JP4546688B2 - 照明および画像装置および方法 - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明は、観察されている場所を電磁放射で照明すること、および画像化することに関する。それは特に、しかし排他的にではなく、予め決められた、制御されたビームにおける投影光に関し、および熱画像化において特別な応用を有するが、排他的ではない。
【０００２】
（背景技術）
本発明は、熱画像化の分野で発生したのであり、および理解されるとおり、それがより幅広い応用を有することに関して説明される。
【０００３】
インフラ・サーマル・イメージャ（infra thermal imager）が存在し、およびうまく稼動する。良い解像度の画、例えば５１２×５１２ピクセルを得るためには、現在１つ約１０，０００ポンドする、高価な赤外線カメラを使用する必要がある。これは、熱画像カメラを使用することが実践的である分野を制限する。
【０００４】
本発明の少なくとも一つの特徴の目的は、実践的に有用な赤外線（Ｉ．Ｒ．）ディテクタ・アレイのコストを大幅に下げようと試みることである。
【０００５】
現存する熱画像カメラの別の問題は、ユーザが、イメージャ・ディスプレイ（しばしばぼんやりした緑色）上で彼らに示された熱画像、および彼らが自分の通常の視力で見ることができる、実際の可視の単語を記録することが難しくなりうることである。その一例は、商業車が、良い（例えば、５１２×５１２ピクセル）解像度を有し、ヘッド・アップ・ディスプレイへとＩ．Ｒ．場所画像の可視光表示を投影する可視光プロジェクタに信号を送るＩ．Ｒ．熱カメラを有する赤外線夜間運転システムを有することである。ヘッド・アップ・ディスプレイは、通常約１０ｃｍ×１０ｃｍであり、自動車の風防ガラスは約２００ｃｍ×５０ｃｍであるが、運転手は、ヘッド・アップ・ディスプレイの小さな領域のみを通して見るためにＩ．Ｒ．画像化システムを使用するとき、気になるような傾向を有する：それらは、夜間に適切に風防ガラスから見ることができる完全な景色を走査しないかもしれず、および（当然、彼らがそうするように訓練することができれば、それの向こうを自由に見ることができるが）ヘッド・アップ・ディスプレイのみを使用して運転することを精神的に強制される。Ｉ．Ｒ．画像の可視表示が、風防ガラスから見える可視画像に、ヘッド・アップ・ディスプレイ上で記録される一方で、ユーザはまだ困難を有しうる。本発明の実施例の一つの目的は、赤外線システムを使って、夜間の運転を、運転手にとってより自然な／通常の経験にすることである。
【０００６】
別の問題は、医療用画像化（例えば、血管、感染や循環障害を示す熱い点あるいは冷たい点を探すため、または火傷の場所を特定するため）のための赤外線カメラを使う時、ユーザ（例えば、医師または看護師）は、Ｉ．Ｒ．情報から導き出される電子ディスプレイ上に可視光画を得るために、赤外線イメージャを使用することであり、および自らの技術ならびに判断を用いて、可視光画像へのＩ．Ｒ．を、患者の体の正しい領域を治療するための、自分の手の動きへと変えてもよい。
【０００７】
医療用Ｉ．Ｒ．イメージャが、Ｉ．Ｒ．カメラおよび可視カメラを有し、およびＩ．Ｒ．画と、患者の一部の可視光画の両方を撮り、およびユーザに、電子ディスプレイ上で結合した画を見せることは公知である。
【０００８】
本発明のいくつかの実施例の目的は、ユーザが、自分の目で、可視スペクトルで見える自然の景色に、赤外線情報を容易に記録できるようにすることである。
【０００９】
第一の特徴によれば、本発明は：一方向から装置へ入射する第一波長の放射を検出するように適応したディテクタと；第二の、異なる、波長の放射のビームを放出するように適応したエミッタと；および前記第一波長の検出された放射が由来するのと実質的に同じ方向に向けるために、放出されたビームの方向を制御するように適応した、放出ビーム制御手段を具備する、プロジェクタ装置を具備する。
【００１０】
ディテクタに入射する第一波長の放射は、前記装置から放出された放射ではないことが理解される：それは、観察されている場所におけるオブジェクトから放出され、および受動的に検出される放射である。
【００１１】
一つの波長で放射を放出しているオブジェクトは、前記装置によって、別の波長の放射で照明されることができる。例えば、赤外線ディテクタは、可視光のビームの放出を制御する信号を供給してもよい。
【００１２】
本発明を作って以来、いくつかの従来技術が発見されている。ＷＯ９８／２６５８３号は、網膜の衰えにより視力が落ちた人を助けるために、暗くした部屋の環境で使用するための医療専門家システムに関する。それは、システムから赤外光を放出し、視界にけるオブジェクトの後ろに反射する赤外光を検出し、およびシステムによって放出される高いレベルのＩ．Ｒ．光を反射した領域に多量の可視光を、ならびに後ろには少なく反射する領域には、より少ない可視光を投影するように、場所に可視光を投影する、コントラスト強調システムを開示する。
【００１３】
それは、前記システムによって放出されるＩ．Ｒ．のオブジェクトの反射に関するのであり、場所のオブジェクトによって能動的に放出され、およびＩＲディテクタによって受動的に検出される熱ＩＲではない。
【００１４】
ＧＢ ２ ２１８ ５０６号は、ＩＲ放射を発し、および夜間に人からの反射ＩＲ放射を検出し、および可視光を発するためにそれ自身を作動させるランプを開示する。
【００１５】
ＵＳ ５ ０２３ ７０９号も、ＩＲ光を発し、および可視光がステージ上を追跡することになっているオブジェクトまたは俳優に配されるＩ．Ｒ．リフレクタからのその反射を検出するランプ、自動化ステージ照明システムを開示する。
【００１６】
ＪＰ ０８２８２７７４号は、可視領域スポット・ライトを、ＩＲ光を発し、その反射を検出するＩＲエミッタを用いることによって、カラオケを歌っている人にそれを向けるように制御することを開示する。
【００１７】
（発明の開示）
前記装置は、検出アパーチャ（detection aperture）を有してもよく、それは画像化アパーチャを具備してもよく、前記ディテクタは画像化ディテクタである。前記装置は、検出された放射の入射の方向を検出し、およびその方向に放出されたビームを向けるように適応していてもよい。前記装置の構造は、第一波長放射の入射ビームが検出され、および第二波長放射の放出されたビームが、入射ビームが由来していた方向に、自動的に放出されるような構造でもよい：前記装置の構造は、放出されたビームを検出されたビームに自動的に揃えてもよい。
【００１８】
前記ディテクタは、入射検出ビームの断面プロファイル、または画像を検出するように適応してもよい。エミッタは、可変的な横断プロファイルを有する放出ビームを放出するように適応してもよく、それは、検出されたビームのプロファイルに適合するように調節されてもよい。
【００１９】
好ましくは、前記装置は、エミッタが、第一波長の放射が検出されると、第二波長の放射を放出するように制御するよう適応したコントローラを有する。他に、前記エミッタは、第一波長の放射が検出されていない時に、第二波長の放射を放出してもよい。例えば、エミッタは、最後に検出された第一放射信号または画像のプロファイルおよび方向に放射を放出してもよく、または予め決められた方向および／またはパターンに放射を放出してもよい。
【００２０】
