像傳感器13來掌握。
另外,用戶的溫冷感和手腳的溫度的關(guān)系也受到季節(jié)的影響。因此,空調(diào)裝置10優(yōu)選具備測量日期時間、外部氣溫的手段。由此,可進(jìn)行將季節(jié)考慮在內(nèi)的與用戶的溫冷感相結(jié)合的空氣調(diào)節(jié)。
另外,用戶的溫冷感和手腳的溫度的關(guān)系也受到用戶出汗的影響。因此,空調(diào)裝置10優(yōu)選具備測量用戶的出汗量的手段。由此,可實(shí)現(xiàn)將出汗量考慮在內(nèi)的與溫冷感相結(jié)合的空氣調(diào)節(jié)。測量用戶的出汗量的手段,例如為測量皮膚的電導(dǎo)率的可穿戴式傳感器、遠(yuǎn)紅外區(qū)域的光譜傳感器。
再者,用戶的出汗量可以如以下那樣推定。一般地,水分容易吸收波長為6-7μm的光。因此,例如空調(diào)裝置10具備測量7μm以下的紅外光的手段和測量7μm以上的紅外光的手段,則能夠根據(jù)通過2個測量手段接收的紅外光的光量比來測量濕度分布。并且,如果用戶周圍的濕度比周圍環(huán)境的濕度高,則推定為是由汗的蒸發(fā)導(dǎo)致的濕度的上升。像這樣,空調(diào)裝置10可以根據(jù)用戶周圍的濕度分布來推定出汗量。
另外,空調(diào)裝置10也可以利用1.5μm、1.9μm等近紅外的水分的吸收波長來進(jìn)行同樣的測量。如果采用這些利用紅外線的光譜方式,則空調(diào)裝置10能夠非接觸地測量用戶的出汗量。即,空調(diào)裝置10能夠測量沒有穿戴可穿戴式傳感器的用戶的出汗量。
另外,空調(diào)裝置10可以采用上述遠(yuǎn)紅外區(qū)域的光譜技術(shù)來測量臉、頸、手和腳等從衣服露出的部位的皮膚表面的水分,推定出汗量。
另外,空調(diào)裝置10可以基于熱圖像數(shù)據(jù)來測量用戶的鼻子的溫度。由此,能夠推定用戶的精神壓力狀態(tài)。
另外,上述實(shí)施方式1中,對空調(diào)裝置10利用手的溫度、腳的溫度來推定用戶的溫冷感,進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)控制的例子進(jìn)行了說明。在此,空調(diào)裝置10可以基于熱圖像數(shù)據(jù)來測量用戶的臉頰、鼻子、耳朵和下巴的任一處的溫度。由此,能夠更準(zhǔn)確地推定用戶的溫冷感。另外,即使在用戶穿戴著手套和拖鞋的狀態(tài)下也能夠準(zhǔn)確地推定溫冷感。
另外,通過熱圖像傳感器13來測量用戶的臉頰、鼻子、耳朵和下巴的任一處的溫度的情況下,各觀察像素51的尺寸優(yōu)選為5cm×5cm以下。通過將觀察像素51的尺寸設(shè)定為5cm×5cm以下,能夠更準(zhǔn)確地測量用戶的鼻子溫度??照{(diào)裝置10,根據(jù)機(jī)器種類,設(shè)定部屋面積不同,優(yōu)選例如如果是6榻榻米(大約10m2)用的空調(diào)裝置10則在距離3.6m的位置,如果是 8榻榻米(大約13m2)用的空調(diào)則在距離4.5m的位置,如果是12榻榻米(大約19m2)用的空調(diào)裝置10則在距離7.2m的位置,觀察像素51的尺寸成為5cm×5cm以下。另外,優(yōu)選隨著減小觀察像素51的尺寸,觀察像素51的總數(shù)超過512個。
另外,空調(diào)裝置10可以基于熱圖像數(shù)據(jù)來測量用戶的上半身的溫度與下半身的溫度的溫度差。由此,能夠判斷用戶是否容易著涼,因此空調(diào)裝置10能夠在供暖時增強(qiáng)對用戶的腳部的供暖。另外可以設(shè)置為用戶能夠通過上述的用戶界面選擇是否利用這樣的功能。由此,用戶能夠選擇所期望的功能。
另外,設(shè)置有空調(diào)裝置10的房間中存在多個用戶的情況下,有時每個用戶的手溫度(腳溫度)有所不同。因此,空調(diào)裝置10優(yōu)選具備能夠設(shè)定優(yōu)先級用戶是誰的手段。由此,即使在存在手溫度(腳溫度)不同的多個用戶的房間中,也能夠進(jìn)行將手溫度(腳溫度)作為目標(biāo)值的空氣調(diào)節(jié)控制。
優(yōu)先級用戶的設(shè)定,例如通過上述的用戶界面進(jìn)行。圖11A中示出了作為優(yōu)先級用戶,從“A”“B”“Max”“Min”這四個選項(xiàng)(圖標(biāo))之中選擇“B”的例子。
例如,預(yù)先登記家庭成員的身高數(shù)據(jù),則空調(diào)裝置10能夠如上述那樣根據(jù)熱圖像數(shù)據(jù)來測量室內(nèi)的用戶的身高,對室內(nèi)的用戶進(jìn)行識別。因此,也可以取代A、B,將預(yù)先登記的用戶名(“父親”、“姐姐”、個人姓名等)作為選項(xiàng)(圖標(biāo))進(jìn)行表示。
另外,選擇了圖11A的例子中所示的“Max”的情況下,空調(diào)裝置10轉(zhuǎn)換為以室內(nèi)的用戶之中手溫度最高的用戶的手成為目標(biāo)手溫度的方式進(jìn)行控制的模式。另外,選擇了圖11A的例子中所示的“Min”的情況下,空調(diào)裝置10轉(zhuǎn)換為以室內(nèi)的用戶之中手溫度最低的用戶的手成為目標(biāo)手溫度的方式進(jìn)行控制的模式。可以準(zhǔn)備這樣的模式作為選項(xiàng)。
另外,除了上述以外還可以準(zhǔn)備以最接近空調(diào)裝置10的位置的用戶的體溫為指標(biāo)進(jìn)行控制的模式和/或相反以最遠(yuǎn)離空調(diào)裝置10的位置的用戶的體溫為指標(biāo)進(jìn)行控制的模式。另外,可以準(zhǔn)備設(shè)定任意的位置,以最接 近所設(shè)定的位置的用戶的體溫為指標(biāo)的模式。
像這樣,通過準(zhǔn)備根據(jù)位置來選擇用戶,并以所選擇的用戶的體溫為指標(biāo)進(jìn)行控制的模式,可實(shí)現(xiàn)對用戶而言自由度高的控制。
另外可以設(shè)置成:在室內(nèi)的多個用戶的體溫(手溫度、腳溫度)不同的情況下,如果是制冷時則向體溫高的用戶的方向送風(fēng),如果是供暖時則向體溫低的用戶的方向送風(fēng)等,通過風(fēng)向、風(fēng)量的調(diào)節(jié),對每個用戶提供不同的周圍溫度環(huán)境。由此,能夠提供多個用戶都舒適的室內(nèi)環(huán)境。
另外可以設(shè)置成:在用戶為一人的情況下,以一名用戶的2個以上的部位(例如手和腳)分別成為目標(biāo)溫度的方式,調(diào)節(jié)風(fēng)向、風(fēng)量。這樣的情況下,例如圖11C所示,在用戶界面上,目標(biāo)手溫度和目標(biāo)腳溫度由粗框包圍(由用戶選擇)。另一方面,為了像這樣使2個以上的部位成為目標(biāo)溫度,必須控制風(fēng)向、風(fēng)量。
即,這樣的情況下,用戶無法設(shè)定風(fēng)向、風(fēng)量,因此風(fēng)向、風(fēng)量無法通過用戶界面而設(shè)定。即,如圖11C所示,在用戶界面上,風(fēng)向和風(fēng)量為褪色顯示(灰度顯示)。再者,也可以代替褪色顯示,通知無法設(shè)定變更風(fēng)向和風(fēng)量這一內(nèi)容。
另外,空調(diào)裝置10可以根據(jù)室內(nèi)的熱圖像數(shù)據(jù)來掌握房間的布局。由此,能夠進(jìn)行與用戶的行動相結(jié)合的空氣調(diào)節(jié)。
例如,空調(diào)裝置10能夠檢測正在睡覺的用戶的臉的位置,因此也能夠檢測出用戶的枕頭的位置。并且,空調(diào)裝置10能夠在用戶睡覺時,避開用戶的臉進(jìn)行送風(fēng),從而抑制臉部皮膚的干燥、喉嚨的干燥。
另外,空調(diào)裝置10可以檢測餐桌的位置,并存儲于空調(diào)裝置10內(nèi)的存儲部。由此,能夠?qū)⒂脩敉A粼诓妥栏浇钠陂g確認(rèn)為正在吃飯,進(jìn)行如果是冬季則減弱供暖等的控制。例如空調(diào)裝置10能夠?qū)念A(yù)訂的時刻(例如AM7:00)起用戶停留10~60分鐘的場所確認(rèn)為餐桌。
另外,如果與餐桌相對應(yīng)的觀察像素51的溫度為100℃~80℃,則空調(diào)裝置10能夠判斷為用戶正在吃火鍋。在冬季作出這樣的判斷的情況下,空調(diào)裝置10能夠進(jìn)行進(jìn)一步減弱供暖等的控制。此時,如果是具備除濕功 能的空調(diào)裝置10則可以在減弱供暖的同時進(jìn)行增強(qiáng)除濕。另外,可以由用戶通過遙控器等的用戶界面來選擇是否利用這樣的功能。由此,用戶能夠選擇符合自身期望的功能。
[實(shí)施方式1的變形例]
以上,對實(shí)施方式1涉及的空調(diào)裝置10進(jìn)行了說明。再者,上述實(shí)施方式1中,對空調(diào)裝置10設(shè)置于室內(nèi)的情況進(jìn)行了說明,但也可以用于車載而實(shí)現(xiàn)。再者,對于車載用的空調(diào)裝置的具體例會在后面描述。
再者,實(shí)施方式1中,空調(diào)裝置10利用熱圖像傳感器13測量用戶的手、腳的溫度,但也可以利用具有通信部的可穿戴的溫度測量裝置(手表型的可穿戴終端、鞋(或襪子)內(nèi)置的終端等)測量用戶的手和腳的溫度。這樣的情況下,溫度測量裝置定期經(jīng)由通信部向空調(diào)裝置10通知用戶的手和腳的溫度,由此可得到同樣的效果。再者,使用熱圖像傳感器13的方式,具有能夠測定沒有將溫度測量裝置佩戴在身上的用戶的手和腳的溫度這一優(yōu)點(diǎn)。
另外,實(shí)施方式1中,對內(nèi)置有熱圖像傳感器13的空調(diào)裝置10進(jìn)行了說明,但例如熱圖像傳感器13和空調(diào)裝置10也可以單獨(dú)設(shè)置,通過通信部進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。這樣的情況下,優(yōu)選進(jìn)行熱圖像傳感器13和空調(diào)裝置10的各自的設(shè)置位置的設(shè)定,而上述實(shí)施方式1中說明的一體型結(jié)構(gòu)具有不需要設(shè)定設(shè)置位置這樣的優(yōu)點(diǎn)。
另外,實(shí)施方式1中,熱圖像傳感器13、幀存儲器15、運(yùn)算處理部16等結(jié)構(gòu)可以作為一體的模塊而構(gòu)成,搭載于空調(diào)裝置10。另外,實(shí)施方式1中,熱圖像傳感器13與其它結(jié)構(gòu)(幀存儲器15、運(yùn)算處理部16等)可以作為單獨(dú)的模塊而構(gòu)成,搭載于空調(diào)裝置10。
另外,實(shí)施方式1中,在運(yùn)算處理部16進(jìn)行了說明的運(yùn)算處理,可以是從外部安裝的程序。外部既可以是存儲有程序的記錄介質(zhì)(CD、外部存儲器等),也可以是經(jīng)由因特網(wǎng)從服務(wù)器(云服務(wù)器)安裝。
在以下說明的實(shí)施方式2~5中也是同樣的。
(實(shí)施方式2)
[成為實(shí)施方式2的基礎(chǔ)的見解]
在實(shí)施方式2中對熱圖像傳感器進(jìn)行說明。首先,對成為實(shí)施方式2涉及的熱圖像傳感器的基礎(chǔ)的見解進(jìn)行說明。
在實(shí)施方式1中說明的呈矩陣狀配置有受光元件的熱圖像傳感器20,由于受光元件數(shù)量多,因此尺寸變大、成本高。在此,通過縮小呈矩陣狀配置的各受光元件,能夠使熱圖像傳感器20低成本化,但這樣的情況下,由于靈敏度降低使得溫度的測量精度降低。
另一方面,呈線狀配置有受光元件的熱圖像傳感器30與熱圖像傳感器20相比,受光元件的數(shù)量少,因此成本低。但是,熱圖像傳感器30測量1幀的熱圖像數(shù)據(jù)所需的時間長達(dá)幾秒以上。因此,熱圖像傳感器30難以測量人、寵物等運(yùn)動的物體的運(yùn)動(活動量)。
通過活動量的測量,能夠進(jìn)行將各用戶的活動量考慮在內(nèi)的空調(diào)裝置的控制。例如,活動量多的用戶體溫會上升,因此通過測量活動量并進(jìn)行制冷的增強(qiáng)、供暖的減弱,能夠進(jìn)行更適當(dāng)?shù)目刂啤?/p>
以往,關(guān)于設(shè)想活動量的測量的熱圖像傳感器沒有進(jìn)行詳細(xì)的研究。專利文獻(xiàn)2中公開了下述方法:通過使以一維(1列)配置有受光元件的熱圖像傳感器,在掃描方向的變更點(diǎn)偏移預(yù)定量后進(jìn)行下一掃描,從而生成高分辨率的二維熱圖像數(shù)據(jù)。但是,在專利文獻(xiàn)2中并沒有對活動量的測量進(jìn)行研究。實(shí)施方式2中的目的是構(gòu)建便宜、適合于活動量的測量的熱圖像傳感器。
[結(jié)構(gòu)]
以下,對實(shí)施方式2涉及的熱圖像傳感器的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在實(shí)施方式2中對熱圖像傳感器的多個形態(tài)進(jìn)行說明,但各形態(tài)只是一例。也可以將形態(tài)不同的各熱圖像傳感器組合構(gòu)成新的熱圖像傳感器。
首先,對實(shí)施方式2涉及的熱圖像傳感器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖12是實(shí)施方式2涉及的熱圖像傳感器的外觀圖。圖13是用于說明實(shí)施方式2涉及的熱圖像傳感器的溫度分布的測定方法的圖。
圖12所示的熱圖像傳感器1000與熱圖像傳感器30同樣地具備旋轉(zhuǎn)部 31和透鏡33。熱圖像傳感器1000與熱圖像傳感器30不同在與具備2列呈線狀排列的一維受光傳感器32(一維受光傳感器32a和32b)。
因此,熱圖像傳感器1000能夠同時測量溫度的觀察像素51,成為如圖13所示分別包含于1×16的線觀察區(qū)61a和線觀察區(qū)61b這兩者中的觀察像素51。隨著旋轉(zhuǎn)部31的旋轉(zhuǎn),線觀察區(qū)61a和61b分別沿圖13的向右方向(X軸+方向)掃描。即,通過包含于線觀察區(qū)61b中而測量了溫度的觀察像素51,之后包含于線觀察區(qū)61a中再次測量溫度。
因此,熱圖像傳感器1000能夠?qū)⒊蔀榫€觀察區(qū)61a的對象的各觀察像素51的熱圖像數(shù)據(jù)和成為線觀察區(qū)61b的對象的各觀察像素51的熱圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,測量兩條線的測量時間差的熱圖像數(shù)據(jù)的變化(以下也記為熱圖像時間變化)。由此,熱圖像傳感器1000能夠檢測是否存在人、動物等運(yùn)動的物體。
即,根據(jù)熱圖像傳感器1000,能夠基于熱圖像時間變化進(jìn)行下述判斷。
(1)如果不存在熱圖像時間變化則不存在運(yùn)動的物體
(2)如果熱圖像時間變化小則雖然存在運(yùn)動的物體但運(yùn)動速度慢(活動量小)
(3)如果熱圖像時間變化大則存在運(yùn)動的物體且運(yùn)動速度快(活動量大)
對于上述(2)、(3)的熱圖像時間變化和活動量的關(guān)系式,與在線觀察區(qū)61a和61b中測量的時刻的差、對象物的運(yùn)動的速度(預(yù)期范圍)結(jié)合設(shè)定。例如,考慮下述關(guān)系式:計(jì)算各觀察像素51的溫度的時間變化,將其累計(jì)值(例如一縱列的累計(jì)值)定義為各縱線的熱圖像時間變化,活動量與其成正比。
另外,旋轉(zhuǎn)部31為步進(jìn)電機(jī)的情況下,優(yōu)選1步的寬度為線觀察區(qū)61a和61b的掃描方向的間隔的整數(shù)分之一(一維受光傳感器32a和一維受光傳感器32b的間隔的整數(shù)分之一)。由此,成為線觀察區(qū)61b的對象的觀察像素51在幾步后成為線觀察區(qū)61a的對象。即,通過在不同的時間測量同一觀察像素51中的紅外線量,能夠利用更簡單的處理更準(zhǔn)確地檢測運(yùn)動的物體。
再者,利用與整個觀察區(qū)50的一部分相對應(yīng)的數(shù)量的受光元件,錯開時間多次測量同一觀察像素51的溫度的情況下,優(yōu)選受光元件是以掃描方向(旋轉(zhuǎn)方向)為長邊而配置的長方形。這樣的結(jié)構(gòu),通過每次以受光元件的旋轉(zhuǎn)方向的寬度以下的寬度使受光傳感器旋轉(zhuǎn),可得到高S/N且在兩個方向(X、Y方向)上提高了分辨率的熱圖像數(shù)據(jù)。
像這樣,熱圖像傳感器1000使用與整個觀察區(qū)50的一部分相對應(yīng)的數(shù)量的受光元件,錯開時間多次測量同一觀察像素51的溫度。再者,基于這樣的想法進(jìn)行物體的活動量測量的熱圖像傳感器,并不限定于熱圖像傳感器1000這樣的結(jié)構(gòu)。
以下,對實(shí)施方式2涉及的熱圖像傳感器的另一結(jié)構(gòu)(變形例)進(jìn)行說明。但在下述說明的例子之中,包含并沒有在不同的時間測量所有相同的位置(同一觀察像素51)的紅外線量,而是在不同的時間測量從位置、面積不同的位置放射的紅外線量的例子。即使是從位置、面積不同的位置放射的紅外線量,只要利用從附近的區(qū)域或一部分重疊的區(qū)域放射的紅外線量,也能夠檢測運(yùn)動物體。
另外,以下為了簡化,圖示了受光元件的配置和旋轉(zhuǎn)方向、以及同時進(jìn)行溫度測量的觀察區(qū)(觀察像素51)的形狀和掃描方向。以下的變形例涉及的熱圖像傳感器的結(jié)構(gòu),只要不特別說明,就是與熱圖像傳感器30、1000同樣的結(jié)構(gòu),具備旋轉(zhuǎn)部31、受光傳感器和透鏡33。
再者,以下所示的各變形例都只是一例,也可以通過將各變形例組合構(gòu)成不同形態(tài)的熱圖像傳感器。
[實(shí)施方式2的變形例1]
圖14的(a)是表示實(shí)施方式2的變形例1涉及的熱圖像傳感器的圖。圖14的(b)是表示圖14的(a)所示的熱圖像傳感器的觀察區(qū)的圖。
變形例1涉及的熱圖像傳感器1300具備3列呈線狀排列的一維受光傳感器32(一維受光傳感器32a、32b和32c)。即,使用熱圖像傳感器1300的情況下,如圖14的(b)所示,構(gòu)建3列線觀察區(qū)61a、61b和61c。因此,熱圖像傳感器1300能夠更準(zhǔn)確地測量運(yùn)動物體的運(yùn)動量(速度)。
再者,如圖14的(a)所示,優(yōu)選一維受光傳感器32a和一維受光傳感器32b的間隔(此處的間隔意味著旋轉(zhuǎn)方向上的間隔;以下同樣)、與一維受光傳感器32b和一維受光傳感器32c的間隔不同。這是由于能夠利用以多個不同的時間差取得的熱圖像數(shù)據(jù)來測量運(yùn)動的物體,從而可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動物體的移動速度之差的更高精度的測量。
[實(shí)施方式2的變形例2]
圖15的(a)和(b)是表示實(shí)施方式2的變形例2涉及的熱圖像傳感器的圖。圖15的(c)是表示圖15的(a)所示的熱圖像傳感器的觀察區(qū)的圖,圖15的(d)是表示圖15的(b)所示的熱圖像傳感器的觀察區(qū)的圖。
變形例2涉及的熱圖像傳感器具備1列一維受光傳感器32即第一受光元件列(第一受光元件列1401a)、以及與第一受光元件列1401a在旋轉(zhuǎn)方向上的間隔不恒定的第二受光元件群(第二受光元件列1402a或第二受光元件群1402b)。由此,變形例2涉及的熱圖像傳感器能夠高精度地測量運(yùn)動物體的移動速度。
