야경

Night vision
기타 용도는 나이트 비전(동음이의)을 참조하십시오.
2003년 이라크 전쟁 당시 이미지 인텐셔너를 통해 두 명의 미군이 사진을 찍었다.

야간 시력은 낮은 조도 조건에서도 자연스럽게 시야를 확보하거나 야간 시력 장치를 통해 볼 수 있는 능력입니다.야간 시야에는 충분한 스펙트럼 범위와 충분한 강도 범위가 필요하다.인간은 고양이와 같은 많은 동물들에 비해 야간 시력이 좋지 않은데, 부분적으로 인간의 눈은 망막을 통해 빛을 반사하는 망막 뒤에 있는 조직인 태페툼 루시덤이 [1]없기 때문에 광수용체가 사용할 수 있는 빛을 증가시킨다.

범위의 종류

스펙트럼 범위

가시적인 부분이 강조 표시된 전자파 스펙트럼

야간에 유용한 스펙트럼 범위 기술은 인간 관찰자에게는 보이지 않는 방사선을 감지할 수 있다.인간의 시력은 가시광선이라고 불리는 전자기 스펙트럼의 작은 부분에 국한된다.향상된 스펙트럼 범위를 통해 시청자는 가시적이지 않은 전자파 복사 소스(근적외선 또는 자외선 복사 등)를 이용할 수 있다.갯가제나 송어와 같은 몇몇 동물들은 사람보다 훨씬 더 많은 적외선 및/[2]또는 자외선 스펙트럼을 사용하여 볼 수 있다.

강도 범위

충분한 강도 범위는 단순히 아주 적은 양의 [3]빛으로도 볼 수 있는 능력입니다.

많은 동물들은 인간보다 더 나은 야간 시력을 가지고 있는데, 이는 눈의 형태와 해부학의 하나 이상의 차이 때문이다.이것들은 더 큰 안구, 더 큰 렌즈, 더 큰 광학 개구부, 망막의 원추체보다 더 많은 막대기, 그리고 태피텀 루시덤을 포함한다.

화상 인텐시파이어, 게인 증배 CCD 또는 기타 매우 저노이즈 고감도 광검출기 어레이를 사용하여 기술적 수단을 통해 강도 범위를 강화한다.

생체야시계

상세 정보:적응(눈) acceler 암적응 가속화 및 시력 저하

척추동물의 눈에 있는 모든 광수용체 세포는 색각세포의 단백질 포토옵신, 야간시세포의 로돕신 및 레티날(작은 광수용체 분자)의 조합인 광수용체 단백질 분자를 포함한다.망막은 빛을 흡수할 때 돌이킬 수 없는 형태의 변화를 겪는다; 이 변화는 망막을 둘러싸고 있는 단백질의 형태 변화를 일으키고, 그 변화는 시력을 낳는 생리적 과정을 유도한다.

망막은 시력 세포에서 눈 밖으로 확산되어 혈액을 통해 간으로 순환하여 재생되어야 합니다.밝은 빛 조건에서는, 망막의 대부분은 광수용체 안에 있지 않고, 눈 밖에 있습니다.모든 광수용체 단백질이 활성 망막으로 재충전되는 데는 약 45분이 걸리지만,[4] 대부분의 야간 시력 적응은 어둠 속에서 처음 5분 이내에 일어납니다.적응하면 빛에 대한 감도가 최대가 됩니다.어두운 조건에서는 로드 셀만이 반응하고 시력을 트리거하기에 충분한 감도를 갖습니다.

3개의 인간 포토옵신 및 인간 로돕신(대시)의 정규화 흡수 스펙트럼.

인간 막대 속의 로돕신은 더 긴 붉은 파장에 둔감하기 때문에, 전통적으로 많은 사람들이 야간 시력을 보존하는데 도움을 주기 위해 붉은 빛을 사용합니다.붉은 빛은 로돕신이 막대기에 저장된 것을 천천히 감소시킬 뿐이고, 대신 빨간색 민감 원추[citation needed] 세포에 의해 보입니다.

또 다른 이론은 별들이 일반적으로 더 짧은 파장으로 빛을 방출하기 때문에 별에서 나오는 빛은 청록색 스펙트럼에 있을 것이라고 가정합니다.그러므로, 항법하기 위해 붉은 빛을 사용하는 것은 별빛을 [5][6]감지하는 데 사용되는 수용체를 둔감하게 만들지 않을 것이다.

야간 시력을 위해 붉은 빛을 사용하는 것은 붉은 [need quotation to verify]빛에 둔감하기 때문에 적녹색 색맹인 사람들에게 덜 효과적이다.

