赤外線レンズ焦点調節装置を有する熱画像形成カメラ
【課題】高い機能性と高い質の赤外線画像とを、標的シーンからの種々多様な距離にわたって提供する熱画像形成カメラを提供する。
【解決手段】可視光（ＶＬ）画像と赤外線（ＩＲ）画像とを捕捉するために使用される熱画像形成カメラである。カメラは焦点調節可能なＩＲ光学部品を含む。カメラは、ＩＲ素子に連結された焦点機構を含んでいて、この焦点機構は、ＩＲ光学部品を合焦させるべくＩＲ光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成される。様々な焦点位置は、シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置と、シーンが設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の焦点位置とを含む。カメラの構造形に応じて、カメラのＩＲ光学部品は１．０を上回るＦ値を定義し、ＩＲ光学部品の軸はＶＬ光学部品の軸から４．３２ｃｍ未満の距離だけオフセットされる。
【解決手段】可視光（ＶＬ）画像と赤外線（ＩＲ）画像とを捕捉するために使用される熱画像形成カメラである。カメラは焦点調節可能なＩＲ光学部品を含む。カメラは、ＩＲ素子に連結された焦点機構を含んでいて、この焦点機構は、ＩＲ光学部品を合焦させるべくＩＲ光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成される。様々な焦点位置は、シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置と、シーンが設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の焦点位置とを含む。カメラの構造形に応じて、カメラのＩＲ光学部品は１．０を上回るＦ値を定義し、ＩＲ光学部品の軸はＶＬ光学部品の軸から４．３２ｃｍ未満の距離だけオフセットされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱画像形成カメラに関し、より具体的には焦点調節可能な赤外線レンズを備えた熱画像形成カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱画像形成カメラは種々様々な状況において使用される。例えば、熱画像形成カメラは設備を熱的に調べるために保守検査中にしばしば使用される。設備の例としては、数あるタイプの設備の中でも回転機械、電気パネル、又は回路ブレーカー列を挙げることができる。熱的調査は、設備のホットスポット、例えば過熱した機械又は電気構成要素を検出して、より重大な問題が発生する前に過熱設備の適時の修復又は交換を保証するのを助けることができる。
【０００３】
カメラの構造に応じて、熱画像形成カメラは同じ対象物の可視光画像を生成することもできる。カメラは赤外線画像と可視光画像とを調和した形で表示することにより、例えば操作者が熱画像形成カメラによって生成された熱画像を解釈するのを助けることができる。異なる対象物間に一般に良好なコントラストを提供する可視光画像とは異なり、熱画像内の異なる形体を認識して区別することは現実世界のシーンと比較してしばしば困難である。このような理由から、熱画像を解釈して合焦させるのを助けるために、操作者は可視光画像に依存することができる。
【０００４】
熱画像形成カメラが熱画像及び可視光画像の両方を生成するように構成される適用例において、カメラは２組の別個の光学部品、すなわち、可視光画像を生成するための可視光センサに可視光を合焦させる可視光光学部品から成る組と、赤外線画像を生成するための赤外線センサに赤外線を合焦させる赤外線光学部品から成る組とを含んでいる。これらの光学部品の組のそれぞれを適切に形成すると、操作者による熱画像形成カメラの使いやすさ、及び熱画像形成カメラによって生成される可視光画像及び赤外線画像の質が決定づけられる。
【発明の概要】
【０００５】
大まかに言えば、この開示は、焦点調節可能な赤外線光学部品を備えた熱画像形成カメラに関する。いくつかの例において、熱画像形成カメラは、第１光軸を定義する赤外線光学部品と、第２光軸を定義する可視光光学部品とを含んでおり、第１光軸と第２光軸とは互いにオフセットされている。熱画像形成カメラは、赤外線光学部品に連結された焦点機構を含んでいてよく、この焦点機構は、赤外線光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成されている。例えば、焦点機構は、標的シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置、又は標的シーンが設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の他の焦点位置のうちの１つへ、赤外線光学部品を動かすことができる。熱画像形成カメラの構造に応じて、焦点機構は、赤外線光学部品が過焦点位置に動かされたときに触覚的指示を提供する手動調節可能なフォーカス・リングを含んでいてよい。本明細書中に記載されているような、焦点調節可能な赤外線光学部品を備えた熱画像形成カメラは、他のタイプの熱画像形成カメラよりも高い機能性と高い質の赤外線画像とを、標的シーンからの種々多様な距離にわたって提供することができる。
【０００６】
１つの例において、赤外線（ＩＲ）カメラ・モジュールと、可視光（ＶＬ）カメラ・モジュールと、手動調節可能な焦点機構とを含む熱画像形成カメラが記述される。ＩＲカメラ・モジュールはＩＲセンサとＩＲ光学部品とを含んでおり、ＩＲセンサは、シーンのＩＲ画像を捕捉するように構成されており、そしてＩＲ光学部品は、ＩＲ光学部品の中心を通って延びる第１光軸を定義している。ＶＬカメラ・モジュールはＶＬセンサとＶＬ光学部品とを含んでおり、ＶＬセンサは、シーンのＶＬ画像を捕捉するように構成されており、ＶＬ光学部品は、ＶＬ光学部品の中心を通って延びる第２光軸を定義しており、そして第２光軸は、シーンのＩＲ画像がＶＬ画像とは異なる視点からのものであることにより視差を引き起こすように第１光軸からオフセットされている。焦点機構は、ＩＲ光学部品に連結されていて、ＩＲ光学部品を合焦させるべくＩＲ光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成されており、様々な焦点位置は、シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置と、シーンが設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の焦点位置とを含み、手動調節可能な焦点機構は、ＩＲ光学部品が過焦点位置に動かされると触覚的指示を提供するように構成されている。この例では、カメラはまた、ディスプレイとプロセッサとを含む。プロセッサは、ＩＲ画像とＶＬ画像との間の視差をほぼ解消するべくＩＲ画像をＶＬ画像と整列させて、ＩＲ光学部品が過焦点位置に動かされたときに設定距離と無限遠との間に配置されたシーンに対して、ＶＬ画像の少なくとも一部とほぼ位置合わせされた状態でＩＲ画像の少なくとも一部を表示するべくディスプレイを制御するように構成されている。
【０００７】
別の例では、ＩＲセンサとＩＲ光学部品とを含む赤外線（ＩＲ）カメラ・モジュールを含むカメラであって、ＩＲセンサがシーンのＩＲ画像を捕捉するように構成されている、カメラが記述される。この例によれば、カメラはまた、手動調節可能な焦点機構とディスプレイとを含む。手動調節可能な焦点機構はＩＲ光学部品に連結されており、ＩＲ光学部品を合焦させるべくＩＲ光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成されており、様々な焦点位置は、ＩＲ光学部品が過焦点位置に動かされたときに設定距離と無限遠との間に配置されたシーンがほぼ合焦する過焦点位置と、シーンが設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の焦点位置とを含む。
【０００８】
別の例では、ＩＲセンサとＩＲ光学部品とを含む赤外線（ＩＲ）カメラ・モジュール、ＶＬセンサとＶＬ光学部品とを含む可視光（ＶＬ）カメラ・モジュール、並びに焦点機構を含むカメラが記述される。この例によれば、ＩＲセンサは、シーンのＩＲ画像を捕捉するように構成されており、そしてＩＲ光学部品は、ＩＲ光学部品の中心を通って延びる第１光軸を定義しており、そしてＩＲ光学部品は１．０を上回るＦ値を定義している。加えて、ＶＬセンサは、シーンのＶＬ画像を捕捉するように構成されており、ＶＬ光学部品は、ＶＬ光学部品の中心を通って延びる第２光軸を定義しており、第２光軸は、シーンのＩＲ画像がＶＬ画像とは異なる視点からのものであることにより視差を引き起こすように第１光軸からオフセットされており、第２光軸は第１光軸から、４．３２ｃｍ（１．７ｉｎ）未満の距離だけオフセットされている。この例は、焦点機構がＩＲ光学部品に連結され、そして、ＩＲ光学部品を合焦させるべくＩＲ光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成されることを規定しており、様々な焦点位置は、シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置と、シーンが設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の焦点位置とを含む。この例では、熱画像形成カメラはディスプレイとプロセッサとを含み、プロセッサは、ＩＲ画像とＶＬ画像とを受容して、ＶＬ画像及びＩＲ画像の少なくとも一方を表示するべくディスプレイを制御するように構成されている。
【０００９】
本開示に基づく別の例では、ＩＲ光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成された焦点機構を使用して、ＩＲ光学部品の焦点を調節する段階を含み、様々な焦点位置は、シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置と、シーンが設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の焦点位置とを含む、方法が記述される。この方法はまた、ＩＲセンサとＩＲ光学部品とを含むＩＲカメラ・モジュールを介してシーンの赤外線（ＩＲ）画像を捕捉する段階を含み、ＩＲ光学部品は、ＩＲ光学部品の中心を通って延びる第１光軸を定義しており、そしてＩＲ光学部品は１．０を上回るＦ値を定義している。加えて、この例は、ＶＬセンサとＶＬ光学部品とを含むＶＬカメラ・モジュールを介してシーンの可視光（ＶＬ）画像を捕捉する段階を含み、ＶＬ光学部品は、ＶＬ光学部品の中心を通って延びる第２光軸を定義しており、そして第２光軸は、シーンのＩＲ画像がＶＬ画像とは異なる視点からのものであることにより視差を引き起こすように第１光軸からオフセットされており、第２光軸は第１光軸から、４．３２ｃｍ（１．７ｉｎ）未満の距離だけオフセットされている。この方法はまた、ＶＬ画像及びＩＲ画像の少なくとも一方を表示する段階を含む。
【００１０】
１つ又は２つ以上の例の詳細を添付の図面及び下記説明において示す。他の特徴、目的、及び利点は、説明、図面、及び請求項から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、熱画像形成カメラの例を示す前面側斜視図である。
【図２】図２は、図１の熱画像形成カメラの例を示す背面側斜視図である。
【図３】図３は、標的シーンの例と、カメラの赤外線光学部品の様々な焦点位置に対応し得る焦点距離の例とを示す、熱画像形成カメラの例の概念図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図１及び図２の熱画像形成カメラのフォーカス・リングの例を示す分解斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図１及び図２の熱画像形成カメラのフォーカスリングに対応するカメラ・ハウジングの部分の例を示す分解斜視図である。
【図５】図５は、図１及び図２の熱画像形成カメラの構成要素の例を示す機能ブロック線図である。
【図６】図６は、可視光画像と赤外線画像とのピクチャ・イン・ピクチャ型の同時表示の例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
下記詳細な説明は本質的に一例に過ぎず、本発明の範囲、適用性、又は形態を限定しようとするものではない。むしろ、下記説明は本発明の例を実施するためのいくつかの実例を提供する。構造、材料、寸法、及び製造法の例は、選択されたエレメントに対して提供され、他の全てのエレメントは、本発明の分野における当業者によく知られたものを採用する。当業者には明らかなように、記載された例の多くが種々様々な適切な代替例を有している。
【００１３】
観察中のシーン全体にわたる熱パターンを検出するために、熱画像形成カメラを使用することができる。熱画像形成カメラはシーンによって放たれた赤外線を検出して、この赤外線を、熱パターンを示す赤外線画像に変換することができる。いくつかの例において、熱画像形成カメラはシーンからの可視光を捕捉して、可視光を可視光画像に変換することもできる。熱画像形成カメラの構造形に応じて、カメラは、赤外線センサに赤外線を合焦させる赤外線光学部品と、可視光センサに可視光を合焦させる可視光光学部品とを含んでいてよい。
【００１４】
本明細書中に記載したように、熱画像形成カメラは、赤外線光学部品に連結された焦点機構を含み、この焦点機構は、赤外線光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成されている。例えば、熱画像形成カメラは、標的シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置と、標的シーンが設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の他の焦点位置のうちの１つの位置との間で赤外線光学部品を動かすように構成された焦点機構を含んでよい。このような例において、操作者は、過焦点位置に対応する設定距離を超えた標的シーン中の対象物を観察するときには、赤外線光学部品の焦点を過焦点位置に設定することができる。このことは、設定距離を超えた種々の対象物を素早くフォーカス・フリーで見るのを可能にする。対照的に、操作者は、過焦点位置に対応する設定距離よりも熱画像形成カメラに近い標的シーン中の対象物を観察するときには、赤外線光学部品の焦点を複数の他の焦点位置のうちの１つの位置に調節することができる。このことは、熱画像形成カメラに比較的近い標的シーン中の対象物に正確に合焦するのを可能にすることにより、例えば操作者が比較的小さな部分に関する熱的問題を検出するのを可能にする。
【００１５】
図１及び２は、それぞれ熱画像形成カメラ１０の例を示す正面斜視図及び背面斜視図である。熱画像形成カメラはハウジング１２と、赤外線レンズ組立体１４と、可視光レンズ組立体１６と、ディスプレイ１８と、レーザー１９と、トリガー制御装置２０とを含んでいる。ハウジング１２は、熱画像形成カメラ１０の種々の構成要素を収容している。赤外線レンズ組立体１４は、シーンからの赤外線を受けて、シーンの赤外線画像を生成するための赤外線センサにこの赤外線を合焦させる。可視光レンズ組立体１６は、シーンからの可視光を受けて、同じシーンの可視光画像を生成するための可視光センサにこの可視光を合焦させる。熱画像形成カメラ１０は、トリガー制御装置２０の押し下げに応答して、可視光画像及び／又は赤外線画像を捕捉する。加えて、熱画像形成カメラ１０は、例えば操作者がシーンを熱的に調べるのを助けるために、カメラによって生成された赤外線画像及び可視光画像を表示するようにディスプレイ１８を制御する。
【００１６】
下でより詳細に説明するように、熱画像形成カメラ１０は、赤外線レンズ組立体１４に連結された焦点機構を含んでよい。この焦点機構は、熱画像形成カメラによって生成される赤外線画像の焦点を調節するべく、赤外線レンズ組立体の少なくとも１つのレンズを動かすように構成されている。１つの例において、焦点機構は、赤外線レンズ組立体の少なくとも１つのレンズを異なる焦点位置に動かすように構成されている。例えば、種々異なる焦点位置は、標的シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置を含んでよい。異なる焦点位置は、標的シーンが、過焦点位置に対応する設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の他の焦点位置を含んでいてもよい。例えば、焦点機構は、標的シーンが過焦点位置に対応する設定距離と最小焦点距離との間で合焦する連続的な位置範囲を通して、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズを動かすように構成されていてよい。この連続的な焦点位置範囲は、操作者が熱画像形成カメラ１０に比較的近い標的シーン中の対象物に正確に合焦するのを可能にするのに対して、赤外線レンズ組立体１４の焦点位置を過焦点位置に設定することは、過焦点位置に対応する設定距離にあるか又は前記設定距離を超えた標的シーン中の対象物を許容し得る程度に合焦させた状態で見ることを可能にする（例えば、使用中に熱画像形成カメラの焦点をさらに調節することなしに）。いくつかの例において、焦点機構は、過焦点位置を超えた１つ又は２つ以上の焦点位置に赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズを動かすように構成されていてもよい。このことは、操作者が、過焦点位置で達成された焦点に依存するのではなく、過焦点位置に対応する設定距離を超えた標的シーン中の対象物に、より正確に合焦するのを可能にする。
【００１７】
作動中、熱画像形成カメラ１０は、シーンから赤外線波長スペクトル内で発せられたエネルギーを受容して、熱画像を生成するために赤外線エネルギーを処理することによって、シーンの熱パターンを検出する。熱画像形成カメラ１０はまた、可視光波長スペクトル内で発せられたエネルギーを受容して、可視光画像を生成するために可視光エネルギーを処理することによって、同じシーンの可視光画像を生成することもできる。下でより詳細に説明するように、熱画像形成カメラ１０は、シーンの赤外線画像を捕捉するように構成された赤外線カメラ・モジュールと、同じシーンの可視光画像を捕捉するように構成された可視光カメラ・モジュールとを含んでよい。赤外線カメラ・モジュールは、赤外線レンズ組立体１４を通して投射される赤外線を受容して、そこから赤外線画像データを生成することができる。可視光カメラ・モジュールは、可視光レンズ組立体１６を通して投射される光を受容して、そこから可視光画像データを生成することができる。
【００１８】
いくつかの例の場合、熱画像形成カメラ１０は赤外線エネルギーと可視光エネルギーとをほぼ同時に（例えば同じ時点に）捕集又は捕捉するので、カメラによって生成される可視光画像と赤外線画像とは、ほぼ同じ時点における同じシーンを有する。これらの例において、熱画像形成カメラ１０によって生成された赤外線画像が、特定の時間におけるシーン内部の局所的温度を示す一方、カメラによって生成された可視光画像は同じ時間における同じシーンを示す。他の例において、熱画像形成カメラは赤外線エネルギーと可視光エネルギーとを異なる時間におけるシーンから捕捉することができる。
【００１９】
熱画像形成カメラ１０は、赤外線レンズ組立体１４を通して赤外線エネルギーを捕捉し、そして可視光レンズ組立体１６を通して可視光エネルギーを捕捉する。赤外線レンズ組立体１４及び可視光レンズ組立体１６は、ハウジング１２に対する数多くの異なる配向を有することができる。いくつかの例において、赤外線レンズ組立体１４と可視光レンズ組立体１６とは、熱画像形成カメラ１０によって生成された赤外線画像と可視光画像との間に視差を形成するように、例えばハウジング１２に対して固定的な空間関係を成して、互いにオフセットされる。例えば１つの例では、赤外線レンズ組立体１４と可視光レンズ組立体１６とは、例えば同一平面関係を成して、互いに水平方向にオフセットされている。別の例では、赤外線レンズ組立体１４と可視光レンズ組立体１６とは、互いに鉛直方向にオフセットされている。図１の例では、赤外線レンズ組立体１４と可視光レンズ組立体１６とは、概ね平行な配置で互いに鉛直方向にオフセットされている。赤外線レンズ組立体１４と可視光レンズ組立体１６は、両レンズ組立体が観察中の同じシーンに向けられるという点において、図１の例では互いに概ね平行である。
