(57)【要約】【課題】本開示は、使用者にとって、より使いやすい投影装置を提供する。【解決手段】本開示は、第１の分光特性を有する光を透過する一方、第２の分光特性を有する光を反射し、反射の角度を変化させられる第１ミラーと、第１ミラーを透過して入射する第１の分光特性を有する光を検出する検出部と、第１ミラーを介して第２の分光特性を有する光を投影する投影部と、検出部による検出結果を、第１ミラーが光を反射させる角度の変化に関する補正データに基づいて補正し、補正した結果に基づいて特定した投影対象に対して投影部が投影を行うよう、第１ミラーの反射の角度を変化させる制御部と、を備えた投影装置である。【選択図】図１
2016100612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の分光特性を有する光を透過する一方、第２の分光特性を有する光を反射し、当該反射の角度を変化させられる第１ミラーと、
前記第１ミラーを透過して入射する前記第１の分光特性を有する光を検出する検出部と、
前記第１ミラーを介して第２の分光特性を有する光を投影する投影部と、
前記検出部による検出結果を、前記第１ミラーが光を反射させる角度の変化に関する補正データに基づいて補正し、当該補正した結果に基づいて特定した投影対象に対して前記投影部が投影を行うよう、前記第１ミラーの反射の角度を変化させる制御部と、
を備えた投影装置。
【請求項２】
前記第２の分光特性を有する光を反射し、当該反射の角度を変化させられる第２ミラーを更に備え、前記投影部は、第２の分光特性を有する光を前記第１ミラー及び前記第２ミラー上で反射させることにより前記投影対象に対して投影する、請求項１に記載の投影装置。
【請求項３】
前記制御部は、（ｉ）前記第１の分光特性を有する光が前記第１ミラーを透過して入射するのを遮断した状態において、前記第１ミラーの反射の角度を変化させつつ、前記検出部による検出を行い、（ｉｉ）前記第１ミラーの反射の角度の変化に対する前記検出部の検出結果の変化に基づいて補正データを生成し、（ｉｉｉ）当該生成された補正データに基づいて、前記第１の分光特性を有する光が前記第１ミラーを透過して入射したときの前記検出部の検出結果を補正する、請求項１又は２に記載の投影装置。
【請求項４】
前記検出部の温度を測定する温度測定部を更に備え、
前記制御部は、前記温度測定部が測定した温度に応じて、前記補正データを更新する、請求項１から３のいずれかに記載の投影装置。
【請求項５】
前記第１の分光特性を有する光は、非可視光領域にピーク波長を有した光であり、前記第２の分光特性を有する光は、可視光領域にピーク波長を有した光である、
請求項１から４のいずれかに記載の投影装置。
【請求項６】
前記第1ミラーは、少なくともＳｉ或いはＧｅにより形成されている、請求項１から５のいずれかに記載の投影装置。
【請求項７】
第１の分光特性を有する光を透過する一方、第２の分光特性を有する光を反射し、当該反射の角度を変化させられる第１ミラーと、前記第１ミラーを透過して入射する前記第１の分光特性を有する光を検出する検出部と、前記第１ミラーを介して第２の分光特性を有する光を投影する投影部と、制御部をと備えたシステムにより実施される投影方法であって、
前記検出部による検出結果を、前記第１ミラーが光を反射させる角度の変化に関する補正データに基づいて補正し、当該補正した結果に基づいて特定した投影対象に対して前記投影部が投影を行うよう、前記第１ミラーの反射の角度を変化させる投影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置などにより特定した物体に対し、画像を投影する投影装置が知られている。例えば、特許文献１は、外科手術を受ける生体の患部に吸収された光感受性物質に対して励起光を照射し、患部から発せられた蛍光を検出して患部の蛍光像を撮像し、この撮像した蛍光像を示す画像を実際の患部上に投影する投影装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２４０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、現場作業員の設備検査を支援する用途や、医師の手術を支援する用途など、様々な用途への投影装置の活用が期待されている。そして、使用者にとって、より使いやすい投影装置の提供が望まれている。
【０００５】
本開示は、使用者にとって、より使いやすい投影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、第１の分光特性を有する光を透過する一方、第２の分光特性を有する光を反射し、反射の角度を変化させられる第１ミラーと、第１ミラーを透過して入射する第１の分光特性を有する光を検出する検出部と、第１ミラーを介して第２の分光特性を有する光を投影する投影部と、検出部による検出結果を、第１ミラーが光を反射させる角度の変化に関する補正データに基づいて補正し、補正した結果に基づいて特定した投影対象に対して投影部が投影を行うよう、第１ミラーの反射の角度を変化させる制御部と、を備えた投影装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、使用者にとってより使いやすい投影装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の遠赤外線可視化システム１００の構成を説明する図
