暗視装置の仕組みとは？ - ブログ

暗視技術は、暗い環境や暗い環境での認識方法や操作方法に革命をもたらしました。暗視装置のサプライヤーとして、私はこの注目すべきテクノロジーがどのように機能するかを詳しく掘り下げることに興奮しています。このブログでは、暗視の背後にある基本原理、さまざまな種類の暗視デバイス、およびそれらを効果的に機能させる主要なコンポーネントについて説明します。

ナイトビジョンの基礎

ナイトビジョン技術の核心は、暗闇の中で見る能力を強化するように設計されています。人間の目の光の検出能力には限界があり、特に暗い場所では限界があります。暗視装置は、利用可能な光を増幅するか、他の形式の電磁放射を使用して可視画像を作成することにより、これらの制限を克服します。

暗視技術には主に 2 つのタイプがあります。画像増強と熱画像です。

画像の強調

画像増強は、民生用および軍事用途で使用される最も一般的なタイプの暗視技術です。これは、月光、星の光、物体から発せられる赤外線など、暗闇で得られる微量の光を収集して増幅することによって機能します。

画像増強の仕組み

ライトコレクション: プロセスは暗視装置の対物レンズから始まります。このレンズは、可視光と近赤外 (NIR) 光を含む周囲光を収集します。対物レンズは、できるだけ多くの光を集め、イメージ増倍管の光電陰極に焦点を合わせるように設計されています。
光電面: 光電陰極はイメージ増強管の重要なコンポーネントです。光の光子が光電陰極に当たると、光電効果と呼ばれるプロセスを通じて電子が放出されます。光電陰極の効率に応じて、各光子は 1 つ以上の電子を生成できます。
電子増幅: 放出された電子は、マイクロチャネルプレート (MCP) に向かって加速されます。 MCP は、何百万もの小さなチャネルを備えた薄いディスクで、それぞれが小型の電子増倍管として機能します。電子がこれらのチャネルに入ると、チャネル壁に衝突し、二次電子が放出されます。このプロセスにより、電子信号が大幅に増幅され、通常は数千倍になります。
蛍光体スクリーン: 増幅された電子は、イメージ増強管の端にある蛍光体スクリーンに衝突します。電子が蛍光体スクリーンに衝突すると、蛍光体スクリーンから可視光が放出され、強化された画像が生成されます。人間の目は緑色の光に最も敏感であるため、蛍光体スクリーン上の画像は元のシーンの緑色がかった色で表現されます。

何世代にもわたる画像増強技術

画像増強技術は長年にわたって進化し、さまざまな世代の暗視装置につながりました。

第 1 世代: 第一世代の暗視装置は 1960 年代に開発されました。これらは比較的大きくて重く、性能も限られていました。第 1 世代のデバイスは、後の世代に比べて光増幅率が低く、到達距離が短かったです。
第2世代: 1970 年代に導入された第 2 世代デバイスには、マイクロチャネルプレートが追加されており、光の増幅と画質が大幅に向上しました。また、第 1 世代のデバイスよりも航続距離が長く、暗い場所でのパフォーマンスも優れていました。
第 2 世代以降: Gen 2+ は、Gen 2 テクノロジーの拡張バージョンです。画質の向上、解像度の向上、低照度でのパフォーマンスの向上を実現します。当社のような高品質の第 2 世代以降のデバイスを見つけることができます。第 2 世代以降の暗視双眼鏡当社の製品範囲に含まれています。
第 3 世代: 第 3 世代暗視装置は 1980 年代に開発され、最も先進的で軍事用途で広く使用されています。これらは、優れた光感度、高解像度、長距離性能を提供するガリウムヒ素光電陰極を備えています。私たちのAN/PVS7 Gen 3 暗視ゴーグルこれらは第 3 世代テクノロジーの代表的な例です。

熱画像処理

サーマルイメージングは、異なる原理で動作する別のタイプの暗視技術です。サーマルイメージングデバイスは、周囲光に依存するのではなく、物体の温度によって物体から放射される赤外線を検出します。

熱画像処理の仕組み

赤外線検出: 熱画像カメラは、マイクロボロメーターと呼ばれる特殊なセンサーを使用して、物体から発せられる赤外線を検出します。マイクロボロメーターは、吸収する赤外線に反応して温度を変化させる小さな検出器のアレイで構成されています。
温度変換: マイクロボロメータ検出器の温度変化が電気信号に変換されます。この信号は、熱画像カメラ内のコンピューターチップによって処理されて、熱画像が作成されます。
画像表示: 熱画像が画面に表示され、シーン内のオブジェクト間の温度差が示されます。暖かい物体はより明るく表示され、冷たい物体はより暗く表示されます。

熱画像処理には、画像増強に比べていくつかの利点があります。周囲の光に依存しないため、完全な暗闇でも動作します。また、煙、霧、および一部の種類の迷彩を通して物体を検出することもできるため、さまざまな軍事、法執行機関、および監視アプリケーションで役立ちます。

暗視装置のコンポーネント

画像増強管または熱センサーに加えて、暗視装置には他の重要なコンポーネントもいくつかあります。

対物レンズ: 前述したように、対物レンズは光を収集し、画像増倍管または熱センサー上に焦点を合わせます。できるだけ多くの光を集めるために、開口部が大きくなるように設計されています。
接眼レンズ: 接眼レンズは、強化画像または熱画像を表示するために使用されます。画像を拡大し、ユーザーが鮮明に見えるように焦点を調整できるようにします。
電源: 暗視装置の動作には電源が必要です。これはバッテリー、または場合によっては外部電源です。
ハウジング: 暗視装置のハウジングは、内部コンポーネントを損傷から保護し、ユーザーに快適なグリップを提供します。通常、プラスチックや金属などの耐久性のある素材で作られています。

暗視技術の応用

暗視技術は、さまざまな分野で幅広い用途があります。

軍隊: 暗視装置は軍事作戦に不可欠であり、兵士が暗い場所や暗い場所でも任務を遂行できるようになります。これらは監視、目標捕捉、ナビゲーションに使用されます。
法執行機関: 警察官やその他の法執行機関は、監視、張り込み、捜索救助活動に暗視装置を使用します。
狩猟: 多くのハンターは、夜間に動物を追跡し狩猟するために暗視装置を使用しています。私たちの狩猟用クリアイメージングナイトビジョンゴーグル狩猟環境で鮮明で正確な画像を提供するように特別に設計されています。
安全: 暗視カメラは、夜間にエリアを監視するセキュリティシステムで使用されます。侵入者を検出し、リアルタイムの監視を行うことができます。
野生動物観察: 生物学者や野生生物愛好家は、暗視装置を使用して、自然の生息地で夜行性の動物を邪魔することなく観察します。