可視画像および不可視画像を投影するための方法、システムおよび装置
【課題】可視画像および不可視画像を投影するための方法、装置およびシステムを提供する。
【解決手段】可視光源および不可視光源と、可視光および不可視光を受信且つ変調して、可視画像および該可視画像とは別個独立に形成される不可視画像を各々形成することができる少なくとも１つの光変調器と、可視画像および不可視画像を受信し、位置合わせをして同時に投影することができる投影光学系とを備える。さらに、投影用のビデオデータは、データストリーム内の可視ビットの一部分を不可視ビットの少なくとも一部分と置換して形成されており、ビデオデータを処理した際に可視画像および不可視画像を同時に投影できるようになっている。
【解決手段】可視光源および不可視光源と、可視光および不可視光を受信且つ変調して、可視画像および該可視画像とは別個独立に形成される不可視画像を各々形成することができる少なくとも１つの光変調器と、可視画像および不可視画像を受信し、位置合わせをして同時に投影することができる投影光学系とを備える。さらに、投影用のビデオデータは、データストリーム内の可視ビットの一部分を不可視ビットの少なくとも一部分と置換して形成されており、ビデオデータを処理した際に可視画像および不可視画像を同時に投影できるようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、一般的には、デジタルプロジェクタに関し、具体的には、可視画像および不可視画像を投影するための方法、システムおよび装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年は、模擬および視覚化環境において、デジタル投影システムが一般的になってきている。こうした投影システムは、人間にとって可視である光の投影に最適化されたシステムから派生している場合が多い。しかしながら、暗視（ＮＶＩＳ）用途等、用途によっては、不可視スペクトル画像の投影が望まれている。不可視画像は、一般的に特別な機材を使えば視認可能である。不可視画像の例としては、赤外（ＩＲ）光を使いて投影する画像があり、したがって、これらの場合には、ＮＶＩＳゴーグルおよび／または赤外画像検出器を使用して、模擬／視覚化環境において不可視画像を視認することができる。
【０００３】
可視画像と赤外画像の投影に２つの別個のプロジェクタを使用した赤外画像投影システムがあるが、画像の位置合わせの問題を伴う。別の手法として、単一のプロジェクタにおいて光変調器と投影レンズとの間に可動フィルタを配置し、投影した可視画像をフィルタ処理することによって、可視画像から赤外画像を得るシステムがある。これらのシステムにおいては、可視画像の赤色成分等、所与の可視色の強度に比例した赤外画像となる。しかしながら、この手法は、すべての赤外反射体／放射体が赤色光を反射および／または放射する性質を有するわけではない（黒色の表面など）という欠陥がある。したがって、模擬／視覚化環境において、非赤色の赤外反射体／放射体が模擬される領域において、赤外画像が適切に模擬されないか、あるいは可視画像の赤色成分が強すぎることになる。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書の第１の態様は、可視画像および不可視画像を投影するためのシステムを提供する。このシステムは、可視光を発することができる可視光源を備える。このシステムは、不可視光を発することができる不可視光源をさらに備える。このシステムは、可視光および不可視光を受信および変調して、可視画像および該可視画像とは別個独立に形成される不可視画像を各々形成することができる少なくとも１つの光変調器をさらに備える。このシステムは、位置合わせされた前記可視画像および不可視画像を受信し且つ同時に投影することができる投影光学系をさらに備える。
【０００５】
このシステムは、不可視画像を可視画像とは別個独立に形成すべく不可視光を変調する前記少なくとも１つの光変調器を制御することが可能な処理ユニットをさらに備えることができる。
【０００６】
このシステムは、複数の光変調器をさらに備えることができ、該複数の光変調器の各々が、可視光の各成分を受信および変調して、可視画像の各成分を形成することができる。このシステムは、前記可視光源を含む複数の可視光源を、前記複数の光変調器との一対一の関係でさらに備えることができ、該複数の可視光源の各々が、可視光の各成分を発することができる。このシステムは、前記可視光源および前記不可視光源を含む広帯域光源と、該広帯域光源からの光を、前記不可視光と前記可視光の前記各成分とに分割することができるスペクトル分割器とをさらに備えることができる。前記スペクトル分割器は、少なくとも１つのプリズムと少なくとも１つの二色性フィルタとのうちの少なくとも一方を備えることができる。
【０００７】
前記少なくとも１つの光変調器は、前記可視光を受信および変調して前記可視画像を形成することができる少なくとも１つの可視光変調器と、前記不可視光を受信および変調して、前記可視画像とは別個独立に前記不可視画像を形成することができる不可視光変調器とを備えることができる。このシステムは、前記可視光源および前記不可視光源を含む広帯域光源と、前記可視画像とは別個独立に前記不可視画像を形成するために、前記広帯域光源からの光を、前記不可視光と前記可視光の複数の成分とに、前記不可視光の変調に協調した順序で分割することができる光フィルタとをさらに備えることができる。前記光フィルタは、各々が前記可視光の各成分のうちの１つを通すとともに前記不可視光の透過を実質的に遮断することができる複数の可視光フィルタと、前記不可視光を通すとともに前記可視光を実質的に遮断することができる不可視光フィルタとを備えることができる。前記光フィルタは、カラーホイールを備えることができる。
【０００８】
このシステムは、前記可視光源を含む複数の可視光源をさらに備えることができ、該複数の可視光源の各々が、前記可視光の各成分を発することができる。前記複数の可視光源および前記不可視光源は、前記可視光の各成分および前記不可視光を、前記不可視画像を前記可視画像とは別個独立に形成するための前記不可視光の変調に協調した順序で発することができる。さらに、前記少なくとも１つの可視光変調器は、赤色、緑色および青色の各光源から光を受信し、該可視光を変調して可視画像を形成することができる。
【０００９】
前記少なくとも１つの可視光源は、赤色、緑色および青色の光源のうちの少なくとも１つを備えることができ、前記不可視光源は、赤外光源および紫外光源のうちの少なくとも一方を備えることができる。
【００１０】
本明細書の第２の態様は、可視画像および不可視画像を投影することができるプロジェクタへと光を供給するための光源アセンブリを提供する。プロジェクタは、可視光および不可視光を受信および変調して、可視画像および該可視画像とは別個独立に形成される不可視画像を各々形成することができる少なくとも１つの光変調器と、前記可視画像および不可視画像を受信し、位置合わせさせて同時に投影することができる投影光学系とを備える。この光源アセンブリは、可視光を発することができる可視光源を備える。この光源アセンブリは、不可視光を発することができる不可視光源をさらに備える。この光源アセンブリは、可視光と不可視光とをプロジェクタに伝送することができる光インターフェイスをさらに備える。この光源アセンブリは、協調信号を受信することができる通信インターフェイスをさらに備える。この光源アセンブリは、前記インターフェイスへと接続され、前記協調信号を処理して、応答時に、前記プロジェクタにおいて前記不可視画像が前記可視画像とは別個独立に形成されるように前記可視光および不可視光の前記プロジェクタへの伝送を前記可視光および不可視光の前記変調に協調させることができる処理ユニットをさらに備える。
【００１１】
本明細書の第３の態様は、可視画像および不可視画像を投影することができるプロジェクタのために不可視データと可視データとを組み合わせるための方法を提供する。この方法は、プロジェクタが可視光スペクトルで投影すべき前記可視画像を表わす可視ビットを受信するステップを含む。さらにこの方法は、プロジェクタが不可視光スペクトルで投影すべき前記不可視画像を表わす不可視ビットを受信するステップを含む。さらにこの方法は、ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換し、前記ビデオデータを処理する際に前記可視画像と前記不可視画像とをプロジェクタが同時に投影できるようにするステップを含む。
【００１２】
前記可視ビットは、赤色、緑色および青色ビットを含むことができ、前記ビデオデータはフレームを含むことができる。各フレームは、前記赤色、緑色および青色ビットを含むことができる。前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップは、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップを含むことができる。前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップは、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つの一部分を前記不可視ビットの一部分と置換するステップを含むことができる。前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップは、前記ビデオデータの一連のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを、最上位不可視ビットと最下位不可視ビットとに交互に置換するステップを含むことができる。前記ビデオデータの一連のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを最上位不可視ビットと最下位不可視ビットとに置換するステップは、前記ビデオデータの前記一連のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つの一部分を前記最上位不可視ビットと前記最下位不可視ビットとに置換するステップを含むことができる。前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップは、前記ビデオデータの１つおきのフレームの青色ビットを前記不可視ビットと置換するステップを含むことができる。
【００１３】
前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップは、前記ビデオデータの一連のフレームにおいて、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第１の１つを前記不可視ビットと置換することと、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第２の１つを前記不可視ビットと置換することを交互で行うステップを含むことができる。この方法は、前記ビデオデータのさらなる続きのフレームにおいて、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第３の１つを前記不可視ビットと置換するステップをさらに含むことができる。
【００１４】
前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップは、前記ビデオデータの一連の交互のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットを前記不可視ビットの前記少なくとも一部分と置換するステップを含むことができる。前記ビデオデータの一連の交互のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットを前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップは、前記ビデオデータの前記一連のフレームにおいて、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第１の１つを前記不可視ビットの第１の部分と置換し、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第２の１つを前記不可視ビットの第２の部分と置換するステップを含むことができ、前記第１の部分は前記第２の部分よりも下位である。この方法は、前記ビデオデータの前記一連のフレームにおいて、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第３の１つを前記不可視ビットの前記第２の部分または第３の部分のうちの一方と置換するステップをさらに含むことができ、前記第２の部分は前記第３の部分よりも下位である。
【００１５】
前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップは、各フレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットのうちの２つを前記不可視ビットと置換して、残りの可視ビットがモノクロ画像を含むようにすることができる。前記赤色、緑色および青色ビットのうちの２つを前記不可視ビットと置換するステップは、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第１の１つを最上位不可視ビットで置換し、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第２の１つを最下位不可視ビットと置換するステップを含むことができる。前記残りの可視ビットは、赤色、緑色および青色データの組み合わせが所定のアルゴリズムに従ってモノクロに変換されたデータ、ならびに初めからモノクロで生成されたデータの少なくとも一方を含むことができる。
【００１６】
本明細書の第４の態様は、可視画像と不可視画像を投影することができるプロジェクタのために不可視データと可視データとを組み合わせるための画像生成器を提供する。この画像生成器は、プロジェクタへとビデオデータを伝送することができるインターフェイスを備える。この画像生成器は、処理ユニットをさらに備える。処理ユニットは、プロジェクタが可視光スペクトルで投影すべき前記可視画像を表わす可視ビットを受信することができる。さらに処理ユニットは、プロジェクタが不可視光スペクトルで投影すべき前記不可視画像を表わす不可視ビットを受信することができる。さらに処理ユニットは、前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換して、前記ビデオデータを処理する際に前記可視画像と前記不可視画像とをプロジェクタが同時に投影できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
以下の図面を参照して、いくつかの実施形態を説明する。
【００１８】
【図１】図１は、可視画像および不可視画像を投影するための、非限定的実施形態に係るシステムを示す。
【００１９】
【図２】図２は、可視光と不可視光とをプロジェクタへと供給するための、非限定的実施形態に係る光源アセンブリを示す。
【００２０】
【図３】図３は、可視光と不可視光とをプロジェクタへと供給するための、非限定的実施形態に係る光源アセンブリを示す。
【００２１】
【図４】図４は、可視画像および不可視画像の投影をもたらすための、非限定的実施形態に係るプロジェクタ・ヘッド・アセンブリを示す。
【００２２】
【図５】図５は、可視画像および不可視画像の投影をもたらすための、非限定的実施形態に係るプロジェクタ・ヘッド・アセンブリを示す。
【００２３】
【図６】図６は、可視画像および不可視画像を投影することができるプロジェクタのために不可視データおよび可視データを組み合わせるための、非限定的実施形態に係る方法を示す。
【００２４】
【図７】図７は、画像生成器からプロジェクタへと伝送される、従来技術に係るビデオデータの詳細を示す。
【００２５】
【図８】図８は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【図９】図９は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【図１０】図１０は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【図１１】図１１は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【図１２】図１２は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【図１３】図１３は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【図１４】図１４は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【図１５】図１５は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【図１６】図１６は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、非限定的実施形態に従って可視画像１１３および不可視画像１１４を投影するためのシステム１００を示し、システム１００は、プロジェクタ１０１、光源アセンブリ１０５および画像生成器１１０を備える。光源アセンブリ１０５は、可視光（すなわち、約３８０〜７５０ｎｍの可視光スペクトルまたは可視光スペクトルの部分集合にある光）を発するための可視光源１０６と、不可視光（すなわち、赤外光および／または紫外光等、可視光スペクトル外の光）を発するための不可視光源１０７とを備える。いくつかの実施形態において、後述するが、可視光源１０６および不可視光源１０７を、単一の広帯域光源１０９へと組み合わせることができる。いくつかの実施形態において、システム１００は、単一の可視光源１０６を備えること（たとえば、モノクロのシステム）ができる一方で、他の実施形態において、システム１００は、各々が可視光の各成分を放射する複数の可視光源を備えることができる（たとえば、図３参照）。
【００２７】
いくつかの実施形態において、光源アセンブリ１０５は、任意の所与の時点において光の可視または不可視成分のみがプロジェクタ１０１へと運ばれるように、広帯域光源１０９ならびに／あるいは可視光源１０６および不可視光源１０７からの光をフィルタ処理するためのフィルタ１１９を備えることができる。
【００２８】
いくつかの実施形態において、詳しくは後述するが、可視光源１０６は、たとえば赤色、緑色および青色の光源等（ＬＥＤ等）複数の可視光源を備える。他の実施形態において、不可視光源１０７は、赤外（ＩＲ）光源および紫外（ＵＶ）光源の少なくとも一方を備えることができるが、これに限られない。いずれにせよ、不可視光源は、不可視画像１１４の視認に使用する暗視ゴーグルおよび／または赤外画像検出器等の不可視画像視認装置に、適合したものとなっている。
【００２９】
光源アセンブリ１０５は、処理ユニット１０８、電源（図示せず）およびインターフェイス１１１をさらに備えることができる。インターフェイス１１１は、可視光と不可視光とを各々可視光源１０６および不可視光源１０７からプロジェクタ１０１へと送るための光インターフェイス１１１を備える。図１の矢印１５１は、光源アセンブリ１０５からプロジェクタ１０１への光の伝送を示している。インターフェイス１１１は、光結合器を備えることができる。いくつかの実施形態において、光源アセンブリ１０５は、たとえばプロジェクタ１０１および／または画像生成器１１０（図示のとおり）から協調信号１１２を受信するための通信インターフェイス１２９をさらに備えることができる。これらの実施形態において、処理ユニット１０８は、通信インターフェイス１２９に接続されて、協調信号１１２の処理を実行できるようになっており、応答時には、可視光と不可視光のプロジェクタ１０１への伝送を協調させて、プロジェクタ１０１が後述のとおり不可視光の変調および可視光の変調を別個独立に行って不可視画像１１４および可視画像１１３を形成できるようにしている。
【００３０】
プロジェクタ１０１は、可視光を受信および変調して可視画像１１３を形成することができる少なくとも１つの光変調器１１５を備える。これらの実施形態において、この少なくとも１つの光変調器１１５は、さらに、可視画像１１３とは別個独立に不可視画像１１４を形成すべく、不可視光を受信して変調することができる。しかしながら、別の実施形態においては、プロジェクタ１０１が、不可視画像１１４を形成するための少なくとも１つの不可視光変調器（たとえば、後述の図４および５のようなもの）を備えることができる。いずれにせよ、プロジェクタ１０１は、可視画像１１３を形成すべく、可視光を受信して変調する光変調器と、不可視画像１１４を可視画像１１３とは別個独立に形成すべく、不可視光を受信して変調する不可視光変調器（必要に応じ、同じ光変調器であっても、あるいは別の光変調器であってもよい）とを備える。
【００３１】
光変調器１１５は任意の適切な光変調器とすればよく、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）、ＬＣＤ（液晶表示装置）およびＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）等のデバイスがあるがこれらに限定されない。
【００３２】
プロジェクタ１０１は、可視画像１１３および不可視画像１１４を受信して同時に投影することができる投影光学系１１６をさらに備える。図１は、可視画像１１３および不可視画像１１４を、異なる方向に投影されるものとして図示するが、図示されているが、分かり易くするための便宜に過ぎないことは言うまでもない。さらに、可視画像１１３および不可視画像１１４の各々が、同じ画像面１７０へと投影され、各々同じ投影光学系１１６を使用して伝送されるがゆえにほぼ位置合わせされていることも言うまでもない。したがって、不可視画像視認装置（たとえば、ＮＶＩＳゴーグル）を用いても用いなくても、画像面１７０での表示では、不可視画像１１４および可視画像１１３が各々位置合わせされている。
【００３３】
プロジェクタ１０１は、不可視光を変調して不可視画像１１４を可視画像１１３とは別個独立に形成する際に光変調器１１５を制御するための処理ユニット１１７をさらに備える。プロジェクタ１０１は、画像生成器１１０からビデオデータ１２７を受信するためのインターフェイス１１８をさらに備える。プロジェクタ１０１は、光集積回路（ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｐｔｉｃｓ）、メモリ、センサ、光ダンプ／ヒートシンク、電源および／または他の任意の適切な構成要素をさらに備えることができる。
【００３４】