【図２】実施の形態１の遠赤外線可視化システム１００の全体の動作を示すフローチャート
【図３】実施の形態１の遠赤外線可視化システム１００の初期化処理を示すフローチャート
【図４】実施の形態１の遠赤外線可視化システム１００の０点補正用のベースデータ収集処理を示すフローチャート
【図５】実施の形態１の遠赤外線可視化システム１００の０点補正用のベースデータ収集処理を説明するためのイメージ図
【図６】実施の形態１の遠赤外線可視化システム１００の描画処理を示すフローチャート
【図７】ボロメータ温度と温度測定誤差の関係を示す図
【図８】従来の遠赤外線可視化システム９０の構成を説明する図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１０】
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
（実施の形態１）
＜１．遠赤外線可視化システム１００の概要＞
本開示の遠赤外線可視化システムの一例として、実施の形態１にかかる遠赤外線可視化システム１００の概要を、図１を用いて説明する。図１は、実施の形態１にかかる遠赤外線可視化システム１００の構成を説明する図である。
【００１１】
遠赤外線可視化システム１００は、遠赤外線を発する熱源を可視化するシステムである。
遠赤外線可視化システム１００は、測定対象４００の表面から、予め設定された温度を示す領域を抽出する。そして、抽出した領域の内部或いは、領域の輪郭に対して人間に視認可能となるように可視光を照射する。これにより、測定対象４００から発熱している個所を特定する作業を支援することができる。
【００１２】
＜２．遠赤外線可視化システムの構成＞
以下、遠赤外線可視化システム１００の構成の詳細について、図１を用いて説明する。遠赤外線可視化システム１００は、熱源を特定して修理などの作業を行う作業現場に配置されて使用される。遠赤外線可視化システム１００は、主に、撮像照射装置２００、制御装置２３０、メモリ２４０、シャッター２５０を備えている。
【００１３】
撮像照射装置２００は、遠赤外光を撮像する手段や、可視光を照射する手段を一体的に内包した装置である。具体的には、撮像照射装置２００は、遠赤外カメラモジュール２１０、可動式ハーフミラー２１５、可視光レーザー２２０、可動式可視光ミラー２２１を備えている。
【００１４】
制御装置２３０は、遠赤外線可視化システム１００を構成する各部を統括制御する装置である。制御装置２３０は、遠赤外カメラモジュール２１０、可動式ハーフミラー２１５、可視光レーザー２２０、可動式可視光ミラー２２１、メモリ２４０、シャッター２５０を制御可能なように電気的に接続されている。制御部２３０は、例えばＣＰＵやＭＰＵで構成され、所定のプログラムを実行することによってその機能を実現する。なお、制御部２３０の機能は、専用に設計された電子回路により実現されてもよい。
【００１５】
メモリ２４０は、制御装置２３０が演算を実行するにあたって、適宜アクセスを行う記憶媒体である。
【００１６】
シャッター２５０は、遠赤外可視化システム１００において、撮像照射装置２００の外部から可動式ハーフミラー２１５へと入射する光を遮断可能に配置されている。シャッター２５０は、制御装置２３０からの制御信号を受けて、（１）撮像照射装置２００の外部から可動式ハーフミラー２１５へと入射する光を遮断する状態と、（２）撮像照射装置２００の外部から可動式ハーフミラー２１５へと入射する光を通過させる状態、とを遷移することができる。シャッター２５０の面には、複数の温度センサ２５５が配置されている。複数の温度センサ２５５は、シャッター２５０の表面の温度分布を測定できるよう、シャッター２５０の面上に配置される。
【００１７】
次に、撮像照射装置２００に備わる各構成について説明する。
【００１８】
遠赤外カメラモジュール２１０は、遠赤外領域に分光感度特性を有するカメラである。遠赤外可視化システム１００では、遠赤外カメラモジュール２１０により遠赤外線を検出し、温度情報に変換する。このとき、大気による遠赤外吸収の影響を出来る限り少なくすることで、得られる温度情報の精度を向上させることができる。具体的には、遠赤外光の波長領域の中でも、７．５〜１４．０ｕｍの波長領域では、大気中の遠赤外線吸収が少ない。そのため、遠赤外カメラモジュール２１０は、７．５〜１４．０ｕｍの波長領域の一部または全てを検出可能な感度をもつことが望ましい。このような特性を持つ遠赤外線センサ素子としてマイクロボロメータや焦電型赤外線センサアレイがあり、いずれかの素子を使用することで０．０５℃以上の温度分解能が得られる。遠赤外カメラモジュール２１０は、撮像により得られている赤外画像を、制御装置２３０に伝送する。