例如,在圖15的(a)所示的熱圖像傳感器1400a中,受光元件被配置為:越向垂直方向的下側(cè)(Y軸-側(cè)),屬于第一受光元件列1401a的受光元件和屬于第二受光元件列1402a的受光元件的間隔越大。因此,使用熱圖像傳感器1400a的情況下,如圖15的(c)所示構(gòu)建線觀察區(qū)61和斜線觀察區(qū)1401。熱圖像傳感器1400a能夠更低成本地構(gòu)成線觀察區(qū)。
另外,圖15的(b)所示的熱圖像傳感器1400b,屬于第二受光元件群1402b的受光元件以各自水平位置隨機(jī)的方式配置。即,通過使用熱圖像傳感器1400b,如圖15的(d)所示構(gòu)建線觀察區(qū)61和非線觀察區(qū)1402。熱圖像傳感器1400b是能夠高精度測量更小物體的移動速度的結(jié)構(gòu)。
再者,圖15的(a)中,第一受光元件列1401a和第二受光元件列1402a在X方向上的位置關(guān)系可以顛倒。即,第一受光元件列1401a可以配置為比第二受光元件列1402a更靠近X軸+側(cè)。
另外,屬于第一受光元件列1401a的受光元件和屬于第二受光元件列1402a的受光元件的間隔,既可以設(shè)為越向Y軸+側(cè)越大,也可以設(shè)為越 向Y軸-側(cè)越大。另外,對于在變形例3以后說明的熱圖像傳感器中的受光元件的配置也是同樣的。
[實(shí)施方式2的變形例3]
圖16的(a)~(d)是表示實(shí)施方式2的變形例3涉及的熱圖像傳感器的圖。圖16的(e)~(h)是表示圖16的(a)~(d)所示的熱圖像傳感器的觀察區(qū)的圖。
變形例3涉及的熱圖像傳感器具備尺寸不同的多個受光元件。由此,能夠兼具由尺寸大的觀察像素(受光元件)實(shí)現(xiàn)的高的溫度精度的確保、和由尺寸小的觀察像素(受光元件)實(shí)現(xiàn)的高分辨率化。
例如,圖16的(a)所示的熱圖像傳感器1500a中,包含第一大小的受光元件的第一受光元件列1501a、和包含與第一大小在X方向上的大小不同的(X方向上的大小小的)第二大小的受光元件的第二受光元件列1502a平行配置。根據(jù)熱圖像傳感器1500a,構(gòu)建圖16的(e)所示的觀察區(qū)。像這樣,在設(shè)有X方向上的寬度不同的受光元件的結(jié)構(gòu)中,熱圖像數(shù)據(jù)的X方向上的分辨率提高。
另外,也可以像圖16的(b)所示的熱圖像傳感器1500b那樣,分別包含第一大小的受光元件和第二大小的受光元件的、第一受光元件列1501b與第二受光元件列1502b相互平行配置。
具體而言,第一受光元件列1501b中,第一大小的受光元件和第二大小的受光元件在Y方向上交替配置。另外,第二受光元件列1502b中,第一大小的受光元件和第二大小的受光元件也在Y方向上交替配置。并且,在X方向上相鄰的受光元件的組包含第一大小的受光元件和第二大小的受光元件。根據(jù)熱圖像傳感器1500b,構(gòu)建圖16的(f)所示的觀察區(qū)。像這樣設(shè)置有X方向上的寬度不同的受光元件的結(jié)構(gòu)中,熱圖像數(shù)據(jù)的X方向上的分辨率提高。
另外,像圖16的(c)所示的熱圖像傳感器1500c那樣,包含第一大小的受光元件的第一受光元件列1501c、和包含與第一大小在X方向上的大小以及Y方向上的大小都不同的(都小的)第三大小的受光元件的第二受光 元件列1502c平行配置。根據(jù)熱圖像傳感器1500c,構(gòu)建圖16的(g)所示的觀察區(qū)。像這樣,通過具備X方向上的寬度和Y方向(垂直于掃描方向的方向)上的寬度都短的第三大小的多個受光元件,使X方向上的分辨率和Y方向上的分辨率提高。
另外,可以像圖16的(d)所示的熱圖像傳感器1500d那樣,包含第一大小的受光元件的第一受光元件列1501d、和包含與第一大小在Y方向上的大小不同的(Y方向上的大小小的)第四大小的受光元件的第二受光元件列1502d平行配置。根據(jù)熱圖像傳感器1500d,構(gòu)建圖16的(h)所示的觀察區(qū)。另外,通過使第四大小的受光元件密集于特定的位置,尤其能夠提高受光元件密集的特定的區(qū)域的分辨率。
[實(shí)施方式2的變形例4]
圖17的(a)和(b)是表示實(shí)施方式2的變形例4涉及的熱圖像傳感器的圖。
變形例4涉及的熱圖像傳感器具有熱容量不同的多個受光元件。具體而言,變形例4涉及的熱圖像傳感器具備受光元件1601和比受光元件1601熱容量小的受光元件1602這兩種受光元件。
圖17的(a)所示的熱圖像傳感器1600a,僅包含受光元件1601的第一受光元件列1601a和僅包含受光元件1602的第二受光元件列1602a平行配置。另外,圖17的(b)所示的熱圖像傳感器1600b,第一受光元件列1601b和第二受光元件列1602b的任一者中,受光元件1601和受光元件1602都在Y方向上交替配置。并且,熱圖像傳感器1600b,在X方向上相鄰的受光元件的組包含受光元件1601和受光元件1602。
熱圖像傳感器中,通過設(shè)置熱容量不同的兩種受光元件,能夠兼具溫度的測定精度的提高和運(yùn)動更快的運(yùn)動物體的測量。作為熱容量不同的受光元件,例如使用不同厚度的熱電堆。
[實(shí)施方式2的變形例5]
圖18的(a)和(b)是表示實(shí)施方式2的變形例5涉及的熱圖像傳感器的圖。變形例5涉及的熱圖像傳感器具備由相互不同的材料制成的受光元件 1701和受光元件1702這兩種受光元件。具體而言,例如考慮受光元件1701為熱電堆,受光元件1702為光電二極管的組合。
圖18的(a)所示的熱圖像傳感器1700a中,僅包含受光元件1701的第一受光元件列1701a和僅包含受光元件1702的第二受光元件列1702a平行配置。另外,圖18的(b)所示的熱圖像傳感器1700b中,在第一受光元件列1701b和第二受光元件列1702b的任一者中,受光元件1701和受光元件1702都在Y方向上交替配置。并且,熱圖像傳感器1700b中,在X方向上相鄰的受光元件的組包含受光元件1701和受光元件1702。
這樣的結(jié)構(gòu)與改變熱電堆的厚度的結(jié)構(gòu)(變形例4)相比成本增高,但在兼具溫度精度提高和快的物體的測量方面更加優(yōu)異。
[實(shí)施方式2的變形例6]
圖19的(a)和(b)是表示實(shí)施方式2的變形例6涉及的熱圖像傳感器的圖。圖19的(c)和(d)是表示圖19的(a)和(b)所示的熱圖像傳感器的觀察區(qū)的圖。
變形例6涉及的熱圖像傳感器具備數(shù)量不同的多個受光元件列。具體而言,圖19的(a)所示的熱圖像傳感器1800a具備第一受光元件列1801a和與第一受光元件列1801a相比受光元件的數(shù)量少的(受光元件的數(shù)量為第一受光元件列1801a的一半)第二受光元件列1802a。圖19的(b)所示的熱圖像傳感器1800b具備第一受光元件列1801b和與第一受光元件列1801b相比受光元件的數(shù)量少的第二受光元件列1802b。熱圖像傳感器1800a和熱圖像傳感器1800b的不同在于,在第二受光元件列中離散地(每隔一個)配置還是連續(xù)地配置多個受光元件。
另外,根據(jù)熱圖像傳感器1800a構(gòu)建圖19的(c)所示的觀察區(qū),根據(jù)熱圖像傳感器1800b構(gòu)建圖19的(d)所示的觀察區(qū)。由此,與熱圖像傳感器1000相比能夠減少受光元件的數(shù)量,因此熱圖像傳感器1800a和1800b與熱圖像傳感器1000相比能夠低成本地檢測運(yùn)動物體。
再者,熱圖像傳感器1800a的優(yōu)點(diǎn)是不論運(yùn)動物體的位置如何都能夠檢測運(yùn)動物體這一點(diǎn),熱圖像傳感器1800b的優(yōu)點(diǎn)是在受光元件密集的特 定區(qū)域所檢測的運(yùn)動物體的檢測精度高這一點(diǎn)。
[實(shí)施方式2的變形例7]
圖20的(a)~(c)是表示實(shí)施方式2的變形例7涉及的熱圖像傳感器的圖。圖20的(d)~(f)是表示圖20的(a)~(c)所示的熱圖像傳感器的觀察區(qū)的圖。變形例7涉及的熱圖像傳感器具有多個受光元件列,各受光元件列中的各受光元件的排列在與旋轉(zhuǎn)方向垂直的方向(Y方向)上偏移。圖20的(a)所示的熱圖像傳感器2000a具備2個受光元件列,圖20的(b)所示的熱圖像傳感器2000b和圖20的(c)所示的熱圖像傳感器2000c具備3個受光元件列。
根據(jù)熱圖像傳感器2000a,如圖20的(d)所示的線觀察區(qū)1910和1911那樣,構(gòu)建各觀察像素51的位置在Y方向上偏移的多個線觀察區(qū)。同樣地根據(jù)熱圖像傳感器2000b,構(gòu)建如圖20的(e)所示的多個線觀察區(qū)。由此,可得到高靈敏度且在Y方向上高分辨率化的熱圖像數(shù)據(jù)。
Y方向上的觀察像素51的偏移量,在設(shè)有2列受光元件列的熱圖像傳感器2000a的情況下,優(yōu)選為各觀察像素51(受光元件的)Y方向上的寬度的1/2,在設(shè)有3列受光元件列的熱圖像傳感器2000b的情況下優(yōu)選為1/3,在設(shè)有n列受光元件的熱圖像傳感器的情況下優(yōu)選為1/n(n為自然數(shù))。由此,可利用更少的像素得到分辨率更高的熱圖像。
再者,在設(shè)有n列受光元件列的熱圖像傳感器中,偏移量即使不為1/n也可得到高分辨率化的效果,但越接近1/n該效果越大。
另外,如圖20的(d)和(e)所示,優(yōu)選在線觀察區(qū)的一端構(gòu)建零散(不完整)觀察像素1901~1906。換言之,優(yōu)選熱圖像傳感器2000a和2000b中,在受光元件列的端部設(shè)有Y方向上的長度與通常不同的受光元件(零散受光元件)。
例如,由熱圖像傳感器2000a構(gòu)建的零散觀察像素1901和1904在Y方向上的長度為觀察像素1907和1908的一半。另外,由熱圖像傳感器2000b構(gòu)建的零散觀察像素1903和1905在Y方向上的長度為通常的觀察像素51的3分之2,零散觀察像素1902和1906在Y方向上的長度為通常 的觀察像素51的3分之1。由此,可得到溫度精度更高的(S/N高的)熱圖像數(shù)據(jù)。再者,零散觀察像素1901~1906在Y方向上的寬度,最優(yōu)選與觀察像素51的偏移量(偏移寬度)一致,能夠使S/N更高,但在與觀察像素51的偏移量不同的情況下也可得到一定的效果。
上述那樣的零散觀察像素是通過在熱圖像傳感器設(shè)有像素尺寸小的受光元件而構(gòu)建的。但是,零散觀察像素也可以如圖21所示通過利用溫度已知的遮蓋構(gòu)件3801將位于受光元件列的端部的受光元件(該受光元件的像素尺寸與其它像素相同)的一部分遮蓋(切邊)而構(gòu)建。
在此,利用圖22來說明通過如熱圖像傳感器2000a和2000b中所采用的像素偏移而實(shí)現(xiàn)的高畫質(zhì)化。圖22是用于說明由像素偏移實(shí)現(xiàn)的高畫質(zhì)化的圖。
首先,在圖22的(a)所示的時刻(step1的時刻),零散觀察像素1901中僅包含室內(nèi)固定區(qū)劃2001,觀察像素1909中包含室內(nèi)固定區(qū)劃2002和室內(nèi)固定區(qū)劃2003這兩者。
接著,圖22的(b)表示從圖22的(a)起2step后、即觀察區(qū)從圖22的(a)的狀態(tài)起在掃描方向上移動2個像素量的時刻(step3的時刻)。在此時,觀察像素1907中包含室內(nèi)固定區(qū)劃2001和2002,觀察像素1908中包含室內(nèi)固定區(qū)劃2003和2004。
首先,根據(jù)step1(圖22的(a))的時刻的零散觀察像素1901的紅外線的光量的數(shù)據(jù)來計(jì)算從室內(nèi)固定區(qū)劃2001放出的紅外線的光量。
接著,根據(jù)step3(圖22的(b))的時刻的觀察像素1907的紅外線的光量的數(shù)據(jù)與step1(圖22的(a))的時刻的零散觀察像素1901的紅外線的光量的數(shù)據(jù)之差來計(jì)算從室內(nèi)固定區(qū)劃2002放出的紅外線的光量。
進(jìn)而,根據(jù)step1(圖22的(a))的時刻的觀察像素1909的紅外線的光量的數(shù)據(jù)與如上述那樣算出的室內(nèi)固定區(qū)劃2002的紅外線的光量之差來計(jì)算從室內(nèi)固定區(qū)劃2003放出的紅外線的光量。
進(jìn)而,根據(jù)step3(圖22的(b))的時刻的觀察像素1908的紅外線的光量的數(shù)據(jù)與如上述那樣算出的從室內(nèi)固定區(qū)劃2003放出的紅外線的光量之 差來計(jì)算從室內(nèi)固定區(qū)劃2004放出的紅外線的光量。
采用這樣的方法,如果從各室內(nèi)固定區(qū)劃放出的紅外線的光量的時間變化(step1與step3之間的變化)增大,則高畫質(zhì)化變得困難。因此,優(yōu)選熱圖像傳感器2000a中的2列受光元件列盡可能接近地配置。通過使由2列受光元件列構(gòu)建的線觀察區(qū)的測量時間間隔短,可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的高畫質(zhì)化(高精度化)。
另外,如圖20的(c)所示的熱圖像傳感器2000c那樣,通過對熱圖像傳感器2000a追加1列受光元件列,從而如圖20的(f)所示,進(jìn)一步構(gòu)建線觀察區(qū)2101。在此,線觀察區(qū)2101是與線觀察區(qū)1910和1911中的一者(在此為1910)不存在像素偏移的線觀察區(qū)。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),將線觀察區(qū)1910的紅外線的光量的數(shù)據(jù)和線觀察區(qū)2101的紅外線的光量的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,由此能夠推定從各室內(nèi)固定區(qū)劃放出的紅外線的光量的時間變化(step間的紅外線的光量的變化)。因此,可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的高畫質(zhì)化(高精度化)。
再者,在利用上述那樣的像素偏移的高畫質(zhì)化中,考慮由于沒有在熱圖像傳感器2000a設(shè)置零散受光元件而導(dǎo)致沒有構(gòu)建零散觀察像素1901的情況。這樣的情況下,例如假定為與觀察像素1907同樣的紅外線的光量,算出室內(nèi)固定區(qū)劃2001的紅外線的光量。
再者,受光元件列的配置可以在X方向上偏移。圖23是表示在X方向上受光元件列的配置偏移的情況下的觀察區(qū)的一例的圖。
如圖23的(a)和(b)所示,多個線觀察區(qū)的間隔(多個受光元件列的間隔)可以從各線觀察區(qū)的寬度的整數(shù)倍起偏移。該情況下,如圖23的(a)所示,優(yōu)選間隔在線觀察區(qū)為2列的情況下偏移1/2像素、在線觀察區(qū)為n列的情況下偏移1/n像素。由此,可實(shí)現(xiàn)熱圖像數(shù)據(jù)的X方向上的高分辨率化。
另外,多個線觀察區(qū)的間隔為各線觀察區(qū)的寬度的整數(shù)倍的情況下,優(yōu)選使旋轉(zhuǎn)部31的1step的寬度(旋轉(zhuǎn)量)小于受光元件的寬度(例如為一半或1/3)。這樣的結(jié)構(gòu)也可實(shí)現(xiàn)與上述使線觀察區(qū)的間隔偏移的情況同樣的熱圖像數(shù)據(jù)的高分辨率化。但是,從測定的高速化的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選上述 使線觀察區(qū)的間隔偏移的結(jié)構(gòu)。
另外,與上述使線觀察區(qū)的間隔偏移的結(jié)構(gòu)同樣的高分辨率化,也可以通過遮光板來實(shí)現(xiàn)。圖24是用于說明由遮光板實(shí)現(xiàn)的高解像度化的圖。
如圖24所示,在熱圖像傳感器的附近設(shè)置至少一個遮光板2301(圖24中設(shè)有2個遮光板),在位于整個觀察區(qū)50的左右端部的線觀察區(qū)的一部分中,可以遮斷紅外線。此時,對于配置遮光板2301的位置,只要能夠遮斷整個觀察區(qū)50的端部的紅外線,就不特別限定。由此,可實(shí)現(xiàn)與上述將線觀察區(qū)的間隔錯開的結(jié)構(gòu)同樣的高分辨率化。
另外,除了如圖24所示在位于整個觀察區(qū)50的左右端部的線觀察區(qū)的一部分配置遮光板2301以外,例如可以在位于整個觀察區(qū)50的上下端部的線觀察區(qū)的一部分配置遮光板(未圖示)。
更具體而言,可以代替利用圖21所示的遮蓋構(gòu)件3801遮蓋位于受光元件列的上下端的受光元件的一部分,例如在位于整個觀察區(qū)50的上下端部的線觀察區(qū)的一部分(與位于受光元件列的上下端的受光元件的一部分相對應(yīng)的觀察區(qū))配置溫度已知的遮光板(未圖示)。
通過這樣的結(jié)構(gòu),能夠在位于受光元件列的上下端的受光元件的一部分,利用遮光板的溫度得到與在沒有遮光板的情況下接收的紅外線的光量相對應(yīng)的溫度,因此能夠在更大的范圍中得到精度高的溫度。
另外,通過在位于整個觀察區(qū)50的上下端部的遮光板上設(shè)置熱敏電阻(未圖示),能夠更準(zhǔn)確地得到遮光板的溫度。
[實(shí)施方式2的變形例8]
圖25的(a)是表示實(shí)施方式2的變形例8涉及的熱圖像傳感器的圖。圖25的(b)是表示圖25的(a)所示的熱圖像傳感器的觀察區(qū)的圖。如圖25的(a)所示,變形例8涉及的熱圖像傳感器中,相鄰的受光元件的邊界方向a和b相對于X方向和Y方向的任一方向都具有斜率。更具體而言,邊界方向a與X方向和Y方向以45度的角度交叉,邊界方向b與X方向和Y方向以45度的角度交叉。根據(jù)熱圖像傳感器2500,構(gòu)建圖25的(b)所示的觀察區(qū)(觀察像素)。
通過這樣的結(jié)構(gòu),構(gòu)建觀察像素的中心在X方向上錯開1/2像素(此處的1像素相當(dāng)于正方形的觀察像素的對角線的長度)的2列線觀察區(qū),并且能夠使各觀察像素(各受光元件)的面積更大。
例如,如圖23中說明的那樣的結(jié)構(gòu),2列線觀察區(qū)的間隔(X方向上的距離)至少為1像素以上。與此相對,熱圖像傳感器2500的結(jié)構(gòu)中,也能夠使線觀察區(qū)的間隔(X方向上的距離)為1像素以下,熱圖像傳感器2500能夠檢測更高速的運(yùn)動物體的運(yùn)動。另外,熱圖像傳感器2500,能夠使各受光元件面積更大,通過受光元件面積變大而使溫度的測定精度提高。
另外,在熱圖像傳感器2500中,如果掃描方向(旋轉(zhuǎn)方向)上的1step的寬度(旋轉(zhuǎn)量)為1像素以下,則能夠在X方向和Y方向這兩個方向上進(jìn)行熱圖像數(shù)據(jù)的高分辨率化。關(guān)于高分辨率化的原理與變形例7相同。
另外,根據(jù)熱圖像傳感器2500,構(gòu)建中心位置在X方向上錯開的2列線觀察區(qū)。因此,熱圖像傳感器2500的運(yùn)動物體的速度(活動量)測量精度高。
再者,該情況下,掃描方向(旋轉(zhuǎn)方向)上的1step的寬度優(yōu)選為1/n像素(例如1/2像素)。
受光元件的邊界方向相對于X方向和Y方向的任一方向都傾斜的結(jié)構(gòu),并不限定于如圖25所示的結(jié)構(gòu)。圖26是表示實(shí)施方式2的變形例8涉及的觀察區(qū)的另一例的圖。