画像生成器１１０は、処理ユニット１３０および通信インターフェイス１３２を備えており、いくつかの実施形態においてメモリ１３４を備える。処理ユニット１３０は、プロジェクタ１０１が投影する可視画像１１３を表わす可視ビット１３５を受信することができる。可視ビット１３５は、所望により、カラーまたはモノクロの画像に相当することができる。さらに、画像生成器１１０は、プロジェクタ１０１が投影する不可視画像１１４に相当する不可視ビット１３６を受信することができる。またさらに、処理ユニット１３０は、ビデオデータストリーム１２７を処理する際に可視画像１１３と不可視画像１１４とをプロジェクタ１０１が同時に投影できるように、ビデオデータ１２７内の可視ビット１３５の一部分を不可視ビット１３６の少なくとも一部分と置換することができる。
【００３５】
可視ビット１３５の一部分を不可視ビット１３６の少なくとも一部分と置換する様々な実施形態は、図８〜図１６を参照して後述する。
【００３６】
いくつかの実施形態において、画像生成器１１０は、プロジェクタ１０１との通信のため（具体的には、リンク１３１を介してプロジェクタ１０１へとビデオデータ１２７を伝達するため）のインターフェイス１３２をさらに備えることができる。いくつかの実施形態において、インターフェイス１３２は、データベースおよび／または外部のビデオソース（図示しないが、模擬／視覚化設備等）等、別の装置から可視ビット１３５と不可視ビット１３６を受信して処理ユニット１３０へと伝達できるようになっており、処理ユニット１３０が可視ビット１３５および不可視ビット１３６を受信する。
【００３７】
さらなる実施形態において、メモリ１３４に可視ビット１３５および不可視ビット１３６を保存し、これを処理ユニット１３０が取り出して受信することができる。
【００３８】
リンク１３１は、ビデオデータ１２７をプロジェクタ１０１へと伝達するために適した任意の適切な有線リンクまたは無線リンクであってもよい。さらに、リンク１３１は、所望により、有線または無線の通信ネットワーク（図示せず）を備えることができ、画像生成器１１０およびプロジェクタ１０１をリモートまたはローカルに置くことができる。インターフェイス１３２は、ビデオデータ１２７を所望により有線方式または無線方式で伝達できるよう、リンク１３１とおよそコンプリメンタルである。
【００３９】
さらなる実施形態において、画像生成器１１０および光源アセンブリ１０５はリンク１３３を介して通信しており、協調信号１１２が光源アセンブリ１０５へと伝達される。さらに、処理ユニット１３０は、協調信号１１２を生成し、インターフェイス１３２およびリンク１３３を介して協調信号１１２を送信することができる。さらに、インターフェイス１３２は、協調信号１１２を光源アセンブリ１０５へと伝達することができる。
【００４０】
リンク１３３は、協調信号１１２を光源アセンブリ１０５へと伝達するために適した任意の適切な有線リンクまたは無線リンクであってもよい。さらに、リンク１３３は、所望により、有線または無線の通信ネットワーク（図示せず）を備えることができ、画像生成器１１０および光源アセンブリ１０５をリモートまたはローカルに置くことができる。インターフェイス１３２は、協調信号１１２を所望により有線方式または無線方式で伝達できるよう、リンク１３３とおよそコンプリメンタリである。
【００４１】
さらなる実施形態において、プロジェクタ１０１および光源アセンブリ１０５はリンク１６１を介して通信しており、協調信号１６２が光源アセンブリ１０５からプロジェクタ１０１へと伝達される。さらに、処理ユニット１０８は、協調信号１６２を生成し、インターフェイス１２９およびリンク１６１を介して協調信号１６２を送信することができる。さらに、インターフェイス１２９は、協調信号１６２をプロジェクタ１０１へと伝達することができる。リンク１６１は、リンク１３１および／またはリンク１３３と同様であってもよい。
【００４２】
他の実施形態において、協調信号１６２は、リンク１３３および１３１を介して（すなわち、画像生成器１１０を介して）プロジェクタ１０１へと伝達可能である。
【００４３】
さらなる実施形態において、リンク１６１を介して協調信号１１２を光源アセンブリ１０５へと伝達することができる。
【００４４】
いずれにせよ、プロジェクタ１０１、光源アセンブリ１０５、および画像生成器１１０の各々が、所望により、適切な協調信号を互いに伝達できるようになっている。
【００４５】
いくつかの実施形態において、プロジェクタ１０１、光源アセンブリ１０５および画像生成器１１０を、単一の投影装置１９９に組み合わせることができる。これらの実施形態において、プロジェクタ１０１、光源アセンブリ１０５および画像生成器１１０の各々がリソースを共有することができる。たとえば、いくつかの実施形態において、投影装置１９９が、プロジェクタ１０１、光源アセンブリ１０５および画像生成器１１０の各々によって共有される１つ以上の処理ユニット、１つ以上のメモリ等を備えることができる。さらに、投影装置１９９は、インターフェイス１１８、１２９および１３２ではなく、信号１１２およびビデオデータ１２７を伝達するためのコンピュータバス、ならびに可視光と不可視光とを光変調器１１５へと伝達するための光学部品を備えることができる。
【００４６】
さらに、プロジェクタ１０１、光源アセンブリ１０５および画像生成器１１０の任意の組み合わせを単一の装置へと統合することができ、またシステム１００の残りの構成要素と通信できるようになっていることは言うまでもない。
【００４７】
いずれにせよ、ビデオデータ１２７（可視ビット１３５および不可視ビット１３６を含む）が画像生成器１１０によって生成され、プロジェクタ１０１へと伝達される。光変調器１１５を制御して、光源アセンブリ１０５から受信された可視光と不可視光とが変調される。光源アセンブリ１０５を制御して、光変調器１１５の制御に協調した順序で可視光と不可視光とが生成および／または送信（たとえば、矢印１５１）されるようになっている。たとえば、可視光が光変調器１１５へと伝達されると、光変調器１１５は可視光を変調すべく制御され、不可視光が光変調器１１５へと伝達されると、光変調器１１５は不可視光を変調すべく制御される。その結果、可視画像１１３および不可視画像１１４は、どちらも投影光学系１１６によって画像面１７０へと投影され、２つのプロジェクタシステムにおける位置合わせの問題は生じない。さらに、そのような制御、変調および投影は、通常はビデオの速度で実行され、可視画像１１３および不可視画像１１４が同時に視認できるようになっている。不可視画像１１４が可視画像１１３とは別個独立に形成されるため、不可視画像１１４は可視画像１１３に依存しない。
【００４８】
図２には、可視光と不可視光とをプロジェクタ１０１へともたらすための、非限定的実施形態に係る光源アセンブリ１０５ａが図示されている。システム１００において、光源アセンブリ１０５を光源アセンブリ１０５ａ置き換え可能であることは言うまでもない。
【００４９】
光源アセンブリ１０５ａは、インターフェイス１１１と同様の光インターフェイス１１１ａ、インターフェイス１２９と同様の通信インターフェイス１２９ａ、および処理ユニット１０８と同様の処理ユニット１０８ａを備える。光源アセンブリ１０５ａは、広帯域光源１０９と同様の、可視光と不可視光とを発する広帯域光源１０９ａをさらに備え、その例としては、白熱ランプ、ハロゲンランプ、キセノンアーク灯、メタルハライドランプ、ナトリウム蒸気ランプ等、任意の適切な広帯域光源が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５０】
光源アセンブリ１０５ａは、複数の可視光フィルタ２２２、２２４および２２６を備えるフィルタ２１９をさらに備えており、可視光フィルタ２２２、２２４および２２６の各々は、可視光の各成分のうちの１つを通すことができるが、不可視光の透過は実質的に遮断することができる。フィルタ２１９は、不可視光を通すことができるが可視光は実質的に遮断することができる不可視光フィルタ２２８（たとえば、赤外フィルタや紫外フィルタ）をさらに備える。いくつかの非限定的実施形態において、フィルタ２１９は、緑色フィルタ２２２、青色フィルタ２２４、赤色フィルタ２２６および不可視光フィルタ２２８を備える。いくつかの非限定的実施形態において、フィルタ２２２〜２２８が円を切り分けた配置とされ、フィルタ２１９がカラーホイールとなっている。所望により、少なくとも１つの可視光フィルタおよび少なくとも１つの不可視光フィルタが含まれている限りにおいて、フィルタの数はより多くても少なくてもよく、任意の適切な順序に配置すればよい。さらに、可視光フィルタ２２２〜２２６は、（ＣＭＹＫ色システムのような）シアン、マゼンタおよびイエローを含むがこれに限定されない任意の適切な色のグループをフィルタ処理できるようになっていてもよい。
【００５１】
いずれにせよ、フィルタ２１９は、広帯域光源１０９ａと光インターフェイス１１１ａとの間に位置し、広帯域光源１０９ａからの光を、不可視画像１１４を可視画像１１３とは別個独立に形成するための光変調器１１５における不可視光の変調に協調した順序で、不可視光（たとえば、赤外または紫外）と可視光の複数の成分（すなわち、赤色、緑色および青色）とに分けることができる。すなわち、フィルタ２１９が所与の方向に回転し、広帯域光源１０９ａからの光を順にフィルタ処理する。処理ユニット１０８ａが協調信号１１２を処理できるようになっており、任意の所与の時点において光のどの成分をプロジェクタ１０１へと通すべきかを判断、すなわちフィルタ２１９の回転位置の位置を判断する。あるいは、処理ユニット１０８ａがフィルタ２１９の位置を割り出し、その位置をリンク１６１を介してプロジェクタ１０１へと通信することにより、適切な画像データが光変調器１１５へ送られるように処理ユニット１１７が調整できるようになる。
【００５２】
図３には、非限定的実施形態に係る、光をプロジェクタ１０１へ供給する光源アセンブリ１０５ｂが図示されている。システム１００において、光源アセンブリ１０５を光源アセンブリ１０５ｂに置き換え可能であることは言うまでもない。
【００５３】
光源アセンブリ１０５ｂは、インターフェイス１１１と同様の光インターフェイス１１１ｂ、インターフェイス１２９と同様の通信インターフェイス１２９ｂおよび処理ユニット１０８と同様の処理ユニット１０８ｂを備える。光源アセンブリ１０５ｂは、複数の可視光源２０６ｒ、２０６ｇおよび２０６ｂをさらに備え、これら複数の可視光源２０６ｒ、２０６ｇおよび２０６ｂの各々が可視光の各成分を発することができる。たとえば、可視光源２０６ｒ、２０６ｇおよび２０６ｂの各々が、赤色、緑色および青色の光を発することができるが、色の任意の適切なグループを発することができる。いくつかの非限定的実施形態において、可視光源２０６ｒ、２０６ｇおよび２０６ｂの各々が、ＬＥＤ（発光ダイオード）を備える。光源アセンブリ１０５ｂは、不可視光源１０７と同様の不可視光源１０７ｂをさらに備える。
【００５４】
いずれにせよ、複数の可視光源２０６ｒ、２０６ｇおよび２０６ｂ、ならびに不可視光源１０７ｂは、可視光の各成分および不可視光を、不可視画像を可視画像とは別個独立に形成するための光変調器１１５における不可視光の変調に協調した順序で発することができる。協調信号１１２を、任意の所与の時点において光の各成分のいずれをプロジェクタ１０１へと送信すべきかを判断し、すなわち、任意の所与の時点において可視光源２０６ｒ、２０６ｇおよび２０６ｂ、ならびに不可視光源１０７ｂのいずれをオンおよび／またはオフにすべきかを決定するために処理することができる。したがって、これらの実施形態において、プロジェクタ１０１が、通常は、光源２０６ｒ、２０６ｇ、２０６ｂおよび１０７ｂを制御することができる。
【００５５】
図４には、非限定的実施形態に係るプロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１が図示されている。いくつかの実施形態において、プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、プロジェクタ１０１および光源アセンブリ１０５の機能を組み合わせている。したがって、プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１を、システム１００において、プロジェクタ１０１および光源アセンブリ１０５の代わりにできることは言うまでもない。
【００５６】
プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、総じて画像生成器１１０と通信することができ、たとえばビデオデータ１２７を受信するために通信する。プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、処理ユニット１０８および１１７の組み合わせと同様の処理ユニット４１７と、インターフェイス１１８および１２９の組み合わせと同様のインターフェイス４１８とを備える。プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、画像面４７０に可視画像４１３および不可視画像４１４を投影するために、投影光学系１１６と同様の投影光学系４１６をさらに備える。
【００５７】
プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、広帯域光源１０９ａと同様の広帯域光源４０９と、スペクトル分割器４１０とをさらに備えている。このスペクトル分割器４１０は、広帯域光源４０９からの光を、不可視光（たとえば、赤外光）と可視光の各成分（たとえば、赤色、緑色および青色成分）とに分割する。いくつかの実施形態において、スペクトル分割器４１０が、少なくとも１つのプリズムおよび少なくとも１つの二色性フィルタ（図示せず）のうちの少なくとも一方を備える。
【００５８】
プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、複数の光変調器４１５ｒ、４１５ｇ、４１５ｂをさらに備え、各々の光変調器４１５ｒ、４１５ｇ、４１５ｂは、スペクトル分割器４１０から可視光の各成分を受信して変調し、可視画像４１３の各成分（４１３ｒ、４１３ｇ、４１３ｂ）を形成することができる。プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、少なくとも１つの不可視光変調器４１６をさらに備え、この少なくとも１つの不可視光変調器４１６は、光変調器１１５と同様のものでもよいが、スペクトル分割器から不可視光を受信して変調し、可視画像４１３とは別個独立に不可視画像４１４を形成することができる。たとえば、少なくとも１つの不可視光変調器４１６は、赤外（ＩＲ）光および／または紫外（ＵＶ）光を変調可能である。いくつかの実施形態において、プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１が、不可視光変調器４１６と同様であり得る複数の不可視光変調器を備えることができ、各々の不可視光変調器が、不可視光のうちの異なるスペクトル（および／または同じスペクトル）を変調することができる。これらの実施形態において、スペクトル分割器４１０は、広帯域光を複数の不可視光スペクトルに分割することがさらに可能である。たとえば、プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、赤外光を変調するための第１の不可視光変調器と、紫外光を変調するための第２の不可視光変調器とを少なくとも備えることができる。不可視光（たとえば、赤外光および／または紫外光のうちの異なる範囲）を変調するための不可視光変調器の他の組み合わせも、これらの実施形態の技術的範囲に包含される。
【００５９】
プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、光変調器４１６および各光変調器４１５ｒ、４１５ｇ、４１５ｂからの不可視画像４１４および可視画像４１３の各成分（４１３ｒ、４１３ｇ、４１３ｂ）を組み合わせ、組み合わせた画像を投影光学系４１６へと案内することができる光結合器４２０をさらに備える。投影光学系４１６は、不可視画像４１４および可視画像４１３を画像面４７０上で集束させることができる。たとえば、いくつかの実施形態において、光結合器４２０は、各々結合モードで使用される二色性フィルタおよびビームスプリッタのうちの少なくとも一方を備えることができる。他の適切な光結合器も、本実施形態の技術的範囲に包含される。図１と同様に、図４でも、可視画像４１３および不可視画像４１４を異なる方向に投影されるものとして図示されているが、分かり易くするための便宜に過ぎないことは言うまでもない。さらに、可視画像４１３および不可視画像４１４の各々が同じ画像面４７０へと投影され、ほぼ位置合わせされていることも言うまでもない。したがって、不可視画像視認装置（たとえば、ＮＶＩＳゴーグル）を用いても用いなくても、画像面４７０での表示では、不可視画像４１４および可視画像４１３が各々位置合わせされている。
【００６０】
光変調器４１５ｒ、４１５ｇ、４１５ｂおよび不可視光変調器４１６の各々を制御して、所望により並列でまたは順次動作させることができる。
【００６１】
図５には、非限定的実施形態に係るプロジェクタ・ヘッド・アセンブリ５０１が図示されている。プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ５０１を、システム１００において、プロジェクタ１０１および光源アセンブリ１０５の置き換えられることは言うまでもない。プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ５０１は、プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１に類似しており、その構成部品には、最初の数字が「４」ではなくて「５」である点を除いて同様の符号が付されている。たとえば、インターフェイス５１８はインターフェイス４１８と同様である。
【００６２】
しかしながら、プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ５０１は、少なくとも１つの不可視光源５０７（たとえば、赤外および／または紫外光源）と、複数の可視光源５０６ｒ、５０６ｇおよび５０６ｂとを備える。少なくとも１つの不可視光源５０７および複数の可視光源５０６ｒ、５０６ｇ、５０６ｂは、少なくとも１つの不可視光変調器５１６および複数の光変調器５１５ｒ、５１５ｇ、５１５ｂの各々と一対一の関係にあり、複数の可視光源５０６ｒ、５０６ｇ、５０６ｂは各々可視光の各成分を発することができる。たとえば、非限定的実施形態において、複数の可視光源５０６ｒ、５０６ｇ、５０６ｂは、各々赤色、緑色および青色の光を発することができる。さらに、少なくとも１つの不可視光源５０７および複数の可視光源５０６ｒ、５０６ｇ、５０６ｂは各々、不可視画像５１４および可視画像５１３の各成分（５１３ｒ、５１３ｇ、５１３ｂ）を形成するために、少なくとも１つの不可視光変調器５１６ならびに複数の光変調器５１５ｒ、５１５ｇおよび５１５ｂの各々へと光を発するように配置されている。少なくとも１つの不可視光源５０７ならびに複数の可視光源５０６ｒ、５０６ｇ、５０６ｂは、常に「オン」状態であってもよいし、あるいは、複数の可視光変調器５１５ｒ、５１５ｇおよび５１５ｂによって形成される可視画像５１３とは別個独立に不可視画像５１４を形成すべく不可視光を変調する不可視光変調器５１６に協調した順序で、オン／オフされてもよい。
【００６３】
プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ５０１は、光変調器５１６および５１５ｒ、５１５ｇ、５１５ｂの各々からの不可視画像５１４および可視画像５１３の各成分（５１３ｒ、５１３ｇ、５１３ｂ）を組み合わせ、組み合わせた画像を投影光学系５１６へと案内することができる光結合器４２０と同様の光結合器５２０をさらに備える。投影光学系５１６は、不可視画像５１４および可視画像５１３を画像面５７０へと投影することができる。図１と同様に、図５も、可視画像５１３および不可視画像５１４を、異なる方向に投影されるものとして図示するが、そのような図示が分かり易さのためにおこなわれているに過ぎないことは言うまでもない。さらに、可視画像５１３および不可視画像５１４の各々が、画像面５７０へに投影され、ほぼ位置合わせさていることも言うまでもない。したがって、不可視画像視認装置（たとえば、ＮＶＩＳゴーグル）を用いても用いなくても、画像面５７０の表示では、各々不可視画像５１４および可視画像５１３が位置合わせされている。
【００６４】
光変調器５１５ｒ、５１５ｇ、５１５ｂおよび不可視光変調器５１６の各々を制御して、所望により並列でまたは順次動作させることができる。
【００６５】
図６には、プロジェクタ１０１のための不可視データおよび可視データを結合させるための方法６００が図示されている。方法６００の説明を容易にするために、方法６００の実行には、システム１００、あるいはシステム１００に光源アセンブリ１０５ａ、光源アセンブリ１０５ｂ、プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１、またはプロジェクタ・ヘッド・アセンブリ５０１を組み込んだ任意の変種が使いられるものと仮定する。さらに、方法６００についての以下の説明により、システム１００およびその構成要素がよりよく理解できるようになる。しかしながら、システム１００および／または方法６００が変更可能であり、互いの関連において正確に本明細書に記載されるとおりに機能する必要はなく、そのような変種も本実施形態の範囲に包含されることは言うまでもない。
【００６６】
ステップ６１０において、可視画像１１３を表わす可視ビット１３５が、処理ユニット１３０等で受信される。一般に、可視ビット１３５は、可視光スペクトルで投影すべき画像のビデオストリーム内にあるビットである。いくつかの実施形態において、可視ビット１３５を、システム１００の外部のビデオ装置（模擬／視覚化装置（図示せず）等）から受信することができる。他の実施形態において、可視ビット１３５は、メモリ１３４（および／または外部メモリ（図示せず））内のデータファイルに保存でき、メモリ１３４から取り出して受信することができる。
【００６７】
ステップ６２０において、不可視画像１１４を表わす不可視ビット１３６が、処理ユニット１３０等で受信される。一般に、不可視ビット１３６は、不可視光スペクトルで投影すべき画像のビデオストリーム内にあるビットである。いくつかの実施形態において、不可視ビット１３６をシステム１００の外部のビデオ装置（模擬／視覚化装置（図示せず）等）から受信することができる。他の実施形態において、不可視ビット１３６をメモリ１３４（および／または外部メモリ（図示せず））内のデータファイルに保存でき、メモリ１３４から取り出して受信することができる。
【００６８】
ステップ６３０において、プロジェクタ１０１へと送信されるビデオデータ１２７内の可視ビット１３５の一部分が、不可視ビット１３６の少なくとも一部分と置換され、ビデオデータ１２７を処理する際に可視画像１１３および不可視画像１１４をプロジェクタ１０１が同時に投影できるようになる。ステップ６３０は、処理ユニット１３０等が実行できる。
【００６９】
