JPWO2014185024A1 - 温度測定装置および温度測定方法 - Google Patents

温度測定装置および温度測定方法 Download PDF

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Abstract

温度測定装置（１００）は、物体の測定対象部位から輻射される赤外線を計測する赤外線測定部（１０）と、ガイド光を照射するガイド光照射部（１１）と、ガイド光照射部（１１）が照射するガイド光を反射することで物体に向けて出射し、物体から輻射される赤外線を透過することで赤外線測定部（１０）に入射する光合波部（１２）と、測定対象部位から赤外線測定部（１０）に入射する赤外線の光軸と、ガイド光照射部（１１）が照射するガイド光の光軸とのずれを所定の範囲内に含めたまま、ガイド光照射部（１１）が照射するガイド光を測定対象部位に照射させる位置調整を行う位置調整部（１３）と、赤外線測定部（１０）およびガイド光照射部（１１）のピントを調節するピント調節部（１４）と、を備え、ピント調節部（１４）は、ガイド光照射部（１１）のピント調節後に、赤外線測定部（１０）のピントを調節する。

Description

本発明は、物体の温度を測定するための温度測定装置および温度測定方法に関する。
物体の温度を測定するための温度測定装置として、例えば放射温度計が知られている（例えば、特許文献１参照）。放射温度計は物体の表面から放射される赤外線を赤外線センサで受光し、計測した赤外線強度から物体の温度を計測する。
また、温度測定装置として、非接触で人体の一部の温度を測定する人体温度測定装置も提案されている（例えば、特許文献２）。特許文献２に開示される人体温度測定装置では、撮影した画像を利用して、測定対象の人体を測定視野内に収めることで、人体の一部の温度を測定する。
特開２００９−２７３９号公報 特開２０１０−２３０３９２号公報
しかしながら、上記特許文献２では、視野内にある人体以外の物体の温度に関する影響については何ら検討されていない。より正確に人体の温度を測定するためには更なる技術的検討が必要である。
本発明は、上述の事情を鑑みてなされたもので、測定対象の物体の温度を正確に測定する温度測定装置および温度測定方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る温度測定装置は、物体の測定対象部位から輻射される赤外線を計測する赤外線測定部と、ガイド光を照射するガイド光照射部と、前記ガイド光照射部が照射するガイド光を反射または透過することで前記物体に向けて出射し、前記物体から輻射される赤外線を透過または反射することで前記赤外線測定部に入射する光合波部と、前記測定対象部位から前記赤外線測定部に入射する赤外線の光軸と、前記ガイド光照射部が照射するガイド光の光軸とのずれを所定の範囲内に含めたまま、前記ガイド光照射部が照射するガイド光を前記測定対象部位に照射させる位置調整を行う位置調整部と、前記赤外線測定部および前記ガイド光照射部のピントを調節するピント調節部と、を備え、前記ピント調節部は、前記ガイド光照射部のピント調節後に、前記赤外線測定部のピントを調節する。
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータで読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本発明の温度測定装置等によれば、測定対象の物体の温度を正確に測定することが可能になる。
図１は、実施の形態１における温度測定装置の構成の一例を示す図である。 図２は、実施の形態１における赤外線測定部の構成の一例を示す図である。 図３は、実施の形態１におけるガイド光照射部の構成の一例を示す図である。 図４は、実施の形態１における温度測定装置の構成の一実施例を示す図である。 図５は、実施の形態１における温度測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図６は、実施の形態１における画像処理部が測定対象測部位を検出する方法の一例を説明するための図である。 図７は、実施の形態１における画像処理部が測定対象測部位を検出する方法の一例を説明するための図である。 図８は、実施の形態２における温度測定装置の構成の一例を示す図である。 図９は、実施の形態２における赤外線測定部の構成の一例を示す図である。 図１０は、実施の形態２におけるガイド光照射部の構成の一例を示す図である。 図１１は、実施の形態２における温度測定装置の構成の一実施例を示す図である。 図１２は、実施の形態３における温度測定装置の構成の一実施例を示す図である。 図１３は、実施の形態４における冷暖房装置が設置された室内の一例を示す図である。 図１４は、実施の形態５における車両に温度測定装置が搭載される場合の一例を示す図である。 図１５Ａは、実施の形態５におけるバックミラーに温度測定装置が搭載される場合の例を示す図である。 図１５Ｂは、実施の形態５におけるハンドルに温度測定装置が搭載される場合の例を示す図である。 図１６は、従来の温度測定装置の構成を示す図である。
（本発明の基礎となった知見）
以下、本発明の基礎となった知見について説明する。
図１６は、従来の温度測定装置の構成を示す図である。
図１６に示す人体温度測定装置９００は、特許文献２に記載された温度測定装置である。この人体温度測定装置９００は、撮影部９０２、画像解析部９０３、赤外線量測定部９０４、可動部９０５、方向制御手段９０６、距離測定部９０７、温度照合部９０９、および、温度データベース９１０を有している。
人体温度測定装置９００は、撮影部９０２で撮影した画像を画像解析部９０３で解析する。撮影部９０２、赤外線量測定部９０４および距離測定部９０７は、可動部９０５に搭載されており、解析した画像に基づいて、人体の所望の部分を向くように方向制御手段９０６で制御される。距離測定部９０７は、赤外線量測定部９０４と測定すべき人体の所望の部分との距離を測定する。
人体温度測定装置９００は、赤外線量測定部９０４で測定された赤外線量と、距離測定部９０７で測定された距離情報とから、温度データベース９１０を介して人体の温度を測定する。
ここで、距離測定部９０７で測定する距離情報で温度を補正するのは、赤外線量測定部９０４の視野が距離によって広がるからである。つまり、距離が大きくなると視野内に測定したい人体の一部だけではなく、人体の周囲に有る物体も入ってくるため、検出される温度は、視野内にある人体と人体の周囲にある物体との平均温度になってしまうからである。
しかしながら、人体温度測定装置９００のように、距離に関する情報だけを用いて温度データベースに基づき温度補正したとしても、測定対象の物体の温度を正確に測定することはできない。
なぜなら、人体温度測定装置９００は、視野内にある人体以外の物体の温度情報は予め判らないからである。例えば人体の測定対象部位の周囲が壁面で周囲温度と同じような場合もあれば、測定対象部位の周囲に体温よりも高温物質がある場合（例えば人が熱いカップを持っているときに手の温度を測るような場合）もある。そのため、視野内にある人体と人体以外の物体との温度情報を距離に関する情報だけで、温度データベースに基づき温度補正したとしても正確な温度情報を得ることはできない。
このような課題を解決するために、本発明の一態様に係る温度測定装置は、物体の測定対象部位から輻射される赤外線を計測する赤外線測定部と、ガイド光を照射するガイド光照射部と、前記ガイド光照射部が照射するガイド光を反射または透過することで前記物体に向けて出射し、前記物体から輻射される赤外線を透過または反射することで前記赤外線測定部に入射する光合波部と、前記測定対象部位から前記赤外線測定部に入射する赤外線の光軸と、前記ガイド光照射部が照射するガイド光の光軸とのずれを所定の範囲内に含めたまま、前記ガイド光照射部が照射するガイド光を前記測定対象部位に照射させる位置調整を行う位置調整部と、前記赤外線測定部および前記ガイド光照射部のピントを調節するピント調節部と、を備え、前記ピント調節部は、前記ガイド光照射部のピント調節後に、前記赤外線測定部のピントを調節する。