圖26所示的觀察區(qū),由1列受光元件列構(gòu)建,在該受光元件列中,在與X方向和Y方向的任一方向都交叉的方向上排列有受光元件。關(guān)于構(gòu)建圖26所示的觀察區(qū)的熱圖像傳感器,通過將上述的圖5中說明的熱圖像傳感器30的一維受光傳感器32傾斜配置可簡單地實(shí)現(xiàn),因此能夠以低成本制作。另外,構(gòu)建圖26所示的觀察區(qū)的熱圖像傳感器,能夠更快速地取得整個觀察區(qū)的熱圖像數(shù)據(jù)。
另外,構(gòu)建圖26所示的觀察區(qū)的熱圖像傳感器,不僅是X方向,也能夠與Y方向的掃描相對應(yīng)。圖27是用于說明Y方向的掃描的圖。如圖27所示,通過X方向的掃描而在整個觀察區(qū)內(nèi)檢測出熱源(人的臉)的情況 下,上述熱圖像傳感器僅對熱源周邊進(jìn)一步沿Y方向進(jìn)行掃描。由此,在通過X方向的掃描而檢測出的熱源為人體的情況下,所檢測出的人體的身高測量精度提高。
再者,在變形例8涉及的熱圖像傳感器中,可以配置大小不同的2種以上受光元件。圖28是表示在變形例8涉及的熱圖像傳感器中配置大小不同的2種以上受光元件的情況下的觀察區(qū)的一例的圖。
圖28所示的觀察區(qū)中包含通常尺寸的觀察像素2602和比觀察像素2602小的零散觀察像素2601。通過這樣的結(jié)構(gòu),可得到S/N更高的熱圖像數(shù)據(jù)。
再者,優(yōu)選零散觀察像素2601的一邊的長度為觀察像素2602的一邊的長度的一半,由此可得到S/N更高的熱圖像數(shù)據(jù)。另外,在觀察區(qū)中除了零散觀察像素2601以外,還可以包含一邊的長度為零散觀察像素2601的一半的尺寸的(面積為1/4的)零散觀察像素。由此,可得到S/N更高的熱圖像數(shù)據(jù)。
[實(shí)施方式2的變形例9]
圖29是用于說明實(shí)施方式2的變形例9涉及的熱圖像傳感器的圖。對與圖12相同的要素附帶相同標(biāo)記,省略詳細(xì)說明。圖30和圖31是實(shí)施方式2的變形例9涉及的熱圖像傳感器的外觀圖。
對于圖12所示的熱圖像傳感器1000的旋轉(zhuǎn)中心是穿過旋轉(zhuǎn)部31的中心的軸(旋轉(zhuǎn)軸r1)進(jìn)行了說明,但不限于此。也可以如變形例9涉及的熱圖像傳感器1000a那樣,將穿過透鏡33的一部分的軸(旋轉(zhuǎn)軸r2)作為旋轉(zhuǎn)中心。以下,利用圖30和圖31進(jìn)行具體說明。
如圖30和圖31所示,變形例9涉及的熱圖像傳感器1000a具備旋轉(zhuǎn)部31a、透鏡33和紅外線受光部34。
紅外線受光部34具備分別接收紅外線(也稱為紅外光)的多個紅外線受光元件。紅外線受光部34具備一維受光傳感器32a、32b和基板34a。一維受光傳感器32a、32b是多個紅外線受光元件的一例,設(shè)置于基板34a,進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。再者,多個紅外線受光元件,不限于作為實(shí)施方式2中說 明的一維受光傳感器32a、32b的情況,也可以是實(shí)施方式2及其變形例1~8中說明的任一種一次受光傳感器。
透鏡33使紅外光照射紅外線受光部34。更具體而言,透鏡33如上所述由紅外線的透過率高的硅、ZnS等構(gòu)成,被設(shè)計(jì)為使從各方向入射的紅外光照射一維受光傳感器32a、32b的各自不同的紅外線受光元件。另外,透鏡33通過旋轉(zhuǎn)部31a,以透鏡33的一部分為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在此,透鏡33的一部分例如是透鏡33的光學(xué)中心即光心。圖29和圖30中示出了透鏡33的光心33a。
基板34a形成有一維受光傳感器32a、32b和透鏡33。
旋轉(zhuǎn)部31a使紅外線受光部和透鏡33以透鏡33的一部分為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在此,旋轉(zhuǎn)部31a例如將穿過透鏡33的光心33a的軸(直線)作為旋轉(zhuǎn)軸r2旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。本變形例中,旋轉(zhuǎn)部31a如圖31所示例如具有穿過透鏡33的光心33a的旋轉(zhuǎn)軸r2,利用旋轉(zhuǎn)軸r2使基板34a旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。即,本變形例中,旋轉(zhuǎn)部31a能夠使一維受光傳感器32a、32b和透鏡33以透鏡33的光心33a為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,使一維受光傳感器32a、32b掃描對象空間(觀察區(qū))。
通過像以上那樣構(gòu)成,能夠使熱圖像傳感器1000a的旋轉(zhuǎn)中心與透鏡的光心大致一致,因此能夠使由熱圖像傳感器1000a取得的紅外線圖像中的高溫區(qū)域與低溫區(qū)域的邊界清晰。這是由于熱圖像傳感器的旋轉(zhuǎn)中心與透鏡的光心的偏差越大,所得到的紅外線圖像中的高溫區(qū)域與低溫區(qū)域的邊界越不清晰,對于理由等會在后面描述。因此,高溫區(qū)域與低溫區(qū)域的邊界不清晰的紅外線圖像中無法以更好的精度確認(rèn)人物等對象物體。
像這樣,根據(jù)本變形例,能夠以更好的精度確認(rèn)由熱圖像傳感器1000a取得的紅外線圖像中的人物等對象物體。
[實(shí)施方式2的變形例10]
上述的實(shí)施方式2等涉及的熱圖像傳感器,基本上具備旋轉(zhuǎn)部、各種形態(tài)的受光傳感器(紅外線受光部)、和透鏡。但是,受光傳感器和透鏡隨著使用有可能變臟。因此,為了防止受光傳感器和透鏡變臟,實(shí)施方式2 等涉及的熱圖像傳感器可以進(jìn)一步具備蓋。在此,蓋只要是由聚乙烯、鍺和硅等紅外線透過率高的材料構(gòu)成的即可。
但是,實(shí)施方式2等涉及的熱圖像傳感器進(jìn)一步具備蓋的情況下,存在受光傳感器不僅對檢測對象物的溫度,也對蓋自身進(jìn)行檢測這樣的問題。因此,受光傳感器會檢測該自身的溫度,而無法準(zhǔn)確地對檢測對象物的溫度進(jìn)行檢測。
另一方面,受光傳感器即使檢測了蓋自身,但只要已知每時每刻的蓋的溫度和透過率,就能夠進(jìn)行補(bǔ)正處理,因此能夠準(zhǔn)確地對檢測對象物的溫度進(jìn)行檢測。即,實(shí)施方式2等涉及的熱圖像傳感器可以進(jìn)一步具備蓋,只要能夠進(jìn)行補(bǔ)正處理,就能夠準(zhǔn)確地對檢測對象物的溫度進(jìn)行檢測。
因此,以下作為變形例10,對于為了進(jìn)行補(bǔ)正處理,通過在蓋內(nèi)具備透過率不同的部位(低的部分),從而使熱圖像傳感器能夠取得每時每刻的蓋的溫度的熱圖像傳感器的例子進(jìn)行說明。
圖32A~圖32G是用于說明實(shí)施方式2的變形例10涉及的熱圖像傳感器的蓋的圖。對于與圖30、圖31相同的要素附帶相同標(biāo)記,省略詳細(xì)說明。
圖32A中示出了改變蓋構(gòu)件的一部分的厚度的情況下的一例。
圖32A所示的熱圖像傳感器1000b還具備蓋構(gòu)件35。
透鏡33使透過蓋構(gòu)件35的紅外光照射紅外線受光部34。
蓋構(gòu)件35配置于從透鏡33觀察的與紅外線受光部34相反的一側(cè),并具有透光性。蓋構(gòu)件35如上所述,由聚乙烯、鍺和硅等紅外線透過率高的材料構(gòu)成。另外,本變形例中蓋構(gòu)件35不通過旋轉(zhuǎn)部31a而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。換言之,旋轉(zhuǎn)部31a不使蓋構(gòu)件35旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,而是使紅外線受光部34和透鏡33以透鏡33的一部分為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
另外,蓋構(gòu)件35具有第1區(qū)域和第2區(qū)域,所述第1區(qū)域具有第1紅外線透過率,所述第2區(qū)域具有比第1紅外線透過率低的第2紅外線透過率。蓋構(gòu)件35的第2區(qū)域和第1區(qū)域由同一構(gòu)件構(gòu)成,第2區(qū)域的厚度大于第1區(qū)域的厚度。
更具體而言,如圖32A所示,蓋構(gòu)件35在第1區(qū)域中包含具有第1紅外線透過率的構(gòu)件35a,在第2區(qū)域中在構(gòu)件35a上層疊具有第1紅外線透過率的構(gòu)件35b。構(gòu)件35a和構(gòu)件35b由同一構(gòu)件構(gòu)成。
像這樣,圖32A所示的熱圖像傳感器1000b中,能夠通過改變第2區(qū)域的構(gòu)件的厚度,與第1區(qū)域相比降低第2區(qū)域的紅外線透過率。在此,第1紅外線透過率例如為40%以上,第2紅外線透過率例如為20%以下。另外,對于透過紅外線透過率低的第2區(qū)域的紅外線,蓋構(gòu)件的溫度的影響成為主導(dǎo),對于透過紅外線透過率高的第1區(qū)域的紅外線,蓋構(gòu)件的溫度的影響少,檢測對象物的溫度的影響成為主導(dǎo)。
因此,圖32A所示的熱圖像傳感器1000b,能夠利用通過接收透過第2區(qū)域的紅外線而得到的蓋構(gòu)件35的溫度,對通過接收透過第1區(qū)域的紅外線而得到的蓋構(gòu)件35和檢測對象物的溫度進(jìn)行補(bǔ)正,得到檢測對象物的溫度。
再者,在蓋構(gòu)件內(nèi)具備紅外線透過率不同的部位的情況下的例子不限于圖32A所示的情況。既可以是圖32B所示的熱圖像傳感器1000c,也可以是圖32C所示的熱圖像傳感器1000d。以下,以與圖32A不同的地方為主進(jìn)行說明。
圖32B中示出了具有顯示不同的紅外線透過率的第1區(qū)域和第2區(qū)域的蓋構(gòu)件的與圖32A不同的一例。
圖32B所示的熱圖像傳感器1000c還具備蓋構(gòu)件36。
透鏡33使透過蓋構(gòu)件36的紅外光照射紅外線受光部34。
蓋構(gòu)件36配置于從透鏡33觀察的與紅外線受光部34相反的一側(cè),并具有透光性。蓋構(gòu)件36如上所述由聚乙烯、鍺和硅等紅外線透過率高的材料構(gòu)成。
另外,蓋構(gòu)件36與蓋構(gòu)件35同樣不通過旋轉(zhuǎn)部31a而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。換言之,旋轉(zhuǎn)部31a不使蓋構(gòu)件36旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,而是使紅外線受光部34和透鏡33以透鏡33的一部分為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
蓋構(gòu)件36如圖32B所示具有第1區(qū)域和第2區(qū)域。蓋構(gòu)件36例如由 具有平板形狀的透光構(gòu)件構(gòu)成。另外,蓋構(gòu)件36的曲率半徑大于透鏡33的球面的曲率半徑。另外,在透鏡33中,蓋構(gòu)件36側(cè)的透鏡球面的曲率半徑與紅外線受光部34側(cè)的透鏡球面的曲率半徑不同的情況下,蓋構(gòu)件36的曲率半徑大于較小的透鏡球面的曲率半徑。另外,在透鏡33中,蓋構(gòu)件側(cè)的透鏡的形狀和紅外線受光部34側(cè)的透鏡的形狀的任一者可以為平面形狀。第2區(qū)域與透鏡33的距離大于第1區(qū)域與透鏡33的距離。更具體而言,入射到第2區(qū)域的紅外光從第2區(qū)域射出的位置(脫離位置)與透鏡33的旋轉(zhuǎn)中心(光心33a)之間的距離的最小值,大于入射到第1區(qū)域的紅外光從第1區(qū)域脫離的位置與透鏡33的旋轉(zhuǎn)中心之間的距離,無論所述入射到第1區(qū)域的紅外光從第1區(qū)域脫離的位置在什么位置。
另外,穿過第2區(qū)域和透鏡33的旋轉(zhuǎn)中心的紅外線之中,第2區(qū)域中的紅外光的光路長度大于穿過第1區(qū)域和透鏡33的旋轉(zhuǎn)中心的紅外光的第1區(qū)域中的光路長度。
該情況下,第1區(qū)域和第2區(qū)域的邊界部分包含于第2區(qū)域。像這樣,通過不使蓋構(gòu)件36旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,而是使紅外線受光部34和透鏡33以透鏡33的一部分為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,能夠改變光路長度。由此,能夠在蓋構(gòu)件36的第1區(qū)域中顯示第1紅外線透過率,在第2區(qū)域中顯示低于第1紅外線透過率的第2紅外線透過率。
另外,作為蓋構(gòu)件36的形狀,以平板形狀為例進(jìn)行了說明,但并不限定于此。蓋構(gòu)件36的形狀例如可以由具有彎曲的板狀形狀的透光構(gòu)件構(gòu)成。另外,蓋構(gòu)件36的曲率半徑大于透鏡33的球面的曲率半徑。
該情況下,在透鏡33中,蓋構(gòu)件36側(cè)的透鏡球面的曲率半徑與紅外線受光部34側(cè)的透鏡球面的曲率半徑不同的情況下,蓋構(gòu)件36的曲率半徑大于較小的透鏡球面的曲率半徑。另外,在透鏡33中,蓋構(gòu)件側(cè)的透鏡的形狀和紅外線受光部34側(cè)的透鏡的形狀的任一者可以為平面形狀。
通過采用這樣的結(jié)構(gòu),與蓋構(gòu)件36為平板形狀的情況相比,能夠減小入射第2區(qū)域的紅外光的入射角,因此能夠提高透過第2區(qū)域的紅外光的透過率。由此,與蓋構(gòu)件36為平板形狀的情況相比,紅外線受光部34能 夠檢測的第2區(qū)域的范圍變大。
再者,蓋構(gòu)件36與蓋構(gòu)件35相比,具有由于對蓋構(gòu)件的加工少從而能夠低成本地實(shí)現(xiàn)這樣的優(yōu)點(diǎn)。另一方面,蓋構(gòu)件35與蓋構(gòu)件36相比,具有能夠形成為小型且能夠以高強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)這樣的優(yōu)點(diǎn)。
圖32C中示出了具有顯示不同的紅外線透過率的第1區(qū)域和第2區(qū)域的蓋構(gòu)件的與圖32A不同的一例。
圖32C所示的熱圖像傳感器1000d還具備蓋構(gòu)件37。
透鏡33使透過蓋構(gòu)件37的紅外光照射紅外線受光部34。
蓋構(gòu)件37配置于從透鏡33觀察的與紅外線受光部34相反的一側(cè),并具有透光性。蓋構(gòu)件37如上所述,由聚乙烯、鍺和硅等紅外線透過率高的材料構(gòu)成。
另外,蓋構(gòu)件37與蓋構(gòu)件35、36同樣地,不通過旋轉(zhuǎn)部31a而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。換言之,旋轉(zhuǎn)部31a不使蓋構(gòu)件37旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,而是使紅外線受光部34和透鏡33以透鏡33的一部分為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
另外,蓋構(gòu)件37具有第1區(qū)域和第2區(qū)域,所述第1區(qū)域具有第1紅外線透過率,所述第2區(qū)域具有比第1紅外線透過率低的第2紅外線透過率。蓋構(gòu)件37的第1區(qū)域包含具有第1紅外線透過率的構(gòu)件35a,蓋構(gòu)件37的第2區(qū)域包含構(gòu)件35a和配置于構(gòu)件35a上的吸收紅外線的構(gòu)件37a。在此,構(gòu)件37a例如為紅外吸收材料,既可以涂布于構(gòu)件35a,也可以由吸收紅外線的黑膠帶制成。
蓋構(gòu)件37與蓋構(gòu)件36相比,具有能夠形成為小型且能夠以高強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)這樣的優(yōu)點(diǎn)。
再者,圖32B所示的熱圖像傳感器1000c不限于具備上述的蓋構(gòu)件36的情況。如圖32F所示,熱圖像傳感器1000c在蓋構(gòu)件36的第2區(qū)域可以還具備構(gòu)件38或構(gòu)件39。
在此,構(gòu)件38如圖32F所示配置于蓋構(gòu)件36的與透鏡33相反側(cè)的第2區(qū)域內(nèi)。構(gòu)件38如圖32D所示包含以一定的間隔配置的具有透光性的多個板狀構(gòu)件。
另一方面,構(gòu)件39如圖32F所示配置于蓋構(gòu)件36的與透鏡33相反側(cè)的第2區(qū)域內(nèi)。構(gòu)件39如圖32E所示包含周期性排列的具有透光性的分隔構(gòu)件。
像這樣,圖32F所示的熱圖像傳感器1000c通過進(jìn)一步具備構(gòu)件38或構(gòu)件39,能夠使蓋構(gòu)件36的第2區(qū)域的紅外線透過率(第2紅外線透過率)與第1區(qū)域的紅外線透過率(第1紅外線透過率)更明顯地不同。
并且,圖32F所示的熱圖像傳感器1000c通過進(jìn)一步具備構(gòu)件38或構(gòu)件39,能夠增強(qiáng)蓋構(gòu)件36的第2區(qū)域的結(jié)構(gòu),因此也發(fā)揮能夠增強(qiáng)蓋構(gòu)件36整體的結(jié)構(gòu)這樣的效果。
另外,同樣地,圖32A所示的熱圖像傳感器1000b也可以具備構(gòu)件38或構(gòu)件39。該情況下,如圖32G所示,熱圖像傳感器1000b具備構(gòu)件38或構(gòu)件39來代替構(gòu)件35b即可。
由此,圖32G所示的熱圖像傳感器1000b通過具備構(gòu)件38或構(gòu)件39來代替構(gòu)件35b,能夠增強(qiáng)蓋構(gòu)件36的第2區(qū)域的結(jié)構(gòu),因此也發(fā)揮能夠增強(qiáng)蓋構(gòu)件36整體的結(jié)構(gòu)這樣的效果。
以上,根據(jù)本變形例的熱圖像傳感器,能夠利用通過接收透過第2區(qū)域的紅外線而得到的蓋構(gòu)件的溫度,對通過接收透過第1區(qū)域的紅外線而得到的蓋構(gòu)件和檢測對象物的溫度進(jìn)行補(bǔ)正。由此,能夠準(zhǔn)確地對檢測對象物的溫度進(jìn)行檢測。即,根據(jù)本變形例的熱圖像傳感器,即使檢測了蓋構(gòu)件自身的溫度,也能夠得到每時每刻的蓋構(gòu)件的溫度和透過率,因此能夠通過補(bǔ)正處理準(zhǔn)確地對檢測對象物的溫度進(jìn)行檢測。
再者,本變形例中,對旋轉(zhuǎn)部31a勻速(即以一定的速度旋轉(zhuǎn))掃描對象空間(觀察區(qū))進(jìn)行了說明,但并不限定于此。也可以在蓋構(gòu)件的紅外線透過率不同的區(qū)域中改變掃描速度(轉(zhuǎn)速)。
即,旋轉(zhuǎn)部31a可以使紅外線受光部34接收透過第1區(qū)域的紅外光的期間的第1轉(zhuǎn)速、與紅外線受光部34接收透過第2區(qū)域的紅外光的期間的第2轉(zhuǎn)速不同,使紅外線受光部34和透鏡33旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
在此,第2轉(zhuǎn)速可以比第1轉(zhuǎn)速快。這是由于為了提高通過紅外線透 過率高的第1區(qū)域的紅外線的受光靈敏度,優(yōu)選減慢接收通過第1區(qū)域的紅外線的期間的掃描速度(轉(zhuǎn)速)。如果提高通過紅外線透過率高的第1區(qū)域的紅外線的受光靈敏度,則能夠提高來自觀察優(yōu)先級高的對象空間(觀察區(qū))的紅外線的受光靈敏度。另一方面,可以加快接收通過第2區(qū)域的紅外線的期間的掃描速度(轉(zhuǎn)速),只要能夠僅測量蓋構(gòu)件的溫度即可。