ステップ６４０において、ビデオデータ１２７は、インターフェイス１３２等を介してプロジェクタ１０１へと送信される。次いで、プロジェクタ１０１がビデオデータ１２７を処理し、可視画像１１３および不可視画像１１４を同時に投影する。また、画像生成器１１０は、光源アセンブリ１０５へと協調信号１１２を送信することができ、上述のとおり、光変調器１１５が光変調器１１５で受信される可視光と不可視光と協調しやすくなる。
【００７０】
ステップ６１０〜６４０は、任意の適切な順序で、さらには／あるいは同時に実行できることは言うまでもない。さらに、ステップ６１０〜６４０を所望により繰り返し、ビデオデータ１２７をビデオデータストリームにてプロジェクタ１０１へと送信することも可能であることは言うまでもない。たとえば、模擬環境において、インターフェイス１３２は、可視ビット１３５および不可視ビット１３６を生成している模擬／視覚化装置（コックピットシミュレータ等）と通信可能である。要するに、可視ビット１３５および不可視ビット１３６の各々が、可視画像１１３および不可視画像１１４を各々表わすビデオデータの２つのストリームを示す。次いで、処理ユニット１３０が、プロジェクタ１０１へと送信されるビデオデータ１２７の可視ビット１３５の一部分を、不可視ビット１３６の少なくとも一部分と置換することにより、ビデオデータの２つのストリームが結合される。
【００７１】
たとえば、図７には、画像生成器１１０からプロジェクタ１０１へと送信されるビデオデータ７２７であって、不可視ビット１３６が存在せず、したがって従来技術によるビデオデータ７２７が示されている。ビデオデータ７２７は、複数のフレーム７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃ、・・・、７１０ｎ（総称的にフレーム７１０と称し、一括して複数のフレーム７１０と称する）を含み、各フレームが複数の画素で構成され、各画素が複数の赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂ（すなわち、可視ビット１３５）で構成される。ビデオデータ７２７は、ビデオデータ７２７を伝達するために必要とされる数のフレーム７１０で構成され、これらのフレーム７１０が１／Ｆ（Ｆはフレーム周波数）のフレーム周期で順に送信されることは言うまでもない。また、各フレーム７１０が一つの可視画像１１３を表しており、プロジェクタ１０１が各フレーム７１０を処理することにより、光変調器１１５を変調させて各可視画像１１３を形成することも言うまでもない。
【００７２】
当業者にとって既知であるが、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々は、最上位ビット（ＭＳｂ）から最下位ビット（ＬＳｂ）までの範囲にわたる複数のビット（各々、Ｒ０、Ｒ１、・・・、ＲＮＲ−１、Ｇ０、Ｇ１、・・・、ＧＮＧ−１、Ｂ０、Ｂ１、・・・、ＢＮＢ−１）を含む。たとえば、赤色ビット１３５ｒにおいて、ＭＳｂはＲＮＲ−１であり、ＬＳｂはＲ０である。さらに、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇ、および青色ビット１３５ｂは各々、ビット深度がＮ（すなわち、合計でＮ個のビット）であると理解される。
【００７３】
一般に、ビデオデータ１２７はビデオデータ７２７と同様であるが、可視ビット１３５の一部分が不可視ビット１３６の少なくとも一部分と置換されている。さらに、ビデオデータ１２７内の可視ビット１３５の一部分を不可視ビット１３６の少なくとも一部分と置換するために、様々なプロトコルを使用することができる。そのようなプロトコルの様々な非限定的実施形態は後述する。
【００７４】
１．単色置換プロトコル
【００７５】
図８には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７ａが図示されている。ビデオデータ１２７ａは、ビデオデータ１２７と同様であるが、非限定的実施形態に従って、青色ビット１３５ｂ（図７のＢ０、Ｂ１、・・・ＢＮＢ−１）が不可視ビット１３６と置換されている。不可視ビット１３６は、最上位ビット（ＭＳｂ）から最下位ビット（ＬＳｂ）までの範囲にわたる複数のビット（Ｉ０、Ｉ１、・・・、ＩＮｎｖ−１）を含む。ＭＳｂがＩＮｎｖ−１であり、ＬＳｂがＩ０である。さらに、不可視ビット１３６は、可視ビット１３５と同様のビット深度を有する。
【００７６】
ビデオデータ１２７ａにおいて青色ビット１３５ｂが置換されているが、他の非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒまたは緑色ビット１３５ｇのいずれかを置換することができることは言うまでもない。さらに、いくつかの非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々の一部分を、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々のビット深度が減少するが、いずれの成分も完全に除去されてしまうことがないように、不可視ビット１３６の一部分と置換することができる。
【００７７】
さらに、ビデオデータ１２７ａ内の各々のＲＧＩ三つ組（すなわち、縦列にて図示されている各々のＲＧＩ三つ組）が、ビデオデータ１２７ａの各フレームを示しており、各フレームにおいて青色ビット１３５ｂが不可視ビット１３６と置換されている。したがって、プロジェクタ１０１による処理の際に、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび不可視ビット１３６を抽出することができる。次いで、赤色ビット１３５ｒおよび緑色ビット１３５ｇが可視画像１１３を生成するために使用され、不可視ビット１３６が不可視画像１１４を生成するために使用される。たとえば、光変調器１１５が、各フレームにおいて、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび不可視ビット１３６を順に使用して（たとえば、上述のとおり順に光変調器１１５へと導かれる赤色、緑色および不可視光に協調して）変調される。
【００７８】
あるいは、プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１またはプロジェクタ・ヘッド・アセンブリ５０１を備える実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび不可視ビット１３６を、各々適切な光変調器４１５ｒ（または５１５ｒ）、４１５ｇ（または５１５ｇ）および４１６（または５１６）を変調するために使用することができる。
【００７９】
表１は、図８に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は各々可視画像１１３の赤色、緑色および青色成分を示す。
【表１】
【００８０】
表１：単色置換プロトコルの特徴
【００８１】
したがって、表１に示すとおり、可視画像１１３の赤色および緑色成分の各々、ならびに不可視画像１１４が、フレームレートがＦ、ビット深度がＮ、正規化輝度（すなわち、光源アセンブリ１０５によってプロジェクタ１０１へともたらされる可視光と不可視光との強度にもとづくプロジェクタ１０１の最大輝度）が１である。
【００８２】
これらの実施形態において、可視画像１１３の青色成分は表示されないが、多くの模擬および／または視覚化環境においては、青色成分の喪失と（可視画像１１３に位置合わせさせた）不可視画像１１４の完全なフレームレートの投影との間のトレードオフを容認することができる。たとえば、特定の条件を模擬し、不可視画像１１４が赤外画像を含むコックピットシミュレータにおいては、青色成分の必要があまりない可能性があり、さらには／あるいは青色成分のデータの一部分を緑色成分のデータに組み込むことが可能である。たとえば、高輝度の状況において、人間は青色に対してあまり敏感でなく、したがって青色成分の喪失は、他の色の喪失に比べて肉眼では知覚されにくい。したがって、可視画像１１３の青色成分のダイナミックレンジを下げることができ、さらには／あるいは青色成分を取り除くことが可能である。しかしながら、低輝度の状況においては、人間は、青色に対してより敏感であり、赤色に対してあまり敏感でない。したがって、他の実施形態において、可視画像１１３の赤色成分を低減および／または除去することが望ましい。しかしながら、一般に、不可視ビット１３６と置換される色を模擬の条件に応じて調節できることを理解すべきである。
【００８３】
２．高ダイナミックレンジ単色置換プロトコル
【００８４】
図９には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７ｂが図示されている。ビデオデータ１２７ｂはビデオデータ１２７ａに類似しており、青色ビット１３５ｂが、ビデオデータ１２７ｂの連続する各フレームにおいて、最上位不可視ビット１３６Ｍ（すなわち、ＩＭ）と最下位不可視ビット１３６Ｌ（すなわちＩＬ）との間を交互する不可視ビット１３６と置換されている。たとえば、図８を参照して上述したとおり、いくつかの実施形態において、不可視ビット１３６が、最上位ビット（ＭＳｂ）から最下位ビット（ＬＳｂ）までの範囲にわたる複数のビット（Ｉ０、Ｉ１、・・・、ＩＮｎｖ−１）を含み、ビット深度がＮである。しかしながら、最上位不可視ビット１３６Ｍおよび最下位不可視ビット１３６Ｌのビット深度がＮ（すなわち、各フレームごとにＮビットが送信される）であるため、図９に示したプロトコルにおいては、不可視ビット１３６の総ビット深度は２Ｎである。換言すると、図９に示したプロトコルでは、不可視画像１１４内の２倍のデータ（たとえば、ダイナミックレンジ）を送信可能であるが、フレームレートは半分（Ｆ／２）になる。フレームレートがＦ／２になるのは、一つの不可視画像１１４に関するデータのすべてをプロジェクタ１０１で送信／受信するために２つのフレームを要するためである。
【００８５】
ビデオデータ１２７ｂにおいて青色ビット１３５ｂが置換されているが、他の非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒまたは緑色ビット１３５ｇのいずれかを置換することができるのは言うまでもない。さらに、いくつかの非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々の一部分を、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々のビット深度が減少するが、いずれの成分も完全に除去されてしまうことがないように、不可視ビット１３６の一部分と置換することができる。
【００８６】
表２は、図９に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は各々可視画像１１３の赤色、緑色および青色成分を示す。
【表２】
【００８７】
表２：高ダイナミックレンジ単色置換プロトコルの特徴
【００８８】
したがって、表２に示すとおり、可視画像１１３の赤色および緑色成分は各々、フレームレートがＦであり、ビット深度がＮであり、正規化輝度が１である。しかしながら、不可視画像１１４は、フレームレートがＦ／２あり、ビット深度が２Ｎであり、正規化輝度が１ある。したがって、フレームレートは低いものの、不可視画像１１４は、図８のプロトコルまたは可視画像１１３と比べてダイナミックレンジ（すなわち、ビット深度が２Ｎ）がより高い。
【００８９】
３．交互フレーム単色置換プロトコル
【００９０】
図１０には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７ｃが図示されている。ビデオデータ１２７ｃは、ビデオデータ１２７ａに類似しているが、ビデオデータ１２７ｃにおいては、ビデオデータ１２７ｃの１つおきのフレームの青色ビット１３６が不可視ビット１３６に置換されている。この方法で、ビデオデータ１２７ａおよびビデオデータ１２７ｂと対照的に、青色ビット１３５ｂがプロジェクタ１０１へと伝達されるが、そのフレームレートはＦ／２である。同様に、不可視ビット１３６がプロジェクタ１０１へと伝達されるが、やはりそのフレームレートもＦ／２である。これにより、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇ、青色ビット１３５ｂおよび不可視ビット１３６の各々について同じダイナミックレンジ（すなわち、ビット深度がＮ）とすることができる。
【００９１】
ビデオデータ１２７ｃにおいて青色ビット１３５ｂが置換されているが、他の非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒまたは緑色ビット１３５ｇのいずれかを置換することができることは言うまでもない。さらに、いくつかの非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々の一部分を、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々のビット深度が減少するが、いずれの成分も完全に除去されてしまうことがないように、不可視ビット１３６の一部分と置換することができる。
【００９２】
表３は、図１０に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は各々可視画像１１３の赤色、緑色および青色成分を示す。
【表３】
【００９３】
表３．交互フレーム単色置換プロトコルの特徴
【００９４】
したがって、表３に示すとおり、可視画像１１３の赤色および緑色成分は各々、フレームレートがＦであり、ビット深度がＮであり、正規化輝度が１である。しかしながら、青色ビット１３５ｂおよび不可視画像１１４は、フレームレートがＦ／２であり、ビット深度がＮである。さらに、可視画像１１３の青色成分ならびに不可視画像１１４は、可視画像１１３の赤色および緑色成分の半分の時間だけしか「オン」でないため、各々の正規化輝度は０．５である。いくつかの実施形態において、これに、青色のビデオデータ（すなわち、青色ビット１３５ｂ）および不可視ビット１３６についての利得を大きくすることによって対処することができる。しかしながら、青色ビット１３５ｂが、利得を大きくすることが飽和につながるような概ね大きな振幅（たとえば、最大振幅に実質的に近い）を有する場合には、青色ビット１３５ｂの代わりに赤色ビット１３５ｒまたは緑色ビット１３５ｇのいずれかを置換することができる。
【００９５】
他の実施形態において、可視画像１１３の青色成分ならびに不可視画像１１４の低輝度に、以下によって対処することができる。すなわち、光変調器１１５が可視画像１１３の青色成分および／または不可視画像１１４を形成すべく変調させられているときに広帯域光源１０９の振幅を大きくする。あるいは、青色光源（たとえば、２０６ｂおよび／または５０６ｂ）ならびに／あるいは少なくとも１つの不可視光源（たとえば、１０７、１０７ｂおよび／または５０７）の振幅を大きくするという対処が可能である。さらなる実施形態において、さらにトレードオフを行い、置換の間隔を、１つおきのフレームから、２つおき、３つおき、４つおきのフレーム等へと延長することもできる。結果として、可視ビットまたは不可視ビットのフレームレートがＦ／３、Ｆ／４、Ｆ／５等になり、輝度が１／３、１／４、１／５等になると考えられる。
【００９６】
４．交互のフレームにおいて別々の色を置換するプロトコル
【００９７】
図１１には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７ｃと同様のビデオデータ１２７ｄが図示されている。ただし、ビデオデータ１２７ｄにおいては、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのうちの第１の１つの不可視ビット１３６との置換と、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのうちの第２の１つの不可視ビット１３６との置換とが、ビデオデータ１２７ｄの連続する各フレームにおいて交互におこなわれる。具体的には、図示した実施形態において、赤色ビット１３５ｒの不可視ビット１３６との置換と、青色ビット１３５ｂの不可視ビット１３６との置換とが交互におこなわれる。
【００９８】
ビデオデータ１２７ｄにおいて赤色ビット１３５ｒおよび青色ビット１３５ｂが置換されるが、他の非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのうちの任意の２つを置換することができることは言うまでもない。さらに、他の非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇのうちの第３の１つを、ビデオデータ１２７ｄのさらに続くフレームにおいて、任意の所望の順序（たとえば、ＩＧＢ、ＲＩＢ、ＲＧＩ等）で不可視ビット１３６と置換することができる。
【００９９】
表４は、図１１に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は各々可視画像１１３の赤色、緑色および青色成分を示す。
【表４】
【０１００】
表４．交互フレーム単色置換プロトコルの特徴
【０１０１】
したがって、表４に示すとおり、可視画像１１３の緑色成分および不可視画像１１４は、フレームレートがＦであり、正規化輝度が１である。しかしながら、赤色ビット１３５ｒおよび青色ビット１３５ｂは、フレームレートがＦ／２であり、正規化輝度が０．５である（図１０を参照して上述したとおりに対処可能である）。しかしながら、可視画像１１３のすべての成分および不可視画像１１４は、ダイナミックレンジが同じ（すなわち、ビット深度Ｎ）である。
【０１０２】
５．単色ビット深度削減プロトコル
【０１０３】
図１２には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７と同様のビデオデータ１２７ｅが図示されている。ただし、ビデオデータ１２７ｅにおいては、青色ビット１３５ｂの一部分のみが、不可視ビット１３６の一部分１３６ｉ（たとえば、Ｉｉ）と置換されており、この部分１３６ｉは、ビット深度がＮｉである。したがって、青色ビット１３５ｂは、ビット深度がＮ−Ｎｉとなる。いくつかの実施形態において、上記部分１３６ｉが、不可視ビット１３６のうちＮｉの最上位ビットを含むことができるが、他の実施形態においては、上記部分１３６ｉが、不可視ビット１３６のうちＮｉの最下位ビットであるを含むことができる。
【０１０４】
ビデオデータ１２７ｅにおいて青色ビット１３５ｂが置換されるが、他の非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒまたは緑色ビット１３５ｇのいずれかを置換することができるのは言うまでもない。さらに、いくつかの非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々の一部分を、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々のビット深度が減少するが、いずれの成分も完全に除去されてしまうことがないように、不可視ビット１３６の一部分と置換することができる。
【０１０５】
表５は、図１２に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は各々可視画像１１３の赤色、緑色および青色成分を示す。
【表５】
【０１０６】
表５．単色ビット深度削減プロトコルの特徴
【０１０７】
したがって、表５に示すとおり、可視画像１１３のすべての成分および不可視画像１１４は、フレームレートがＦであり、正規化輝度が１である。しかしながら、青色ビット１３５ｂは、赤色ビット１３５ｒおよび緑色ビット１３５ｇよりもダイナミックレンジが縮小されている（すなわち、ビット深度はＮ−Ｎｉ）。さらに、不可視画像１１４は、赤色ビット１３５ｒおよび緑色ビット１３５ｇよりもダイナミックレンジが小さい（すなわち、ビット深度はＮｉ）。したがって、いくつかの実施形態において、可視画像１１３のうちのダイナミックレンジが最小である成分が、ビットの置換をおこなう色として選択される。各成分のダイナミックレンジの要件が変化する場合、ビットの置換をおこなうべく選択される色も変更することができる。
【０１０８】
６．高ダイナミックレンジ単色ビット深度削減プロトコル
【０１０９】
図１３には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７ｅと同様のビデオデータ１２７ｆが図示されている。ただし、ビデオデータ１２７ｆにおいては、青色ビット１３５ｂの一部分だけが、ビデオデータ１２７ｆの連続するフレームにおいて、より上位の不可視ビット１３６Ｍｉとより下位の不可視ビット１３６Ｌｉとに置換される。さらに、より上位の不可視ビット１３６Ｍｉとより下位の不可視ビット１３６Ｌｉは、各々ビット深度がＮｊであり、したがって青色ビット１３５ｂは、ビット深度がＮ−Ｎｊである。
【０１１０】
ビデオデータ１２７ｆにおいて青色ビット１３５ｂが置換されるが、他の非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒまたは緑色ビット１３５ｇのいずれかを置換することができることは言うまでもない。さらに、いくつかの非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々の一部分を、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々のビット深度が減少するが、いずれの成分も完全に除去されてしまうことがないように、不可視ビット１３６の一部分と置換することができる。
【０１１１】
表６は、図１３に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は各々可視画像１１３の赤色、緑色および青色成分を示す。
【表６】
【０１１２】
６．高ダイナミックレンジ単色ビット深度削減プロトコルの特徴
【０１１３】
したがって、表６に示すとおり、可視画像１１３のすべての成分は、フレームレートがＦであり、正規化輝度が１である。不可視画像１１４は、フレームレートがＦ／２であり、低輝度（図１０を参照して上述したとおりに対処可能である）である。青色ビット１３５ｂは、赤色ビット１３５ｒおよび緑色ビット１３５ｇよりもダイナミックレンジが縮小される（すなわち、ビット深度がＮ−Ｎｊ）。しかしながら、不可視画像１１４は、たとえば図１１を参照して説明したプロトコルよりもダイナミックレンジが広い。いくつかの実施形態において、可視画像１１３のうちのダイナミックレンジが最小である成分が、ビットの置換を行う色として選択される。各成分のダイナミックレンジの要件が変化する場合、ビットの置換を行うべく選択される色も変更することができる。
【０１１４】
７．超高ダイナミックレンジ交互フレームプロトコル
【０１１５】