いくつかの実施例において、エミッタ方向制御手段は、可動機械部品を有しない。好ましくは、エミッタ・ビーム制御手段は、使用中のディテクタが、検出方向から放射を検出し、およびエミッタは、検出方向に沿って後ろに放射を放出するような装置の光学機器の配列である。エミッタおよびディテクタは、好ましくは、同じ検出／放出方向に、照準を合わせる。
【００２１】
好ましくは、光学照準エレメントが、検出されたビームに放出されたビームを記録するために供給される。照準エレメントは、好ましくは、第一および第二波長の一つの放射に、少なくとも部分的に反射し、および第一および第二波長の他方の放射には、少なくとも部分的に透過する。好ましくは、照準エレメントは、ビーム・スプリッタを具備する。
【００２２】
好ましくは、ディテクタは、第一波長で見られている場所を表す第一波長画像信号を生成するように適応したイメージャを具備する。好ましくは、エミッタは、第二波長で画像を放出するような使用に適応した画像エミッタを有する。好ましくは、放出された画像は、エミッタ方向制御手段によって制御された方向に放出される。好ましくは、放出された画像は、実質的に、同じ形状および／またはパターンを有する、検出された画像のマッピングを具備する。
【００２３】
ディテクタは、第一波長で見られる場所を表す第一波長画像信号を生成するように適応したイメージャを具備してもよく、およびエミッタは、第二波長で画像を放出するような使用に適応したビーム・プロファイラを具備し、そこでは、放出された画像は、実質的に同じ形状および／またはパターンを有する、検出された画像のマッピングを実質的に具備し、前記装置は、検出された画像のソースに対して、記録された、観察されている場所へと放出された画像を重ねるような使用に適応している。
【００２４】
好ましくは、前記装置は、第二波長の放射での放出された画像を、それが第一波長で検出された画像に重なるように、観察された場所へと重ねるように適応した、第一および第二波長記録手段を有する。
【００２５】
エミッタによって放出された第二波長の放射が、実質的に、検出された第一波長（照準を合わせられた）と同じ経路をたどらない限り、検出された画像および放出された画像は、前記装置から予め決められた距離においてのみ記録するであろうことが理解される。
【００２６】
好ましくは、ビーム制御手段は、空間光モジュレータ（spatial light modulator）（ＳＬＭ）を具備する。ＳＬＭは、その有効範囲にわたる、複数の領域において、第二波長放射を透過し、または反射するように、選択的に適応した液晶ディスプレイを具備してもよい。
【００２７】
好ましくは、ＳＬＭは同時に、区別された透過、吸収、または反射性能を、その有効範囲における様々な領域で供給するように、第一の方法で第一の領域において、放射と相互作用し、および第二の、異なる方法で第二の領域において放射と相互作用するように適応する。好ましくは、ＳＬＭはピクセレートされ（pixellated）、および各ピクセルは、好ましくは独立して、放射とのそれの相互作用を制御するように制御されている。好ましくは、ＳＬＭは、ビーム・コントローラによって制御されるその領域またはピクセルを有する。
【００２８】
ＳＬＭは、照準エレメントおよび第二波長放射のソースに、あるいはそれらの間に、または（放出されたビームの経路における）照準エレメントの後に、供給されうる。第二波長放射の出力ビームは、単一の光源またはいくつかの光源から生成されてもよい。他に、ピクセレートされた光／第二波長放射出力光源を形成してもよい多数の（例えば、２０くらい、２または３００、またはそれ以上）光源（例えば、レーザーＬＥＤ等のＬＥＤ）があってもよい。これは、出力光学機器におけるＳＬＭで、またはそれなくして、ビーム・プロファイルを制御するために使用されてもよい。
【００２９】
エミッタは、第三、またはそれ以上の波長ビームを放出するように適応してもよい。
【００３０】
好ましくは、前記装置は、入射放射をディテクタに遭遇させるように、第一波長の入射放射と相互作用するように適応し、および放出された放射が、一度ビーム記録装置を通過すると、放出された放射に、入射放射と実質的に同じ伝播経路をたどらせるために、放出された放射と相互作用するように適応した、ビーム記録装置を有する。ビーム記録装置は、好ましくは、ディテクタへの入射ビームの少なくとも一部を反射し、あるいは透過し、および入射放射の経路に沿って、放出されたビームの少なくとも一部を、反射しあるいは透過して戻す。ビーム・コンバイナは、第一または第二波長の一方の放射は反射し、他方は透過する、傾斜した表面または部材を具備してもよい（いずれのビームもスプリットする必要はない）ことが理解されるであろう。他に、ビーム記録装置は、入射および放出ビームの一つまたは両方をスプリットしてもよい。
【００３１】
ディテクタおよびエミッタの中心軸は、互いにある角度、好ましくは直交するような方向を向いていてもよい。焦点または平行レンズまたはレンズ・アセンブリは、エミッタおよび／またはディテクタと関連して供給されてもよい。
【００３２】
信号、好ましくは電気信号は、ディテクタ、またはディテクタ・イメージャによって生成され、実質的に未処理でエミッタに渡されてもよい。これは迅速かつ安価で、コンピュータ処理パワーをほとんど、またはまったく使わない。
【００３３】
放出ビーム強調手段が供給されてもよい。これは、放出ビームを光らせるように適応したストロボを具備してもよい。他に、前記装置は、第二波長の放射を感知する背景センサを備えていてもよく、背景センサは、前記装置の視界における第二波長の放射の背景強度を決定し、および背景強度よりもずっと高い強度であることを確証して、それによって放出されたビームが場所において目立つようにする（場所は、照明される表面を有することが前提である）ように、第二波長で放出されたビームの強度を制御するように適応した強度コントローラに信号を送るように適応している。背景センサは、追加的に、または代替的に、放出されたビームが、背景場所の優勢な波長とは異なる第二波長を有することを確証するために、１以上の第二波長の放射の間から選択する（すなわち、第二波長は、複数の異なる波長の一つを選択されうる）放出ビーム波長セレクタに信号を送ってもよい。放出されたビームの色は、投影された画像がより目立つように、照明されている場所の色によって変わってもよい。前記装置は、複数の色センサを有してもよく、および前記波長は、前記場所と最も大きな視覚的コントラストを有する一つ（または１以上）を選ぶことで、予め決められた複数の波長の選ばれた一つを選択してもよい。赤、緑、および青の光源が供給されると、あらゆる可視領域色は、適切な混合（mixing）／結合（combination）によって生成されうる。
【００３４】
強調手段は、場所における放射の優勢な可視波長を決定し、および背景場所優勢な可視波長とは異なる第二の可視波長を、放出ビームが有することを確証するために、放射の、複数の可能な可視第二波長の一つを選択するように適応している、放出ビーム波長セレクタに、背景波長信号を送るように適応した背景センサを具備してもよい。
【００３５】
前記装置は、好ましくは、ハンド・ヘルドであり、トーチ（torch）を具備してもよい。他に、前記装置は、より大きなアセンブリ、例えば乗り物、または建物、または照明構台に搭載されたアセンブリを具備してもよい。前記装置は、ヘルメットに搭載されてもよい。