【００２０】
可視光レンズ組立体１６は、可視光画像を生成するための可視光センサに可視光エネルギーを合焦させる少なくとも１つのレンズを含んでいる。可視光レンズ組立体１６は、この組立体の少なくとも１つのレンズの曲率中心を通る可視光光軸２６を定義する。可視光エネルギーはレンズの前面を通って投射し、そしてレンズの反対側で合焦する。可視光レンズ組立体１６は、単一のレンズ又は直列配置された複数のレンズ（例えば２つ、３つ、又は４つ以上のレンズ）を含むことができる。加えて、可視光レンズ組立体１６は固定焦点を有することができるか、或いは、可視光光学系の焦点を変えるための焦点調節機構を含むことができる。可視光レンズ組立体１６が焦点調節機構を含む例では、焦点調節機構は、手動調節機構又は自動調節機構であってよい。
【００２１】
赤外線レンズ組立体１４はまた、熱画像を生成するための赤外線センサに赤外線エネルギーを合焦させる少なくとも１つのレンズを含んでいる。赤外線レンズ組立体１４は、この組立体の少なくとも１つのレンズの曲率中心を通る赤外線光軸２２を定義する。作動中、赤外線エネルギーはレンズの前面を通って導かれ、そしてレンズの反対側で合焦させられる。赤外線レンズ組立体１４は単一のレンズ又は直列配置された複数のレンズ（例えば２つ、３つ、又は４つ以上のレンズ）を含むことができる。これらは直列配置されていてよい。
【００２２】
手短に上述したように、熱画像形成カメラ１０は、カメラによって捕捉された赤外線画像の焦点を調節するための焦点機構を含んでいる。図１及び２に示された例では、熱画像形成カメラ１０はフォーカス・リング２４を含んでいる。フォーカス・リング２４は、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズに作動可能に連結（機械的連結及び／又は電気的連結）されており、そして熱画像形成カメラ１０によって捕捉された赤外線画像を合焦させるべく、少なくとも１つのレンズを様々な焦点位置に動かすように構成されている。フォーカス・リング２４は、フォーカス・リングが作動可能に連結されている少なくとも１つのレンズを動かすように、ハウジング１２の少なくとも一部の周りで手によって回転させられる。例えば、ハウジング１２の少なくとも一部の周りでフォーカス・リング２４を回転させることにより、フォーカス・リングが作動可能に連結されている少なくとも１つのレンズを、赤外線レンズ組立体１４と関連づけられた赤外線センサに向かって（例えば熱画像形成カメラ１０の背面に向かって）近づくように、又は赤外線レンズ組立体１４と関連づけられた赤外線センサから遠ざけるように（例えば熱画像形成カメラ１０の前面に向かって）、直線状に移動させることができる。この運動は、カメラによって捕捉された赤外線画像の焦点を変えることができる。
【００２３】
いくつかの例において、フォーカス・リング２４の回転が、ディスプレイ１８上に同時に表示された可視光画像の少なくとも一部と赤外線画像の少なくとも一部とを相対移動させるように、フォーカス・リング２４はまたディスプレイ１８に作動可能に連結されている。例えばハウジング１２の少なくとも一部の周りでフォーカス・リング２４を手動回転させることによって、ディスプレイ１８上に同時に表示された可視光画像の少なくとも一部と赤外線画像の少なくとも一部とを相対移動させることができる。このような例において、使用者はフォーカス・リング２４を回転させることにより、ディスプレイ１８上の可視光画像及び赤外線画像の表示を制御することができるので、例えば赤外線画像の少なくとも一部が、可視光画像の少なくとも一部とほぼ位置合わせされた状態で表示される。このように構成されている場合、使用者は、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品の焦点が合っていなくても、フォーカス・リング２４を回転させることができる。
【００２４】
異なる例において、熱画像形成カメラ１０は、フォーカス・リング２４以外の構造形において実施される手動焦点調節機構を含んでいてよい。例えば、熱画像形成カメラ１０は作動可能なスイッチを含んでいてよい。前記作動可能なスイッチは、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズと作動可能に連結されており、熱画像形成カメラ１０によって捕捉された赤外線画像を合焦させるべく、少なくとも１つのレンズを様々な焦点位置に動かす（直線状に移動させる）ように構成されている。作動可能なスイッチは押し下げ可能なボタン、直線状に作動可能な（例えばスライド）スイッチ、又は任意の他の適切なタイプのスイッチであってよい。他のタイプの手動焦点調節機構も可能であり、開示は、手動調節可能なフォーカス・リングを備えた熱画像形成カメラの構造形の例に限定されない。
【００２５】
例えば、熱画像形成カメラ１０は手動焦点調節機構に加えて、又はこの代わりに自動焦点調節機構を含んでいてもよい。自動焦点調節機構が、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズに作動可能に連結されて、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズを、例えば熱画像形成カメラ１０からの命令に応じて自動的に動かすように構成されていてよい。このような例の１つの適用例において、熱画像形成カメラ１０は、標的シーン中の対象物とカメラとの間の距離を電子的に測定するためにレーザー１９を使用することができる。熱画像形成カメラ１０は次いで、自動焦点調節機構を制御することにより、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズを、熱画像形成カメラ１０によって決定された標的距離データに対応する焦点位置に動かすことができる。この焦点位置は、決定された距離における標的シーン中の対象物を合焦させるように焦点位置を形成し得るという点で、標的距離データに対応することができる。いくつかの例において、自動焦点調節機構によって設定された焦点位置は、例えばフォーカス・リング２４を回転させることによって、操作者によって手動で無効にされる。
【００２６】
熱画像形成カメラ１０上に含まれる焦点機構の特定のタイプとは無関係に、焦点機構は、熱画像形成カメラ１０によって捕捉された赤外線画像を合焦させるべく、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品（例えば赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズ）を様々な焦点位置に動かすように形成することができる。それぞれの焦点位置は、標的シーン中の対象物が合焦することになる、熱画像形成カメラ１０からの異なる距離に対応する。例えば、熱画像形成カメラ１０から第１距離にある対象物を許容し得る程度に合焦させるように、第１焦点位置を形成することができ、熱画像形成カメラ１０から、第１距離よりも遠く離れた第２距離にある対象物を許容し得る程度に合焦させるように、第２焦点位置を形成することができ、熱画像形成カメラ１０から、第２距離よりも遠く離れた第３距離にある対象物を許容し得る程度に合焦させるように、第３焦点位置を形成することができ、以下同様にすることができる。これらの異なる焦点位置は、対象物に対して物理的に近づくか又は遠ざかる必要なしに、熱画像形成カメラ１０の操作者が、熱画像形成カメラ１０から離れた種々の距離に位置する一標的シーン中の異なる対象物の合焦画像を生成するのを可能にする。
【００２７】
いくつかの例において、焦点機構が赤外線光学部品をそこに動かすように構成された焦点位置のうちの少なくとも１つが過焦点位置である。過焦点位置は、設定距離と無限遠との間の１標的シーン中の全ての対象物が許容し得る程度に合焦する位置であってよい。すなわち、過焦点位置において熱画像形成カメラ１０は、対象物が設定距離にあるか又は設定距離を僅かに超えているか又は設定距離を著しく超えているかとは無関係に、対象物の、許容し得る程度に良好に合焦させられた熱画像を生成することができる。熱画像内の相異なる形体間の限られたコントラストのために、赤外線光学部品の合焦がしばしば難しいという点で、赤外線光学部品の過焦点位置は有用であり得る。相異なる形体間のコントラスト欠如は、現実世界のシーンと比較して、熱画像内の異なる形体を認識して区別することを難しくし、したがって赤外線光学部品を合焦させるのを難しくする。このようなコントラスト欠如は、対象物が熱画像形成カメラ１０から遠ざかるほどに顕著になる。
【００２８】
熱画像形成カメラ１０が、赤外線光学部品を過焦点位置に動かすように構成された焦点機構を含む例の場合、操作者は、赤外線光学部品をさらに調節することなしに、過焦点位置に対応する設定距離に又は設定距離を超えて、異なる距離に位置する異なる対象物の熱画像を見ることができる。すなわち、過焦点位置は、過焦点位置に対応する設定距離を超えた全ての対象物をフォーカス・フリーで見ることを可能にする。それというのも、設定距離に位置する又は設定距離を超えて位置する全ての対象物が適切に合焦するからである。このことは、操作者が多大な時間を費やす焦点調節を必要とすることなしに、異なる対象物を素早く熱走査するのを可能にする。
【００２９】
図３は、標的シーンの例と、カメラの赤外線光学部品の様々な焦点位置に対応し得る焦点距離の例とを示す熱画像形成カメラ１０の概念図である。図示の例では、標的シーンは、熱画像形成カメラ１０から第１距離５２だけ離れて配置された第１対象物５０と、カメラから第２距離５６だけ離れて配置された第２対象物５４と、カメラから第３距離６０だけ離れて配置された第３対象物５８と、過焦点位置に対応するカメラから設定距離６４だけ離れて配置されるか又は設定距離６４を超えて配置された第４対象物６２とを含んでいる。作動中、熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、標的シーンの第１対象物５０、第２対象物５４、第３対象物５８、及び／又は第４対象物６２を合焦させるように、赤外線光学部品を様々な焦点位置に動かすことができる。例えば焦点機構は、第１距離５２に位置する対象物（例えば第１対象物５０）に合焦するように、赤外線光学部品を第１焦点位置に動かすことができる。焦点機構はさらに、第２距離５６に配置された対象物（例えば第２対象物５４）に合焦するように、又は第３距離６０に配置された対象物（例えば第３対象物５８）に合焦するように、赤外線光学部品を第２焦点位置に動かすことができる。さらに別の実施態様の場合、焦点機構は、カメラから設定距離６４だけ離れて配置されるか又は設定距離６４を超えて配置された全ての対象物（例えば第４対象物６２）に許容し得る程度に合焦するように、赤外線光学部品を過焦点位置に動かすことができる。このように、熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、カメラによって捕捉された赤外線画像を合焦させるべくカメラの赤外線光学部品を様々な焦点位置に動かすように形成することができる。下でより詳細に説明するように、熱画像形成カメラ１０は、図３の例に具体的に示されたものとは異なる数又は配置関係の焦点位置及び焦点距離を含むことができる。
【００３０】
熱画像形成カメラ１０は、標的シーン中の対象物がその距離で又はその距離を超えて、許容し得る程度に合焦するような任意の適切な設定距離を定義する、カメラの赤外線光学部品の過焦点位置を含むことができる。さらに、過焦点位置に対応する設定距離は、例えばそのカメラが主として、カメラに比較的近い対象物を見るために使用されるのが意図されているのか、又はカメラから比較的遠く離れた対象物を見るために使用されるのが意図されているのかに基づいて変化してよい。いくつかの例では、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品の過焦点位置に対応する設定距離は、２．５４ｃｍ（１ｉｎ）を上回る距離、例えば１５．２ｃｍ（６ｉｎ）を上回る、０．３０５ｍ（１ｆｔ）を上回る、０．６１０ｍ（２ｆｔ）を上回る、又は１．５２ｍ（５ｆｔ）を上回る距離であってよい。例えば種々の例において、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品の過焦点位置に対応する設定距離は約０．３０５ｍ（１ｆｔ）、約０．６１０ｍ（２ｆｔ）、約０．９１４ｍ（３ｆｔ）、約１．２２ｍ（４ｆｔ）、又はそれ以上であってよい。下でより詳細に説明するように、熱画像形成カメラ１０がカメラに比較的近い対象物の熱的調査を意図されている適用例にとっては、約０．３０５ｍ（１ｆｔ）〜約１．５２ｍ（５ｆｔ）の過焦点位置に対応する設定距離が有用である。しかしながら言うまでもなく、熱画像形成カメラ１０は、具体的に挙げた設定距離以外の設定距離を定義する過焦点位置を実現してもよく、開示はこの点において制限されない。
【００３１】
熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、カメラの赤外線光学部品（例えば赤外線レンズ組立体１４（図１）の少なくとも１つのレンズ）を、過焦点位置以外の焦点位置に動かすことができる。例えば、熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、過焦点位置に対応する設定距離よりも近くにある標的シーン中の対象物に合焦するべく、カメラの赤外線光学部品を動かすように構成されていてよい。熱画像形成カメラ１０のための構造形に応じて、焦点機構は、設定距離よりも近い標的シーン中の対象物に合焦するために、赤外線レンズ組立体１４に関連づけられた赤外線センサからより遠く離れる方向に赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズを動かすことができる。このような構造形は、操作者が、カメラに比較的近い標的シーン中の対象物により正確に合焦するように、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品の焦点を調節するのを可能にする。これは、操作者が、比較的小さな部分に関する熱的問題を検出するのを可能にするか、或いは対象物の厳密な熱的調査を行うのを可能にする。
【００３２】
いくつかの例では、熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、設定距離よりも近い標的シーン中の対象物に合焦するべく、複数の不連続な焦点位置のうちの１つにカメラの赤外線光学部品を動かすように構成されていてよい。複数の不連続な焦点位置のぞれぞれは、標的シーン中の対象物が許容し得る程度に合焦することができる、熱画像形成カメラ１０からの異なる特定の距離又は距離範囲に対応し得る。他の実施態様では、熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、設定距離よりも近い標的シーン中の対象物に合焦するべく、連続的な焦点位置範囲を通してカメラの赤外線光学部品を動かすように構成されていてよい。連続的な焦点位置範囲内の種々異なる位置は、標的シーン中の対象物が許容し得る程度に合焦することができる、熱画像形成カメラ１０からの異なる特定の距離又は距離範囲に対応してよい。
【００３３】
例えば、図１及び２の例において、熱画像形成カメラ１０のフォーカス・リング２４は、設定距離よりも近い標的シーン中の対象物にカメラの赤外線光学部品を合焦させるべく、連続的な焦点位置範囲を通して回転するように構成されていてよい。このような例において、連続的な回転範囲内（例えば回転の両端点間）でフォーカス・リング２４を異なる度合いに回転させることにより、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品を、対応する連続的な焦点位置範囲内の種々異なる焦点位置に位置決めすることができる。
【００３４】
設定距離よりも近い標的シーン中の対象物に合焦するのに加えて、又はその代わりに、いくつかの例では、熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、過焦点位置に対応する（例えば過焦点範囲内の）設定距離よりも遠い標的シーン中の対象物により正確に合焦するべく、カメラの赤外線光学部品を動かすように構成されてよい。過焦点位置に対応する設定距離を超える対象物を見るために、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品を過焦点位置に動かすのではなく、焦点機構は、設定距離を超えた対象物に合焦するべく、過焦点位置を超えて前記光学部品を動かすように構成されていてよい。熱画像形成カメラ１０の構造形にもよるが、焦点機構は、設定距離よりも遠い標的シーン中の対象物に合焦するために、このような例では赤外線レンズ組立体１４に関連づけられた赤外線センサに近づくように、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズを動かすことができる。このことは、例えば特に高温又は低温の条件と関連する温度変化に起因して、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品の焦点が合わない事例において有用であり得る。
【００３５】
いくつかの例において、熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、設定距離よりも遠い標的シーン中の対象物に合焦するべく、カメラの赤外線光学部品を複数の不連続な焦点位置のうちの１つに動かすように構成されてよい。他の例において、熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、設定距離よりも近い標的シーン中の対象物に合焦するべく、連続的な焦点位置範囲を通してカメラの赤外線光学部品を動かすように構成されていてよい。
【００３６】
上記のように、熱画像形成カメラ１０は、標的シーン中の対象物が合焦し得る最小焦点距離を呈することができる。最小焦点距離は、許容し得る程度に合焦した熱画像を生成するために、熱画像形成カメラ１０が標的シーン中の対象物から離されなければならない最小限の距離である。熱画像形成カメラ１０の最小焦点距離は、例えばカメラの赤外線光学部品のサイズ、位置、及び調節可能性に基づいて変化する。いくつかの例において、熱画像形成カメラ１０の最小焦点距離は、０．３０５ｍ（１ｆｔ）未満、例えば約１５．２ｃｍ（６ｉｎ）、１５．２ｃｍ（６ｉｎ）未満、又は２．５４ｃｍ（１ｉｎ）未満であってよい。他の最小焦点距離も可能である。
【００３７】
本明細書中に記載されているような熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、数多くの異なる構造形を有することができる。図４Ａ及び図４Ｂは、熱画像形成カメラ１０（図１及び２）の、フォーカス・リング２４の例と、それに対応するハウジング１２の部分とをそれぞれ示す分解斜視図である。この例において、フォーカス・リング２４はスロット７０を形成している。スロット７０は、ハウジング１２の対応する部分（図４Ｂ）と嵌合すると、ハウジング１２の対応する突起７２を受容する。組み立てられたときに、フォーカス・リング２４は、熱画像形成カメラ１０によって捕捉された赤外線画像を合焦させるべく、突起７２に対して相対回転することにより赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズを様々な焦点位置に動かすように構成されている。例えば、フォーカス・リング２４を時計回り（又は他の例では反時計回り）に回転させることにより、過焦点位置に対応する設定距離よりも近い標的シーン中の対象物に合焦するように、連続的な焦点位置範囲を通して熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品を動かすことができる。反対に、フォーカス・リング２４を反時計回り（又は他の例では時計回り）に回転させることにより、過焦点位置に対応する設定距離に位置するか又は設定距離を超える標的シーン中の対象物に合焦するように、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品を過焦点位置に動かすことができる。いくつかの例では、フォーカス・リング２４は、過焦点位置に対応する設定距離を超える標的シーン中の対象物により正確に合焦するように、過焦点位置に対応する位置を超えて回転される。図４Ａ及び図４Ｂの例におけるフォーカス・リング２４はスロットを、そしてハウジング１２は突起を形成しているが、言うまでもなく他の例では、フォーカス・リング２４が突起を形成するのに対してハウジング１２がスロットを形成するか、或いは、フォーカス・リング２４及びハウジング１２が対応する嵌合特徴部の異なる構造形を有していてもよい。