【００１９】
遠赤外カメラモジュール２１０は、温度センサ２１１を内蔵している。温度センサ２１１は、遠赤外カメラモジュール２１０の温度を測定することができる。温度センサ２１１は、測定により得られた温度情報を制御装置２３０に通知する。
【００２０】
可視光レーザー光源２２０は、可視光を照射するレーザーである。可視光レーザー光源２２０は、人間が視認できる可視光領域の光であれば、任意の波長のレーザーを使用することができる。可視光レーザー光源２２０は、一色のレーザーのみにより構成してもよいし、制御装置２３０からの制御信号に従って、複数の色のレーザーを切り替え可能に構成してもよい。可視光レーザー光源２２０は、可視光レーザー照射光３２０を、可動式可視光ミラー２２１に向けて照射する。
【００２１】
可動式可視光ミラー２２１は可視光を反射させるミラーである。可動式可視光ミラー２２１は、可視光レーザー光源２２０から照射された可視光レーザー３２０を鏡面で受けて、鏡面の傾斜角度に応じた方向に反射させる。可動式可視光ミラー２２１は、モーター駆動により鏡面の傾斜角度を任意の角度に変更することができる。これにより、可動式可視光ミラー２２１に入射した可視光が反射する角度を変化させることができる。可動式可視光ミラー２２１の鏡面を反射した可視光レーザー照射光３２０は、可動式ハーフミラー２１５に入射される。可動式可視光ミラー２２１を構成するモーターには、例えば、ガルバノモーター、ステッピングモーター、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）ミラー、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を採用することができる。
【００２２】
可動式ハーフミラー２１５は、遠赤外線を透過する一方、可視光を反射するハーフミラーである。可動式ハーフミラー２１５は、可動式可視光ミラー２２１により反射された可視光レーザー３２０を鏡面で受けて、鏡面の傾斜角度に応じた方向に更に反射させる。一方、可動式ハーフミラー２１５は、撮像照射装置２００の外部から或いは内部から入射した遠赤外光を透過する。可動式ハーフミラー２１５の材料には、カルコゲナイドガラスなどを用いることができるが、ＳｉまたはＧｅを主成分とする結晶を薄く切断したウェハが特に適する。可動式ハーフミラー２１５を構成するモーターには、例えば、ガルバノモーター、ステッピングモーター、ＭＥＭＳミラー、ＤＭＤを採用することができる。
【００２３】
可動式ハーフミラー２１５は、モーター駆動により鏡面の傾斜角度を任意の角度に変更することができる。これにより、可動式ハーフミラー２１５に入射した可視光が反射する角度を変化させることができる。可動式ハーフミラー２１５の鏡面で反射した可視光レーザー３２０は、撮像照射装置２００の外部へと射出され、測定対象４００に投影される。一方、可動式ハーフミラー２１５の鏡面を透過した遠赤外光は、遠赤外カメラモジュール２１０により検出される。
【００２４】
制御装置２３０は、可動式可視光ミラー２２１の鏡面の傾斜角度を水平方向に制御する一方、可動式ハーフミラー２１５の鏡面の傾斜角度を垂直方向に制御する。或いは、制御装置２３０は、可動式可視光ミラー２２１の鏡面の傾斜角度を垂直方向に制御する一方、可動式ハーフミラー２１５の鏡面の傾斜角度を水平方向に制御してもよい。これにより、制御装置２３０は、可視光レーザー照射光３２０を、投影対象において、垂直方向および水平方向の２次元的に走査させることができる。なお、可動式可視光ミラー２２１に使用されるミラーおよびモーターは可動式ハーフミラー２１５と同じのものを使用してもよいし、異なるものを使用しても良い。
【００２５】
図８は、従来の遠赤外線可視化システム９０の構成を説明する図である。図１で示した実施の形態１にかかる遠赤外線可視化システム１００との相違点は、可動式ではないハーフミラー２１４と、可動式可視光ミラー２２１と可動式可視光ミラー２２２の２つの可動式可視光ミラーを備えている点である。遠赤外線可視化システム９０では、２つの可動式可視光ミラーを用いることにより、可視光レーザー照射光３２０を、投影対象において、垂直方向および水平方向の２次元的に走査させることができる。しかしながら、従来の遠赤外線可視化システム９０では、可動式可視光ミラー２２１と可動式可視光ミラー２２２の２つの可動式可視光ミラーを備えているため、撮像照射装置２００のサイズが大きくなってしまう。
【００２６】
そこで、実施の形態１にかかる遠赤外線可視化システム１００は、一方の可動式可視光ミラーをハーフミラーと兼用させた可動式ハーフミラー２１５とすることで、撮像照射装置２００の小型化を図っている。
【００２７】
