(57)【要約】【課題】高温物体から放射される輻射光による画像のコントラストの劣化を防止し、良好な画像を得ることが可能な高温物体の観察装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る高温物体の観察装置１は、高温物体１０に向けて照明光を照射する光源３と、前記高温物体から放射される前記照明光に対して感度を有する撮像素子４と、前記高温物体と前記撮像素子との間に配され、前記照明光の波長を含む特定の波長域の光を透過させるバンドパスフィルタ５と、を備え、前記特定の波長域において、前記照明光は、そのスペクトルパワー密度が、前記高温物体から放射される輻射光レベルを超える波長が少なくとも１か所以上あり、かつ、前記照明光及び前記輻射光のパワースペクトルの波長積分により得られる積分値が、前記輻射光に比べて前記照明光のほうが大きいことを特徴とする。【選択図】図１
2008275272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温物体に向けて照明光を照射する光源と、
高温物体から放射される前記照明光に対して感度を有する撮像素子と、
前記高温物体と前記撮像素子との間に配され、前記照明光の波長を含む特定の波長域の光を透過させるバンドパスフィルタと、を備え、
前記特定の波長域において、前記照明光は、そのスペクトルパワー密度が、前記高温物体から放射される輻射光レベルを超える波長が少なくとも１か所以上あり、かつ、
前記照明光及び前記輻射光のパワースペクトルの波長積分により得られる積分値が、前記輻射光に比べて前記照明光のほうが大きいことを特徴とする高温物体の観察装置。
【請求項２】
前記照明光がレーザー光であることを特徴とする請求項１に記載の高温物体の観察装置。
【請求項３】
前記照明光がコリメート光であることを特徴とする請求項１又は２に記載の高温物体の観察装置。
【請求項４】
高温物体に向けて照明光を照射する光源と、
高温物体から放射される前記照明光に対して感度を有する撮像素子と、
前記高温物体と前記撮像素子との間に配され、前記照明光の波長を含む特定の波長域の光を透過させるバンドパスフィルタと、を備えた高温物体の観察装置を用いる高温物体の観察方法であって、
前記照明光として、そのスペクトルパワー密度が、前記高温物体から放射される輻射光レベルを超える波長が少なくとも１か所以上あり、
前記特定の波長域において、前記照明光及び前記輻射光のパワースペクトルの波長積分により得られる積分値が、前記輻射光に比べて前記照明光のほうが大きくなるような構成を用いることを特徴とする高温物体の観察方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属の精錬・結晶の合成・火炎加水分解反応など、数百度から数千度の範囲からなる高温領域において、試料やその合成／反応プロセスを直接観察する、高温物体の観察装置及び観察方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高温の材料やその合成・反応プロセス等を直接画像として捕らえる際には、観察対象（試料やその合成／反応プロセス）と撮像装置との間に熱線除去フィルタ（赤外線除去フィルタ）を配置し、輻射光を除去して画像を得る方法が多くとられてきた（第一の方法：例えば、特許文献１参照）。ここで、撮像装置(カメラ)の種類は銀塩反応等による感光フィルムカメラであっても、あるいはＣＣＤやＣＭＯＳといった感光素子を用いた電子カメラであっても良い。
【０００３】
すなわち、この方法は、輻射光によりカメラ等の装置の損傷を防ぐと同時に、輻射光の長波長成分を除去し、感光材料／感光素子が輻射の長波長により感光し、映像の明瞭さ・コントラストが損なわれるのを防止している。しかしながら、これは（人間の）目視で確認される像に近い画像を得るための手段であり、より高温の場合（例えば４００〜５００℃程度以上に熱された材料は可視光領域の長波長側=赤色=の輻射を持つ）には、目視及び熱線除去フィルタを用いた撮影のいずれにおいても、輻射により像のコントラストが劣化するという問題があった。
【０００４】