【００３８】
熱画像形成カメラ１０が、複数の異なる焦点位置のうちの１つにカメラの赤外線光学部品を動かすように構成された焦点機構を含む例において、カメラは過焦点位置を他の焦点位置から区別化するためのフィードバックを提供してよい。異なる例において、フィードバックは聴覚的、視覚的（例えばディスプレイ１８を介する）、触覚的、又はこれらの組み合わせであってよい。例えば、熱画像形成カメラ１０が手動調節可能な焦点機構を含む適用例において、焦点機構が過焦点位置に動かされたときに、焦点機構は触覚的フィードバックを提供することができる。図４Ａ及び図４Ｂに示された例では、フォーカス・リング２４が過焦点位置に回転させられたとき突起７２と係合する戻り止め７４を含む。戻り止め７４は、戻り止めを超える回転運動を禁止又はこれに抵抗することによって、熱画像形成カメラ１０の操作者に触覚的フィードバックを提供することができる。
【００３９】
図１及び２の熱画像形成カメラ１０をさらに参照すると、熱画像形成カメラは、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つの赤外線レンズの曲率中心を通る赤外線光軸２２と、可視光レンズ組立体１６の少なくとも１つの可視光レンズの曲率中心を通る可視光光軸２６とを定義する。赤外線光軸２２と可視光光軸２６とは距離２５だけ互いにオフセットされている。一般に、赤外線光軸２２と可視光光軸２６との間の距離２５を最小化することにより、熱画像形成カメラ１０によって生成される赤外線画像と可視光画像との間の視差を最小限にすることができる。このような視差は、カメラの赤外線光学部品がカメラの可視光光学部品からオフセットされていることから生じる。
【００４０】
いくつかの例において、熱画像形成カメラ１０は、カメラの赤外線光学部品の焦点位置に基づいて、カメラによって生成された可視光画像と赤外線画像との間の視差を解消するように構成されている。例えば赤外線画像と可視光画像との間の視差、又はシフトの大きさは、熱画像形成カメラ１０と、可視光画像及び赤外線画像によって捕捉された標的シーン中の対象物との間の距離に関連づけられる。熱画像形成カメラ１０がカメラの赤外線光学部品の焦点を調節するための（例えば手動又は自動の）焦点機構を含む場合、カメラは、赤外線画像素子が設定された焦点位置に基づいて、画像によって捕捉された標的シーン中の対象物までの距離を決定することができる。それぞれの焦点位置がカメラからの異なる距離（例えば標的シーン中の対象物が合焦することになる距離）に対応し得るので、熱画像形成カメラ１０は焦点位置に基づいて距離を決定することができる。次いで、熱画像形成カメラ１０は、例えばディスプレイ１８上に同時に表示するために決定された距離に基づいて、画像の一方又は両方を他方の画像に対してシフトすることによって、カメラによって捕捉された可視光画像と赤外線画像とを整列させることができる。例えば、熱画像形成カメラ１０は、標的シーン中の対象物がカメラから遠く離れている場合よりも、熱画像形成カメラ１０と画像によって捕捉された標的シーン中の対象物との間の距離がカメラに対して比較的近接している場合により大きく、赤外線画像及び／又は可視光画像を他方の画像に対してシフトさせることができる。
【００４１】
しかしながら、熱画像形成カメラ１０の赤外線画像素子の焦点位置が過焦点位置に設定されている適用例の場合には、過焦点位置は、カメラと、カメラによって作成された画像によって捕捉された標的シーン中の対象物との間の、画像整列機能を発揮するのに十分な距離には対応することはできない。むしろ、過焦点位置を利用するときには、カメラによって生成された画像によって捕捉された標的シーン中の対象物は、過焦点位置に対応する設定距離と無限遠との間の任意の位置にある。このような理由及び他の理由から、熱画像形成カメラ１０の赤外線光軸２２と可視光光軸２６との間の距離２５は最小化され得る。
【００４２】
赤外線光軸２２と可視光光軸２６との間の距離２５を最小化することによって、カメラによって生成される赤外線画像と可視光画像との間の視差を最小化することができる。それというのも、赤外線画像と可視光画像とを、互いに比較的近接した視点から捕捉することができるからである。従って、カメラの焦点機構が過焦点位置に調節されている場合にカメラによって捕捉された可視光画像と赤外線画像とを、視差を補正することなしに、同時に表示することができる。或いは、熱画像形成カメラ１０は、所定の距離（例えば過焦点位置に対応する設定距離）に基づいて、カメラによって捕捉された可視光画像と赤外線画像とを整列させるか、或いは任意の他の適切な画像整列技術を実施することもでる。
【００４３】
種々の例において、熱画像形成カメラ１０の赤外線光軸２２と可視光光軸２６との間の距離２５は、５．０８ｃｍ（２ｉｎ）未満、例えば４．３２ｃｍ（１．７ｉｎ）未満、３．８１ｃｍ（１．５ｉｎ）未満、２．５４ｃｍ（１ｉｎ）未満、又は約２．１６ｃｍ（０．８５ｉｎ）未満であってよい。他の例において、距離２５は約５．０８ｃｍ（２ｉｎ）〜約０．２５４ｃｍ（０．１ｉｎ）、例えば約４．３２ｃｍ（１．７ｉｎ）〜約０．６３５（０．２５ｉｎ）、又は約２．５４ｃｍ（１ｉｎ）〜約１．５２ｃｍ（０．６ｉｎ）であってよい。他の距離も可能である。
【００４４】
赤外線レンズ組立体１４及び可視光レンズ組立体１６の構造形にもよるが、熱画像形成カメラ１０の赤外線光軸２２と可視光光軸２６との間の距離２５を最小化することにより、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つの赤外線レンズと、可視光レンズ組立体１６の少なくとも１つの可視光レンズとの外表面（例えば外径）間を最小化することもできる。図１の例では、熱画像形成カメラ１０は、可視光レンズ組立体１６の（例えばカメラの前面に向かって）最も外側の可視光レンズの周面と、赤外線レンズ組立体１４の最も外側の赤外線レンズの周面との間の最小距離である距離２７を定義している。種々の例において、距離２７は２．５４ｃｍ（１ｉｎ）未満、例えば１．９１ｃｍ（０．７５ｉｎ）未満、１．２７ｃｍ（０．５ｉｎ）未満、又は０．６３５ｃｍ（０．２５ｉｎ）未満であってよい。他の例では、距離２７は約３．８１ｃｍ（１．５ｉｎ）〜約０．２５４ｃｍ（０．１ｉｎ）、例えば約１．９１ｃｍ（０．７５ｉｎ）〜約３．８１ｃｍ（０．１５ｉｎ）、又は約０．７６２ｃｍ（０．３ｉｎ）〜約０．５０８ｃｍ（０．２ｉｎ）であってよい。他の距離も可能であり、そして考えられる。
【００４５】
熱画像形成カメラ１０の作動中、操作者は、シーンの熱画像、及び／又はカメラによって生成された同じシーンの可視光画像を見たいと思うことがある。この理由から、熱画像形成カメラ１０はディスプレイを含んでよい。図１及び２の例では、熱画像形成カメラ１０はディスプレイ１８を含んでいる。ディスプレイ１８は、赤外線レンズ組立体１４及び可視光レンズ組立体１６と反対側の、ハウジング１２の背面に配置されている。ディスプレイ１８は、可視光画像、赤外線画像、及び／又は可視光画像と赤外線画像とを同時に表示するブレンド画像を表示するように構成されていてよい。異なる例において、ディスプレイ１８は、熱画像形成カメラ１０の赤外線レンズ組立体１４及び可視光レンズ組立体１６から遠く離れていて（例えば別個のものであって）よい。或いはディスプレイ１８は、赤外線レンズ組立体１４及び／又は可視光レンズ組立体１６に対して異なる空間的配置関係を成していてよい。従って、ディスプレイ１８は図２では赤外線レンズ組立体１４及び可視光レンズ組立体１６の背後に示されてはいるが、ディスプレイ１８の他の位置も可能である。
【００４６】
熱画像形成カメラ１０は、カメラの作動を制御し、カメラの異なる設定を調節するための種々の使用者入力媒体を含むことができる。制御機能の例は、赤外線及び／若しくは可視光光学部品の焦点の調節、シャッターの開閉、又は赤外線及び／若しくは可視光画像の捕捉などを含んでよい。図１及び２の例において、熱画像形成カメラ１０は、赤外線及び可視光画像を捕捉するための押し下げ可能なトリガー制御装置２０と、カメラの作動の他の様相を制御するためのボタン２８とを含む。異なる数又は配置の使用者入力媒体が可能であり、言うまでもなく開示内容はこの点において制限されない。例えば、熱画像形成カメラ１０は、スクリーンの種々異なる部分を押すことによって使用者の入力を受けるタッチスクリーンディスプレイ１８を含んでいてよい。
【００４７】
図５は、熱画像形成カメラ１０の一例の構成要素を示す機能ブロック線図である。このカメラ１０は、赤外線カメラ・モジュール１００と、可視光カメラ・モジュール１０２と、ディスプレイ１０４と、プロセッサ１０６と、ユーザーインターフェイス１０８と、メモリ１１０と、電源１１２とを含んでいる。プロセッサは、赤外線カメラ・モジュール１００と、可視光カメラ・モジュール１０２と、ディスプレイ１０４と、ユーザーインターフェイス１０８と、メモリ１１０とに通信可能に連結されている。電源１１２は熱画像形成カメラ１０の種々の構成要素に動作電力を送達し、そしていくつかの例では、再充電可能又は再充電不能なバッテリと、発電回路とを含んでいてよい。
【００４８】
熱画像形成カメラ１０の作動中、プロセッサ１０６は、標的シーンの可視光画像及び赤外線画像を生成するために、メモリ１１０内に記憶されたプログラム情報に関連づけられた命令の支援を受けて、赤外線カメラ・モジュール１００と可視光カメラ・モジュール１０２とを制御する。プロセッサ１０６はさらに、熱画像形成カメラ１０によって生成された可視光画像及び／又は赤外線画像を表示するためにディスプレイ１０４を制御する。いくつかの付加的な例において、下でより詳細に説明するように、プロセッサ１０６はカメラに関連づけられた赤外線光学部品の焦点位置に基づいて、熱画像形成カメラ１０と、カメラによって生成された可視光画像及び／又は赤外線画像によって捕捉された標的シーン中の対象物との間の距離を決定することもできる。プロセッサ１０６はこの距離を用いて、例えば一方の画像の少なくとも一部を他方の画像の少なくとも一部に対してシフトすることによって、熱画像形成カメラ１０によって生成された可視光画像と赤外線画像との間の視差を解消するのを助けることができる。
【００４９】
赤外線カメラ・モジュール１００は、標的シーンによって発せられた赤外線エネルギーを受容して、赤外線エネルギーデータを生成するための赤外線センサに赤外線エネルギーを合焦させるように構成されていてよい。例えば赤外線エネルギーデータは、ディスプレイ１０４上に赤外線画像の形で表示され、及び／又はメモリ１１０内に記憶され得る。赤外線カメラ・モジュール１００は、ここではモジュールに帰属する機能を実行するための任意の適切な構成要素を含むことができる。図５の例において、赤外線カメラ・モジュールは、赤外線レンズ組立体１４と赤外線センサ１１４とを含むものとして示されている。図１及び２を参照しながら上述したように、赤外線レンズ組立体１４は、標的シーンによって発せられる赤外線エネルギーを取り込んで、赤外線センサ１１４に赤外線エネルギーを合焦させる少なくとも１つのレンズを含んでいる。赤外線センサ１１４は電気信号を生成することによって、合焦された赤外線エネルギーに反応し、前記電気信号は変換されて、ディスプレイ１０４上の赤外線画像として表示されることができる。
【００５０】
赤外線レンズ組立体１４は種々様々な構造形を有することができる。いくつかの例では、赤外線レンズ組立体１４は、特定の大きさのＦ値（焦点比又はＦストップと呼ばれることもある）を定義している。Ｆ値は、レンズ（例えば赤外線レンズ組立体１４の最も外側のレンズ）の焦点距離を、レンズへの入射直径で割り算することによって決定することができる。レンズへの入射直径は、レンズに入射する赤外線の量を示すことができる。一般に、赤外線レンズ組立体１４のＦ値が増大すると、被写界深度、又は、レンズ組立体の許容し得る程度に合焦する標的シーン中の最も近い対象物と最も遠い対象物との間の距離が増大し得る。被写界深度を増大させることは、過焦点位置に設定された熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品によって標的シーン中の相異なる対象物を見るときに、許容し得る程度の合焦に達するのを助けることができる。しかし赤外線レンズ組立体１４のＦ値が過度に増大すると、空間分解能（例えば透明度）が低下するので標的シーンは許容し得る程度の合焦状態にはなくなる。
【００５１】
種々の例において、赤外線レンズ組立体１４は、０．５を上回るＦ値、例えば１．０を上回る、約１．２を上回る、又は約１．３を上回るＦ値を定義することができる。他の例では、赤外線レンズ組立体１４が定義することのできるＦ値の範囲は、約０．８５〜約２、約１〜約１．８、約１．２〜約１．５、又は約１．３〜約１．４である。赤外線レンズ組立体１４は、他の許容し得るＦ値を定義してよく、また言うまでもなく開示内容はこの点において制限されない。
【００５２】
赤外線センサ１１４は、赤外線レンズ組立体１４を通して受容された赤外線エネルギーに応じて電気信号を生成する１つ又は２つ以上の焦点面アレイ（ＦＰＡ）を含んでいてよい。それぞれのＦＰＡは、例えばボロメータ、光子検出器、又は他の適切な赤外線センサ素子を含む複数の赤外線センサ素子を含むことができる。それぞれがセンサ・ピクセルと呼ばれる、それぞれのセンサ素子は、作動中に標的シーンから受容された赤外線エネルギーを吸収するのに応じて、電気特性（例えば電圧又は抵抗）を変化させることができる。そして今度は電気特性のこの変化が、電気信号を提供することができ、前記電気信号はプロセッサ１０６によって受信されて、ディスプレイ１０４上に表示される赤外線画像へと処理される。
【００５３】
例えば、赤外線センサ１１４が複数のボロメータを含む例の場合、各ボロメータが、赤外線レンズ組立体１４を通して合焦させられた赤外線エネルギーを吸収し、そして吸収されたエネルギーに応じて温度を高くする。各ボロメータの電気抵抗は、ボロメータの温度が変化するのに伴って変化し得る。プロセッサ１０６は、電流（又は電圧）を各ボロメータに加えることによって、各ボロメータの抵抗の変化を測定するとともに、ボロメータ全体にわたる、結果としての電圧（又は電流）を測定することができる。これらのデータに基づいて、プロセッサ１０６は、標的シーンの種々異なる部分によって発せられた赤外線エネルギー量を決定し、そして標的シーンの熱画像を表示するようにディスプレイ１０４を制御することができる。
【００５４】
赤外線センサ１１４のＦＰＡ内に含まれた特定のタイプの赤外線センサ素子とは無関係に、ＦＰＡアレイは任意の適切なサイズ及び形状を定義することができる。いくつかの例において、赤外線センサ１１４は格子パターンを成して配列された複数の赤外線センサ素子、例えば鉛直方向列と水平方向行とを成して配列されたセンサ素子アレイを含んでいる。種々の例において、赤外線センサ１１４は、例えば１６×１６，５０×５０，１６０×１２０，１２０×１６０，又は６４０×４８０の鉛直方向列 × 水平方向行から成るアレイを含んでいる。他の例において、赤外線センサ１１４は、より少数の鉛直方向列と水平方向行（例えば１×１）、より多数の鉛直方向列と水平方向行（例えば１０００×１０００）、又は異なる比率の列と行を含んでよい。
【００５５】
熱画像形成カメラ１０の作動中、プロセッサ１０６は、赤外線画像を形成するための赤外線画像データを生成するために、赤外線カメラ・モジュール１００を制御することができる。プロセッサ１０６は、赤外線センサ１１４のＦＰＡ内に含まれる各赤外線センサ素子からの電気信号を測定することにより、赤外線画像データの「フレーム」を生成することができる。各赤外線センサ素子からの電気信号（例えば電圧、電流）の大きさは、各赤外線センサ素子によって受容された赤外線の量に対応し得る。種々異なる量の赤外線を受容するセンサ素子は種々異なる大きさを有する電気信号を示す。赤外線画像データのフレームを生成することによって、プロセッサ１０６は、所与の時点における標的シーンの赤外線画像を捕捉する。
【００５６】
プロセッサ１０６は、赤外線センサ１１４のＦＰＡ内に含まれる各赤外線センサ素子の電気信号を一回測定することによって、標的シーンの単一の赤外線画像又は「スナップショット」を捕捉することができる。或いは、プロセッサ１０６は、赤外線センサ１１４のＦＰＡ内に含まれる各赤外線センサ素子の電気信号を繰り返し測定することにより、標的シーンの複数の赤外線画像を捕捉することができる。プロセッサ１０６が赤外線センサ１１４のＦＰＡ内に含まれる各赤外線センサ素子の電気信号を繰り返し測定する例では、プロセッサ１０６は、標的シーンの動的熱画像（例えばビデオ表現）を生成することができる。例えば、プロセッサ１０６は、熱画像データのビデオ表現を生成するのに十分なレート、例えば３０Ｈｚ又は６０Ｈｚで、ＦＰＡ内に含まれる各赤外線センサ素子の電気信号を測定することができる。プロセッサ１０６は、赤外線画像を捕捉することにおいて他の操作、例えば赤外線レンズ組立体１４のアパーチャを開閉するためにシャッタ（図示せず）を順次作動させる操作、又はこれに類する操作を実施することができる。
【００５７】
センサ・ピクセルとして機能する赤外線センサ１１４の各センサ素子を用いると、プロセッサ１０６は、それぞれのセンサ画素の電気特性（例えば抵抗）の変化を、時間分割された電気信号に変換することによって、赤外線の二次元画像又はピクチャ表現を標的シーンから生成することができる。前記時間分割された電気信号は、例えばディスプレイ１０４上での視覚化及び／又はメモリ１１０内での記憶のために処理することができる。プロセッサ１０６は、生の赤外線画像データを、シーン温度、いくつかの例ではシーン温度に対応する色に変換するために計算を行うことができる。
【００５８】
プロセッサ１０６は、捕捉された標的シーンの赤外線画像の少なくとも一部を表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。いくつかの例において、プロセッサ１０６は、赤外線センサ１１４の各センサ素子の電気的応答がディスプレイ１０４上の単一のピクセルと関連づけられるように、ディスプレイ１０４を制御する。他の例において、プロセッサ１０６は、赤外線センサ１１４内にあるセンサ素子よりも多いか又は少ないピクセルがディスプレイ１０４上に表示されるように、赤外線画像の分解能を増減することができる。プロセッサ１０６は、赤外線画像全体（例えば熱画像形成カメラ１０によって捕捉された標的シーンの全ての部分）、又は赤外線画像全体よりも小さい画像（例えば熱画像形成カメラ１０によって捕捉された標的シーン全体のより小さい部分）を表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。プロセッサ１０６は、下でより詳しく説明するように、他の画像処理機能を発揮することができる。
【００５９】
図５には示されていないが、熱画像形成カメラ１０は、赤外線センサ１１４からの出力信号をディスプレイ１０４上の熱画像に変換するために、種々の信号処理又は信号調整回路を含んでいてよい。回路例は、赤外線センサ１１４の各センサ素子全体にわたってバイアス電圧を測定するためのバイアス発生器、アナログ−デジタル変換器、又は信号増幅器などを含んでいてよい。特定の回路とは無関係に、熱画像形成カメラ１０は、表示、記憶、又は伝送され得る出力、又は使用者によって他の形で利用され得る出力を提供するべく、標的シーンを表すデータを操作するように構成されていてよい。
【００６０】
熱画像形成カメラ１０は可視光カメラ・モジュール１０２を含んでいる。可視光カメラ・モジュール１０２は、標的シーンからの可視光エネルギーを受容して、可視光エネルギーデータを生成する可視光センサに可視光エネルギーを合焦させるように構成されていてよい。例えば、可視光エネルギーデータは、ディスプレイ１０４上に可視光画像の形で表示され、及び／又はメモリ１１０内に記憶されることができる。可視光カメラ・モジュール１０２は、ここではモジュールに帰属する機能を実行するための任意の適切な構成要素を含むことができる。図５の例において、可視光カメラ・モジュール１０２は、可視光レンズ組立体１６と可視光センサ１１６とを含むものとして示されている。図１及び２を参照しながら上述したように、可視光レンズ組立体１６は、標的シーンによって発せられる可視光エネルギーを取り込んで、可視光センサ１１６に可視光エネルギーを合焦させる少なくとも１つのレンズを含んでいる。可視光センサ１１６は電気信号を生成することによって、合焦したエネルギーに反応する。この電気信号は変換されて、ディスプレイ１０４上の可視光画像として表示されることができる。
