(57)【要約】  電磁放射線（３）の強度分布を可視化するための画像変換装置（１）は、入射する電磁放射線（３）を少なくとも部分的に熱に変換し、そのようにして、入射する電磁放射線（３）の強度分布を変換層（２）に渡る温度分布に変換する変換層（２）と、変換層（２）の温度を上昇させる加熱器（５、７）とを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する電磁放射線の強度分布に対応する温度分布を保持する変換層と、この変換層の温度を上昇させるための加熱器とを有する、電磁放射線の強度分布を可視化するための画像変換装置において、
変換層（２）が、当該の温度分布に対応する強度分布を有する光学的に検出可能な熱線を放出することと、加熱器（５，７；１４）が、熱線の波長を短くなる方にシフトさせるために配備されていることとを特徴とする画像変換装置。
【請求項２】
変換層（２）が、同時に吸収層（１７）として構成されており、この吸収層が、入射する電磁放射線を少なくとも部分的に熱に変換し、そのようにして、入射する電磁放射線の強度分布を変換層（２）に渡っての温度分布に変換することを特徴とする請求項１に記載の画像変換装置。
【請求項３】
変換層（２）の他に、追加の吸収層（１７）が配備されており、この吸収層（１７）が、入射する電磁放射線を少なくとも部分的に熱に変換し、そのようにして、入射する電磁放射線の強度分布を温度分布に変換して変換層（２）に伝達することを特徴とする請求項１に記載の画像変換装置。
【請求項４】
加熱器（５，７；１４）が、当該の強度分布を可視化すること無く、変換層  （２）に渡って時間的に一定な温度分布を生じさせることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像変換装置。
【請求項５】
加熱器（５，７；１４）が、当該の強度分布を可視化すること無く、変換層  （２）に渡って均一な温度分布を生じさせることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像変換装置。
【請求項６】
加熱器（５，７；１４）の加熱出力が調整可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像変換装置。
【請求項７】
当該の加熱器が、熱放射源（１４）を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像変換装置。
【請求項８】
当該の加熱器が、抵抗発熱体（５）を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像変換装置。
【請求項９】
変換層（２）が、抵抗発熱体（５）を構成していることを特徴とする請求項８に記載の画像変換装置。
【請求項１０】
変換層（２）が、透明な支持基板（９；１９）上に配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像変換装置。
【請求項１１】
変換層（２）の少なくとも片側が、ガス又は真空と境界を接していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像変換装置。
【請求項１２】
変換層（２）が、部分的に鏡面加工されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像変換装置。
【請求項１３】
変換層（２）の熱画像を投影するための画像センサーアレイ（８）が配備されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像変換装置。
【請求項１４】
変換層（２）の熱画像を画像センサーアレイ（８）上に投影するための光学系（１０）が配備されていることを特徴とする請求項１３に記載の画像変換装置。
【請求項１５】
変換層（２）と画像センサーアレイ（８）との間に、光学熱保護フィルター（１１）が配備されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の画像変換装置。
【請求項１６】
画像センサーアレイ（８）が、入射する電磁放射線（３）の方向に対して、変換層（２）の後方に配備されていることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の画像変換装置。