再者,本變形例的熱圖像傳感器只要能夠僅測量蓋構(gòu)件的溫度即可,因此可以限定接收通過第2區(qū)域的紅外線的期間。例如,可以在本變形例的熱圖像傳感器的掃描開始時接收通過第2區(qū)域的紅外線之后,每隔預(yù)定期間接收通過第2區(qū)域的紅外線。
另外,在蓋構(gòu)件的第2區(qū)域是與第1區(qū)域相比極小的區(qū)域的情況下,第2轉(zhuǎn)速可以比第1轉(zhuǎn)速慢。這是由于為了測量蓋構(gòu)件的溫度,需要切實(shí)地接收通過極小的第2區(qū)域的紅外線。
[實(shí)施方式2的變形例11]
實(shí)施方式2和變形例1~10涉及的熱圖像傳感器可以搭載于例如微波爐等電子烹飪設(shè)備。以下,對該情況的例子進(jìn)行說明。
圖33A是表示實(shí)施方式2的變形例11涉及的電子烹飪設(shè)備的一例的圖。圖33B是表示實(shí)施方式2的變形例11涉及的電子烹飪設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)的一例的圖。圖34是表示實(shí)施方式2的變形例11涉及的熱圖像傳感器的配置方法的圖。圖35是表示比較例中的熱圖像傳感器的配置方法的圖。
圖33A所示的電子烹飪設(shè)備2900具備載置板2901、頂板2902和受光傳感器2903。電子烹飪設(shè)備2900作為功能結(jié)構(gòu)具備受光傳感器2903、控制部2904和照射部2905。
載置板2901載置作為烹飪對象的對象物(例如對象物2906)。
受光傳感器2903例如為熱圖像傳感器1000a,配置于頂板2902。由此,熱圖像傳感器1000a配置于頂板2902,從而能夠掃描電子烹飪設(shè)備2900內(nèi)部的大范圍。再者,受光傳感器2903不限于熱圖像傳感器1000a的情況。既可以是實(shí)施方式2的變形例10中說明的熱圖像傳感器1000b~1000d,也可以是實(shí)施方式2和變形例1~8中說明的熱圖像傳感器。
另外,熱圖像傳感器1000a的旋轉(zhuǎn)部31a旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時的旋轉(zhuǎn)軸r2與頂板2902大致平行。在此,例如圖35所示的比較例,將熱圖像傳感器1000a的旋轉(zhuǎn)軸r2與頂板2902大致垂直地配置的情況下,熱圖像傳感器1000a的正下方的對象物2906成為死角而無法掃描。對此,例如圖34所示,通過將熱圖像傳感器1000a的旋轉(zhuǎn)軸r2與頂板2902大致平行地配置,能夠掃描熱圖像傳感器1000a的正下方的對象物2906。
照射部2905對烹飪對象物照射紅外光。照射部2905具備例如鹵素?zé)?、電熱絲等紅外光源(未圖示)。照射部2905能夠控制在電子烹飪設(shè)備2900的內(nèi)部紅外光源的照射區(qū)域。
紅外光源可以具有多個僅照射電子烹飪設(shè)備2900的內(nèi)部的一部分區(qū)域的光源。該情況下,能夠通過選擇照射部2905照射的光源來控制照射區(qū)域。另外也可以設(shè)為紅外光源具有1個光源。該情況下,照射部2905可以進(jìn)一步在該光源與烹飪對象物之間具備光遮蔽手段,通過利用光遮蔽手段遮蔽光源的照射區(qū)域而設(shè)定優(yōu)選的區(qū)域。再者,關(guān)于紅外光源,具有多個光源與具有1個光源的情況相比效率高,因而優(yōu)選。
另外,控制部2904控制電子烹飪設(shè)備2900的運(yùn)行??刂撇?904例如控制用于發(fā)揮電子烹飪設(shè)備2900的基本功能即由電磁場實(shí)現(xiàn)的電子烹飪功能的運(yùn)行。另外,控制部2904控制照射部2905,以使得紅外光源照射基于從受光傳感器2903取得的紅外線圖像而確定的對象物2906的位置。
例如,控制部2904在基于從受光傳感器2903取得的紅外線圖像而確定的對象物2906的溫度達(dá)到預(yù)定的溫度時,結(jié)束運(yùn)行。像這樣,電子烹飪設(shè)備2900通過具備受光傳感器2903,能夠使對象物2906達(dá)到與優(yōu)選的溫度更接近的溫度。
在此,控制部2904可以在基于從受光傳感器2903取得的紅外線圖像而確定的對象物2906的溫度上升的速度慢預(yù)定程度以上的情況下,控制照射部2903,以使得紅外光源照射對象物2906的位置。像這樣,電子烹飪設(shè)備2900通過具備受光傳感器2903和照射部2905,能夠基于由熱圖像傳感器測量的結(jié)果僅對溫度上升慢的加熱區(qū)域(對象物2906)集中加熱。由此, 電子烹飪設(shè)備2900能夠抑制對象物2906的溫度不均,并且進(jìn)行使對象物2906達(dá)到與優(yōu)選的溫度更接近的溫度的運(yùn)行。
另外,也考慮到存在多個對象物2906且溫度上升速度不同的情況,在飯盒的分區(qū)等中的食品等對象物2906內(nèi)存在溫度上升速度不同的多個區(qū)域的情況。這些情況下,控制部2904可以根據(jù)基于從受光傳感器2903取得的紅外線圖像而確定的對象物2906的溫度上升的速度的不同,將用于加熱的功率抑制為較低,進(jìn)行減慢加熱速度的運(yùn)行。由此,能夠抑制加熱速度的不均,從而能夠使對象物2906全體達(dá)到與優(yōu)選的溫度更接近的溫度。
再者,對電子烹飪設(shè)備2900具備照射部2905進(jìn)行了說明,但并不是必須的結(jié)構(gòu)。電子烹飪設(shè)備2900也可以不具備照射部2905。
另外可以設(shè)置成:電子烹飪設(shè)備2900還具備非接觸的水分測量裝置,水分測量裝置具備1.2μm~1.6μm的紅外光源和受光部。電子烹飪設(shè)備2900通過具備水分測量裝置,能夠?qū)ε腼儗ο笪镎丈浜猩鲜霾ㄩL的紅外光,接收在對象物2906表面反射的紅外光,從而計(jì)算對象物2906表面的紅外光吸收率。由于波長為1.2μm~1.6μm的紅外光容易被水吸收,因此表面的紅外吸收率越高,能夠推定對象物2906表面的水分含有率越高。
因此,通過電子烹飪設(shè)備2900還具備水分測量裝置,能夠進(jìn)行一邊測量對象物2906的水分量一邊加熱的運(yùn)行,從而能夠進(jìn)行控制加熱輸出以使對象物2906的水分量成為期望值的運(yùn)行。
另外,在電子烹飪設(shè)備2900具備照射部2905的情況下,電子烹飪設(shè)備2900求出對象物2906內(nèi)的水分量的分布(參差變動),控制照射部2905的照射區(qū)域,由此能夠減弱對于在加熱烹飪中水分量的減少劇烈的照射區(qū)域的加熱等,減輕每個區(qū)域的水分量的不均。由此,能夠抑制對象物2906的溫度極度升高,或?qū)ο笪?906的水分量極度減少。由此,發(fā)揮能夠抑制對象物2906即食品的味道變差的效果。
[實(shí)施方式2的變形例12]
實(shí)施方式2的變形例9中,對熱圖像傳感器的旋轉(zhuǎn)中心與透鏡的光心大致一致的情況下的例子進(jìn)行了說明。
通過利用實(shí)施方式2的變形例9涉及的熱圖像傳感器,能夠確認(rèn)在設(shè)置有該熱圖像傳感器的設(shè)備中該熱圖像傳感器的旋轉(zhuǎn)軸、視野中心是否偏移。以下,利用附圖對該情況下的例子進(jìn)行說明。
圖36是表示實(shí)施方式2的變形例12涉及的熱圖像傳感器的一例的圖。再者,對與圖31相同的要素附帶相同標(biāo)記,省略詳細(xì)說明。
圖36中示出了在實(shí)施方式2的變形例9涉及的熱圖像傳感器1000a上安裝有蓋構(gòu)件35,在與該熱圖像傳感器1000a分開預(yù)定距離的位置,作為溫度不同的構(gòu)件配置有熱的構(gòu)件38以及冷的構(gòu)件39a和39b的狀態(tài)。
熱的構(gòu)件38是具有比冷的構(gòu)件39a和39b高的溫度的構(gòu)件。冷的構(gòu)件39a和39b是具有比熱的構(gòu)件38低的溫度的構(gòu)件。它們的溫度差越大越好,但只要能夠從熱圖像傳感器1000a取得的熱圖像中高精度地識別出存在于冷的構(gòu)件39a和39b之間(間隙)的熱的構(gòu)件38即可。
另外,從熱圖像傳感器1000a觀察,熱的構(gòu)件38設(shè)置于冷的構(gòu)件39a和39b之間,冷的構(gòu)件39a和39b之間(間隙)被設(shè)置為包含熱圖像傳感器1000a的視野中心的位置。
由此,實(shí)施方式2的變形例12涉及的熱圖像傳感器1000a,通過取得溫度不同的構(gòu)件即熱的構(gòu)件38以及冷的構(gòu)件39a和39b的熱圖像,能夠確認(rèn)熱圖像傳感器1000a的旋轉(zhuǎn)軸r2、視野中心是否偏移。
圖37是表示設(shè)置有圖36所示的熱圖像傳感器1000a的設(shè)備的一例的圖。
圖37中作為設(shè)備的一例示出了空調(diào)機(jī)10A。該空調(diào)機(jī)10A中,熱圖像傳感器13A設(shè)置于傳感器設(shè)置空間131。
空調(diào)機(jī)10A除了圖37所示的結(jié)構(gòu)以外,與圖1所示的空調(diào)裝置10相同,因此省略詳細(xì)說明。
熱圖像傳感器13A是圖36所示的熱圖像傳感器1000a。熱圖像傳感器13A中,旋轉(zhuǎn)中心與透鏡的光心大致一致即可,因此也可以是實(shí)施方式2的變形例9涉及的熱圖像傳感器1000a。
傳感器設(shè)置空間131是設(shè)置熱圖像傳感器13A的空間。本變形例中, 在傳感器設(shè)置空間131的端部設(shè)置有中心穿孔的低溫構(gòu)件132、和高溫構(gòu)件133。
從圖像傳感器13A觀察,低溫構(gòu)件132和高溫構(gòu)件133設(shè)置于測量對象區(qū)域的相反側(cè)和/或旁邊等不給測量對象區(qū)域帶來影響的位置。圖36所示的例子中,作為從熱圖像傳感器13A觀察的旁邊的位置,設(shè)置于傳感器設(shè)置空間131的右側(cè)的端部。
低溫構(gòu)件132是圖36中的冷的構(gòu)件39a和39b。低溫構(gòu)件132是非發(fā)熱構(gòu)件,例如可以是在傳感器設(shè)置空間131的內(nèi)側(cè)面穿孔的構(gòu)件。該孔如上所述預(yù)先形成為從熱圖像傳感器13A觀察時成為視野中心的位置。
高溫構(gòu)件133是圖36中的熱的構(gòu)件38。高溫構(gòu)件133是發(fā)熱構(gòu)件,例如可以是與傳感器設(shè)置空間131相鄰的空調(diào)機(jī)10A的電路。這是由于如果是空調(diào)機(jī)10A的電路,則會在空調(diào)機(jī)10A的使用中發(fā)熱。當(dāng)然也可以是與該電路相獨(dú)立的專用構(gòu)件。
像這樣,空調(diào)機(jī)10A通過設(shè)置溫度不同的構(gòu)件,能夠確認(rèn)熱圖像傳感器13A的旋轉(zhuǎn)軸是否傾斜,或熱圖像傳感器13A的視野中心是否偏移。由此,能夠通過在熱圖像傳感器13從設(shè)計(jì)中心偏移而設(shè)置的情況等進(jìn)行補(bǔ)正,由此適當(dāng)?shù)卦O(shè)定檢測對象空間(觀察區(qū))。
[其它變形例]
實(shí)施方式2涉及的熱圖像傳感器,基本上與熱圖像傳感器30和1000相同,具備旋轉(zhuǎn)部31、各種形態(tài)的受光傳感器、和透鏡33。
但是,熱圖像傳感器的結(jié)構(gòu)并不限定于這樣的結(jié)構(gòu)。例如,也考慮了不設(shè)置旋轉(zhuǎn)部31的結(jié)構(gòu)。圖38是表示使受光傳感器(受光元件)移動的結(jié)構(gòu)的熱圖像傳感器的一例的圖。
圖38所示的熱圖像傳感器2700,與圖2中說明的熱圖像傳感器同樣地具備透鏡22,并且與圖15的(a)所示的熱圖像傳感器1400a同樣地具備配置有受光元件的受光傳感器2701。受光傳感器2701在透鏡22的背面(觀察對象的相反側(cè))移動(掃描)。再者,熱圖像傳感器2700作為一例構(gòu)成與熱圖像傳感器1400a同樣的觀察區(qū),但熱圖像傳感器2700中的受光元件的配 置可以根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)而左右、上下顛倒。
另外,也可以通過除了受光傳感器以外的構(gòu)成要素移動來進(jìn)行掃描。圖39是表示通過除了受光傳感器以外的構(gòu)成要素移動來進(jìn)行掃描的熱圖像傳感器的一例的圖。
如圖39所示,熱圖像傳感器2800具備反射鏡2801、透鏡2802和受光傳感器2803。反射鏡2801將從觀察對象放射的紅外線反射,使其入射到透鏡2802。受光傳感器2803接收由反射鏡2801反射并通過透鏡2802的紅外線。
該例中,受光傳感器2803自身不移動或旋轉(zhuǎn),而通過反射鏡2801旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行掃描。再者,反射鏡的旋轉(zhuǎn)通過驅(qū)動部(未圖示)等進(jìn)行。
另外,熱圖像傳感器2800中,在反射鏡2801與受光傳感器2803之間配置透鏡2802,但透鏡2802既可以貼合在反射鏡2801的反射面上,也可以配置于反射鏡2801與觀察對象之間。另外,也可以是省略透鏡2802,使反射鏡2801成為凹面鏡那樣的結(jié)構(gòu)。
再者,熱圖像傳感器2700和2800中,受光元件的配置為圖15的(a)所示的配置,但也可以是除此以外的配置。
另外,上述實(shí)施方式2所示的能夠測量運(yùn)動物體和/或高分辨率化的熱圖像傳感器的觀察像素的配置、圖像處理方法,能夠普遍適用于通過使用線傳感器掃描而生成圖像的圖像傳感器。這樣的觀察像素的配置、圖像處理方法,例如也可以用于在工廠的生產(chǎn)線中所使用的采用線傳感器的檢查裝置。
另外,通過使實(shí)施方式1涉及的空調(diào)裝置10具備實(shí)施方式2涉及的熱圖像傳感器,空調(diào)裝置10能夠更準(zhǔn)確地檢測用戶,測量用戶的體表溫度從而進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。
[總結(jié)]
實(shí)施方式2涉及的熱圖像傳感器,具備檢測觀察區(qū)(以下也記為檢測區(qū)域)的紅外線的多個紅外線受光元件(以下也記為紅外線檢測元件)、和為了使多個紅外線檢測元件檢測成為1個熱圖像的對象的區(qū)域的紅外線而沿掃 描方向掃描檢測區(qū)域的掃描部。并且,多個紅外線檢測元件包含在預(yù)定方向(例如旋轉(zhuǎn)部31的旋轉(zhuǎn)方向)上的配置位置不同的紅外線檢測元件。在此,預(yù)定方向在多個紅外線檢測元件的配置中相當(dāng)于掃描方向。
例如,多個紅外線檢測元件如圖15所示的第二受光元件列1402a那樣,在與預(yù)定方向和垂直于預(yù)定方向的方向的任一方向交叉的方向上排列配置。
另外,例如多個紅外線檢測元件包含分別由多個紅外線檢測元件的一部分構(gòu)成、在預(yù)定方向上的位置相互不同的多個元件列。這樣的元件列的一例為圖12、圖14等所示的一維受光傳感器32a、32b和32c。
另外,多個元件列可以包含由在與預(yù)定方向垂直的方向上排列的紅外線檢測元件構(gòu)成的元件列,以及由在預(yù)定方向上、和與垂直于預(yù)定方向的方向的任意方向交叉的方向上排列的紅外線檢測元件構(gòu)成的元件列。這樣的元件列的一例為圖15的第一受光元件列1401a和第二受光元件列1402a。
另外,如圖19所示,多個元件列之中,構(gòu)成一個元件列的紅外線檢測元件的數(shù)量,可以與構(gòu)成其它元件列的紅外線檢測元件的數(shù)量不同。
另外,如圖17和圖18所示,多個紅外線檢測元件可以包含形狀、熱容量、大小和材料的任一者不同的至少2種紅外線檢測元件。
另外,實(shí)施方式2涉及的熱圖像傳感器的掃描部,可以通過使多個紅外線檢測元件在預(yù)定方向上移動而沿掃描方向掃描檢測區(qū)域。這樣的掃描部例如為旋轉(zhuǎn)部31。
另外,上述掃描部可以通過移動使來自對象物的紅外線入射多個紅外線檢測元件的光學(xué)系統(tǒng)而沿掃描方向掃描檢測區(qū)域。這樣的掃描部,例如是將圖38所示的透鏡22驅(qū)動的結(jié)構(gòu)、使圖39所示的反射鏡2801旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施方式2涉及的熱圖像傳感器比呈矩陣狀配置有紅外線檢測元件的熱圖像傳感器20便宜,并且比呈線狀配置有紅外線檢測元件的熱圖像傳感器30更適合人的活動量的測定。
(實(shí)施方式3)
在實(shí)施方式3中,對基于車內(nèi)的溫度分布而進(jìn)行車內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)的車載空調(diào)裝置和運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行說明。再者,實(shí)施方式3涉及的車載空調(diào)裝置,由于是將實(shí)施方式1涉及的空調(diào)裝置10應(yīng)用于運(yùn)輸設(shè)備,因此省略部分重復(fù)說明。
另外,實(shí)施方式3涉及的運(yùn)輸設(shè)備是具備實(shí)施方式1或以下所示的空調(diào)裝置、各種測量裝置(濕度計(jì)、散射光量測量裝置等)的運(yùn)輸設(shè)備。在本實(shí)施方式中,對將具備熱圖像傳感器的空調(diào)裝置應(yīng)用于運(yùn)輸設(shè)備的例子進(jìn)行說明,但也可以是具備熱圖像傳感器的運(yùn)輸設(shè)備。
實(shí)施方式3涉及的車載空調(diào)裝置具備熱交換裝置和送風(fēng)裝置,通過將從車內(nèi)進(jìn)入空調(diào)裝置內(nèi)的空氣加熱或冷卻并向車內(nèi)放出從而進(jìn)行車內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)。另外,與實(shí)施方式1同樣地,通過具備測量用戶的溫度的裝置,基于用戶的體表溫度來控制熱交換裝置和送風(fēng)裝置,從而能夠進(jìn)行與用戶的狀態(tài)相結(jié)合的空氣調(diào)節(jié)。
[結(jié)構(gòu)]
以下,對實(shí)施方式3涉及的車載空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)的2個例子進(jìn)行說明。圖40是表示實(shí)施方式3涉及的車載空調(diào)裝置的第1例的圖。圖41是表示實(shí)施方式3涉及的車載空調(diào)裝置的第2例的圖。圖40所示的車載空調(diào)裝置3100和圖41所示的車載空調(diào)裝置3200,作為熱交換裝置具備壓縮機(jī)3000,并且還具備蒸發(fā)器3001、冷凝器3002、接收器3003。
首先,對制冷時的動作進(jìn)行說明。由壓縮機(jī)3000壓縮的制冷劑被投入冷凝器3002,通過外部氣體進(jìn)行冷卻。由此進(jìn)行了液化的制冷劑被送到接收器3003。被送到接收器3003的制冷劑分離為已液化的制冷劑和未液化的制冷劑,通過干燥機(jī)等除去水分。
已液化的制冷劑,從膨脹閥的微小噴嘴孔噴射到蒸發(fā)器3001內(nèi)氣化,取得蒸發(fā)器3001周圍的熱,由此使蒸發(fā)器3001冷卻。由吸氣裝置3005從車內(nèi)吸入的空氣與被冷卻的蒸發(fā)器3001接觸,通過送風(fēng)裝置3004返回車內(nèi)。從送風(fēng)裝置送到車內(nèi)的空氣,由于接觸蒸發(fā)器3001而被冷卻,因此 能夠降低車內(nèi)的空氣的溫度。