図１４には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７と同様のビデオデータ１２７ｇが図示されている。ただし、ビデオデータ１２７ｇにおいては、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々が、ビデオデータ１２７ｇの一連の交互のフレームにおいて、不可視ビットの少なくとも一部分と置換される。たとえば、いくつかの非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々が、不可視ビット１３６ＭＭ、１３６Ｍおよび１３６Ｌと置換される。これらの実施形態において、不可視ビット１３６は、ビット深度が３Ｎであり、不可視ビット１３６が不可視ビット１３６ＭＭ、１３６Ｍおよび１３６Ｌへと分割され、不可視ビット１３６ＭＭが「最上位の」最上位ビットを含み、不可視ビット１３６Ｍが最上位ビットを含み、不可視ビット１３６Ｌが最下位ビットを含む。不可視ビット１３６ＭＭ、１３６Ｍおよび１３６Ｌのどれが、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのどれを置換するかについて、通常は制限がないことは言うまでもない。また、これらの実施形態において、プロジェクタ１０１が、不可視スペクトルにおいて大きな輝度のダイナミックレンジを投影できることも言うまでもない。
【０１１６】
表７は、図１４に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は各々可視画像１１３の赤色、緑色および青色成分を示す。
【表７】
【０１１７】
７．超高ダイナミックレンジ交互フレームプロトコルの特徴
【０１１８】
したがって、表７に示すとおり、可視画像１１３のすべての成分および不可視画像は、フレームレートがＦ／２であり、正規化輝度が０．５である（図１０を参照して上述したとおりに対処可能である）。さらに、可視画像１１３のすべての成分は、ダイナミックレンジが同じ（たとえば、ビット深度がＮ）であるのに対し、不可視画像１１４は、ダイナミックレンジがきわめて大きい（ビット深度が３Ｎ）。
【０１１９】
８．高ダイナミックレンジ交互フレームプロトコル
【０１２０】
図１５には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７ｇと同様のビデオデータ１２７ｈが図示されている。ただし、ビデオデータ１２７ｈにおいては、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇ、および青色ビット１３５ｂのうちの２つが不可視ビット１３６Ｍと置換され、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのうちの１つが不可視ビット１３６Ｌと置換される。これらの実施形態において、不可視ビット１３６は、ビット深度が２Ｎであり、光変調器１１５に入射する不可視光を、２−（Ｎ＋１）の輝度へと調節できることは言うまでもない。したがって、不可視最上位ビット（すなわち、不可視ビット１３６Ｍ）が繰り返され、不可視画像１１４の輝度を、輝度の微細な階調を保ちつつ可視画像１１３に比べて２倍にする。これは、（たとえば、コックピットシミュレータにおける）樹冠等、暗視画像における「混み合った」環境の模擬において有用となり得る。
【０１２１】
表８は、図１５に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は各々可視画像１１３の赤色、緑色および青色成分を示す。
【表８】
【０１２２】
表８．高ダイナミックレンジ交互フレームプロトコルの特徴
【０１２３】
したがって、表８に示すとおり、可視画像１１３のすべての成分および不可視画像１１４は、フレームレートがＦ／２である。可視画像１１３は、正規化輝度が０．５であり（図１０を参照して上述したとおりに対処可能である）、不可視画像１１４は、正規化輝度が１である。さらに、可視画像１１３のすべての成分は、ダイナミックレンジが同じ（たとえば、ビット深度がＮ）であるのに対し、不可視画像１１４は、ダイナミックレンジが大きい（ビット深度が２Ｎ）。
【０１２４】
９．高ダイナミックレンジ・モノクロ・プロトコル
【０１２５】
図１６には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７ａと同様のビデオデータ１２７ｉが図示されている。ただし、ビデオデータ１２７ｉにおいては、各フレームにおいて、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのうちの１つが不可視ビット１３６Ｍと置換され、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのうちの別の１つが不可視ビット１３６Ｌと置換される。結果として、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのうちの１つ（たとえば、図示のとおりの赤色ビット１３５ｒ）がプロジェクタ１０１へと送信され、したがって可視画像１１３がモノクロになっている。さらに、これらの実施形態において、送信される可視ビット１３５を、モノクロ画像データのすべてが赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのうちの送信される１つに含まれるように処理することが可能である。したがって、これらの実施形態において、送信される可視ビット（「Ｗ」）は、赤色、緑色または青色データに限られず、赤色、緑色および青色データの何らかの組み合わせが所定のアルゴリズムに従ってモノクロに変換されたデータ、ならびに初めからモノクロで生成されたデータであってもよいことは言うまでもない。
【０１２６】
これらのいくつかの実施形態において、プロジェクタ１０１をモノクロモードにすることにより、広帯域光源１０９が光変調器１１５（あるいは、光変調器４１５ｒ、４１５ｇおよび４１５ｂのうちの１つ以上）を照光して、可視画像１１３を黒色／白色／灰色の配色で投影するようにすることができる。
【０１２７】
表９は、図１９に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｗ」はモノクロモードで投影される可視画像１１３を示す。
【表９】
【０１２８】
表９．高ダイナミックレンジ・モノクロ・プロトコルの特徴
【０１２９】
したがって、表９に示すとおり、モノクロの可視画像１１３および不可視画像１１４は、フレームレートがＦであり、正規化輝度が１である。さらに、不可視画像１１４は、ビット深度がＮであるモノクロの可視画像１１３に比べ、ダイナミックレンジが高い（ビット深度が２Ｎ）。
【０１３０】
ビデオデータ１２７において可視ビット１３５の一部分を不可視ビット１３６の少なくとも一部分と置換するための９つの異なるプロトコルおよび変種を説明したが、別のプロトコルもこれらの実施形態に鑑みて可能であり、本明細書の技術的範囲に包含される。
【０１３１】
このように、ビデオデータ１２７において可視ビット１３５の一部分を不可視ビット１３６の少なくとも一部分と置換するとともに、プロジェクタ１０１がビデオデータ１２７を処理でき、不可視画像１１４を可視画像１１３とは別個独立に形成すべく不可視光を変調でき、且つ可視画像１１３と不可視画像１１４とを位置合わせさせて（すなわち、同じ投影光学系１１６によって）同時に投影できるようにすることによって、不可視画像１１４を用いた模擬／視覚化環境が総じて簡素化される。そのような模擬／視覚化環境の例として、暗視モードが可能な（たとえば、ユーザが暗視ゴーグルを利用できる）コックピットシミュレータおよび／またはフライトシミュレータおよび／または運転シミュレータ、ならびに赤外画像検出器を備え、検出した赤外画像を可視光スペクトルでヘッドアップディスプレイに投影できる運転シミュレータ等があるが、これらに限定されない。当業者にとって想到可能な他の模擬／視覚化環境も、これらの実施形態の範囲に包含される。
【０１３２】
いくつかの実施形態において、プロジェクタ１０１、光源アセンブリ１０５、１０５ａおよび１０５ｂ、画像生成器１１０、ならびにプロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１および５０１の機能が、あらかじめプログラムされたハードウェアまたはファームウェア要素（たとえば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電気的に消去できる読み出し専用プログラマブルメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等）あるいは他の関連機器を用いて実現できることは、当業者であれば理解できるであろう。他の実施形態において、プロジェクタ１０１、光源アセンブリ１０５、１０５ａおよび１０５ｂ、画像生成器１１０、ならびにプロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１および５０１の機能は、コンピュータ装置（コンピュータ装置の操作用のコンピュータ読み取り可能なプログラムコードを保存しているコードメモリ（図示せず）へとアクセスできるもの）を用いて実現することができる。コンピュータ読み取り可能なプログラムコードは、固定且つ実体があるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、上記機器が直接読み取ることができる記憶媒体（取り出し可能なディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、固定ディスク、ＵＳＢドライブ等）に保存することができる。あるいは、コンピュータ読み取り可能なプログラムコードの保存はリモートで行い、伝送媒体を介してネットワーク（限定されないが、インターネット等）へと接続されるモデム等のインターフェイス装置を介して、上記機器へと同プログラムコードを送信できるようにしてもよい。上記伝送媒体は、有線の媒体（光および／またはデジタルおよび／またはアナログの通信回線等）または無線の媒体（マイクロ波、赤外線、自由空間光等の伝送方式）のいずれか、あるいはこれらの組み合わせであってもよい。
【０１３３】
上述の実施形態を実現するために、さらに別の手段や変形が可能であり、上述の手段や例が１つ以上の実施形態の例示にすぎないことは、当業者であれば理解できるであろう。したがって、本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲以外の何ものにも限定されない。
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、一般的には、デジタルプロジェクタに関し、具体的には、可視画像および不可視画像を投影するための方法、システムおよび装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年は、模擬および視覚化環境において、デジタル投影システムが一般的になってきている。こうした投影システムは、人間にとって可視である光の投影に最適化されたシステムから派生している場合が多い。しかしながら、暗視（ＮＶＩＳ）用途等、用途によっては、不可視スペクトル画像の投影が望まれている。不可視画像は、一般的に特別な機材を使えば視認可能である。不可視画像の例としては、赤外（ＩＲ）光を使いて投影する画像があり、したがって、これらの場合には、ＮＶＩＳゴーグルおよび／または赤外画像検出器を使用して、模擬／視覚化環境において不可視画像を視認することができる。
【０００３】
可視画像と赤外画像の投影に２つの別個のプロジェクタを使用した赤外画像投影システムがあるが、画像の位置合わせの問題を伴う。別の手法として、単一のプロジェクタにおいて光変調器と投影レンズとの間に可動フィルタを配置し、投影した可視画像をフィルタ処理することによって、可視画像から赤外画像を得るシステムがある。これらのシステムにおいては、可視画像の赤色成分等、所与の可視色の強度に比例した赤外画像となる。しかしながら、この手法は、すべての赤外反射体／放射体が赤色光を反射および／または放射する性質を有するわけではない（黒色の表面など）という欠陥がある。したがって、模擬／視覚化環境において、非赤色の赤外反射体／放射体が模擬される領域において、赤外画像が適切に模擬されないか、あるいは可視画像の赤色成分が強すぎることになる。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書の第１の態様は、可視画像および不可視画像を投影するためのシステムを提供する。このシステムは、可視光を発することができる可視光源を備える。このシステムは、不可視光を発することができる不可視光源をさらに備える。このシステムは、可視光および不可視光を受信および変調して、可視画像および該可視画像とは別個独立に形成される不可視画像を各々形成することができる少なくとも１つの光変調器をさらに備える。このシステムは、位置合わせされた前記可視画像および不可視画像を受信し且つ同時に投影することができる投影光学系をさらに備える。
【０００５】
このシステムは、不可視画像を可視画像とは別個独立に形成すべく不可視光を変調する前記少なくとも１つの光変調器を制御することが可能な処理ユニットをさらに備えることができる。
【０００６】
このシステムは、複数の光変調器をさらに備えることができ、該複数の光変調器の各々が、可視光の各成分を受信および変調して、可視画像の各成分を形成することができる。このシステムは、前記可視光源を含む複数の可視光源を、前記複数の光変調器との一対一の関係でさらに備えることができ、該複数の可視光源の各々が、可視光の各成分を発することができる。このシステムは、前記可視光源および前記不可視光源を含む広帯域光源と、該広帯域光源からの光を、前記不可視光と前記可視光の前記各成分とに分割することができるスペクトル分割器とをさらに備えることができる。前記スペクトル分割器は、少なくとも１つのプリズムと少なくとも１つの二色性フィルタとのうちの少なくとも一方を備えることができる。
【０００７】
前記少なくとも１つの光変調器は、前記可視光を受信および変調して前記可視画像を形成することができる少なくとも１つの可視光変調器と、前記不可視光を受信および変調して、前記可視画像とは別個独立に前記不可視画像を形成することができる不可視光変調器とを備えることができる。このシステムは、前記可視光源および前記不可視光源を含む広帯域光源と、前記可視画像とは別個独立に前記不可視画像を形成するために、前記広帯域光源からの光を、前記不可視光と前記可視光の複数の成分とに、前記不可視光の変調に協調した順序で分割することができる光フィルタとをさらに備えることができる。前記光フィルタは、各々が前記可視光の各成分のうちの１つを通すとともに前記不可視光の透過を実質的に遮断することができる複数の可視光フィルタと、前記不可視光を通すとともに前記可視光を実質的に遮断することができる不可視光フィルタとを備えることができる。前記光フィルタは、カラーホイールを備えることができる。
【０００８】
このシステムは、前記可視光源を含む複数の可視光源をさらに備えることができ、該複数の可視光源の各々が、前記可視光の各成分を発することができる。前記複数の可視光源および前記不可視光源は、前記可視光の各成分および前記不可視光を、前記不可視画像を前記可視画像とは別個独立に形成するための前記不可視光の変調に協調した順序で発することができる。さらに、前記少なくとも１つの可視光変調器は、赤色、緑色および青色の各光源から光を受信し、該可視光を変調して可視画像を形成することができる。
【０００９】
前記少なくとも１つの可視光源は、赤色、緑色および青色の光源のうちの少なくとも１つを備えることができ、前記不可視光源は、赤外光源および紫外光源のうちの少なくとも一方を備えることができる。
【００１０】
本明細書の第２の態様は、可視画像および不可視画像を投影することができるプロジェクタへと光を供給するための光源アセンブリを提供する。プロジェクタは、可視光および不可視光を受信および変調して、可視画像および該可視画像とは別個独立に形成される不可視画像を各々形成することができる少なくとも１つの光変調器と、前記可視画像および不可視画像を受信し、位置合わせさせて同時に投影することができる投影光学系とを備える。この光源アセンブリは、可視光を発することができる可視光源を備える。この光源アセンブリは、不可視光を発することができる不可視光源をさらに備える。この光源アセンブリは、可視光と不可視光とをプロジェクタに伝送することができる光インターフェイスをさらに備える。この光源アセンブリは、協調信号を受信することができる通信インターフェイスをさらに備える。この光源アセンブリは、前記インターフェイスへと接続され、前記協調信号を処理して、応答時に、前記プロジェクタにおいて前記不可視画像が前記可視画像とは別個独立に形成されるように前記可視光および不可視光の前記プロジェクタへの伝送を前記可視光および不可視光の前記変調に協調させることができる処理ユニットをさらに備える。
【００１１】
本明細書の第３の態様は、可視画像および不可視画像を投影することができるプロジェクタのために不可視データと可視データとを組み合わせるための方法を提供する。この方法は、プロジェクタが可視光スペクトルで投影すべき前記可視画像を表わす可視ビットを受信するステップを含む。さらにこの方法は、プロジェクタが不可視光スペクトルで投影すべき前記不可視画像を表わす不可視ビットを受信するステップを含む。さらにこの方法は、ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換し、前記ビデオデータを処理する際に前記可視画像と前記不可視画像とをプロジェクタが同時に投影できるようにするステップを含む。
【００１２】
前記可視ビットは、赤色、緑色および青色ビットを含むことができ、前記ビデオデータはフレームを含むことができる。各フレームは、前記赤色、緑色および青色ビットを含むことができる。前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップは、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップを含むことができる。前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップは、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つの一部分を前記不可視ビットの一部分と置換するステップを含むことができる。前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップは、前記ビデオデータの一連のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを、最上位不可視ビットと最下位不可視ビットとに交互に置換するステップを含むことができる。前記ビデオデータの一連のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを最上位不可視ビットと最下位不可視ビットとに置換するステップは、前記ビデオデータの前記一連のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つの一部分を前記最上位不可視ビットと前記最下位不可視ビットとに置換するステップを含むことができる。前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップは、前記ビデオデータの１つおきのフレームの青色ビットを前記不可視ビットと置換するステップを含むことができる。
【００１３】
前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップは、前記ビデオデータの一連のフレームにおいて、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第１の１つを前記不可視ビットと置換することと、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第２の１つを前記不可視ビットと置換することを交互で行うステップを含むことができる。この方法は、前記ビデオデータのさらなる続きのフレームにおいて、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第３の１つを前記不可視ビットと置換するステップをさらに含むことができる。
【００１４】
前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップは、前記ビデオデータの一連の交互のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットを前記不可視ビットの前記少なくとも一部分と置換するステップを含むことができる。前記ビデオデータの一連の交互のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットを前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップは、前記ビデオデータの前記一連のフレームにおいて、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第１の１つを前記不可視ビットの第１の部分と置換し、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第２の１つを前記不可視ビットの第２の部分と置換するステップを含むことができ、前記第１の部分は前記第２の部分よりも下位である。この方法は、前記ビデオデータの前記一連のフレームにおいて、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第３の１つを前記不可視ビットの前記第２の部分または第３の部分のうちの一方と置換するステップをさらに含むことができ、前記第２の部分は前記第３の部分よりも下位である。
【００１５】
前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップは、各フレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットのうちの２つを前記不可視ビットと置換して、残りの可視ビットがモノクロ画像を含むようにすることができる。前記赤色、緑色および青色ビットのうちの２つを前記不可視ビットと置換するステップは、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第１の１つを最上位不可視ビットで置換し、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第２の１つを最下位不可視ビットと置換するステップを含むことができる。前記残りの可視ビットは、赤色、緑色および青色データの組み合わせが所定のアルゴリズムに従ってモノクロに変換されたデータ、ならびに初めからモノクロで生成されたデータの少なくとも一方を含むことができる。
【００１６】
