ナイトビジョンはどのように機能しますか？

暗闇の中で見たい場合は、最初のステップとしてライトをオンにすることをお勧めします。 そのため、車にはヘッドライトがあり、夜行性のハイカーはヘッドランプをつけ、犬の散歩をする人は日が沈んだ後に懐中電灯を持っています。 シーンに人工光を追加すると、認識しやすくなります。

しかし、軍用装備を使って暗闇の中で物を見る別の方法があります。暗視ゴーグルです。 映画で緑がかったシーンを見て、このタイプの機器がどのように機能するのか疑問に思ったことがある場合は、このタイプのデバイス内で行われる 3 段階のプロセスを見てみましょう。

ゴーグルに入る単一の光子を想像してみてください。 暗視装置がやってのける最初のトリックは、入ってくる光子に関係しています。 「私たちはその光子を光電陰極を通して電子に変換します」とRenziは言います。 「それは、光の単一光子からその電子への遷移を行うためにそこにある特殊な材料です。」

簡単に言えば、このステップでは、粒子を光のドメインから電気のドメインに変換します。

[Related: Let’s talk about how planes fly]

次のステップでは、その電子からの信号をブーストします。そのために、デバイスは、単三電池または 2 本のようなオンボードのバッテリー電源を使用します。 「その電子は大幅に増殖します」とレンツィは言い、「何万倍にも」増殖する可能性があることに注目しています。 光子を電子に変換するデバイスの部分は光電陰極と呼ばれますが、電子の体積を増加させるこの部分はマイクロチャネルプレートとして知られています。

最後に、ゴーグルを通して見ている人が誰でもシーンを見ることができるように、情報を視覚領域に戻す必要があります。 これは、ユーザーが接眼レンズを通して見ることができる蛍光体スクリーンのおかげで起こります。 「蛍光スクリーンは、それらの電子からそのエネルギーを取り出し、それを可視光に変換するものです」と Renzi 氏は言います。

白と黒は新しい緑と黒

その最後の段階で、伝統的な緑と黒の画像が生成されますが、Renzi 氏によると、今日のより近代的なデバイスでは、緑の代わりに白黒でシーンが表示されます。 「測定可能なパフォーマンスという点では、緑と白は同等であると言うかもしれませんが、人間の目は、緑と黒よりも白と黒をよく認識します」と彼は主張します。 白と緑の蛍光体の違いは、 販売されている暗視装置.

簡単に言えば、暗いシーンをより見やすくするために、これらのガジェットは光子を取り込み、電子に変換し、それらの電子を増幅し、その情報を再び可視に変換します。 場合によっては、暗視ゴーグルに「イルミネーター」が含まれており、実際にシーンを明るくするために少量の新しい光を生成すると彼は言います.

Renzi は、 電磁スペクトル これらのタイプの暗視ゴーグルが認識しているのは、可視範囲と近赤外線の両方から来ています。 近赤外線は、可視スペクトルの赤い部分のすぐ隣にあるスペクトルの部分です。 この安っぽい NASA のビデオは、そのスペクトルを分解しています。

従来の暗視ゴーグルは、電磁スペクトルの可視部分と近赤外部分の両方からの光に焦点を当てています。これらは、短波赤外線とともに、「反射バンドと呼ばれるものの一部であり、反射する光を見ている場所です。何かをオフに」と彼は言います。

一方、別の機器である赤外線カメラは、電磁スペクトルの別の部分、つまり長波赤外線を検出します。 反射光とは対照的に、それは発光です。 スペクトルのその部分は、「従来の暗視ゴーグルの視覚の外にある」とレンツィは言います。 L3ハリスのギズモと呼ばれる ENVG-B 実際には、可視スペクトルと近赤外線 (どちらも反射光) に焦点を当てた従来の暗視ゴーグルと、放射される体温を検出できる長波赤外線領域からの熱感知の両方を組み合わせています。

これら 2 種類の情報の違いは、次のようなシナリオで想像できます。 「長波赤外線でその熱を拾うでしょう。 [which] の方が難しかったかもしれません [just] 反射バンド — しかし、その時点ではあまり知られていないかもしれません — そこに熱があることがわかります。

最終的に、人々が暗闇の中で物を見ることを可能にする技術は、何十年にもわたって進化してきたと彼は言います. 古いシステム 「パッシブ イメージング」アプローチでは、「満月のシナリオまたはある種の環境光」が必要だったと彼は言います。 今日、暗視ゴーグルは「スターライトを使用する」ことができます。