【００３６】
前記装置は、第二波長の放射を感知するセンサ、およびエミッタとして、方向あるいは画像ディテクタおよび方向あるいは画像プロジェクタを含んでもよく、および除去制御手段は、前記装置への、大量の第二波長の放射のソースである、観察されている場所の範囲を識別し、および前記エミッタによる照明のための前記領域を除くように適応している。このように、夜間にライトを点灯して移動している乗り物が、前記装置からの光のビームによって照明されることによって見えなくならないのは、それがすでに照明された可視光として除かれているからである。
【００３７】
第二波長の放射を感知する前記センサは、例えばカメラ等、イメージャを具備しても良い。
【００３８】
赤外線が感知され、および可視光が投影される好ましい実施例において、前記装置（またはアセンブリ）は、赤外線カメラおよび可視光カメラの両方を有してもよい。
【００３９】
目的は、出力可視ビームを制御するために、検出されたＩ．Ｒ．信号を使用することなので、Ｉ．Ｒ．画像は、ユーザによって直接見えないことから、高い解像度に画像化する必要がない。前記装置が、検出されたＩ．Ｒ．画像の可視光において、画像を投影するか否かによって、画像化Ｉ．Ｒ．センサを有する必要がないかもしれない：方向センサおよび／または熱源センサだけで十分かもしれない。
【００４０】
前記装置は、第一波長放射の検出されたソースを、第二波長放射（およびおそらく隣接する領域）で照明し、または前記ソースに隣接する領域であるが、ソースそのものではないものを照明して使用するように適応してもよい。
【００４１】
前記装置は、複数のピクセルを伴う検出イメージャおよび実質的に同じ数のピクセルを伴う画像を投影するように適応したエミッタを有してもよい。
【００４２】
他の特徴によれば、本発明は、第一波長の入射放射を集め、および第二波長の放射の放出を制御するために前記放射を使用するレシーバ／エミッタ装置またはアセンブリを具備する。
【００４３】
好ましくは、第一波長放射は、（１）放出された第二波長情報の放出の方向、または（２）放出されたビームのプロファイル；または（３）第二波長放射の放出のタイミングのうちの少なくとも一つ、または（１）、（２）、あるいは（３）のいずれか二つ、または（１）、（２）、および（３）の３つすべてを制御する。好ましくは、前記装置は、入射第一波長放射を画像化し、および第二波長の放射における同等のイメージを後ろに投影する。
【００４４】
他の特徴によれば、本発明は、第一波長の放射を受け取り、および場所への、第二波長の放射の投影を制御するために受け取られた放射を使用することを含む、場所への放射の投影の方法を含む。
【００４５】
最も好ましい実施例において、前記方法は、赤外線放射を検出し、および可視光を放射することを含む。好ましくは、可視光は、受け取られる赤外線が由来するのと同じ方向に放出される。好ましくは、赤外線での画像またはパターンが検出され、および可視光での対応する画像またはパターンが放出される。好ましくは、可視画像またはパターンは、照明された場所での同等の赤外線画像またはパターンに重ねられる。
【００４６】
前記方法は、可視光で照明されるべき赤外線オブジェクトが、すでに可視光で照明されているかを決定することを含んでもよく、すでに照明されている場合は、前記方法は、結局可視光でそれを照明しないことを含んでもよい。
【００４７】
前記方法は、赤外線オブジェクトと隣接した領域を、可視光で照明することを含んでもよい（オブジェクトそのものは、可視光で照明されても、されなくてもよい）。前記方法は、赤外線ソースの可視光での照明を実行するための、ハンド・ヘルド・トーチをユーザに供給することを含んでもよい。
【００４８】
信号が、エミッタを駆動し、または制御するために、実質的に直接ディテクタから、実質的に未処理で送信されてもよい。画像化ディテクタは、画像化エミッタの出力を制御するための信号を供給してもよい。放出された放射および検出された放射の両方が、共通照準部材を具備してもよい照準手段に遭遇してもよい。
【００４９】
出力ビームは、レフレクタ（reflector）ビーム操縦手段によって操縦されてもよく、それはレフレクタを具備してもよい。代替的に、または追加的に、ビーム操縦手段は、ＳＬＭ（反射または透過ＳＬＭ）に表示されるパターンを含んでもよい。
【００５０】
入射あるいは放出された放射、またはその両方は、焦点を当てられ、または平行にされてもよい。従来の光学機器が、これをするために供給されてもよい。他に、または追加的に、ＳＬＭに表示されたパターンは、レンズとして振舞うことができる（例えば、Ｆｒｅｓｎｅｌレンズ）。ＳＬＭに表示された、結合パターンは、ビーム操縦および焦点または平行の機能を実行することができる。
【００５１】
出力画像は、複数の光源を使用することによって形成されてもよい。
【００５２】
本発明は、多くの分野に応用があり、実際、これらの特定の分野のいくつかにおいて本発明を使用することを決定することに関する別個の発明があってもよい。例えば、本発明は、医療分野（例えば、患者から、可視光で熱いまたは冷たい（または両方の）領域を拾い出す）；セキュリティの分野（光のビームで侵入者が追いかけられ、もしくはそれで目をくらませる一方で、追跡している警官は、光のビームを、その人には投影させないが、侵入者に遭遇するためにたどらなければならない経路に主張させるようにしてもよい−警官を導くため、および地面／彼の周囲を見るのを助けるための両方のために機能する）；電気的故障のための初期警告システムとして；消火活動での、おそらくヘルメットに搭載されたシステムで、おそらく可視光での場所を、煙の“スクリーン”に投影し；照明（例えば、街頭照明／または舞台照明／照明が自動的に人を追うことができる場合）；および例えば、熱い物体を、乗り物に搭載された赤外線ディスプレイよりも、可視光で照明することによって、夜間の運転を向上させるため、乗り物の分野で使用されうる。
【００５３】
他の特徴によれば、本発明は、ユーザに、熱い、または異なる温度の物体の形状を示すように適応した有効な装置における赤外線画像化アレイのサイズを小さくする方法を具備し、前記方法は、可視領域プロジェクタの出力を制御するための赤外線センサを使用し、および可視光で前記物体を照明することを含む。
【００５４】
このようにディスプレイ・スクリーンは供給されない。
【００５５】
他の特徴によれば、本発明は、関心のある解剖学的構造の構造に関する画像制御信号を生成するために不可視領域放射を用い、および前記構造の可視光での画像を、人または動物の体に投影するための可視領域プロジェクタの出力を制御するための信号を使用することを含む、解剖学的構造を画像化する方法を具備する。
【００５６】
他の特徴によれば、本発明は、病気、障害または問題の診断を支援するための、解剖学的画像の生成において、第一波長‐第二波長画像コンバータの使用を含む。
【００５７】
他の特徴によれば、本発明は、観察された場所における熱いまたは冷たい領域の検出において、赤外線画像に同等な画像の可視領域プロジェクタへの赤外線画像を含む。
【００５８】
他の特徴によれば、本発明は、乗り物に、暖かいオブジェクトを識別し、および可視光でそれらを照明する可視光プロジェクタを搭載することを含む、暗い時の運転の安全性を向上させる方法を含む。
【００５９】
