軍事ドキュメンタリーや野生動物の夜間遠征番組、さらには一筋の光もなく暗闇の中を移動する工作員を特集した戦術訓練クリップなどを見たことがある人なら、おそらく疑問に思ったことがあるでしょう。暗視ゴーグル (NVG) は、ほぼ完全な暗闇の中で見る魔法のような能力をどのように発揮するのでしょうか?過去 8 年間、軍事部隊、自然保護研究者、アウトドア アドベンチャー チームに高性能暗視装置を提供してきた者として、私はこの質問に何百回も答えてきました。そして、それは常に同じ重要な点に行き着きます。NVG の電源は単なるバッテリーではなく、かすかな周囲光を使用可能な視覚に変える静かで控えめなコアです。テクノロジーを曇らせる可能性のある専門用語を使わずに、これを簡単に説明し、暗くなってからゴーグルに頼っている人にとって、これを正しく行うことが交渉の余地がない理由を説明しましょう。
まず、電源がそのプロセスのすべてのステップに直接結びついているため、これを暗視機能の基本に基づいて考えてみましょう。私が供給している AN/PVS7 Gen 3 暗視ゴーグルなど、軍や法執行機関で使用されている種類の従来の画像強化 NVG は、何もないところから光を生み出すものではありません。その代わりに、星の光、月の光、さらには暖かい物体が発するかすかな赤外線の輝きなど、既存の微量の光を増幅します。その光は、ゴーグルのイメージ増倍管内の光電陰極に当たり、光子（光の粒子）を電子に変換します。これらの電子は加速され、増倍され、蛍光体スクリーンに照射され、そこで接眼レンズを通して見える可視光に戻ります。ここでのすべてのステップには、安定した正確な電源が必要です。そして、ほとんどの人がそこを見逃しています。
この加速ステップには標準の単三電池が使えると思うかもしれませんが、ここに落とし穴があります。第 3 世代イメージ増倍管内の電子増倍管プロセスの動作には約 12,000 ボルトが必要です。市販のアルカリ電池ではそのような電圧に達するものはありません。そのため、ほぼすべての NVG は、「電圧インバーター」または「ステップアップ コンバーター」と呼ばれるコンポーネントと組み合わせた小型のディスクリート バッテリー パックを使用しています。インバーターはバッテリーから低電圧 (通常は 1.5V、3V、または 6V、ゴーグルのモデルに応じて) を受け取り、それを画像増強管の動作に必要な 12,000 ボルトの直流に昇圧します。これは、数十年にわたって洗練された小型で効率的な回路であり、長時間のミッション中にユーザーの負担となるような大型化をすることなく、微弱な光を 50,000 倍 (第 2 世代の場合)、さらには 500,000 倍 (第 3 世代の場合) まで増幅するのに十分な電力を備えています。
バッテリーの種類について話しましょう。実用性とパフォーマンスが出会うのはここです。標準の画像拡張 NVG で最も一般的なバッテリーは CR123A リチウム バッテリーです。これらの小型の丸い電池は、3 ボルトを供給し、保管寿命が長く (未作動状態で最長 10 年。これは、使用するまで何年もキットに組み込まれている可能性があるギアにとって重要です)、極度の温度 (通常のアルカリ電池がすぐに消耗してしまう極寒の北極の夜やうだるような砂漠の熱) の中でも確実に動作するため、人気があります。私が配布している GPNVG-18 ナイト ビジョン クアッド ゴーグルのように、広い視野を得るために 4 つの別々の画像増倍管を使用する、一部の大型または複数管のゴーグルの場合、チームは 2 つの CR123A バッテリーをペアにして、4 つの管すべてに一度に電力を供給するのに必要な追加の電圧を得ることがあります。これは私たちが徹底的にテストした設計上の選択です。単一のバッテリーでは、複数の増倍管を動作させるときに一貫した電圧を維持するのが難しく、使用中に画像が薄暗くなったり歪んだりすることがあります。
ナイトビジョン熱融合ゴーグルなど、画像強化と熱画像処理を組み合わせた新しいゴーグルの場合、電力の必要性はさらに高くなります。サーマルゴーグルは可視光ではなく熱の痕跡を検出します。また、独自のセンサーアレイを備えており、画像増強のための高電圧と熱検出器用の別個の電源の両方を必要とします。これらのモデルは多くの場合、より大型の充電式リチウム イオン パックを使用し、場合によっては USB 充電機能を備えているため、ユーザーは導入の合間に補充することができます。夜行性の種を邪魔することなくゴーグルを使用して追跡している野生生物保護の顧客から、充電式バッテリーは状況を大きく変えるものであり、使い捨てバッテリーの箱を持ち歩かなくても数日間の遠征に出かけることができると聞いたことがあります。だからこそ、私はすべてのゴーグルに使い捨てと充電式の両方のオプションを用意し、各ユーザーのニーズに合わせて電源を揃えるようにしました。