【請求項１７】
画像センサーアレイ（８）がＣＣＤチップであることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の画像変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念の特徴を有する画像変換装置に関する。
【０００２】
そのような画像変換装置は、それ自体を人間の目で簡単に見ることができないか、人間の目に簡単に見ることを要求することができないか、簡単に記録できないか、直接記録又は評価する場合には非常に大きな負担を必要とする電磁放射線の強度分布を、そのような問題が生じない、面に渡っての強度分布に変換するために使用される。
【０００３】
画像変換装置は、その時々の強度分布を人間の目で見えるようにするものとして使用することができる。しかし、画像変換装置は、変換された強度分布を記録するための画像センサーを備えることもできる。
【背景技術】
【０００４】
電磁放射線の強度分布における光の強度を増幅する画像変換装置は、特許文献１により周知である。変換層として、光電層が配備されており、電磁放射線が、この光電層から電子を遊離させると同時に、この光電層は、隣接する平面撮像管の陰極としての役割を果たしている。撮像管内において、遊離された電子は、陽極に向かって加速され、この陽極は、衝突する電子によって光を放出し、この光は、隣接する写真層を露光するために用いることができる。この場合、光電層のスペクトル特性は、画像変換装置のスペクトル感度範囲を決定し、その範囲は、最大で２００〜１３００ｎｍに制限されており、多くの場合著しく狭い。
【０００５】
特許文献１により周知の画像変換装置は、例えば、所謂暗視装置で使用されている。暗視装置によって、人間の目では見ることができない赤外光又は人間の目には不十分な微光が見えるようになり、その場合加速され、通常更に増幅された電子は、可視領域の光を発する材料から成る発光スクリーンによって捕捉される。そこで、電子は光を放出し、その発光スクリーンに渡っての分布は、光電層に入射した赤外光又は微光の強度分布に対応する。発光スクリーンは、直接目で見るか、或いは画像センサーアレイ上に投影することができる。
【０００６】
ダルムシュタット市に有るＰＲＯＸＩＴＲＯＮＩＣ社によって開発された、特許文献１により周知の画像変換装置の変化形態では、可視化すべき光は、内部の好適なガスに高電圧を加えた平面撮像管上に投影されている。撮像管内に入射した光は、、ガスをイオン化させる。印加された高電圧によって、イオン化されたガスの電子は、発光スクリーンに向けて加速され、そこで光を放出し、その発光スクリーンに渡っての光の分布は、平面撮像管上に入射した可視化すべき光の強度分布に対応するものとなる。
【０００７】
特許文献１から周知の基本原理に基づく画像変換装置の全ては、観察する電磁放射線の強度が極めて弱い場合に対してのみ配備されており、そのため、より強い電磁放射線の強度分布を可視化するのには適していない。尚、そのように装置を強化するためには、入射する電磁放射線を極めて大きく人工的に減衰させなければならない。しかし、そうすることによって、より弱い強度に関する画像変換装置の感度が損なわれることとなる。
【０００８】
特許文献１により周知の基本原理に基づき動作する別の画像変換装置が、特許文献２により周知であり、その装置は、加熱器を備えており、加熱器によって、電磁放射線が電子を遊離させる光電層を４０°Ｃ又は５０°Ｃの範囲の温度に上昇させることによって、請求項１の上位概念の特徴を有するようになっている。この温度によって、加速式撮像管を通る電子流を１０-10 Ａ／ｃｍ2 のレベルにしている。即ち、温度を上げることによって、撮像管を通る最小限の電子流を実現している。
【０００９】
強度分布を可視化すべき電磁放射線を変換層としての発光スクリーン上に直接当てる画像変換装置も知られている。この場合、電磁放射線は、ルミネセンスを励起するだけでなく、放射を刺激することによって、既存のルミネセンスを抑制することもでき、そうすることによって、関心を寄せている強度分布のネガ像が得られる。ルミネセンスの励起は、発光スクリーンの量子光学的な励起の他に、例えば、短波放射線によって予め帯電させた発光スクリーンの量子光学的又は熱的な刺激に基づくものとすることができる。量子光学的な効果によってルミネセンスを励起又は抑制された全ての発光スクリーンのスペクトル感度範囲は、狭い帯域でしかない。