他の特徴によれば、本発明は、一連の街灯を、暖かいオブジェクトおよびそれらの近隣を選択的に照明するように、および暖かいオブジェクトが検出されない同じ範囲の領域を照明しないように制御することによって、一連の街灯によって放出される照明を減らす方法を含む。
【００６０】
赤外線場所プロジェクタは公知であるが、本発明とは全く異なる。赤外線場所プロジェクタは、Ｉ．Ｒ．カメラ・システムの性能をテストするために使用され、およびそれらは、Ｉ．Ｒ．カメラ・システムが使用中に探そうとするオブジェクトの赤外線サイン（infrared signature）をシミュレートするために、Ｉ．Ｒ．ビームを空間へ、および表面（例えば、壁またはスクリーン）に投影する。Ｉ．Ｒ．カメラ・システムは、類似のＩ．Ｒ．サインでオブジェクトを検出するために稼動し、および最適化されうる。そのような赤外線場所プロジェクタは、暖かいものの存在をシミュレートするために、赤外光を投影する。
【００６１】
（発明を実施するための最良の形態）
図１は、人の手を示す。彼らの血管を見ることは難しい。これは、彼らの手の甲で、血管に針を導入することを難しくしうる。
【００６２】
図２は、手１０の熱トーチ１２によって得られる赤外線イメージ１１を示す。血管（参照番号１３）は、手の甲の残りの部分よりも暖かいので、白い／淡い線１４として現れる。以下の内容から、画像１１は、スクリーン上でトーチ１２のユーザに示されず、およびデータ／信号としてそのトーチの中に存在するにすぎないかもしれないことが理解されるであろう。
【００６３】
図３は、熱トーチ１２（図４および５に記載されている）のユーザによって見える人の手１０を示す。白色光の線１６は、熱画像１１で詳細になっているように、血管１３に重なる手１０へと投影される。ユーザはそのためトーチ１２を取り、それを患者の手に照らし、およびトーチが可視光で際立たせるので、血管がある部分を通常の視力で見ることができる。当然、トーチは、血管が患者の皮膚の色から目立つように、青、または赤、または他の白くない色で血管を際立たせることができる。
【００６４】
トーチ１２は、ユーザに明確に目立つように、線１６の適切な色および／または強度を選択するためのメカニズムを有してもよい。トーチは、線１６にストロボを当て、またはフラッシュを当ててもよい。
【００６５】
トーチ１２それ自身は、図４および５に記載されており、および赤外線画像化ディテクタ・アレイ２２、選択的トランスミッタ／リフレクタ２４、ビーム・パタンナ２６、可視光源２８、コリメート・レンズ（collimating optics）３０、およびコントローラ３２を取り囲むハウジング２０を具備する。赤外線焦点レンズ３４が供給されてもよく、されなくてもよい。前記装置は、画像化アパーチャ９を有する。（赤外線および可視光の両方に）透過的な保護前面シート３６が、ハウジング２０に取り付けられて供給される。オン／オフ・スイッチ３７が、バッテリ３５と同じように供給される。画像ディテクタ・アレイ２２は、ピクセレートされた熱センサ・アレイであり、図１７に図で示されており、６４×６４ピクセルを有する。これは、通常、解像度が低すぎて、良い画像を与えられないと考えられる。他の例において、前記アレイは、３２×３２ピクセルまたは１６×１６ピクセル、または８×８、または４×４、または２×２ピクセルを有する。各ピクセルは、参照番号３８で示され、それ自身の電気信号をコントローラ３２に供給する。アレイ２２は、軸を外れて（トーチの中心光学軸３９を外れて）供給される。
【００６６】
選択的トランスミッタ／リフレクタ２４は、トーチ１２の中心光学軸３９へ約４５度傾斜した板である。それは、少なくとも一部の（おそらく実質的にはすべての）入射赤外線放射（参照番号４０）をアレイ２２へと反射する。アレイ２２の中心線、参照番号４１は、実質的に中心軸３９に直交する。
【００６７】
ビーム・パタンナ２６は、ディテクタ・アレイ２２と同じくらい多くのピクセル４１を有するＬＣＤディスプレイを具備する（この例において‐他の例においては、おそらくアレイ２２およびパタンナ２６の一つにおけるピクセルの数が、他方におけるピクセルの整数倍になるように、より多くの、またはより少ないピクセルを有してもよい）。図５に記載の例におけるＬＣＤパタンナは、透過モードで使用され、および光源２８とトーチの前面３６との間に配置される。別の例において、ＬＣＤは、反射モードで使用されうる。ＬＣＤディスプレイ２６のピクセルは、コントローラ３２からの電気信号によって制御される。
【００６８】
理解されるであろうとおり、ＬＣＤならびに光源の位置および赤外線イメージャの位置は逆にすることができる。ビーム・パタンナのピクセルは、Ｉ．Ｒ．イメージャのそれより大きいか、または小さいか、または実質的に同じサイズでもよい。
【００６９】
光源２８は、実質的に白色光を放出することができる電球を具備する。他の実施例において、それはダイオード、またはダイオード・アレイでもよく、および複数の異なる色の光源、例えば、赤、緑および青ダイオード（または他の光源）を具備してもよい。前記電球は、コントローラ３２によって制御される。コリメート・レンズ３０は、アパーチャ板（図示されていない）および実質的に白色光の平行ビーム４２が供給されるような電球２８から間隔をあけられたガラスまたはプラスティック凸レンズを具備する。ビーム４２は、ビーム・パタンナ２６を通過し、およびパターンまたはプロファイルは、ピクセル４１が“暗”く、および光を吸収し、あるいは反射するか、またはそれらがクリアで光を透過するかによって、ビームに強いられる。
【００７０】
ディテクタ・アレイ２２は、コントローラの制御下で、５０Ｈｚでリフレッシュし、およびビーム・パタンナは、コントローラの制御下で、５０Ｈｚでリフレッシュする。当然、ハンド・ヘルド・トーチ（または実際には他の装置）に関して、リフレッシュ・レートはずっと低く、例えば２５Ｈｚ、１０Ｈｚ、または５Ｈｚか、それより低くなりうる。ディテクタ・アレイのリフレッシュ・レートは、ビーム・パタンナのそれと同じである必要はない。
【００７１】
ビーム・パタンナが空間光モジュレータ（ＳＬＭ）を具備し、および適切であろうＳＬＭの他の形式、例えば、非ピクセレート化ＳＬＭおよび可動／マイクロ・ミラーＳＬＭが存在することが理解されるであろう。可変的な投影された画像を作成する他の方法（例えば、スキャン・レーザー（ＳＬＭはない）、または光アウトプッタ（light outputters）のアレイ（例えば、ダイオード・アレイ））のように、可視光で可変的画像を作ることができるあらゆるＳＬＭが使用されうる。
【００７２】
コントローラ３２は、ピクセル３８から入力信号を取り、ピクセル４１への出力信号を制御するためにそれらを使用する印刷回路基板を具備する。信号処理はほとんど、またはまったく生じない。前記装置は、ハード・ワイヤドされることができるが、マイクロ・プロセッサ・コントローラを使用することが便利であるかもしれない。他に、検出されたＩ．Ｒ．信号は、ビーム・パタンナのためのドライブ信号を作ることの一部として処理された信号でもよい。図１７でわかるとおり、赤外線で検出された画像、参照番号４４は、可視光で、同等の画像、参照番号４６へと変換／マッピングされ、および観察されている場所へと投影される。
【００７３】
可視光エミッタ・システムおよび検出赤外線検出システムの光学的配列は、照準が合っている：放出された光ビーム４８は、トーチから、赤外線放射４０が由来した方向に放出される。