待ってください、ここでよくある俗説に言及する必要があります。NVG はスポット ライトのように暗闇を「照らす」ために赤外線照明器 (IR ライト) を使用していると考える人もいます。これは標準的な NVG の仕組みではなく、ステルス目的で NVG に依存している人にとっては大きな間違いです。 IR イルミネーターはオプションのアドオンであり、コア電源コンポーネントではありません。これは、深い洞窟のような周囲光がゼロの場所で使用するための、人間の目には見えないが画像増倍管が検出できる赤外線光を放射する小型の低電力 LED です。この照明装置は、通常は小さなボタン電池などの微量の電力で動作しますが、長時間の動作ではなく、短時間、時折使用するように設計されています。ほとんどの軍事チームは、どうしても必要な場合を除き、赤外線照明器の使用を避けています。目に見えない赤外線でも他の暗視装置によって拾われ、位置がバレてしまう可能性があるためです。 NVG の実際のパワーは、イルミネーターではなく、ほぼ完全にイメージ増強管に当てられます。
ここで、電源に障害が発生した場合に何が起こるかについて話しましょう。ここからが問題になるからです。以前、密林で夜間パトロールをしていたパークレンジャーの顧客がいました。彼のゴーグルの電池が勤務の途中で切れてしまい、事実上目が見えなくなってしまった。彼は後で私に、電圧差が無視できるものであると仮定して、指定された CR123A の代わりに汎用の単 3 電池を使用することで手を抜いたと言いました。 AA からの低い電圧ではイメージ増強管に十分な電力を供給するには不十分であることが判明したため、数時間使用した後、イメージ増強管は加速を維持できなくなり、ゴーグルが完全に停止してしまいました。そのため、私は新規のお客様に常に「推奨されている種類のバッテリーを決して交換しないでください」と伝えています。電圧、容量、消耗率はすべて、ゴーグルの特定の増倍管に合わせて調整されており、間違ったバッテリーを使用すると、パフォーマンスが低下するだけでなく、安全上のリスクにもつながります。 24 時間のミッションで戦術チームが使用するワイド フィールド センサーを備えた GPNVG 18 には、バッテリー寿命インジケーターが標準装備されているため、ユーザーは手遅れになる前に電力がどのくらい残っているかを正確に確認できます。
もう 1 つの点は、あまり説明されていないのですが、最新の NVG の電力効率です。第 3 世代真空管は、ほとんどのプロフェッショナル用途のゴールドスタンダードであり、古い第 2 世代モデルよりもはるかに効率的です。 Gen 3 真空管は、より少ない電力で鮮明な画像を生成できます。つまり、CR123A バッテリー 1 個で 40 ～ 50 時間の連続使用が可能ですが、Gen 2 では 20 ～ 30 時間です。これは、遠隔地や長期ミッションで活動するチームにとっては大きな違いです。私がジャガーやフクロウなどのとらえどころのない種を研究する研究者に提供している野生生物観察用の 4 つ目ゴーグルは、静かに長時間使用できるように設計されているため、バッテリー寿命を延ばすためにさらに効率的な電源回路が使用されています。一部のユーザーは、低活動の使用では 1 セットのバッテリーで 60 時間以上持続したと報告しています。
また、近年はモジュラー電源システムへの移行が進んでいることにも気づきました。アウトドア サバイバル インストラクターなど、私の新しい顧客の中には、暗闇の中で小さなコンパートメントを手探りすることなく、すばやくバッテリーを交換できるようにしたいと考えている人もいます。そのため、カチッと所定の位置に収まる簡単にアクセスできるバッテリー パックを備えたゴーグルを設計したため、ゴーグルを顔に当てたまま、切れたバッテリーを数秒で交換でき、操作中に外す必要はありません。これは小さな設計変更ですが、ストレスの高い状況では大きな違いをもたらします。
それでは、暗視装置の購入を検討している人にとってこれがなぜ重要なのかを説明して終わりにしましょう。電源は後付けではなく、ゴーグルのパフォーマンス、信頼性、安全性の基礎です。 -40°Fの温度でも動作する装備を必要とする軍事オペレーターであっても、遠征中に使い果たされないゴーグルを必要とする野生生物研究者であっても、適切な電源設定を選択することは、画像増倍管を選択するのと同じくらい重要です。個人用、プロ用、または研究用の暗視ゴーグルの購入を検討している場合、私は何年もかけて、あらゆる用途に合わせて電力効率、耐久性、パフォーマンスのバランスがとれたモデルをテストして調達してきました。私は、あなたのニーズに合った適切なゴーグルと適切な電源設定を見つけるお手伝いをします。特定の要件について話し合ったり、在庫について問い合わせたりするには、お気軽に当社チームの調達相談までお問い合わせください。
参考文献
- 国家防衛産業協会。 （2021年）。暗視技術: 画像増倍管と電源システム。 NDIAプレス。
- 米陸軍暗視および電子センサー総局。 （2019年）。技術マニュアル: AN/PVS7 Gen 3 ゴーグルの操作とメンテナンス。
- 国際自然保護連合。 （2020年）。野生生物監視装置: 遠隔研究のための暗視ゴーグルのベスト プラクティス。
- ナイトビジョンと電気光学協会。 （2022年）。次世代暗視ゴーグルの電力効率の向上。 NVESジャーナル。