遠赤外カメラモジュール２１０を用いて撮像照射装置２００の外部から入射してきた遠赤外光を検出するのであるが、撮像照射装置２００の内部の熱源からも遠赤外光が発生し得る。特に、遠赤外カメラモジュール２１０自身が熱源となって遠赤外光を発する。このとき、遠赤外カメラモジュール２１０自身が発した遠赤外光が可動式ハーフミラー２１５により反射して戻ってきて、遠赤外カメラモジュール２１０により検出されてしまう事象が発生する。従って、遠赤外カメラモジュール２１０による遠赤外光の検出にあたっては、撮像照射装置２００の内部から発生した遠赤外光の影響を補正する（以下、０点補正と呼ぶ）必要がある。
【００２８】
このとき、可動式ハーフミラー２１５は、モーター駆動により鏡面の傾斜角度を任意の角度に変更するため、ハーフミラーが動かないことを前提とした０点補正では、撮像照射装置２００の内部から発生した遠赤外光の影響を適切に補正することができない。そこで、実施の形態１にかかる遠赤外線可視化システム１００は、可動式ハーフミラー２１５の鏡面の傾斜角度が変化することを前提として、０点補正を行う。
【００２９】
以下、実施の形態１にかかる遠赤外線可視化システム１００の全体の動作について概観した後、全体の動作を構成する各処理（初期化処理、０点補正用のベースデータ収集処理、温度データ収集処理及び、可視光描画処理）の詳細について説明する。
【００３０】
＜３．遠赤外線可視化システムの動作＞
＜３−１．遠赤外線可視化システムの全体の動作＞
続いて、遠赤外線可視化システム１００の全体の動作について、図２を用いて説明する。図２は、実施の形態１の遠赤外線可視化システム１００の全体の動作を示すフローチャートである。
【００３１】
遠赤外線可視化システム１００の電源が入れられると、制御装置２３０は、遠赤外線可視化システム１００の初期化処理を行う（Ｓ１１０）。初期化処理の詳細は、後述する。
【００３２】
次に、制御装置２３０は、遠赤外カメラの温度の変化量が、所定の設定値以内であるか否かを判断する（Ｓ１２０）。より具体的には、制御装置２３０は、遠赤外カメラモジュール２１０に内蔵される温度センサ２１１が測定している現在の温度（以下、現在温度と称する）の、過去の温度（以下、比較用温度と称する）に対する変化量が、所定の設定値（温度変化閾値）以内であるか否かを判断する。ここでの設定値は、ステップＳ１１０の初期化処理或いは、後述するステップＳ１４５における変数の変更のときに定義される。
【００３３】
制御装置２３０は、現在温度と比較用温度との差分を取得し、温度差分が設定値以上であれば（Ｓ１２０におけるＮｏ）、比較用温度を現在温度で置換して更新した上で、０点補正用のデータベース収集を行う（Ｓ１３０）。０点補正用のデータベース収集の詳細は後述する。一方、温度差分が設定値未満であれば（Ｓ１２０におけるＹｅｓ）、ステップＳ１３０の０点補正用のデータベース収集はスキップして、温度データを収集して、描画対象温度閾値に基づいて可視光描画を行う（Ｓ１４０）。温度データ収集および可視光描画の詳細については後述する。
【００３４】
制御装置２３０は、０点補正用のベースデータ収集を終えると、温度データ収集および可視光描画を行う（Ｓ１４０）。
【００３５】
次に、制御装置２３０は、ユーザにより各種の設定値（温度変化閾値、描画対象温度閾値など）の変更があったか否かを判断する（Ｓ１４５）。いずれかの設定値に変更があった場合（Ｓ１４５におけるＹｅｓ）、制御装置２３０は、変更があった設定値を更新したうえで（Ｓ１４７）、ステップＳ１２０の処理に移る。一方、いずれの設定値にも変更がない場合（Ｓ１４５におけるＹｅｓ）、ステップＳ１５０の処理に移る。
【００３６】
次に、制御装置２３０は、ユーザによる終了処理の有無を判断する（Ｓ１５０）。ユーザが終了処理を行った場合（Ｓ１５０におけるＹｅｓ）、可視光描画、遠赤外線取り込みの作業を終了する。一方、ユーザが終了処理を行っていない場合（Ｓ１５０におけるＮｏ）、ステップＳ１２０の処理に移る。
【００３７】
＜３−２．初期化処理の詳細＞
次に図２におけるステップＳ１１０の初期化処理の詳細について、図３を用いて説明する。図３は、実施の形態１の遠赤外線可視化システム１００の初期化処理を示すフローチャートである。
【００３８】
まず、制御装置２３０は、遠赤外カメラモジュール２１０、可動式ハーフミラー２１５、可動式可視光ミラー２２１、可視光レーザー２２０、そして制御装置２３０自身に内蔵された制御回路および保護回路の起動を行う（Ｓ２１０）。
【００３９】
続いて、制御装置２３０は、ステップＳ２１０で起動した各回路間の通信を確立する（Ｓ２２０）。なお、ステップＳ２１０、Ｓ２２０でいずれかにおいて、遠赤外線可視化システム１００の構成要素に不具合が生じた場合、必要に応じてエラー処理を行うようにしてもよい。
【００４０】
続いて、制御装置２３０は、遠赤外線可視化システム１００の動作に必要な各種の設定値に初期値を与える（Ｓ２３０）。より具体的には、制御装置２３０は、ステップＳ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１４０の処理で必要な０点補正データ、比較用温度、温度変化閾値、描画対象温度閾値などの各設定値に対して初期値を与える。なお、比較用温度の初期値は、ステップＳ１２０において、温度センサ２１１から取得した温度と、温度変化閾値とを比較した結果、少なくとも初回は必ずステップＳ１３０の０点補正用のベースデータ収集ルーチンに導かれるように設定することが望ましい。例えば、絶対零度（-273.15℃）未満の数値を比較用温度の初期値に設定すると良い。