【００６１】
可視光センサ１１６は、複数の可視光センサ素子、例えばＣＭＯＳ検出器、ＣＣＤ検出器、ＰＩＮダイオード、又はアバランシェフォトダイオードなどを含んでいてよい。可視光センサ素子の数は、赤外線センサ素子の数と同じでも異なっていてもよい。
【００６２】
作動中、標的シーンから受容された光エネルギーは、可視光レンズ組立体１６を通過して、可視光センサ１１６上に合焦される。光エネルギーが可視光センサ１１６の可視光センサ素子上に衝突すると、光検出器内部の光子が放出されて、検出電流に変換される。プロセッサ１０６は、標的シーンの可視光画像を形成するために、この検出電流を処理することができる。
【００６３】
熱画像形成カメラ１０の使用中、プロセッサ１０６は、可視光画像を形成するために、捕捉された標的シーンから可視光画像データを生成するように、可視光カメラ・モジュール１０２を制御することができる。可視光データは、捕捉された標的シーンの種々異なる部分に関連づけられた色、及び／又は捕捉された標的シーンの種々異なる部分に関連づけられた光の大きさを示す視感データを含んでいてよい。プロセッサ１０６は、熱画像形成カメラ１０のそれぞれの可視光センサ素子の応答を一回測定することにより、可視光画像データの「フレーム」を生成することができる。可視光画像データのフレームを生成することによって、プロセッサ１０６は、所与の時点における標的シーンの可視光画像を捕捉する。プロセッサ１０６は、赤外線カメラ・モジュール１００に関連して上述したように、標的シーンの動的熱画像（例えばビデオ表現）を生成するように、熱画像形成カメラ１０のそれぞれの可視光センサ素子の応答を繰り返し測定することもできる。
【００６４】
センサ・ピクセルとして機能する可視光カメラ・モジュール１０２の各センサ素子を用いると、プロセッサ１０６は、それぞれのセンサ画素の電気的応答を、時間分割された電気信号に変換することによって、可視光の二次元画像又はピクチャ表現を標的シーンから生成することができる。前記時間分割された電気信号は、例えばディスプレイ１０４上での視覚化及び／又はメモリ１１０内での記憶のために処理されることができる。
【００６５】
プロセッサ１０６は、捕捉された標的シーンの可視光画像の少なくとも一部を表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。いくつかの例において、プロセッサ１０６は、可視光カメラ・モジュール１０２の各センサ素子の電気的応答がディスプレイ１０４上の単一のピクセルと関連づけられるように、ディスプレイ１０４を制御する。他の例において、プロセッサ１０６は、可視光カメラ・モジュール１０２内にあるセンサ素子よりも多いか又は少ないピクセルがディスプレイ１０４上に表示されるように、可視光画像の分解能を増減することができる。プロセッサ１０６は、可視光画像全体（例えば熱画像形成カメラ１０によって捕捉された標的シーンの全ての部分）、又は可視光画像全体よりも小さい画像（例えば熱画像形成カメラ１０によって捕捉された標的シーン全体のより小さい部分）を表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。
【００６６】
上記のように、プロセッサ１０６は、熱画像形成カメラ１０と、カメラによって生成された可視光画像及び／又は赤外線画像によって捕捉された標的シーン中の対象物との間の距離を決定するように形成されてよい。プロセッサ１０６はこの距離を、カメラに関連づけられた赤外線光学部品の焦点位置に基づいて決定することができる。例えば、プロセッサ１０６は、カメラの赤外線光学部品に関連づけられた焦点機構の位置（例えば物理的位置）（例えば赤外線光学部品に関連づけられた焦点位置）を検出し、そしてこの位置と関連付けられる標的距離値を決定することができる。次いでプロセッサ１０６は、メモリ１１０内に記憶された、異なる位置を異なる標的距離値と関連付けるデータを参照することによって、熱画像形成カメラ１０と標的シーン中の対象物との間の特定の距離を決定する。
【００６７】
焦点機構のそれぞれの位置は、標的シーン中の対象物が合焦されることになる熱画像形成カメラ１０からの種々異なる距離に関連づけられることができる。焦点機構が赤外線光学部品を過焦点位置に動かす事例においては、プロセッサ１０６は、メモリ１１０内に記憶された、過焦点位置に関連づけられた所定の距離値を参照することができる。所定の距離値は、過焦点位置に対応する設定値に等しいか、又は過焦点位置に対応する設定値よりも大きいか、又は過焦点位置に対応する設定値よりも小さくてよい。
【００６８】
プロセッサ１０６によって決定される特定の距離とは無関係に、プロセッサは、例えばディスプレイ１０４上に同時に表示する目的で、カメラによって生成された可視光画像と赤外線画像とを位置合わせ（例えば整列／スケーリング）するのを助けるために、この距離を用いることができる。プロセッサ１０６は、画像間の視差を解消するのを助けるために、赤外線画像に対する可視光画像のスケーリングを調節することができる。プロセッサ１０６は、画像間の視差を解消するのを助けるために、例えば画像の一方の部分又は両方の部分を他方の画像に対してシフトすることによって、可視光画像の少なくとも一部及び／又は赤外線画像の少なくとも一部を他方の画像に対して整列させることもできる。例えば、可視光のそれぞれの部分及び赤外線画像のそれぞれの部分は、画像の部分に関連づけられた位置座標（例えばデカルト座標）を含んでよい。プロセッサ１０６は、例えば画像部分に関連づけられた新しい位置座標を定義するように、画像部分に関連づけられた位置座標に対して所定の値を加算又は減算することによって、画像の一部をシフトすることができる。プロセッサ１０６は、調節されたスケーリング及び調節された位置座標に従って可視光画像と赤外線画像とを表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。
【００６９】
いくつかの例において、プロセッサ１０６は、決定された距離値及びメモリ１１０内に記憶されたデータに基づいて、可視光画像及び／又は赤外線画像を位置合わせすることができる。前記データは、種々異なる標的距離を種々異なる視差補正値（例えば種々異なるスケーリング及び／又は整列値）と関連づけるメモリ１１０内のルックアップ・テーブル内に記憶されてよい。別の例において、データは、種々異なる標的距離を種々異なる視差補正値と関連づける等式の形で記憶されてよい。決定された標的距離値を用いて、プロセッサはメモリ１１０を参照したとき、関連する視差補正値を決定することができる。次いでプロセッサ１０６は、決定された視差補正値に基づいて、可視光画像の少なくとも一部及び／又は赤外線画像の少なくとも一部を他方の画像に対してシフトし及び／又はスケーリングして、画像のシフトされ及び／又はスケーリングされた部分を他方の画像と整列させた状態で表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。
【００７０】
これらの例及びその他の例において、プロセッサ１０６は、熱画像形成カメラ１０によって捕捉された可視光画像の少なくとも一部と、熱画像形成カメラ１０によって捕捉された赤外線画像の少なくとも一部とを同時に表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。このような同時の表示は、赤外線画像内に同時に表示された形体を理解するのを助けるために、操作者が可視光画像内に表示された形体を参照できる点で有用であり得る。それというのも、操作者は種々異なる現実世界の形体を赤外線画像よりも可視光画像において容易に認識し区別することができるからである。種々の例において、プロセッサ１０６は、可視光画像と赤外線画像とを、並列配列、又は画像のうちの一方が画像のうちの他方を取り囲むピクチャ・イン・ピクチャ配列、又は可視光画像と赤外線画像とが同時に表示される任意の他の適切な配列で表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。
【００７１】
例えば、プロセッサ１０６は、可視光画像と赤外線画像とを融合配列で表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。融合配列の場合、可視光画像と赤外線画像とは互いに上下に重なっていてよい。操作者は、ディスプレイ１０４上に表示された画像のうちの一方又は両方の透明度又は不透明度を制御するように、ユーザーインターフェイス１０８と交信することができる。例えば、操作者は赤外線画像を完全透明状態と完全不透明状態との間で調節するとともに、可視光画像も完全透明状態と完全不透明状態との間で調節するようにユーザーインターフェイス１０８と交信することができる。アルファ・ブレンド配列と呼ばれることがあるこのような融合配置例は、操作者が、赤外線だけの画像、可視光線だけの画像、又は赤外線だけの画像と可視光線だけの画像との両極端間でオーバラップした２つの画像の任意の組み合わせを表示するように、ディスプレイ１０４を調節するのを可能にする。
【００７２】
プロセッサ１０６を含む、熱画像形成カメラ１０内部のプロセッサとして記述された構成要素は、１つ又は２つ以上のプロセッサ、例えば１つ又は２つ以上のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、又はプログラマブル論理回路などとして、単独又は任意の適切な組み合わせで実現することができる。
【００７３】
一般に、メモリ１１０はプログラム命令及び関連データを記憶している。これらは、プロセッサ１０６によって実行されると、熱画像形成カメラ１０及びプロセッサ１０６がこの開示においてはそれらに帰属する機能を発揮することを引き起こす。メモリ１１０は、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク又はフロッピー（登録商標）磁気ディスク、又はＥＥＰＲＯＭなどのような任意の固定された又は取り外し可能な磁気媒体、光学媒体、又は電気媒体を含んでいてよい。メモリ１１０は取り外し可能なメモリ部分を含んでいてもよい。このメモリ部分は、メモリを更新し又はメモリ容量を増大させるために使用することができる。取り外し可能なメモリは、画像データが別のコンピュータ・デバイスへ容易に移されること、又は熱画像形成カメラ１０が別の用途に使用される前に取り外されることをも可能にする。
【００７４】
操作者はユーザーインターフェイス１０８を介して熱画像形成カメラ１０と交信することができる。ユーザーインターフェイス１０８は、ボタン、キー、又はユーザーからの入力を受けるための別の機構を含んでいてよい。操作者は、ディスプレイ１０４を介して熱画像形成カメラ１０からの出力を受け取ることができる。ディスプレイ１０４は、赤外線画像及び／又は可視光画像を任意の許容し得るパレット、又はカラースキームで表示するように構成されていて、パレットは例えば使用者の制御に応じて変化してよい。いくつかの例では、ディスプレイ１０４は、例えばグレースケール又はアンバーのような単色パレットで赤外線画像を表示するように構成されている。他の例では、ディスプレイ１０４は、赤外線画像を例えばアイアン・ボウ、ブルー−レッド、又は他の高コントラスト・カラースキームのようなカラーパレットで表示するように構成されている。グレースケール表示とカラーパレット表示との組み合わせも考えられる。
【００７５】
プロセッサ１０６は、赤外線画像の少なくとも一部と可視光画像の少なくとも一部とを任意の適切な配列で同時に表示するようにディスプレイ１０４を制御することができるが、ピクチャ・イン・ピクチャ配列は、同じシーンの対応する可視光画像を隣接して整列させた状態で表示することにより、操作者が熱画像を容易に合焦させ及び／又は解釈するのを助けることができる。図６は、可視光画像２４０と赤外線画像２４２とのピクチャ・イン・ピクチャ型表示の一例を示す概念図である。図６の例では、可視光画像２４０が赤外線画像２４２を取り囲んでいるが、他の例では、赤外線画像２４２が可視光画像２４０を取り囲むか、或いは可視光画像２４０と赤外線画像２４２とは、図示のものとは異なる相対的なサイズ又は形状を有していてもよく、言うまでもなく開示はこの点では制限されない。
【００７６】
熱画像形成カメラの例及び関連技術について説明してきた。この開示に記載された技術は、例えば命令を含む非一時的コンピュータ可読記憶媒体のようなコンピュータ可読媒体内で具体化又はコード化されてよい。コンピュータ可読媒体内に埋め込まれ又はコード化された命令は、例えば命令が実行されたときに、プログラミング可能なプロセッサ、又はその他のプロセッサに方法を実施させる。コンピュータ可読記憶媒体はランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、光媒体、又はその他のコンピュータ可読媒体を含んでいてよい。
【００７７】
種々の例が説明されてきた。これらの例及びその他の例が下記請求項の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１０ 熱画像形成カメラ
１２ ハウジング
１４ 赤外線レンズ組立体
１６ 可視光レンズ組立体
１８ ディスプレイ
１９ レーザー
２０ トリガー制御装置
２２ 赤外線光軸
２４ フォーカス・リング
２６ 可視光光軸
【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱画像形成カメラに関し、より具体的には焦点調節可能な赤外線レンズを備えた熱画像形成カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱画像形成カメラは種々様々な状況において使用される。例えば、熱画像形成カメラは設備を熱的に調べるために保守検査中にしばしば使用される。設備の例としては、数あるタイプの設備の中でも回転機械、電気パネル、又は回路ブレーカー列を挙げることができる。熱的調査は、設備のホットスポット、例えば過熱した機械又は電気構成要素を検出して、より重大な問題が発生する前に過熱設備の適時の修復又は交換を保証するのを助けることができる。
【０００３】
カメラの構造に応じて、熱画像形成カメラは同じ対象物の可視光画像を生成することもできる。カメラは赤外線画像と可視光画像とを調和した形で表示することにより、例えば操作者が熱画像形成カメラによって生成された熱画像を解釈するのを助けることができる。異なる対象物間に一般に良好なコントラストを提供する可視光画像とは異なり、熱画像内の異なる形体を認識して区別することは現実世界のシーンと比較してしばしば困難である。このような理由から、熱画像を解釈して合焦させるのを助けるために、操作者は可視光画像に依存することができる。
【０００４】
熱画像形成カメラが熱画像及び可視光画像の両方を生成するように構成される適用例において、カメラは２組の別個の光学部品、すなわち、可視光画像を生成するための可視光センサに可視光を合焦させる可視光光学部品から成る組と、赤外線画像を生成するための赤外線センサに赤外線を合焦させる赤外線光学部品から成る組とを含んでいる。これらの光学部品の組のそれぞれを適切に形成すると、操作者による熱画像形成カメラの使いやすさ、及び熱画像形成カメラによって生成される可視光画像及び赤外線画像の質が決定づけられる。
【発明の概要】
【０００５】
大まかに言えば、この開示は、焦点調節可能な赤外線光学部品を備えた熱画像形成カメラに関する。いくつかの例において、熱画像形成カメラは、第１光軸を定義する赤外線光学部品と、第２光軸を定義する可視光光学部品とを含んでおり、第１光軸と第２光軸とは互いにオフセットされている。熱画像形成カメラは、赤外線光学部品に連結された焦点機構を含んでいてよく、この焦点機構は、赤外線光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成されている。例えば、焦点機構は、標的シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置、又は標的シーンが設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の他の焦点位置のうちの１つへ、赤外線光学部品を動かすことができる。熱画像形成カメラの構造に応じて、焦点機構は、赤外線光学部品が過焦点位置に動かされたときに触覚的指示を提供する手動調節可能なフォーカス・リングを含んでいてよい。本明細書中に記載されているような、焦点調節可能な赤外線光学部品を備えた熱画像形成カメラは、他のタイプの熱画像形成カメラよりも高い機能性と高い質の赤外線画像とを、標的シーンからの種々多様な距離にわたって提供することができる。
【０００６】
１つの例において、赤外線（ＩＲ）カメラ・モジュールと、可視光（ＶＬ）カメラ・モジュールと、手動調節可能な焦点機構とを含む熱画像形成カメラが記述される。ＩＲカメラ・モジュールはＩＲセンサとＩＲ光学部品とを含んでおり、ＩＲセンサは、シーンのＩＲ画像を捕捉するように構成されており、そしてＩＲ光学部品は、ＩＲ光学部品の中心を通って延びる第１光軸を定義している。ＶＬカメラ・モジュールはＶＬセンサとＶＬ光学部品とを含んでおり、ＶＬセンサは、シーンのＶＬ画像を捕捉するように構成されており、ＶＬ光学部品は、ＶＬ光学部品の中心を通って延びる第２光軸を定義しており、そして第２光軸は、シーンのＩＲ画像がＶＬ画像とは異なる視点からのものであることにより視差を引き起こすように第１光軸からオフセットされている。焦点機構は、ＩＲ光学部品に連結されていて、ＩＲ光学部品を合焦させるべくＩＲ光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成されており、様々な焦点位置は、シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置と、シーンが設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の焦点位置とを含み、手動調節可能な焦点機構は、ＩＲ光学部品が過焦点位置に動かされると触覚的指示を提供するように構成されている。この例では、カメラはまた、ディスプレイとプロセッサとを含む。プロセッサは、ＩＲ画像とＶＬ画像との間の視差をほぼ解消するべくＩＲ画像をＶＬ画像と整列させて、ＩＲ光学部品が過焦点位置に動かされたときに設定距離と無限遠との間に配置されたシーンに対して、ＶＬ画像の少なくとも一部とほぼ位置合わせされた状態でＩＲ画像の少なくとも一部を表示するべくディスプレイを制御するように構成されている。
【０００７】
別の例では、ＩＲセンサとＩＲ光学部品とを含む赤外線（ＩＲ）カメラ・モジュールを含むカメラであって、ＩＲセンサがシーンのＩＲ画像を捕捉するように構成されている、カメラが記述される。この例によれば、カメラはまた、手動調節可能な焦点機構とディスプレイとを含む。手動調節可能な焦点機構はＩＲ光学部品に連結されており、ＩＲ光学部品を合焦させるべくＩＲ光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成されており、様々な焦点位置は、ＩＲ光学部品が過焦点位置に動かされたときに設定距離と無限遠との間に配置されたシーンがほぼ合焦する過焦点位置と、シーンが設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の焦点位置とを含む。
【０００８】
別の例では、ＩＲセンサとＩＲ光学部品とを含む赤外線（ＩＲ）カメラ・モジュール、ＶＬセンサとＶＬ光学部品とを含む可視光（ＶＬ）カメラ・モジュール、並びに焦点機構を含むカメラが記述される。この例によれば、ＩＲセンサは、シーンのＩＲ画像を捕捉するように構成されており、そしてＩＲ光学部品は、ＩＲ光学部品の中心を通って延びる第１光軸を定義しており、そしてＩＲ光学部品は１．０を上回るＦ値を定義している。加えて、ＶＬセンサは、シーンのＶＬ画像を捕捉するように構成されており、ＶＬ光学部品は、ＶＬ光学部品の中心を通って延びる第２光軸を定義しており、第２光軸は、シーンのＩＲ画像がＶＬ画像とは異なる視点からのものであることにより視差を引き起こすように第１光軸からオフセットされており、第２光軸は第１光軸から、４．３２ｃｍ（１．７ｉｎ）未満の距離だけオフセットされている。この例は、焦点機構がＩＲ光学部品に連結され、そして、ＩＲ光学部品を合焦させるべくＩＲ光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成されることを規定しており、様々な焦点位置は、シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置と、シーンが設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の焦点位置とを含む。この例では、熱画像形成カメラはディスプレイとプロセッサとを含み、プロセッサは、ＩＲ画像とＶＬ画像とを受容して、ＶＬ画像及びＩＲ画像の少なくとも一方を表示するべくディスプレイを制御するように構成されている。