另外,在供暖時采用與一般的車載空調(diào)裝置同樣地利用發(fā)動機(jī)的排熱的方法。但電力運(yùn)輸設(shè)備等發(fā)熱量小的車的情況下,優(yōu)選與用于家庭等的空調(diào)裝置同樣地利用壓縮機(jī)進(jìn)行供暖,由此成為效率更高的車載空調(diào)裝置。
車載空調(diào)裝置3100和3200具備如上述那樣將車內(nèi)的空氣加熱或冷卻的裝置,并且具備測量用戶的溫度的裝置。以下對測量用戶的溫度的裝置進(jìn)行說明。
車載空調(diào)裝置3100為了測量用戶的溫度,在方向盤、座椅等與用戶接觸的部位設(shè)置溫度傳感器3006。
與此相對,車載空調(diào)裝置3200為了測量用戶的溫度,在車內(nèi)設(shè)置熱圖像傳感器3101。在此,熱圖像傳感器3101可以是任意熱圖像傳感器。作為熱圖像傳感器3101,例如采用在實(shí)施方式1、2和4中說明的熱圖像傳感器。
像車載空調(diào)裝置3100那樣使用多個溫度傳感器的方法,在能夠更低成本地測量用戶身體各部位的溫度這一點(diǎn)上優(yōu)選。與此相對,像車載空調(diào)裝置3200那樣使用熱圖像傳感器3101的方法,在能夠通過1個傳感器來實(shí)現(xiàn)方向盤、座椅接觸不到的部位的測量、車內(nèi)的環(huán)境溫度的測量這一點(diǎn)上優(yōu)選。
另外,可以并用接觸型的溫度傳感器和熱圖像傳感器這兩者。由此,能夠測量用戶身體更多部位的溫度,能夠更準(zhǔn)確地進(jìn)行與用戶的體表溫度相結(jié)合的空氣調(diào)節(jié)。
再者,車載空調(diào)裝置3200的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與在實(shí)施方式1中說明的空調(diào)裝置10(或空調(diào)裝置10a)相同,因此省略詳細(xì)說明。車載空調(diào)裝置3200與實(shí)施方式1同樣地基于熱圖像傳感器3101的輸出,計(jì)算用戶就坐的座椅的位置、用戶的體表溫度、用戶周圍的車窗玻璃等的溫度。另外,通過車載空調(diào)裝置3200的設(shè)備控制部調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速、風(fēng)量,進(jìn)行與用戶的狀態(tài)、環(huán)境相結(jié)合的空氣調(diào)節(jié)。
另外,優(yōu)選熱圖像傳感器3101的觀察區(qū)(未圖示)中至少包含司機(jī)座位 的一部分,由此能夠進(jìn)行與司機(jī)的體表溫度相結(jié)合的空氣調(diào)節(jié)。
另外,熱圖像傳感器3101的觀察區(qū)中可以僅包含司機(jī)的方向盤周邊。由此,能夠利用最小限度的觀察區(qū)進(jìn)行與司機(jī)的體表溫度(手的溫度)相結(jié)合的空氣調(diào)節(jié)。熱圖像傳感器3101與設(shè)置于方向盤的接觸式的溫度傳感器不同,無論用戶握的方向盤的位置如何,都能夠即時測量用戶的手的溫度。另外,由于觀察區(qū)小,可低成本低得到分辨率高的熱圖像數(shù)據(jù),也能夠提高手溫度測量精度。
另外,熱圖像傳感器3101的觀察區(qū)中除了司機(jī)座位以外還可以包含乘客座位。由此,能夠進(jìn)行分別與司機(jī)和乘客座位上的同行者相結(jié)合的空氣調(diào)節(jié)。
另外,熱圖像傳感器3101的觀察區(qū)中可以如圖41所示的觀察區(qū)3102那樣包含后排座椅。由此,能夠進(jìn)行與包含后排座椅的同行者在內(nèi)的各同行者的體表溫度相結(jié)合的空氣調(diào)節(jié)。
另外,在實(shí)施與多個用戶相結(jié)合的車內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)的情況下,優(yōu)選車載空調(diào)裝置3100和3200具備多個送風(fēng)裝置。由此,車載空調(diào)裝置3100和3200能夠準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)各用戶的周圍的空氣溫度。
另外,更優(yōu)選車載空調(diào)裝置3100和3200具備多個吸氣裝置。由此,車載空調(diào)裝置3100和3200能夠準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)各用戶周圍的空氣溫度。
[用戶界面]
另外,車載空調(diào)裝置3100和3200優(yōu)選具備用戶界面。車載空調(diào)裝置3100和3200特別優(yōu)選具備在實(shí)施方式1中利用圖11A~圖11C說明的用戶界面。
另外,上述送風(fēng)裝置、吸氣裝置和用戶界面最優(yōu)選按每個座椅單獨(dú)設(shè)置。由此,就坐在各座椅的用戶能夠各自設(shè)定溫度。
另外,上述送風(fēng)裝置、吸氣裝置和用戶界面優(yōu)選為一體型??蓪?shí)現(xiàn)更便宜的車載空調(diào)裝置。
另外,沒有按每個座椅設(shè)置送風(fēng)裝置的運(yùn)輸設(shè)備中,優(yōu)選能夠從上述用戶界面上選擇以乘車中的坐在哪個座位上的用戶為優(yōu)先。該情況下,車 載空調(diào)裝置3100和3200進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)以使所選擇的用戶的體表溫度成為目標(biāo)溫度。這與按每個座椅單獨(dú)設(shè)置送風(fēng)裝置的情況相比,可實(shí)現(xiàn)便宜的車載空調(diào)裝置。
另外,沒有按每個座椅設(shè)置用戶界面的運(yùn)輸設(shè)備中,可以設(shè)置能夠掌握全部座椅的狀態(tài)的用戶界面。圖42是表示實(shí)施方式3涉及的用戶界面的一例的圖。如圖42所示的用戶界面設(shè)置于司機(jī)座位周邊,從而使司機(jī)能夠控制所有座椅的空氣調(diào)節(jié)。
另外,圖42的用戶界面對各座椅附帶表示座椅的位置的A~E等標(biāo)記,在各座椅上顯示人型的圖標(biāo)。人型的圖標(biāo)中,各用戶的體表溫度由顏色表示(在圖中以顏色的深淺表示)。人型的圖標(biāo)在座椅上存在用戶的情況下以實(shí)線表示,在座椅上不存在用戶的情況下以虛線表示。由此,可更直觀地掌握車內(nèi)的用戶的狀態(tài)。另外,根據(jù)熱圖像數(shù)據(jù)來判斷是否存在用戶。例如,將是否存在30℃以上的物體作為判斷條件。
另外,用戶界面中顯示與各用戶相對的目標(biāo)溫度,可以由每個用戶變更目標(biāo)溫度。圖42的用戶界面中顯示出指示A座椅的圖標(biāo)的腳的框和指示B座椅的圖標(biāo)的手的框,在各框的內(nèi)部顯示出目標(biāo)溫度。這意味著對于A座椅的用戶設(shè)定腳的溫度28℃為目標(biāo),對于B座椅的用戶設(shè)定手的溫度30℃為目標(biāo)。
另外,對于C座椅的圖標(biāo),顯示了沒有指示圖標(biāo)的部位的框,這意味著對于C座椅的用戶設(shè)定環(huán)境(周圍的空氣的)溫度25℃為目標(biāo)。
通過這樣的顯示,能夠一眼便掌握車內(nèi)的目標(biāo)溫度。
另外,如圖42所示,用戶界面中可以顯示方向盤的標(biāo)志。由此,能夠更直觀地掌握司機(jī)的位置。
另外,如圖42所示,在車載空調(diào)裝置3100和3200搭載于電動汽車、燃料汽車等的情況下,可以根據(jù)剩余燃料和當(dāng)前的空調(diào)的設(shè)定狀態(tài)來推定能夠行駛的剩余距離,并顯示推定出的距離。由此,用戶能夠?qū)崟r地掌握剩余的可行駛距離。
另外,如圖42所示,用戶界面中可以顯示與目的地的距離和目的地到 達(dá)概率。由此,用戶能夠考慮到目的地到達(dá)概率,調(diào)節(jié)空氣調(diào)節(jié)。
另外,如圖42所示,用戶界面中可以包含使可行駛距離和目的地到達(dá)概率增減的手段(例如三角形的圖表)。由此,能夠從空氣調(diào)節(jié)和目的地到達(dá)概率之中選擇用戶優(yōu)先考慮的一方。
例如,用戶將可行駛距離設(shè)定為110km時,為了實(shí)現(xiàn)所設(shè)定的可行駛距離,自動變更對于各用戶的目標(biāo)溫度(設(shè)定溫度)。為了延長可行駛距離,在供暖的情況下降低各用戶的設(shè)定溫度,在制冷的情況下提高各用戶的設(shè)定溫度。
與目的地到達(dá)概率的情況同樣地,例如用戶將目的地到達(dá)概率設(shè)定為90%的情況下,變更目標(biāo)溫度以使目的地到達(dá)概率變?yōu)?0%。
另外,熱圖像傳感器3101的觀察區(qū)3102中可以包含車窗玻璃。通過車載空調(diào)裝置3200測量車窗玻璃的溫度,能夠考慮從車窗玻璃對用戶的輻射熱。由此,車載空調(diào)裝置3200能夠更準(zhǔn)確地測定用戶的溫冷感,實(shí)現(xiàn)與溫冷感相應(yīng)的空氣調(diào)節(jié)。
另外,更優(yōu)選熱圖像傳感器3101的觀察區(qū)3102中包含司機(jī)座椅側(cè)和乘客座椅側(cè)的兩側(cè)的車窗玻璃。由此,車載空調(diào)裝置3200能夠結(jié)合來自司機(jī)座椅側(cè)和乘客座椅側(cè)各自的車窗玻璃的輻射量,進(jìn)行各座椅的空氣調(diào)節(jié)。例如,越接近高溫的(輻射量多的)車窗玻璃的座椅,目標(biāo)溫度設(shè)定為越低。
[結(jié)露的預(yù)測]
另外,熱圖像傳感器3101的觀察區(qū)3102中優(yōu)選包含擋風(fēng)玻璃。由此,能夠進(jìn)行后述的結(jié)露的預(yù)測。圖43是表示在觀察區(qū)中包含擋風(fēng)玻璃的車載空調(diào)裝置的圖。
圖43所示的車載空調(diào)裝置3300的觀察區(qū)3201中包含擋風(fēng)玻璃3203。并且,圖43所示的車載空調(diào)裝置3300還具備濕度計(jì)3202,能夠根據(jù)車內(nèi)的濕度和由熱圖像傳感器3101得到的擋風(fēng)玻璃3203的溫度(飽和蒸氣壓)這兩者來計(jì)算擋風(fēng)玻璃3203表面的濕度。由此,車載空調(diào)裝置3300能夠預(yù)測擋風(fēng)玻璃3203的結(jié)露,能夠在擋風(fēng)玻璃3203結(jié)露之前通過吸入車外的空氣來防止結(jié)露。
另外,車載空調(diào)裝置3300除了通過吸入車外的空氣而實(shí)現(xiàn)的換氣以外,可以具備對車內(nèi)的空氣進(jìn)行除濕的手段。由此,車載空調(diào)裝置3300在車外的空氣污濁的情況下,能夠不進(jìn)行換氣地防止結(jié)露。
另外,如上述所示,測量司機(jī)座椅、乘客座椅、兩側(cè)的車窗玻璃、以及擋風(fēng)玻璃3203等廣域的溫度的熱圖像傳感器3101,優(yōu)選為具備如實(shí)施方式1和2所示的旋轉(zhuǎn)部31的結(jié)構(gòu)。這是由于可低成本地實(shí)現(xiàn)大范圍且高分辨率的熱圖像傳感器3101。
另外,濕度計(jì)3202既可以是與熱圖像傳感器3101一體型的,也可以是相獨(dú)立的。濕度計(jì)3202與熱圖像傳感器3101相獨(dú)立的情況下,可以設(shè)置成:濕度計(jì)3202和熱圖像傳感器3101分別具備通信部,車載空調(diào)裝置3300具備結(jié)合從上述通信部發(fā)送的兩者的信息來預(yù)測結(jié)露的信號處理部。
接著,對基于結(jié)露預(yù)測的換氣動作進(jìn)行說明。圖44是基于結(jié)露預(yù)測的換氣動作的流程圖。
車載空調(diào)裝置3300的信號處理部,利用熱圖像傳感器3101測量擋風(fēng)玻璃的溫度(S21),利用濕度計(jì)3202測量濕度(取得濕度計(jì)3202的傳感器輸出)(S22)。并且,信號處理部基于這些測量結(jié)果來預(yù)測結(jié)露,即計(jì)算擋風(fēng)玻璃表面的濕度(S23)。
在擋風(fēng)玻璃表面的濕度低于任意的閾值(例如95%)的情況下,信號處理部判斷為“未結(jié)露”(S24中為否),并定期繼續(xù)進(jìn)行擋風(fēng)玻璃表面溫度和濕度的測量(S21和S22)。
在擋風(fēng)玻璃表面的濕度為閾值以上的情況下,信號處理部判斷為“會結(jié)露”(S24中為是),向用戶確認(rèn)是否進(jìn)行換氣(S25)。此時,向用戶的確認(rèn)既可以通過聲音進(jìn)行,也可以經(jīng)由汽車導(dǎo)航系統(tǒng)等的顯示屏通過文字顯示來進(jìn)行。用戶對此通過聲音、面板操作等進(jìn)行回答,在用戶不準(zhǔn)許換氣的情況下(S26中為否),信號處理部停止處理。再者,該情況下可以設(shè)置成,信號處理部待機(jī)任意的時間后,再次向用戶確認(rèn),在持續(xù)多次沒有獲得準(zhǔn)許的情況下停止處理。
另一方面,在用戶準(zhǔn)許換氣的情況下(S26中為是),信號處理部開始換 氣(S27)。
再者,車載空調(diào)裝置3300具備除濕手段的情況下,如圖45所示,在用戶不準(zhǔn)許換氣的情況下(S26中為否),可以使除濕機(jī)工作(打開)(S28)。由此,車載空調(diào)裝置3300能夠不進(jìn)行換氣地防止結(jié)露。該情況下可以設(shè)置成:信號處理部在除濕機(jī)打開之前,對用戶確認(rèn)是否打開除濕機(jī)。
另外,車載空調(diào)裝置3300優(yōu)選具備測量車外空氣狀態(tài)的手段。例如,車載空調(diào)裝置3300具備測量車外的一氧化碳濃度、烴濃度的光譜傳感器,由此能夠進(jìn)行將車外空氣狀態(tài)考慮在內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)。例如,能夠選擇在車外空氣清新的(一氧化碳濃度、烴濃度低的)情況下實(shí)施換氣,在窗外空氣污濁的(一氧化碳濃度、烴濃度高的)情況下使用除濕器等。另外,可以設(shè)置在該選擇時用于將車外空氣狀態(tài)通知用戶并確認(rèn)用戶的判斷的聲音和/或觸摸屏等的用戶界面。由此,能夠進(jìn)行符合用戶意愿的空氣調(diào)節(jié)。
另外,設(shè)有車載空調(diào)裝置3300的運(yùn)輸設(shè)備(移動體),可以具備測量擋風(fēng)玻璃外表面和內(nèi)表面的光的散射量的散射光量測量手段。圖46是表示具備散射光量測量手段的運(yùn)輸設(shè)備的圖。
圖46所示的運(yùn)輸設(shè)備3400具備散射光量測量手段3501。由此,例如,盡管車內(nèi)側(cè)擋風(fēng)玻璃的表面濕度低至80%以下,但在擋風(fēng)玻璃外表面和內(nèi)表面光的散射量增加的情況下,可以判斷為在擋風(fēng)玻璃的外(車外)側(cè)發(fā)生結(jié)露。
另外,在擋風(fēng)玻璃的外側(cè)結(jié)露的情況下,運(yùn)輸設(shè)備3400優(yōu)選自動使雨刷器工作消除由結(jié)露導(dǎo)致的散射。由此,可實(shí)現(xiàn)不需要用戶去確認(rèn)是車內(nèi)還是車外的結(jié)露,自動除去結(jié)露的系統(tǒng)。
作為散射光量測量手段3501,例如采用具有激光光源和光電二極管,對擋風(fēng)玻璃傾斜地照射激光,利用光電二極管測量通過反向散射而返回來的激光的光量的結(jié)構(gòu)。
另外,作為散射光量測量手段3501的另一例,可舉出使用透過擋風(fēng)玻璃拍攝前方的攝像頭的結(jié)構(gòu)。在由攝像頭取得的圖像中,結(jié)露的部分相鄰的像素間的顏色的變化小,未結(jié)露的部分的圖像在行駛中持續(xù)發(fā)生大的變 化。因此,能夠測量光的散射。
另外,設(shè)有車載空調(diào)裝置3300的運(yùn)輸設(shè)備(移動體),具備散射光量測量手段3501,但不限于此。可以代替散射光量測量手段3501,具備通過光譜檢測水分的手段。水分會吸收1.2-1.6μm的光,因此水分檢測手段可以具有能夠檢測1.2-1.6μm的波長帶的光強(qiáng)度的紅外光接收設(shè)備。作為能夠測量1.2-1.6μm的波長帶的光強(qiáng)度的紅外光接收設(shè)備,有InGaAs傳感器、熱電堆、輻射熱測量計(jì)等。水分檢測手段通過具備這樣的紅外光接收設(shè)備,能夠測量擋風(fēng)玻璃的外表面和內(nèi)表面的水分量。
另外,水分檢測手段可以具有對0.3-1.2μm中的任一波長都具有靈敏度的可見光檢測傳感器和對1.2-1.6μm中的任一波長都具有靈敏度的紅外光檢測傳感器。由于水不吸收1.2μm以下的光,因此水分檢測手段能夠更準(zhǔn)確地檢測水分量。
另外,設(shè)有車載空調(diào)裝置3300的運(yùn)輸設(shè)備(移動體),除了水分檢測手段以外還可以具備光源。由此,即使在沒有陽光的夜晚也能夠更準(zhǔn)確地測量水分量。
像這樣,通過設(shè)有車載空調(diào)裝置3300的運(yùn)輸設(shè)備(移動體)具備水分檢測手段,能夠判斷水分附著于擋風(fēng)玻璃。
例如,在擋風(fēng)玻璃的外表面存在水分,但能夠判斷為車內(nèi)(室內(nèi))側(cè)的擋風(fēng)玻璃的內(nèi)表面不會結(jié)露的情況下,可以判斷是由下雨、隧道內(nèi)結(jié)露等而使水分附著于車外側(cè),從而使雨刷器工作。
再者,水分檢測手段可以如圖47所示與設(shè)置于車輛3500的車內(nèi)頂面的熱圖像傳感器3503一并配置。熱圖像傳感器3503只要是在實(shí)施方式1~3中說明的熱圖像傳感器則可以是任一者。根據(jù)該結(jié)構(gòu),水分檢測手段不僅能夠透過車輛3500的擋風(fēng)玻璃3504檢測前方,還能夠?qū)⒃撉胺降膹乃椒较蛳蛳?0度方向包含在視野中。當(dāng)然,只要能夠包含該視野,可以不配置在車輛3500的車內(nèi)頂面。由此,不僅能夠檢測擋風(fēng)玻璃的外表面、內(nèi)表面的水分,還能夠用于檢測前方道路的路面凍結(jié)。
在此,例如圖48所示,擋風(fēng)玻璃3504的外表面(外側(cè))存在水分3505 的情況下,水分檢測裝置經(jīng)由擋風(fēng)玻璃3504接收來自前方的光。水分檢測裝置接收的光之中1.2-1.6μm的光被水分吸收,因此能夠檢測到水分。但是,僅依靠接收的光無法識別是附著在擋風(fēng)玻璃3504的水分3505還是前方路面的水分。因此,水分檢測裝置通過利用水分增加速度信息能夠識別是附著在擋風(fēng)玻璃3504的水分3505還是前方路面的水分。這是由于附著在擋風(fēng)玻璃3504的水分3505的增加比車輛3500行駛中的路面水分的增加慢。
另外,運(yùn)輸設(shè)備3400(或車載空調(diào)裝置3300)可以具備通信部。由此,能夠在云上共享在擋風(fēng)玻璃外側(cè)結(jié)露時運(yùn)輸設(shè)備3400行駛的場所(地域)。因此,運(yùn)輸設(shè)備3400能夠?qū)Σ痪邆渖鲜錾⑸涔饬繙y量裝置3501的其它運(yùn)輸設(shè)備提示擋風(fēng)玻璃會結(jié)露的地域。