【００４１】
＜３−３．０点補正用のベースデータ収集処理の詳細＞
次に図２におけるステップＳ１３０の０点補正用のベースデータ収集処理の詳細について、図４を用いて説明する。図４は、実施の形態１の遠赤外線可視化システム１００の０点補正用のベースデータ収集処理を示すフローチャートである。
【００４２】
まず、制御装置２３０は、シャッター２５０を閉じる（Ｓ３１０）。これにより、撮像照射装置２００の外部にある熱源から発せられた遠赤外光が、可動式ハーフミラー２１５を透過して、撮像照射装置２００の内部へと入射するのを遮断することができる。
【００４３】
次に、制御装置２３０は、シャッター２５０に配置されている温度センサ２５５から、シャッター２５０の表面の温度分布を示す情報を取得する（Ｓ３１５）。
【００４４】
続いて、制御装置２３０は、可動式ハーフミラー２１５の鏡面の可動範囲内における傾斜角度の走引を開始する（Ｓ３２０）とともに、遠赤外カメラモジュール２１０による遠赤外線の取り込みを開始する（Ｓ３３０）。これにより、制御装置２３０は、可動式ハーフミラー２１５の鏡面の傾斜角度の変化に対する遠赤外線の露光量分布の変化を示す情報（以下、第１の補正テーブルと称する）を取得することができる。
【００４５】
続いて、制御装置２３０は、可動式ハーフミラー２１５の鏡面の可動範囲内における傾斜角度の走引を終了するとともに（Ｓ３４０）、遠赤外カメラモジュール２１０による遠赤外線の取り込みを終了する（Ｓ３５０）。
【００４６】
ここで、ステップＳ３２０とＳ３４０の間の走引動作は一定速度で行うことが望ましい。また、ステップＳ３２０とＳ３３０はほぼ同時に行うことが望ましい。同じく、ステップＳ３４０とＳ３５０はほぼ同時に行うことが望ましい。
【００４７】
続いて、制御装置２３０は、ステップＳ３３０とＳ３５０の間で取得した第１の補正テーブルを、メモリ２４０内に0点補正用の基準値として記憶する（Ｓ３６０）。更に、制御装置２３０は、ステップＳ３３０とＳ３５０の間で取り込んだ遠赤外線の露光量分布の変化に対して、当該遠赤外線を受光した遠赤外カメラモジュール２１０上の各ピクセルの座標位置と、ステップＳ３１５で取得した当該各ピクセルに対応するシャッターの温度とを関連付けた第２の補正テーブルを作成し、メモリ２４０に記憶する（Ｓ３６０）。
【００４８】
最後に、制御装置２３０は、シャッター２５０を開いて（Ｓ３７０）、０点補正データの収集動作を終了する。
【００４９】
続いて、０点補正データの収集動作を行っている間の遠赤外線カメラモジュール２１０近傍の遠赤外線の状況について、図５を用いて説明する。図５は、実施の形態１の遠赤外線可視化システム１００の０点補正用のベースデータ収集処理を説明するためのイメージ図である。
【００５０】
０点補正データの収集動作を行っている間、シャッター２５０は閉じられているため、撮像照射装置２００の外部にある測定対象４００から放出された遠赤外線３４０は、遠赤外カメラモジュール２１０には入射しない。
【００５１】
一方、撮像照射装置２００の内部にある遠赤外カメラモジュール２１０は、動作に伴って熱源となり、遠赤外線６１０を放出する主な遠赤外線光源となる。そして、遠赤外カメラモジュール２１０から発された遠赤外線６１０は、その一部が可動式ハーフミラー２１５で反射して、遠赤外カメラモジュール２１０に入射してしまうことになる。
【００５２】
可動式ではないハーフミラーを用いた場合は、シャッター２５０を閉じるだけで遠赤外カメラモジュール２１０自身から放出される遠赤外線６１０の撮像を行い、撮像により得られた遠赤外線の分布を示す情報に基づいて０点補正用の第１の補正テーブルを作成することができる。しかしながら、実施の形態１にかかる遠赤外可視化システム１００におけるハーフミラー２１５は可動式であるため、遠赤外カメラモジュール２１０から放出される遠赤外線６１０の分布が、可動式ハーフミラー２１５の鏡面の傾斜角度の動きに合わせて変化することを考慮しなければならない。
【００５３】
そこで、遠赤外可視化システム１００では、ステップＳ３２０、Ｓ３３０、Ｓ３４０、Ｓ３５０の動きを同期させて第１の補正テーブルを作成する。第１の補正テーブルには遠赤外線カメラモジュール中の赤外線撮像素子の各ピクセルについて、ステップＳ３２０〜Ｓ３４０において可動式ハーフミラー２１５の鏡面の傾斜角度を変化させたときのそれぞれの露光量が記載される。そして、可動式ハーフミラー２１５の鏡面の各傾斜角度について、遠赤外線カメラモジュール２１０が検出した遠赤外線の露光量から、熱源としての遠赤外線カメラモジュールに起因する露光量（第１の補正テーブルに記憶された露光量）を差し引くことで、測定対象４００から放出された遠赤外線３４０の値に極めて近い値を得ることができる。