【００７４】
ディテクタ・アレイ２２は、熱、赤外線、デジタル・カメラでもよい。
【００７５】
図６は、図４および５に記載のものに類似した熱トーチ・ユニット６２を備え、およびコントローラ６４を有し、および熱トーチ・ユニット６２と同じ方向から光を集める可視光デジタル・カメラまたはセンサ６６も備えるヘルメット６０を示す。コントローラ６４は、熱トーチ・ユニット６２によって観察されている場所におけるオブジェクトが、すでに可視光で照明されているか否かを決定するために、可視光カメラ６６からの信号を使用する。前記オブジェクトが可視光によって照明されていない（または閾値レベルより上で照明されていない）と決定された場合、前記オブジェクトが背景よりも暖かければ、コントローラ６４は、トーチ・ユニット６２に可視光でオブジェクトを照明させる（他の実施例においては、より冷たい場合にそのようにする）。コントローラ６４が、暖かいオブジェクトがすでに可視光で照明されていると決定する場合、それを除き、およびトーチ・ユニット６２に、可視光を前記オブジェクトへと投影させない。
【００７６】
このように、ヘルメット６０の装着者は頭を回すことができ、トーチ・ユニット６２および可視光カメラ６４は、それらの照準線を指し、および暖かい物体（例えば、人、動物、人の熱い部分）は、それらが光源でない／視覚的に明るくない限り、可視光で照明されるであろう。これは、ユーザが、通過している車または自転車に乗っている人（ヘッドライトを装着している）を見て、ドライバまたは自転車に乗っている人を、可視光で彼らを照らすことによって目をくらませないように（車は熱いので）、さらにユーザ、例えば逃げている、照明されていない歩行者を見させ、および熱トーチ・ユニットに彼らを照明させる。ユーザは、個別のディスプレイ・スクリーンを用いることなく、歩行者がいる場所を見ることができる。ユーザは、バッテリ・パックを、例えば釣り合いおもりとして振舞うように、カメラ６４に対して、ヘルメットの反対側に有してもよい。
【００７７】
図７Ａは、本体７２を有する熱トーチ・アセンブリ７１（トーチ１２に似ている）を具備するフラッドライトまたはスポットライト・アセンブリ７０を示す。アセンブリ７０のためのコントローラ７３は、トーチ・アセンブリのハウジングの外部に示されているが、当然、トーチ・ハウジングの中に備えられることができ、またはトーチ・アセンブリが搭載されている搭載ベース７４の中に備えられることができる。トーチ・アセンブリの円筒形本体７２は、同様に角の可動キャリア７６に搭載されたアーム７５に、回転するように搭載されている。コントローラ７３によって制御される電気モータ７７は、アーム７５に相対する、トーチ・アセンブリの本体７２の角の動きを制御する。コントローラ７３によって制御される電気モータ７８は、ベース７４に相対した、キャリア７６の角の動きを制御する。ベース７４は、支持部に取り付けられ（例えば、ねじで取り付けられ）ている。本体７２は、そのジンバルの搭載によって、予め決められた円錐形で、実質的にすべての角度を指すことができる。
【００７８】
図７Ａは、ほんのいくつかのピクセルを有する赤外線センサ７９を示す。この例において、前記装置は、図４および５に記載のＳＬＭ２６に同等な可視光ビーム・パタンナを有しないが、有することはできる（およびそれは参照番号８０の点線で示されている）。
【００７９】
フラッドライトまたはスポットライト・アセンブリ７０は、舞台照明あるいは劇場照明として、または侵入者／セキュリティ照明として使用されうる。それは簡便性のために、構台、ポスト、または建物（例えば壁）に搭載されるが、ヘリコプタ、ボート、または車などの乗り物に搭載されうる。
【００８０】
コントローラは、生の６４×６４ピクセル・アレイ７９から赤外線で見える場所を表す信号を受信するように設計され、および選択された熱いオブジェクトへとロックするように設計され、およびモータ７７および７８が、前記本体の光学軸に、選択されたオブジェクトを自動的にたどらせるようにさせるように設計されたソフトウェアを有する。ユーザが、追跡するべき複数の熱いオブジェクトの一つを選択することができるようにするための、ユーザ入力インターフェース（例えば、ＰＣからの接続）があってもよい。舞台照明として使用される時は、アセンブリ７０は、可視光の放出ビームで自動的に俳優を追いかけることができる。
【００８１】
赤外線検出は、俳優を画像化するためではなく、検出された、選択されたホット・スポット（hot-spot）に、アセンブリによって放出された可視光を集中させるためにのみ使用される。これは、単純で安価なＩ．Ｒ．センサが使用されうることを意味し、それはアレイでなくてもよい。
【００８２】
オブジェクトにスポットライトを当てることだけが所望される時、ビーム・プロファイリングは必要ではなく、ＬＤＣビーム・プロファイラは供給されなくてもよい。前記アセンブリ（実際には、本発明のあらゆる実施例）は、スポットライトの投影された領域のサイズを、固定されたサイズへと、または時間とともに変化してもよい、予め決められた直径へと自動的に制御してもよいコントローラによって制御されるビーム焦点手段を有してもよい。１またはそれ以上のカラー・フィルタは、異なるカラー・ビームが放出されるようにするために、放出されたビームへと、および放出されたビームから動くことができてもよい（これは、本発明のあらゆる実施例にも適用可能であるかもしれない）。
【００８３】
いくつかの照明効果に関して、熱い（または冷たい）オブジェクトの形状を際立たせ、それを照明するが、実質的には、スポットライトでそれの近くのものを照明しないことが望ましいかもしれない（または他に、その反対をするかもしれない：オブジェクトの周辺のものを照明するが、オブジェクトそのものは照明しない）。そしてビーム・プロファイラが供給されるであろう。
【００８４】
この実施例において、および実際には本発明の全ての他の実施例において、周辺の場所よりも冷たいオブジェクトを差別的に照明することが望ましいかもしれない。“より熱い”および“熱い”は、“該装置によって見られる周辺の場所よりも大きく異なる温度（より熱い、またはより冷たい）を持つ”何かであると読み取ることができる。
【００８５】
侵入者／セキュリティ照明として使用される時、アセンブリ７０は、図７Ａおよび７Ｂとの関連で説明されたのとまったく同じ方法で稼動する。そのセキュリティ応用および舞台照明応用の両方において、暖かい（または冷たい）物体がその視界に存在まで、可視光を放出しないように配列されてもよい。
【００８６】
図７Ｂは、参照番号８１の、類似した照明ユニットを示し、それは支持部８２に搭載されたその本体７２を有する；前記本体は、前記支持部に相対して可動ではない。その代わり、可視光ビーム（および赤外線放射が検出される方向）が、内部コンポーネントによって操縦される。操縦メンバ８３は、ユニット８１の光学機器を操縦するために、コントローラによって制御される。操縦メンバ８３は、鏡等の物理的に可動／方向付け可能な光学エレメント（例えば、凹鏡）でもよく、または可動の機械的部品を有さなくてもよい。例えば、（例えば環状の）パターンを表示する空間光モジュレータは、ゾーン・プレート／Ｆｒｅｓｎｅｌレンズとして振舞うことができ、および有効な光学軸を操縦することができる。当然、コントローラは、ＳＬＭに表示される操縦パターンを駆動することができる。
【００８７】