この構成により、赤外線測定部と、測定対象部位との距離に影響されにくい温度測定が可能となり、測定対象部位の温度を正確に測定することができるので、測定対象の物体の温度を正確に測定することが可能になる温度測定装置を実現できる。
具体的には、光合波部を用いて、ガイド光照射部と赤外線測定部の光軸を合わせると共に、両者のピント合わせを行うことにより、物体の測定対象部位における赤外線測定部の視野を最小にすることができる。それにより、測定対象部位周辺の温度の影響を受けにくい温度測定が可能となる。
また、光合波部を用いることにより、赤外線センサはガイド光である近赤外線の影響を受けないという特徴も有する。
また、例えば、前記ピント調節部は、前記測定対象部位に照射されるガイド光のスポット径が最小になるように調節することで前記ガイド光照射部のピントを調節し、前記ガイド光照射部のピント調節後に、前記ガイド光照射部のピント調節結果に基づいて、前記赤外線測定部のピントを調節するとしてもよい。
また、例えば、前記位置調整部は、前記赤外線測定部、前記ガイド光照射部および前記光合波部をパン・チルト方向に回転させる回転駆動部を備え、前記位置調整部は、前記回転駆動部を制御して、前記赤外線測定部、前記ガイド光照射部および前記光合波部をパン・チルト方向に回転駆動させることで、前記位置調整を行うとしてもよい。
ここで、例えば、前記温度測定装置は、さらに、前記物体を撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像した画像を処理する画像処理部とを備え、前記位置調整部は、前記画像処理部の出力に応じて前記回転駆動部を制御して、前記赤外線測定部、前記ガイド光照射部および前記光合波部をパン・チルト方向に回転駆動させることで、前記ガイド光照射部が照射するガイド光を前記測定対象部位に照射する位置調整を行うとしてもよい。
この構成により、ガイド光を照射させた物体を含む被写体を撮像部にて撮影し、撮像した画像を用いることができるので、測定対象部位とガイド光が照射される位置との位置を合わせることができる。よって測定対象部位の計測を精度よく行うことができる。
さらに、例えば、前記ガイド光照射部は、前記撮像部が感度を有する近赤外光を照射するとしてもよい。
また、例えば、前記赤外線測定部は、赤外線センサと、前記赤外線センサと同一の光軸上に配置される赤外線レンズとを有し、前記ガイド光照射部は、近赤外線光源と、前記近赤外線光源と同一の光軸上に配置される近赤外線レンズとを有し、前記ピント調節部は、近赤外線光源と前記近赤外線レンズとの距離を変更することで前記ガイド光照射部のピントを調節する第１ピント調節部と、前記第１ピント調節部が前記ガイド光照射部のピントを調節した後に、前記赤外線センサと前記赤外線レンズとの距離を変更することで前記赤外線測定部のピントを調節する第２ピント調節部と、を有するとしてもよい。
ここで、例えば、前記第１ピント調節部は、前記測定対象部位に照射されるガイド光のスポット径が最小になるように、前記近赤外線光源と前記近赤外線レンズとの距離を変更し、前記第２ピント調節部は、前記第１ピント調節部が変更した距離に応じて、前記赤外線センサと前記赤外線レンズとの距離を、変更するとしてもよい。
さらに、例えば、前記赤外線レンズと、前記近赤外線レンズとは、それぞれ同一の焦点距離を有し、前記第２ピント調節部は、前記第１ピント調節部により変更された前記近赤外線光源と前記近赤外線レンズとの距離と同一の距離となるように、前記赤外線センサと前記赤外線レンズとの距離を変更するとしてもよい。
また、例えば、前記温度測定装置は、さらに、前記光合波部と前記物体との間に配置され、かつ、前記赤外線センサと同一の光軸上に配置されるレンズを有し、前記赤外線測定部は、赤外線センサであり、前記ガイド光照射部は、近赤外線光源で構成され、近赤外線のガイド光を照射し、前記レンズは、前記光合波部から出射されるガイド光を透過させて前記物体に向けて出射し、前記物体から輻射される赤外線を透過させて前記光合波部に入射し、前記ピント調節部は、少なくとも前記レンズの位置を変更することで、前記ガイド光照射部および前記赤外線測定部のピントを調節するとしてもよい。
ここで、例えば、前記ピント調節部は、前記測定対象部位に照射されるガイド光のスポット径が最小になるように前記レンズと近赤外線光源との距離を変更することで前記ガイド光照射部のピント調節し、その後に前記赤外線センサの位置を変更することで、前記赤外線センサと前記レンズとの距離を変更して前記赤外線測定部のピントを調節するとしてもよい。
また、例えば、前記ピント調節部は、前記測定対象部位に照射されるガイド光のスポット径が最小になるように前記レンズと近赤外線光源との距離を変更することで前記ガイド光照射部のピント調節し、その後に、前記レンズの位置を変更することで、前記赤外線センサと前記レンズとの距離を変更して前記赤外線測定部のピントを調節するとしてもよい。
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータで読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
（実施の形態１）
［温度測定装置の構成］
図１は、実施の形態１における温度測定装置の構成の一例を示す図である。図２は実施の形態１における赤外線測定部の構成の一例を示す図であり、図３は実施の形態１におけるガイド光照射部の構成の一例を示す図である。図４は、実施の形態１における温度測定装置の構成の一実施例を示す図である。
図１に示す温度測定装置１００は、赤外線測定部１０、ガイド光照射部１１、光合波部１２、位置調整部１３およびピント調節部１４を少なくとも備える。本実施の形態では、温度測定装置１００は、図４に示すように、赤外線測定部１０、ガイド光照射部１１、光合波部１２、位置調整部１３およびピント調節部１４に加えて、撮像部１５と演算処理部１６とを備えるとして以下説明する。なお、これらの構成は必ずしも全てが必須ではなく、一または複数の構成が欠けていてもよいものとする。以下各構成について説明する。
［赤外線測定部１０の構成］
赤外線測定部１０は、物体から輻射される赤外線を計測する。より具体的には、赤外線測定部１０は、図２に示すように、赤外線センサ１０１と赤外線レンズ１０２とを少なくとも備える。本実施の形態では、赤外線測定部１０は、図４に示すように、赤外線センサ１０１および赤外線レンズ１０２に加え、赤外線ピント調節機構１４ａを備える。
赤外線センサ１０１は、主に波長２μｍ以上の赤外線に感度を有するセンサである。
赤外線レンズ１０２は、赤外線センサ１０１と同一の光軸上に配置され、主に波長２μｍ以上の赤外線を透過するレンズである。ここで、赤外線レンズ１０２は、例えば近赤外線レンズ１１２と同一の焦点距離を有するとしてもよい。
赤外線ピント調節機構１４ａは、ピント調節部１４により制御され、赤外線センサ１０１と赤外線レンズ１０２との光軸方向の間隔を変化させることができる機構であり、赤外線測定部１０のピントの調節を行うことができる。より具体的には、赤外線ピント調節機構１４ａは、ガイド光ピント調節機構１４ｂがガイド光照射部１１のピントを調節した後に、赤外線センサ１０１と赤外線レンズ１０２との距離を変更することで赤外線測定部１０のピントを調節する。赤外線ピント調節機構１４ａは、ガイド光ピント調節機構１４ｂが変更した近赤外線光源１１１と近赤外線レンズ１１２との距離に応じて、赤外線センサ１０１と赤外線レンズ１０２との距離を変更する。ここで、赤外線レンズ１０２と近赤外線レンズ１１２とがそれぞれ同一の焦点距離を有する場合、赤外線ピント調節機構１４ａは、ガイド光ピント調節機構１４ｂにより変更された近赤外線光源１１１と近赤外線レンズ１１２との距離と同一の距離となるように、赤外線センサ１０１と赤外線レンズ１０２との距離を変更する。