【０００９】
本開示に基づく別の例では、ＩＲ光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成された焦点機構を使用して、ＩＲ光学部品の焦点を調節する段階を含み、様々な焦点位置は、シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置と、シーンが設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の焦点位置とを含む、方法が記述される。この方法はまた、ＩＲセンサとＩＲ光学部品とを含むＩＲカメラ・モジュールを介してシーンの赤外線（ＩＲ）画像を捕捉する段階を含み、ＩＲ光学部品は、ＩＲ光学部品の中心を通って延びる第１光軸を定義しており、そしてＩＲ光学部品は１．０を上回るＦ値を定義している。加えて、この例は、ＶＬセンサとＶＬ光学部品とを含むＶＬカメラ・モジュールを介してシーンの可視光（ＶＬ）画像を捕捉する段階を含み、ＶＬ光学部品は、ＶＬ光学部品の中心を通って延びる第２光軸を定義しており、そして第２光軸は、シーンのＩＲ画像がＶＬ画像とは異なる視点からのものであることにより視差を引き起こすように第１光軸からオフセットされており、第２光軸は第１光軸から、４．３２ｃｍ（１．７ｉｎ）未満の距離だけオフセットされている。この方法はまた、ＶＬ画像及びＩＲ画像の少なくとも一方を表示する段階を含む。
【００１０】
１つ又は２つ以上の例の詳細を添付の図面及び下記説明において示す。他の特徴、目的、及び利点は、説明、図面、及び請求項から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、熱画像形成カメラの例を示す前面側斜視図である。
【図２】図２は、図１の熱画像形成カメラの例を示す背面側斜視図である。
【図３】図３は、標的シーンの例と、カメラの赤外線光学部品の様々な焦点位置に対応し得る焦点距離の例とを示す、熱画像形成カメラの例の概念図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図１及び図２の熱画像形成カメラのフォーカス・リングの例を示す分解斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図１及び図２の熱画像形成カメラのフォーカスリングに対応するカメラ・ハウジングの部分の例を示す分解斜視図である。
【図５】図５は、図１及び図２の熱画像形成カメラの構成要素の例を示す機能ブロック線図である。
【図６】図６は、可視光画像と赤外線画像とのピクチャ・イン・ピクチャ型の同時表示の例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
下記詳細な説明は本質的に一例に過ぎず、本発明の範囲、適用性、又は形態を限定しようとするものではない。むしろ、下記説明は本発明の例を実施するためのいくつかの実例を提供する。構造、材料、寸法、及び製造法の例は、選択されたエレメントに対して提供され、他の全てのエレメントは、本発明の分野における当業者によく知られたものを採用する。当業者には明らかなように、記載された例の多くが種々様々な適切な代替例を有している。
【００１３】
観察中のシーン全体にわたる熱パターンを検出するために、熱画像形成カメラを使用することができる。熱画像形成カメラはシーンによって放たれた赤外線を検出して、この赤外線を、熱パターンを示す赤外線画像に変換することができる。いくつかの例において、熱画像形成カメラはシーンからの可視光を捕捉して、可視光を可視光画像に変換することもできる。熱画像形成カメラの構造形に応じて、カメラは、赤外線センサに赤外線を合焦させる赤外線光学部品と、可視光センサに可視光を合焦させる可視光光学部品とを含んでいてよい。
【００１４】
本明細書中に記載したように、熱画像形成カメラは、赤外線光学部品に連結された焦点機構を含み、この焦点機構は、赤外線光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成されている。例えば、熱画像形成カメラは、標的シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置と、標的シーンが設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の他の焦点位置のうちの１つの位置との間で赤外線光学部品を動かすように構成された焦点機構を含んでよい。このような例において、操作者は、過焦点位置に対応する設定距離を超えた標的シーン中の対象物を観察するときには、赤外線光学部品の焦点を過焦点位置に設定することができる。このことは、設定距離を超えた種々の対象物を素早くフォーカス・フリーで見るのを可能にする。対照的に、操作者は、過焦点位置に対応する設定距離よりも熱画像形成カメラに近い標的シーン中の対象物を観察するときには、赤外線光学部品の焦点を複数の他の焦点位置のうちの１つの位置に調節することができる。このことは、熱画像形成カメラに比較的近い標的シーン中の対象物に正確に合焦するのを可能にすることにより、例えば操作者が比較的小さな部分に関する熱的問題を検出するのを可能にする。
【００１５】
図１及び２は、それぞれ熱画像形成カメラ１０の例を示す正面斜視図及び背面斜視図である。熱画像形成カメラはハウジング１２と、赤外線レンズ組立体１４と、可視光レンズ組立体１６と、ディスプレイ１８と、レーザー１９と、トリガー制御装置２０とを含んでいる。ハウジング１２は、熱画像形成カメラ１０の種々の構成要素を収容している。赤外線レンズ組立体１４は、シーンからの赤外線を受けて、シーンの赤外線画像を生成するための赤外線センサにこの赤外線を合焦させる。可視光レンズ組立体１６は、シーンからの可視光を受けて、同じシーンの可視光画像を生成するための可視光センサにこの可視光を合焦させる。熱画像形成カメラ１０は、トリガー制御装置２０の押し下げに応答して、可視光画像及び／又は赤外線画像を捕捉する。加えて、熱画像形成カメラ１０は、例えば操作者がシーンを熱的に調べるのを助けるために、カメラによって生成された赤外線画像及び可視光画像を表示するようにディスプレイ１８を制御する。
【００１６】
下でより詳細に説明するように、熱画像形成カメラ１０は、赤外線レンズ組立体１４に連結された焦点機構を含んでよい。この焦点機構は、熱画像形成カメラによって生成される赤外線画像の焦点を調節するべく、赤外線レンズ組立体の少なくとも１つのレンズを動かすように構成されている。１つの例において、焦点機構は、赤外線レンズ組立体の少なくとも１つのレンズを異なる焦点位置に動かすように構成されている。例えば、種々異なる焦点位置は、標的シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置を含んでよい。異なる焦点位置は、標的シーンが、過焦点位置に対応する設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の他の焦点位置を含んでいてもよい。例えば、焦点機構は、標的シーンが過焦点位置に対応する設定距離と最小焦点距離との間で合焦する連続的な位置範囲を通して、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズを動かすように構成されていてよい。この連続的な焦点位置範囲は、操作者が熱画像形成カメラ１０に比較的近い標的シーン中の対象物に正確に合焦するのを可能にするのに対して、赤外線レンズ組立体１４の焦点位置を過焦点位置に設定することは、過焦点位置に対応する設定距離にあるか又は前記設定距離を超えた標的シーン中の対象物を許容し得る程度に合焦させた状態で見ることを可能にする（例えば、使用中に熱画像形成カメラの焦点をさらに調節することなしに）。いくつかの例において、焦点機構は、過焦点位置を超えた１つ又は２つ以上の焦点位置に赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズを動かすように構成されていてもよい。このことは、操作者が、過焦点位置で達成された焦点に依存するのではなく、過焦点位置に対応する設定距離を超えた標的シーン中の対象物に、より正確に合焦するのを可能にする。
【００１７】
作動中、熱画像形成カメラ１０は、シーンから赤外線波長スペクトル内で発せられたエネルギーを受容して、熱画像を生成するために赤外線エネルギーを処理することによって、シーンの熱パターンを検出する。熱画像形成カメラ１０はまた、可視光波長スペクトル内で発せられたエネルギーを受容して、可視光画像を生成するために可視光エネルギーを処理することによって、同じシーンの可視光画像を生成することもできる。下でより詳細に説明するように、熱画像形成カメラ１０は、シーンの赤外線画像を捕捉するように構成された赤外線カメラ・モジュールと、同じシーンの可視光画像を捕捉するように構成された可視光カメラ・モジュールとを含んでよい。赤外線カメラ・モジュールは、赤外線レンズ組立体１４を通して投射される赤外線を受容して、そこから赤外線画像データを生成することができる。可視光カメラ・モジュールは、可視光レンズ組立体１６を通して投射される光を受容して、そこから可視光画像データを生成することができる。
【００１８】
いくつかの例の場合、熱画像形成カメラ１０は赤外線エネルギーと可視光エネルギーとをほぼ同時に（例えば同じ時点に）捕集又は捕捉するので、カメラによって生成される可視光画像と赤外線画像とは、ほぼ同じ時点における同じシーンを有する。これらの例において、熱画像形成カメラ１０によって生成された赤外線画像が、特定の時間におけるシーン内部の局所的温度を示す一方、カメラによって生成された可視光画像は同じ時間における同じシーンを示す。他の例において、熱画像形成カメラは赤外線エネルギーと可視光エネルギーとを異なる時間におけるシーンから捕捉することができる。
【００１９】
熱画像形成カメラ１０は、赤外線レンズ組立体１４を通して赤外線エネルギーを捕捉し、そして可視光レンズ組立体１６を通して可視光エネルギーを捕捉する。赤外線レンズ組立体１４及び可視光レンズ組立体１６は、ハウジング１２に対する数多くの異なる配向を有することができる。いくつかの例において、赤外線レンズ組立体１４と可視光レンズ組立体１６とは、熱画像形成カメラ１０によって生成された赤外線画像と可視光画像との間に視差を形成するように、例えばハウジング１２に対して固定的な空間関係を成して、互いにオフセットされる。例えば１つの例では、赤外線レンズ組立体１４と可視光レンズ組立体１６とは、例えば同一平面関係を成して、互いに水平方向にオフセットされている。別の例では、赤外線レンズ組立体１４と可視光レンズ組立体１６とは、互いに鉛直方向にオフセットされている。図１の例では、赤外線レンズ組立体１４と可視光レンズ組立体１６とは、概ね平行な配置で互いに鉛直方向にオフセットされている。赤外線レンズ組立体１４と可視光レンズ組立体１６は、両レンズ組立体が観察中の同じシーンに向けられるという点において、図１の例では互いに概ね平行である。
【００２０】
可視光レンズ組立体１６は、可視光画像を生成するための可視光センサに可視光エネルギーを合焦させる少なくとも１つのレンズを含んでいる。可視光レンズ組立体１６は、この組立体の少なくとも１つのレンズの曲率中心を通る可視光光軸２６を定義する。可視光エネルギーはレンズの前面を通って投射し、そしてレンズの反対側で合焦する。可視光レンズ組立体１６は、単一のレンズ又は直列配置された複数のレンズ（例えば２つ、３つ、又は４つ以上のレンズ）を含むことができる。加えて、可視光レンズ組立体１６は固定焦点を有することができるか、或いは、可視光光学系の焦点を変えるための焦点調節機構を含むことができる。可視光レンズ組立体１６が焦点調節機構を含む例では、焦点調節機構は、手動調節機構又は自動調節機構であってよい。
【００２１】
赤外線レンズ組立体１４はまた、熱画像を生成するための赤外線センサに赤外線エネルギーを合焦させる少なくとも１つのレンズを含んでいる。赤外線レンズ組立体１４は、この組立体の少なくとも１つのレンズの曲率中心を通る赤外線光軸２２を定義する。作動中、赤外線エネルギーはレンズの前面を通って導かれ、そしてレンズの反対側で合焦させられる。赤外線レンズ組立体１４は単一のレンズ又は直列配置された複数のレンズ（例えば２つ、３つ、又は４つ以上のレンズ）を含むことができる。これらは直列配置されていてよい。
【００２２】
手短に上述したように、熱画像形成カメラ１０は、カメラによって捕捉された赤外線画像の焦点を調節するための焦点機構を含んでいる。図１及び２に示された例では、熱画像形成カメラ１０はフォーカス・リング２４を含んでいる。フォーカス・リング２４は、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズに作動可能に連結（機械的連結及び／又は電気的連結）されており、そして熱画像形成カメラ１０によって捕捉された赤外線画像を合焦させるべく、少なくとも１つのレンズを様々な焦点位置に動かすように構成されている。フォーカス・リング２４は、フォーカス・リングが作動可能に連結されている少なくとも１つのレンズを動かすように、ハウジング１２の少なくとも一部の周りで手によって回転させられる。例えば、ハウジング１２の少なくとも一部の周りでフォーカス・リング２４を回転させることにより、フォーカス・リングが作動可能に連結されている少なくとも１つのレンズを、赤外線レンズ組立体１４と関連づけられた赤外線センサに向かって（例えば熱画像形成カメラ１０の背面に向かって）近づくように、又は赤外線レンズ組立体１４と関連づけられた赤外線センサから遠ざけるように（例えば熱画像形成カメラ１０の前面に向かって）、直線状に移動させることができる。この運動は、カメラによって捕捉された赤外線画像の焦点を変えることができる。
【００２３】
いくつかの例において、フォーカス・リング２４の回転が、ディスプレイ１８上に同時に表示された可視光画像の少なくとも一部と赤外線画像の少なくとも一部とを相対移動させるように、フォーカス・リング２４はまたディスプレイ１８に作動可能に連結されている。例えばハウジング１２の少なくとも一部の周りでフォーカス・リング２４を手動回転させることによって、ディスプレイ１８上に同時に表示された可視光画像の少なくとも一部と赤外線画像の少なくとも一部とを相対移動させることができる。このような例において、使用者はフォーカス・リング２４を回転させることにより、ディスプレイ１８上の可視光画像及び赤外線画像の表示を制御することができるので、例えば赤外線画像の少なくとも一部が、可視光画像の少なくとも一部とほぼ位置合わせされた状態で表示される。このように構成されている場合、使用者は、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品の焦点が合っていなくても、フォーカス・リング２４を回転させることができる。
【００２４】
異なる例において、熱画像形成カメラ１０は、フォーカス・リング２４以外の構造形において実施される手動焦点調節機構を含んでいてよい。例えば、熱画像形成カメラ１０は作動可能なスイッチを含んでいてよい。前記作動可能なスイッチは、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズと作動可能に連結されており、熱画像形成カメラ１０によって捕捉された赤外線画像を合焦させるべく、少なくとも１つのレンズを様々な焦点位置に動かす（直線状に移動させる）ように構成されている。作動可能なスイッチは押し下げ可能なボタン、直線状に作動可能な（例えばスライド）スイッチ、又は任意の他の適切なタイプのスイッチであってよい。他のタイプの手動焦点調節機構も可能であり、開示は、手動調節可能なフォーカス・リングを備えた熱画像形成カメラの構造形の例に限定されない。
【００２５】
例えば、熱画像形成カメラ１０は手動焦点調節機構に加えて、又はこの代わりに自動焦点調節機構を含んでいてもよい。自動焦点調節機構が、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズに作動可能に連結されて、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズを、例えば熱画像形成カメラ１０からの命令に応じて自動的に動かすように構成されていてよい。このような例の１つの適用例において、熱画像形成カメラ１０は、標的シーン中の対象物とカメラとの間の距離を電子的に測定するためにレーザー１９を使用することができる。熱画像形成カメラ１０は次いで、自動焦点調節機構を制御することにより、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズを、熱画像形成カメラ１０によって決定された標的距離データに対応する焦点位置に動かすことができる。この焦点位置は、決定された距離における標的シーン中の対象物を合焦させるように焦点位置を形成し得るという点で、標的距離データに対応することができる。いくつかの例において、自動焦点調節機構によって設定された焦点位置は、例えばフォーカス・リング２４を回転させることによって、操作者によって手動で無効にされる。
【００２６】
熱画像形成カメラ１０上に含まれる焦点機構の特定のタイプとは無関係に、焦点機構は、熱画像形成カメラ１０によって捕捉された赤外線画像を合焦させるべく、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品（例えば赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズ）を様々な焦点位置に動かすように形成することができる。それぞれの焦点位置は、標的シーン中の対象物が合焦することになる、熱画像形成カメラ１０からの異なる距離に対応する。例えば、熱画像形成カメラ１０から第１距離にある対象物を許容し得る程度に合焦させるように、第１焦点位置を形成することができ、熱画像形成カメラ１０から、第１距離よりも遠く離れた第２距離にある対象物を許容し得る程度に合焦させるように、第２焦点位置を形成することができ、熱画像形成カメラ１０から、第２距離よりも遠く離れた第３距離にある対象物を許容し得る程度に合焦させるように、第３焦点位置を形成することができ、以下同様にすることができる。これらの異なる焦点位置は、対象物に対して物理的に近づくか又は遠ざかる必要なしに、熱画像形成カメラ１０の操作者が、熱画像形成カメラ１０から離れた種々の距離に位置する一標的シーン中の異なる対象物の合焦画像を生成するのを可能にする。
【００２７】
いくつかの例において、焦点機構が赤外線光学部品をそこに動かすように構成された焦点位置のうちの少なくとも１つが過焦点位置である。過焦点位置は、設定距離と無限遠との間の１標的シーン中の全ての対象物が許容し得る程度に合焦する位置であってよい。すなわち、過焦点位置において熱画像形成カメラ１０は、対象物が設定距離にあるか又は設定距離を僅かに超えているか又は設定距離を著しく超えているかとは無関係に、対象物の、許容し得る程度に良好に合焦させられた熱画像を生成することができる。熱画像内の相異なる形体間の限られたコントラストのために、赤外線光学部品の合焦がしばしば難しいという点で、赤外線光学部品の過焦点位置は有用であり得る。相異なる形体間のコントラスト欠如は、現実世界のシーンと比較して、熱画像内の異なる形体を認識して区別することを難しくし、したがって赤外線光学部品を合焦させるのを難しくする。このようなコントラスト欠如は、対象物が熱画像形成カメラ１０から遠ざかるほどに顕著になる。
【００２８】
熱画像形成カメラ１０が、赤外線光学部品を過焦点位置に動かすように構成された焦点機構を含む例の場合、操作者は、赤外線光学部品をさらに調節することなしに、過焦点位置に対応する設定距離に又は設定距離を超えて、異なる距離に位置する異なる対象物の熱画像を見ることができる。すなわち、過焦点位置は、過焦点位置に対応する設定距離を超えた全ての対象物をフォーカス・フリーで見ることを可能にする。それというのも、設定距離に位置する又は設定距離を超えて位置する全ての対象物が適切に合焦するからである。このことは、操作者が多大な時間を費やす焦点調節を必要とすることなしに、異なる対象物を素早く熱走査するのを可能にする。