另外,運(yùn)輸設(shè)備3400(或車載空調(diào)裝置3300)具備通信部的情況下,運(yùn)輸設(shè)備3400能夠經(jīng)由通信部,從用戶家里的系統(tǒng)總線、微波爐等烹飪家電取得在乘車前用戶洗過澡、吃過飯之類的歷史信息。通過利用像這樣取得的信息,可實(shí)現(xiàn)更適合用戶的溫冷感的空氣調(diào)節(jié)。
[實(shí)施方式3的變形例]
實(shí)施方式3涉及的車載空調(diào)裝置與實(shí)施方式1同樣地,可以測量用戶的額頭、手、腳、鼻子、耳朵、臉頰等多個部位的溫度,實(shí)現(xiàn)以用戶的任意身體部位的溫度為目標(biāo)溫度的空氣調(diào)節(jié)。
在實(shí)施方式1中記述過,熱交換器為壓縮機(jī)的情況下,通過增加轉(zhuǎn)速來增強(qiáng)制冷,通過減少轉(zhuǎn)速來減弱制冷。在用戶身體表面溫度高于目標(biāo)溫度的情況下增強(qiáng)制冷,低于目標(biāo)溫度的情況下減弱制冷,由此能夠進(jìn)行使用戶身體表面溫度接近任意的設(shè)定溫度的空氣調(diào)節(jié)。
另外,實(shí)施方式3涉及的車載空調(diào)裝置與實(shí)施方式1同樣地,可以基于熱圖像數(shù)據(jù)來識別用戶是否穿戴有眼鏡、口罩、手套、襪子、拖鞋等。另外,實(shí)施方式3涉及的車載空調(diào)裝置可以具備基于上述檢測結(jié)果對用戶通知,由于穿戴有眼鏡、口罩、手套、襪子、拖鞋等而導(dǎo)致測量精度降低的手段。對于這些實(shí)現(xiàn)方法已記載于實(shí)施方式1中,因此省略說明。
另外,實(shí)施方式3涉及的車載空調(diào)裝置,可以具備基于熱圖像數(shù)據(jù)來測量穿衣量、輻射熱、濕度、姿勢、活動量、運(yùn)動量、時刻、汗、季節(jié)的手段。由此,能夠進(jìn)行更適合用戶的溫冷感的空氣調(diào)節(jié)。對于這樣的測量方法已記載于實(shí)施方式1中,因此省略說明。
另外,實(shí)施方式3涉及的車載空調(diào)裝置,可以具備照射熱圖像傳感器3101的觀察區(qū)的照明手段。例如圖46所示,車載空調(diào)裝置的熱圖像傳感器3101可以具有照明手段3502,也可以與熱圖像傳感器3101相鄰地設(shè)置照明裝置。由此,用戶能夠容易地確認(rèn)能夠由熱圖像傳感器3101測量溫度的部位(=由照明照亮的部位)。
再者,上述照明手段優(yōu)選為僅對熱圖像傳感器3101的觀察區(qū)照射光的照明手段。由此,用戶能夠準(zhǔn)確地掌握觀察區(qū)的位置。
另外,實(shí)施方式3涉及的車載空調(diào)裝置的熱圖像傳感器3101,可以具備遠(yuǎn)紅外光照射裝置,也可以與遠(yuǎn)紅外光照射裝置相鄰。并且,這樣的情況下,優(yōu)選將光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為:從上述遠(yuǎn)紅外線照射裝置對位于越遠(yuǎn)的對象物照射遠(yuǎn)紅外光,照射的結(jié)果所接受的遠(yuǎn)紅外線光密度越低。
這樣的結(jié)構(gòu)的車載空調(diào)裝置,通過將向觀察區(qū)照射遠(yuǎn)紅外光的情況下的熱圖像數(shù)據(jù)與未照射的情況下的熱圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,能夠掌握觀察區(qū)內(nèi)的各部位與熱圖像傳感器3101的距離。這是由于照射中的熱圖像數(shù)據(jù)和非照射中的熱圖像數(shù)據(jù)的變化量越大,成為越接近熱圖像傳感器3101的位置區(qū)域。由此,車載空調(diào)裝置能夠掌握車內(nèi)的氣流障礙物(放置在乘客座椅上的大的行李等),從而能夠避開障礙物使氣流到達(dá)用戶。由此,能夠僅從在與用戶之間沒有障礙物的送風(fēng)裝置選擇性地進(jìn)行送風(fēng),由此實(shí)現(xiàn)耗電的削減。
另外,像上述那樣實(shí)施方式3的運(yùn)輸設(shè)備(或車載空調(diào)裝置)具備熱圖像傳感器的情況下,運(yùn)輸設(shè)備能夠掌握在各座椅上是否有人。利用熱圖像傳感器來掌握用戶的位置,與測量座位表面上的重量的傳感器不同,在不會將行李誤認(rèn)為人這一點(diǎn)上優(yōu)選。因此,實(shí)施方式3的運(yùn)輸設(shè)備例如能夠僅在用戶坐在乘客座椅上的情況下,進(jìn)行提出系上安全帶的指示的控制。
[實(shí)施方式3的另一變形例]
[發(fā)霉危險檢測]
對實(shí)施方式3涉及的車載空調(diào)裝置通過具備濕度計(jì),能夠用作預(yù)測擋風(fēng)玻璃的結(jié)露的結(jié)露傳感器進(jìn)行了說明,但不限于此。實(shí)施方式3涉及的車載空調(diào)裝置通過具備濕度計(jì),也能夠用作檢測發(fā)霉危險的霉菌傳感器。另外,對實(shí)施方式3涉及的車載空調(diào)裝置作為汽車空調(diào)等搭載于車輛進(jìn)行了說明,但不限于此。也可以是室內(nèi)空調(diào)等搭載于房間。并且,霉菌傳感器的功能可以搭載于除濕機(jī),也可以搭載于風(fēng)扇等送風(fēng)機(jī)、機(jī)器人吸塵器等。以下,利用附圖對霉菌傳感器搭載于家庭、大廈等的房間等室內(nèi)空間的情況的例子進(jìn)行說明。
圖49A是表示構(gòu)成霉菌傳感器的結(jié)構(gòu)及其觀察區(qū)的一例的圖。圖49B是表示圖49A所示的霉菌傳感器的觀察區(qū)的一例的圖。
圖49A所示的霉菌傳感器3600具備熱圖像傳感器3601、濕度計(jì)3602和溫度計(jì)3603。
溫度計(jì)3603設(shè)置于圖49A所示的場所A,測量包括場所A、場所B和場所C在內(nèi)的圖49B所示的室內(nèi)空間(同一空間)的溫度。
濕度計(jì)3602設(shè)置于圖49A所示的場所A,測量包括場所A、場所B和場所C在內(nèi)的同一空間的濕度。在此,濕度有絕對濕度和相對濕度,濕度計(jì)3602通常測量相對濕度。再者,絕度濕度是以質(zhì)量(單位為g)表示1kg干燥的空氣中所含的水蒸氣的量。相對濕度是將某溫度的空氣能夠包含的飽和水蒸氣量與實(shí)際包含的水蒸氣量作比較而以百分率(%)表示的。
熱圖像傳感器3601可以是實(shí)施方式1~3中記述的熱圖像傳感器的任一者,取得包含場所B和場所C在內(nèi)的觀察區(qū)的熱圖像。熱圖像傳感器3601只要能夠取得觀察區(qū)的熱圖像,設(shè)置或不設(shè)置于場所A都可以。
霉菌傳感器3600利用濕度計(jì)3602和溫度計(jì)3603的測量值計(jì)算絕對濕度。由于根據(jù)溫度和相對濕度來計(jì)算絕對濕度的方法是已知的,因此省略此處的詳細(xì)說明。
另外,霉菌傳感器3600基于從熱圖像傳感器3601得到的熱圖像,取 得例如場所B、場所C等觀察區(qū)內(nèi)的溫度,計(jì)算場所B、場所C等觀察區(qū)內(nèi)的濕度(相對濕度)。
并且,霉菌傳感器3600基于算出的觀察區(qū)內(nèi)的濕度(相對濕度),判斷是否存在發(fā)霉的危險,并在存在發(fā)霉的危險的情況下發(fā)出警告。例如,如果霉菌傳感器3600算出的場所B或場所C的相對濕度超過預(yù)定的值,則判斷為在場所B或場所C具有發(fā)霉的危險,將超過預(yù)定的值的相對的場所B或場所C進(jìn)行通知(警報(bào))。
在此,空氣中的水分越多越容易發(fā)霉,已知在空氣中的相對濕度為80%以上容易發(fā)霉。作為預(yù)定值,例如設(shè)定為80%、92%等存在發(fā)霉的危險的濕度。
接著,對具有上述的霉菌傳感器3600的功能的車載空調(diào)裝置的基于發(fā)霉危險檢測的干燥動作進(jìn)行說明。圖50是基于發(fā)霉危險檢測的干燥動作的流程圖。
本變形例的車載空調(diào)裝置具有的霉菌傳感器3600,利用濕度計(jì)3602測量例如圖49B所示的室內(nèi)空間(同一空間)的濕度(S31),利用溫度計(jì)3603測量該房間(同一空間)的溫度(S32)。
接著,霉菌傳感器3600利用測量的溫度和濕度來計(jì)算觀察區(qū)即該房間的絕對濕度(S33)。
接著,霉菌傳感器3600基于從熱圖像傳感器3601得到的熱圖像,取得場所B、場所C等觀察區(qū)內(nèi)的溫度,計(jì)算觀察區(qū)內(nèi)的濕度(相對濕度)(S34)。
接著,霉菌傳感器3600基于算出的觀察區(qū)內(nèi)的濕度(相對濕度),判斷是否存在發(fā)霉的危險(S35),在存在發(fā)霉的危險的情況下(S35中為是),將存在發(fā)霉的危險的場所發(fā)出警告(S36)。
并且,車載空調(diào)裝置從風(fēng)扇等送風(fēng)部對存在發(fā)霉的危險的場所送風(fēng)(S37),進(jìn)行使該場所干燥的動作。
再者,本變形例的車載空調(diào)裝置基于觀察區(qū)內(nèi)的溫度來計(jì)算觀察區(qū)內(nèi)的濕度,但不限于此。本變形例的車載空調(diào)裝置可以設(shè)為:即使在從熱圖 像傳感器3601得到的熱圖像內(nèi)成為預(yù)定的溫度以下的像素為1個,也向用戶通知存在發(fā)霉的危險這一內(nèi)容。另外,本變形例的車載空調(diào)裝置可以設(shè)為:即使在從熱圖像傳感器3601得到的熱圖像內(nèi)成為預(yù)定的溫度以下的像素為1個,也向熱圖像內(nèi)溫度最低的區(qū)域送風(fēng)。由此,能夠從最具有發(fā)霉的危險性的場所開始進(jìn)行應(yīng)對,因此防止發(fā)霉的效率高。
另外,本變形例的車載空調(diào)裝置,可以采用如上所述的方法,根據(jù)場所A的溫度和濕度的值來計(jì)算從熱圖像傳感器3601得到的熱圖像內(nèi)溫度最低的像素的溫度是否為會結(jié)露的溫度。在會結(jié)露的溫度高于預(yù)先設(shè)定的值的情況下,可以向用戶通知注意發(fā)霉或向上述溫度最低的像素的方向送風(fēng)。由此,不用計(jì)算熱圖像內(nèi)的各像素的濕度就能夠檢測發(fā)霉的危險,因此可發(fā)揮信號處理手段的存儲削減效果高這樣的效果。
另外,本變形例的車載空調(diào)裝置,可以將從熱圖像傳感器3601得到的熱圖像內(nèi)分為幾個區(qū)域,計(jì)算各區(qū)域的最低溫度。并且,本變形例的車載空調(diào)裝置,可以在計(jì)算得到的溫度最低的區(qū)域的最低溫度為預(yù)先設(shè)定的值(作為存在產(chǎn)生霉的危險而設(shè)定的值)以上時,向該區(qū)域送風(fēng)。
[乘員酒精檢測]
實(shí)施方式3涉及的車載空調(diào)裝置,除了熱圖像傳感器以外,可以還具備測量9μm~10μm的紅外線的手段和測量10μm以上或9μm以下的紅外線的手段。在此,上述的測量紅外線的手段例如可通過濾光器實(shí)現(xiàn)。
由此,能夠?qū)噹麅?nèi)空間的每個成員的周圍進(jìn)行測量,因此能夠檢測從各乘員呼出的呼氣中所含的酒精的分布(酒精濃度)。像這樣,通過計(jì)算每個乘員周圍的酒精濃度,能夠判斷哪個乘員處于飲酒狀態(tài)。這是由于波長為9μm~10μm的紅外線容易被酒精(乙醇?xì)怏w)吸收。
再者,上述的測量紅外線的手段,例如可以是僅透過9μm以下的光的濾光器,也可以是僅透過10μm以下的光的濾光器。另外,上述的測量紅外線的手段,可以是僅透過10μm以上的光的濾光器。或者也可以是僅透過9μm以上的光的濾光器。
另外,本變形例的車載空調(diào)裝置可以還具備向乘員發(fā)出警告的警告手 段。例如,本變形例的車載空調(diào)裝置在判斷乘員之中的司機(jī)處于飲酒狀態(tài)的情況下,可以向該司機(jī)、同行者等乘員發(fā)出警告。警告手段只要能夠利用振動、聲音、光等發(fā)出警告即可。
另外,本變形例的車載空調(diào)裝置,在判斷乘員之中的司機(jī)處于飲酒狀態(tài)的情況下,可以使發(fā)動機(jī)不啟動,也可以向外部通報(bào)。
在本變形例中,利用了呼氣中所含的乙醇?xì)怏w會吸收9μm~10μm的紅外線,但利用其它乙醇?xì)怏w的吸收波長也可以體現(xiàn)出同樣的效果。例如在7μm~7.5μm、8μm~8.5μm、11μm~12μm等也存在乙醇?xì)怏w的吸收波長。即,本變形例的車載空調(diào)裝置通過利用這些吸收波長,能夠測量從車廂內(nèi)空間的乘員呼出的呼氣中所含的酒精的分布(酒精濃度)。
(實(shí)施方式4)
[成為實(shí)施方式4的基礎(chǔ)的見解]
以往,已知即使在同一溫濕度環(huán)境下,根據(jù)身體移動的程度,人的體感溫度會發(fā)生變化。例如,即使通常人靜止時感到舒適的環(huán)境,即溫度25℃、濕度50%的環(huán)境下,此人如果劇烈運(yùn)動則也會感到熱。
由此,如果了解到人在其位置上進(jìn)行了怎樣的活動,則能夠根據(jù)此人的活動量來調(diào)整空調(diào)裝置的溫度、風(fēng)量等參數(shù)。通過這樣的調(diào)整,即使對活動量多的人也能夠提供舒適的環(huán)境。
因此,如專利文獻(xiàn)1那樣,提出了根據(jù)從紅外線檢測器得到的數(shù)據(jù)計(jì)算活動量,通過將該活動量反饋到空調(diào)裝置而使舒適度提高的結(jié)構(gòu)。
另外,為了測定室內(nèi)的溫度分布,例如使用紅外線檢測器作為檢測器,為了擴(kuò)大該紅外線檢測器的檢測范圍,例如專利文獻(xiàn)2那樣,提出了使陣列狀的紅外線檢測器沿預(yù)定方向進(jìn)行掃描。
但是,專利文獻(xiàn)1和2中記載的紅外線檢測器,在掃描范圍內(nèi)存在人的情況下,一次掃描中只對此人掃描一次。通常,一次掃描所需的時間長達(dá)幾十秒~幾分鐘,因此專利文獻(xiàn)1、2中記載的紅外線檢測器難以測定人的活動量。尤其是使用專利文獻(xiàn)1和2中記載的紅外線檢測器檢測人的活動量的情況下,難以在大范圍中進(jìn)行檢測。
在實(shí)施方式4中,對能夠在大范圍中檢測人的活動量的紅外線檢測器進(jìn)行說明。再者,實(shí)施方式4中的紅外線檢測器是相當(dāng)于上述實(shí)施方式1~3中的熱圖像傳感器的裝置,實(shí)施方式4中的紅外線檢測元件是相當(dāng)于上述實(shí)施方式1~3中的受光元件的元件。
[結(jié)構(gòu)]
首先,對于實(shí)施方式4涉及的紅外線檢測器的結(jié)構(gòu),與具備紅外線檢測器的空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)一同說明。圖51是設(shè)置有具備實(shí)施方式4涉及的紅外線檢測器的空調(diào)裝置100的室內(nèi)的概略圖。圖52A是實(shí)施方式4涉及的紅外線檢測器的立體圖,圖52B是實(shí)施方式4涉及的紅外線檢測器的側(cè)視圖。
如圖51所示,實(shí)施方式4涉及的紅外線檢測器101搭載于空調(diào)裝置100??照{(diào)裝置100作為一例設(shè)置于放置有桌子103、人102居住的室內(nèi)。
如圖52A和圖52B所示,紅外線檢測器101(熱圖像傳感器)包含紅外線檢測元件105a~105f(受光元件),各紅外線檢測元件105a~105f分別搭載于轉(zhuǎn)子104a~104f(旋轉(zhuǎn)部)。各轉(zhuǎn)子104a~104f在從上方觀察紅外線檢測器101時,分別以順時針方向旋轉(zhuǎn)。
并且,如圖52B所示,轉(zhuǎn)子104a的側(cè)面107a垂直于轉(zhuǎn)子104a的上面106a,但轉(zhuǎn)子104b的側(cè)面107b相對于轉(zhuǎn)子104b的上面106b傾斜θb°,轉(zhuǎn)子104b的直徑越往下側(cè)越細(xì)。并且,轉(zhuǎn)子104c的側(cè)面107c相對于轉(zhuǎn)子104c的上面106c,向內(nèi)傾斜比θb°大的θc°,轉(zhuǎn)子104c的直徑越往下側(cè)越細(xì)。
同樣,轉(zhuǎn)子104d的側(cè)面107d相對于轉(zhuǎn)子104d的上面106d,向內(nèi)側(cè)傾斜比θc°大的θd°,轉(zhuǎn)子104d的直徑越往下側(cè)越細(xì)。對于轉(zhuǎn)子104e和104f也是同樣的,各轉(zhuǎn)子的側(cè)面θb、θc、θd、θe、θf,以越是下側(cè)的轉(zhuǎn)子,所搭載的紅外線檢測元件越向下的方式,滿足θb<θc<θd<θe<θf的關(guān)系。
像這樣,通過各紅外線檢測元件105a~105f的方向在上下方向上不同的結(jié)構(gòu),各紅外線檢測元件105a~105f能夠分別測定室內(nèi)的高度不同的位 置的溫度。
再者,紅外線檢測元件105a~105f越是位于上方的紅外線檢測元件,檢測(測定)室內(nèi)的越上方,但紅外線檢測元件的位置和測定位置也可以不必是這樣的對應(yīng)關(guān)系。另外,轉(zhuǎn)子104a的側(cè)面107a也可以和其他轉(zhuǎn)子的側(cè)面同樣,相對于上面106a以不垂直的角度傾斜。另外,可以通過將透鏡等安裝于各紅外線檢測元件105a~105f,來調(diào)整測定(檢測)的范圍和位置。
并且,在紅外線檢測器101中,紅外線檢測元件105a~105f在轉(zhuǎn)子104a~104f的旋轉(zhuǎn)方向上以預(yù)定間隔錯開的狀態(tài)配置。圖52A和圖52B中,隨著成為下端的轉(zhuǎn)子,相對于旋轉(zhuǎn)方向稍稍靠前方安裝紅外線檢測元件105a~105f。
下面,利用圖53A~圖53E對由搭載于空調(diào)裝置100的紅外線檢測器101測定的紅外線圖像(熱圖像數(shù)據(jù))進(jìn)行說明。圖53A~圖53E是表示紅外線檢測器101的檢測區(qū)域的概念圖。
如上述的圖52A和圖52B所示,搭載于紅外線檢測器101的紅外線檢測元件105a~105f在旋轉(zhuǎn)方向上以預(yù)定間隔錯開的狀態(tài)配置。由此,各紅外線檢測元件檢測紅外線的場所(測定溫度的場所),在紅外線圖像的水平方向即掃描方向以預(yù)定間隔錯開。
圖53A中概念性地示出了檢測開始時的各紅外線檢測元件105a~105f的各自的檢測區(qū)域108a~108f。在圖53A所示的狀態(tài)下,紅外線檢測元件105f在旋轉(zhuǎn)方向(以下,有時對于在紅外線檢測元件的配置中相當(dāng)于掃描方向的方向(在此為旋轉(zhuǎn)方向)也記為掃描方向)上最先行。因此,檢測區(qū)域108f位于在掃描方向上最先行的場所。另外,各紅外線檢測元件檢測的掃描方向的位置,以預(yù)定間隔錯開。在圖53A的時刻,桌子103進(jìn)入紅外線檢測器101的檢測區(qū)域內(nèi),但人102還沒有進(jìn)入。
圖53B是表示從檢測開始(圖53A的狀態(tài))起1幀后的檢測區(qū)域108a~108f的圖。如圖52A和B中說明的那樣,從紅外線檢測器101的上方觀察的情況下,紅外線檢測器101的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r針。由此從檢測開始起1幀后的檢測區(qū)域,相對于圖53A所示的檢測開始時的檢測區(qū)域,向 右側(cè)移動1個像素。在圖53B的時刻,桌子103進(jìn)入檢測區(qū)域內(nèi),但人102沒有進(jìn)入檢測區(qū)域內(nèi)。