【００１０】
所謂マイクロボロメータアレイを有する画像変換装置は、マイクロボロメータアレイの個々の素子の温度に依存する電気特性を利用して、マイクロボロメータアレイに入射する電磁放射線によって生じる、マイクロボロメータアレイの素子に渡っての温度分布を検出している。
【００１１】
表面に渡る温度分布を可視化するために、例えば、液晶から成るサーモクロミズム性を有する色層を表面に被膜することが知られている。
【００１２】
特許文献３により周知の画像変換装置の場合、変換層はレーザーミラーの反射膜となっている。入射したレーザー光線と反射層でほぼ反射されたレーザー光線によって生じる、反射層に渡っての温度分布は、温度に応じて膨張する膨張層上に反射層を配置するとともに、膨張層の局所的な熱膨張によって生じる反射層の変形をレーザー干渉計によって検出することによって見えるようになる。この手法では、レーザー光線の強度分布の直接的な画像が得られず、極めて低いレベルで生じる膨張層の局所的な熱膨張を全体的に検出するには、相当な負担がかかる。逆に、請求項１の上位概念の特徴を有する周知の画像変換装置は、局所的な強度が極めて高いレーザー光線を含む入射する電磁放射線の帯域幅の広い強度に適しており、大きなスペクトル感度範囲を有する。
【特許文献１】ドイツ特許公告第５３５２０８号明細書
【特許文献２】米国特許第２，５７２，４９４号明細書
【特許文献３】ドイツ特許第１０１５８８５９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、請求項１の上位概念の特徴を有する画像変換装置であって、入射する電磁放射線に関して、検出可能な強度帯域幅が広く、スペクトル感度範囲が大きく、それと同時に、直接目で観察可能であるか、同じく小さい負担で画像センサーによって検出可能であるか、或いはその両方が可能である、電磁放射線の強度分布の直接的な画像を大きな負担をかけること無く発生させる画像変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の課題は、独立請求項１の特徴を有する画像変換装置によって解決される。本発明の新規な画像変換装置の有利な実施構成は、従属請求項２〜１８に規定されている。
【００１５】
本発明の新規な画像変換装置では、変換層の温度を上昇させるための加熱器が配備されている。変換層の温度を上昇させることによって、変換層から出て来る熱線が、より短い波長の方にシフトされる。変換層の温度を約５００〜６００Ｋに上昇させた場合、変換層から出て来る熱線を通常の半導体画像センサーアレイによって検出することができる程度のシフトがようやく実現される。それ以上に温度を上昇させると、変換層からの熱線も人間の目で見えるようになってしまう。そのため、入射する電磁放射線によって生じる変換層に渡る温度分布も、加熱器によって生じる変換層の温度上昇と相俟って見えるようになる。
【００１６】
変換層に入射する電磁放射線の強度分布の時間的変化を検出するためには、加熱器が、電磁放射線の強度分布を可視化すること無く、時間的に一定な、或いは所定の手法で時間と共に変化する、変換層に渡る温度分布を生じさせれば十分である。そして、変換層からの熱線の如何なる変化も、変換層に入射する電磁放射線の強度分布の変化を反映したものとなる。
【００１７】
加熱器が、強度分布を可視化すること無く、変換層に渡る均一な温度分布を生じさせる場合、変換層又はそこから放出される熱線を観察することによって、電磁放射線の強度分布を直接検出することが可能となる。変換層からの熱線強度の如何なる局所的な増分も、変換層に入射する電磁放射線を反映した強度成分に相当するものとなる。
【００１８】
本発明の新規な画像変換装置では、加熱器は、変換層からの熱線が見え、かつ又入射する電磁放射線の強度分布が見えなくなるまで、変換層の温度を上昇させる必要はない。入射する電磁放射線と関連する強度が変換層の温度上昇を生じさせる場所において、検出可能な熱線が変換層から出て来ることだけが決定的に重要である。従って、検出可能な熱線としては、人間の目で直接見ることができるか、或いは簡単な画像センサーアレイを用いて、即ち、画像増幅器を間に接続すること無く直接的に検出することができるような熱線が考えられる。