많은 동물들은 망막을 통해 빛을 반사하는 태피텀 루시덤이라고 불리는 조직층을 가지고 있는데, 이것은 망막이 포착할 수 있는 빛의 양을 증가시키지만, 이미지의 초점이 선명해지는 것을 감소시킨다.이것은 많은 야행성 동물들과 몇몇 심해 동물들에게서 발견되며, 아이샤인의 원인이다.인간과 원숭이들은 태피텀 루시덤이 [7][8]없다.

야행성 포유류는 야간 시력을 향상시키는 독특한 성질을 가진 막대기를 가지고 있다.태어난 지 얼마 되지 않아 핵 모양이 바뀌어 거꾸로 된다.종래의 막대와는 달리, 반전봉은 핵의 중심에 헤테로크로마틴과 에크로마틴 및 경계를 따라 다른 전사 인자를 가지고 있다.게다가, 야행성 포유류에서 망막의 세포 외층은 낮은 빛의 강도를 처리하기 위해 존재하는 수백만 개의 막대 때문에 두껍다.야행성 포유류에서 이 층의 구조는 개별 세포에서 나온 막대 핵이 물리적으로 쌓여 빛이 세포의 광수용체 부분에 도달하기 전에 8개에서 10개의 핵을 통과하도록 되어 있습니다.빛은 산란하지 않고 핵반전에 의한 강한 렌즈효과에 의해 각 핵에 개별적으로 전달되며, 핵의 스택에서 빠져나와 10개의 광수용 외부 세그먼트의 스택으로 전달된다.이 해부학적 변화의 순효과는 [9]초점을 잃지 않고 망막의 빛 민감도를 8배에서 10배로 증가시키는 것입니다.

야간 투시 기술

1974년 미군 야시 기술 개발에 관한 영화

야간 시력 기술은 크게 이미지 강화, 활성 조명 및 열 영상 촬영의 세 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다.

이미지 강화

주요 기사:이미지 인텐시파이어

이것은 별빛이나 달빛과 같은 다양한 자연 소스에서 받는 광자의 양을 확대합니다.그러한 기술의 예로는 야간 안경과 저조도 카메라가 있다.군사적인 맥락에서 영상 인텐시파이어는 종종 비디오 신호가 제어 센터 내의 디스플레이로 전송되기 때문에 "저조도 TV"라고 불립니다.이들은 일반적으로 가시 및 IR 검출기를 모두 포함하는 센서에 통합되며 스트림은 당면한 임무의 [10]요구 사항에 따라 독립적으로 또는 퓨전 모드로 사용됩니다.

영상증배기는 극소수의 광자(예를 들어 하늘의 별에서 나오는 빛)에서 영상을 생성해 육안으로 희미한 장면을 실시간으로 보거나 나중에 분석하기 위한 데이터로 저장할 수 있는 진공관 기반 장치(광전자 증배관)입니다.많은 사람들이 그 빛이 "증폭"되었다고 믿지만, 그렇지 않다.빛이 대전된 광음극판에 닿으면 전자는 진공관을 통해 방출되어 마이크로채널판에 닿는다.이것에 의해, 사람의 눈이 볼 수 있는 파장, 광음극에 부딪치는 빛과 같은 패턴의 그림으로 화상 화면을 비추게 됩니다.이것은 CRT 텔레비전과 비슷하지만, 컬러 건 대신 광음극이 방출을 합니다.

출력 가시광선이 들어오는 빛보다 밝기 때문에 영상이 '강화'되는 것으로 알려져 있으며, 이 효과는 수동형 및 능동형 야간 투시경의 차이와 직접 관련이 있다.현재 가장 인기 있는 이미지 인텐셔너는 드롭인 ANVIS 모듈이지만, 다른 많은 모델과 크기는 시장에서 구입할 수 있습니다.최근 미 해군은 항공기 [11]조종석에서 사용할 수 있도록 이중 색상의 ANVIS를 조달할 의도를 발표했다.

능동식 조명

M1 카빈에 조립된 USMC M3 저격수 스코프.6·25전쟁 때 도입된 이 장비는 고무로 된 캔버스 백팩에 담아 12볼트의 대형 배터리로 구동되는 초기 능동형 적외선 야간투시 장비였다.
대포에 적외선 탐조등이 장착된 M60 탱크.

능동형 조명은 근적외선(NIR) 또는 단파적외선(SWIR) 대역의 능동형 조명원과 이미징 강화 기술을 결합합니다.그러한 기술의 예로는 저조도 카메라가 있다.