照明ユニット７１または８１は、例えば、ボートまたは空中の乗り物において、捜索および救助スポットライトとして使用されることができる。それは自動的に熱い物体を際立たせることができ、および自動的に領域を走査し、および検出された熱い物体にロックするようにプログラムされてもよい。
【００８８】
本発明に関する応用の、他の重要な分野は、自動車等の乗り物である。図８は、車８５に搭載された赤外線カメラ８４、乗り物の運転手の領域に備えられた可視光プロジェクタ８６、運転手の視線８８に備えられた、ヘッドアップ表示反射パネル８７、およびＩ．Ｒ．カメラから信号を受信し、ならびにプロジェクタ８６の可視光出力を制御するコントローラ８９を有する、従来技術の赤外線夜間運転システムを示す。赤外線カメラは、例えば、５１２×５１２ピクセルを有する高質な画像化ディテクタ・アレイを有し、およびプロジェクタ８６は、ヘッド・アップ・ディスプレイ８７に、カメラ８４によって見られるＩ．Ｒ．場所全体の可視光表示を生成するように、例えば５１２×５１２ピクセルを有する高質画像化出力を有する。熱いものは、運転手に明確に現れる。しかしながら、運転手は、視野狭窄の形を作り出し、効果的に、そこから外を見る風防ガラスの量を減らして、ディスプレイ８７に焦点を当てすぎる傾向があるかもしれない（ディスプレイは、たった１０ｃｍ×１０ｃｍかもしれない）。ヘッドアップ・ディスプレイは、２−Ｄ低解像度赤外線画像と、道路の、高解像度の通常の３−Ｄビューとを混合し、これは場所の潜在的誤変換と同様に、２つの画像の誤記録の問題を生じうる。
【００８９】
図９Ａおよび９Ｂは、本発明を備える車９０を示す。前記車は、ヘッドライト９１および赤外線カメラ９３、可視光カメラ９４、追加照明９５およびコントローラ９６を具備する夜間運転システム９２を有する。追加照明９５は、その可視光のビームを、コントローラが向ける場所ならどこでも（許容可能な角度の範囲内、例えば、水平面における１２０度、または１６０度、または１８０度：それは垂直面で操縦可能でもよいし、そうでなくてもよい）向けるために、コントローラ９６の制御下で操縦可能である。
【００９０】
コントローラ９６は、赤外線カメラから信号を受信し、および参照番号９７の可視光ビームを、操縦可能照明９５から、暖かいオブジェクト（動物または人でよい）に向けるために、Ｉ．Ｒ．情報を使用する。
【００９１】
このように、運転手は、日中の運転でするように、完全な風防ガラスから外を見る：それは運転手にとって、顕著に異なる経験ではなく、彼らは（彼らの通常のヘッドライトからの照明に加え）暖かいものを照明するだけである。さらに、運転手の空間に侵入してくるコンポーネントは少ない：プロジェクタ８６およびヘッド・アップ・ディスプレイ８７はない。
【００９２】
上述のものに関する問題は、他の車が、赤外線カメラに熱いものとして現れるかもしれないことである。人が追跡している乗り物の後ろ側を照らすことはそれほど悪いことではない（が、これでも望ましくない）が、ビーム９７は運転手／乗り手の目をくらませるかもしれないので、接近してくる乗り物に向けることは望ましくない。可視光カメラ９４は、これを避けるために供給される。カメラ９４は、コントローラ９６に可視光場所情報を供給する。熱い物体が検出されると、コントローラは、ビーム９７をそれに向けるかどうか決定する前に、可視光カメラですでに十分明るいか調べる。それがすでに視覚的に明るい場合（例えば、ヘッドライトを点灯した車が接近して来る）、コントローラは、注意のためにそれを除き、ビーム９７をそれに向けない。
【００９３】
当然、Ｉ．Ｒ．カメラ９３によって見られる場所において、一つ以上の熱い物体があるかもしれない。コントローラは、二つかそれ以上の熱いオブジェクトの間でビーム９７を転換することができ、おそらくそれらにストロボを当てる。他に、または追加的に、一つ以上の操縦可能照明９５が供給され、それらは異なるオブジェクトに目標を当てられてもよい。
【００９４】
追加的操縦可能照明を有する代わりに、またはそれに加えて、乗り物は、そのメイン・ヘッドライトを操縦可能にしてもよく、または追加の操縦可能照明は、ヘッドライト・アセンブリへと組み込まれてもよい。
【００９５】
ビーム９７は、車とオブジェクトとの間に相対的な動きがあるので、熱いオブジェクトを追跡することが理解されるであろう。熱いオブジェクトが視界にない時、ビーム９７は、道路の先に向けることができ（例えば、通常のヘッドライトとして）、またはスイッチを切ることさえできる。ビーム９７は点灯したままだが、無害の方向に向けられることが好ましい。
【００９６】
前記システム９２は、運転手の前の車の後ろを（低い照明レベルでも）認識し、およびビーム９７による照明に関してそれを除くためのパターン認識ソフトウェアを有してもよい。別の手段は、乗り物の前の、別の車の存在を、その熱い排気で識別してもよく、およびそれを除いて、供給されてもよい。さらに、前記システム９２は、歩行者や自転車に乗っている人を識別し、およびこれらを照明のための選択的なオブジェクトとして選択することができる画像処理ソフトウェアを具備してもよい。
【００９７】
図１０は、赤外線および／または可視光リフレクタ１０１、赤外線および／または可視光ディテクタ１０２、光源１０３、ビーム形成光学機器１０４、固定ミラー１０５、および操縦可能ミラー１０６を有する乗り物のための、操縦可能照明ユニット１００を示す。操縦可能ミラーの動きは、コントローラ（例えば、コントローラ９６）の制御下で、モータ１０７によって制御される。ミラー１０６は、大変速く（運転状況において有効にビームを操縦することができるくらい速く）動かすことができる。入ってくる放射１０８（可視および／または赤外線）は、出力可視放射１０９に照準を合わせている。
【００９８】
図１１は、図９Ａおよび９Ｂのそれに類似した夜間運転システムの別の実施例を示しているが、可視センサ９４および赤外線センサ９３を隣り合わせで示しており、実質的に視界が重複する。
【００９９】
照明ユニット９５または１００は、検出されたＩ．Ｒ．イメージの形状に適合するように、ビームの横断面形状をプロファイルするためのビーム・プロファイラを有してもよい。プロファイリングの解像度は、Ｉ．Ｒ．画像化の解像度によって制約されることが理解されるであろう。
【０１００】
図１２Ａは、赤外線ディテクタおよびコントローラ１２４を有する照明ユニット１２３を伴う、１列の街灯１２０，１２１，１２２を示す。コントローラは、暖かい物体の近くにある前記照明のみが照明されるようにする。歩行者または乗り物が範囲内にやって来るまで、一列の街灯の電気を切ることができ、エネルギを節約し、光害を減らす。
【０１０１】
コントローラ１２４は、異なるユニット１２３からの信号を受信し、および適切なソフトウェアを使って、熱い物体の移動の方向を決定することができ、および移動者の前の前記照明が（一定の範囲で）照明されるようにすることができ、および移動者の後ろの前記照明の全部、または少なくともいくつかが、切られるようにすることができる。図１２Ａに記載の通り、歩行者は、右に向かって歩いており、照明１２０は切られている一方で照明１２１および１２２は点灯している。特に、３または４またはそれ以上のランプ／照明が物体の前に点灯して、物体の後ろにはより少ないか、または１つか、またはまったくない場合、この、熱い物体の周辺の非対称的照明分散はエネルギを節約することができる。
【０１０２】