なお、赤外線ピント調節機構１４ａの配置や構造は、図４に示されているものに限らず、赤外線レンズ１０２と赤外線センサ１０１との光軸方向の間隔を変化させることができるものであれば特に限定しない。赤外線ピント調節機構１４ａとして、例えばレンズの繰り出し機構などを用いるとしてもよい。
［ガイド光照射部１１の構成］
ガイド光照射部１１は、ガイド光を照射する。ここで、ガイド光照射部１１は、例えば、撮像部１５が感度を有する近赤外光を照射する。より具体的には、ガイド光照射部１１は、図３に示すように、近赤外線光源１１１と近赤外線レンズ１１２とを少なくとも備える。本実施の形態では、ガイド光照射部１１は、図４に示すように、近赤外線光源１１１および近赤外線レンズ１１２に加え、ガイド光ピント調節機構１４ｂを備える。
近赤外線光源１１１は、レーザや発光ダイオードなどを用いて構成され、近赤外線をガイド光として照射する。
近赤外線レンズ１１２は、近赤外線光源１１１と同一の光軸上に配置され、主に波長０．７〜２．０μｍの赤外線（近赤外線）を透過する。近赤外線レンズ１１２は、近赤外線光源１１１が照射する近赤外線のガイド光を透過する。ここで、近赤外線レンズ１１２は、上述したように赤外線レンズ１０２と同一の焦点距離を有するとしてよい。
ガイド光ピント調節機構１４ｂは、ピント調節部１４により制御され、近赤外線光源１１１と近赤外線レンズ１１２との光軸方向の間隔を変化させるができる機構であり、ガイド光照射部１１のピントの調節を行うことができる。より具体的には、ガイド光ピント調節機構１４ｂは、近赤外線光源１１１と近赤外線レンズ１１２との距離を変更することでガイド光照射部１１のピントを調節する。ガイド光ピント調節機構１４ｂは、測定対象部位に照射されるガイド光のスポット径が最小になるように、近赤外線光源１１１と近赤外線レンズ１１２との距離を変更する。
なお、ガイド光ピント調節機構１４ｂとしては、図４のように配置されているものに限らず、近赤外線レンズ１１２と近赤外線光源１１１との光軸方向の間隔を変化させることができるものであれば特に限定しない。ガイド光ピント調節機構１４ｂとして、例えばレンズの繰り出し機構などを用いることができる。
［光合波部１２の構成］
光合波部１２は、ガイド光照射部１１が照射するガイド光を反射させることで測定対象物体５０に向けて出射し、その測定対象物体５０から輻射される赤外線を透過させることで赤外線測定部１０に入射する。
より具体的には、光合波部１２は、波長選択性プリズム等を用いて構成され、近赤外光を反射し、波長２μｍ以上の赤外光を透過する。光合波部１２は、図４に示すように、ガイド光照射部１１が照射する赤外線の光軸と、赤外線測定部１０に入射する赤外線の光軸とが交わる位置に配置されている。光合波部１２は、ガイド光照射部１１が照射するガイド光を反射角９０度で反射させて測定対象物体５０に向けて出射し、その測定対象物体５０から輻射される赤外線を透過させることで赤外線測定部１０に入射する。
なお、光合波部１２は、ガイド光照射部１１が照射するガイド光を透過させることで測定対象物体５０に向けて出射し、その測定対象物体５０から輻射される赤外線を反射させることで赤外線測定部１０に入射してもよい。この場合、図４に示す赤外線測定部１０とガイド光照射部１１との位置がそれぞれ入れ替わる構成となる。
［位置調整部１３の構成］
位置調整部１３は、赤外線測定部１０と赤外線レンズ１０２によって構成される光軸と、ガイド光照射部１１が照射するガイド光の光軸とのずれを所定の範囲内に含めたまま、ガイド光照射部１１から照射するガイド光を物体の測定対象部位に照射させる位置調整を行う。位置調整部１３は、赤外線測定部１０、ガイド光照射部１１および光合波部１２をパン・チルト方向に回転させる回転駆動部１３ａを備える。位置調整部１３は、回転駆動部１３ａを制御して、赤外線測定部１０、ガイド光照射部１１および光合波部１２をパン・チルト方向に回転駆動させることで、位置調整を行う。
本実施の形態では、位置調整部１３は、図４に示すように、画像処理部１６１の出力に基づきガイド光の照射位置と測定対象部位とが一致するように回転駆動部１３ａを制御する。位置調整部１３は、画像処理部１６１の出力に応じて回転駆動部１３ａを制御して、赤外線測定部１０、ガイド光照射部１１および光合波部１２をパン・チルト方向に回転駆動させることで、ガイド光照射部１１が照射するガイド光を測定対象物体５０の測定対象部位に照射する位置調整を行う。
ここで、赤外線測定部１０とガイド光照射部１１と光合波部１２とは、図４に示すように、回転駆動部１３ａに搭載されている。回転駆動部１３ａは、例えば、自由雲台等を用いて構成され、赤外線測定部１０とガイド光照射部１１と光合波部１２とを水平・垂直（パン・チルト）方向に回転させることができる。
回転駆動部１３ａに搭載される赤外線測定部１０、ガイド光照射部１１、および、光合波部１２の相互の位置は、次の位置関係を満たすように配置されている。すなわち、回転駆動部１３ａの角度を適切に設定した場合において、（i）ガイド光照射部１１から照射され光合波部１２を反射した後の赤外線の光軸と、（ii)光合波部１２を透過し赤外線測定部１０に入射する赤外線の光軸とのずれを所定の範囲内に含む位置関係となるように赤外線測定部１０、ガイド光照射部１１、および、光合波部１２のそれぞれ配置されている。
ここで、上記の２つの光軸は、例えば図４に示すように、一致させるとしてもよい。この場合、図４に示すように、ガイド光照射部１１が照射する赤外線の光軸と、赤外線測定部１０に入射する赤外線の光軸とが、直角に交わるように赤外線測定部１０、ガイド光照射部１１、および、光合波部１２のそれぞれが配置される。
［撮像部１５の構成］
撮像部１５は、物体を撮像する。より具体的には、撮像部１５は、図４に示す測定対象物体５０を含む被写体の画像を撮像する。
撮像部１５は、一般的な撮像機能を有するカメラであれば良く、特に限定しないが、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラ等を用いて構成できる。
なお、撮像部１５は、回転駆動部１３ａに搭載されるとしてもよい。この場合、撮像部１５は、赤外線測定部１０、ガイド光照射部１１および光合波部１２とともに、回転駆動部１３ａで回転駆動される。
［演算処理部１６の構成］
演算処理部１６は、例えば一または複数のマイコン等であり、演算処理を行うものであれば特に限定しない。本実施の形態では、演算処理部１６は、図４に示すように、画像処理部１６１および温度演算部１６２を備える。なお、演算処理部１６は、温度測定装置１００とは別の装置に備えるとしてもよい。この場合、温度測定装置１００は外部の別の装置と通信・接続するための通信手段や接続手段が備えればよい。
画像処理部１６１は、撮像部１５で撮像した画像を処理する。本実施の形態では、画像処理部１６１は、撮像部１５で撮像した測定対象物体５０を含む被写体の画像を処理し、測定対象物体５０における所望の測定対象部位を抽出する。画像処理部１６１は、例えばパターンマッチング法や人体であれば肌色抽出法などを用いて所望の測定対象部位を抽出する。測定対象部位とは、例えば予めユーザが設定していた体の部位など赤外線測定部１０で温度を測定したい物体の部位である。
温度演算部１６２は、赤外線センサ１０１で計測された赤外線量から測定対象物体５０の測定対象部位の温度を演算する。
［ピント調節部１４の構成］