능동 적외선 야간 투시기는 700–1,000 nm(인간의 눈에 보이는 스펙트럼 바로 위)의 적외선 조명과 이 빛에 민감한 CCD 카메라를 결합한다.인간의 관찰자에게는 어두운 것처럼 보이는 결과 장면은 일반 디스플레이 [12]장치에 흑백 이미지로 나타납니다.능동 적외선 야간 비전 시스템은 높은 수준의 적외선을 생성하는 조명기를 포함할 수 있기 때문에 일반적으로 다른 야간 비전 [13][14]기술보다 높은 해상도를 제공합니다.액티브 적외선 야간 시야는 현재 상업용, 주거용 및 정부 보안 애플리케이션에서 흔히 볼 수 있으며, 여기서 낮은 조도 조건에서 효과적인 야간 영상 촬영이 가능합니다.그러나 야간 투시경으로 적외선을 탐지할 수 있어 전술적 군사작전에서 위치가 노출될 위험이 있다.

레이저 레인지 게이트 이미징은 조명 및 이미징에 고출력 펄스 광원을 사용하는 또 다른 형태의 활성 야간 시력입니다.범위 게이트는 카메라의 [15]검출기 셔터 속도와 함께 레이저 펄스를 제어하는 기술입니다.게이트 이미징 기술은 검출기가 단일 광펄스에서 이미지를 캡처하는 싱글샷과 검출기가 여러 샷의 광펄스를 통합하여 이미지를 형성하는 멀티샷으로 나눌 수 있습니다.이 기술의 주요 장점 중 하나는 열 이미징과 같이 단순한 검출이 아닌 표적 인식을 수행할 수 있다는 것입니다.

서멀 비전

다음 항목도 참조하십시오.서모그래피 카메라 및 전방 적외선

열 이미징은 배경 물체와 전경 물체의 온도 차이를 감지합니다.어떤 유기체는 열량계로 기능하는 특수 기관을 통해 조잡한 열상을 감지할 수 있다.이를 통해 뱀의 열적외선 감지가 가능하며, 뱀은 열복사를 감지하는 기능을 합니다.

열화상 카메라는 야간 시력을 위한 훌륭한 도구입니다.열복사를 감지하여 조명원을 필요로 하지 않습니다.가장 어두운 밤에도 이미지를 생성하며 (어느 정도) 옅은 안개, 비, 연기를 투시할 수 있습니다.열화상 카메라는 작은 온도 차이를 보여줍니다.이들은 신규 또는 기존 보안 네트워크를 보완하는 데 널리 사용되며, 일반적으로 "FLIR"("전방 적외선")로 불린다.추가 카메라(예: 가시 스펙트럼 카메라 또는 SWIRE)와 결합하면 각 검출 대역의 기능을 활용하는 멀티 스펙트럼 센서가 가능합니다.미디어에 묘사된 오해와는 달리 열 이미지 작성자는 고체 물체(벽 등)를 통해 "보이지" 않으며 유리나 아크릴을 통해 볼 수 없습니다. 두 재료 모두 자체 열 시그니처가 있고 장파 적외선 방사선에 불투명하기 때문입니다.

야간 시력 장치

기사 참조:야간 투시 장치 및 열화상 카메라

역사

이미지 인텐셔너가 도입되기 전에는 야간안경이 유일한 야시법이었기 때문에 특히 바다에서 널리 이용되었다.제2차 세계대전 당시의 야간 안경은 보통 렌즈 직경이 56mm 이상이었고 배율은 7, 8배였다.나이트 글라스의 큰 단점은 큰 크기와 무게이다.

현재의 테크놀로지

비행 헬멧에 쌍안경 야간 투시 고글.대물 렌즈의 녹색은 광간섭 필터의 반사이지 광채가 아닙니다.

야간시력장치(NVD)는 일반적으로 군사력에 의해 사용되는 견고한 케이스 내의 화상강화관을 갖춘 장치이다.최근, 야간 시력 기술은 민간에서 더 널리 이용 가능하게 되었다.예를 들어, 조종사의 상황 인식을 높여 사고를 방지하기 위해 향상된 비전 시스템(EVS)을 항공기에 사용할 수 있게 되었다.이러한 시스템은 Cirrus 및 Cessna와 같은 제조사의 최신 항전 패키지에 포함되어 있습니다.미 해군은 Elbit Systems가 생산하는 헬멧 장착 디스플레이에 통합된 변종 모델을 조달하기 시작했습니다.