【００１９】
このような背景において、入射する電磁放射線の非常に異なる強度に対して、本発明の新規な画像変換装置を使用可能とするためには、変換層の温度を上昇させる加熱器の発熱量が調整可能であるのが有利である。入射する電磁放射線の強度が極めて低い場合には、電磁放射線の強度が極めて高い、即ち、可視化可能又は検出可能な熱線を放出する温度にまで変換層を加熱するのに僅かな支援しか必要としない場合よりも大きく変換層を加熱するのが多くの場合効果的である。変換層の温度を異なる温度に順次加熱し、入射する電磁放射線の異なる強度範囲を順次最適に制御して、入射する電磁放射線の強度分布を完全に検出することも可能である。
【００２０】
本発明の新規な画像変換装置の加熱器は、熱放射源として構成し、その放射エネルギーを、強度を測定しようとしている入射する電磁放射線と同様に変換層又はそれと平行に配置された別の層によって熱に変換して、変換層の温度を上昇させることができる。熱放射源が放出する放射エネルギーの波長は、電磁放射線の可視又は不可視領域内として、それによって強度分布を可視化すべき電磁放射線の波長と一致させることもできる。具体的には、熱放射源は、マイクロ波源又は変換層に渦電流を誘導する交番磁界源とすることもできる。それに代わって、熱放射源は、変換層を加熱するために、音波、例えば、超音波を放射することもできる。
【００２１】
本発明の新規な画像変換装置の特に有利な実施構成では、加熱器は、渦電流を誘導するか、或いは外部電圧を印加することによって、電気エネルギーを熱に変換して、変換層の温度を上昇させる抵抗発熱体を有する。この場合、有利には、抵抗発熱体を変換層に対して平行に配置して、変換層と出来る限り直接接触させるか、或いは変換層自体を抵抗発熱体として構成する。
【００２２】
変換層が、入射する電磁放射線自体をその強度分布に対応する温度分布に変換するようにするか、或いはそのために変換層と接触する別個の吸収層を配備することもできる。多層構造の場合、その層は、可視化可能又は容易に検出可能な熱線を放出する変換層と看做すことができ、その層が、この変換層の加熱器による温度上昇に係っていることは明らかである。しかし、ここで考察している層は、通常加熱器又は熱に変換される入射する電磁放射線によって一緒に加熱されるように密接に配置される。
【００２３】
本発明の新規な画像変換装置の変換層は、一つの支持基板上又は二つの支持基板の間に配置することもでき、支持基板は、変換層から熱を誘導することを目的として使用されており、例えば、入射する電磁放射線の強度が高い場合の変換層内での熱の蓄積を防止するか、或いは熱がガスに逃げるのを防止するために、変換層の周囲のガスに対して変換層を断熱するためのものである。後者のケースで、支持基板を通して変換層を観察するか、或いは支持基板を通して電磁放射線を入射させる場合、この支持基板は、変換層の熱線又は入射する電磁放射線のために透明でなければならず、それ自体は、妨げとなる熱線を放出してはならない。そのような基板用の材料としては、例えば、石英が適している。
【００２４】
しかし、変換層の両側をガス又は真空で画定することも可能であり、その結果画像変換装置は、変換層の領域に完全な単層構造を有することとなる。
【００２５】
本発明の新規な画像変換装置の構造に応じて、即ち、特に、その熱容量に関して、画像変換装置の時間分解能は、最大で１０ｍｓまでの所定の時定数（半減期）で実現することが可能である。
【００２６】
熱が逃げること、或いは変換層と接するガスの対流によるその他の不均一な熱効果を防止するための透明な断熱体に代わるものは、層を成してガスを速く強制移動させるか、変換層を水平に向けるか、その両方を行うことであり、その結果ガスの対流は、変換層の面に渡って少なくともほぼ均一に生じることとなる。
【００２７】
本発明の新規な画像変換装置の吸収層は、入射する電磁放射線の大部分を反射するように、鏡面加工することができる。そのことは、特に、入射する電磁放射線が、極めて高い強度を有し、その強度の僅かな部分が入射する電磁放射線の強度分布を可視化するのに十分である場合、或いはその他の目的で電磁放射線を同時に利用することによって電磁放射線の強度分布の可視化を行う場合に有効である。具体的には、吸収層をレーザーミラーとして構成することができる。
【００２８】