【００５４】
例えば、マイクロボロメータを遠赤外カメラモジュール２１０の受光素子として使った場合を考える。一般的にマイクロボロメータは自身の温度変化により同じ赤外線量を受光した場合でも出力する抵抗値が異なってしまうことで知られている。シャッター２５０に温度センサ２５５を備え、０点補正時に温度センサ２５５が検出している値を用いて、シャッターの２５０の温度と、遠赤外線カメラモジュール２１０であるボロメータの抵抗出力を補正することで測定対象物４００の温度の絶対値をより正確に取得できる。すなわち、制御装置２３０は、第２の補正テーブルを用いることにより、測定対象物４００の温度の絶対値をより正確に取得できる。
【００５５】
また、一般的なマイクロボロメータを使った遠赤外カメラではレンズ近傍に温度補正用のシャッターを備えることができる。そのため、比較的小さいシャッターを用いることができる。比較的小さいシャッターでは、シャッター内の温度勾配が小さく、シャッター中央付近の1点を測定することにより視野内全域を均等に補正できる。しかしながら、本実施の形態１にかかる遠赤外線可視化システム１００においては、シャッター２５０を可動式ハーフミラー２１５の外に配置している。そのため、シャッターが比較的大きくなり、シャッター２５０内の温度勾配が大きくなる。従って、本実施の形態１にかかる遠赤外線可視化システム１００においては、シャッター２５０は、温度勾配補正のために複数の温度センサを備えている。これにより、比較的大きなシャッター２５０を用いた場合であっても、より正確な温度分布を取得できる。マイクロボロメータより取得した抵抗値の２次元データとシャッター２５０の該当箇所の温度実測値と比較することにより、遠赤外線カメラモジュール２１０の受光素子の各画素について、マイクロボロメータ抵抗出力値と実温度の正確な相関を得ることができる。その結果、相関に基づいた測定対象物４００の正確な温度分布を取得できる。
【００５６】
＜３−４．温度データ収集処理と可視光描画処理の詳細＞
次に図２におけるステップＳ１４０の温度データ収集と可視光描画処理の詳細について、図６を用いて説明する。図６は、実施の形態１の遠赤外線可視化システム１００の描画処理を示すフローチャートである。
【００５７】
まず、制御装置２３０は、遠赤外カメラモジュール２１０の視野内の遠赤外線の露光量分布を取り込む（Ｓ４１０）。この処理において取り込んだ遠赤外線の露光量分布は、熱源としての遠赤外カメラモジュール２１０から放出された遠赤外線６１０を含んだ露光量分布となっている。
【００５８】
次に、制御装置２３０は、ステップＳ４１０で取り込んだ遠赤外線露光分布データを、温度分布データへと変換する（Ｓ４２０）。より具体的には、まず、制御装置２３０は、ステップＳ４１０で取り込んだ遠赤外線露光分布データが示す値から、ステップＳ３６０の処理でメモリ２４０内に保存した第１の補正テーブルが示す値を差し引くことで測定対象４００から放出された遠赤外線３４０の遠赤外線露光量分布データに変換する。そして、制御装置２３０は、この変換データから温度分布データへと変換する。制御装置２３０は、この温度分布データへの変換過程において、第２の補正データを参照することにより、シャッター２５０の温度分布の影響を除去した、より正確な測定対象物４００の温度分布データを得ることができる。ここで、遠赤外線の露光量から温度分布へと変換するための変換式は、遠赤外カメラモジュール２１０に内蔵する遠赤外線撮像素子の種類によって異なるが、ここではボロメータを例にとって説明する。図７は、ボロメータから出力されたボロメータの抵抗を示す値と測定対象物４００の温度との相関を示したグラフである。ボロメータの温度が２５℃のときのボロメータ出力値と測定対象物４００の温度との関係を実線で示している。また、ボロメータの温度が３０℃のときのボロメータ出力値と、測定対象物４００の温度との関係を点線で示している。ボロメータが２５℃或いは３０℃であっても、ボロメータ出力値と測定対象物４００の温度とは線形な関係にある。このため、ボロメータの温度を把握しておくことでボロメータの抵抗を示す出力値から測定対象物４００の温度を算出できる。なお、ボロメータごとにボロメータ出力値と実測温度との関係には個体差があるため、遠赤外線カメラを構成する全てのボロメータについて別個の温度変換用のテーブルを用意することが望ましい。
【００５９】
続いて、制御装置２３０は、ステップＳ１４５またはステップＳ２３０で設定した描画対象温度閾値をメモリ２４０から読み取る（Ｓ４３０）。
【００６０】
続いて、制御装置２３０は、ステップＳ４２０で取得した測定対象４００の温度分布データと、ステップＳ４３０で読み取った描画対象温度閾値とを比較する（Ｓ４４０）。より具体的には、制御装置２３０は、取得した温度分布データが示す温度のうち、描画対象温度閾値以上の領域があるか否かを判断する。ここで領域とは、描画対象温度閾値以上の温度をもち、かつ、隣接するピクセルを連結したピクセル郡のことである。制御装置２３０は、測定対象４００内に描画対象温度閾値以上の温度を示す領域があれば（Ｓ４４０におけるＹｅｓ）ステップＳ４６０に移り、測定対象４００内に描画対象温度閾値以上の温度を示す領域がなければ（Ｓ４４０におけるＮｏ）Ｓ４５０に移る。