【００２９】
図３は、標的シーンの例と、カメラの赤外線光学部品の様々な焦点位置に対応し得る焦点距離の例とを示す熱画像形成カメラ１０の概念図である。図示の例では、標的シーンは、熱画像形成カメラ１０から第１距離５２だけ離れて配置された第１対象物５０と、カメラから第２距離５６だけ離れて配置された第２対象物５４と、カメラから第３距離６０だけ離れて配置された第３対象物５８と、過焦点位置に対応するカメラから設定距離６４だけ離れて配置されるか又は設定距離６４を超えて配置された第４対象物６２とを含んでいる。作動中、熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、標的シーンの第１対象物５０、第２対象物５４、第３対象物５８、及び／又は第４対象物６２を合焦させるように、赤外線光学部品を様々な焦点位置に動かすことができる。例えば焦点機構は、第１距離５２に位置する対象物（例えば第１対象物５０）に合焦するように、赤外線光学部品を第１焦点位置に動かすことができる。焦点機構はさらに、第２距離５６に配置された対象物（例えば第２対象物５４）に合焦するように、又は第３距離６０に配置された対象物（例えば第３対象物５８）に合焦するように、赤外線光学部品を第２焦点位置に動かすことができる。さらに別の実施態様の場合、焦点機構は、カメラから設定距離６４だけ離れて配置されるか又は設定距離６４を超えて配置された全ての対象物（例えば第４対象物６２）に許容し得る程度に合焦するように、赤外線光学部品を過焦点位置に動かすことができる。このように、熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、カメラによって捕捉された赤外線画像を合焦させるべくカメラの赤外線光学部品を様々な焦点位置に動かすように形成することができる。下でより詳細に説明するように、熱画像形成カメラ１０は、図３の例に具体的に示されたものとは異なる数又は配置関係の焦点位置及び焦点距離を含むことができる。
【００３０】
熱画像形成カメラ１０は、標的シーン中の対象物がその距離で又はその距離を超えて、許容し得る程度に合焦するような任意の適切な設定距離を定義する、カメラの赤外線光学部品の過焦点位置を含むことができる。さらに、過焦点位置に対応する設定距離は、例えばそのカメラが主として、カメラに比較的近い対象物を見るために使用されるのが意図されているのか、又はカメラから比較的遠く離れた対象物を見るために使用されるのが意図されているのかに基づいて変化してよい。いくつかの例では、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品の過焦点位置に対応する設定距離は、２．５４ｃｍ（１ｉｎ）を上回る距離、例えば１５．２ｃｍ（６ｉｎ）を上回る、０．３０５ｍ（１ｆｔ）を上回る、０．６１０ｍ（２ｆｔ）を上回る、又は１．５２ｍ（５ｆｔ）を上回る距離であってよい。例えば種々の例において、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品の過焦点位置に対応する設定距離は約０．３０５ｍ（１ｆｔ）、約０．６１０ｍ（２ｆｔ）、約０．９１４ｍ（３ｆｔ）、約１．２２ｍ（４ｆｔ）、又はそれ以上であってよい。下でより詳細に説明するように、熱画像形成カメラ１０がカメラに比較的近い対象物の熱的調査を意図されている適用例にとっては、約０．３０５ｍ（１ｆｔ）〜約１．５２ｍ（５ｆｔ）の過焦点位置に対応する設定距離が有用である。しかしながら言うまでもなく、熱画像形成カメラ１０は、具体的に挙げた設定距離以外の設定距離を定義する過焦点位置を実現してもよく、開示はこの点において制限されない。
【００３１】
熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、カメラの赤外線光学部品（例えば赤外線レンズ組立体１４（図１）の少なくとも１つのレンズ）を、過焦点位置以外の焦点位置に動かすことができる。例えば、熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、過焦点位置に対応する設定距離よりも近くにある標的シーン中の対象物に合焦するべく、カメラの赤外線光学部品を動かすように構成されていてよい。熱画像形成カメラ１０のための構造形に応じて、焦点機構は、設定距離よりも近い標的シーン中の対象物に合焦するために、赤外線レンズ組立体１４に関連づけられた赤外線センサからより遠く離れる方向に赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズを動かすことができる。このような構造形は、操作者が、カメラに比較的近い標的シーン中の対象物により正確に合焦するように、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品の焦点を調節するのを可能にする。これは、操作者が、比較的小さな部分に関する熱的問題を検出するのを可能にするか、或いは対象物の厳密な熱的調査を行うのを可能にする。
【００３２】
いくつかの例では、熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、設定距離よりも近い標的シーン中の対象物に合焦するべく、複数の不連続な焦点位置のうちの１つにカメラの赤外線光学部品を動かすように構成されていてよい。複数の不連続な焦点位置のぞれぞれは、標的シーン中の対象物が許容し得る程度に合焦することができる、熱画像形成カメラ１０からの異なる特定の距離又は距離範囲に対応し得る。他の実施態様では、熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、設定距離よりも近い標的シーン中の対象物に合焦するべく、連続的な焦点位置範囲を通してカメラの赤外線光学部品を動かすように構成されていてよい。連続的な焦点位置範囲内の種々異なる位置は、標的シーン中の対象物が許容し得る程度に合焦することができる、熱画像形成カメラ１０からの異なる特定の距離又は距離範囲に対応してよい。
【００３３】
例えば、図１及び２の例において、熱画像形成カメラ１０のフォーカス・リング２４は、設定距離よりも近い標的シーン中の対象物にカメラの赤外線光学部品を合焦させるべく、連続的な焦点位置範囲を通して回転するように構成されていてよい。このような例において、連続的な回転範囲内（例えば回転の両端点間）でフォーカス・リング２４を異なる度合いに回転させることにより、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品を、対応する連続的な焦点位置範囲内の種々異なる焦点位置に位置決めすることができる。
【００３４】
設定距離よりも近い標的シーン中の対象物に合焦するのに加えて、又はその代わりに、いくつかの例では、熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、過焦点位置に対応する（例えば過焦点範囲内の）設定距離よりも遠い標的シーン中の対象物により正確に合焦するべく、カメラの赤外線光学部品を動かすように構成されてよい。過焦点位置に対応する設定距離を超える対象物を見るために、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品を過焦点位置に動かすのではなく、焦点機構は、設定距離を超えた対象物に合焦するべく、過焦点位置を超えて前記光学部品を動かすように構成されていてよい。熱画像形成カメラ１０の構造形にもよるが、焦点機構は、設定距離よりも遠い標的シーン中の対象物に合焦するために、このような例では赤外線レンズ組立体１４に関連づけられた赤外線センサに近づくように、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズを動かすことができる。このことは、例えば特に高温又は低温の条件と関連する温度変化に起因して、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品の焦点が合わない事例において有用であり得る。
【００３５】
いくつかの例において、熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、設定距離よりも遠い標的シーン中の対象物に合焦するべく、カメラの赤外線光学部品を複数の不連続な焦点位置のうちの１つに動かすように構成されてよい。他の例において、熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、設定距離よりも近い標的シーン中の対象物に合焦するべく、連続的な焦点位置範囲を通してカメラの赤外線光学部品を動かすように構成されていてよい。
【００３６】
上記のように、熱画像形成カメラ１０は、標的シーン中の対象物が合焦し得る最小焦点距離を呈することができる。最小焦点距離は、許容し得る程度に合焦した熱画像を生成するために、熱画像形成カメラ１０が標的シーン中の対象物から離されなければならない最小限の距離である。熱画像形成カメラ１０の最小焦点距離は、例えばカメラの赤外線光学部品のサイズ、位置、及び調節可能性に基づいて変化する。いくつかの例において、熱画像形成カメラ１０の最小焦点距離は、０．３０５ｍ（１ｆｔ）未満、例えば約１５．２ｃｍ（６ｉｎ）、１５．２ｃｍ（６ｉｎ）未満、又は２．５４ｃｍ（１ｉｎ）未満であってよい。他の最小焦点距離も可能である。
【００３７】
本明細書中に記載されているような熱画像形成カメラ１０の焦点機構は、数多くの異なる構造形を有することができる。図４Ａ及び図４Ｂは、熱画像形成カメラ１０（図１及び２）の、フォーカス・リング２４の例と、それに対応するハウジング１２の部分とをそれぞれ示す分解斜視図である。この例において、フォーカス・リング２４はスロット７０を形成している。スロット７０は、ハウジング１２の対応する部分（図４Ｂ）と嵌合すると、ハウジング１２の対応する突起７２を受容する。組み立てられたときに、フォーカス・リング２４は、熱画像形成カメラ１０によって捕捉された赤外線画像を合焦させるべく、突起７２に対して相対回転することにより赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つのレンズを様々な焦点位置に動かすように構成されている。例えば、フォーカス・リング２４を時計回り（又は他の例では反時計回り）に回転させることにより、過焦点位置に対応する設定距離よりも近い標的シーン中の対象物に合焦するように、連続的な焦点位置範囲を通して熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品を動かすことができる。反対に、フォーカス・リング２４を反時計回り（又は他の例では時計回り）に回転させることにより、過焦点位置に対応する設定距離に位置するか又は設定距離を超える標的シーン中の対象物に合焦するように、熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品を過焦点位置に動かすことができる。いくつかの例では、フォーカス・リング２４は、過焦点位置に対応する設定距離を超える標的シーン中の対象物により正確に合焦するように、過焦点位置に対応する位置を超えて回転される。図４Ａ及び図４Ｂの例におけるフォーカス・リング２４はスロットを、そしてハウジング１２は突起を形成しているが、言うまでもなく他の例では、フォーカス・リング２４が突起を形成するのに対してハウジング１２がスロットを形成するか、或いは、フォーカス・リング２４及びハウジング１２が対応する嵌合特徴部の異なる構造形を有していてもよい。
【００３８】
熱画像形成カメラ１０が、複数の異なる焦点位置のうちの１つにカメラの赤外線光学部品を動かすように構成された焦点機構を含む例において、カメラは過焦点位置を他の焦点位置から区別化するためのフィードバックを提供してよい。異なる例において、フィードバックは聴覚的、視覚的（例えばディスプレイ１８を介する）、触覚的、又はこれらの組み合わせであってよい。例えば、熱画像形成カメラ１０が手動調節可能な焦点機構を含む適用例において、焦点機構が過焦点位置に動かされたときに、焦点機構は触覚的フィードバックを提供することができる。図４Ａ及び図４Ｂに示された例では、フォーカス・リング２４が過焦点位置に回転させられたとき突起７２と係合する戻り止め７４を含む。戻り止め７４は、戻り止めを超える回転運動を禁止又はこれに抵抗することによって、熱画像形成カメラ１０の操作者に触覚的フィードバックを提供することができる。
【００３９】
図１及び２の熱画像形成カメラ１０をさらに参照すると、熱画像形成カメラは、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つの赤外線レンズの曲率中心を通る赤外線光軸２２と、可視光レンズ組立体１６の少なくとも１つの可視光レンズの曲率中心を通る可視光光軸２６とを定義する。赤外線光軸２２と可視光光軸２６とは距離２５だけ互いにオフセットされている。一般に、赤外線光軸２２と可視光光軸２６との間の距離２５を最小化することにより、熱画像形成カメラ１０によって生成される赤外線画像と可視光画像との間の視差を最小限にすることができる。このような視差は、カメラの赤外線光学部品がカメラの可視光光学部品からオフセットされていることから生じる。
【００４０】
いくつかの例において、熱画像形成カメラ１０は、カメラの赤外線光学部品の焦点位置に基づいて、カメラによって生成された可視光画像と赤外線画像との間の視差を解消するように構成されている。例えば赤外線画像と可視光画像との間の視差、又はシフトの大きさは、熱画像形成カメラ１０と、可視光画像及び赤外線画像によって捕捉された標的シーン中の対象物との間の距離に関連づけられる。熱画像形成カメラ１０がカメラの赤外線光学部品の焦点を調節するための（例えば手動又は自動の）焦点機構を含む場合、カメラは、赤外線画像素子が設定された焦点位置に基づいて、画像によって捕捉された標的シーン中の対象物までの距離を決定することができる。それぞれの焦点位置がカメラからの異なる距離（例えば標的シーン中の対象物が合焦することになる距離）に対応し得るので、熱画像形成カメラ１０は焦点位置に基づいて距離を決定することができる。次いで、熱画像形成カメラ１０は、例えばディスプレイ１８上に同時に表示するために決定された距離に基づいて、画像の一方又は両方を他方の画像に対してシフトすることによって、カメラによって捕捉された可視光画像と赤外線画像とを整列させることができる。例えば、熱画像形成カメラ１０は、標的シーン中の対象物がカメラから遠く離れている場合よりも、熱画像形成カメラ１０と画像によって捕捉された標的シーン中の対象物との間の距離がカメラに対して比較的近接している場合により大きく、赤外線画像及び／又は可視光画像を他方の画像に対してシフトさせることができる。
【００４１】
しかしながら、熱画像形成カメラ１０の赤外線画像素子の焦点位置が過焦点位置に設定されている適用例の場合には、過焦点位置は、カメラと、カメラによって作成された画像によって捕捉された標的シーン中の対象物との間の、画像整列機能を発揮するのに十分な距離には対応することはできない。むしろ、過焦点位置を利用するときには、カメラによって生成された画像によって捕捉された標的シーン中の対象物は、過焦点位置に対応する設定距離と無限遠との間の任意の位置にある。このような理由及び他の理由から、熱画像形成カメラ１０の赤外線光軸２２と可視光光軸２６との間の距離２５は最小化され得る。
【００４２】
赤外線光軸２２と可視光光軸２６との間の距離２５を最小化することによって、カメラによって生成される赤外線画像と可視光画像との間の視差を最小化することができる。それというのも、赤外線画像と可視光画像とを、互いに比較的近接した視点から捕捉することができるからである。従って、カメラの焦点機構が過焦点位置に調節されている場合にカメラによって捕捉された可視光画像と赤外線画像とを、視差を補正することなしに、同時に表示することができる。或いは、熱画像形成カメラ１０は、所定の距離（例えば過焦点位置に対応する設定距離）に基づいて、カメラによって捕捉された可視光画像と赤外線画像とを整列させるか、或いは任意の他の適切な画像整列技術を実施することもでる。
【００４３】
種々の例において、熱画像形成カメラ１０の赤外線光軸２２と可視光光軸２６との間の距離２５は、５．０８ｃｍ（２ｉｎ）未満、例えば４．３２ｃｍ（１．７ｉｎ）未満、３．８１ｃｍ（１．５ｉｎ）未満、２．５４ｃｍ（１ｉｎ）未満、又は約２．１６ｃｍ（０．８５ｉｎ）未満であってよい。他の例において、距離２５は約５．０８ｃｍ（２ｉｎ）〜約０．２５４ｃｍ（０．１ｉｎ）、例えば約４．３２ｃｍ（１．７ｉｎ）〜約０．６３５（０．２５ｉｎ）、又は約２．５４ｃｍ（１ｉｎ）〜約１．５２ｃｍ（０．６ｉｎ）であってよい。他の距離も可能である。
【００４４】
赤外線レンズ組立体１４及び可視光レンズ組立体１６の構造形にもよるが、熱画像形成カメラ１０の赤外線光軸２２と可視光光軸２６との間の距離２５を最小化することにより、赤外線レンズ組立体１４の少なくとも１つの赤外線レンズと、可視光レンズ組立体１６の少なくとも１つの可視光レンズとの外表面（例えば外径）間を最小化することもできる。図１の例では、熱画像形成カメラ１０は、可視光レンズ組立体１６の（例えばカメラの前面に向かって）最も外側の可視光レンズの周面と、赤外線レンズ組立体１４の最も外側の赤外線レンズの周面との間の最小距離である距離２７を定義している。種々の例において、距離２７は２．５４ｃｍ（１ｉｎ）未満、例えば１．９１ｃｍ（０．７５ｉｎ）未満、１．２７ｃｍ（０．５ｉｎ）未満、又は０．６３５ｃｍ（０．２５ｉｎ）未満であってよい。他の例では、距離２７は約３．８１ｃｍ（１．５ｉｎ）〜約０．２５４ｃｍ（０．１ｉｎ）、例えば約１．９１ｃｍ（０．７５ｉｎ）〜約３．８１ｃｍ（０．１５ｉｎ）、又は約０．７６２ｃｍ（０．３ｉｎ）〜約０．５０８ｃｍ（０．２ｉｎ）であってよい。他の距離も可能であり、そして考えられる。
【００４５】
熱画像形成カメラ１０の作動中、操作者は、シーンの熱画像、及び／又はカメラによって生成された同じシーンの可視光画像を見たいと思うことがある。この理由から、熱画像形成カメラ１０はディスプレイを含んでよい。図１及び２の例では、熱画像形成カメラ１０はディスプレイ１８を含んでいる。ディスプレイ１８は、赤外線レンズ組立体１４及び可視光レンズ組立体１６と反対側の、ハウジング１２の背面に配置されている。ディスプレイ１８は、可視光画像、赤外線画像、及び／又は可視光画像と赤外線画像とを同時に表示するブレンド画像を表示するように構成されていてよい。異なる例において、ディスプレイ１８は、熱画像形成カメラ１０の赤外線レンズ組立体１４及び可視光レンズ組立体１６から遠く離れていて（例えば別個のものであって）よい。或いはディスプレイ１８は、赤外線レンズ組立体１４及び／又は可視光レンズ組立体１６に対して異なる空間的配置関係を成していてよい。従って、ディスプレイ１８は図２では赤外線レンズ組立体１４及び可視光レンズ組立体１６の背後に示されてはいるが、ディスプレイ１８の他の位置も可能である。
【００４６】
熱画像形成カメラ１０は、カメラの作動を制御し、カメラの異なる設定を調節するための種々の使用者入力媒体を含むことができる。制御機能の例は、赤外線及び／若しくは可視光光学部品の焦点の調節、シャッターの開閉、又は赤外線及び／若しくは可視光画像の捕捉などを含んでよい。図１及び２の例において、熱画像形成カメラ１０は、赤外線及び可視光画像を捕捉するための押し下げ可能なトリガー制御装置２０と、カメラの作動の他の様相を制御するためのボタン２８とを含む。異なる数又は配置の使用者入力媒体が可能であり、言うまでもなく開示内容はこの点において制限されない。例えば、熱画像形成カメラ１０は、スクリーンの種々異なる部分を押すことによって使用者の入力を受けるタッチスクリーンディスプレイ１８を含んでいてよい。
【００４７】
図５は、熱画像形成カメラ１０の一例の構成要素を示す機能ブロック線図である。このカメラ１０は、赤外線カメラ・モジュール１００と、可視光カメラ・モジュール１０２と、ディスプレイ１０４と、プロセッサ１０６と、ユーザーインターフェイス１０８と、メモリ１１０と、電源１１２とを含んでいる。プロセッサは、赤外線カメラ・モジュール１００と、可視光カメラ・モジュール１０２と、ディスプレイ１０４と、ユーザーインターフェイス１０８と、メモリ１１０とに通信可能に連結されている。電源１１２は熱画像形成カメラ１０の種々の構成要素に動作電力を送達し、そしていくつかの例では、再充電可能又は再充電不能なバッテリと、発電回路とを含んでいてよい。