そこで、より高温の材料・プロセスを観察する際、ブルーフィルタ（青色透過フィルタ）を使用して、可視光領域も赤色側の輻射光を除去してより鮮明な画像を得る方法や（第二の方法：例えば、特許文献２参照）、さらに高温の場合に、赤色側の輻射光をフィルタで除去しつつ、（フィルタの）青色のレーザー光等を照射して照明光として用いる方法などが提案されている（第三の方法：例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
しかしながら、これらの方法には、以下のような問題点があった。
まず、前記第一の方法は、人間の目視で確認される像に近い画像を得るための手段であり、より高温の場合（例えば、４００〜５００℃程度以上に熱された材料は可視光領域の長波長側＝赤色＝の輻射を持つ）には、目視及び熱線除去フィルタを用いた撮影のいずれにおいても、輻射により像のコントラストが劣化するという問題があった。
【０００６】
図１０に、高温（１５００℃以上）における輻射光のスペクトル密度を示す。参考までに、１０００℃の場合（太い実線）も示すが、図１０では横軸（ゼロ）と一致している。
図１０に示すように、高温の材料は可視光領域（３７０〜７８０ｎｍ付近）の輻射光も出す。これが映像の劣化の原因となる（良好なコントラストを得られなくなる）。
【０００７】
また、前記第二の方法を用いた場合でも、観察対象（試料やその合成／反応プロセス）の温度が高い場合には、輻射光を抑制しきれず、良好な画質の映像を得ることができなくなってしまう。
【０００８】
図１１に例を示す。ブルーフィルタ／長波長除去フィルタのカットオフ波長を４５０ｎｍとした場合、４５０ｎｍ以下の輻射光はフィルタを透過してカメラに入射することになる。観察対象がこのような高温の場合、フィルタを透過した輻射光は感光フィルム／感光素子まで届き、画像のコントラストを劣化させることになり、良好な画像を得ることが困難になってしまう。
【０００９】
また、前記第三の方法は、一部波長（輻射が小さくなる青色側＝短波側＝の波長領域）において光強度スペクトルが輻射光を上回るような照明光を照射し（一般にレーザー光を用いることになる）、画像のコントラストを上昇させる方法である。この方法を用いた場合、積極的に照明を当て、かつ照明光よりも長波長側の輛射光をフィルタによって除去するため、前記第二の方法と比較して、ある程度高温まで良好な画像を得ることが出来ると期待できる。
【００１０】
しかしながら、この方法でも、照射光は、光源→試料（照射光は散乱されて一部のみカメラの方向に向かう）→カメラ、という経路をたどり、カメラに届く照射光パワーはごく一部となる場合、及び／又は、観察対象の温度が、フィルタを透過する（フィルタのカットオフ波長よりも短波の）光のパワーが無視し得ない強度を持つ程高温で、照射光のパワーを上回る場合、第二の方法と同様、フィルタを透過した輻射光により画像のコントラストが劣化し、良好な画像を得ることが困難になってしまうという問題があった。
すなわち、図１２に示すように、フィルタ透過後、カメラに届く光パワーは、図中黒塗りで示される部分の面積（２５００℃の場合）、すなわちパワー密度関数の波長積分である。これが照射光（のうちカメラに戻る成分）と比較して大きくなった場合、品質は劣化する。
【特許文献１】特開２０００−２９２０７６号公報
【特許文献２】特開２００４−２６４０６３号公報
【特許文献３】特開平８−２５２６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、高温物体から放射される輻射光による画像のコントラストの劣化を防止し、良好な画像を得ることが可能な高温物体の観察装置を提供することを第一の目的とする。