NVD의 특정 유형인 NVG(Night Vision Gogle)는 이중 접안경을 가진 야간 시력 장치입니다.장치는 두 눈에 동일한 영상이 전송되는 하나의 강화 튜브를 사용하거나 각 눈에 대해 별도의 강화 튜브를 사용할 수 있습니다.야간 투시 고글과 확대 렌즈가 조합되어 야간 투시 쌍안경이 됩니다.다른 유형으로는 야경으로서 화기에 장착할 수 있는 접안렌즈가 한 개뿐인 단안 야시경 장치가 있다.NVG와 EVS 기술은 안전을 개선하기 위해 헬리콥터 운용과 함께 점점 더 대중화되고 있다.NTSB는 EVS를 안전 기능의 권장 장비로 검토하고 있습니다.

야간 안경은 직경이 큰 단안경 또는 쌍안경입니다.대형 렌즈는 빛을 모아 집중시킬 수 있어 순수한 광학수단으로 빛을 증폭시켜 육안보다 어두운 곳에서도 잘 볼 수 있다.또한 야간 안경에는 7mm 이상의 꽤 큰 동공이 있어 모든 빛을 사용자의 눈에 들어오게 한다.하지만, 많은 사람들은 인간의 동공의 제한된 확장 때문에 이것을 이용할 수 없다.이를 극복하기 위해 군인들에게 아트로핀 안약을 투여해 [when?]동공을 확장시키기도 했다.

야간 시력 시스템도 차량에 설치할 수 있습니다.자동차 야간 시력 시스템은 어둠이나 악천후에서 차량 운전자의 지각과 시야 거리를 개선하기 위해 사용됩니다.이러한 시스템은 일반적으로 적외선 카메라를 사용하며, 때로는 활성 조명 기법과 결합하여 운전자에게 표시되는 정보를 수집합니다.이러한 시스템은 현재 일부 프리미엄 차량에서 옵션 장비로 제공됩니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Chijiiwa, Taeko; Ishibashi, Tatsuro; Inomata, Hajime (1990). "Histological study of choroidal melanocytes in animals with tapetum lucidum cellulosum (abstract)". Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 228 (2): 161–168. doi:10.1007/BF00935727. PMID 2338254. S2CID 11974069.
  2. ^ Milius, Susan (2012). "Mantis shrimp flub color vision test". Science News. 182 (6): 11. doi:10.1002/scin.5591820609. JSTOR 23351000.
  3. ^ "The Human Eye and Single Photons".
  4. ^ 「감각적인 수신:인간 비전:인간의 눈의 구조와 기능" 제27권, 179쪽, 브리태니커 백과사전, 1987년
  5. ^ Luria, S.M.; Kobus, D.A. (April 1985). "Immediate Visibility after Red and White Adaptation" (PDF). Submarine Base, Groton, CT: Naval Submarine Medical Research Laboratory (published 26 April 1985). Archived from the original (PDF) on 1 December 2012. Retrieved 25 March 2012. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  6. ^ Luria, S. M.; Kobus, D. A. (July 1984). "THE RELATIVE EFFECTIVENESS OF RED AND WHITE LIGHT FOR SUBSEQUENT DARK-ADAPTATION". Submarine Base, Groton, CT: Naval Submarine Medical Research Laboratory (published 3 July 1984). {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  7. ^ Forrest M. Mims III (2013-10-03). "How to Make and Use Retroreflectors". Make. Retrieved 2017-10-21.
  8. ^ J. van de Kraats와 D. van Norren: "인간의 개구부로부터의 방향 및 비방향 스펙트럼 반사" J.바이오메디컬, 광학, 13, 024010, 2008
  9. ^ Solovei, I.; Kreysing, M.; Lanctôt, C.; Kösem, S.; Peichl, L.; Cremer, T.; et al. (April 16, 2009). "Nuclear Architecture of Rod Photoreceptor Cells Adapts to Vision in Mammalian Evolution". Cell. 137 (2): 945–953. doi:10.1016/j.cell.2009.01.052. PMID 19379699.
  10. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2017-09-03. Retrieved 2015-05-26.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  11. ^ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2016-03-04. Retrieved 2015-05-26.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  12. ^ "CCTV Information". www.cctv-information.co.uk.[영구 데드링크]
  13. ^ "Thermal Infrared vs. Active Infrared: A New Technology Begins to be Commercialized". Archived from the original on January 17, 2010.
  14. ^ "Extreme CCTV Surveillance Systems". Archived from the original on 2008-04-05. Retrieved 2008-01-24.
  15. ^ J. Bentell; P. Nies; J. Cloots; J. Vermeiren; B. Grietens; O. David; A. Shurkun; R. Schneider. "FLIP CHIPPED InGAaS PHOTODIODE ARRAYS FOR GATED IMAGING WITH EYE-SAFE LASERS" (PDF). {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)

외부 링크

Wikimedia Commons에는 나이트비전과 관련된 미디어가 있습니다.


특허