本明細書の第４の態様は、可視画像と不可視画像を投影することができるプロジェクタのために不可視データと可視データとを組み合わせるための画像生成器を提供する。この画像生成器は、プロジェクタへとビデオデータを伝送することができるインターフェイスを備える。この画像生成器は、処理ユニットをさらに備える。処理ユニットは、プロジェクタが可視光スペクトルで投影すべき前記可視画像を表わす可視ビットを受信することができる。さらに処理ユニットは、プロジェクタが不可視光スペクトルで投影すべき前記不可視画像を表わす不可視ビットを受信することができる。さらに処理ユニットは、前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換して、前記ビデオデータを処理する際に前記可視画像と前記不可視画像とをプロジェクタが同時に投影できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
以下の図面を参照して、いくつかの実施形態を説明する。
【００１８】
【図１】図１は、可視画像および不可視画像を投影するための、非限定的実施形態に係るシステムを示す。
【００１９】
【図２】図２は、可視光と不可視光とをプロジェクタへと供給するための、非限定的実施形態に係る光源アセンブリを示す。
【００２０】
【図３】図３は、可視光と不可視光とをプロジェクタへと供給するための、非限定的実施形態に係る光源アセンブリを示す。
【００２１】
【図４】図４は、可視画像および不可視画像の投影をもたらすための、非限定的実施形態に係るプロジェクタ・ヘッド・アセンブリを示す。
【００２２】
【図５】図５は、可視画像および不可視画像の投影をもたらすための、非限定的実施形態に係るプロジェクタ・ヘッド・アセンブリを示す。
【００２３】
【図６】図６は、可視画像および不可視画像を投影することができるプロジェクタのために不可視データおよび可視データを組み合わせるための、非限定的実施形態に係る方法を示す。
【００２４】
【図７】図７は、画像生成器からプロジェクタへと伝送される、従来技術に係るビデオデータの詳細を示す。
【００２５】
【図８】図８は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【図９】図９は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【図１０】図１０は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【図１１】図１１は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【図１２】図１２は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【図１３】図１３は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【図１４】図１４は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【図１５】図１５は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【図１６】図１６は、不可視データと可視データとが組み合わせられている、非限定的実施形態に係るビデオデータを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、非限定的実施形態に従って可視画像１１３および不可視画像１１４を投影するためのシステム１００を示し、システム１００は、プロジェクタ１０１、光源アセンブリ１０５および画像生成器１１０を備える。光源アセンブリ１０５は、可視光（すなわち、約３８０〜７５０ｎｍの可視光スペクトルまたは可視光スペクトルの部分集合にある光）を発するための可視光源１０６と、不可視光（すなわち、赤外光および／または紫外光等、可視光スペクトル外の光）を発するための不可視光源１０７とを備える。いくつかの実施形態において、後述するが、可視光源１０６および不可視光源１０７を、単一の広帯域光源１０９へと組み合わせることができる。いくつかの実施形態において、システム１００は、単一の可視光源１０６を備えること（たとえば、モノクロのシステム）ができる一方で、他の実施形態において、システム１００は、各々が可視光の各成分を放射する複数の可視光源を備えることができる（たとえば、図３参照）。
【００２７】
いくつかの実施形態において、光源アセンブリ１０５は、任意の所与の時点において光の可視または不可視成分のみがプロジェクタ１０１へと運ばれるように、広帯域光源１０９ならびに／あるいは可視光源１０６および不可視光源１０７からの光をフィルタ処理するためのフィルタ１１９を備えることができる。
【００２８】
いくつかの実施形態において、詳しくは後述するが、可視光源１０６は、たとえば赤色、緑色および青色の光源等（ＬＥＤ等）複数の可視光源を備える。他の実施形態において、不可視光源１０７は、赤外（ＩＲ）光源および紫外（ＵＶ）光源の少なくとも一方を備えることができるが、これに限られない。いずれにせよ、不可視光源は、不可視画像１１４の視認に使用する暗視ゴーグルおよび／または赤外画像検出器等の不可視画像視認装置に、適合したものとなっている。
【００２９】
光源アセンブリ１０５は、処理ユニット１０８、電源（図示せず）およびインターフェイス１１１をさらに備えることができる。インターフェイス１１１は、可視光と不可視光とを各々可視光源１０６および不可視光源１０７からプロジェクタ１０１へと送るための光インターフェイス１１１を備える。図１の矢印１５１は、光源アセンブリ１０５からプロジェクタ１０１への光の伝送を示している。インターフェイス１１１は、光結合器を備えることができる。いくつかの実施形態において、光源アセンブリ１０５は、たとえばプロジェクタ１０１および／または画像生成器１１０（図示のとおり）から協調信号１１２を受信するための通信インターフェイス１２９をさらに備えることができる。これらの実施形態において、処理ユニット１０８は、通信インターフェイス１２９に接続されて、協調信号１１２の処理を実行できるようになっており、応答時には、可視光と不可視光のプロジェクタ１０１への伝送を協調させて、プロジェクタ１０１が後述のとおり不可視光の変調および可視光の変調を別個独立に行って不可視画像１１４および可視画像１１３を形成できるようにしている。
【００３０】
プロジェクタ１０１は、可視光を受信および変調して可視画像１１３を形成することができる少なくとも１つの光変調器１１５を備える。これらの実施形態において、この少なくとも１つの光変調器１１５は、さらに、可視画像１１３とは別個独立に不可視画像１１４を形成すべく、不可視光を受信して変調することができる。しかしながら、別の実施形態においては、プロジェクタ１０１が、不可視画像１１４を形成するための少なくとも１つの不可視光変調器（たとえば、後述の図４および５のようなもの）を備えることができる。いずれにせよ、プロジェクタ１０１は、可視画像１１３を形成すべく、可視光を受信して変調する光変調器と、不可視画像１１４を可視画像１１３とは別個独立に形成すべく、不可視光を受信して変調する不可視光変調器（必要に応じ、同じ光変調器であっても、あるいは別の光変調器であってもよい）とを備える。
【００３１】
光変調器１１５は任意の適切な光変調器とすればよく、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）、ＬＣＤ（液晶表示装置）およびＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）等のデバイスがあるがこれらに限定されない。
【００３２】
プロジェクタ１０１は、可視画像１１３および不可視画像１１４を受信して同時に投影することができる投影光学系１１６をさらに備える。図１は、可視画像１１３および不可視画像１１４を、異なる方向に投影されるものとして図示するが、図示されているが、分かり易くするための便宜に過ぎないことは言うまでもない。さらに、可視画像１１３および不可視画像１１４の各々が、同じ画像面１７０へと投影され、各々同じ投影光学系１１６を使用して伝送されるがゆえにほぼ位置合わせされていることも言うまでもない。したがって、不可視画像視認装置（たとえば、ＮＶＩＳゴーグル）を用いても用いなくても、画像面１７０での表示では、不可視画像１１４および可視画像１１３が各々位置合わせされている。
【００３３】
プロジェクタ１０１は、不可視光を変調して不可視画像１１４を可視画像１１３とは別個独立に形成する際に光変調器１１５を制御するための処理ユニット１１７をさらに備える。プロジェクタ１０１は、画像生成器１１０からビデオデータ１２７を受信するためのインターフェイス１１８をさらに備える。プロジェクタ１０１は、光集積回路（ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｐｔｉｃｓ）、メモリ、センサ、光ダンプ／ヒートシンク、電源および／または他の任意の適切な構成要素をさらに備えることができる。
【００３４】
画像生成器１１０は、処理ユニット１３０および通信インターフェイス１３２を備えており、いくつかの実施形態においてメモリ１３４を備える。処理ユニット１３０は、プロジェクタ１０１が投影する可視画像１１３を表わす可視ビット１３５を受信することができる。可視ビット１３５は、所望により、カラーまたはモノクロの画像に相当することができる。さらに、画像生成器１１０は、プロジェクタ１０１が投影する不可視画像１１４に相当する不可視ビット１３６を受信することができる。またさらに、処理ユニット１３０は、ビデオデータストリーム１２７を処理する際に可視画像１１３と不可視画像１１４とをプロジェクタ１０１が同時に投影できるように、ビデオデータ１２７内の可視ビット１３５の一部分を不可視ビット１３６の少なくとも一部分と置換することができる。
【００３５】
可視ビット１３５の一部分を不可視ビット１３６の少なくとも一部分と置換する様々な実施形態は、図８〜図１６を参照して後述する。
【００３６】
いくつかの実施形態において、画像生成器１１０は、プロジェクタ１０１との通信のため（具体的には、リンク１３１を介してプロジェクタ１０１へとビデオデータ１２７を伝達するため）のインターフェイス１３２をさらに備えることができる。いくつかの実施形態において、インターフェイス１３２は、データベースおよび／または外部のビデオソース（図示しないが、模擬／視覚化設備等）等、別の装置から可視ビット１３５と不可視ビット１３６を受信して処理ユニット１３０へと伝達できるようになっており、処理ユニット１３０が可視ビット１３５および不可視ビット１３６を受信する。
【００３７】
さらなる実施形態において、メモリ１３４に可視ビット１３５および不可視ビット１３６を保存し、これを処理ユニット１３０が取り出して受信することができる。
【００３８】
リンク１３１は、ビデオデータ１２７をプロジェクタ１０１へと伝達するために適した任意の適切な有線リンクまたは無線リンクであってもよい。さらに、リンク１３１は、所望により、有線または無線の通信ネットワーク（図示せず）を備えることができ、画像生成器１１０およびプロジェクタ１０１をリモートまたはローカルに置くことができる。インターフェイス１３２は、ビデオデータ１２７を所望により有線方式または無線方式で伝達できるよう、リンク１３１とおよそコンプリメンタルである。
【００３９】
さらなる実施形態において、画像生成器１１０および光源アセンブリ１０５はリンク１３３を介して通信しており、協調信号１１２が光源アセンブリ１０５へと伝達される。さらに、処理ユニット１３０は、協調信号１１２を生成し、インターフェイス１３２およびリンク１３３を介して協調信号１１２を送信することができる。さらに、インターフェイス１３２は、協調信号１１２を光源アセンブリ１０５へと伝達することができる。
【００４０】
リンク１３３は、協調信号１１２を光源アセンブリ１０５へと伝達するために適した任意の適切な有線リンクまたは無線リンクであってもよい。さらに、リンク１３３は、所望により、有線または無線の通信ネットワーク（図示せず）を備えることができ、画像生成器１１０および光源アセンブリ１０５をリモートまたはローカルに置くことができる。インターフェイス１３２は、協調信号１１２を所望により有線方式または無線方式で伝達できるよう、リンク１３３とおよそコンプリメンタリである。
【００４１】
さらなる実施形態において、プロジェクタ１０１および光源アセンブリ１０５はリンク１６１を介して通信しており、協調信号１６２が光源アセンブリ１０５からプロジェクタ１０１へと伝達される。さらに、処理ユニット１０８は、協調信号１６２を生成し、インターフェイス１２９およびリンク１６１を介して協調信号１６２を送信することができる。さらに、インターフェイス１２９は、協調信号１６２をプロジェクタ１０１へと伝達することができる。リンク１６１は、リンク１３１および／またはリンク１３３と同様であってもよい。
【００４２】
他の実施形態において、協調信号１６２は、リンク１３３および１３１を介して（すなわち、画像生成器１１０を介して）プロジェクタ１０１へと伝達可能である。
【００４３】
さらなる実施形態において、リンク１６１を介して協調信号１１２を光源アセンブリ１０５へと伝達することができる。
【００４４】
いずれにせよ、プロジェクタ１０１、光源アセンブリ１０５、および画像生成器１１０の各々が、所望により、適切な協調信号を互いに伝達できるようになっている。
【００４５】
いくつかの実施形態において、プロジェクタ１０１、光源アセンブリ１０５および画像生成器１１０を、単一の投影装置１９９に組み合わせることができる。これらの実施形態において、プロジェクタ１０１、光源アセンブリ１０５および画像生成器１１０の各々がリソースを共有することができる。たとえば、いくつかの実施形態において、投影装置１９９が、プロジェクタ１０１、光源アセンブリ１０５および画像生成器１１０の各々によって共有される１つ以上の処理ユニット、１つ以上のメモリ等を備えることができる。さらに、投影装置１９９は、インターフェイス１１８、１２９および１３２ではなく、信号１１２およびビデオデータ１２７を伝達するためのコンピュータバス、ならびに可視光と不可視光とを光変調器１１５へと伝達するための光学部品を備えることができる。
【００４６】
さらに、プロジェクタ１０１、光源アセンブリ１０５および画像生成器１１０の任意の組み合わせを単一の装置へと統合することができ、またシステム１００の残りの構成要素と通信できるようになっていることは言うまでもない。
【００４７】
いずれにせよ、ビデオデータ１２７（可視ビット１３５および不可視ビット１３６を含む）が画像生成器１１０によって生成され、プロジェクタ１０１へと伝達される。光変調器１１５を制御して、光源アセンブリ１０５から受信された可視光と不可視光とが変調される。光源アセンブリ１０５を制御して、光変調器１１５の制御に協調した順序で可視光と不可視光とが生成および／または送信（たとえば、矢印１５１）されるようになっている。たとえば、可視光が光変調器１１５へと伝達されると、光変調器１１５は可視光を変調すべく制御され、不可視光が光変調器１１５へと伝達されると、光変調器１１５は不可視光を変調すべく制御される。その結果、可視画像１１３および不可視画像１１４は、どちらも投影光学系１１６によって画像面１７０へと投影され、２つのプロジェクタシステムにおける位置合わせの問題は生じない。さらに、そのような制御、変調および投影は、通常はビデオの速度で実行され、可視画像１１３および不可視画像１１４が同時に視認できるようになっている。不可視画像１１４が可視画像１１３とは別個独立に形成されるため、不可視画像１１４は可視画像１１３に依存しない。
【００４８】
図２には、可視光と不可視光とをプロジェクタ１０１へともたらすための、非限定的実施形態に係る光源アセンブリ１０５ａが図示されている。システム１００において、光源アセンブリ１０５を光源アセンブリ１０５ａ置き換え可能であることは言うまでもない。
【００４９】
光源アセンブリ１０５ａは、インターフェイス１１１と同様の光インターフェイス１１１ａ、インターフェイス１２９と同様の通信インターフェイス１２９ａ、および処理ユニット１０８と同様の処理ユニット１０８ａを備える。光源アセンブリ１０５ａは、広帯域光源１０９と同様の、可視光と不可視光とを発する広帯域光源１０９ａをさらに備え、その例としては、白熱ランプ、ハロゲンランプ、キセノンアーク灯、メタルハライドランプ、ナトリウム蒸気ランプ等、任意の適切な広帯域光源が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５０】
光源アセンブリ１０５ａは、複数の可視光フィルタ２２２、２２４および２２６を備えるフィルタ２１９をさらに備えており、可視光フィルタ２２２、２２４および２２６の各々は、可視光の各成分のうちの１つを通すことができるが、不可視光の透過は実質的に遮断することができる。フィルタ２１９は、不可視光を通すことができるが可視光は実質的に遮断することができる不可視光フィルタ２２８（たとえば、赤外フィルタや紫外フィルタ）をさらに備える。いくつかの非限定的実施形態において、フィルタ２１９は、緑色フィルタ２２２、青色フィルタ２２４、赤色フィルタ２２６および不可視光フィルタ２２８を備える。いくつかの非限定的実施形態において、フィルタ２２２〜２２８が円を切り分けた配置とされ、フィルタ２１９がカラーホイールとなっている。所望により、少なくとも１つの可視光フィルタおよび少なくとも１つの不可視光フィルタが含まれている限りにおいて、フィルタの数はより多くても少なくてもよく、任意の適切な順序に配置すればよい。さらに、可視光フィルタ２２２〜２２６は、（ＣＭＹＫ色システムのような）シアン、マゼンタおよびイエローを含むがこれに限定されない任意の適切な色のグループをフィルタ処理できるようになっていてもよい。
【００５１】
いずれにせよ、フィルタ２１９は、広帯域光源１０９ａと光インターフェイス１１１ａとの間に位置し、広帯域光源１０９ａからの光を、不可視画像１１４を可視画像１１３とは別個独立に形成するための光変調器１１５における不可視光の変調に協調した順序で、不可視光（たとえば、赤外または紫外）と可視光の複数の成分（すなわち、赤色、緑色および青色）とに分けることができる。すなわち、フィルタ２１９が所与の方向に回転し、広帯域光源１０９ａからの光を順にフィルタ処理する。処理ユニット１０８ａが協調信号１１２を処理できるようになっており、任意の所与の時点において光のどの成分をプロジェクタ１０１へと通すべきかを判断、すなわちフィルタ２１９の回転位置の位置を判断する。あるいは、処理ユニット１０８ａがフィルタ２１９の位置を割り出し、その位置をリンク１６１を介してプロジェクタ１０１へと通信することにより、適切な画像データが光変調器１１５へ送られるように処理ユニット１１７が調整できるようになる。
【００５２】
図３には、非限定的実施形態に係る、光をプロジェクタ１０１へ供給する光源アセンブリ１０５ｂが図示されている。システム１００において、光源アセンブリ１０５を光源アセンブリ１０５ｂに置き換え可能であることは言うまでもない。
【００５３】
光源アセンブリ１０５ｂは、インターフェイス１１１と同様の光インターフェイス１１１ｂ、インターフェイス１２９と同様の通信インターフェイス１２９ｂおよび処理ユニット１０８と同様の処理ユニット１０８ｂを備える。光源アセンブリ１０５ｂは、複数の可視光源２０６ｒ、２０６ｇおよび２０６ｂをさらに備え、これら複数の可視光源２０６ｒ、２０６ｇおよび２０６ｂの各々が可視光の各成分を発することができる。たとえば、可視光源２０６ｒ、２０６ｇおよび２０６ｂの各々が、赤色、緑色および青色の光を発することができるが、色の任意の適切なグループを発することができる。いくつかの非限定的実施形態において、可視光源２０６ｒ、２０６ｇおよび２０６ｂの各々が、ＬＥＤ（発光ダイオード）を備える。光源アセンブリ１０５ｂは、不可視光源１０７と同様の不可視光源１０７ｂをさらに備える。
【００５４】
いずれにせよ、複数の可視光源２０６ｒ、２０６ｇおよび２０６ｂ、ならびに不可視光源１０７ｂは、可視光の各成分および不可視光を、不可視画像を可視画像とは別個独立に形成するための光変調器１１５における不可視光の変調に協調した順序で発することができる。協調信号１１２を、任意の所与の時点において光の各成分のいずれをプロジェクタ１０１へと送信すべきかを判断し、すなわち、任意の所与の時点において可視光源２０６ｒ、２０６ｇおよび２０６ｂ、ならびに不可視光源１０７ｂのいずれをオンおよび／またはオフにすべきかを決定するために処理することができる。したがって、これらの実施形態において、プロジェクタ１０１が、通常は、光源２０６ｒ、２０６ｇ、２０６ｂおよび１０７ｂを制御することができる。
【００５５】
図４には、非限定的実施形態に係るプロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１が図示されている。いくつかの実施形態において、プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、プロジェクタ１０１および光源アセンブリ１０５の機能を組み合わせている。したがって、プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１を、システム１００において、プロジェクタ１０１および光源アセンブリ１０５の代わりにできることは言うまでもない。
【００５６】
プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、総じて画像生成器１１０と通信することができ、たとえばビデオデータ１２７を受信するために通信する。プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、処理ユニット１０８および１１７の組み合わせと同様の処理ユニット４１７と、インターフェイス１１８および１２９の組み合わせと同様のインターフェイス４１８とを備える。プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、画像面４７０に可視画像４１３および不可視画像４１４を投影するために、投影光学系１１６と同様の投影光学系４１６をさらに備える。
【００５７】
プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、広帯域光源１０９ａと同様の広帯域光源４０９と、スペクトル分割器４１０とをさらに備えている。このスペクトル分割器４１０は、広帯域光源４０９からの光を、不可視光（たとえば、赤外光）と可視光の各成分（たとえば、赤色、緑色および青色成分）とに分割する。いくつかの実施形態において、スペクトル分割器４１０が、少なくとも１つのプリズムおよび少なくとも１つの二色性フィルタ（図示せず）のうちの少なくとも一方を備える。
【００５８】
プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、複数の光変調器４１５ｒ、４１５ｇ、４１５ｂをさらに備え、各々の光変調器４１５ｒ、４１５ｇ、４１５ｂは、スペクトル分割器４１０から可視光の各成分を受信して変調し、可視画像４１３の各成分（４１３ｒ、４１３ｇ、４１３ｂ）を形成することができる。プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、少なくとも１つの不可視光変調器４１６をさらに備え、この少なくとも１つの不可視光変調器４１６は、光変調器１１５と同様のものでもよいが、スペクトル分割器から不可視光を受信して変調し、可視画像４１３とは別個独立に不可視画像４１４を形成することができる。たとえば、少なくとも１つの不可視光変調器４１６は、赤外（ＩＲ）光および／または紫外（ＵＶ）光を変調可能である。いくつかの実施形態において、プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１が、不可視光変調器４１６と同様であり得る複数の不可視光変調器を備えることができ、各々の不可視光変調器が、不可視光のうちの異なるスペクトル（および／または同じスペクトル）を変調することができる。これらの実施形態において、スペクトル分割器４１０は、広帯域光を複数の不可視光スペクトルに分割することがさらに可能である。たとえば、プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、赤外光を変調するための第１の不可視光変調器と、紫外光を変調するための第２の不可視光変調器とを少なくとも備えることができる。不可視光（たとえば、赤外光および／または紫外光のうちの異なる範囲）を変調するための不可視光変調器の他の組み合わせも、これらの実施形態の技術的範囲に包含される。
【００５９】
プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１は、光変調器４１６および各光変調器４１５ｒ、４１５ｇ、４１５ｂからの不可視画像４１４および可視画像４１３の各成分（４１３ｒ、４１３ｇ、４１３ｂ）を組み合わせ、組み合わせた画像を投影光学系４１６へと案内することができる光結合器４２０をさらに備える。投影光学系４１６は、不可視画像４１４および可視画像４１３を画像面４７０上で集束させることができる。たとえば、いくつかの実施形態において、光結合器４２０は、各々結合モードで使用される二色性フィルタおよびビームスプリッタのうちの少なくとも一方を備えることができる。他の適切な光結合器も、本実施形態の技術的範囲に包含される。図１と同様に、図４でも、可視画像４１３および不可視画像４１４を異なる方向に投影されるものとして図示されているが、分かり易くするための便宜に過ぎないことは言うまでもない。さらに、可視画像４１３および不可視画像４１４の各々が同じ画像面４７０へと投影され、ほぼ位置合わせされていることも言うまでもない。したがって、不可視画像視認装置（たとえば、ＮＶＩＳゴーグル）を用いても用いなくても、画像面４７０での表示では、不可視画像４１４および可視画像４１３が各々位置合わせされている。
【００６０】
光変調器４１５ｒ、４１５ｇ、４１５ｂおよび不可視光変調器４１６の各々を制御して、所望により並列でまたは順次動作させることができる。
【００６１】
図５には、非限定的実施形態に係るプロジェクタ・ヘッド・アセンブリ５０１が図示されている。プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ５０１を、システム１００において、プロジェクタ１０１および光源アセンブリ１０５の置き換えられることは言うまでもない。プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ５０１は、プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１に類似しており、その構成部品には、最初の数字が「４」ではなくて「５」である点を除いて同様の符号が付されている。たとえば、インターフェイス５１８はインターフェイス４１８と同様である。
【００６２】
しかしながら、プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ５０１は、少なくとも１つの不可視光源５０７（たとえば、赤外および／または紫外光源）と、複数の可視光源５０６ｒ、５０６ｇおよび５０６ｂとを備える。少なくとも１つの不可視光源５０７および複数の可視光源５０６ｒ、５０６ｇ、５０６ｂは、少なくとも１つの不可視光変調器５１６および複数の光変調器５１５ｒ、５１５ｇ、５１５ｂの各々と一対一の関係にあり、複数の可視光源５０６ｒ、５０６ｇ、５０６ｂは各々可視光の各成分を発することができる。たとえば、非限定的実施形態において、複数の可視光源５０６ｒ、５０６ｇ、５０６ｂは、各々赤色、緑色および青色の光を発することができる。さらに、少なくとも１つの不可視光源５０７および複数の可視光源５０６ｒ、５０６ｇ、５０６ｂは各々、不可視画像５１４および可視画像５１３の各成分（５１３ｒ、５１３ｇ、５１３ｂ）を形成するために、少なくとも１つの不可視光変調器５１６ならびに複数の光変調器５１５ｒ、５１５ｇおよび５１５ｂの各々へと光を発するように配置されている。少なくとも１つの不可視光源５０７ならびに複数の可視光源５０６ｒ、５０６ｇ、５０６ｂは、常に「オン」状態であってもよいし、あるいは、複数の可視光変調器５１５ｒ、５１５ｇおよび５１５ｂによって形成される可視画像５１３とは別個独立に不可視画像５１４を形成すべく不可視光を変調する不可視光変調器５１６に協調した順序で、オン／オフされてもよい。
【００６３】
プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ５０１は、光変調器５１６および５１５ｒ、５１５ｇ、５１５ｂの各々からの不可視画像５１４および可視画像５１３の各成分（５１３ｒ、５１３ｇ、５１３ｂ）を組み合わせ、組み合わせた画像を投影光学系５１６へと案内することができる光結合器４２０と同様の光結合器５２０をさらに備える。投影光学系５１６は、不可視画像５１４および可視画像５１３を画像面５７０へと投影することができる。図１と同様に、図５も、可視画像５１３および不可視画像５１４を、異なる方向に投影されるものとして図示するが、そのような図示が分かり易さのためにおこなわれているに過ぎないことは言うまでもない。さらに、可視画像５１３および不可視画像５１４の各々が、画像面５７０へに投影され、ほぼ位置合わせさていることも言うまでもない。したがって、不可視画像視認装置（たとえば、ＮＶＩＳゴーグル）を用いても用いなくても、画像面５７０の表示では、各々不可視画像５１４および可視画像５１３が位置合わせされている。
【００６４】
光変調器５１５ｒ、５１５ｇ、５１５ｂおよび不可視光変調器５１６の各々を制御して、所望により並列でまたは順次動作させることができる。
【００６５】
図６には、プロジェクタ１０１のための不可視データおよび可視データを結合させるための方法６００が図示されている。方法６００の説明を容易にするために、方法６００の実行には、システム１００、あるいはシステム１００に光源アセンブリ１０５ａ、光源アセンブリ１０５ｂ、プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１、またはプロジェクタ・ヘッド・アセンブリ５０１を組み込んだ任意の変種が使いられるものと仮定する。さらに、方法６００についての以下の説明により、システム１００およびその構成要素がよりよく理解できるようになる。しかしながら、システム１００および／または方法６００が変更可能であり、互いの関連において正確に本明細書に記載されるとおりに機能する必要はなく、そのような変種も本実施形態の範囲に包含されることは言うまでもない。
【００６６】
ステップ６１０において、可視画像１１３を表わす可視ビット１３５が、処理ユニット１３０等で受信される。一般に、可視ビット１３５は、可視光スペクトルで投影すべき画像のビデオストリーム内にあるビットである。いくつかの実施形態において、可視ビット１３５を、システム１００の外部のビデオ装置（模擬／視覚化装置（図示せず）等）から受信することができる。他の実施形態において、可視ビット１３５は、メモリ１３４（および／または外部メモリ（図示せず））内のデータファイルに保存でき、メモリ１３４から取り出して受信することができる。
【００６７】
ステップ６２０において、不可視画像１１４を表わす不可視ビット１３６が、処理ユニット１３０等で受信される。一般に、不可視ビット１３６は、不可視光スペクトルで投影すべき画像のビデオストリーム内にあるビットである。いくつかの実施形態において、不可視ビット１３６をシステム１００の外部のビデオ装置（模擬／視覚化装置（図示せず）等）から受信することができる。他の実施形態において、不可視ビット１３６をメモリ１３４（および／または外部メモリ（図示せず））内のデータファイルに保存でき、メモリ１３４から取り出して受信することができる。
【００６８】
ステップ６３０において、プロジェクタ１０１へと送信されるビデオデータ１２７内の可視ビット１３５の一部分が、不可視ビット１３６の少なくとも一部分と置換され、ビデオデータ１２７を処理する際に可視画像１１３および不可視画像１１４をプロジェクタ１０１が同時に投影できるようになる。ステップ６３０は、処理ユニット１３０等が実行できる。
【００６９】
ステップ６４０において、ビデオデータ１２７は、インターフェイス１３２等を介してプロジェクタ１０１へと送信される。次いで、プロジェクタ１０１がビデオデータ１２７を処理し、可視画像１１３および不可視画像１１４を同時に投影する。また、画像生成器１１０は、光源アセンブリ１０５へと協調信号１１２を送信することができ、上述のとおり、光変調器１１５が光変調器１１５で受信される可視光と不可視光と協調しやすくなる。
【００７０】
ステップ６１０〜６４０は、任意の適切な順序で、さらには／あるいは同時に実行できることは言うまでもない。さらに、ステップ６１０〜６４０を所望により繰り返し、ビデオデータ１２７をビデオデータストリームにてプロジェクタ１０１へと送信することも可能であることは言うまでもない。たとえば、模擬環境において、インターフェイス１３２は、可視ビット１３５および不可視ビット１３６を生成している模擬／視覚化装置（コックピットシミュレータ等）と通信可能である。要するに、可視ビット１３５および不可視ビット１３６の各々が、可視画像１１３および不可視画像１１４を各々表わすビデオデータの２つのストリームを示す。次いで、処理ユニット１３０が、プロジェクタ１０１へと送信されるビデオデータ１２７の可視ビット１３５の一部分を、不可視ビット１３６の少なくとも一部分と置換することにより、ビデオデータの２つのストリームが結合される。
【００７１】
たとえば、図７には、画像生成器１１０からプロジェクタ１０１へと送信されるビデオデータ７２７であって、不可視ビット１３６が存在せず、したがって従来技術によるビデオデータ７２７が示されている。ビデオデータ７２７は、複数のフレーム７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃ、・・・、７１０ｎ（総称的にフレーム７１０と称し、一括して複数のフレーム７１０と称する）を含み、各フレームが複数の画素で構成され、各画素が複数の赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂ（すなわち、可視ビット１３５）で構成される。ビデオデータ７２７は、ビデオデータ７２７を伝達するために必要とされる数のフレーム７１０で構成され、これらのフレーム７１０が１／Ｆ（Ｆはフレーム周波数）のフレーム周期で順に送信されることは言うまでもない。また、各フレーム７１０が一つの可視画像１１３を表しており、プロジェクタ１０１が各フレーム７１０を処理することにより、光変調器１１５を変調させて各可視画像１１３を形成することも言うまでもない。
【００７２】
当業者にとって既知であるが、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々は、最上位ビット（ＭＳｂ）から最下位ビット（ＬＳｂ）までの範囲にわたる複数のビット（各々、Ｒ０、Ｒ１、・・・、ＲＮＲ−１、Ｇ０、Ｇ１、・・・、ＧＮＧ−１、Ｂ０、Ｂ１、・・・、ＢＮＢ−１）を含む。たとえば、赤色ビット１３５ｒにおいて、ＭＳｂはＲＮＲ−１であり、ＬＳｂはＲ０である。さらに、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇ、および青色ビット１３５ｂは各々、ビット深度がＮ（すなわち、合計でＮ個のビット）であると理解される。
【００７３】
一般に、ビデオデータ１２７はビデオデータ７２７と同様であるが、可視ビット１３５の一部分が不可視ビット１３６の少なくとも一部分と置換されている。さらに、ビデオデータ１２７内の可視ビット１３５の一部分を不可視ビット１３６の少なくとも一部分と置換するために、様々なプロトコルを使用することができる。そのようなプロトコルの様々な非限定的実施形態は後述する。
【００７４】
１．単色置換プロトコル
【００７５】
図８には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７ａが図示されている。ビデオデータ１２７ａは、ビデオデータ１２７と同様であるが、非限定的実施形態に従って、青色ビット１３５ｂ（図７のＢ０、Ｂ１、・・・ＢＮＢ−１）が不可視ビット１３６と置換されている。不可視ビット１３６は、最上位ビット（ＭＳｂ）から最下位ビット（ＬＳｂ）までの範囲にわたる複数のビット（Ｉ０、Ｉ１、・・・、ＩＮｎｖ−１）を含む。ＭＳｂがＩＮｎｖ−１であり、ＬＳｂがＩ０である。さらに、不可視ビット１３６は、可視ビット１３５と同様のビット深度を有する。
【００７６】
ビデオデータ１２７ａにおいて青色ビット１３５ｂが置換されているが、他の非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒまたは緑色ビット１３５ｇのいずれかを置換することができることは言うまでもない。さらに、いくつかの非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々の一部分を、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々のビット深度が減少するが、いずれの成分も完全に除去されてしまうことがないように、不可視ビット１３６の一部分と置換することができる。
【００７７】
さらに、ビデオデータ１２７ａ内の各々のＲＧＩ三つ組（すなわち、縦列にて図示されている各々のＲＧＩ三つ組）が、ビデオデータ１２７ａの各フレームを示しており、各フレームにおいて青色ビット１３５ｂが不可視ビット１３６と置換されている。したがって、プロジェクタ１０１による処理の際に、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび不可視ビット１３６を抽出することができる。次いで、赤色ビット１３５ｒおよび緑色ビット１３５ｇが可視画像１１３を生成するために使用され、不可視ビット１３６が不可視画像１１４を生成するために使用される。たとえば、光変調器１１５が、各フレームにおいて、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび不可視ビット１３６を順に使用して（たとえば、上述のとおり順に光変調器１１５へと導かれる赤色、緑色および不可視光に協調して）変調される。
【００７８】
あるいは、プロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１またはプロジェクタ・ヘッド・アセンブリ５０１を備える実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび不可視ビット１３６を、各々適切な光変調器４１５ｒ（または５１５ｒ）、４１５ｇ（または５１５ｇ）および４１６（または５１６）を変調するために使用することができる。
【００７９】
表１は、図８に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は各々可視画像１１３の赤色、緑色および青色成分を示す。
【表１】
【００８０】
表１：単色置換プロトコルの特徴
【００８１】
したがって、表１に示すとおり、可視画像１１３の赤色および緑色成分の各々、ならびに不可視画像１１４が、フレームレートがＦ、ビット深度がＮ、正規化輝度（すなわち、光源アセンブリ１０５によってプロジェクタ１０１へともたらされる可視光と不可視光との強度にもとづくプロジェクタ１０１の最大輝度）が１である。
【００８２】
これらの実施形態において、可視画像１１３の青色成分は表示されないが、多くの模擬および／または視覚化環境においては、青色成分の喪失と（可視画像１１３に位置合わせさせた）不可視画像１１４の完全なフレームレートの投影との間のトレードオフを容認することができる。たとえば、特定の条件を模擬し、不可視画像１１４が赤外画像を含むコックピットシミュレータにおいては、青色成分の必要があまりない可能性があり、さらには／あるいは青色成分のデータの一部分を緑色成分のデータに組み込むことが可能である。たとえば、高輝度の状況において、人間は青色に対してあまり敏感でなく、したがって青色成分の喪失は、他の色の喪失に比べて肉眼では知覚されにくい。したがって、可視画像１１３の青色成分のダイナミックレンジを下げることができ、さらには／あるいは青色成分を取り除くことが可能である。しかしながら、低輝度の状況においては、人間は、青色に対してより敏感であり、赤色に対してあまり敏感でない。したがって、他の実施形態において、可視画像１１３の赤色成分を低減および／または除去することが望ましい。しかしながら、一般に、不可視ビット１３６と置換される色を模擬の条件に応じて調節できることを理解すべきである。
【００８３】
２．高ダイナミックレンジ単色置換プロトコル
【００８４】
図９には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７ｂが図示されている。ビデオデータ１２７ｂはビデオデータ１２７ａに類似しており、青色ビット１３５ｂが、ビデオデータ１２７ｂの連続する各フレームにおいて、最上位不可視ビット１３６Ｍ（すなわち、ＩＭ）と最下位不可視ビット１３６Ｌ（すなわちＩＬ）との間を交互する不可視ビット１３６と置換されている。たとえば、図８を参照して上述したとおり、いくつかの実施形態において、不可視ビット１３６が、最上位ビット（ＭＳｂ）から最下位ビット（ＬＳｂ）までの範囲にわたる複数のビット（Ｉ０、Ｉ１、・・・、ＩＮｎｖ−１）を含み、ビット深度がＮである。しかしながら、最上位不可視ビット１３６Ｍおよび最下位不可視ビット１３６Ｌのビット深度がＮ（すなわち、各フレームごとにＮビットが送信される）であるため、図９に示したプロトコルにおいては、不可視ビット１３６の総ビット深度は２Ｎである。換言すると、図９に示したプロトコルでは、不可視画像１１４内の２倍のデータ（たとえば、ダイナミックレンジ）を送信可能であるが、フレームレートは半分（Ｆ／２）になる。フレームレートがＦ／２になるのは、一つの不可視画像１１４に関するデータのすべてをプロジェクタ１０１で送信／受信するために２つのフレームを要するためである。
【００８５】
ビデオデータ１２７ｂにおいて青色ビット１３５ｂが置換されているが、他の非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒまたは緑色ビット１３５ｇのいずれかを置換することができるのは言うまでもない。さらに、いくつかの非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々の一部分を、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々のビット深度が減少するが、いずれの成分も完全に除去されてしまうことがないように、不可視ビット１３６の一部分と置換することができる。
【００８６】
表２は、図９に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は各々可視画像１１３の赤色、緑色および青色成分を示す。
【表２】
【００８７】
表２：高ダイナミックレンジ単色置換プロトコルの特徴
【００８８】
したがって、表２に示すとおり、可視画像１１３の赤色および緑色成分は各々、フレームレートがＦであり、ビット深度がＮであり、正規化輝度が１である。しかしながら、不可視画像１１４は、フレームレートがＦ／２あり、ビット深度が２Ｎであり、正規化輝度が１ある。したがって、フレームレートは低いものの、不可視画像１１４は、図８のプロトコルまたは可視画像１１３と比べてダイナミックレンジ（すなわち、ビット深度が２Ｎ）がより高い。
【００８９】
３．交互フレーム単色置換プロトコル
【００９０】
図１０には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７ｃが図示されている。ビデオデータ１２７ｃは、ビデオデータ１２７ａに類似しているが、ビデオデータ１２７ｃにおいては、ビデオデータ１２７ｃの１つおきのフレームの青色ビット１３６が不可視ビット１３６に置換されている。この方法で、ビデオデータ１２７ａおよびビデオデータ１２７ｂと対照的に、青色ビット１３５ｂがプロジェクタ１０１へと伝達されるが、そのフレームレートはＦ／２である。同様に、不可視ビット１３６がプロジェクタ１０１へと伝達されるが、やはりそのフレームレートもＦ／２である。これにより、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇ、青色ビット１３５ｂおよび不可視ビット１３６の各々について同じダイナミックレンジ（すなわち、ビット深度がＮ）とすることができる。
【００９１】
ビデオデータ１２７ｃにおいて青色ビット１３５ｂが置換されているが、他の非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒまたは緑色ビット１３５ｇのいずれかを置換することができることは言うまでもない。さらに、いくつかの非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々の一部分を、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々のビット深度が減少するが、いずれの成分も完全に除去されてしまうことがないように、不可視ビット１３６の一部分と置換することができる。
【００９２】
表３は、図１０に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は各々可視画像１１３の赤色、緑色および青色成分を示す。
【表３】
【００９３】
表３．交互フレーム単色置換プロトコルの特徴
【００９４】
したがって、表３に示すとおり、可視画像１１３の赤色および緑色成分は各々、フレームレートがＦであり、ビット深度がＮであり、正規化輝度が１である。しかしながら、青色ビット１３５ｂおよび不可視画像１１４は、フレームレートがＦ／２であり、ビット深度がＮである。さらに、可視画像１１３の青色成分ならびに不可視画像１１４は、可視画像１１３の赤色および緑色成分の半分の時間だけしか「オン」でないため、各々の正規化輝度は０．５である。いくつかの実施形態において、これに、青色のビデオデータ（すなわち、青色ビット１３５ｂ）および不可視ビット１３６についての利得を大きくすることによって対処することができる。しかしながら、青色ビット１３５ｂが、利得を大きくすることが飽和につながるような概ね大きな振幅（たとえば、最大振幅に実質的に近い）を有する場合には、青色ビット１３５ｂの代わりに赤色ビット１３５ｒまたは緑色ビット１３５ｇのいずれかを置換することができる。