ピント調節部１４は、赤外線測定部１０およびガイド光照射部１１のピントを調節する。ピント調節部１４は、ガイド光照射部１１のピント調節後に、赤外線測定部１０のピントを調節する。より具体的には、ピント調節部１４は、測定対象部位に照射されるガイド光のスポット径が最小になるように調節することでガイド光照射部１１のピントを調節し、ガイド光照射部１１のピント調節後に、ガイド光照射部１１のピント調節結果に基づいて、赤外線測定部１０のピントを調節する。
本実施の形態では、ピント調節部１４は、撮像部１５で撮影された測定対象物体５０におけるガイド光のスポットの大きさが最小になるようにガイド光ピント調節機構１４ｂを駆動する。また、ピント調節部１４は、ガイド光ピント調節機構１４ｂと連動してガイド光のピントが合う（ガイド光のスポットの大きさが最小になる）と赤外線測定部１０のピントも合うように、赤外線ピント調節機構１４ａを駆動する。
ここで、ガイド光のピントと赤外線測定部１０のピントが連動し合うとしてもよい。この場合、赤外線レンズ１０２および近赤外線レンズ１１２にそれぞれ、同一の焦点距離を有するレンズを用いる。赤外線レンズ１０２および近赤外線レンズ１１２それぞれの焦点位置に赤外線センサ１０１と近赤外線光源１１１とを配置すると、どちらも無限遠にピントが合う状態にすることができる。この状態において、近赤外線レンズ１１２を動かして測定対象物体５０上のガイド光のスポット径が最小になる時の近赤外線レンズ１１２の移動量を△ｘとすると、赤外線レンズ１０２も同じ△ｘだけ同じ向きに移動させれば共にピントが合うようにすることができる。
［温度測定装置１００の動作］
次に、以上のように構成された温度測定装置１００の動作について図４を参照しながら説明する。
図５は、実施の形態１における温度測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、温度測定装置１００は、ガイド光照射部１１にガイド光を照射させる（Ｓ１０）。そして、温度測定装置１００は、ガイド光照射部１１が照射するガイド光を反射させることで物体に向けて出射し、物体から輻射される赤外線を透過させることで赤外線測定部１０に入射する。
本実施の形態では、温度測定装置１００は、近赤外線光源１１１に近赤外線のガイド光を照射させる。次いで、温度測定装置１００は、近赤外線光源１１１が照射する近赤外線のガイド光を近赤外線レンズ１１２で透過させた後、光合波部１２によって反射させて測定対象物体５０に入射（照射）する。ここで、ガイド光は常時照射するようにしていてもよいし、一定間隔で照射するようにしてもよい。またユーザが指定した任意のタイミングで照射するようにしてもよい。
ここで、撮像部１５は、測定対象物体５０を含む被写体を撮像し、取得した画像を画像処理部１６１へ出力している。撮像部１５が撮像するタイミングは、ガイド光を照射するタイミング同様、常時撮像するようにしていてもよいし一定間隔で撮像するようにしてもよい。また、ユーザが指定した任意のタイミングで撮像するようにしてもよい。またガイド光照射のタイミングと連動して、撮像を開始するとしてもよい。
画像処理部１６１は、撮像部１５より得られた画像のうち所望の測定対象部位を抽出する。所望の測定対象部位とは、例えば予めユーザが設定していた体の部位などであり、本実施の形態では、人の顔としている。また、画像処理部１６１は、撮像部１５より得られた画像のうち測定対象物体５０上のガイド光が照射されている部位を抽出する。そして、画像処理部１６１は所望の測定対象部位と、ガイド光が照射されている部位と、に関する情報を位置調整部１３に出力する。
ここで、画像処理部１６１が所望の測定対象測部位を検出する方法の一例について説明する。図６および図７は、実施の形態１における画像処理部が測定対象測部位を検出する方法の一例を説明するための図である。
図６には、撮像部１５が取得した画像１５１において、画像処理部１６１の画像処理により体の部位として人の顔が検出される場合が示されている。
すなわち、画像処理部１６１は、撮像部１５が取得した画像から、測定対象物体５０である人体の顔検出を行い画像中の顔の位置座標１５２を算出する。なお、顔検出の方法はいかなる方法を用いてもよい。また、画像処理部１６１は、ガイド光が照射されている測定対象物体５０である人体の部位の位置座標１５３を検出する。そして、画像処理部１６１は、検出した位置座標１５２と位置座標１５３とを位置調整部１３に出力する。
次に、温度測定装置１００は、測定対象部位から赤外線測定部１０に入射する赤外線の光軸と、ガイド光照射部１１が照射するガイド光の光軸とのずれを所定の範囲内に含めたまま、ガイド光照射部１１が照射するガイド光を測定対象部位に照射させる位置調整を行う（Ｓ１２）。
本実施の形態では、位置調整部１３は、画像処理部１６１から出力された情報に基づき、所望の測定対象部位にガイド光が照射されるように回転駆動部１３ａを制御する。
図７は、位置調整部１３が回転駆動部１３ａを制御した後の画像１５１ａが示されている。つまり、図６に示すように、ガイド光が照射されている位置座標１５３と、測定対象部位（顔）の位置座標１５３とが所定の範囲内にない場合には、位置調整部１３は、画像処理部１６１から出力された情報（位置座標１５２と位置座標１５３）に基づき、回転駆動部１３ａを制御する。このようにして、位置調整部１３は、図７に示すように、ガイド光が照射されている位置座標１５３ａを所望の測定対象部位である顔の部位（位置座標１５２）から所定の範囲内に含めることができる。
次に、温度測定装置１００は、ガイド光照射部１１のピントを調整し（Ｓ１４）、その調節後に赤外線測定部１０のピントを調節する（Ｓ１６）。
本実施の形態では、ピント調節部１４は、赤外線ピント調節機構１４ａおよびガイド光ピント調節機構１４ｂを制御することで、ガイド光が所望の測定対象部位に照射されると、ガイド光照射部１１のピント合わせおよび赤外線測定部１０のピント合わせを連動して行う。
より具体的には、まず、ピント調節部１４は、撮像部１５で撮影され画像処理部１６１により処理された画像に基づき、測定対象物体５０に照射されているガイド光のスポット径が最小にするためのガイド光ピント調節機構１４ｂのパラメータを算出する。次いで、ピント調節部１４は、設定したパラメータに基づきガイド光ピント調節機構１４ｂを制御することで、ガイド光ピント調節機構１４ｂは近赤外線レンズ１１２と近赤外線光源１１１との光軸方向の間隔を調節する。
ここで、赤外線レンズ１０２および近赤外線レンズ１１２はそれぞれ、同一の焦点距離を有するレンズを用いているとする。この場合、上述したように、近赤外線レンズ１１２と近赤外線光源１１１との光軸方向の間隔が決定すれば、赤外線レンズ１０２と赤外線センサ１０１との間隔も決定することができる。つまり、ピント調節部１４は、ガイド光照射部１１のピントを合わせる際に用いたパラメータに基づいて、赤外線測定部１０のピント合わせに用いるパラメータを算出することができる。ピント調節部１４は、算出したパラメータに基づき赤外線ピント調節機構１４ａを制御することで、赤外線レンズ１０２と赤外線センサ１０１との間隔を調節する。
次に、温度測定装置１００は、赤外線測定部１０で物体の測定対象部位から輻射される赤外線を計測する（Ｓ１８）。
具体的には、温度測定装置１００は、赤外線測定部１０に物体の測定対象部位から輻射される赤外線を計測させる。そして、温度測定装置１００は、温度演算部１６２に、赤外線センサ１０１で計測された赤外線量から測定対象部位の温度を演算させることにより、測定対象部位の温度を得ることができる。
[効果]
以上のように、本実施の形態における温度測定装置１００によれば、赤外線測定部１０と測定対象部位との距離に影響されにくい温度測定が可能となり、測定対象部位の温度を正確に測定することができるので、測定対象の物体の温度を正確に測定することが可能になる。