圖53C是表示從檢測開始起2幀后的檢測區(qū)域108a~108f的圖。檢測區(qū)域108a~108f從檢測開始時向右側(cè)移動2個像素。因此,在圖53C的時刻,人102的左腳102a進(jìn)入檢測區(qū)域108f,開始左腳102a的溫度測定。此后,在從檢測開始3幀后(未圖示),人102的左腳102a進(jìn)入檢測區(qū)域108e,此后,人102被各檢測范圍依次捕捉。
在此,紅外線檢測器101的各轉(zhuǎn)子104a~104f在同一方向(順時針)上持續(xù)旋轉(zhuǎn)的情況下,檢測區(qū)域108a~108f的任一個捕捉到人102的期間,是從檢測開始起2幀后(圖53C)到9幀后(圖53D)為止。在圖53D的時刻,在掃描方向上最遲的檢測區(qū)域108a捕捉到人102的頭102b。
再者,直到各檢測區(qū)域回到檢測開始時的位置為止,需要11幀。因此,根據(jù)紅外線檢測器101,在11幀中的8幀(從2幀后到9幀后),人102成為紅外線檢測元件105a~105f的任一個的檢測對象。
再者,如果各檢測區(qū)域到達(dá)掃描范圍的右端時,紅外線檢測器101的各轉(zhuǎn)子104a~104f在反方向上旋轉(zhuǎn)(反轉(zhuǎn)方向)的情況下,如圖53E所示,從2幀后到12幀后,人102持續(xù)成為檢測對象。
該情況下,各檢測區(qū)域回到檢測開始時的位置,是各檢測元件一次往返的20幀后。因此,20幀中的11幀(從2幀后到12幀后),人102成為紅外線檢測元件105a~105f的任一個的檢測對象。
相對于以上那樣的紅外線檢測器101,對紅外線檢測元件105a~105f在上下方向上直線配置的紅外線檢測器及其檢測區(qū)域進(jìn)行說明。圖54是紅外線檢測元件105a~105f在上下方向上直線配置的紅外線檢測器的立體圖。圖55A~圖55C是表示圖54的紅外線檢測器的檢測區(qū)域的概念圖。
圖54所示的紅外線檢測器110中,紅外線檢測元件的配置相對于旋轉(zhuǎn)方向沒有錯開。如圖55A所示,在由紅外線檢測器110進(jìn)行的檢測開始時,紅外線檢測器110的檢測區(qū)域109a~109f在掃描范圍的最左端沿上下方向排列為一列。
并且,由紅外線檢測器110開始檢測人102是在圖55B所示的7幀后,此后,人102成為檢測對象直到圖55C所示的9幀后為止。
紅外線檢測器110的各轉(zhuǎn)子104a~104f在同一方向上持續(xù)旋轉(zhuǎn)的情況下,直到各檢測區(qū)域回到檢測開始時的位置為止,需要11幀。紅外線檢測器110中,只有11幀之內(nèi)的3幀(從7幀后到9幀后),人102成為紅外線檢測元件105a~105f的檢測對象。
再者,如果各檢測區(qū)域到達(dá)掃描范圍的右端時,紅外線檢測器110的各轉(zhuǎn)子104a~104f在反方向上旋轉(zhuǎn)(反轉(zhuǎn)方向)的情況下,直到如圖55A所示各檢測區(qū)域回到檢測開始時的位置為止,需要20幀。
該情況下,只有從檢測開始起7幀后到9幀后,和11幀后到13幀后這6幀(即20幀中的6幀),人102成為紅外線檢測元件105a~105f的檢測對象。
如以上說明的那樣,紅外線檢測器101中,在掃描方向上至少一個紅外線檢測元件錯開而配置。根據(jù)紅外線檢測器101可發(fā)揮以下效果。
一般在通過紅外線檢測器的掃描來測定活動量的情況下,根據(jù)第一次的掃描所得到的室內(nèi)的溫度分布(第1個熱圖像數(shù)據(jù))與第二次的掃描所得到的室內(nèi)的溫度分布(第2個熱圖像數(shù)據(jù))之差來推定活動量。
例如,作為紅外線檢測元件使用采用硅等的熱電堆元件的情況下,有時1幀的檢測需要幾秒左右。如果1幀的檢測需要3秒,則在圖53A~圖53D中說明的例子中,為了得到1個熱圖像數(shù)據(jù)需要共計(jì)11幀即33秒。
如上述那樣使用紅外線檢測器110的情況下,11幀中只有3幀,人102成為檢測對象。即,只有33秒中的9秒測定人102的溫度分布,而未取得人102的活動量的時間較長。
與此相對,紅外線檢測器101中,紅外線檢測元件105a~105f錯開配置,因此如上述那樣11幀中的8幀,即33秒中的24秒測定人102的溫度分布。因此,紅外線檢測器101盡管是掃描型的紅外線檢測器,也能夠在幾乎全部的時間帶中取得人102的活動量。
由此,根據(jù)紅外線檢測器101,能夠精確地掌握人102的活動量。并 且,具備紅外線檢測器101的空調(diào)裝置100,能夠進(jìn)行與精確測定出的人的活動量相應(yīng)的舒適的空氣調(diào)節(jié)。
再者,在各檢測區(qū)域到達(dá)掃描范圍的右端時,紅外線檢測器的各轉(zhuǎn)子104a~104f在反方向上旋轉(zhuǎn)的情況下也是同樣的。
紅外線檢測器110如上述那樣只能在20幀中的6幀、即60秒中的18秒測定人102的溫度分布。與此相對,紅外線檢測器101如上述那樣能夠在20幀中的11幀、即60秒中的33秒測定人102的溫度分布。即紅外線檢測器101盡管是掃描型的紅外線檢測器,但也能夠在大量的時間取得人102的活動量。
再者,紅外線檢測器101中,紅外線檢測元件的數(shù)量為6個,但對于紅外線檢測元件的數(shù)量不特別限定。
另外,紅外線檢測器101中,將各轉(zhuǎn)子中的所有紅外線檢測元件的安裝位置以規(guī)定量在掃描方向上錯開。換言之,紅外線檢測器101中,不存在掃描方向的位置相同的紅外線檢測元件。但是,只要至少一部分的紅外線檢測元件在掃描方向上錯開,就可得到在大量的時間中將人作為檢測對象的效果。即,紅外線檢測元件的錯開方式并不限定于紅外線檢測器101那樣的方式。
另外,紅外線檢測器101中的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向、1幀的掃描寬度、其它掃描參數(shù)只是一例,并不特別限定??梢栽诓幻撾x紅外線檢測器101的主旨的范圍內(nèi)添加各種變更。
[實(shí)施方式4的變形例1]
以下,對實(shí)施方式4的變形例1涉及的紅外線檢測器進(jìn)行說明。圖56A是實(shí)施方式4的變形例1涉及的紅外線檢測器的立體圖。圖56B是實(shí)施方式4的變形例1涉及的紅外線檢測器的俯視圖。
圖56A和圖56B所示的紅外線檢測器200具備形成于基板201上的紅外線檢測元件陣列202,并且,具備通過未圖示的固定件而固定于基板201上的成像透鏡205?;?01固定于軸204,通過軸204的旋轉(zhuǎn),設(shè)置于基板201上的紅外線檢測元件陣列202與成像透鏡205一體地旋轉(zhuǎn)。由此, 紅外線檢測器200能夠進(jìn)行左右方向的掃描。再者,成像透鏡205可以由紅外線的吸收少的鍺、ZnSe(硒化鋅)、硅等材料形成。
在紅外線檢測器200中,紅外線檢測元件陣列202如圖56A所示,矩形的紅外線檢測元件203a~203f斜向排列。即,紅外線檢測器200中,在同一面上,紅外線檢測元件陣列202(紅外線檢測元件203a~203f)相對于掃描方向傾斜預(yù)定的角度而配置。
這樣的紅外線檢測器200,通過以軸204為中心旋轉(zhuǎn)基板201,與紅外線檢測器101同樣地,盡管是掃描型的紅外線檢測器,也能夠在幾乎所有時間取得人102的活動量。即,根據(jù)紅外線檢測器200能夠精確掌握人102的活動量。并且,具備紅外線檢測器200的空調(diào)裝置100,能夠進(jìn)行與精確測量出的人的活動量相應(yīng)的舒適的空氣調(diào)節(jié)。
再者,圖56B中,紅外線檢測器200以順時針方向旋轉(zhuǎn),但在各檢測區(qū)域到達(dá)掃描范圍的右端時,使掃描方向反轉(zhuǎn)的情況下,也可以以逆時針方向旋轉(zhuǎn)。
[實(shí)施方式4的變形例1的變形例]
圖57是實(shí)施方式4的變形例1的變形例涉及的紅外線檢測器的俯視圖。對于與圖56B相同的要素附帶相同標(biāo)記,省略詳細(xì)說明。
圖56B所示的紅外線檢測器200,通過軸204的旋轉(zhuǎn),設(shè)置于基板201上的紅外線檢測元件陣列202和成像透鏡205一體地旋轉(zhuǎn),但不限于此??梢允桥c實(shí)施方式2的變形例9等中說明的同樣的旋轉(zhuǎn)中心。即,如圖57所示,紅外線檢測元件陣列202的旋轉(zhuǎn)中心可以是穿過成像透鏡205的一部分的軸(旋轉(zhuǎn)軸204a)。
成像透鏡205以穿過成像透鏡205的一部分的軸(旋轉(zhuǎn)軸204a)為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在此,穿過成像透鏡205的一部分的軸(旋轉(zhuǎn)軸204a)例如是穿過成像透鏡205的光學(xué)中心即光心的軸。
像這樣,能夠使紅外線檢測器200a的旋轉(zhuǎn)中心與成像透鏡205的光心大致一致,因此能夠使由紅外線檢測器200a取得的紅外線圖像中的高溫區(qū)域和低溫區(qū)域的邊界清晰。
在此,利用附圖來說明紅外線檢測器200a(熱圖像傳感器)的旋轉(zhuǎn)中心和成像透鏡205(透鏡)的光心的偏差越大,所得到的紅外線圖像中的高溫區(qū)域和低溫區(qū)域的邊界越不清晰。
圖58是表示透鏡的光心和紅外線傳感器的旋轉(zhuǎn)中心的示意圖。圖59是表示圖58所示的紅外線傳感器的測量對象(觀察區(qū))的一例的圖。圖60A~圖60C是表示由圖58所示的紅外線傳感器得到的熱圖像(測量結(jié)果)的圖。
圖58所示的紅外線傳感器的旋轉(zhuǎn)中心204b是可動的。即,圖58所示的紅外線傳感器,能夠使透鏡光心和旋轉(zhuǎn)中心204b的距離為0mm(大致一致即沒有偏差),或?yàn)?mm(偏差小),或?yàn)?0mm(偏差大)。另外,圖58所示的紅外線傳感器例如如圖59所示,對配置有左半?yún)^(qū)域?yàn)楦邷貐^(qū)域A、右半?yún)^(qū)域?yàn)榈蜏貐^(qū)域B的熱源的測量對象進(jìn)行測定(取得觀察區(qū)的熱圖像)。
該情況下,圖58所示的紅外線傳感器,透鏡光心和旋轉(zhuǎn)中心大致一致的情況下(無偏差的情況下),取得如圖60A所示的熱圖像。另外,圖58所示的紅外線傳感器,透鏡光心和旋轉(zhuǎn)中心的偏差小的情況下,取得如圖60B所示的熱圖像,透鏡光心和旋轉(zhuǎn)中心的偏差大的情況下,取得如圖60C所示的熱圖像。
如圖60A~圖60C所示,已知熱圖像傳感器的旋轉(zhuǎn)中心204b和透鏡光心的偏差越大,高溫區(qū)域和低溫區(qū)域的邊界越呈鋸齒狀。即,熱圖像傳感器的旋轉(zhuǎn)中心204b和透鏡光心的偏差越大,所得到的熱圖像(紅外線圖像)中的高溫區(qū)域和低溫區(qū)域的邊界越不清晰。
并且,高溫區(qū)域和低溫區(qū)域的邊界不清晰的熱圖像(紅外線圖像)中,人物等對象物體的邊界不清晰,因此產(chǎn)生無法高精度地確認(rèn)人物等對象物體這樣的問題。
因此,像本變形例這樣,通過使紅外線檢測器200a的旋轉(zhuǎn)中心和成像透鏡205的光心大致一致,能夠使由紅外線檢測器200a取得的紅外線圖像中的高溫區(qū)域和低溫區(qū)域的邊界清晰。由此,能夠以更高精度確認(rèn)由紅外線檢測器200a取得的紅外線圖像中的人物等對象物體。
再者,本變形例涉及的紅外線檢測器200a的紅外線檢測元件陣列202和成像透鏡205,隨著使用有可能會變臟。因此,為了防止紅外線檢測元件陣列202和成像透鏡205變臟,可以還具備像實(shí)施方式2的變形例10中說明的那樣的蓋構(gòu)件。
圖61A~圖61G是表示實(shí)施方式4的變形例1的變形例涉及的紅外線檢測器的蓋構(gòu)件的形態(tài)。對與圖32A~圖32G和圖57同樣的要素附帶相同標(biāo)記,省略詳細(xì)說明。
圖61A中示出了改變蓋構(gòu)件的一部分的厚度的情況下的一例。圖61B中示出了具有顯示不同的紅外線透過率的第1區(qū)域和第2區(qū)域的蓋構(gòu)件的與圖61A不同的一例。圖61C中示出了具有顯示不同的紅外線透過率的第1區(qū)域和第2區(qū)域的蓋構(gòu)件的與圖61A不同的一例。圖61A~圖61C所示的蓋構(gòu)件35~37與在圖32A~圖32C中說明的相同,因此省略此處的說明。
另外,圖61D~圖61G中示出了實(shí)施方式4的變形例1的變形例涉及的紅外線檢測器的蓋構(gòu)件的其它形態(tài)。即,圖61F中示出了在本變形例涉及的紅外線檢測器的蓋構(gòu)件36的第2區(qū)域中還具備構(gòu)件38或構(gòu)件39的情況,圖61G中示出了取代本變形例涉及的紅外線檢測器的蓋構(gòu)件35的構(gòu)件35b而具備構(gòu)件38或構(gòu)件39的情況。并且,圖61F或圖61G所示的紅外線檢測器通過具備構(gòu)件38或構(gòu)件39,能夠增強(qiáng)第2區(qū)域的結(jié)構(gòu),因此能夠增強(qiáng)蓋構(gòu)件整體的結(jié)構(gòu)。
另外,優(yōu)選在紅外線檢測器(熱圖像傳感器)的蓋構(gòu)件的附近設(shè)置不透過紅外線的構(gòu)件(未圖示)。如果紅外線受光部34能夠經(jīng)由透鏡33接收該構(gòu)件放射的紅外光,則可以將該構(gòu)件的溫度視為蓋構(gòu)件的溫度。
不透過紅外線的構(gòu)件優(yōu)選為例如黑體等材質(zhì)。
另外,不透過紅外線的構(gòu)件優(yōu)選例如不是熱源。
再者,具備在上述的實(shí)施方式中進(jìn)行說明的紅外線檢測器的空調(diào)裝置中所含的構(gòu)件之中,除了紅外線檢測器以外的構(gòu)件,在紅外線檢測器的蓋構(gòu)件的附近有不透過紅外線的構(gòu)件(未圖示),并且如果紅外線受光部34能夠經(jīng)由透鏡33接收該構(gòu)件放射的紅外光,則可以將該構(gòu)件的溫度視為蓋構(gòu) 件的溫度。
這對于具備紅外線檢測器的電子烹飪設(shè)備、具備紅外線檢測器的車載空調(diào)裝置、具備紅外線檢測器的運(yùn)輸設(shè)備也是同樣的。
再者,詳細(xì)情況與在圖32D~圖32G中說明的相同,因此省略此處的說明。
[實(shí)施方式4的變形例2]
以下,對實(shí)施方式4的變形例2涉及的紅外線檢測器進(jìn)行說明。圖62A是實(shí)施方式4的變形例2涉及的紅外線檢測器的立體圖。圖62B是實(shí)施方式4的變形例2涉及的紅外線檢測器的俯視圖。
圖62A和圖62B所示的紅外線檢測器210與紅外線檢測器200相類似,但在沒有軸204這一點(diǎn),和成像透鏡205未固定于基板201,而是通過未圖示的結(jié)構(gòu)能夠如圖62B所示向左右(掃描方向)移動這一點(diǎn)上不同。
這樣的紅外線檢測器210,與紅外線檢測器101中使掃描方向反轉(zhuǎn)的情況同樣地,盡管是掃描型,但也能夠在幾乎全部的時間取得人102的活動量。即,根據(jù)紅外線檢測器210,能夠精確掌握人102的活動量。并且,具備紅外線檢測器210的空調(diào)裝置100能夠進(jìn)行與精確測定出的人的活動量相應(yīng)的舒適的空氣調(diào)節(jié)。
[實(shí)施方式4的變形例3]
以下,對實(shí)施方式4的變形例3涉及的紅外線檢測器進(jìn)行說明。圖63是實(shí)施方式4的變形例3涉及的紅外線檢測器的立體圖。
圖63所示的紅外線檢測器220,具備設(shè)置于基板201上的紅外線檢測元件陣列202和成像透鏡205。紅外線檢測元件陣列202和成像透鏡205與紅外線檢測器200具備的相同。
但是,紅外線檢測器220中,基板201、紅外線檢測元件陣列202和成像透鏡205都不移動,設(shè)置于成像透鏡205的上方的反射鏡221以軸222為中心軸旋轉(zhuǎn)。這一點(diǎn)與紅外線檢測器200不同。具體而言,反射鏡221將圖63中從左側(cè)入射的紅外線向下反射。所反射的紅外線透過成像透鏡205,在紅外線檢測元件陣列202上形成紅外線分布。
像這樣,通過反射鏡221以軸222為中心旋轉(zhuǎn),盡可能地減小可動部分,并且紅外線檢測器220盡管是掃描型,但也能夠在幾乎全部的時間取得人102的活動量。即,根據(jù)紅外線檢測器220,能夠精確掌握人102的活動量。并且,具備紅外線檢測器220的空調(diào)裝置100能夠進(jìn)行與精確測定出的人的活動量相應(yīng)的舒適的空氣調(diào)節(jié)。
另外,紅外線檢測器220中,可動部分僅有以軸222為中心的反射鏡221,反射鏡221不具有布線等。因此,紅外線檢測器220具有結(jié)構(gòu)簡化、壽命長且能夠低成本地構(gòu)建之類的優(yōu)點(diǎn)。
再者,該情況下,可以在反射鏡221上安裝成像透鏡205。圖64是在反射鏡221上安裝成像透鏡205的紅外線檢測器的立體圖。
圖64所示的紅外線檢測器230與紅外線檢測器220相類似,僅在成像透鏡205安裝于反射鏡221這一點(diǎn)上不同。再者,圖64中作為附帶透鏡的反射鏡231圖示了安裝有成像透鏡205的反射鏡221。
入射到成像透鏡205的紅外線透過成像透鏡到達(dá)反射鏡221,由反射鏡221反射后,再一次透過成像透鏡205。從成像透鏡205射出的紅外線入射到紅外線檢測元件陣列202,由此在紅外線檢測元件這列202上形成紅外線分布。
紅外線檢測器230發(fā)揮與上述的紅外線檢測器220同樣的效果。另外,紅外線檢測器230中,由于紅外線兩次透過同一成像透鏡205,因此能夠僅通過一枚透鏡而使焦點(diǎn)距離更短,從而也具有能夠使溫度分布的測定范圍更大這樣的效果。
[實(shí)施方式4的變形例4]
以下,對實(shí)施方式4的變形例4涉及的紅外線檢測器進(jìn)行說明。圖65是實(shí)施方式4的變形例4涉及的紅外線檢測器的立體圖。
圖65所示的紅外線檢測器240與紅外線檢測器200相類似。但是,紅外線檢測器240中,基板201的內(nèi)側(cè)被掏空,在該被掏空的部分設(shè)置被軸241支持的紅外線檢測元件陣列202。軸241是在水平方向上延伸的軸,被基板201支持,由此,紅外線檢測元件陣列202能夠在圖65的上下方向上 旋轉(zhuǎn)。
紅外線檢測器240中,成像透鏡205通過未圖示的固定件而固定于紅外線檢測元件陣列202。由此,不僅是通過軸204的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的左右方向的掃描,也能夠進(jìn)行通過軸241的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的上下方向的掃描,因此紅外線檢測器240能夠在大范圍接收紅外線,能夠取得更大范圍的溫度分布。
例如,在左右方向的掃描(圖53A~圖53C)中,基于活動量檢測到人102的存在的情況下(圖53C),紅外線檢測器240停止軸204的旋轉(zhuǎn)而在左右方向的位置固定狀態(tài)下使軸241旋轉(zhuǎn)。由此,能夠如圖66A所示測定上下方向的溫度分布。圖66A~圖66C是表示上下方向的掃描時的檢測區(qū)域的概念圖。再者,圖66A是表示上下方向的掃描開始時的檢測區(qū)域的圖。圖66B是表示從圖66A狀態(tài)向上掃描的情況下的檢測區(qū)域的圖,圖66C是表示從圖66A狀態(tài)向下掃描的情況下的檢測區(qū)域的圖。
如圖66A~圖66C所示,通常在左右方向上掃描容易產(chǎn)生目標(biāo)部位的區(qū)域,僅在產(chǎn)生目標(biāo)部位的情況下在上下方向上也進(jìn)行掃描,由此不需要始終掃描大范圍。因此,根據(jù)紅外線檢測器240,可縮短通常的一次的掃描時間,實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的空調(diào)裝置100的控制。