【００９５】
他の実施形態において、可視画像１１３の青色成分ならびに不可視画像１１４の低輝度に、以下によって対処することができる。すなわち、光変調器１１５が可視画像１１３の青色成分および／または不可視画像１１４を形成すべく変調させられているときに広帯域光源１０９の振幅を大きくする。あるいは、青色光源（たとえば、２０６ｂおよび／または５０６ｂ）ならびに／あるいは少なくとも１つの不可視光源（たとえば、１０７、１０７ｂおよび／または５０７）の振幅を大きくするという対処が可能である。さらなる実施形態において、さらにトレードオフを行い、置換の間隔を、１つおきのフレームから、２つおき、３つおき、４つおきのフレーム等へと延長することもできる。結果として、可視ビットまたは不可視ビットのフレームレートがＦ／３、Ｆ／４、Ｆ／５等になり、輝度が１／３、１／４、１／５等になると考えられる。
【００９６】
４．交互のフレームにおいて別々の色を置換するプロトコル
【００９７】
図１１には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７ｃと同様のビデオデータ１２７ｄが図示されている。ただし、ビデオデータ１２７ｄにおいては、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのうちの第１の１つの不可視ビット１３６との置換と、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのうちの第２の１つの不可視ビット１３６との置換とが、ビデオデータ１２７ｄの連続する各フレームにおいて交互におこなわれる。具体的には、図示した実施形態において、赤色ビット１３５ｒの不可視ビット１３６との置換と、青色ビット１３５ｂの不可視ビット１３６との置換とが交互におこなわれる。
【００９８】
ビデオデータ１２７ｄにおいて赤色ビット１３５ｒおよび青色ビット１３５ｂが置換されるが、他の非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのうちの任意の２つを置換することができることは言うまでもない。さらに、他の非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇのうちの第３の１つを、ビデオデータ１２７ｄのさらに続くフレームにおいて、任意の所望の順序（たとえば、ＩＧＢ、ＲＩＢ、ＲＧＩ等）で不可視ビット１３６と置換することができる。
【００９９】
表４は、図１１に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は各々可視画像１１３の赤色、緑色および青色成分を示す。
【表４】
【０１００】
表４．交互フレーム単色置換プロトコルの特徴
【０１０１】
したがって、表４に示すとおり、可視画像１１３の緑色成分および不可視画像１１４は、フレームレートがＦであり、正規化輝度が１である。しかしながら、赤色ビット１３５ｒおよび青色ビット１３５ｂは、フレームレートがＦ／２であり、正規化輝度が０．５である（図１０を参照して上述したとおりに対処可能である）。しかしながら、可視画像１１３のすべての成分および不可視画像１１４は、ダイナミックレンジが同じ（すなわち、ビット深度Ｎ）である。
【０１０２】
５．単色ビット深度削減プロトコル
【０１０３】
図１２には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７と同様のビデオデータ１２７ｅが図示されている。ただし、ビデオデータ１２７ｅにおいては、青色ビット１３５ｂの一部分のみが、不可視ビット１３６の一部分１３６ｉ（たとえば、Ｉｉ）と置換されており、この部分１３６ｉは、ビット深度がＮｉである。したがって、青色ビット１３５ｂは、ビット深度がＮ−Ｎｉとなる。いくつかの実施形態において、上記部分１３６ｉが、不可視ビット１３６のうちＮｉの最上位ビットを含むことができるが、他の実施形態においては、上記部分１３６ｉが、不可視ビット１３６のうちＮｉの最下位ビットであるを含むことができる。
【０１０４】
ビデオデータ１２７ｅにおいて青色ビット１３５ｂが置換されるが、他の非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒまたは緑色ビット１３５ｇのいずれかを置換することができるのは言うまでもない。さらに、いくつかの非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々の一部分を、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々のビット深度が減少するが、いずれの成分も完全に除去されてしまうことがないように、不可視ビット１３６の一部分と置換することができる。
【０１０５】
表５は、図１２に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は各々可視画像１１３の赤色、緑色および青色成分を示す。
【表５】
【０１０６】
表５．単色ビット深度削減プロトコルの特徴
【０１０７】
したがって、表５に示すとおり、可視画像１１３のすべての成分および不可視画像１１４は、フレームレートがＦであり、正規化輝度が１である。しかしながら、青色ビット１３５ｂは、赤色ビット１３５ｒおよび緑色ビット１３５ｇよりもダイナミックレンジが縮小されている（すなわち、ビット深度はＮ−Ｎｉ）。さらに、不可視画像１１４は、赤色ビット１３５ｒおよび緑色ビット１３５ｇよりもダイナミックレンジが小さい（すなわち、ビット深度はＮｉ）。したがって、いくつかの実施形態において、可視画像１１３のうちのダイナミックレンジが最小である成分が、ビットの置換をおこなう色として選択される。各成分のダイナミックレンジの要件が変化する場合、ビットの置換をおこなうべく選択される色も変更することができる。
【０１０８】
６．高ダイナミックレンジ単色ビット深度削減プロトコル
【０１０９】
図１３には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７ｅと同様のビデオデータ１２７ｆが図示されている。ただし、ビデオデータ１２７ｆにおいては、青色ビット１３５ｂの一部分だけが、ビデオデータ１２７ｆの連続するフレームにおいて、より上位の不可視ビット１３６Ｍｉとより下位の不可視ビット１３６Ｌｉとに置換される。さらに、より上位の不可視ビット１３６Ｍｉとより下位の不可視ビット１３６Ｌｉは、各々ビット深度がＮｊであり、したがって青色ビット１３５ｂは、ビット深度がＮ−Ｎｊである。
【０１１０】
ビデオデータ１２７ｆにおいて青色ビット１３５ｂが置換されるが、他の非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒまたは緑色ビット１３５ｇのいずれかを置換することができることは言うまでもない。さらに、いくつかの非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々の一部分を、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々のビット深度が減少するが、いずれの成分も完全に除去されてしまうことがないように、不可視ビット１３６の一部分と置換することができる。
【０１１１】
表６は、図１３に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は各々可視画像１１３の赤色、緑色および青色成分を示す。
【表６】
【０１１２】
６．高ダイナミックレンジ単色ビット深度削減プロトコルの特徴
【０１１３】
したがって、表６に示すとおり、可視画像１１３のすべての成分は、フレームレートがＦであり、正規化輝度が１である。不可視画像１１４は、フレームレートがＦ／２であり、低輝度（図１０を参照して上述したとおりに対処可能である）である。青色ビット１３５ｂは、赤色ビット１３５ｒおよび緑色ビット１３５ｇよりもダイナミックレンジが縮小される（すなわち、ビット深度がＮ−Ｎｊ）。しかしながら、不可視画像１１４は、たとえば図１１を参照して説明したプロトコルよりもダイナミックレンジが広い。いくつかの実施形態において、可視画像１１３のうちのダイナミックレンジが最小である成分が、ビットの置換を行う色として選択される。各成分のダイナミックレンジの要件が変化する場合、ビットの置換を行うべく選択される色も変更することができる。
【０１１４】
７．超高ダイナミックレンジ交互フレームプロトコル
【０１１５】
図１４には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７と同様のビデオデータ１２７ｇが図示されている。ただし、ビデオデータ１２７ｇにおいては、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々が、ビデオデータ１２７ｇの一連の交互のフレームにおいて、不可視ビットの少なくとも一部分と置換される。たとえば、いくつかの非限定的実施形態において、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂの各々が、不可視ビット１３６ＭＭ、１３６Ｍおよび１３６Ｌと置換される。これらの実施形態において、不可視ビット１３６は、ビット深度が３Ｎであり、不可視ビット１３６が不可視ビット１３６ＭＭ、１３６Ｍおよび１３６Ｌへと分割され、不可視ビット１３６ＭＭが「最上位の」最上位ビットを含み、不可視ビット１３６Ｍが最上位ビットを含み、不可視ビット１３６Ｌが最下位ビットを含む。不可視ビット１３６ＭＭ、１３６Ｍおよび１３６Ｌのどれが、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのどれを置換するかについて、通常は制限がないことは言うまでもない。また、これらの実施形態において、プロジェクタ１０１が、不可視スペクトルにおいて大きな輝度のダイナミックレンジを投影できることも言うまでもない。
【０１１６】
表７は、図１４に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は各々可視画像１１３の赤色、緑色および青色成分を示す。
【表７】
【０１１７】
７．超高ダイナミックレンジ交互フレームプロトコルの特徴
【０１１８】
したがって、表７に示すとおり、可視画像１１３のすべての成分および不可視画像は、フレームレートがＦ／２であり、正規化輝度が０．５である（図１０を参照して上述したとおりに対処可能である）。さらに、可視画像１１３のすべての成分は、ダイナミックレンジが同じ（たとえば、ビット深度がＮ）であるのに対し、不可視画像１１４は、ダイナミックレンジがきわめて大きい（ビット深度が３Ｎ）。
【０１１９】
８．高ダイナミックレンジ交互フレームプロトコル
【０１２０】
図１５には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７ｇと同様のビデオデータ１２７ｈが図示されている。ただし、ビデオデータ１２７ｈにおいては、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇ、および青色ビット１３５ｂのうちの２つが不可視ビット１３６Ｍと置換され、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのうちの１つが不可視ビット１３６Ｌと置換される。これらの実施形態において、不可視ビット１３６は、ビット深度が２Ｎであり、光変調器１１５に入射する不可視光を、２−（Ｎ＋１）の輝度へと調節できることは言うまでもない。したがって、不可視最上位ビット（すなわち、不可視ビット１３６Ｍ）が繰り返され、不可視画像１１４の輝度を、輝度の微細な階調を保ちつつ可視画像１１３に比べて２倍にする。これは、（たとえば、コックピットシミュレータにおける）樹冠等、暗視画像における「混み合った」環境の模擬において有用となり得る。
【０１２１】
表８は、図１５に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は各々可視画像１１３の赤色、緑色および青色成分を示す。
【表８】
【０１２２】
表８．高ダイナミックレンジ交互フレームプロトコルの特徴
【０１２３】
したがって、表８に示すとおり、可視画像１１３のすべての成分および不可視画像１１４は、フレームレートがＦ／２である。可視画像１１３は、正規化輝度が０．５であり（図１０を参照して上述したとおりに対処可能である）、不可視画像１１４は、正規化輝度が１である。さらに、可視画像１１３のすべての成分は、ダイナミックレンジが同じ（たとえば、ビット深度がＮ）であるのに対し、不可視画像１１４は、ダイナミックレンジが大きい（ビット深度が２Ｎ）。
【０１２４】
９．高ダイナミックレンジ・モノクロ・プロトコル
【０１２５】
図１６には、非限定的実施形態に係るビデオデータ１２７ａと同様のビデオデータ１２７ｉが図示されている。ただし、ビデオデータ１２７ｉにおいては、各フレームにおいて、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのうちの１つが不可視ビット１３６Ｍと置換され、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのうちの別の１つが不可視ビット１３６Ｌと置換される。結果として、赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのうちの１つ（たとえば、図示のとおりの赤色ビット１３５ｒ）がプロジェクタ１０１へと送信され、したがって可視画像１１３がモノクロになっている。さらに、これらの実施形態において、送信される可視ビット１３５を、モノクロ画像データのすべてが赤色ビット１３５ｒ、緑色ビット１３５ｇおよび青色ビット１３５ｂのうちの送信される１つに含まれるように処理することが可能である。したがって、これらの実施形態において、送信される可視ビット（「Ｗ」）は、赤色、緑色または青色データに限られず、赤色、緑色および青色データの何らかの組み合わせが所定のアルゴリズムに従ってモノクロに変換されたデータ、ならびに初めからモノクロで生成されたデータであってもよいことは言うまでもない。
【０１２６】
これらのいくつかの実施形態において、プロジェクタ１０１をモノクロモードにすることにより、広帯域光源１０９が光変調器１１５（あるいは、光変調器４１５ｒ、４１５ｇおよび４１５ｂのうちの１つ以上）を照光して、可視画像１１３を黒色／白色／灰色の配色で投影するようにすることができる。
【０１２７】
表９は、図１９に示したプロトコルのさらなる特徴を示し、表中、「Ｉ」は不可視画像１１４を示し、「Ｗ」はモノクロモードで投影される可視画像１１３を示す。
【表９】
【０１２８】
表９．高ダイナミックレンジ・モノクロ・プロトコルの特徴
【０１２９】
したがって、表９に示すとおり、モノクロの可視画像１１３および不可視画像１１４は、フレームレートがＦであり、正規化輝度が１である。さらに、不可視画像１１４は、ビット深度がＮであるモノクロの可視画像１１３に比べ、ダイナミックレンジが高い（ビット深度が２Ｎ）。
【０１３０】
ビデオデータ１２７において可視ビット１３５の一部分を不可視ビット１３６の少なくとも一部分と置換するための９つの異なるプロトコルおよび変種を説明したが、別のプロトコルもこれらの実施形態に鑑みて可能であり、本明細書の技術的範囲に包含される。
【０１３１】
このように、ビデオデータ１２７において可視ビット１３５の一部分を不可視ビット１３６の少なくとも一部分と置換するとともに、プロジェクタ１０１がビデオデータ１２７を処理でき、不可視画像１１４を可視画像１１３とは別個独立に形成すべく不可視光を変調でき、且つ可視画像１１３と不可視画像１１４とを位置合わせさせて（すなわち、同じ投影光学系１１６によって）同時に投影できるようにすることによって、不可視画像１１４を用いた模擬／視覚化環境が総じて簡素化される。そのような模擬／視覚化環境の例として、暗視モードが可能な（たとえば、ユーザが暗視ゴーグルを利用できる）コックピットシミュレータおよび／またはフライトシミュレータおよび／または運転シミュレータ、ならびに赤外画像検出器を備え、検出した赤外画像を可視光スペクトルでヘッドアップディスプレイに投影できる運転シミュレータ等があるが、これらに限定されない。当業者にとって想到可能な他の模擬／視覚化環境も、これらの実施形態の範囲に包含される。
【０１３２】
いくつかの実施形態において、プロジェクタ１０１、光源アセンブリ１０５、１０５ａおよび１０５ｂ、画像生成器１１０、ならびにプロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１および５０１の機能が、あらかじめプログラムされたハードウェアまたはファームウェア要素（たとえば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電気的に消去できる読み出し専用プログラマブルメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等）あるいは他の関連機器を用いて実現できることは、当業者であれば理解できるであろう。他の実施形態において、プロジェクタ１０１、光源アセンブリ１０５、１０５ａおよび１０５ｂ、画像生成器１１０、ならびにプロジェクタ・ヘッド・アセンブリ４０１および５０１の機能は、コンピュータ装置（コンピュータ装置の操作用のコンピュータ読み取り可能なプログラムコードを保存しているコードメモリ（図示せず）へとアクセスできるもの）を用いて実現することができる。コンピュータ読み取り可能なプログラムコードは、固定且つ実体があるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、上記機器が直接読み取ることができる記憶媒体（取り出し可能なディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、固定ディスク、ＵＳＢドライブ等）に保存することができる。あるいは、コンピュータ読み取り可能なプログラムコードの保存はリモートで行い、伝送媒体を介してネットワーク（限定されないが、インターネット等）へと接続されるモデム等のインターフェイス装置を介して、上記機器へと同プログラムコードを送信できるようにしてもよい。上記伝送媒体は、有線の媒体（光および／またはデジタルおよび／またはアナログの通信回線等）または無線の媒体（マイクロ波、赤外線、自由空間光等の伝送方式）のいずれか、あるいはこれらの組み合わせであってもよい。
【０１３３】
上述の実施形態を実現するために、さらに別の手段や変形が可能であり、上述の手段や例が１つ以上の実施形態の例示にすぎないことは、当業者であれば理解できるであろう。したがって、本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲以外の何ものにも限定されない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視画像および不可視画像を投影するためのシステムであって、
可視光を発することができる可視光源と、
不可視光を発することができる不可視光源と、
前記可視光および前記不可視光を受信および変調して、可視画像および該可視画像とは別個独立に形成される不可視画像を各々形成することができる少なくとも１つの光変調器と、
位置合わせされた前記可視画像および不可視画像を受信し且つ同時に投影することができる投影光学系と、
を備える、システム。
【請求項２】
前記不可視画像を前記可視画像とは別個独立に形成すべく前記不可視光を変調する前記少なくとも１つの光変調器を制御することが可能な処理ユニットをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
複数の光変調器をさらに備え、該複数の光変調器の各々が、前記可視光の各成分を受信および変調して、前記可視画像の各成分を形成することができる、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記可視光源を含む複数の可視光源を、前記複数の光変調器との一対一の関係でさらに備え、該複数の可視光源の各々は、前記可視光の前記各成分を発することができる、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記可視光源および前記不可視光源を含む広帯域光源と、
該広帯域光源からの光を、前記不可視光と前記可視光の前記各成分とに分割することができるスペクトル分割器と
をさらに備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記スペクトル分割器は、少なくとも１つのプリズムと少なくとも１つの二色性フィルタとのうちの少なくとも一方を備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの光変調器が、
前記可視光を受信および変調して前記可視画像を形成することができる少なくとも１つの可視光変調器と、
前記不可視光を受信および変調して、前記可視画像とは別個独立に前記不可視画像を形成することができる少なくとも１つの不可視光変調器と
を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記可視光源および前記不可視光源を含む広帯域光源と、
前記可視画像とは別個独立に前記不可視画像を形成するために、前記広帯域光源からの光を、前記不可視光と前記可視光の複数の成分とに、前記不可視光の変調に協調した順序で分割することができる光フィルタと
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記光フィルタが、
各々が前記可視光の前記各成分のうちの１つを通すとともに前記不可視光の透過を実質的に遮断することができる複数の可視光フィルタと、
前記不可視光を通すとともに前記可視光を実質的に遮断することができる不可視光フィルタと
を備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記光フィルタが、カラーホイールを備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記可視光源を含む複数の可視光源をさらに備え、該複数の可視光源の各々が、前記可視光の各成分を発することができる、請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数の可視光源および前記不可視光源が、前記可視光の各成分および前記不可視光を、前記不可視画像を前記可視画像とは別個独立に形成するための前記不可視光の変調に協調した順序で発することができる、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの可視光変調器が、赤色、緑色および青色の前記各光源から光を受信し、該可視光を変調して可視画像を形成することがさらに可能になっている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの可視光源が、赤色、緑色および青色の光源のうちの少なくとも１つを備え、前記不可視光源が、赤外光源および紫外光源のうちの少なくとも一方を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