本発明の新規な画像変換装置では、画像センサーアレイを配備して、その上に変換層の熱画像を投影することができる。光学系を介在させること無く、変換層によって熱線を直接記録するために、画像センサーアレイは、変換層に対して平行に小さな間隔を開けて配置することができる。しかし、変換層の熱画像を画像センサーアレイ上に投影する光学系を配備するのが有利である。そうすることによって、典型的には、変換層と画像センサーアレイとの間隔も大きくなり、それにより画像センサーアレイを意図せずに加熱してしまう危険性が低減される。画像センサーアレイの加熱は、少なくとも熱雑音を増大させることとなる。温度が急上昇した場合、典型的には半導体技術に基づく画像センサーアレイを破壊してしまう可能性がある。
【００２９】
画像センサーアレイを変換層から熱的に遮蔽するために、変換層と画像センサーアレイとの間に光学熱保護フィルターを配備することができる。この光学熱保護フィルターは、画像センサーアレイが見える波長よりも長い波長を有する変換層の熱線から画像センサーアレイを保護している。
【００３０】
関心を寄せている強度分布を有する電磁放射線が入射する変換層の側面に、画像センサーアレイを配置することができる。しかし、多くの場合、電磁放射線の入射方向に対して変換層の後方に画像センサーアレイを配備するのが有利である。そうすることによって、、画像変換装置、場合によっては別個の吸収層、画像センサーアレイ、並びに変換層用加熱器も、周辺光から吸収層と、特に、画像センサーアレイを保護する一つの筐体内に配置することができる。
【００３１】
変換層の温度を上昇させるための加熱器が熱放射源を備えている場合、この熱放射源は、電磁放射線が入射する変換層の一方の側面と他方の側面の両方に配置することができる。
【００３２】
本発明の新規な画像変換装置の画像センサーアレイは、従来の安価に入手可能なＣＣＤチップとすることができる。そのようなＣＣＤチップは、従来技術で周知の暗視装置用画像変換装置よりも極めて高い空間解像度を有すると同時に、数倍安価である。
【００３３】
本発明の新規な画像変換装置のスペクトル感度範囲における１００〜１００，０００ｎｍの極端に広い帯域は、吸収層のスペクトル感度を変更するか、或いは吸収層の前に前置フィルターを配置することによって、自由に選択可能なより狭帯域の範囲に制限することができる。
【００３４】
本発明の新規な画像変換装置によって、特に、高エネルギーのレーザー光線の強度分布を完全に検出することが可能である。そのためには、最大強度の他に、明らかに最大強度を下回る強度を含む範囲の強度分布も検出する必要がある。レーザー光線の強度分布を完全に検出した場合にのみ、例えば、その光線の主要なパラメータ及びその光線の中心を正確に決定することが可能となる。
【００３５】
本発明の別の特別な利点は、本発明の新規な画像変換装置が、ほぼ任意の大きさの変換面を備えることができることである。それによって、入射する電磁放射線の強度分布を可視化する場合の特に高い空間解像度も実現することができる。
【００３６】
本発明の有利な改善構成は、従属請求項と明細書全体から明らかとなる。更なる特徴は、図面、特に、図示されている幾何学的な形状、複数の構成部分の互いに相対的な寸法、及びそれらの相対的な配置と作用結合形態から読み取ることができる。本発明の異なる実施構成の特徴又は選択されている参照請求項と異なる請求項の特徴の組み合わせも、同様に可能であり、それを推奨するものである。それは、別々の図面に図示されているか、或いはこの明細書に記載されている特徴とも関連する。そのような特徴は、異なる請求項の特徴と組み合わせることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下において、図面に図示されている有利な実施例に基づき、本発明について更に説明、記述する。
【００３８】