図１２Ｂは、図７Ａまたは７Ｂを参照して説明されるように、照明支柱が照明ユニット１２０を有し、および照明のビーム（広角発散ビーム）が、熱いオブジェクトが動くとそれを追う、別の街灯システムを示す。
【０１０３】
図１３Ａは、図７Ａまたは７Ｂを参照して説明されるように、実質的に照明ユニット１３０を示す。ユニット１３０は、暖かいオブジェクトに照明の円形ビームを当てる。
【０１０４】
図１３Ｂは、図７Ａまたは７Ｂを参照して実質的に説明される照明ユニット１３１を示すが、放出されたビームのプロファイルを調節するためのビーム・プロファイラを伴う。ユニット１３１は、熱いオブジェクトの周辺を照明の環状ビーム１３２で照らす。これによって、人（彼らが熱いオブジェクトでない時）は、照明ビームで目をくらませることなく、すぐ周辺を見ることができる。
【０１０５】
図１４は、医療分野における本発明の使用を示す。それは、赤外線ディテクタおよびプロファイル・ビーム可視光エミッタを有する照明ユニットからの可視光で照明された脚を示す。組織の切片／領域１４０は、可視光によって照明され、およびユーザの通常の視力へと区別される。一つの実施例において、領域１４１は、組織のより冷たい領域であり、おそらく循環の問題を示す。別の実施例においては、組織の前記領域は熱い領域であり、おそらく組織のやけど領域を示す。
【０１０６】
照明された物体の異なる温度領域を区別するための投影された可視光を“グレイ・スケール（grey-scale）”することが望ましいかもしれないことが理解されるであろう。異なる温度を示す異なる領域は、異なる色の可視光（例えば、赤、黄、緑、青）によって照明されてもよい。前記区別は、異なる温度領域に対する異なる光の強度によって、または異なる時間に照明される異なる領域、または区別技術の組合せによって達成されることができる。
【０１０７】
図１５は、本発明の別の使用を示す。部屋の壁の領域１５０は、本発明に従った装置で見られ、熱い領域１５１は、可視光で前記装置によって照明される。この例において、熱い領域は過熱したヒューズ・ボックスか、または電気配線のセクションであり、それは火災のリスクとなるかもしれない。それを強調することで、予防的補強行為をとることができる。前記装置は、携帯可能、例えばハンド・ヘルド（すなわち、トーチ１２のようなもの）でもよく、または固定された、永久に、または周期的に動作するモニタ装置でもよい。前記装置は、ビーム・プロファイラを有してもよく、その場合、単にその一般的な場所（スポット１５１）ではなく、熱い領域のプロファイル１５２が示されることができる。
【０１０８】
図１６は、赤外線画像を検出し、および同等の画像を可視光で投影して戻すプロジェクタ装置１６１を伴う消防員のヘルメット１６０を示す。消防員は、濃い煙、参照番号１６２の中にいる時、可視画像は、効果的に投影スクリーンを形成する煙へと投影される。そのため、消防員は、ヘッド・アップ・ディスプレイまたは他の視界を遮るディスプレイなくして、煙にもかかわらず、場所の可視画像を見ることができる。
【０１０９】
図１７は、一つの実施例において、Ｉ．Ｒ．画像化アレイ２２のピクセルからの情報の、可視光ビーム・プロファイラ２６への１対１マッピングを図で説明する。
【０１１０】
いくつかの実施例の重要な特徴は、熱カメラが、同じユニット（例えば、ＬＣディスプレイを伴うトーチ）において、すべて可視領域プロジェクタに照準が合っていることであることが、理解されるであろう。カメラによって集められた熱画像は、可視光を使って、本来の場所に投影され戻される。熱カメラは熱を感知するので、トーチは暖かいオブジェクトのみを照明する。よって、人々は（通常は）彼らの周囲よりも暖かいので、プロジェクタは、より涼しい背景よりも、それらに照明を当てる。
【０１１１】
前述のように、アプリケーションは、舞台のためのスポットライト制御（自動的に演者を追う）、セキュリティ・ライト（フラッドライトではなく、侵入者のみを照明する）を含む。前記システムは、投影されたイメージ（すなわち“ブラック・ホット（black hot）”）を変換し、および人々が行きたいであろう場所に、彼らの目をくらませることなく導くために、ポロ・ミント・ライト（polo-mint light）として使用されうる。医療応用によって、悪循環、やけど等の識別は、単に患者に熱トーチを当てることによって可能になるであろう。
【０１１２】
夜間、そのようなシステムが、例えば車に組み込まれ、ヘッドライトは暖かいオブジェクト‐人々、動物、自転車に乗る人、車を照明するためのプロジェクタとして使用される。それは、すでに明るいオブジェクト‐例えば、接近して来る車を照明しないように、照準を合わせた可視カメラとの関係でも使用されることができる。照明は、他の道路使用者の目をくらませることなく、影に向けることができる。これは夜間の運転性能を向上させるであろう。
【０１１３】
（熱イメージャでは通常である）間接的ビューの代わりに、熱画像は、可視光を使って、本来の場所と“本来の場所で”融合される。これは、単純に、関心のある領域を強調するプロジェクタ・ビームとともに、通常の視力（両眼、有色、高空間解像度）が使用されうることを意味する。これは、知覚を自然にし、およびアプリケーション（例えば運転）を安全にし、かつ“ユーザ・フレンドリ”にする。多くの実施例の重要な効果は、赤外線システムの、空間解像度要件が、捜査または運転のための良質な画像を生成するために必要とされるものと比較して、大変低いままであるということである。これは、システム概念を経済的に実用的にする。
【０１１４】
前記装置は、その検出された／投影された画像を十分速くリフレッシュするので、それは動きまわることができ（例えば握手、または乗り物上で）、さらに観察者は、実際には、可視光での場所オブジェクトの照明における大きな変化に気づかないかもしれないことも理解されるであろう。
【０１１５】
一度、人が図４および５に記載のものと類似した熱トーチを有すると、彼らはそれを、断熱を必要とする壁／屋根／窓／家の冷たい領域がないかを調べるため；または電気システムにおける過熱点を調べるために使用することができ、または説明されるあらゆる使用のためにそれを使用することができる。
【０１１６】
本発明における第一の関心の赤外線放射は、物体から自然に放出される熱赤外線であり、赤外線のソースでそれらを照明する必要がないことが理解されるであろう。この熱赤外線放射はしばしば、およそ１０μｍの波長を有する。赤外線のビームを放出し、および反射された赤外線を探すアクティブ赤外線センサ／イメージャの赤外線放射の波長は、意図的に熱ＩＲ波長から遠くなるように維持され（熱源がそれらの画像を乱すのを避けるため）、および通常は１μｍのオーダーである。本発明は、Ｉ．Ｒ．照明源を必要としない：それはＩＲソースレス（sourceless）画像化装置を使用する。それは、熱赤外線で観察される場所の初期照明のない、受動的感知技術である。
【０１１７】
本発明のいくつかの実施例は、低いコストの熱画像化アプリケーションに向けられており、およびＩＲエミッタを有することで、装置のコストのみを上げることができる。
【０１１８】