可視画像および不可視画像を投影することができるプロジェクタであって、可視光および不可視光を受信および変調して、可視画像および該可視画像とは別個独立に形成される不可視画像を各々形成することができる少なくとも１つの光変調器と、前記可視画像および不可視画像を受信し、位置合わせさせて同時に投影することができる投影光学系とを備えたプロジェクタへと光を供給するための光源アセンブリであって、
可視光を発することができる可視光源と、
不可視光を発することができる不可視光源と、
前記可視光と不可視光とを前記プロジェクタへと伝送することができる光インターフェイスと、
協調信号を受信することができる通信インターフェイスと、
該インターフェイスへと接続された処理ユニットであって、前記協調信号を処理して、応答時に、前記プロジェクタにおいて前記不可視画像が前記可視画像とは別個独立に形成されるように、前記可視光および不可視光の前記プロジェクタへの伝送を前記可視光および不可視光の前記変調に協調させることができる処理ユニットと
を備える、光源アセンブリ。
【請求項１６】
可視画像および不可視画像を投影可能なプロジェクタのために不可視データと可視データとを組み合わせる方法であって、
前記プロジェクタが可視光スペクトルで投影すべき前記可視画像を表わす可視ビットを受信するステップと、
前記プロジェクタが不可視光スペクトルで投影すべき前記不可視画像を表わす不可視ビットを受信するステップと、
ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換し、前記ビデオデータを処理する際に前記可視画像と前記不可視画像とをプロジェクタが同時に投影できるようにするステップとを含む、方法。
【請求項１７】
前記可視ビットが、赤色、緑色および青色ビットを含み、前記ビデオデータがフレームを含み、前記各フレームが、前記赤色、緑色および青色ビットを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップが、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップが、前記青色ビットの一部分を前記不可視ビットの一部分と置換するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップが、前記ビデオデータの一連のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを、最上位不可視ビットと最下位不可視ビットとに交互に置換するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記ビデオデータの一連のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを最上位不可視ビットと最下位不可視ビットとに置換するステップが、前記ビデオデータの前記一連のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つの一部分を前記最上位不可視ビットと前記最下位不可視ビットとに置換するステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップが、前記ビデオデータの１つおきのフレームで前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップが、前記ビデオデータの一連のフレームにおいて、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第１の１つを前記不可視ビットと置換することと、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第２の１つを前記不可視ビットと置換することを交互でおこなうステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記ビデオデータのさらなる続きのフレームにおいて、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第３の１つを前記不可視ビットと置換するステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップが、前記ビデオデータの一連の交互のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットを前記不可視ビットの前記少なくとも一部分と置換するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
前記ビデオデータの一連の交互のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットを前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップが、前記ビデオデータの前記一連のフレームにおいて、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第１の１つを前記不可視ビットの第１の部分で置換し、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第２の１つを前記不可視ビットの第２の部分と置換するステップを含み、前記第１の部分が前記第２の部分よりも下位である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記ビデオデータの前記一連のフレームにおいて、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第３の１つを、前記不可視ビットの前記第２の部分または第３の部分のうちの一方と置換するステップをさらに含み、前記第２の部分が前記第３の部分よりも下位である、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップが、各フレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットのうちの２つを前記不可視ビットと置換して、残りの可視ビットがモノクロ画像を含むようにするステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２９】
前記赤色、緑色および青色ビットのうちの２つを前記不可視ビットと置換するステップが、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第１の１つを最上位不可視ビットで置換し、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第２の１つを最下位不可視ビットと置換するステップを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記残りの可視ビットが、赤色、緑色および青色データの組み合わせが所定のアルゴリズムに従ってモノクロに変換されたデータ、ならびに初めからモノクロで生成されたデータの少なくとも一方を含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
可視画像と不可視画像を投影することができるプロジェクタのために不可視データと可視データとを組み合わせるための画像生成器であって、
前記プロジェクタへとビデオデータを伝送することができるインターフェイスと、
プロジェクタが可視光スペクトルで投影すべき前記可視画像を表わす可視ビットを受信し、プロジェクタが不可視光スペクトルで投影すべき前記不可視画像を表わす不可視ビットを受信し、前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分に置換して、前記ビデオデータを処理する際に前記可視画像と前記不可視画像とをプロジェクタが同時に投影できるようにする処理ユニットと
を備える、画像生成器。
【請求項１】
可視画像および不可視画像を投影するためのシステムであって、
可視光を発することができる可視光源と、
不可視光を発することができる不可視光源と、
前記可視光および前記不可視光を受信および変調して、可視画像および該可視画像とは別個独立に形成される不可視画像を各々形成することができる少なくとも１つの光変調器と、
位置合わせされた前記可視画像および不可視画像を受信し且つ同時に投影することができる投影光学系と、
を備える、システム。
【請求項２】
前記不可視画像を前記可視画像とは別個独立に形成すべく前記不可視光を変調する前記少なくとも１つの光変調器を制御することが可能な処理ユニットをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
複数の光変調器をさらに備え、該複数の光変調器の各々が、前記可視光の各成分を受信および変調して、前記可視画像の各成分を形成することができる、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記可視光源を含む複数の可視光源を、前記複数の光変調器との一対一の関係でさらに備え、該複数の可視光源の各々は、前記可視光の前記各成分を発することができる、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記可視光源および前記不可視光源を含む広帯域光源と、
該広帯域光源からの光を、前記不可視光と前記可視光の前記各成分とに分割することができるスペクトル分割器と
をさらに備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記スペクトル分割器は、少なくとも１つのプリズムと少なくとも１つの二色性フィルタとのうちの少なくとも一方を備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの光変調器が、
前記可視光を受信および変調して前記可視画像を形成することができる少なくとも１つの可視光変調器と、
前記不可視光を受信および変調して、前記可視画像とは別個独立に前記不可視画像を形成することができる少なくとも１つの不可視光変調器と
を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記可視光源および前記不可視光源を含む広帯域光源と、
前記可視画像とは別個独立に前記不可視画像を形成するために、前記広帯域光源からの光を、前記不可視光と前記可視光の複数の成分とに、前記不可視光の変調に協調した順序で分割することができる光フィルタと
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記光フィルタが、
各々が前記可視光の前記各成分のうちの１つを通すとともに前記不可視光の透過を実質的に遮断することができる複数の可視光フィルタと、
前記不可視光を通すとともに前記可視光を実質的に遮断することができる不可視光フィルタと
を備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記光フィルタが、カラーホイールを備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記可視光源を含む複数の可視光源をさらに備え、該複数の可視光源の各々が、前記可視光の各成分を発することができる、請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数の可視光源および前記不可視光源が、前記可視光の各成分および前記不可視光を、前記不可視画像を前記可視画像とは別個独立に形成するための前記不可視光の変調に協調した順序で発することができる、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの可視光変調器が、赤色、緑色および青色の前記各光源から光を受信し、該可視光を変調して可視画像を形成することがさらに可能になっている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの可視光源が、赤色、緑色および青色の光源のうちの少なくとも１つを備え、前記不可視光源が、赤外光源および紫外光源のうちの少なくとも一方を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
可視画像および不可視画像を投影することができるプロジェクタであって、可視光および不可視光を受信および変調して、可視画像および該可視画像とは別個独立に形成される不可視画像を各々形成することができる少なくとも１つの光変調器と、前記可視画像および不可視画像を受信し、位置合わせさせて同時に投影することができる投影光学系とを備えたプロジェクタへと光を供給するための光源アセンブリであって、
可視光を発することができる可視光源と、
不可視光を発することができる不可視光源と、
前記可視光と不可視光とを前記プロジェクタへと伝送することができる光インターフェイスと、
協調信号を受信することができる通信インターフェイスと、
該インターフェイスへと接続された処理ユニットであって、前記協調信号を処理して、応答時に、前記プロジェクタにおいて前記不可視画像が前記可視画像とは別個独立に形成されるように、前記可視光および不可視光の前記プロジェクタへの伝送を前記可視光および不可視光の前記変調に協調させることができる処理ユニットと
を備える、光源アセンブリ。
【請求項１６】
可視画像および不可視画像を投影可能なプロジェクタのために不可視データと可視データとを組み合わせる方法であって、
前記プロジェクタが可視光スペクトルで投影すべき前記可視画像を表わす可視ビットを受信するステップと、
前記プロジェクタが不可視光スペクトルで投影すべき前記不可視画像を表わす不可視ビットを受信するステップと、
ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換し、前記ビデオデータを処理する際に前記可視画像と前記不可視画像とをプロジェクタが同時に投影できるようにするステップとを含む、方法。
【請求項１７】
前記可視ビットが、赤色、緑色および青色ビットを含み、前記ビデオデータがフレームを含み、前記各フレームが、前記赤色、緑色および青色ビットを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップが、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップが、前記青色ビットの一部分を前記不可視ビットの一部分と置換するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップが、前記ビデオデータの一連のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを、最上位不可視ビットと最下位不可視ビットとに交互に置換するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記ビデオデータの一連のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを最上位不可視ビットと最下位不可視ビットとに置換するステップが、前記ビデオデータの前記一連のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つの一部分を前記最上位不可視ビットと前記最下位不可視ビットとに置換するステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップが、前記ビデオデータの１つおきのフレームで前記赤色、緑色および青色ビットのうちの１つを前記不可視ビットと置換するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップが、前記ビデオデータの一連のフレームにおいて、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第１の１つを前記不可視ビットと置換することと、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第２の１つを前記不可視ビットと置換することを交互でおこなうステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記ビデオデータのさらなる続きのフレームにおいて、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第３の１つを前記不可視ビットと置換するステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップが、前記ビデオデータの一連の交互のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットを前記不可視ビットの前記少なくとも一部分と置換するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
前記ビデオデータの一連の交互のフレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットを前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップが、前記ビデオデータの前記一連のフレームにおいて、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第１の１つを前記不可視ビットの第１の部分で置換し、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第２の１つを前記不可視ビットの第２の部分と置換するステップを含み、前記第１の部分が前記第２の部分よりも下位である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記ビデオデータの前記一連のフレームにおいて、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第３の１つを、前記不可視ビットの前記第２の部分または第３の部分のうちの一方と置換するステップをさらに含み、前記第２の部分が前記第３の部分よりも下位である、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分と置換するステップが、各フレームにおいて前記赤色、緑色および青色ビットのうちの２つを前記不可視ビットと置換して、残りの可視ビットがモノクロ画像を含むようにするステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２９】
前記赤色、緑色および青色ビットのうちの２つを前記不可視ビットと置換するステップが、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第１の１つを最上位不可視ビットで置換し、前記赤色、緑色および青色ビットのうちの第２の１つを最下位不可視ビットと置換するステップを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記残りの可視ビットが、赤色、緑色および青色データの組み合わせが所定のアルゴリズムに従ってモノクロに変換されたデータ、ならびに初めからモノクロで生成されたデータの少なくとも一方を含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
可視画像と不可視画像を投影することができるプロジェクタのために不可視データと可視データとを組み合わせるための画像生成器であって、
前記プロジェクタへとビデオデータを伝送することができるインターフェイスと、
プロジェクタが可視光スペクトルで投影すべき前記可視画像を表わす可視ビットを受信し、プロジェクタが不可視光スペクトルで投影すべき前記不可視画像を表わす不可視ビットを受信し、前記ビデオデータ内の前記可視ビットの一部分を前記不可視ビットの少なくとも一部分に置換して、前記ビデオデータを処理する際に前記可視画像と前記不可視画像とをプロジェクタが同時に投影できるようにする処理ユニットと
を備える、画像生成器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
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【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
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【図９】
【図１０】
【図１１】
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【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−１４００１７（Ｐ２０１０−１４００１７Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００９−２４９６５２（Ｐ２００９−２４９６５２）
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（５０８１４５２４１）クリスティー デジタル システムズ ユーエスエー インコーポレイティッド (12)
【氏名又は名称原語表記】Ｃｈｒｉｓｔｉｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＵＳＡ，Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】１０５５０ Ｃａｍｄｅｎ Ｄｒ． Ｃｙｐｒｅｓｓ， ＣＡ ９０６３０ ， ＵＳＡ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４９６５２（Ｐ２００９−２４９６５２）
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（５０８１４５２４１）クリスティー デジタル システムズ ユーエスエー インコーポレイティッド (12)
【氏名又は名称原語表記】Ｃｈｒｉｓｔｉｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＵＳＡ，Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】１０５５０ Ｃａｍｄｅｎ Ｄｒ． Ｃｙｐｒｅｓｓ， ＣＡ ９０６３０ ， ＵＳＡ
【Ｆターム（参考）】
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