図１に図示されている画像変換装置１は、入射する電磁放射線３を熱に変換すると同時に、ここでは吸収層１７としての役割を果たす変換層２から構成されている。この場合、温度分布は、変換層２に渡って形成され、変換層２に渡る電磁放射線３の強度分布と一致する。この変換層２からの熱線４の形の温度分布を人間の目で見えるようにするために、変換層２は、抵抗発熱体５として構成されるとともに、電気接続部６を介して、調整可能な電源７と接続されている。電源７によって、抵抗発熱体５を通る電流が供給され、その電流が、抵抗発熱体５、即ち、変換層２の温度を均一に上昇させている。この温度上昇は、十分な強度の熱線４が人間の目で見ることができる波長領域に達するまで行われる。そうすることによって、電磁放射線３の強度分布は、それが電源７を用いた変換層２の均一な温度上昇と相俟っているため、人間の目で見ることができるようになる。従って、見ることができる熱線４の全ての強度ピークは、変換層２に渡っての電磁放射線３の強度分布を反映したものである。この場合、電源によって生じる変換層２の温度上昇のみでは、もはや人間の目で見ることができる熱線４が変換層２から放出されず、入射する電磁放射線３による更なる温度上昇が、ようやく見ることができる熱線４を発生させるように、電源７を調整することもできる。具体的な例では、変換層２又は抵抗発熱体５をコンスタンタンから成る箔で構成することができる。
【００３９】
図２による画像変換装置は、そこでは変換層２自体が吸収層１７として配備されているのではなく、吸収層１７が変換層２に対して平行に変換層と直接接触して配置されているという点において、図１による実施構成と相違している。吸収層１７から見て変換層２の後方の画像センサーアレイ８は、変換層２に対して小さな間隔を開けて配置されており、その結果画像センサーアレイ８は、抵抗発熱体５からの熱線４を直接、即ち、投影光学系を間に配置すること無く検出する。熱線４は、電源７によって生じる抵抗発熱体５の温度上昇と、それと相俟って吸収層１７により熱エネルギーに変換される電磁放射線３による変換層２の温度上昇とに基づく強度分布を有する。ＣＣＤチップとして構成された画像センサーアレイ８は、人間の目では未だ見ることができないか、或いは殆ど見ることができない波長領域の熱線４を容易に検出することができる。それに対応して、電磁放射線３の強度分布を人間の目で見えるようにする図１による画像変換装置の場合ほどに、電源７と抵抗発熱体５による変換層２の温度上昇を行う必要はない。
【００４０】
図３による画像変換装置の実施構成は、別個の抵抗発熱体５を追加して、変換層２が配備されているという点において、図２による実施構成と相違している。追加の部材とそれと関連する変換層２の追加熱容量とによって、入射する電磁放射線３の強度分布と熱線４の強度分布との間の変換時間を目的通り大きくして、熱線に対して、電磁放射線３の強度変動の時間平均値を限界内に維持している。この措置が無いと、画像変換装置１の応答時間が非常に短くなって、１００分の１秒の範囲内となる可能性が有る。変換層２の熱容量を増加させることによって、対応する時定数を目的通り高くすることができる。更に、画像センサーアレイ８と変換層２の間隔を目的通り大きくして、画像センサーアレイ８を意図せずに加熱してしまうことを防止している。この場合、変換層２の熱画像は、光学系１０によって、画像センサーアレイ８上に投影されている。更なる措置として、画像センサーアレイ８を抵抗発熱体５から断熱するために、光学熱保護フィルター１１が配備されており、この光学熱保護フィルターは、温度とそのためダークノイズを上昇させることを除いて、画像センサーアレイ８によって検出することができない波長の長い熱線から画像センサーアレイ８を保護している。つまり、図３には、ここで述べている全ての構成要素を含む、吸収層１７と画像センサーアレイ８を周辺光から保護する、画像変換装置１の筐体１２が示されている。
【００４１】
図４による画像変換装置の実施構成は、図３による画像変換装置の実施構成と比較して、次の相違点がある。ここでは、変換層２を更に加熱して、画像センサーアレイ８で見ることができる領域に熱線４を引き上げるために、抵抗発熱体５及び電源７の形態ではなく、熱放射線１５を変換層２に向かって照射する熱放射源１４の形態で加熱器が配備されている。熱放射線１５は、入射する電磁放射線３と同様に、変換層２によって熱に変換されて、変換層２の温度を上昇させるが、変換層は、極めて均一で、少なくとも時間的に一定であり、その結果この場合においても、熱線４の強度分布の空間的及び時間的な変動に基づき、電磁放射線３の強度分布の空間的及び時間的な変動を検出することができる。
【００４２】