また、本発明は、高温物体から放射される輻射光による画像のコントラストの劣化を防止し、良好な画像を得ることが可能な高温物体の観察方法を提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の高温物体の観察装置は、高温物体に向けて照明光を照射する光源と、前記高温物体から放射される前記照明光に対して感度を有する撮像素子と、前記高温物体と前記撮像素子との間に配され、前記照明光の波長を含む特定の波長域の光を透過させるバンドパスフィルタと、を備え、前記特定の波長域において、前記照明光は、そのスペクトルパワー密度が、前記高温物体から放射される輻射光レベルを超える波長が少なくとも１か所以上あり、かつ、前記照明光及び前記輻射光のパワースペクトルの波長積分により得られる積分値が、前記輻射光に比べて前記照明光のほうが大きいことを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の高温物体の観察装置は、請求項１において、前記照明光がレーザー光であることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の高温物体の観察装置は、請求項１又は２において、前記照明光がコリメート光であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の高温物体の観察方法は、高温物体に向けて照明光を照射する光源と、前記高温物体から放射される前記照明光に対して感度を有する撮像素子と、前記高温物体と前記撮像素子との間に配され、前記照明光の波長を含む特定の波長域の光を透過させるバンドパスフィルタと、を備えた高温物体の観察装置を用いる高温物体の観察方法であって、前記照明光として、そのスペクトルパワー密度が、前記高温物体から放射される輻射光レベルを超える波長が少なくとも１か所以上あり、前記特定の波長域において、前記照明光及び前記輻射光のパワースペクトルの波長積分により得られる積分値が、前記輻射光に比べて前記照明光のほうが大きくなるような構成を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、照明光のスペクトルパワー密度が、前記高温物体から放射される輻射光レベルを超える波長が少なくとも１か所以上あるような照明光と、照明光源照明光源の発光波長を含む特定の波長城を透過するバンドパスフィルタとを備え、前記照明光及び前記輻射光のパワースペクトルの波長積分により得られる積分値が、前記輻射光に比べて前記照明光のほうが大きいことで、照明光のパワーが、高温物体から放射される輻射光のパワーよりも大きくなる。これにより輻射光による画像のコントラストの劣化を防止し、良好な画像を得ることが可能な高温物体の観察装置を提供することができる。
【００１５】
また、本発明では、照明光のスペクトルパワー密度が、前記高温物体から放射される輻射光レベルを超える波長が少なくとも１か所以上あるような照明光と、照明光源照明光源の発光波長を含む特定の波長城を透過するバンドパスフィルタとを備えた観察装置を用い、前記照明光及び前記輻射光のパワースペクトルの波長積分により得られる積分値が、前記輻射光に比べて前記照明光のほうが大きいような構成を用いることで、照明光のパワーが、高温物体から放射される輻射光のパワーよりも大きくなる。これにより輻射光による画像のコントラストの劣化を防止し、良好な画像を得ることが可能な高温物体の観察方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る高温物体の観察装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の高温物体の観察装置の一実施形態を模式的に示す図である。
本発明の高温物体の観察装置１は、高温炉２と、前記高温炉２内に配された高温物体１０に向けて照明光を照射する光源３と、前記高温物体１０から放射される前記照明光に対して感度を有する撮像素子４と、前記高温物体１０と前記撮像素子４との間に配され、前記照明光の波長を含む特定の波長域の光を透過させるバンドパスフィルタ５と、を備える。
【００１８】
そして本発明の高温物体の観察装置１は、図２に示すように、前記特定の波長域において、前記照明光は、そのスペクトルパワー密度が、前記高温物体から放射される輻射光レベルを超える波長が少なくとも１か所以上あり、かつ、図３に示すように、前記照明光及び前記輻射光のパワースペクトルの波長積分により得られる積分値が、前記輻射光（図中Ｂで示される部分の面積）に比べて前記照明光（図中Ａで示される部分の面積）のほうが大きいことを特徴とする。