具体的には、光合波部１２を用いて、ガイド光照射部１１と赤外線測定部１０との光軸を所定の範囲内に収めると共に、両者のピント合わせを連動させることにより、測定対象物体５０の所望の測定対象部位に対する赤外線測定部１０の視野を最小にすることができる。それにより、測定部位周辺の温度の影響を受けにくい温度測定が可能となる。
また、本実施の形態の温度測定装置１００が光合波部１２を備えることにより、赤外線センサ１０１は、ガイド光である近赤外線の影響を受けないという効果も奏する。
また、本実施の形態の温度測定装置１００によれば、ガイド光を照射させた測定対象物体５０を含む被写体を撮像部にて撮影し、撮像した画像を用いることで、所望の測定対象部位とガイド光が照射される位置とを合わせることができる。それにより、所望の測定対象部位の計測を精度よく行うことができる。
なお、本実施の形態の温度測定装置１００では、赤外線測定部１０、ガイド光照射部１１、および光合波部１２が回転駆動部１３ａに搭載されているとして説明したがそれに限らない。赤外線測定部１０、ガイド光照射部１１、および光合波部１２が回転駆動部１３ａに加えて、撮像部１５が回転駆動部１３ａに搭載されるとしてもよい。
また、本実施の形態において、ガイド光照射部１１の光源として近赤外線光源を用いたが可視光源を用いても構わない。可視光源を用いることにより、本発明の温度測定装置１００のユーザが直接、照射位置あわせを行うことが可能となる。この場合、撮像部１５や画像処理部１６１、位置調整部１３を省略することができるので、より安価な温度測定装置を提供することができる効果を奏する。
（実施の形態２）
［温度測定装置の構成］
図８は、実施の形態２における温度測定装置の構成の一例を示す図である。図９は実施の形態２における赤外線測定部の構成の一例を示す図であり、図１０は実施の形態２におけるガイド光照射部の構成の一例を示す図である。図４は、実施の形態１における温度測定装置の構成の一実施例を示す図である。図１１は、実施の形態２における温度測定装置の構成の一実施例を示す図である。なお、図１〜図４と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図８に示す温度測定装置２００は、赤外線測定部２０、ガイド光照射部２１、光合波部２２、位置調整部２３、ピント調節部２４およびレンズ２７を少なくとも備える。本実施の形態では、温度測定装置２００は、図１１に示すように、赤外線測定部２０、ガイド光照射部２１、光合波部２２、位置調整部２３、ピント調節部２４およびレンズ２７に加えて、撮像部１５と演算処理部１６とを備えるとして以下説明する。
本実施の形態における温度測定装置２００は、図１に示す温度測定装置１００と比較して、レンズ２７の構成が加えられている。より具体的には、赤外線測定部２０とガイド光照射部２１とは内部にレンズを有さず、レンズ２７を共有している点で構成が異なる。
［赤外線測定部２０の構成］
赤外線測定部２０は、図９および図１１に示すように、赤外線センサ１０１を有し、物体から輻射される赤外線を計測する。つまり、本実施の形態における赤外線測定部２０は、図２に示す赤外線測定部１０と比較して、赤外線レンズと赤外線ピント調節機構１４ａとを有しない点で構成が異なる。その他の構成は実施の形態１で説明した通りであるのでここでの説明は省略する。
［ガイド光照射部２１の構成］
ガイド光照射部２１は、図１０および図１１に示すように、近赤外線光源１１１を有し、近赤外線のガイド光を照射する。ここで、ガイド光照射部２１は、例えば、撮像部１５が感度を有する近赤外光を照射する。つまり、本実施の形態におけるガイド光照射部２１は、図３に示すガイド光照射部１１と比較して、近赤外線レンズとガイド光ピント調節機構１４ｂとを有しない点で構成が異なる。その他の構成は実施の形態１で説明した通りであるのでここでの説明は省略する。
［レンズ２７の構成］
レンズ２７は、図１１に示すように、光合波部２２と測定対象物体５０との間に配置され、かつ、赤外線センサ１０１（赤外線測定部２０）と同一の光軸上に配置されるレンズである。レンズ２７は、光合波部２２から出射されるガイド光を透過させて測定対象物体５０に向けて出射し、その測定対象物体５０から輻射される赤外線を透過させて光合波部２２に入射する。ここで、レンズ２７は、１μｍ以上の波長の光、より好ましくは０．７μｍ以上の波長の光を透過する。レンズ２７は、例えばシリコンやフッ化カルシウム、フッ化バリウム、セレン化亜鉛、硫化亜鉛等の材料で構成される。
［光合波部２２の構成］
光合波部２２は、ガイド光照射部１１が照射するガイド光を反射させてレンズ２７に入射し、レンズ２７から入射される測定対象物体５０から輻射される赤外線を透過させることで赤外線測定部２０に入射する。光合波部２２の材料や配置については実施の形態１の光合波部１２と同様であるのでここでの説明は省略する。
なお、図４にて説明した温度測定装置２００同様に、光合波部１２は、ガイド光照射部１１が照射するガイド光を透過させることで測定対象物体５０に向けて出射し、その測定対象物体５０から輻射される赤外線を反射させることで赤外線測定部１０に入射してもよい。
［位置調整部２３の構成］
位置調整部２３は、測定対象部位から赤外線測定部２０に入射する赤外線の光軸と、ガイド光照射部２１が照射するガイド光の光軸とのずれを所定の範囲内に含めたまま、ガイド光照射部２１から照射するガイド光を物体の測定対象部位に照射させる位置調整を行う。位置調整部２３は、赤外線測定部２０、光合波部２２およびレンズ２７をパン・チルト方向に回転させる回転駆動部１３ｃを備える。位置調整部２３は、回転駆動部１３ｃを制御して、ガイド光照射部２１、光合波部２２およびレンズ２７をパン・チルト方向に回転駆動させることで、位置調整を行う。
ここで、図８に示すように、赤外線センサ１０１（赤外線測定部２０）と、赤外線センサ１０１（赤外線測定部２０）と光合波部２２とレンズ２７とは、回転駆動部１３ｃに搭載されている。回転駆動部１３ｃは、例えば、自由雲台等を用いて構成され、赤外線センサ１０１（赤外線測定部２０）と、赤外線センサ１０１（赤外線測定部２０）と光合波部２２とレンズ２７とを水平・垂直（パン・チルト）方向に回転させることができる。
［ピント調節部２４の構成］
ピント調節部２４は、少なくともレンズ２７の位置を変更することで、赤外線測定部２０およびガイド光照射部２１のピントを調節する。また、ピント調節部２４は、ガイド光照射部２１のピント調節後に、赤外線測定部２０のピントを調節する。より具体的には、ピント調節部２４は、測定対象部位に照射されるガイド光のスポット径が最小になるようにレンズ２７と近赤外線光源１１１との距離を変更することでガイド光照射部２１のピントを調節し、その後に赤外線センサ１０１の位置を変更することで、赤外線センサ１０１とレンズ２７との距離を変更して赤外線測定部２０のピントを調節する。
本実施の形態では、ピント調節部１４は、ピント調節機構２４ａを駆動することで、赤外線測定部２０およびガイド光照射部２１のピントを調節する。換言すると、ピント調節機構２４ａは、ピント調節部２４により制御され、レンズ２７と近赤外線光源１１１との光軸方向の距離を変更することができる機構であり、赤外線測定部２０およびガイド光照射部２１のピントを調節する。
なお、ピント調節機構２４ａの配置や構造は図示されているものに限らず、赤外線センサ１０１とレンズ２７の位置を変化させることができるものであれば特に限定しない。ピント調節機構２４ａとして、例えばレンズの繰り出し機構などを使うことができる。また、ピント調節機構２４ａがピントを合わせる対象としては、赤外線センサ１０１とレンズ２７とに限らない。近赤外線光源１１１とレンズ２７との間隔を変化させるとしてもよい。
［温度測定装置２００の動作］
次に、以上のように構成された温度測定装置２００の動作について、図５および図１１を参照しながら説明する。
まず、Ｓ１０とＳ１２すなわち測定対象物体５０の所望の測定対象部位にガイド光が照射されるように制御するのは実施の形態１で説明したとおりであるので説明を省略する。