【００６１】
測定対象４００内に描画対象温度閾値以上の温度を示す領域がない場合、制御装置２３０は、遠赤外線カメラモジュール２１０の視野内に描画対象温度閾値以上の温度を持った領域がないこと示す画像を呼び出す（Ｓ４５０）。呼び出す画像は×マークなど、描画対象温度閾値以上の温度を持った領域がないことを容易に判別可能な画像が適する。そして、制御装置２３０はステップＳ４８０に移る。
【００６２】
測定対象４００内に描画対象温度閾値以上の温度を示す領域がある場合、制御装置２３０は、測定対象４００内に描画対象温度閾値以上の温度を示す領域が複数存在しているか否かを判断する（Ｓ４６０）。描画対象温度閾値以上の温度を示す領域が複数存在すると判断した場合（Ｓ４６０におけるＹｅｓ）、ステップＳ４７０へ分岐し、一つしか領域がない場合(Ｓ４６０におけるＮｏ)はＳ４８０に分岐する。
【００６３】
描画対象温度閾値以上の温度を示す領域が複数存在すると判断した場合、制御装置２３０は、複数ある領域のうち、最大のピクセル数で構成される領域を描画対象として選択する（Ｓ４７０）。
【００６４】
続いて、制御装置２３０は。ステップＳ４６０、Ｓ４７０のいずれかより抽出された領域の輪郭を抽出する（Ｓ４８０）。ステップＳ４５０から分岐してきた場合は、予め設定された図面の輪郭を抽出する。そして、制御装置２３０は、ステップＳ４８０で抽出した輪郭部分に対応するピクセルのデータをバッファに書き込む（Ｓ４９０）。
【００６５】
制御装置２３０は、ステップＳ４１０からＳ４９０の温度データ取得処理と並行して、ステップＳ５１０からＳ５３０の可視光描画処理を行っている。例えば、制御装置２３０は、Ｎ（Ｎは正数）回目のステップＳ４１０からＳ４９０の温度データ取得処理を行うのと並行して、Ｎ−１回目のステップＳ５１０からＳ５３０の可視光描画処理を行う。このとき、Ｓ５１０でのバッファからのデータ読み込みと、Ｓ４９０のバッファからのデータ書き込みが同時に行われないようなタイミング制御が制御装置２３０に求められる。
【００６６】
可視光描画処理において、制御装置２３０は、Ｎ−１回目のＳ４９０でバッファに書き込んだ輪郭のピクセルデータを読み出す（Ｓ５１０）。
【００６７】
続いて、制御装置２３０は、ステップＳ５１０で読み出した輪郭のピクセルデータを、測定対象４００に描画するのに適したデータの形式（ベクターデータ）に変換する（Ｓ５２０）。この処理で、制御装置２３０は、輪郭のピクセルデータを、可動式ハーフミラー２１５と可動式可視光ミラー２２１の鏡面の傾斜角度を変更するタイミングのデータに変換する。そして、制御装置２３０は、ステップＳ５２０で作成したベクターデータに基づいて、可動式ハーフミラー２１５の鏡面の傾斜角度と、可動式可視光ミラー２２１の鏡面の傾斜角度を駆動する（Ｓ５３０）。
【００６８】
これにより、遠赤外カメラモジュール２１０による検出結果を、可動式ハーフミラー２１５が光を反射させる角度の変化に関する補正データに基づいて適切に補正し、測定対象４００の温度分布をより正確に可視化することができる。
【００６９】
＜４．まとめ＞
本開示の遠赤外可視化システム１００（投影装置の一例）は、遠赤外光（第１の分光特性を有する光の一例）を透過する一方、可視光（第２の分光特性を有する光の一例）を反射し、反射の角度を変化させられる可動式ハーフミラー２１５（第１ミラーの一例）と、可動式ハーフミラー２１５を透過して入射する遠赤外光を検出する遠赤外カメラモジュール２１０（検出部の一例）と、可動式ハーフミラー２１５を介して可視光を投影する可視光レーザー光源２２０（投影部の一例）と、遠赤外カメラモジュール２１０による検出結果を、可動式ハーフミラー２１５が光を反射させる角度の変化に関する補正データに基づいて補正し、補正した結果に基づいて特定した投影対象に対して可視光レーザー光源２２０が投影を行うよう、可動式ハーフミラー２１５の反射の角度を変化させる制御装置２３０（制御部の一例）と、を備える。
【００７０】
これにより、遠赤外カメラモジュール２１０による検出結果を、可動式ハーフミラー２１５が光を反射させる角度の変化に関する補正データに基づいて適切に補正することができる。その結果、投影対象に対して可視光レーザー光源２２０が投影を行うよう反射の角度を変化させるミラーに、遠赤外光を透過する一方で可視光を反射するハーフミラーを兼ねさせることができる。小型化することができ、使用者にとって、より使いやすい遠赤外可視化システム１００を提供できる。
【００７１】
好ましくは、遠赤外可視化システム１００は、可視光を反射し、反射の角度を変化させられる可動式可視光ミラー２２１（第２ミラーの一例）を更に備える。そして、可視光レーザー２２０は、可視光を可動式可視光ミラー２２１及び可動式ハーフミラー２１５上で反射させることにより投影対象に対して投影する。これにより、投影対象に対する投影をより細かく制御することができる。