【００１９】
本発明では、照明光のスペクトルパワー密度が、前記高温物体から放射される輻射光レベルを超える波長が少なくとも１か所以上あるような照明光と、照明光源の発光波長を含む特定の波長城を透過するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）とを備え、前記照明光及び前記輻射光のパワースペクトルの波長積分により得られる積分値が、前記輻射光に比べて前記照明光のほうが大きいことで、照明光のパワーが、高温物体から放射される輻射光のパワーよりも大きくなる。これにより輻射光による画像のコントラストの劣化を防止し、良好な画像を得ることが可能となる。
【００２０】
前記高温炉２は、例えば電気炉等であり、複数の窓が設けられている。窓は、一般に照明用の窓６と撮像素子用の窓７の２つを設ける。一方の窓６からの照明照射範囲と、他方の窓７に設置した撮像素子の視野範囲とが重複するように構成し、この重複範囲に観察対象（高温物体１０）を配置すれば良い。
なお、高温炉２の使用温度領域は室温〜２５００℃程度が望ましく、特に１８００℃以上の温度域での観察に好適である。
【００２１】
照明光としてはレーザー光やコリメート光が挙げられ、光源３は、このような光を照射するものであれば特に限定はない。
撮像素子４は、加熱中における加熱対象の挙動を詳細に把握できるよう、連続的に又は適宜な間隔で撮像を行うカメラを用いることが好ましい。カメラとしては特に限定されるものではなく、例えば銀塩反応等による感光フィルムカメラや、ＣＣＤやＣＭＯＳといった感光素子を用いた電子カメラ等が利用できる。
【００２２】
以下に、本発明の有効性・効果を理論的に説明する。
（１）光源・試料・カメラの配置
図４に、理論検討モデルのコンフィグレーションを示す。試料表面の温度をＴ[Ｋ]、系の外部から試料（高温物体１０）を照らす光源は、試料からＲ１  [ｍ]離れた場所に位置する。試料表面からＲ２  [ｍ]離れた位置にカメラを配置し、試料表面から入射する光（像）をモニタする。
ここでは簡単のため、輻射光は黒体輻射のみとする。光源は点光源とし、試料表面で照明光は吸収されず（１００％再放射される）、反射・透過・屈折・散乱され、方向によらず全方位に等しいパワーの光が再放射されるものとする。
【００２３】
（２）照明光のパワースペクトル（点光源照明の場合）
照明光をＰ［Ｗ］の点光源とする（イメージしている光源は、ハロケンランプやＨＩＤランプといった、放射状に元を出す光源である）。光源からＲ１  ［ｍ］離れた場所における光の密度は、次の（１）式で表される。
【００２４】
【数１】
2008275272.tif 000003
【００２５】
また、光源からＲ１  ［ｍ］離れた場所にある面積（有効断面積）Ａ１  ［ｍ２  ］の面（ＡｌＮ／ＳｉＣ試料表面）が受ける光量は、次の（２）式で表される。
【００２６】
【数２】
2008275272.tif 000004
【００２７】
この面から、１００％の光が無損失・等方的に再放射されるとすると、面（試料表面）からＲ２  ［ｍ］離れた地点で受け取る光の密度は、次の（３）式で表される。
【００２８】
【数３】
2008275272.tif 000005
【００２９】
照明光のスペクトルが、中心波長λ０  ［ｍ］、分散σλ２［ｍ２  ］の正規分布に従うとすると、試料表面における再放射（反射・透過・屈折・散乱）が等方的・波長無依存の場合には、再放射される光のパワースペクトルは、次の（４）式で表される。
【００３０】
【数４】
2008275272.tif 000006
【００３１】
（３）輻射光のパワースペクトル
図５に示すように、試料表面からの輻射光は、方向によらず全方位に等しいパワーの光が輻射され、その一部がカメラに届く。
物体表面の温度がＴ［Ｋ］のとき、この物体表面からの輻射が黒体輻射の式［プランク公式：次の（５）式］に従うとする。
【００３２】
【数５】
2008275272.tif 000007
【００３３】
この時、面積Ａ１[ｍ２]の面からの輻射量は、次の（６）式で表される。
【００３４】