【００４８】
熱画像形成カメラ１０の作動中、プロセッサ１０６は、標的シーンの可視光画像及び赤外線画像を生成するために、メモリ１１０内に記憶されたプログラム情報に関連づけられた命令の支援を受けて、赤外線カメラ・モジュール１００と可視光カメラ・モジュール１０２とを制御する。プロセッサ１０６はさらに、熱画像形成カメラ１０によって生成された可視光画像及び／又は赤外線画像を表示するためにディスプレイ１０４を制御する。いくつかの付加的な例において、下でより詳細に説明するように、プロセッサ１０６はカメラに関連づけられた赤外線光学部品の焦点位置に基づいて、熱画像形成カメラ１０と、カメラによって生成された可視光画像及び／又は赤外線画像によって捕捉された標的シーン中の対象物との間の距離を決定することもできる。プロセッサ１０６はこの距離を用いて、例えば一方の画像の少なくとも一部を他方の画像の少なくとも一部に対してシフトすることによって、熱画像形成カメラ１０によって生成された可視光画像と赤外線画像との間の視差を解消するのを助けることができる。
【００４９】
赤外線カメラ・モジュール１００は、標的シーンによって発せられた赤外線エネルギーを受容して、赤外線エネルギーデータを生成するための赤外線センサに赤外線エネルギーを合焦させるように構成されていてよい。例えば赤外線エネルギーデータは、ディスプレイ１０４上に赤外線画像の形で表示され、及び／又はメモリ１１０内に記憶され得る。赤外線カメラ・モジュール１００は、ここではモジュールに帰属する機能を実行するための任意の適切な構成要素を含むことができる。図５の例において、赤外線カメラ・モジュールは、赤外線レンズ組立体１４と赤外線センサ１１４とを含むものとして示されている。図１及び２を参照しながら上述したように、赤外線レンズ組立体１４は、標的シーンによって発せられる赤外線エネルギーを取り込んで、赤外線センサ１１４に赤外線エネルギーを合焦させる少なくとも１つのレンズを含んでいる。赤外線センサ１１４は電気信号を生成することによって、合焦された赤外線エネルギーに反応し、前記電気信号は変換されて、ディスプレイ１０４上の赤外線画像として表示されることができる。
【００５０】
赤外線レンズ組立体１４は種々様々な構造形を有することができる。いくつかの例では、赤外線レンズ組立体１４は、特定の大きさのＦ値（焦点比又はＦストップと呼ばれることもある）を定義している。Ｆ値は、レンズ（例えば赤外線レンズ組立体１４の最も外側のレンズ）の焦点距離を、レンズへの入射直径で割り算することによって決定することができる。レンズへの入射直径は、レンズに入射する赤外線の量を示すことができる。一般に、赤外線レンズ組立体１４のＦ値が増大すると、被写界深度、又は、レンズ組立体の許容し得る程度に合焦する標的シーン中の最も近い対象物と最も遠い対象物との間の距離が増大し得る。被写界深度を増大させることは、過焦点位置に設定された熱画像形成カメラ１０の赤外線光学部品によって標的シーン中の相異なる対象物を見るときに、許容し得る程度の合焦に達するのを助けることができる。しかし赤外線レンズ組立体１４のＦ値が過度に増大すると、空間分解能（例えば透明度）が低下するので標的シーンは許容し得る程度の合焦状態にはなくなる。
【００５１】
種々の例において、赤外線レンズ組立体１４は、０．５を上回るＦ値、例えば１．０を上回る、約１．２を上回る、又は約１．３を上回るＦ値を定義することができる。他の例では、赤外線レンズ組立体１４が定義することのできるＦ値の範囲は、約０．８５〜約２、約１〜約１．８、約１．２〜約１．５、又は約１．３〜約１．４である。赤外線レンズ組立体１４は、他の許容し得るＦ値を定義してよく、また言うまでもなく開示内容はこの点において制限されない。
【００５２】
赤外線センサ１１４は、赤外線レンズ組立体１４を通して受容された赤外線エネルギーに応じて電気信号を生成する１つ又は２つ以上の焦点面アレイ（ＦＰＡ）を含んでいてよい。それぞれのＦＰＡは、例えばボロメータ、光子検出器、又は他の適切な赤外線センサ素子を含む複数の赤外線センサ素子を含むことができる。それぞれがセンサ・ピクセルと呼ばれる、それぞれのセンサ素子は、作動中に標的シーンから受容された赤外線エネルギーを吸収するのに応じて、電気特性（例えば電圧又は抵抗）を変化させることができる。そして今度は電気特性のこの変化が、電気信号を提供することができ、前記電気信号はプロセッサ１０６によって受信されて、ディスプレイ１０４上に表示される赤外線画像へと処理される。
【００５３】
例えば、赤外線センサ１１４が複数のボロメータを含む例の場合、各ボロメータが、赤外線レンズ組立体１４を通して合焦させられた赤外線エネルギーを吸収し、そして吸収されたエネルギーに応じて温度を高くする。各ボロメータの電気抵抗は、ボロメータの温度が変化するのに伴って変化し得る。プロセッサ１０６は、電流（又は電圧）を各ボロメータに加えることによって、各ボロメータの抵抗の変化を測定するとともに、ボロメータ全体にわたる、結果としての電圧（又は電流）を測定することができる。これらのデータに基づいて、プロセッサ１０６は、標的シーンの種々異なる部分によって発せられた赤外線エネルギー量を決定し、そして標的シーンの熱画像を表示するようにディスプレイ１０４を制御することができる。
【００５４】
赤外線センサ１１４のＦＰＡ内に含まれた特定のタイプの赤外線センサ素子とは無関係に、ＦＰＡアレイは任意の適切なサイズ及び形状を定義することができる。いくつかの例において、赤外線センサ１１４は格子パターンを成して配列された複数の赤外線センサ素子、例えば鉛直方向列と水平方向行とを成して配列されたセンサ素子アレイを含んでいる。種々の例において、赤外線センサ１１４は、例えば１６×１６，５０×５０，１６０×１２０，１２０×１６０，又は６４０×４８０の鉛直方向列 × 水平方向行から成るアレイを含んでいる。他の例において、赤外線センサ１１４は、より少数の鉛直方向列と水平方向行（例えば１×１）、より多数の鉛直方向列と水平方向行（例えば１０００×１０００）、又は異なる比率の列と行を含んでよい。
【００５５】
熱画像形成カメラ１０の作動中、プロセッサ１０６は、赤外線画像を形成するための赤外線画像データを生成するために、赤外線カメラ・モジュール１００を制御することができる。プロセッサ１０６は、赤外線センサ１１４のＦＰＡ内に含まれる各赤外線センサ素子からの電気信号を測定することにより、赤外線画像データの「フレーム」を生成することができる。各赤外線センサ素子からの電気信号（例えば電圧、電流）の大きさは、各赤外線センサ素子によって受容された赤外線の量に対応し得る。種々異なる量の赤外線を受容するセンサ素子は種々異なる大きさを有する電気信号を示す。赤外線画像データのフレームを生成することによって、プロセッサ１０６は、所与の時点における標的シーンの赤外線画像を捕捉する。
【００５６】
プロセッサ１０６は、赤外線センサ１１４のＦＰＡ内に含まれる各赤外線センサ素子の電気信号を一回測定することによって、標的シーンの単一の赤外線画像又は「スナップショット」を捕捉することができる。或いは、プロセッサ１０６は、赤外線センサ１１４のＦＰＡ内に含まれる各赤外線センサ素子の電気信号を繰り返し測定することにより、標的シーンの複数の赤外線画像を捕捉することができる。プロセッサ１０６が赤外線センサ１１４のＦＰＡ内に含まれる各赤外線センサ素子の電気信号を繰り返し測定する例では、プロセッサ１０６は、標的シーンの動的熱画像（例えばビデオ表現）を生成することができる。例えば、プロセッサ１０６は、熱画像データのビデオ表現を生成するのに十分なレート、例えば３０Ｈｚ又は６０Ｈｚで、ＦＰＡ内に含まれる各赤外線センサ素子の電気信号を測定することができる。プロセッサ１０６は、赤外線画像を捕捉することにおいて他の操作、例えば赤外線レンズ組立体１４のアパーチャを開閉するためにシャッタ（図示せず）を順次作動させる操作、又はこれに類する操作を実施することができる。
【００５７】
センサ・ピクセルとして機能する赤外線センサ１１４の各センサ素子を用いると、プロセッサ１０６は、それぞれのセンサ画素の電気特性（例えば抵抗）の変化を、時間分割された電気信号に変換することによって、赤外線の二次元画像又はピクチャ表現を標的シーンから生成することができる。前記時間分割された電気信号は、例えばディスプレイ１０４上での視覚化及び／又はメモリ１１０内での記憶のために処理することができる。プロセッサ１０６は、生の赤外線画像データを、シーン温度、いくつかの例ではシーン温度に対応する色に変換するために計算を行うことができる。
【００５８】
プロセッサ１０６は、捕捉された標的シーンの赤外線画像の少なくとも一部を表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。いくつかの例において、プロセッサ１０６は、赤外線センサ１１４の各センサ素子の電気的応答がディスプレイ１０４上の単一のピクセルと関連づけられるように、ディスプレイ１０４を制御する。他の例において、プロセッサ１０６は、赤外線センサ１１４内にあるセンサ素子よりも多いか又は少ないピクセルがディスプレイ１０４上に表示されるように、赤外線画像の分解能を増減することができる。プロセッサ１０６は、赤外線画像全体（例えば熱画像形成カメラ１０によって捕捉された標的シーンの全ての部分）、又は赤外線画像全体よりも小さい画像（例えば熱画像形成カメラ１０によって捕捉された標的シーン全体のより小さい部分）を表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。プロセッサ１０６は、下でより詳しく説明するように、他の画像処理機能を発揮することができる。
【００５９】
図５には示されていないが、熱画像形成カメラ１０は、赤外線センサ１１４からの出力信号をディスプレイ１０４上の熱画像に変換するために、種々の信号処理又は信号調整回路を含んでいてよい。回路例は、赤外線センサ１１４の各センサ素子全体にわたってバイアス電圧を測定するためのバイアス発生器、アナログ−デジタル変換器、又は信号増幅器などを含んでいてよい。特定の回路とは無関係に、熱画像形成カメラ１０は、表示、記憶、又は伝送され得る出力、又は使用者によって他の形で利用され得る出力を提供するべく、標的シーンを表すデータを操作するように構成されていてよい。
【００６０】
熱画像形成カメラ１０は可視光カメラ・モジュール１０２を含んでいる。可視光カメラ・モジュール１０２は、標的シーンからの可視光エネルギーを受容して、可視光エネルギーデータを生成する可視光センサに可視光エネルギーを合焦させるように構成されていてよい。例えば、可視光エネルギーデータは、ディスプレイ１０４上に可視光画像の形で表示され、及び／又はメモリ１１０内に記憶されることができる。可視光カメラ・モジュール１０２は、ここではモジュールに帰属する機能を実行するための任意の適切な構成要素を含むことができる。図５の例において、可視光カメラ・モジュール１０２は、可視光レンズ組立体１６と可視光センサ１１６とを含むものとして示されている。図１及び２を参照しながら上述したように、可視光レンズ組立体１６は、標的シーンによって発せられる可視光エネルギーを取り込んで、可視光センサ１１６に可視光エネルギーを合焦させる少なくとも１つのレンズを含んでいる。可視光センサ１１６は電気信号を生成することによって、合焦したエネルギーに反応する。この電気信号は変換されて、ディスプレイ１０４上の可視光画像として表示されることができる。
【００６１】
可視光センサ１１６は、複数の可視光センサ素子、例えばＣＭＯＳ検出器、ＣＣＤ検出器、ＰＩＮダイオード、又はアバランシェフォトダイオードなどを含んでいてよい。可視光センサ素子の数は、赤外線センサ素子の数と同じでも異なっていてもよい。
【００６２】
作動中、標的シーンから受容された光エネルギーは、可視光レンズ組立体１６を通過して、可視光センサ１１６上に合焦される。光エネルギーが可視光センサ１１６の可視光センサ素子上に衝突すると、光検出器内部の光子が放出されて、検出電流に変換される。プロセッサ１０６は、標的シーンの可視光画像を形成するために、この検出電流を処理することができる。
【００６３】
熱画像形成カメラ１０の使用中、プロセッサ１０６は、可視光画像を形成するために、捕捉された標的シーンから可視光画像データを生成するように、可視光カメラ・モジュール１０２を制御することができる。可視光データは、捕捉された標的シーンの種々異なる部分に関連づけられた色、及び／又は捕捉された標的シーンの種々異なる部分に関連づけられた光の大きさを示す視感データを含んでいてよい。プロセッサ１０６は、熱画像形成カメラ１０のそれぞれの可視光センサ素子の応答を一回測定することにより、可視光画像データの「フレーム」を生成することができる。可視光画像データのフレームを生成することによって、プロセッサ１０６は、所与の時点における標的シーンの可視光画像を捕捉する。プロセッサ１０６は、赤外線カメラ・モジュール１００に関連して上述したように、標的シーンの動的熱画像（例えばビデオ表現）を生成するように、熱画像形成カメラ１０のそれぞれの可視光センサ素子の応答を繰り返し測定することもできる。
【００６４】
センサ・ピクセルとして機能する可視光カメラ・モジュール１０２の各センサ素子を用いると、プロセッサ１０６は、それぞれのセンサ画素の電気的応答を、時間分割された電気信号に変換することによって、可視光の二次元画像又はピクチャ表現を標的シーンから生成することができる。前記時間分割された電気信号は、例えばディスプレイ１０４上での視覚化及び／又はメモリ１１０内での記憶のために処理されることができる。
【００６５】
プロセッサ１０６は、捕捉された標的シーンの可視光画像の少なくとも一部を表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。いくつかの例において、プロセッサ１０６は、可視光カメラ・モジュール１０２の各センサ素子の電気的応答がディスプレイ１０４上の単一のピクセルと関連づけられるように、ディスプレイ１０４を制御する。他の例において、プロセッサ１０６は、可視光カメラ・モジュール１０２内にあるセンサ素子よりも多いか又は少ないピクセルがディスプレイ１０４上に表示されるように、可視光画像の分解能を増減することができる。プロセッサ１０６は、可視光画像全体（例えば熱画像形成カメラ１０によって捕捉された標的シーンの全ての部分）、又は可視光画像全体よりも小さい画像（例えば熱画像形成カメラ１０によって捕捉された標的シーン全体のより小さい部分）を表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。
【００６６】
上記のように、プロセッサ１０６は、熱画像形成カメラ１０と、カメラによって生成された可視光画像及び／又は赤外線画像によって捕捉された標的シーン中の対象物との間の距離を決定するように形成されてよい。プロセッサ１０６はこの距離を、カメラに関連づけられた赤外線光学部品の焦点位置に基づいて決定することができる。例えば、プロセッサ１０６は、カメラの赤外線光学部品に関連づけられた焦点機構の位置（例えば物理的位置）（例えば赤外線光学部品に関連づけられた焦点位置）を検出し、そしてこの位置と関連付けられる標的距離値を決定することができる。次いでプロセッサ１０６は、メモリ１１０内に記憶された、異なる位置を異なる標的距離値と関連付けるデータを参照することによって、熱画像形成カメラ１０と標的シーン中の対象物との間の特定の距離を決定する。
【００６７】
焦点機構のそれぞれの位置は、標的シーン中の対象物が合焦されることになる熱画像形成カメラ１０からの種々異なる距離に関連づけられることができる。焦点機構が赤外線光学部品を過焦点位置に動かす事例においては、プロセッサ１０６は、メモリ１１０内に記憶された、過焦点位置に関連づけられた所定の距離値を参照することができる。所定の距離値は、過焦点位置に対応する設定値に等しいか、又は過焦点位置に対応する設定値よりも大きいか、又は過焦点位置に対応する設定値よりも小さくてよい。
【００６８】
プロセッサ１０６によって決定される特定の距離とは無関係に、プロセッサは、例えばディスプレイ１０４上に同時に表示する目的で、カメラによって生成された可視光画像と赤外線画像とを位置合わせ（例えば整列／スケーリング）するのを助けるために、この距離を用いることができる。プロセッサ１０６は、画像間の視差を解消するのを助けるために、赤外線画像に対する可視光画像のスケーリングを調節することができる。プロセッサ１０６は、画像間の視差を解消するのを助けるために、例えば画像の一方の部分又は両方の部分を他方の画像に対してシフトすることによって、可視光画像の少なくとも一部及び／又は赤外線画像の少なくとも一部を他方の画像に対して整列させることもできる。例えば、可視光のそれぞれの部分及び赤外線画像のそれぞれの部分は、画像の部分に関連づけられた位置座標（例えばデカルト座標）を含んでよい。プロセッサ１０６は、例えば画像部分に関連づけられた新しい位置座標を定義するように、画像部分に関連づけられた位置座標に対して所定の値を加算又は減算することによって、画像の一部をシフトすることができる。プロセッサ１０６は、調節されたスケーリング及び調節された位置座標に従って可視光画像と赤外線画像とを表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。
【００６９】
いくつかの例において、プロセッサ１０６は、決定された距離値及びメモリ１１０内に記憶されたデータに基づいて、可視光画像及び／又は赤外線画像を位置合わせすることができる。前記データは、種々異なる標的距離を種々異なる視差補正値（例えば種々異なるスケーリング及び／又は整列値）と関連づけるメモリ１１０内のルックアップ・テーブル内に記憶されてよい。別の例において、データは、種々異なる標的距離を種々異なる視差補正値と関連づける等式の形で記憶されてよい。決定された標的距離値を用いて、プロセッサはメモリ１１０を参照したとき、関連する視差補正値を決定することができる。次いでプロセッサ１０６は、決定された視差補正値に基づいて、可視光画像の少なくとも一部及び／又は赤外線画像の少なくとも一部を他方の画像に対してシフトし及び／又はスケーリングして、画像のシフトされ及び／又はスケーリングされた部分を他方の画像と整列させた状態で表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。
【００７０】
これらの例及びその他の例において、プロセッサ１０６は、熱画像形成カメラ１０によって捕捉された可視光画像の少なくとも一部と、熱画像形成カメラ１０によって捕捉された赤外線画像の少なくとも一部とを同時に表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。このような同時の表示は、赤外線画像内に同時に表示された形体を理解するのを助けるために、操作者が可視光画像内に表示された形体を参照できる点で有用であり得る。それというのも、操作者は種々異なる現実世界の形体を赤外線画像よりも可視光画像において容易に認識し区別することができるからである。種々の例において、プロセッサ１０６は、可視光画像と赤外線画像とを、並列配列、又は画像のうちの一方が画像のうちの他方を取り囲むピクチャ・イン・ピクチャ配列、又は可視光画像と赤外線画像とが同時に表示される任意の他の適切な配列で表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。
【００７１】
例えば、プロセッサ１０６は、可視光画像と赤外線画像とを融合配列で表示するように、ディスプレイ１０４を制御することができる。融合配列の場合、可視光画像と赤外線画像とは互いに上下に重なっていてよい。操作者は、ディスプレイ１０４上に表示された画像のうちの一方又は両方の透明度又は不透明度を制御するように、ユーザーインターフェイス１０８と交信することができる。例えば、操作者は赤外線画像を完全透明状態と完全不透明状態との間で調節するとともに、可視光画像も完全透明状態と完全不透明状態との間で調節するようにユーザーインターフェイス１０８と交信することができる。アルファ・ブレンド配列と呼ばれることがあるこのような融合配置例は、操作者が、赤外線だけの画像、可視光線だけの画像、又は赤外線だけの画像と可視光線だけの画像との両極端間でオーバラップした２つの画像の任意の組み合わせを表示するように、ディスプレイ１０４を調節するのを可能にする。
【００７２】
プロセッサ１０６を含む、熱画像形成カメラ１０内部のプロセッサとして記述された構成要素は、１つ又は２つ以上のプロセッサ、例えば１つ又は２つ以上のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、又はプログラマブル論理回路などとして、単独又は任意の適切な組み合わせで実現することができる。
