JPH02123648A - 赤外線像を発生する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、赤外線にて透明で且つ赤外線にて高放射度
を有する材料から造られた複数個のピクセルを支持する
スクリーンと、各ピクセルの材料を選択的に加熱する加
熱装置とから成る、赤外線像を発生する装置に関するも
のである。

この様な赤外線像発生装置は、例えば真実性を持って出
会う像に出来るだけ近い赤外線像を研究室にて再生する
ことによってミサイルホーミング装置の様な赤外線像装
置を試験するために使用される。

従来の技術 上述の型の赤外線像発生装置は米国特許筒４５７２．９
５８号明細書に記載されて既に周知である。この赤外線
像発生装置にては、選択加熱装置は、ピクセルの面積と
等しい面積で延びる良好な熱伝導性の材料の薄い層の中
央条片の形の部分を照射する、ピクセルの寸法に対して
小さな寸法の電子ビームやレーザービームから成ってい
る。

この層の目的は、ビームのエネルギを熱に変換すると共
に、この層に平行で層の表面全体に向かって条片部分に
生じた熱を放散することに有る。前の層と接触して且つ
衝突の前の電子ビーム通路の両側に設けられた熱絶縁材
料の２つのスラブは、この層に直角に電子の変位と反対
方向に赤外線にて高放射度を有する材料から造られた２
つの層に向かって層の熱を徐々に放散するもので、この
場合に赤外線放射に熱を変換するように為す目的の２つ
の黒体層は正しく言えばピクセルを形成している。当然
に、電子ビームのエネルギを熱に変換する層と同様に、
２つの黒体層とスクリーンの閘に設けられた前のスラブ
は赤外線に対して透明である。

発明が解決しようとする問題点 ピクセルにエネルギを膚すビームが電子ビームの場合に
は、装置は、周知の型のビデオ信号から励起された赤外
線像を得るように出来るべく造られた陰極線管の形をし
ている。

併し乍ら、この様な装置のスクリーンの？′！Ｉ造は比
較的複雑で、費用が高債である。更に、この様な装置の
性能は、必然的に制限された直径が課せられる低出力ビ
ームの使用のために制限されている。

この発明はこの様な問題点を解決する目的を有している
。

問題点を解決するための手段 このために、この発明は、加熱装置が高放射度の材料を
直接照射するピクセルの面積と少なくども実質的に等し
い断面を有する電子ビームから成ることによって特徴付
けられる上述の型の、赤外線像を発生する装置を提供す
るものである。

この発明の赤外線像発生装置においては、高放射度材料
は、周知の装置にて既に行われている赤外線照射への熱
の変換に加えて、良好な熱伝導層によって周知の装置に
て設けられる熱へのビームのエネルギの変換を生じる。

この結果、特に、ビームの断面がピクセルの面積に少な
くとも等しいために、ビームのエネルギの熱への変換が
、ピクセル表面の制限された部分にて起こる代わりに、
ピクセルの全表面に亙って行われることを意味するよう
出来るべく造られる。スクリーンの表面に平行に熱を放
散するよう最早必要ないので、熱はピクセルの全表面に
亙って占める。ビームのエネルギを熱に変換する作用を
達成するように黒体にていま出来、従って非常に簡単な
構造を有する。

この発明の赤外線像を発生する装置においては、電子ビ
ームの直径は、この電子ビームを発生する電流が増大さ
れるために周知の装置におけるよりも相当に大きい、従
って、周知の装置におけるよりも高温度に黒体を加熱す
べくビームによって伝達される出力の増大は特別な問題
を起こさない。

従って、この発明の赤外線像を発生する装置は、周知の
装置におけるよりも最大輝度が適度に大きな赤外線像を
遣るように出来る。

好適には、網状層の材料が赤外線にて透明で、熱絶縁体
がスクリーンとピクセルの間に設けられる。

この場合に、フリッカ−を制限する像の残留が起こり、
隣接のピクセルの侵略が防止される。併し、この様な残
留はバーやモザイクを使用する近年の赤外線装置を試験
するための要件を最早形成せず、線または像の同期だけ
が発生装置ど観察装置の間に設けられなければならない
。