【数６】
2008275272.tif 000008
【００３５】
これが、等方的に放射されるとして、Ｒ２  ［ｍ］離れた地点でのパワースペクトルは、次の（７）式で表される。
【００３６】
【数７】
2008275272.tif 000009
【００３７】
前記式（７）をいくつかの温度に対してプロットしたものを図１０に示す。
【００３８】
（４）照明光と輻射光のパワースペクトル比較（点光源ではうまくいかない例）
点光源を照明光として用いた場合の、照明光の光パワーの波長依存性は前記式（４）で表される。また、表面温度がＴ[Ｋ]、面積Ａ１の物体からの輻射光の光パワー波長依存性は式（７）で表される。各変数に具体的な値を入力して、式（４）・（７）の比較を行なう。図６より、２５００℃の輻射は４００ｎｍ付近から短波側でレベルが小さくなっていることと、可視光領域（一般に３８０〜７６０ｎｍとされる）で代表的な値として、照明光の中心波長を４００ｎｍとする。
【００３９】
また、光源と試料の距離Ｒ１  及び試料と撮像デバイス（カメラ）の距離Ｒ２  （図１参照）をＲ１  ＝Ｒ２  ＝０．５ミリとした。
図６に、表面温度２５００℃の試料に点光源光を当てた際の、カメラに届く輻射光と照明光のパワー密度（その１）を示す。なお、図６以降の各図面では、輻射光の場合を「Radiation」 と、照明光の場合を「Illumination」と、それぞれ表記する。
【００４０】
図６の計算を行う際に使用した各条件は以下の通りである。
・照明光パワー：Ｐ＝１０［ｋＷ］  
※点光源の出力としては非常に大きな値であり、技術的・経済的に実現困難な値
である。
・照明光の中心波長：λｃ＝４００［ｎｍ］
・照明光の線幅（半値半幅）：σλ＝０.０１［ｎｍ］
※点光源の波長特性としては実現困難な線幅である。
【００４１】
図６（ａ）で、４００ｎｍ付近、横軸からわずかに飛び出しているのが、カメラに届く照明光のパワーである。ピーク波長においても輻射光の半分以下のレベルであり、輻射光の影響を十分に抑制しつつ画質の良い映像を得るのは困難である。すなわち、高温の試料を点光源（一般の照明光）を照明光として用いても、良い画像を得ることは出来ないということになる。
【００４２】
ここで、図６の検討で用いた点光源光のパワー、線幅等の条件は、一般に入手可能な光源よりも高出力、狭帯域である。たとえば、自動車ヘッドランプ用ＨＩＤランプは出力１００Ｗ程度、線幅は可視光域（４００〜６００ｎｍ付近、２００ｎｍ程度の幅）である。メタルハライドランプ、水銀ランプ等で高出力な物（工事現場等で用いられる高出力な物）が１灯当たり最大１ｋＷ程度、線幅はＨＩＤランプと同様４００〜６００ｎｍ付近で２００ｎｍ程度の線幅である。また、仮に１０ｋＷクラス・数ｎｍ幅の光源が準備可能であった場合も、不要な光や発熱の処理などを考えると、現実的ではない。
【００４３】
以下に、点光源でなく平行光光源（レーザー光、コリメート光）等の有効性を示す。これが従来技術の第一の方法、第二の方法と比して第三の方法が有効であることを示すが、条件によってはまだ不足であり、本発明の照明光源の発波長を含む波長城を透過するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を用いることがより効果的であることも示す。
【００４４】
（５）光源を（点光源でなく）平行光光源（レーザー等）にした場合
照明光がパワーＰ［Ｗ］、断面積Ａ０［ｍ２］の平行光（レーザー光など）である場合、光密度は、光源からの距離によらず、次の（８）式で表される。
【００４５】
【数８】
2008275272.tif 000010
【００４６】
この光が有効断面積Ａ１［ｍ２］の試料表面に当たった場合の光パワーは、次の（９）式で表される。
【００４７】
【数９】
2008275272.tif 000011
【００４８】
この面から、１００％の光が無損失・等方的に再放射されるとすると（以下、点光源の場合と同じ議論）、試料表面からＲ２  [ｍ]離れた地点で受け取る光の密度は、次の（１０）式で表される。
【００４９】
【数１０】
2008275272.tif 000012
【００５０】