次に、温度測定装置２００は、ガイド光照射部２１のピントを調整し（Ｓ１４）、その調節後に赤外線測定部２０のピントを調節する（Ｓ１６）。
本実施の形態では、ピント調節部２４は、画像処理部１６１により処理された画像に基づき、測定対象物体５０に照射されているガイド光のスポット径を最小にするためのピント調節機構２４ａのパラメータを算出する。次いで、ピント調節部２４は、設定したパラメータに基づき、ピント調節機構２４ａを制御し、レンズ２７を光軸方向に位置移動させることによりレンズ２７と近赤外線光源１１１との光軸方向の間隔を調節する。
ここで、レンズ２７の近赤外線光源１１１の波長に対する焦点距離をｆ、近赤外線光源１１１とレンズ２７との間隔をａ、レンズ２７と測定対象物体５０の測定対象部位との間隔をｂとすると、衆知のレンズ公式により（１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ）が成り立つ。
また、赤外線センサ１０１が感度を有する波長には幅があるため、近赤外線光源１１１（ガイド光照射部１１）のピントが合ったとしても赤外線センサ１０１(赤外線測定部１０）のピントが合っているとは限らないので、赤外線センサ１０１(赤外線測定部１０）のピントを調整する。
赤外線の中心波長を１０μｍとし、レンズ２７の波長１０μｍでの焦点距離をｆ’とし、赤外線センサ１０１とレンズ２７の間隔をａ’とする。この場合において、１／ａ’＋１／ｂ＝１／ｆ’が成り立つようにピント調節機構２４ａを制御することで赤外線センサ１０１の位置を変化させると赤外線センサ１０１を備える赤外線測定部２０のピントが所望の測定対象部位に合うようになる。１／ａ’＝１／ｆ’−１／ｆ＋１／ａであり、ｆ、ｆ’は既知なので、ａが判ればａ’は計算で求めることができる。
なお、近赤外線光源１１１の位置を変化させ、上記の式が成り立つように近赤外線光源１１１とレンズ２７との間隔ａを変化させてもよい。その際には、ピント調節機構２４ａは、近赤外線光源１１１とレンズ２７との間隔を変化させる機構であればよい。
次に、温度測定装置２００は、赤外線測定部２０で物体の測定対象部位から輻射される赤外線を計測する（Ｓ１８）。なお、Ｓ１８での動作は実施の形態１で説明したとおりであるので説明を省略する。
[効果]
以上、本実施の形態における温度測定装置２００によれば、測定対象の物体の温度を正確に測定することが可能になる。
具体的には、実施の形態１に記載した効果に加え、レンズを共通化することで、小型で安価な構成で測定部位周辺の温度の影響を受けにくい温度測定が可能となる効果を奏する。
これは、ガイド光のピントを合わせたときにレンズ２７と近赤外線光源１１１との間隔がａとすると、赤外線センサ１０１とレンズ２７の間隔をａ’＝１／ｆ’−１／ｆ＋１／ａになるように赤外線センサ１０１を移動させれば赤外線測定部２０のピントが合うので、共通のレンズを使える。また、この時ガイド光のスポットはピントがあったままであるので、測定部位を確認しやすい。つまり、本実施の形態における温度測定装置２００が有するレンズは一つだけで良いので、小型で安価な構成で測定部位周辺の温度の影響を受けにくい温度測定が可能となる。
（実施の形態３）
［温度測定装置の構成］
実施の形態２では、赤外線測定部２０およびガイド光照射部２１のピントを調節するために、レンズ２７の位置と近赤外線光源１１１の位置とを変更可能なピント調節機構２４ａを備える場合の例について説明したがそれに限らない。本実施の形態では、レンズ２７の位置のみを変更可能なピント調節機構３４ａを備える場合の例について説明する。
図１２は、実施の形態３の温度測定装置の構成の一実施例を示す図である。図１２において、図１１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。また、実施の形態３の温度測定装置の構成は、実施の形態２の図８〜図１０で示した構成と同様となるため、説明を省略する。以下では、実施の形態２と異なるところを中心に説明する。
図１２に示す温度測定装置３００は、図１１に示す温度測定装置２００と比較して、ピント調節部３４とピント調節機構３４ａとの構成が異なる。具体的には、図１２に示す温度測定装置３００では、図１１に示す温度測定装置２００と比較して、赤外線センサ１０１は移動されない点で構成が異なる。
［ピント調節部３４の構成］
温度測定装置３００では、赤外線センサ１０１と近赤外線光源１１１とはレンズ２７から等距離の位置に設けられている。
ピント調節部３４は、ピント調節機構３４ａを制御することよりレンズ２７の位置のみを移動させることにより赤外線測定部２０およびガイド光照射部２１のピントを調節する。
より具体的には、ピント調節部３４は、測定対象部位に照射されるガイド光のスポット径が最小になるようにレンズ２７と近赤外線光源１１１（ガイド光照射部２１）との距離を変更することでガイド光照射部２１のピントを調節する。その後に、ピント調節部３４は、レンズ２７の位置をさらに変更することで、赤外線センサ１０１（赤外線測定部２０）とレンズ２７との距離を変更して赤外線測定部２０のピントを調節する。
［温度測定装置３００の動作］
次に、以上のように構成された温度測定装置３００の動作について、図５および図１２を参照しながら説明する。
まず、Ｓ１０とＳ１２すなわち測定対象物体５０の所望の測定対象部位にガイド光が照射されるように制御するのは実施の形態１で説明したとおりであるので説明を省略する。
次に、温度測定装置２００は、ガイド光照射部２１のピントを調整し（Ｓ１４）、その調節後に赤外線測定部２０のピントを調節する（Ｓ１６）。
本実施の形態では、ピント調節部３４は、画像処理部１６１により処理された画像に基づき、測定対象物体５０に照射されているガイド光のスポット径を最小にするためのピント調節機構３４ａのパラメータを算出する。次いで、ピント調節部３４は、設定したパラメータに基づき、ピント調節機構３４ａを制御し、レンズ２７を光軸方向に位置移動させることによりレンズ２７と近赤外線光源１１１との光軸方向の間隔を調節する。
ここで、レンズ２７の近赤外線光源１１１の波長に対する焦点距離をｆ、近赤外線光源１１１とレンズ２７の間隔をａ、レンズ２７と測定対象物体５０の測定対象部位との間隔をｂとすると、衆知のレンズ公式により（１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ）が成り立つ。
また、赤外線センサ１０１が感度を有する波長には幅があるため、近赤外線光源１１１（ガイド光照射部２１）のピントが合ったとしても赤外線センサ１０１(赤外線測定部２０）のピントが合っているとは限らないので、赤外線センサ１０１(赤外線測定部２０）のピントを調整する。
赤外線の中心波長を１０μｍとしてレンズ２７の波長１０μｍでの焦点距離をｆ’とし、赤外線センサ１０１とレンズ２７の間隔をａ＋△ａとする。この場合において、１／（ａ＋△ａ）＋１／（ｂ−△ａ）＝１／ｆ’が成り立つ△ａが存在する。そのため、ガイド光のスポットのピント合わせ（ガイド光照射部２１のピント調整）が完了した後、さらに△ａだけレンズ２７を移動させると、赤外線センサ１０１を備える赤外線測定部２０のピントが所望の測定対象部位に合うようになる。
次に、温度測定装置３００は、赤外線測定部２０で物体の測定対象部位から輻射される赤外線を計測する（Ｓ１８）。なお、Ｓ１８での動作は実施の形態１で説明したとおりであるので説明を省略する。
[効果]
以上、本実施の形態における温度測定装置３００によれば、測定対象の物体の温度を正確に測定することが可能になる。
具体的には、ガイド光のスポットのピントを合わせた後、レンズ２７を△ａだけ移動させれば、赤外線測定部２０のピントが合うので、レンズ２７は一つだけで良く、小型で安価な構成で測定部位周辺の温度の影響を受けにくい温度測定が可能となる。
