「暗視装置」の版間の差分

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[[ファイル:F16PilotNationalGuard.jpg|thumb|200px|ANVISを装着した[[F-16 (戦闘機)|F-16]][[操縦士|パイロット]]([[バーモント空軍州兵]])]]
[[可視光線]]の波長の中間の色が[[緑|緑色]]で、最も[[視覚|知覚]]しやすい色であるとされるため、暗視装置の画像は、たいていは緑色に調整されている。なお、[[赤外線]]にあるのは強弱であって、赤外線自体は可視光線ではないのでそれ自体に色はない。
もちろん可視光線と同様に、赤外線を[[周波数]]や波長ごとに分けて表示することは困難ではないが、普段の生活における目視の色の区別の感覚とはまったく異なるために、実用上まったく無意味である。
 
民生用に市販されているものに関しては、[[軍事]]目的に転用可能なため生産国の輸出制限など様々な制限がある。
 
原理的には、[[超音波]]や赤外線以外の[[電磁波]]を使って暗視装置を作ることも可能だが、後者に関しては[[レーダー]]画像衛星などは原理としては同じであるものの、いずれも実用性の面では困難である。
 
=== 呼称/表記について ===
暗視装置は'''イメージ・インテンシファイア'''(Image Intensifier 、'''I.I.''')、'''ノクトビジョン'''(Nocto Vision)と表記/呼称されることもある。「'''nocto'''」とは[[ラテン語]]で「夜」を意味する。また、「'''ナクト'''ビジョン」という表記/呼称が使わることもあるが、これは[[ドイツ語]]で「夜」を意味する「'''Nacht'''」(ナハト)を[[英語]]風の読みにしたもので、暗視装置を世界で初めて実用化したのがドイツであることから、単語が混用されて生まれたものである(ドイツ語で「暗視装置」を正しく表記/呼称する場合は「Nachtsichtgerät」ナハト・ズィヒト・ゲレート)。
 
現代では「暗視装置」と呼称/表記されることが一般的であるが、時代の古い資料や書籍などでは「ノクトビジョン」「ナクトビジョン」の表記も多く見られる。
 
=== 一般的な誤解 ===
{{要出典範囲|しばしばフィクションなどで強い光を浴びたり発光物を直視したりすると目が眩んでしまい動転する、機器の回路が焼き切れるという描写があるが、これは黎明期に開発された旧式の物の特徴であり、現在使用されている物は一定値以上の増幅を遮断する保護回路が取り付けられている(一部の高級品では高度なフィルタリングにより発光物を直視しながらその周囲を見る事も可能)。そのため、このような事態が発生する事は故障以外では有り得ない。しかし、保護回路の無い旧式同然の粗製乱造品では十分起こり得る。|date=2014年11月}}
 
== 可視近赤外 (VNIR) 帯域 ==
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=== アクティブ方式 ===
[[ファイル:M3_Sniperscope.jpg|thumb|250px|M3 カービン・システム。最上段が赤外線[[ランプ (光源)|ランプ]]、その下が暗視スコープ。背嚢にはバッテリーが収納される]]
'''第0世代'''と区分される、もっとも初期の暗視装置は、[[JEDEC]]番号でS-1型の分光感度特性を備えていた。すなわち、近[[紫外線]]から近[[赤外線]]におよぶ広い波長域に感度を示すものの、いずれも感度が低いものであった。このため、目標の像を捉えるためには、こちらから[[光|光線]]を照射して、反射光を増強する必要があった。可視光を照射しては暗視装置の意味がないため、照射光としては近赤外線が用いられる。
 
近赤外線は、人間の[[目]]では[[視覚|知覚]]できないものの、それ以外の点では、可視光線とほとんど変わらない特性を備える。従って、第0世代暗視装置の基本的な原理としては、通常の照明の代わりに近赤外線ライトで対象を照らしだして、その反射光を暗視装置で捉え、知覚できるように変換することになる。そのため、「照射装置」と「受像装置」の二組をセットで運用する必要があり、イメージ増幅管が高い電圧を必要とするために、動作電力源として重い積層[[バッテリー]]もセットで持ち歩かなければならなかった。仕組みとしては光学式の[[照準器|スコープ]]に赤外線フィルターを付けただけのもので、バッテリーは赤外線ライトのためだと誤解されることがあるが、ライトの電源としてはそれほど大きなものが必要なわけではない。反射してきた赤外線を赤外線フィルター越しに見ても人間の目には見えない。赤外線フィルターはライトから可視光線が出ないようにするためのものである。
 