熱ＩＲを受動的に検出し、および熱ソースを可視光の同等のパターンで照明することは、本発明の第一の実施例であるが、本発明はそれに限定されない。例えば、つまらない言葉遊びにおいて、患者の体／手を、ＵＶで照明されると可視光を発する紫外線センシティブ塗料で塗り、および患者の体／手の上に熱ＩＲパターンを検出し、および前記体／手に対応するＵＶパターンを重ね、それによってＩＲパターンの可視表現が、体／手に存在するようにする装置を有することが可能である。そのような変更は、当然、本発明の範囲内である。
【０１１９】
より幅広くは、非可視情報キャリア領域から、実際に観察されている場所へ重ねられた可視光マッピングへ、観察された場所の方向性および強度情報を変換することは、本発明である。例えば、非可視領域は、Ｘ線、近可視放射、磁場マッピング、原子力放射マッピング、ラジオ・マッピング、ラジオ干渉強調でもよく、同様に、非電磁情報領域も、重ねられた可視パターンに変換されることができ、例えば音声（可視マッピングへの音響）、または超音波（例えば、小さなひび割れへ照明を当てる）、または可視光マッピングへの臭いにおいて見られる、観察される場所のパターン／画像も、すべて予想されうる。各々の場合において、観察者は、ディスプレイ・スクリーンを見、また特殊な眼鏡をかける必要がない：彼らは、実際の世界の場所を見ることができ、それに可視パターンを見ることができる。
【図面の簡単な説明】
本発明の実施例は、添付の図面を参照して、例示の目的のみで説明される。
【図１】 図１は、手を示す。
【図２】 図２は、手の赤外線画像を示す。
【図３】 図３は、図２に記載の赤外線画像に同等な可視光画像が、図１に記載の手に、可視光で投影される、本発明の実施例を示す。
【図４】 図４は、本発明に従った、熱トーチを図式的に示す。
【図５】 図５は、図４に記載のトーチの断面図を示す。
【図６】 図６は、本発明に従った、熱トーチを備えたヘルメットを示す。
【図７Ａ】 図７Ａは、本発明に従った、舞台照明を示す。
【図７Ｂ】 図７Ｂは、本発明に従った、舞台照明を示す。
【図８】 図８は、ヘッド・アップ・ディスプレイを備えた、従来技術である、車のための赤外線夜間運転システムを示す。
【図９Ａ】 図９Ａは、本発明に従った車を図式的に示す。
【図９Ｂ】 図９Ｂは、本発明に従った車を図式的に示す。
【図１０】 図１０は、図９Ａおよび図９Ｂに記載の車のライトの詳細を示す。
【図１１】 図１１は、図９Ａおよび図９Ｂに記載の車の別の図を示す。
【図１２Ａ】 図１２Ａは、本発明を含んでいる街灯を示す。
【図１２Ｂ】 図１２Ｂは、本発明を含んでいる街灯を示す。
【図１３Ａ】 図１３Ａは、本発明に従った人物ディテクタ・システムを示す。
【図１３Ｂ】 図１３Ｂは、本発明に従った人物ディテクタ・システムを示す。
【図１４】 図１４は、やけどした領域または循環が悪い領域を識別するための、本発明の使用を示す。
【図１５】 図１５は、電気配線システムにおける大災害の前の故障を検出するための、本発明の使用を示す。
【図１６】 図１６は、本発明の別の特徴を用いた、別のヘルメットを示す。
【図１７】 図１７は、本発明のいくつかの実施例の詳細を示す。

Claims (11)

1. プロジェクタ装置(12; 62)であって、観察されている場所における温度の異なるオブジェクトから放出される熱赤外線放射を検出するように場所を画像化するよう適合された受動熱赤外線ディテクタ(22)と；可視光の放射のビームを放出するように適合されたエミッタ(28)とを具備し、さらに、検出された熱放射の入射方向を検出する手段と、熱放射の入射方向の検出に応じて、前記可視光が前記場所における温度の異なるオブジェクトを選択的に照明するように、放出された可視光ビームの方向を制御するよう適合された、放出ビーム制御手段(24, 26, 32)とを具備することを特徴とするプロジェクタ装置。
2. 前記エミッタは、放出されたビーム・パタンナ(26)を有し、および前記ディテクタ(22)は、観察されている場所におけるオブジェクトの熱赤外線横断面プロファイル、またはパターンを検出するように適合されており、および前記エミッタは、赤外線で前記プロファイルまたはパターンと適合するように、前記ビーム・パタンナ(26)によって調整される可変的な横断面プロファイルを有する放出ビームを放出するように、ならびに観察されている場所で、赤外線に対して同等の可視光パターンを重ねるように適合されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 光学照準エレメント(24)は、前記放出されたビームを、検出されたオブジェクトに記録するために供給され、前記照準エレメントは、熱赤外線および可視光のうちの一つ放射に、少なくとも部分的に反射し、および熱赤外線および可視光のうち他方の放射に対して、少なくとも部分的に透過することを特徴とする、請求項１または請求項２のいずれかに記載の装置。
4. 前記照準エレメントは、ビーム・スプリッタ(24)を具備することを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 装置の寸法及び形状がハンド・ヘルド操作可能に適合されていることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の装置。
6. 前記ビーム・パタンナ(26)は、前記エミッタによって放出される画像を制御するように適合された空間光モジュレータ（spatial light modulator）（ＳＬＭ）を具備することを特徴とする、請求項２〜請求項５のいずれかに記載の装置。
7. 前記空間光モジュレータは、放出された可視光画像を、検出された画像熱赤外線および可視光のソース(28)に合わせるように適合された照準エレメント(24)に、またはその間に供給されることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. さらに、前記装置への大量の可視光の放射のソースである、観察されている場所の領域を識別するように適合されている、可視光を感知するセンサ(66)を具備し、放出ビーム制御手段(64)が、前記識別された領域を照明しないよう適合されている、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の装置(62)。
9. 前記赤外線ディテクタが複数のピクセルを有し、前記可視光エミッタが実質的に同じ数のピクセルを伴う画像を投影するように適合されている、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の装置。
10. 前記検出された熱放射の入射方向を検出する手段が、受動熱赤外線ディテクタ(22)である、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の装置。
11. 観察される場所の熱マッピングを視覚的に表す方法であって、前記場所におけるオブジェクトにより放出される熱赤外線放射を受け取る工程、受け取った熱赤外線放射の入射方向を検出する工程、および、これに応じて、観察されている場所へ可視光を投影する工程であって、前記可視光が前記場所における温度の異なるオブジェクトを選択的に照明するように、前記投影された可視光ビームの方向を制御する、前記工程を含み、前記可視光は、前記観察されている場所の熱赤外線マップを映し、およびそれに重なる、観察されている場所へ、可視光パターンで投影されることを特徴とする、前記方法。

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