【００７３】
一般に、メモリ１１０はプログラム命令及び関連データを記憶している。これらは、プロセッサ１０６によって実行されると、熱画像形成カメラ１０及びプロセッサ１０６がこの開示においてはそれらに帰属する機能を発揮することを引き起こす。メモリ１１０は、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク又はフロッピー（登録商標）磁気ディスク、又はＥＥＰＲＯＭなどのような任意の固定された又は取り外し可能な磁気媒体、光学媒体、又は電気媒体を含んでいてよい。メモリ１１０は取り外し可能なメモリ部分を含んでいてもよい。このメモリ部分は、メモリを更新し又はメモリ容量を増大させるために使用することができる。取り外し可能なメモリは、画像データが別のコンピュータ・デバイスへ容易に移されること、又は熱画像形成カメラ１０が別の用途に使用される前に取り外されることをも可能にする。
【００７４】
操作者はユーザーインターフェイス１０８を介して熱画像形成カメラ１０と交信することができる。ユーザーインターフェイス１０８は、ボタン、キー、又はユーザーからの入力を受けるための別の機構を含んでいてよい。操作者は、ディスプレイ１０４を介して熱画像形成カメラ１０からの出力を受け取ることができる。ディスプレイ１０４は、赤外線画像及び／又は可視光画像を任意の許容し得るパレット、又はカラースキームで表示するように構成されていて、パレットは例えば使用者の制御に応じて変化してよい。いくつかの例では、ディスプレイ１０４は、例えばグレースケール又はアンバーのような単色パレットで赤外線画像を表示するように構成されている。他の例では、ディスプレイ１０４は、赤外線画像を例えばアイアン・ボウ、ブルー−レッド、又は他の高コントラスト・カラースキームのようなカラーパレットで表示するように構成されている。グレースケール表示とカラーパレット表示との組み合わせも考えられる。
【００７５】
プロセッサ１０６は、赤外線画像の少なくとも一部と可視光画像の少なくとも一部とを任意の適切な配列で同時に表示するようにディスプレイ１０４を制御することができるが、ピクチャ・イン・ピクチャ配列は、同じシーンの対応する可視光画像を隣接して整列させた状態で表示することにより、操作者が熱画像を容易に合焦させ及び／又は解釈するのを助けることができる。図６は、可視光画像２４０と赤外線画像２４２とのピクチャ・イン・ピクチャ型表示の一例を示す概念図である。図６の例では、可視光画像２４０が赤外線画像２４２を取り囲んでいるが、他の例では、赤外線画像２４２が可視光画像２４０を取り囲むか、或いは可視光画像２４０と赤外線画像２４２とは、図示のものとは異なる相対的なサイズ又は形状を有していてもよく、言うまでもなく開示はこの点では制限されない。
【００７６】
熱画像形成カメラの例及び関連技術について説明してきた。この開示に記載された技術は、例えば命令を含む非一時的コンピュータ可読記憶媒体のようなコンピュータ可読媒体内で具体化又はコード化されてよい。コンピュータ可読媒体内に埋め込まれ又はコード化された命令は、例えば命令が実行されたときに、プログラミング可能なプロセッサ、又はその他のプロセッサに方法を実施させる。コンピュータ可読記憶媒体はランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、光媒体、又はその他のコンピュータ可読媒体を含んでいてよい。
【００７７】
種々の例が説明されてきた。これらの例及びその他の例が下記請求項の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１０ 熱画像形成カメラ
１２ ハウジング
１４ 赤外線レンズ組立体
１６ 可視光レンズ組立体
１８ ディスプレイ
１９ レーザー
２０ トリガー制御装置
２２ 赤外線光軸
２４ フォーカス・リング
２６ 可視光光軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＲセンサとＩＲ光学部品とを含む赤外線（ＩＲ）カメラ・モジュール、及びＶＬセンサとＶＬ光学部品とを含む可視光（ＶＬ）カメラ・モジュール、及び前記ＩＲ光学部品に連結された手動調節可能な焦点機構、及びディスプレイ、及びプロセッサを具備するカメラであって、
前記ＩＲセンサは、シーンのＩＲ画像を捕捉するように構成されており、前記ＩＲ光学部品は、該ＩＲ光学部品の中心を通って延びる第１光軸を定義しており、
前記ＶＬセンサは、前記シーンのＶＬ画像を捕捉するように構成されており、前記ＶＬ光学部品は、該ＶＬ光学部品の中心を通って延びる第２光軸を定義しており、前記第２光軸は、前記シーンのＩＲ画像が前記ＶＬ画像とは異なる視点からのものであることにより視差を引き起こすように前記第１光軸からオフセットされており、
前記焦点機構は、前記ＩＲ光学部品を合焦させるべく前記ＩＲ光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成されており、前記様々な焦点位置は、前記シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置と、前記シーンが前記設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の焦点位置とを含み、手動調節可能な該焦点機構は、前記ＩＲ光学部品が前記過焦点位置に動かされると触覚的指示を提供するように構成されており、
前記プロセッサは、ＩＲ画像とＶＬ画像との間の前記視差をほぼ解消するべく前記ＩＲ画像を前記ＶＬ画像と整列させて、前記ＩＲ光学部品が前記過焦点位置に動かされたときに前記設定距離と無限遠との間に配置されたシーンに対して、前記ＶＬ画像の少なくとも一部とほぼ位置合わせされた状態で前記ＩＲ画像の少なくとも一部を表示するべく前記ディスプレイを制御するように構成されている、カメラ。
【請求項２】
前記複数の焦点位置は、前記シーンが前記設定距離と前記最小焦点距離との間で合焦する連続的な焦点位置範囲を含む、請求項１に記載のカメラ。
【請求項３】
前記ＶＬ光学部品は固定焦点を有している、請求項１に記載のカメラ。
【請求項４】
手動調節可能な前記焦点機構がフォーカス・リングを具備する、請求項１に記載のカメラ。
【請求項５】
前記設定距離が約０．６１０ｍ（２ｆｔ）〜約３．０５ｍ（１０ｆｔ）である、請求項１に記載のカメラ。
【請求項６】
前記設定距離が約０．６１０ｍ（２ｆｔ）である、請求項５に記載のカメラ。
【請求項７】
前記最小焦点距離が７．６２ｃｍ（３ｉｎ）を上回る、請求項５に記載のカメラ。
【請求項８】
ＩＲセンサとＩＲ光学部品とを含む赤外線（ＩＲ）カメラ・モジュール、及びＶＬセンサとＶＬ光学部品とを含む可視光（ＶＬ）カメラ・モジュール、及び前記ＩＲ光学部品に連結された焦点機構、及びディスプレイ、及びプロセッサを具備するカメラであって、
前記ＩＲセンサは、シーンのＩＲ画像を捕捉するように構成されており、前記ＩＲ光学部品は、該ＩＲ光学部品の中心を通って延びる第１光軸を定義しており、前記ＩＲ光学部品は１．０を上回るＦ値を定義しており、
前記ＶＬセンサは、前記シーンのＶＬ画像を捕捉するように構成されており、前記ＶＬ光学部品は、該ＶＬ光学部品の中心を通って延びる第２光軸を定義しており、前記第２光軸は、前記シーンのＩＲ画像が前記ＶＬ画像とは異なる視点からのものであることにより視差を引き起こすように前記第１光軸からオフセットされており、前記第２光軸は前記第１光軸から、４．３２ｃｍ（１．７ｉｎ）未満の距離だけオフセットされており、
前記焦点機構は、前記ＩＲ光学部品を合焦させるべく前記ＩＲ光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成されており、前記様々な焦点位置は、前記シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置と、前記シーンが前記設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の焦点位置とを含んでおり、並びに
前記プロセッサは、前記ＩＲ画像とＶＬ画像とを受容して、ＶＬ画像及びＩＲ画像の少なくとも一方を表示するべく前記ディスプレイを制御するように構成されている、カメラ。
【請求項９】
前記複数の焦点位置は、前記シーンが前記設定距離と前記最小焦点距離との間で合焦する連続的な焦点位置範囲を含む、請求項８に記載のカメラ。
【請求項１０】
前記焦点機構が、少なくとも１つのＩＲレンズを前記ＩＲセンサに対して近づくように又は遠ざけるように動かすことによって、前記ＩＲ光学部品を動かすように構成されている、請求項８に記載のカメラ。
【請求項１１】
Ｆ値が１．２よりも大きい、請求項８に記載のカメラ。
【請求項１２】
ＩＲ光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成された焦点機構を使用して、ＩＲ光学部品の焦点を調節する段階であって、前記様々な焦点位置は、シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置と、前記シーンが前記設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の焦点位置とを含んでいる、ＩＲ光学部品の焦点を調節する段階、
ＩＲセンサと前記ＩＲ光学部品とを含むＩＲカメラ・モジュールを介して前記シーンの赤外線（ＩＲ）画像を捕捉する段階であって、前記ＩＲ光学部品は、該ＩＲ光学部品の中心を通って延びる第１光軸を定義しており、そして前記ＩＲ光学部品は１．０を上回るＦ値を定義している、前記シーンの赤外線（ＩＲ）画像を捕捉する段階、
ＶＬセンサとＶＬ光学部品とを含むＶＬカメラ・モジュールを介して前記シーンの可視光（ＶＬ）画像を捕捉する段階であって、前記ＶＬ光学部品は、該ＶＬ光学部品の中心を通って延びる第２光軸を定義しており、そして前記第２光軸は、前記シーンのＩＲ画像が前記ＶＬ画像とは異なる視点からのものであることにより視差を引き起こすように前記第１光軸からオフセットされており、前記第２光軸は前記第１光軸から、４．３２ｃｍ（１．７ｉｎ）未満の距離だけオフセットされている、前記シーンの可視光（ＶＬ）画像を捕捉する段階、並びに
前記ＶＬ画像及び前記ＩＲ画像の少なくとも一方を表示する段階；を含む方法。
【請求項１３】
前記複数の焦点位置は、前記シーンが前記設定距離と前記最小焦点距離との間で合焦する連続的な焦点位置範囲を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＩＲ光学部品の焦点を調節する段階は、前記ＩＲ光学部品が前記過焦点位置に動かされることを示す触覚的指示が提供されるまで前記焦点機構を手動調節する段階を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記焦点機構を手動調節する段階は、フォーカス・リングを回転させる段階を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記設定距離は約０．６１０ｍ（２ｆｔ）〜約３．０５ｍ（１０ｆｔ）である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
最小距離が７．６２ｃｍ（３ｉｎ）よりも大きい、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
Ｆ値が１．２よりも大きい、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＶＬ画像及び前記ＩＲ画像の少なくとも一方を表示する段階は、前記ＶＬ画像の少なくとも一部を、前記ＩＲ画像の少なくとも一部と整列させた状態で同時に表示する段階を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１】
ＩＲセンサとＩＲ光学部品とを含む赤外線（ＩＲ）カメラ・モジュール、及びＶＬセンサとＶＬ光学部品とを含む可視光（ＶＬ）カメラ・モジュール、及び前記ＩＲ光学部品に連結された手動調節可能な焦点機構、及びディスプレイ、及びプロセッサを具備するカメラであって、
前記ＩＲセンサは、シーンのＩＲ画像を捕捉するように構成されており、前記ＩＲ光学部品は、該ＩＲ光学部品の中心を通って延びる第１光軸を定義しており、
前記ＶＬセンサは、前記シーンのＶＬ画像を捕捉するように構成されており、前記ＶＬ光学部品は、該ＶＬ光学部品の中心を通って延びる第２光軸を定義しており、前記第２光軸は、前記シーンのＩＲ画像が前記ＶＬ画像とは異なる視点からのものであることにより視差を引き起こすように前記第１光軸からオフセットされており、
前記焦点機構は、前記ＩＲ光学部品を合焦させるべく前記ＩＲ光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成されており、前記様々な焦点位置は、前記シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置と、前記シーンが前記設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の焦点位置とを含み、手動調節可能な該焦点機構は、前記ＩＲ光学部品が前記過焦点位置に動かされると触覚的指示を提供するように構成されており、
前記プロセッサは、ＩＲ画像とＶＬ画像との間の前記視差をほぼ解消するべく前記ＩＲ画像を前記ＶＬ画像と整列させて、前記ＩＲ光学部品が前記過焦点位置に動かされたときに前記設定距離と無限遠との間に配置されたシーンに対して、前記ＶＬ画像の少なくとも一部とほぼ位置合わせされた状態で前記ＩＲ画像の少なくとも一部を表示するべく前記ディスプレイを制御するように構成されている、カメラ。
【請求項２】
前記複数の焦点位置は、前記シーンが前記設定距離と前記最小焦点距離との間で合焦する連続的な焦点位置範囲を含む、請求項１に記載のカメラ。
【請求項３】
前記ＶＬ光学部品は固定焦点を有している、請求項１に記載のカメラ。
【請求項４】
手動調節可能な前記焦点機構がフォーカス・リングを具備する、請求項１に記載のカメラ。
【請求項５】
前記設定距離が約０．６１０ｍ（２ｆｔ）〜約３．０５ｍ（１０ｆｔ）である、請求項１に記載のカメラ。
【請求項６】
前記設定距離が約０．６１０ｍ（２ｆｔ）である、請求項５に記載のカメラ。
【請求項７】
前記最小焦点距離が７．６２ｃｍ（３ｉｎ）を上回る、請求項５に記載のカメラ。
【請求項８】
ＩＲセンサとＩＲ光学部品とを含む赤外線（ＩＲ）カメラ・モジュール、及びＶＬセンサとＶＬ光学部品とを含む可視光（ＶＬ）カメラ・モジュール、及び前記ＩＲ光学部品に連結された焦点機構、及びディスプレイ、及びプロセッサを具備するカメラであって、
前記ＩＲセンサは、シーンのＩＲ画像を捕捉するように構成されており、前記ＩＲ光学部品は、該ＩＲ光学部品の中心を通って延びる第１光軸を定義しており、前記ＩＲ光学部品は１．０を上回るＦ値を定義しており、
前記ＶＬセンサは、前記シーンのＶＬ画像を捕捉するように構成されており、前記ＶＬ光学部品は、該ＶＬ光学部品の中心を通って延びる第２光軸を定義しており、前記第２光軸は、前記シーンのＩＲ画像が前記ＶＬ画像とは異なる視点からのものであることにより視差を引き起こすように前記第１光軸からオフセットされており、前記第２光軸は前記第１光軸から、４．３２ｃｍ（１．７ｉｎ）未満の距離だけオフセットされており、
前記焦点機構は、前記ＩＲ光学部品を合焦させるべく前記ＩＲ光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成されており、前記様々な焦点位置は、前記シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置と、前記シーンが前記設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の焦点位置とを含んでおり、並びに
前記プロセッサは、前記ＩＲ画像とＶＬ画像とを受容して、ＶＬ画像及びＩＲ画像の少なくとも一方を表示するべく前記ディスプレイを制御するように構成されている、カメラ。
【請求項９】
前記複数の焦点位置は、前記シーンが前記設定距離と前記最小焦点距離との間で合焦する連続的な焦点位置範囲を含む、請求項８に記載のカメラ。
【請求項１０】
前記焦点機構が、少なくとも１つのＩＲレンズを前記ＩＲセンサに対して近づくように又は遠ざけるように動かすことによって、前記ＩＲ光学部品を動かすように構成されている、請求項８に記載のカメラ。
【請求項１１】
Ｆ値が１．２よりも大きい、請求項８に記載のカメラ。
【請求項１２】
ＩＲ光学部品を様々な焦点位置に動かすように構成された焦点機構を使用して、ＩＲ光学部品の焦点を調節する段階であって、前記様々な焦点位置は、シーンが設定距離と無限遠との間で合焦する過焦点位置と、前記シーンが前記設定距離と最小焦点距離との間で合焦する複数の焦点位置とを含んでいる、ＩＲ光学部品の焦点を調節する段階、
ＩＲセンサと前記ＩＲ光学部品とを含むＩＲカメラ・モジュールを介して前記シーンの赤外線（ＩＲ）画像を捕捉する段階であって、前記ＩＲ光学部品は、該ＩＲ光学部品の中心を通って延びる第１光軸を定義しており、そして前記ＩＲ光学部品は１．０を上回るＦ値を定義している、前記シーンの赤外線（ＩＲ）画像を捕捉する段階、
ＶＬセンサとＶＬ光学部品とを含むＶＬカメラ・モジュールを介して前記シーンの可視光（ＶＬ）画像を捕捉する段階であって、前記ＶＬ光学部品は、該ＶＬ光学部品の中心を通って延びる第２光軸を定義しており、そして前記第２光軸は、前記シーンのＩＲ画像が前記ＶＬ画像とは異なる視点からのものであることにより視差を引き起こすように前記第１光軸からオフセットされており、前記第２光軸は前記第１光軸から、４．３２ｃｍ（１．７ｉｎ）未満の距離だけオフセットされている、前記シーンの可視光（ＶＬ）画像を捕捉する段階、並びに
前記ＶＬ画像及び前記ＩＲ画像の少なくとも一方を表示する段階；を含む方法。
【請求項１３】
前記複数の焦点位置は、前記シーンが前記設定距離と前記最小焦点距離との間で合焦する連続的な焦点位置範囲を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＩＲ光学部品の焦点を調節する段階は、前記ＩＲ光学部品が前記過焦点位置に動かされることを示す触覚的指示が提供されるまで前記焦点機構を手動調節する段階を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記焦点機構を手動調節する段階は、フォーカス・リングを回転させる段階を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記設定距離は約０．６１０ｍ（２ｆｔ）〜約３．０５ｍ（１０ｆｔ）である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
最小距離が７．６２ｃｍ（３ｉｎ）よりも大きい、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
Ｆ値が１．２よりも大きい、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＶＬ画像及び前記ＩＲ画像の少なくとも一方を表示する段階は、前記ＶＬ画像の少なくとも一部を、前記ＩＲ画像の少なくとも一部と整列させた状態で同時に表示する段階を含む、請求項１２に記載の方法。
【図５】
【図６】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図６】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【公開番号】特開２０１３−８０２２５（Ｐ２０１３−８０２２５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−２２１５２４（Ｐ２０１２−２２１５２４）
【出願日】平成２４年１０月３日（２０１２．１０．３）
【出願人】（５０７１０６２１６）フルーク コーポレイション (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２２１５２４（Ｐ２０１２−２２１５２４）
【出願日】平成２４年１０月３日（２０１２．１０．３）
【出願人】（５０７１０６２１６）フルーク コーポレイション (2)
【Ｆターム（参考）】
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