この種の暗視装置は、[[第二次世界大戦]]中に[[ドイツ国防軍|ドイツ軍]]が[[V号戦車パンター|パンター戦車]]搭載用として、世界で初めて実用化に成功した。また、個人用としては、大戦末期の[[1945年]]にドイツ軍が実用化した「ZG1229 Vampir(ヴァンピール:「[[吸血鬼]]」の意)」が最初のものである。これは[[StG44 (突撃銃)|StG44]]に装着して使用されるアクティブ赤外線方式の暗視スコープであり、有効距離は100mほどしかなかった。後に[[アメリカ軍]]でも[[U.S.M1カービン|M3カービン]]として同様の装置が実用化され、[[ベトナム戦争]]のころまで使用されていた。M3カービンは、銃を含めたシステム一式の重量が14kgもあり大変に重くてかさばる装備だった。重量の半分以上はバッテリーであるため、後年になるほどバッテリーの小型化による重量軽減が進むが、それでもかなり重い装備であることに変わりなかった。
 
このような暗視装置は赤外線ライトの出力によって視認距離が変わるため、ドイツ軍では[[装甲]][[半装軌車|ハーフトラック]]に大型の赤外線照射灯を搭載した車両も作られた。「[[Sd Kfz 251#バリエーション|Sd Kfz 251/20 ウーフー]](Uhu:[[ワシミミズク]]の意)」と呼ばれたこの車両は60cm[[口径]]の赤外線[[サーチライト]]を装備しており、1,500mの距離で目標を視認することが可能であった。
 
ただし、近赤外線は人の目には見えないものの、相手も同様の装置を持っている場合は相手に照射源が見えてしまう欠点があった(光源が真っ白に浮かび上がって見えるので、ライトと保持者を[[狙撃]]で撃ち倒せばよい)。[[1960年代]]には[[ソビエト連邦軍]]を初めとする共産圏でも同様の装備が出現し、また、[[光電子増倍管]]の技術進歩によって投光せずとも十分な像を得ることができるようになったことから、第0世代の暗視装置は徐々に退役していくことになった。
 
=== パッシブ方式 ===
{{Multiple image
|direction=vertical
|width=220250
|image1=M16A1 PVS-2.JPEG
|caption1=PVS-2(第1世代)
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|caption2=JGVS-V3(第2世代)
|image3=070907-jgsdf.jpg
|caption3=PVS-14(第3世代) <br/>この自衛官は日本版のJGVS-V8を装備
}}
[[1960年代]]には、[[光電子増倍管]]の進歩に伴い、自然に存在する可視光を利用して像を生成することができるようになった。[[星]]や[[月の光]]を増幅して視界を得ることから'''微光暗視装置'''({{Lang-en|Starlight scope}})と通称されており、[[ベトナム戦争]]から実戦投入が始まった。第0世代(=(=アクティブ近赤外線式)と違って[[赤外線]]投光機が不要であるので、被発見性が著しく低減された一方、完全な暗闇では使用できず、気象に左右されるという欠点がある。
 