ゆえに、照明光のスペクトルが中心波長λ０  ［ｍ］、分散σλ２［ｍ２  ］の正規分布に従うという仮定の下、試料表面における再放射（反射・透過・屈折・散乱）が等方的・波長無依存の場合には、再放射される光のパワースペクトルは、次の（１１）式で表される。
【００５１】
【数１１】
2008275272.tif 000013
【００５２】
前述した式（１１）及び式（７）に具体的な値を入れて、パワースペクトルを計算した。図７は、シミュレーションにより求めたパワースペクトルを示すグラフである。
その際、図６と同様、照明光の中心波長は４００ｎｍ、光源と試料の距離Ｒ１  及び試料と撮像デバイス（カメラ）の距離Ｒ２  （図１参照）をＲ１  ＝Ｒ２  ＝０．５ｍとした。また、照明光は平行光であり、光源〜試料間での光の発散による損失が無いものとした。照明光のパワーは１０[Ｗ]とした。
【００５３】
図７の計算を行う際に使用した各条件は以下の通りである。
・照明光パワー：Ｐ＝１０［Ｗ］  
・照明光の中心波長：λｃ＝４００［ｎｍ］
・照明光の線幅（半値半幅）：σλ＝０.０１［ｎｍ］
・照明光（平行光）の断面積：Ａ０  ＝１［ｃｍ２  ］
【００５４】
設定したパラメータの妥当性について述べておく。図７の照明光パワー１０[Ｗ]は、色素レーザやガスレーザでは容易に実現可能な値であり、また、ＬＤ等の固体レーザでも容易に実現可能な（一般的な）値である。よって、これは既存の技術で実現可能な値である。
【００５５】
（６）感光素子が感じるのはピークの高さではなく、スペクトルの積分値
これまで、従来技術の第三の方法と同等の方式について、第一の方法及び第二の方法に対する有 意性を示してきた。図７で、カメラに届く照明光の強度スペクトルと、輻射光の比較をした。ここで、照明光のピークの高さは確かに輻射のスペクトル密度を超えているが、感光素子が感じるのはこの波長の光だけではない。すなわち、受光波長範囲全体にわたってそれぞれの光の強度スペクトルを積分した値である。
【００５６】
図８は、図７の輻射光及び照明光をブルーフィルタ（カットオフ波長４５０ｎｍ）に透過させた後の強度スペクトルを示すグラフである。これらの光を２００ｎｍ−１０００ｎｍの波長範囲で積分すると（下限値２００ｎｍは多くのＣＣＤカメラの感度波長の最短波値である）、輻射光が照明光に比べて十分に大きい［輻射光（２．５８×１０２  ［Ｗ／ｃｍ２  ］）≫照明光（５．６×１０−１  ［Ｗ／ｃｍ２  ］）］という結果が得られる。
図８から以下の点が明らかとなった。
（イ）試料温度が２５００℃（前記の例）よりも充分に低い場合や、照明光のパワーが数桁大きい場合には、この不等号を逆向きにすることができる。
（ロ）しかしながら、前記条件では（従来技術の第三の方法と同様の方法の場合）、温度条件などによっては、照明光の照射によって品質の良い画像を得ることは実質的に不可能となる場合もある。
【００５７】
（７）狭帯域フィルタの利用による、コントラストの向上
前記方法では、照明光のレーザーの発光波長付近以外に不要な光も通すフィルタを用いていたので、不要な光を極力除去するフィルタを用いることを検討する。
【００５８】
照明光源の波長が４００ｎｍ、半値半幅が０．０１ｎｍであるので、この波長城を通す狭帯城フィルタを用いる。たとえば、透過波長（中心波長）４００ｎｍ、透過帯城幅０．２ｎｍ（３９９．９〜４００．１ｎｍ）とした場合、強度スペクトルの積分値は図９に示したとおり、「輻射光（４．３×１０−１  ［Ｗ／ｃｍ２  ］）＜照明光（６×１０−１  ［Ｗ／ｃｍ２  ］）」となる。ゆえに、輻射光よりも照明光のパワーを大きくし、比較的良好なコントラストの映像を得ることができる。
【００５９】
さらに、（透過帯城幅がより狭い狭帯城フィルタは高価になってしまうが、）透過帯城幅を０．１ｎｍ（３９９．９５〜４００．０５ｎｍ）とした場合、「輻射光（２．２×１０−１  ［Ｗ／ｃｍ２  ］）＜照明光（５．６×１０−１  ［Ｗ／ｃｍ２  ］）」となる。したがって、より鮮明な画像を得ることができる。
【００６０】