更に好適には、周囲温度に近い温度に熱を消散するよう
に、スクリーンは熱伝導体を成すと共にスクリーンを冷
却する装置が設けられる。

この場合に、得られる像は非常に明確に残り、もし励起
され１ば、ストリーキングは減少される。

更に好適には、赤外線像の使用の波長範囲内にて非反射
性である層がスクリーンに沈積される。

従って、最大効率が放射において得られるが、熱に再び
変換される黒体に向がって反射されるのは有効でない。

この発明は、添付図面に沿ったこの発明の推奨実施例に
就いての以下の詳細な説明から良好に理解されよう。

実　　施　　例 第１図を参照して、赤外線像を発生する装置を説明しよ
う。

この赤外線像を発生する装置は、赤外線放射に陰極線管
１の電子ビーム１１のエネルギを変換するように出来る
スクリーン２を有する周知の型の陰極線管１を備えてい
る。

従って、真の合成像を示し陰極線管１に作用される周知
の型の単一ビデオ信号から、励起された赤外線１１が赤
外＆！　＠装置を、例えば実験室で試験するために得ら
れる。

第２図から見られる様に、スクリーン２は赤外線熱伝導
にて透明になる材料から造られた板２１をこ−では備え
ている。板２１の材料は、例えば３〜５ミクロンの間の
波長範囲のシリコンや、または８〜１２ミクロンの間の
波長範囲のゲルマニウムである。

陰極線管１の内側に設けられた板２１の面には、赤外線
熱絶縁にて透明な材料からこ１では造られる厚さ５０ミ
クロンに等しい厚さの１２２が沈積される。ニーで、層
２２の材料は三硫化ヒ素Ａｓ２Ｓ３や三セレン化ヒ素Ａ
　Ｓ　２　Ｓ　ｅ　ｓやガラス含有カルコゲニドＧ　ｅ
　３３Ａ　８１２ｓ　ｅ　ｓｓや他の塩化銀Ａｇ０１等
である。これら材料の１つの選択は層２２によって同様
に達成されるべき温度に関連している。三硫化ヒ素と三
セレン化ヒ素は１５０”Ｃまで使用でき、カルコゲニド
は３００℃まで、塩化銀ガラスは９００℃まで夫々使用
できる。しかし、これらの後者の二つの混合↑勿は高熱
伝導度を有している。

層２２には２列の湧２３が形成されており、こ）では幅
が２０ミクロン、深さが２００ミクロンで、１つ列の講
２３は互いに総て平行で、且つ池の列の溝２３に対して
直角である。１つ列の溝２３は２５０ミクロンの間隔で
繰り返される。

層２２は従って網状で、２００Ｘ２５０Ｘ２５０ミクロ
ンの複数個の基本的スラブ２４がら成っている。

＋１２２は蒸発やガラス流動または接合によってそれ自
体周知の様な具合に沈積され、１２３はダイヤモンドや
写真下板エツチング、レーザー加工等によって機械的に
食刻される。不規則な網状体はスクリーンと絶縁層の間
の熱膨張差を使用することによって得られる。もし、絶
縁層の方が熱膨張が大きければ、冷却の際に一層収縮さ
れ、もし単位体の亀裂がスクリーンに対する粘着度より
も小さければ、従って当然に得られる交叉リンクを形成
する薄片に分解され１．薄片の平均寸法は層の亀裂単位
体の厚さの複合関数である。

板２１に平行な各スラブ２４の自由面には１．赤外線の
高放射度を持った材料、二１では例えば酸化クロムの黒
体のＪＷ２５が高温蒸発によって沈積される１層２５の
厚さは約１ミクロンである。後述にて明確に理解される
様に、Ｎ２５の各部分はスクリーン２に現れる赤外線像
のピクセルである。

陰極線管１の外側に設けられる板２１の表面には、赤外
線像を使用するよう所要される波長範囲内の非反射性で
ある周知の型の材料のＩＷ２６が沈積される。

板２１の周辺は冷却装置、例えば水冷式の冷却リング３
と固着される。

陰極線ｆ１はスクリーンを除いて、例えばＲ，ＴＣ社に
よりｒ２２１Ｐ１４」として市販されている型のもので
ある。この陰極線管１は１００Ｘ７５ｚｉのスクリーン
を走査するために直径が約２５０ミクロンの断面の電子
ビーム１１が設けられて、３０ｋＶの電圧で２１ＴＩ　
Ａの電流を搬送できる。

電子ビーム１１の出力は従って６０Ｗである。

丁度説明された赤外線像を発生する装置は以下の様に作
動する。

電子ビーム１１は通常の陰極線管におけるように板２１
の後を走査する。この電子ビーム１１は各層２２すなわ
ちピクセル２５の酸化クロムすなわち黒体を連続的に直
接に照射する。