性能と特性に応じて、下記のように世代区分される。
; 第1世代
: ダイノード型[[光電子増倍管]]による可視光増幅方式を採用しており、分光感度特性はS-20型、光増幅率は1,000倍程度であるため、月の光程度の明るさが必要となる。有効視認距離はおおむね100メートル前後であった。
:* AN/PVS-2 - {{USA}}
:* NSPU/1PN34 - {{SSR}}
; 第2世代
: [[マイクロチャンネルプレート]](MCP)型光電子増倍管による可視光増幅方式を採用しており、分光感度特性はS-25型、光増幅率は20,000倍程度まで向上しており、有効視認距離は星明かりの光で1,500メートル、月明かりの光で2,700メートルとされている。ただし、高速の移動目標に対する結像能力に問題があり、[[戦車]]などの照準用としては不適であった。
:* [[:en:AN/PVS-4|AN/PVS-4]] - {{USA}}
:* [[AN/PVS-5]] - {{USA}} ※PVS-5Dは第3世代相当
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:* [[75式照準用微光暗視装置II型 (B)]] - {{JPN}}
; 第3世代
: 第2世代と同様、MCP型光電子増倍管による可視光増幅方式を採用している。ただし、S-25型光電子増倍管にかえて[[ヒ化ガリウム]](GaAs)素子を採用することによって、検知可能な帯域が近赤外領域まで拡大しているほか、イオンバリア・フィルムにより被覆することで、より感度を向上させ、ノイズを削減している。光増幅率は30,000~-50,000倍に向上し、有効視認距離も25%増加したとされている。また、通常の可視光増幅方式に加え、パッシブ遠赤外線方式を併用する機種も出現している。
: なお、高性能であることから、第3世代暗視装置の多くは生産国による輸出入規制が適用されており、使用者は官公庁に限られる。
:* [[AN/AVS-6]] ANVIS - {{USA}}
:*:* [[個人暗視眼鏡 JAVN-V6]] - {{JPN}}
:* [[AN/PVS-7]] - {{USA}}
:* [[AN/PVS-14]] - {{USA}}
:*:* [[個人用暗視装置 JGVS-V8]] - {{JPN}}
:* [[AN/PSQ-20]] - {{USA}} パッシブ遠赤外線方式併用。
:* PN16K / PN21K - {{RUS}}
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[[ファイル:PEO AN PAS-13 View.jpg|250px|thumb|[[:en:AN/PAS-13|PAS-13]]熱線映像装置による映像]]
{{See also|赤外線捜索追跡システム|FLIR}}
物体から放出される[[赤外線#遠赤外線|熱赤外線]](波長 8-15μm、{{Lang-en|Thermal InfraRed}})を可視化する装置。これによる画像がいわゆる[[サーモグラフィ]]画像であり、このための装置を'''熱線映像装置'''({{Lang-en-short|thermal imager}})と称する。[[軍用機]]に搭載されている暗視装置の多くがこの方式を採用しており、前方象限を対象としたものを[[FLIR|赤外線前方監視装置(FLIR)]]、全周を対象としたものを[[赤外線捜索追跡システム|赤外線捜索追跡システム(IRST)]]と称する。なお、第0世代のアクティブ式暗視装置が使用していたのは近赤外線であり、熱線映像装置で使用される熱赤外線と近い周波数ではあるが、特性上大きく異なるものである。
 
あらゆる物体はそれ自身の温度によった遠赤外線を出している([[黒体|黒体放射]])ため、熱線映像装置は、光源が無い場所でも目標を視認することが可能となる。また、遠赤外線は可視光線と比較して、解像度が劣る一方で透過能力に優れるため、ある程度であれば[[]]越しに像を捕らえることもできる。例えば[[兵士]]や[[対空砲|対空]][[砲台]]が[[林|森]]に隠されていれば、その微妙な温度差による赤外線の強さを画面に表示して見分けられる。
 
初期のものは、重量と容積が過大で、[[歩兵]]用装備として実用的なものではなかった。小型化を難しくした原因は、おおむね下記の二点であった。
# -180℃以下にまで冷却しなければ赤外線受光素子が機能しないこと。
# 赤外線受光素子が一次元のみなので、画像を得るために機械的な走査線スキャン装置が必要だったこと。
特に前者は深刻な問題であり、当初は冷却のためにガスボンベが必須とされ、ガスの残量が使用可能時間を制限した。[[スターリングエンジン]]を応用したスターリングクーラーが実用化されると[[歩兵]]が肩に担げるほどにまで小型化されたが、歩兵用としてはまだ大きすぎた。
 
[[1990年代]]になって冷却を必要としない二次元受光素子が開発され、初めて[[小銃]]の[[照準器|スコープ]]に装着できる実用的なものが完成した。このため、上述の通り、第3世代のパッシブ可視近赤外光暗視装置には、熱線暗視方式を併用している機種もある。
 
== 一般写真分野での使用 ==
一般撮影用[[カメラ]]のレンズとして、[[コンタックス#AE、MM以外のレンズ|コンタックスRTS用]]にN-ミロター210mmが販売されていたことがある。
 
== 天文分野での使用 ==
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== 自動車の暗視装置・システム ==
[[ファイル:Lexus night vision HUD full.jpg|250px|thumb|[[レクサス]]の暗視装置HUD]]
[[自動車]]の暗視装置・システムは、[[赤外線]][[カメラ]]でとらえた映像をディスプレイに表示し、夜間の視界を拡大することで安全走行に寄与する夜間運転支援システムである。遠赤外線カメラを用いて熱源を検知するものと、近赤外線を照射し赤外線カメラで検知する2つのタイプがある。コスト的には近赤外線タイプが優れるが、検知距離では遠赤外線タイプに劣るなど一長一短がある。各自動車会社が考案し実用化しているが、コストなどの問題から全車に装備するまでは至っておらず、採用されているのは一部の高級車もしくは用途の特定された専門車に限られている。
 