このように、本発明によれば、従来よりも出力の小さな光源（レーザー光などの平行光光源）を照明光として用い、高温の物体（試料や反応プロセスなどなど）の画像を従来よりも鮮明に、良好なコントラストで得ることができる。
【００６１】
照明光が小さくて済むということは、観察系のコスト低減、装置の小型化、ランニングコスト低減、レーザーの安全性の向上（出力が小さくて済むため）、などの効果がもたらされる。また、従来と（前記第三の方法と比較して）同じ出力レベルの光源を用いた場合には、従来より高温の物体（試料、反応プロセス）を観察することができる、という効果も本発明は期待できる。
【００６２】
また、本発明の高温物体の観察方法は、高温物体に向けて照明光を照射する光源と、前記高温物体から放射される前記照明光に対して感度を有する撮像素子と、前記高温物体と前記撮像素子との間に配され、前記照明光の波長を含む特定の波長域の光を透過させるバンドパスフィルタと、を備えた高温物体の観察装置を用いる高温物体の観察方法であって、前記照明光として、そのスペクトルパワー密度が、前記高温物体から放射される輻射光レベルを超える波長が少なくとも１か所以上あり、前記特定の波長域において、前記照明光及び前記輻射光のパワースペクトルの波長積分により得られる積分値が、前記輻射光に比べて前記照明光のほうが大きくなるような構成を用いることを特徴とする。
【００６３】
本発明の高温物体の観察方法では、上述したような、照明光のスペクトルパワー密度が、前記高温物体から放射される輻射光レベルを超える波長が少なくとも１か所以上あるような照明光と、照明光源照明光源の発光波長を含む特定の波長城を透過するバンドパスフィルタとを備えた観察装置を用い、前記照明光及び前記輻射光のパワースペクトルの波長積分により得られる積分値が、前記輻射光に比べて前記照明光のほうが大きいような構成を用いることで、照明光のパワーが、高温物体から放射される輻射光のパワーよりも大きくなる。これにより輻射光による画像のコントラストの劣化を防止し、良好な画像を得ることができる。
【００６４】
以上、本発明の高温物体の観察装置及び観察方法について説明してきたが、本発明は前記の例に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、高温領域において、試料やその合成／反応プロセスを直接観察する、高温物体の観察装置及び観察方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る高温物体の観察装置の一例を示す図。
【図２】輻射光と照明光のパワー密度を示す図。
【図３】輻射光と照明光のパワー密度を示す図。
【図４】図１の観察装置において、照射光の経路を示す図。
【図５】図１の観察装置において、輻射光の経路を示す図。
【図６】点光源を用い、カメラに届く輻射光と照明光のパワー密度を示す図。
【図７】平行光光源を用い、カメラに届く輻射光と照明光のパワー密度を示す図。
【図８】ブルーフィルタを透過させた後の輻射光と照明光のパワー密度を示す図。
【図９】狭帯域フィルタを透過させた後の輻射光と照明光のパワー密度を示す図。
【図１０】各温度における輻射光の光強度スペクトルを示す図。
【図１１】輻射光のうち赤色成分を除去した場合を示す図。
【図１２】フィルタ透過後の輻射光の強度スペクトルを示す図。
【符号の説明】
【００６７】
１  高温物体の観察装置、２  高温炉、３  光源、４  撮像素子、５  バンドパスフィルタ、６，７  窓、１０  高温物体。
【図１】
2008275272.tif 000014
【図２】
2008275272.tif 000015
【図３】
2008275272.tif 000016
【図４】
2008275272.tif 000017
【図５】
2008275272.tif 000018
【図６】
2008275272.tif 000019
【図７】
2008275272.tif 000020
【図８】
2008275272.tif 000021
【図９】
2008275272.tif 000022
【図１０】
2008275272.tif 000023
【図１１】
2008275272.tif 000024
【図１２】
2008275272.tif 000025