また、本実施の形態における温度測定装置３００によれば、ピント調整のために動かすのはレンズ２７だけでよいので、駆動機構が少なく、また電子回路が接続されている赤外線センサ１０１を移動させる必要がないので駆動機構が簡素になるというメリットも得られる。
なお、本実施の形態の説明において、光合波部２２は波長選択性プリズムを用いて構成されると説明したが、それに限らず、波長選択性ミラーを代わりに用いるとしてもよい。
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１〜３における温度測定装置が実装される応用製品について説明する。
図１３は、実施の形態４における冷暖房装置が設置された室内の一例を示す図である。図１３中には、冷暖房装置４００の設置された室内にいる人５１が示されている。
図１３に示す冷暖房装置４００は、温度測定装置４０１を備え、設定に応じて暖風、冷風を吹き出す。すなわち、冷暖房装置４００は一般にエアコンとして知られている装置と同種の装置である。また、冷暖房装置４００に設置される温度測定装置４０１は、上記実施の形態１から実施の形態３のいずれかの温度測定装置である。
温度測定装置４０１は、測定対象物体の測定対象部位として人５１の皮膚温度を測定する。人５１の皮膚温度測定部位としては着衣から露出している顔や手などが好適である。
温度測定装置４０１は、搭載された撮像部１５により人５１を撮影すると共に顔や手を抽出し、ガイド光を人の顔や手に向ける。ガイド光として、上述した近赤外光を用いることにより人５１に意識させることなく、皮膚温度を測定することができる。
ここで、人５１が快適と感じているときの顔や手の皮膚温度を学習し、データベース化するとしてもよい。学説では一般的に平均皮膚温度が３３〜３４℃が快適であると言われているので、快適感と皮膚温度の関係の学習のためには、計測する皮膚温度が３３〜３４℃になるように冷暖房装置４００の動作を制御すればよい。そして、人５１が設定温度を上下させた場合には、その時の皮膚温を記憶することによって、人５１の快適と感じる皮膚温度を学習することができる。
このようにして、温度測定装置４０１を用いて人の皮膚温度を測定するだけで人５１が温度設定しなくても快適な温度になるように冷暖房を行う、冷暖房装置４００を実現することができる。
なお、人５１が複数いる場合でも各人を撮像部１５で識別することができるので、各人の皮膚温度と快適感の関係をデータベース化することにより各人に応じた冷風、暖風の制御が可能となる。各人の識別には顔のパターンマッチングなどを用いることができる。
（実施の形態５）
実施の形態４では、実施の形態１〜３における温度測定装置が冷暖房装置に搭載される例について説明したが、それに限らない。本実施の形態では、実施の形態１〜３における温度測定装置が車両のバックミラーやハンドルに搭載される場合の例について説明する。
図１４は、実施の形態５における車両に温度測定装置が搭載される場合の一例を示す図である。図１５Ａは実施の形態５におけるバックミラーに温度測定装置が搭載される場合の例を示しており、図１５Ｂは実施の形態５におけるハンドルに温度測定装置が搭載される場合の例を示している。
図１４に示す車両５００は、バックミラー５０１と、ハンドル５０２とを備える。図１４に示す車両５００の室内には、ドライバーである人５２と後部座席の人５３が示されている。
車両５００に実施の形態１〜３における温度測定装置を搭載する場合、図１５Ａに示すように、バックミラー５０１に搭載されるとしてもよいし、図１５Ａに示すように、ハンドル５０２に搭載されるとしてもよい。
図１５Ａに示すバックミラー５０１は、温度測定装置５０３とカメラ５０４とを備える。温度測定装置５０３は、上記実施の形態１から実施の形態３のいずれかの温度測定装置である。カメラ５０４は、実施の形態１から実施の形態３のいずれかの撮像部である。
なお、温度測定装置５０３は上記実施の形態１から実施の形態３のいずれかの温度測定装置の一部構成であり、その他の構成はバックミラー５０１のミラー背後に搭載されるとしてもよい。
このように搭載された温度測定装置５０３を用いて、カメラ５０４により人５２または人５３を撮影すると共に顔や手を抽出し、ガイド光を人の顔や手に向ける。ガイド光として、上述した近赤外光を用いることにより人５２または人５３に意識させることなく、皮膚温度を測定することができる。そして、温度測定装置５０３または５０５の測定結果を用いて、車両内の冷暖房装置を制御する。
それにより、人５２または人５３が温度設定しなくても快適な温度になるように車両内の冷暖房装置の制御を行えることができる。
なお、車両５００内に人が複数いる場合でも各人をカメラ（撮像部１５）で識別することで、各人に応じた冷風、暖風の制御が可能となる。
また、図１５Ｂに示すハンドル５０２は、温度測定装置５０５とカメラ５０６とを備える。温度測定装置５０５は、上記実施の形態１から実施の形態３のいずれかの温度測定装置である。なお、温度測定装置５０５は上記実施の形態１から実施の形態３のいずれかの温度測定装置の一部構成であり、その他の構成は車両５００のダッシュボードなどに搭載されるとしてもよい。カメラ５０６は、実施の形態１から実施の形態３のいずれかの撮像部である。
このように搭載された温度測定装置５０５を用いて、カメラ５０６により人５２を撮影すると共に顔や手を抽出し、ガイド光を人の顔や手に向ける。ガイド光として、上述した近赤外光を用いることにより人５２に意識させることなく、皮膚温度を測定することができる。
そして、温度測定装置５０５の測定結果（皮膚温度）に基づき、車両内の冷暖房装置を制御することもできる。つまり、本実施の形態によれば、人５２が温度設定しなくても快適な温度になるように車両内の冷暖房装置を制御することができる。
なお、温度測定装置５０５の測定結果（皮膚温度）に基づき、人５２の体調を管理してもよい。この場合には、例えば、温度測定装置５０５の測定結果（皮膚温度）に基づき、人５２の体調がわるいと判断したときには、車両５００のエンジン始動をさせないように車両５００を制御することで、人５２の健康管理や安全を確保したりすることにも利用できる。
なお、温度測定装置５０３を用いて、車両内の冷暖房装置を制御すると説明したが、それに限らない。温度測定装置５０３を用いて、人５２だけでなく人５３の健康管理を行うとしてもよい。
[効果]
以上、本実施の形態によれば、赤外線測定部と測定対象部位との距離に影響されにくい温度測定が可能となり、測定対象部位の温度を正確に測定することができるので、測定対象の物体の温度を正確に測定することが可能になる。
本実施の形態では、温度測定装置を用いて人の皮膚温度を測定するだけで車両５００の運転手である人５２や同乗者である人５３が温度設定しなくても快適な温度になるように冷暖房を行うことができる。また、温度測定装置を用いて人の皮膚温度を測定するだけで運転手である人５２や同乗者である人５３の発熱などを把握でき、体調管理を行う事ができる。
以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る物体の温度を測定するための温度測定装置および温度測定方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
例えば、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
本発明にかかる温度測定装置は、測定部位周辺の温度の影響の少ない温度測定が可能という特徴を有し、非接触任意箇所温度測定装置等として有用である。また冷暖房装置の温度センサ等の用途にも応用できる。また本発明の冷暖房装置は人の皮膚温を基に快適な温度制御を行うことが可能で、温度設定の手間を省ける冷暖房装置として有用である。
１０、２０ 赤外線測定部
１１、２１ ガイド光照射部
１２、２２ 光合波部