; GM暗視装置
: [[ゼネラルモーターズ|GM]]が[[レイセオン]]の[[ライセンス]](名称および独占使用権も含む)を元に開発したシステムで、レイセオンが開発した民間向け低コストの遠赤外線カメラが用いられている。カメラはフロントグリルに埋め込まれ、映像は[[ヘッドアップディスプレイ|HUD]]に表示される。全面改良された[[2000年]]モデルの[[キャデラック・ドゥビル]](現[[キャデラック・DTS]])に自動車用安全装備としては初めてオプション設定され、それ以降は[[シボレー・タホ]]などにもオプション設定された。[[2000年]]モデルでは7,000台以上に装着され好調だったが、世界初のシステムということもあり、オプション金額が高額だったために年々装着数は落ち込み、[[2003年]]に廃止されたと同時に暗視装置のライセンスも返上した。
 
; THERMAL-EYE
: [[L-3 コミュニケーションズ]]インフラレッドプロダクツ(元レイセオンコマーシャルインフラレッド)により発売されている遠赤外線カメラで外付けの自動車用もラインナップされている。
 
; インテリジェント・暗視装置システム
: [[本田技研工業]]が開発したシステム。2基の遠赤外線カメラにより歩行者や対向車の位置や動きを検知し、HUD上の表示とブザー音により運転者の注意を促すなど、唯一インテリジェント化がされている。[[2004年]]に全面改良された[[ホンダ・レジェンド]]に[[日本]]でのみオプション設定されている。
; BMW ナイト・ビジョン
 
: [[BMW]]が採用している遠赤外線タイプのシステムで[[オートリブ]]の暗視装置システムを元に開発された。[[人間工学]]を重視した設計で、映像はセンターコンソールのディスプレイに表示され、走行速度、走行状態によりパン、ズームを自動で行う機能を持つ。[[2005年]]に[[BMW・7シリーズ]]にオプション設定、その後[[BMW・5シリーズ|5シリーズ]]、[[BMW・6シリーズ|6シリーズ]]の一部にも設定されている。
; BMWナイト・ビジョン
: [[BMW]]が採用している遠赤外線タイプのシステムで[[オートリブ]]の暗視装置システムを元に開発された。[[人間工学]]を重視した設計で、映像はセンターコンソールのディスプレイに表示され、走行速度、走行状態によりパン、ズームを自動で行う機能を持つ。[[2005年]]に[[BMW・7シリーズ]]にオプション設定、その後[[BMW・5シリーズ|5シリーズ]]、[[BMW・6シリーズ|6シリーズ]]の一部にも設定されている。
 
; [[ナイトビュー]]
: [[トヨタ自動車]]が開発したシステムで、近赤外線を利用している。最大およそ250mほどの距離を照射し、認知可能範囲はおよそ150m。映像はHUDに表示される。[[2002年]]に初めて[[トヨタ・ランドクルーザー|ランドクルーザーシグナス]]にオプション設定された。[[トヨタ・クラウンマジェスタ|クラウンマジェスタ]]ではヘッドライトのハイビーム側に、可視光カットフィルターを用いることにより赤外線投光器の役割を付加している。
 
; ナイトビュー・アシスト
: [[ダイムラー・クライスラー]](現 [[ダイムラー (自動車メーカー)|ダイムラー]])が[[ロバート・ボッシュ (企業)|ボッシュ]]と共同開発したシステム。近赤外線タイプでハイビームモジュールに可視光カットフィルタが取り付けられ、フロントウィンドウ内のカメラで撮影する。映像はインストルメントパネルのLCDに表示される。[[2005年]]に全面改良された[[メルセデス・ベンツ W221|メルセデス・ベンツ Sクラス]]が初搭載。一方で[[クライスラー]]では採用された例がない。
 
; 暗視装置システム
: [[アウディ]]が採用しているシステムで、[[2009年]]に全面改良された[[アウディ・A8|A8(D4型)]]に「アウディプレゼンスパッケージ」の中に組み込まれる形でオプション設定された。