【００７２】
好ましくは、制御装置２３０は、（ｉ）遠赤外光が可動式ハーフミラー２１５を透過して入射するのを遮断した状態において、可動式ハーフミラー２１５の反射の角度を変化させつつ、遠赤外カメラモジュール２１０による検出を行い、（ｉｉ）可動式ハーフミラー２１５の反射の角度の変化に対する遠赤外カメラモジュール２１０の検出結果の変化に基づいて補正データを生成し、（ｉｉｉ）生成された補正データに基づいて、遠赤外光が可動式ハーフミラー２１５を透過して入射したときの遠赤外カメラモジュール２１０の検出結果を補正する。これにより、可動式ハーフミラー２１５の反射の角度を変化させたときの、遠赤外可視化システム１００の内部で発生する遠赤外光による影響を低減させることができる。
【００７３】
好ましくは、遠赤外可視化システム１００は、遠赤外カメラモジュール２１０の温度を測定する温度センサ２１１（温度測定部の一例）を更に備える。そして、制御装置２３０は、温度センサ２１１が測定した温度に応じて、補正データを更新する。これにより、遠赤外カメラモジュール２１０の温度に応じて、補正データを更新することができる。
【００７４】
（その他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【００７５】
上記実施の形態１では、制御装置２３０とメモリ２４０とが、撮像照射装置２００の外部に配置されている遠赤外可視化システム１００を構成したが、本開示はこれに限定されない。すなわち、撮像照射装置２００の内部に、制御装置２３０とメモリ２４０とを配置して遠赤外可視化システム１００を構成するようにしてもよい。この場合も、動作については上記実施の形態１にかかる遠赤外線可視化システム１００と同様であるため、詳細説明を省略する。
【００７６】
上記の実施の形態１では、遠赤外線可視化システム１００は、作業現場に配置されて使用されるとしたが、本開示はこれに限定されない。実施の形態１にかかる遠赤外線可視化システム１００は、可動式ハーフミラー２１５の採用により小型化ができるため、作業員が手持ちで使用してもよい。
【００７７】
上記の実施の形態１では、現場作業員が測定対象から熱源を特定するために遠赤外可視化システム１００を使用する用途を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、医療現場において、励起光の照射に応答して赤外蛍光を発光する光感受性物質が蓄積された患部を特定するために本開示のシステムを活用してもよい。その場合、光の波長は遠赤外光に限定されず、用途に応じた波長の光を用いることができる。
【００７８】
また、例えば、空港や港などでの入国審査に、本開示のシステムを活用してもよい。入国審査に活用する場合、顔などの露出している部位の温度を測定することになるが、可視光を眼に近い顔に直接照射するのは安全性の観点から好ましくない。この場合、可視光の照射予定の部位を画像認識などで検出し、顔以外の部位、例えば、胸や腕など安全性の観点から問題のない部位に光を照射してもよい。このような方法は、人体に対する場合に限らず、発熱部位に光を照射することで更なる発熱を促したり、他の危険が生じるなどの場合においても同様の方法をとっても良い。
【００７９】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【００８０】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００８１】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本開示における投影装置は、医療用途や、工事現場や採掘現場、建築現場、材料を加工する工場など、目視では状態変化を確認できないような対象物に対して作業を行う際に適用可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１００  遠赤外線可視化システム
２００  撮像照射装置
２１０  遠赤外カメラモジュール
２１１  温度センサ
２１４  ハーフミラー
２１５  可動式ハーフミラー
２２０  可視光レーザー光源
２２１  可動式可視光ミラー
２２２  可動式可視光ミラー
２３０  制御装置
２４０  メモリ
２５０  シャッター
２５５  温度センサ
３２０  可視光レーザー
３４０  遠赤外線
４００  測定対象
【図１】
2016100612.tif 000003
【図２】
2016100612.tif 000004
【図３】
2016100612.tif 000005
【図４】
2016100612.tif 000006
【図５】
2016100612.tif 000007
【図６】
2016100612.tif 000008
【図７】
2016100612.tif 000009
【図８】
2016100612.tif 000010