電子ビーム１１の断面は二１では層２５の全面積に大体
等しく　、　Ｊｌｌ！　２５は電子ビーム１１によって
肩されたエネルギを熱に変換するど共に、この熱を赤外
線放射に変換するように作用する。層２５は従って電子
ビーム１１によって直接に加熱される。

溝２３と、低熱伝導率のスラブ２４ために、発生された
熱は横方向に制限して残り、電子ビームによる像の走査
にて区画可能な時間の間１つのピクセル２５が他のピク
セルを覆うことを防止する。

従って、１１１２５は、電子ビームがピクセルを照射す
る時に、像の“フリッカ−”を制限するように更新時間
よりも大きな残留時間を以って一度に電子ビームの出力
に関連して赤外線放射を発する。

上述した様に、この残留明細は、もし検出モザイクを用
いる試験装置に赤外線像を発生する装置が使用されるな
らば消滅出来る。線または像の同期だけが設けられるの
が必要である。

Ｎｌ２５によって放射される赤外線放射はスラブ２４、
板２１、層２６を通過する。従って、この層２５は、観
察される放射の根源におけるもの１１つであるので、得
られた像のピクセルである。

非反射層２６が有効である範囲内に波長が有る放射の部
分はこの層２６を通過する。他方、層２６を通過しない
放射の残りの部分は黒体の層２５に向かって反射されて
再び熱に変換され、従って組体の効率を高める。

板２１は良好な熱伝導体で、スラブ２４から熱を恒久的
に除去するように冷却リング３によって冷却される。こ
れは、像のコントラストの低下によってさもなくば終わ
る板２１の温度の漸進的な上昇を避けて、励起された像
のストリーキングを導く。

この発明の利点の１つは、その特別な簡単な構造を除い
ては、各酸化クロムの層２５が適切に達成されるように
なる高温度にある。

実際に簡単な計算は、１００Ｘ７５ｚｙのスクリーンを
走査する６０Ｗの電子ビームによって層２５の温度が２
５５℃に理論的に達成できることを示している。実際に
、この温度は熱伝導率どスラブ２４の厚さと板２１の温
度とに特に基いて僅かに低い。それにも拘わらず、赤外
線像を発生する装置は、赤外線放射が相当動的に変化す
る像を造るように出来る。

当然に、他の総てのことは同じで、走査される面積の寸
法を減少することによって放射される放射度、すなわち
黒体の輝度を一層高めるように出来る。

上述した説明における例によって稚々な数値が与えられ
、使用される陰極線管と電子ビームの特性に基いて必要
とされるように数値を変更するよう当業者の範晴にある
ことが明らかである０例により、与えられた直径の電子
ビームにて、ピクセルの寸法が電子ビーム直径の大体半
分になる迄ピクセルの寸法を小さくすることが出来る。

実際に、この場合には、シャノンの法則が期待される間
は、像の空間的試料採りが達成されて読み取り可能に残
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の赤外線像を発生する装置の一部断面
した側面図、第２図は第１図の赤外線像を発生する装置
のスクリーンの一部の斜視図である０図中、１：陰極線
管、２ニスクリーン、３：冷却リング、１１：電子ビー
、ム、２１：板、２２．２５、 層、 溝、 ２４；スラブ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）赤外線にて透明で且つ赤外線にて高放射度を有す
   る材料から造られた複数個のピクセルを支持するスクリ
   ーンと、各ピクセルの材料を選択的に加熱する加熱装置
   とを備え、該加熱装置が、高放射度材料を直接照射する
   ピクセルの面積と少なくとも実質的に等しい面積の電子
   ビームから成る赤外線像を発生する装置。
2. （２）高放射度材料の網状層が赤外線にて透明で、熱絶
   縁体がスクリーンとピクセルの間に設けられた請求項１
   記載の赤外線像を発生する装置。
3. （３）断面リンク状の層の材料が、三硫化ヒ素Ａｓ＿２
   Ｓ＿３、三セレン化ヒ素Ａｓ＿２Ｓｅ＿３、ガラス含有
   カルコゲニドＧｅ＿３＿３ＡＳ＿１＿２Ｓｅ＿５＿５、
   塩化銀ＡｇＣｌから選ばれる請求項１記載の赤外線像を
   発生する装置。
4. （４）スクリーンが熱伝導性で、スクリーンを冷却する
   装置が設けられた請求項１記載の赤外線像を発生する装
   置。
5. （５）赤外線像の使用の波長範囲内の非反射性の層がス
   クリーンに沈積された請求項１記載の赤外線像を発生す
   る装置。