図５による画像変換装置１の実施構成は、後述する図６の実施構成と同様に、図３と４に図示されている筐体が示されていないが、そのような筐体を備えることも可能であり、熱放射源１４としてマイクロ波アンテナ２２を有する。この場合、マイクロ波アンテナ２２は、一部を変換層２として、一部を熱保護フィルター１１として構成されているマイクロ波共振器１３内に配備されている。この場合、変換層２は、マイクロ波アンテナ２２からのマイクロ波放射線によって選択的に加熱されるような構成を有する。変換層２と接するガスに熱が逃げる構成又はそのようなガスの対流によるその他の効果の発生を防止するために、マイクロ波共振器１３の内部空間２３を真空にすることができる。更に、ここでは変換層２によって構成されている吸収層は、電磁放射線３の波長領域のために、その表面１６を部分的に鏡面加工されており、意図的に電磁放射線３の一部だけを熱に変換するようになっている。電磁放射線３の反射された残りの部分は、別の目的に用いることができ、その場合この残りの部分は、入射する電磁放射線３の大部分を構成することができ、この残りの部分の強度分布も、画像センサーアレイ８で熱線４を検出することによって判明する。
【００４３】
図６による実施構成では、変換層２は、二つの支持基板９と１９の間に配置されており、この場合入射する電磁放射線３の側に配備された電磁放射線３用支持基板１９及び他方の側に配置された熱線４用支持基板９は透明である。支持基板９と１９は、変換層２の周囲に対する断熱を実現して、発生する可能性の有る対流効果を抑制している。それに加えて、これらの支持基板は、電磁放射線３の強度分布の熱線４の強度分布への変換時における時定数を調整する役割も果たしている。更に、図６は、ここでは吸収層１７としての役割も同時に果たしている変換層２の温度を誘導により上昇させる構成を図示している。そのために、交流電源２１の形態の熱放射源１４が配備されており、それは、電気接続部２４を介して誘導コイル２０と接続されており、それによって、ヨーク１８内に交番磁界を励起するものである。変換層２は、ヨーク１８の自由端の間に配置されており、その結果変換層２を好適に構成した場合、熱放射線を発生させる交番磁界が、変換層２内に渦電流を誘導することとなる。この場合、変換層２は、同時に抵抗発熱体５として構成されているので、渦電流を熱に変換して、所望の通り加熱されることとなる。
【００４４】
図７による実施構成は、交番磁界用の環状の閉じた案内部分が省略されているという点において、図６による実施構成と相違している。それに代わって、抵抗発熱体５として構成された変換層２は、この場合空芯コイル２５として構成された誘導コイル２０内に直接配置されている。このような配置は、図６による配置と比較して、二つの利点に繋がる。一方では、磁界は、空芯コイル２５の断面に渡っての変化を含めて非常に均一であり、その結果変換層も、非常に均一に加熱されることとなる。他方では、空芯コイル内の磁力線は、その軸に対して平行に延びる、即ち、変換層２に対して垂直に延びて、その結果変換層２が拡がっている主要な面に対して平行に流れ、そのため幾何学的に妨害されない形の渦電流が誘導されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の新規な画像変換装置の実施構成の模式的な縦断面図
【図２】本発明の新規な画像変換装置の実施構成の模式的な縦断面図
【図３】本発明の新規な画像変換装置の実施構成の模式的な縦断面図
【図４】本発明の新規な画像変換装置の実施構成の模式的な縦断面図
【図５】本発明の新規な画像変換装置の実施構成の模式的な縦断面図
【図６】本発明の新規な画像変換装置の実施構成の模式的な縦断面図
【図７】本発明の新規な画像変換装置の実施構成の模式的な縦断面図
【符号の説明】
【００４６】
１  画像変換装置
２  変換層
３  放射線
４  熱線
５  抵抗発熱体
６  接続部
７  電源
８  画像センサーアレイ
９  支持基板
１０  光学系
１１  熱保護フィルター
１２  筐体
１３  マイクロ波共振器
１４  熱放射源
１５  熱放射線
１６  表面
１７  吸収層
１８  ヨーク
１９  支持基板
２０  誘導コイル
２１  交流電源
２２  マイクロ波アンテナ
２３  内部空間
２４  接続部
２５  空芯コイル
【図１】
2008538814.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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