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ナイトビジョン (Night vision) とは、暗闇の中でわずかな光を増幅することにより可視化する装置である。暗視鏡とも呼ばれる。

元々は軍事技術として開発・発展したものだが、自動車など民生用に使用される事もある。

◆ 概要

第一から第三のおおむね、3つの世代が存在する。機器の形態として、第一世代は、赤外線を可視光線に変換するフィルタさえ装着できれば、どのような機器であっても対応できる。第二世代、第三世代の機器の形式としては、望遠鏡のようなタイプや、頭部に装着するタイプなどがある。また、単眼式と双眼式があるが、当然ながら、前者は距離感が無い。

可視光線の波長の中間の色が緑色で、最も知覚しやすい色であるとされるため、ナイトビジョンの画像は、大概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無い)。

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ナイトビジョンを作ることも可能であるが、実用性の面では困難である(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が)。

◇ 第一世代

第二次世界大戦末期の1945年にドイツ軍が実用化したZG1229ヴァンピールが最初の暗視装置である。これはハーネル StG44突撃銃に装着して使用され、有効距離は100mほどしかなかった。後にアメリカ軍でも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。

基本的な原理は通常の照明の代わりに、赤外線ライトで対象を照らし、赤外線イメージ管を通して人間に見える映像に変換する。

この赤外線イメージ管が高い電圧を必要とするために、重い積層バッテリーを持ち歩かなけらばならなかった。

スコープに赤外線フィルタを付けただけの物でバッテリーは赤外線ライトの為だと誤解されている記述が良く見かけるが、ライトの電源としてはそれほど大きな物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越しに見ても人間の目には見えない。赤外線フィルタ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。

赤外線は人の目には見えないので、暗い所で赤外線ライトで照らし赤外線カメラで観測すれば相手に知られず暗闇が見えるが、相手も同様の装置を持っていると丸見えになってしまい逆に的にされてしまうため、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てくるようになると廃止せざるえなくなった。

赤外線ライトの出力によって視認距離が代わるため、ドイツ軍ではSd Kfz 251/20赤外線照射灯搭載型の車両が作られたりした。

◇ 第二世代

スターライトスコープ(微少な可視光線を増幅して像を作り出す)カメラの光に対する感度を高め、わずかな光でも明るく見えるようにする。(実際に星明りで見えるかはともかく)夜間の星の明かりくらいの光を増幅するたとえに由来する。実際の増幅倍率は500-数万倍である。

第二世代は、微弱な可視光線を増幅し、像を生成する。増幅といってもデジタル処理などではなく、放射性物質を塗布した光増幅管の物理効果で光を増幅する。原理は単純だが、非常に減衰した可視光線の情報を、アナログな原理で増幅するという原理上、高解像度の像を作り出すことは非常に難しい。照明弾でオーバーロードするのはこの形式である。

◇ 第三世代

パッシブ式赤外線スコープ(物体から放出される赤外線を増幅・可視化する)。あらゆる物はそれ自身の温度によった赤外線を出している(放射温度計など参照されたし)。例えば兵士や対空砲台が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。第二世代までは何らかの光源が必要だったが、第三世代は完全に密閉されまったく光がない状況でも見ることができる。

全ての物体は赤外線を放出しており、その赤外線の分布を像として捉え可視化する。有体に言えば、いわゆるサーモグラフィ画像である。赤外線は可視光線と比較して、解像度は劣るが透過能力は若干高いため、ある程度であれば、煙越しに像を捕らえることもできる。

初期の物は重量とサイズが大きすぎて歩兵用装備として使えなかった、小型化を難しくした最大の原因は-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にあり、冷却のためにガスボンベが必須であり、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すると歩兵が肩に担げるほどにまで小型化したが、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て初めて小銃のスコープに装着できる実用的な物が完成した。

しかし、現状ではコストが高く機密であるため、軍事など特殊用途向けのみである。

◆ 一般的な誤解

漫画などでよく強い光を浴びると目が潰れるという描写があるが、第三世代においては、可視光線ではなく、赤外線を見ているので、直接光源を見ない限り、このような事は無い。

第一、第二世代に関しては、夜間視力が一時的に効かなくなる、という意味では、目が見えなくなる。

しかしいずれの場合でも光源が余程強力でない限り視力に障害を残すことはない(視力に障害がおこる前に機器の回路が焼き切れるか、安全装置が働いて、機能が停止する)。

◆ 自動車のナイトビジョン・システム

自動車のナイトビジョン・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、コスト等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・ナイトビジョン

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