１３、２３ 位置調整部
１３ａ、１３ｃ 回転駆動部
１４、２４、３４ ピント調節部
１４ａ 赤外線ピント調節機構
１４ｂ ガイド光ピント調節機構
１５ 撮像部
１６ 演算処理部
２４ａ、３４ａ ピント調節機構
２７ レンズ
５０ 測定対象物体
５１、５２、５３ 人
１００、２００、３００、４０１、５０３、５０５ 温度測定装置
１０１ 赤外線センサ
１０２ 赤外線レンズ
１１１ 近赤外線光源
１１２ 近赤外線レンズ
１５１、１５１ａ 画像
１５２、１５３、１５３ａ 位置座標
１６１ 画像処理部
１６２ 温度演算部
４００ 冷暖房装置
５００ 車両
５０１ バックミラー
５０２ ハンドル
５０４、５０６ カメラ
９００ 人体温度測定装置
９０２ 撮影部
９０３ 画像解析部
９０４ 赤外線量測定部
９０５ 可動部
９０６ 方向制御手段
９０７ 距離測定部
９０９ 温度照合部
９１０ 温度データベース

Claims (15)

  1. 物体の測定対象部位から輻射される赤外線を計測する赤外線測定部と、
    ガイド光を照射するガイド光照射部と、
    前記ガイド光照射部が照射するガイド光を反射または透過することで前記物体に向けて出射し、前記物体から輻射される赤外線を透過または反射することで前記赤外線測定部に入射する光合波部と、
    前記測定対象部位から前記赤外線測定部に入射する赤外線の光軸と、前記ガイド光照射部が照射するガイド光の光軸とのずれを所定の範囲内に含めたまま、前記ガイド光照射部が照射するガイド光を前記測定対象部位に照射させる位置調整を行う位置調整部と、
    前記赤外線測定部および前記ガイド光照射部のピントを調節するピント調節部と、を備え、
    前記ピント調節部は、前記ガイド光照射部のピント調節後に、前記赤外線測定部のピントを調節する、
    温度測定装置。
  2. 前記ピント調節部は、前記測定対象部位に照射されるガイド光のスポット径が最小になるように調節することで前記ガイド光照射部のピントを調節し、
    前記ガイド光照射部のピント調節後に、前記ガイド光照射部のピント調節結果に基づいて、前記赤外線測定部のピントを調節する、
    請求項１に記載の温度測定装置。
  3. 前記位置調整部は、前記赤外線測定部、前記ガイド光照射部および前記光合波部をパン・チルト方向に回転させる回転駆動部を備え、
    前記位置調整部は、前記回転駆動部を制御して、前記赤外線測定部、前記ガイド光照射部および前記光合波部をパン・チルト方向に回転駆動させることで、前記位置調整を行う、
    請求項１または２に記載の温度測定装置。
  4. 前記温度測定装置は、さらに、
    前記物体を撮像する撮像部と、
    前記撮像部で撮像した画像を処理する画像処理部とを備え、
    前記位置調整部は、前記画像処理部の出力に応じて前記回転駆動部を制御して、前記赤外線測定部、前記ガイド光照射部および前記光合波部をパン・チルト方向に回転駆動させることで、前記ガイド光照射部が照射するガイド光を前記測定対象部位に照射する位置調整を行う、
    請求項３に記載の温度測定装置。
  5. 前記ガイド光照射部は、前記撮像部が感度を有する近赤外光を照射する、
    請求項４に記載の温度測定装置。
  6. 前記赤外線測定部は、赤外線センサと、前記赤外線センサと同一の光軸上に配置される赤外線レンズとを有し、
    前記ガイド光照射部は、近赤外線光源と、前記近赤外線光源と同一の光軸上に配置される近赤外線レンズとを有し、
    前記ピント調節部は、
    近赤外線光源と前記近赤外線レンズとの距離を変更することで前記ガイド光照射部のピントを調節する第１ピント調節部と、
    前記第１ピント調節部が前記ガイド光照射部のピントを調節した後に、前記赤外線センサと前記赤外線レンズとの距離を変更することで前記赤外線測定部のピントを調節する第２ピント調節部と、を有する、
    請求項１〜５のいずれか１項に記載の温度測定装置。
  7. 前記第１ピント調節部は、前記測定対象部位に照射されるガイド光のスポット径が最小になるように、前記近赤外線光源と前記近赤外線レンズとの距離を変更し、
    前記第２ピント調節部は、前記第１ピント調節部が変更した距離に応じて、前記赤外線センサと前記赤外線レンズとの距離を、変更する、
    請求項６に記載の温度測定装置。
  8. 前記赤外線レンズと、前記近赤外線レンズとは、それぞれ同一の焦点距離を有し、
    前記第２ピント調節部は、前記第１ピント調節部により変更された前記近赤外線光源と前記近赤外線レンズとの距離と同一の距離となるように、前記赤外線センサと前記赤外線レンズとの距離を変更する、
    請求項７に記載の温度測定装置。
  9. 前記温度測定装置は、さらに、前記光合波部と前記物体との間に配置され、かつ、前記赤外線センサと同一の光軸上に配置されるレンズを有し、
    前記赤外線測定部は、赤外線センサであり、
    前記ガイド光照射部は、近赤外線光源で構成され、近赤外線のガイド光を照射し、
    前記レンズは、前記光合波部から出射されるガイド光を透過させて前記物体に向けて出射し、前記物体から輻射される赤外線を透過させて前記光合波部に入射し、
    前記ピント調節部は、少なくとも前記レンズの位置を変更することで、前記ガイド光照射部および前記赤外線測定部のピントを調節する、
    請求項１〜５のいずれか１項に記載の温度測定装置。
  10. 前記ピント調節部は、前記測定対象部位に照射されるガイド光のスポット径が最小になるように前記レンズと近赤外線光源との距離を変更することで前記ガイド光照射部のピント調節し、その後に前記赤外線センサの位置を変更することで、前記赤外線センサと前記レンズとの距離を変更して前記赤外線測定部のピントを調節する、
    請求項９に記載の温度測定装置。
  11. 前記ピント調節部は、前記測定対象部位に照射されるガイド光のスポット径が最小になるように前記レンズと近赤外線光源との距離を変更することで前記ガイド光照射部のピント調節し、その後に、前記レンズの位置を変更することで、前記赤外線センサと前記レンズとの距離を変更して前記赤外線測定部のピントを調節する、
    請求項９に記載の温度測定装置。
  12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の温度測定装置を備えた冷暖房装置。
  13. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の温度測定装置を備えた車両におけるバックミラー。
  14. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の温度測定装置を備えた車両のハンドル。
  15. 赤外線測定部で物体の測定対象部位から輻射される赤外線を計測する赤外線測定ステップと、
    ガイド光照射部にガイド光を照射させるガイド光照射ステップと、
    前記ガイド光照射部が照射するガイド光を反射または透過させることで物体に向けて出射し、前記物体から輻射される赤外線を透過または反射させることで前記赤外線測定部に入射する光合波ステップと、
    前記測定対象部位から前記赤外線測定部に入射する赤外線の光軸と、前記ガイド光照射部が照射するガイド光の光軸とのずれを所定の範囲内に含めたまま、前記ガイド光照射部が照射するガイド光を前記測定対象部位に照射させる位置調整を行う位置調整ステップと、
    前記赤外線測定部および前記ガイド光照射部のピントを調節するピント調節ステップと、を含み、
    前記ピント調節ステップでは、前記ガイド光照射部のピント調節後に、前記赤外線測定部のピントを調節する、
    温度測定方法。
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