另外,由于紅外線檢測器240能夠詳細(xì)調(diào)查人102的周邊的溫度分布,進(jìn)而能夠精確地取得人102的活動量。因此,具備紅外線檢測器240的空調(diào)裝置100能夠進(jìn)行與人的活動量相應(yīng)的舒適的空氣調(diào)節(jié)。
再者,作為通過溫度分布檢測人102的方法,考慮將所檢測出的溫度分布之中檢測到例如30~36℃左右的預(yù)定溫度范圍內(nèi)的物體的部分檢測(判斷)為人102的方法。另外,考慮了在預(yù)定的溫度范圍的區(qū)域?yàn)轭A(yù)定尺寸的情況下判斷為人的方法等各種方法,但檢測人102的方法并不限定于此。
另外,上述中對將檢測到人102的部位作為目標(biāo)對象而詳細(xì)檢測其周邊的溫度分布的方法進(jìn)行了說明,但除了人102以外的物體也可以作為目標(biāo)對象。圖67是用于說明除了人102以外的物體作為目標(biāo)對象(檢測對象)的例子的圖。圖68是表示對設(shè)有照明的室內(nèi)在上下方向上進(jìn)行掃描的情況下的檢測區(qū)域的概念圖。
如圖67所示,室內(nèi)存在照明242的情況下,通過如圖68所示在上下方向上廣泛掃描,檢測照明242的存在。照明在不點(diǎn)亮的狀態(tài)下不發(fā)熱,因此紅外線檢測器240無法檢測未點(diǎn)亮的照明242。但是,由于點(diǎn)亮的照明會發(fā)熱因此能夠被檢測到。
由此,紅外線檢測器240通過例如上下左右的大范圍的掃描,在產(chǎn)生溫度變動部位的情況下集中檢測其周邊的溫度分布,并且在該溫度變動部位的位置在預(yù)定的期間以上沒有變動的情況下,能夠?qū)⒃摬课淮_認(rèn)為不是人而是家用電器(正在運(yùn)行)。家用電器例如為伴有圖67和圖68所示的照明、其它發(fā)熱的設(shè)備。
紅外線檢測器240還能夠檢測室內(nèi)或家庭內(nèi)的耗電量,并通過分析該耗電量的推移,判斷是什么樣的家用電器開始運(yùn)行。例如,通過預(yù)先取得(存儲)如果是天花板照明設(shè)備則為50W左右、如果是液晶屏幕則為100W左右之類的家用電器的功耗的信息,紅外線檢測器240能夠根據(jù)運(yùn)行前后的功耗差來識別家用電器。
另外可以設(shè)置成:紅外線檢測器240特別是在產(chǎn)生了高溫的部位、低溫的部位的情況下,集中掃描該部位的周邊,并在該部位變?yōu)轭A(yù)定溫度以上的高溫的情況、變?yōu)轭A(yù)定溫度以下的低溫的情況下,對用戶(人102)發(fā)出警告。該情況下,作為變?yōu)楦邷氐牟课?,例如設(shè)想為異常發(fā)熱的家用電器,作為變?yōu)榈蜏氐牟课?,例如設(shè)想為冰箱的門打開的狀態(tài)。由此,紅外線檢測器240除了空氣調(diào)節(jié)以外,還能夠謀求家庭內(nèi)的放心和安全。
再者,紅外線檢測器240的機(jī)構(gòu)只是一例,只要是能夠在上下、左右方向上進(jìn)行掃描的機(jī)構(gòu),就可以不特別限定。紅外線檢測器240中,可以在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)添加各種變更。
[實(shí)施方式4的變形例5]
接著,作為實(shí)施方式4的變形例5,對紅外線檢測元件陣列的紅外線圖像的高分辨率進(jìn)行說明。圖69A是實(shí)施方式4的變形例5涉及的紅外線檢測器的立體圖。圖69B是實(shí)施方式4的變形例5涉及的紅外線檢測器的俯視圖。
圖69A所示的紅外線檢測器250與紅外線檢測器200相類似。在此,上述的紅外線檢測器200的紅外線檢測元件陣列202中,各紅外線檢測元件203a~203f以各自的邊與掃描方向垂直或平行的方式配置(排列)。例如圖56A所示,紅外線檢測元件203b與紅外線檢測元件203a僅在左上的頂點(diǎn)接觸。
與此相對,紅外線檢測器250的紅外線檢測元件陣列252中,各紅外線檢測元件253a~253f以邊如圖69A所示傾斜φ°的狀態(tài)排列。并且,各紅外線檢測元件253a~253f與不是頂點(diǎn)而是邊相鄰的紅外線檢測元件接觸。關(guān)于其它部分,紅外線檢測器200和紅外線檢測器250是相同的,紅外線檢測器250通過固定于基板201的成像透鏡205以軸204為中心旋轉(zhuǎn),能夠檢測大范圍的溫度分布。
利用圖70來說明使用了紅外線檢測元件陣列252的紅外線檢測器250的特征。圖70是表示紅外線檢測器250的檢測區(qū)域的概念圖。
再者,以下在圖69A中,對角度φ為45°進(jìn)行說明。另外,紅外線檢測元件253a~253f檢測的區(qū)域分別為檢測區(qū)域258a~258f。
如圖70所示從圖中的左向右掃描的情況下,紅外線檢測元件253a的檢測區(qū)域258a的檢測對象為區(qū)域A(縱寬為A的在掃描方向上延伸的區(qū)域)。同樣地,紅外線檢測元件253b的檢測區(qū)域258b的檢測對象為區(qū)域B,紅外線檢測元件253c~253f的檢測區(qū)域258c~258f的檢測區(qū)域也分別同樣地為區(qū)域C~區(qū)域F。
區(qū)域A的下半部分與區(qū)域B的上半部分重疊。同樣地,區(qū)域B的下半部分與區(qū)域C的上半部分也重疊,同樣地,各區(qū)域的上半部分(下半部分)與相鄰的紅外線檢測元件的檢測對象的區(qū)域的下半部分(上半部分)重疊。在此,將區(qū)域A的上半部分記為區(qū)域(1),將區(qū)域A與區(qū)域B的重疊部分記為區(qū)域(2),將區(qū)域B與區(qū)域C的重疊部分記為區(qū)域(3),之后的如圖70所示記為區(qū)域(4)~(7)。
例如,僅在區(qū)域(3)具有發(fā)熱體的情況下,該發(fā)熱體被紅外線檢測元件253b和253c這兩者檢測到,沒有被紅外線檢測元件253a和紅外線檢測元 件253d檢測到。因此,確定發(fā)熱體存在于區(qū)域(3)之中。
由此,相鄰的紅外線檢測元件的檢測范圍(檢測對象的區(qū)域),在與掃描方向正交的方向上重疊,由此在與掃描方向正交的方向上,紅外線圖像的分辨率提高。圖71是用于說明紅外線圖像的分辨率的提高的圖。
圖71中,圖示了相同大小(面積)的紅外線檢測元件108和紅外線檢測元件258。紅外線檢測元件108以其四邊相對于掃描方向水平或垂直的方式配置,紅外線檢測元件258與圖70同樣地以其四邊相對于掃描方向形成φ=45°的角度的方式配置。此時,紅外線檢測元件108的縱向的檢測寬度為X,但紅外線檢測元件258的縱向的檢測寬度Y通過上述的重疊的效果,變小為X的根號二分之一倍。即,通過紅外線檢測元件258那樣的配置而測定出的紅外線圖像的分辨率,比通過紅外線檢測元件108那樣的配置而測定出的紅外線圖像提高了根號倍。
如以上那樣,在與掃描方向垂直的方向上,通過以檢測范圍彼此重疊的方式排列紅外線檢測元件,能夠提高紅外線圖像的分辨率。
再者,上述的說明中,對角度φ為45°進(jìn)行了說明,但這只是一例。只要在與掃描方向垂直的方向上,在相鄰的紅外線檢測元件的檢測范圍發(fā)生重疊,則既可以是其它角度,也可以是其它配置。
[實(shí)施方式4的變形例6]
接著,對實(shí)施方式4的變形例6涉及的紅外線檢測器進(jìn)行說明。圖72是實(shí)施方式4的變形例6涉及的紅外線檢測器的立體圖。
圖72所示的紅外線檢測器260中,與紅外線檢測器250同樣地構(gòu)成紅外線檢測元件陣列262的紅外線檢測元件263a~263f相對于水平方向傾斜角度φ。在此,紅外線檢測器260中,角度φ能夠以旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)264為中心變更,并且,通過軸261保持紅外線檢測元件陣列262,也能夠在上下方向上進(jìn)行掃描。
另外,成像透鏡205通過未圖示的固定件而安裝于紅外線檢測元件陣列262。這樣的結(jié)構(gòu)的紅外線檢測器260能夠任意改變紅外線圖像的分辨率。圖73是用于說明紅外線圖像的分辨率的變更的圖。
圖73中,各檢測區(qū)域268a~268f分別為紅外線檢測元件263a~263f的檢測區(qū)域。
例如,角度φ大于45°的情況下,檢測區(qū)域268c的檢測范圍為區(qū)域C。此時,在該區(qū)域C中,除了區(qū)域B(檢測區(qū)域268b的檢測范圍)和區(qū)域D(檢測區(qū)域268d的檢測范圍)以外,還重疊有區(qū)域A(檢測區(qū)域268a的檢測范圍)和區(qū)域E(檢測區(qū)域268e的檢測范圍)。由此,紅外線檢測器260能夠取得分辨率更高的紅外線圖像。
紅外線檢測器260例如能夠取得以下那樣的紅外線圖像(溫度分布)。首先,紅外線檢測器260暫時以φ=90°的狀態(tài)(即各紅外線檢測元件263a~263f配置為在上下方向上不錯開的直線狀的狀態(tài))進(jìn)行掃描。并且,紅外線檢測器260在目標(biāo)對象的大小小于上下方向的整個掃描范圍的情況下,以正好遮蓋目標(biāo)對象的方式使旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)264旋轉(zhuǎn),在縮短檢測區(qū)域268a~268f的上下方向的長度后再次進(jìn)行掃描。由此,可得到分辨率高的目標(biāo)對象的紅外線圖像(溫度分布)。
另外,紅外線檢測器260通過使軸261旋轉(zhuǎn),也能夠進(jìn)行上下方向的掃描。由此,即使是目標(biāo)對象在上方或下方的情況下,紅外線檢測器260也能夠通過在使紅外線檢測元件陣列262與目標(biāo)對象的上下方向的位置相對應(yīng)后進(jìn)行左右方向的掃描,僅掃描目標(biāo)對象的位置。
再者,紅外線檢測器260可以在已知目標(biāo)對象的左右方向的位置的階段,停止通過軸204實(shí)現(xiàn)的左右方向的掃描,進(jìn)行通過軸261實(shí)現(xiàn)的上下方向的掃描。該情況下,紅外線檢測器260也能夠通過與目標(biāo)對象的左右方向的寬度相結(jié)合,以旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)264為中心使紅外線檢測元件263a~263f旋轉(zhuǎn),從而得到二維的高分辨率的圖像。
[實(shí)施方式4的變形例的補(bǔ)充]
在實(shí)施方式4的變形例中說明的紅外線檢測元件陣列252和262也具有能夠非常便宜地制作這樣的優(yōu)點(diǎn)。圖74是用于說明從晶圓切下紅外線檢測元件陣列的圖。
一般地,紅外線檢測元件通過半導(dǎo)體工藝而制作。此時,紅外線檢測 元件陣列252和262等紅外線檢測元件陣列271從晶圓270切下的情況下,在各紅外線檢測元件陣列271中,相鄰的紅外線檢測元件彼此以邊接觸,因此能夠從一枚晶圓270切下多個紅外線檢測元件陣列。在圖74中,從一枚晶圓270得到6枚紅外線檢測元件陣列271。由此,紅外線檢測元件陣列252和262也具有能夠便宜地制作這樣的優(yōu)點(diǎn)。
再者,在上述實(shí)施方式4中描述的結(jié)構(gòu)只是一例,對于構(gòu)成紅外線檢測元件陣列的紅外線檢測元件的數(shù)量、軸204和軸261等驅(qū)動機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)264等旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等,并不特別限定。在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi),可以添加各種變形、變更。另外,可以組合上述的各形態(tài)和/或?qū)⑵溥M(jìn)一步變形后的形態(tài)。
[總結(jié)]
實(shí)施方式4涉及的熱圖像傳感器(紅外線檢測器),具備對檢測區(qū)域的紅外線進(jìn)行檢測的多個紅外線檢測元件、和為了使多個紅外線檢測元件對成為1個熱圖像的對象的區(qū)域的紅外線進(jìn)行檢測而沿掃描方向掃描檢測區(qū)域的掃描部。并且,多個紅外線檢測元件包含在預(yù)定方向(例如轉(zhuǎn)子104a~104f的旋轉(zhuǎn)方向)上的配置位置不同的紅外線檢測元件。在此,預(yù)定方向在多個紅外線檢測元件的配置中相當(dāng)于掃描方向。
例如,多個紅外線檢測元件如紅外線檢測元件陣列202那樣,在預(yù)定方向上、和與垂直于預(yù)定方向的方向的任一方向交叉的方向上排列配置。
另外,例如圖70和圖73所示,多個紅外線檢測元件如紅外線檢測元件陣列252那樣,以多個紅外線檢測元件中所含的一個紅外線檢測元件的檢測范圍和與這一個紅外線檢測元件相鄰的紅外線檢測元件的檢測范圍重疊的方式配置。在此,檢測范圍意味著在掃描時檢測區(qū)域移動的范圍。
另外,實(shí)施方式4涉及的熱圖像傳感器的掃描部,可以通過使多個紅外線檢測元件在預(yù)定方向上移動而沿掃描方向掃描檢測區(qū)域。該情況下的掃描部例如為轉(zhuǎn)子104a~104f、軸204等驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
另外,實(shí)施方式4涉及的熱圖像傳感器可以通過移動使來自對象物的紅外線入射多個紅外線檢測元件的光學(xué)系統(tǒng)而沿掃描方向掃描檢測區(qū)域。 該情況下的掃描部例如是軸222等驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
另外,實(shí)施方式4涉及的熱圖像傳感器可以還具備在與掃描方向垂直的方向上掃描檢測范圍的垂直掃描部。垂直掃描部例如為軸261等驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
另外,實(shí)施方式4涉及的熱圖像傳感器可以具備通過使多個紅外線檢測元件旋轉(zhuǎn),來變更上述交叉的方向相對于預(yù)定方向的角度的機(jī)構(gòu)。這樣的機(jī)構(gòu)例如為旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)264。
實(shí)施方式4涉及的熱圖像傳感器比呈矩陣狀配置有紅外線檢測元件的熱圖像傳感器20便宜,并且比呈線狀配置有紅外線檢測元件的熱圖像傳感器30更適合人的活動量的測定。
(實(shí)施方式5)
在上述實(shí)施方式4中說明的紅外線檢測器也可以用于除了空調(diào)裝置100以外的裝置。在實(shí)施方式5中,作為一例對具備紅外線檢測器的照明裝置進(jìn)行說明。圖75是具備紅外線檢測器301的照明裝置300設(shè)置于天花板的室內(nèi)的概略圖。在圖75所示的室內(nèi)作為一例存在人102和桌子103。
作為照明裝置300具備的紅外線檢測器301,可以采用在實(shí)施方式4中說明的紅外線檢測器101、200、210、220、230、240、250和260的任一者。具備紅外線檢測器301的照明裝置300例如能夠根據(jù)檢測出的人102的身高來推定個人,并基于推定結(jié)果進(jìn)行照明控制。
例如,如果預(yù)先登記人的期望的發(fā)光顏色,則照明裝置300可以根據(jù)由紅外線檢測器301推定出的人的存在,改變照明的顏色(發(fā)光顏色)。另外,在簡單的例子中,照明裝置300可以根據(jù)人的有無而打開、關(guān)閉照明。另外,由紅外線檢測器301檢測為人正在室內(nèi)看電視的情況下,照明裝置300能夠通過控制照明變得稍暗,提高電視的可視性。
另外,在利用紅外線檢測器301能夠判斷為人102入睡的情況下,照明裝置300可以使照明變暗或關(guān)閉。相反,在能夠判斷為人102起床了的情況下,照明裝置300可以點(diǎn)亮照明。通過這樣的控制,能夠提高便利性,并且削減耗電。
再者,在實(shí)施方式5中說明的方式只是一例,紅外線檢測器301的檢測結(jié)果也可以用于照明裝置300的其它控制。再者,圖75中,照明裝置300設(shè)置于天花板,但也可以設(shè)置于墻壁。
另外,在實(shí)施方式5中對紅外線檢測器301搭載于照明裝置300的例子進(jìn)行了說明,但紅外線檢測器301也可以搭載于其它裝置。紅外線檢測器301例如也可以搭載于電視機(jī)。這樣的電視機(jī),能夠利用紅外線檢測器301檢測電視機(jī)的觀看者,并根據(jù)檢測出的觀看者的個人資料,建議電視節(jié)目,或在沒有檢測到觀看者的情況下自動切斷電視機(jī)的電源。
(其它實(shí)施方式)
以上,對實(shí)施方式1~5進(jìn)行了說明,但本公開并不限定于這樣的實(shí)施方式。
例如,在上述實(shí)施方式2中,主要對設(shè)有多個一維受光傳感器(元件列)的例子進(jìn)行說明,但多個一維受光傳感器并不一定要分離設(shè)置。圖76是表示多個一維受光傳感器相鄰設(shè)置的熱圖像傳感器的例子。
例如,圖76的(a)所示的熱圖像傳感器2900a具備受光元件在Y方向上的位置對齊的2個一維受光傳感器。并且,熱圖像傳感器2900a的2個一維受光傳感器在X方向上相鄰(接近)。
另外,圖76的(b)所示的熱圖像傳感器2900b具備受光元件在Y方向上的位置僅錯開受光元件的縱寬(圖中的“h”的長度)的二分之一的2個一維受光傳感器。并且,熱圖像傳感器2900b的2個一維受光傳感器在X方向上相鄰。
另外,圖76的(c)所示的熱圖像傳感器2900c具備受光元件在Y方向上的位置各錯開受光元件的縱寬(圖中的“h”的長度)的四分之一的4個一維受光傳感器。并且,熱圖像傳感器2900c的4個一維受光傳感器在X方向上相鄰。
通過像熱圖像傳感器2900b和熱圖像傳感器2900c這樣錯開受光元件的位置,能夠?qū)崿F(xiàn)上述的高分辨率化。
另外,本公開也可以作為例如上述那樣的空調(diào)裝置、車載空調(diào)裝置、 照明裝置和電視機(jī)等電器設(shè)備(家用電器)而實(shí)現(xiàn)。另外,本公開也可以作為用于使智能手機(jī)等信息處理終端作為用戶界面(用戶界面裝置)工作的程序、存儲有這樣的程序的非暫時性記錄介質(zhì)而實(shí)現(xiàn)。
再者,上述各實(shí)施方式中,各構(gòu)成要素可以通過由專用的硬件構(gòu)成、或執(zhí)行適合于各構(gòu)成要素的軟件程序而實(shí)現(xiàn)。各構(gòu)成要素也可以通過CPU或處理器等程序執(zhí)行部讀取并執(zhí)行記錄于硬盤或半導(dǎo)體存儲器等記錄介質(zhì)中的軟件程序而實(shí)現(xiàn)。
另外,上述各實(shí)施方式中,可以將特定的處理部執(zhí)行的處理由其它處理部執(zhí)行。另外,多個處理的順序可以變更,多個處理也可以一并執(zhí)行。例如,空調(diào)裝置具備的運(yùn)算處理部的處理可以通過用戶界面(智能手機(jī))進(jìn)行。
另外,上述各實(shí)施方式中,熱圖像傳感器、運(yùn)算處理部等結(jié)構(gòu)可以作為一體的模塊而構(gòu)成,熱圖像傳感器和其它結(jié)構(gòu)也可以作為單獨(dú)的裝置而構(gòu)成。
以上,基于實(shí)施方式對一個或多個技術(shù)方案涉及的熱圖像傳感器(和用戶界面)進(jìn)行了說明,但本公開并不限定于該實(shí)施方式。只要不脫離本公開的主旨,將本領(lǐng)域技術(shù)人員可想到的各種變形施加于本實(shí)施方式而成的方式、將不同的實(shí)施方式中的構(gòu)成要素組合而構(gòu)建的方式,都可以包含于一個或多個技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
產(chǎn)業(yè)可利用性
本公開的受光傳感器(熱圖像傳感器)比較便宜,并且作為適合于人的活動量的測定的受光傳感器(熱圖像傳感器)是有用的。