夜視儀(英語:Night Vision Device,簡稱NVD,也稱夜視鏡),是透過光學科技強化黑暗中光源的科技裝置,通常用於軍事用途。目前在民用安防上也有廣泛的用途。夜視鏡影像通常是單色綠色。[1]

佛蒙特州空軍國民警衛隊所用F-16的駕駛艙,機員配有夜視鏡以備觀察領空的客機或飛行物體
使用夜視鏡時看到的影像

夜視儀分類及原理

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微光夜視儀

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原理:類似電視機,另一頭是增強目鏡一端的光度。可以說是最簡單的夜視儀。

特點:需要微弱但既成的光源,例如星光、月光、燈光、火光等,在全黑的環境無法使用。但因為原理簡單和造價低廉,而且完全漆黑的夜晚不常見,即使有也可以用人為不起眼的弱光補救。故自六十年代起便在越戰中為美軍大量地使用,後來因為發明了專用的紅外線照明彈,便成為至今應用最廣泛的夜視儀器。

主動式紅外夜視儀

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原理:儀器向外發射紅外光束,照射目標,並將目標反射的紅外圖像轉化成為可見光圖像,從而進行夜間觀察,軍事上主要用於夜間瞄準、駕駛車輛、偵察照相等。本類是最早投入實戰的夜視鏡。

特點:不受照度的限制,全黑情況下可以進行觀察,且效果很好,價格便宜。 但除非由車輛提供強大電源外,手提式的電池小型裝置的觀察距離近。另外在觀察時很容易被對方發現,從而暴露自己。 但在微光夜視鏡出現後並未立即被淘汰,反而成為在近乎全黑的夜晚提供光源。 直到因為紅外線照明彈的出現才被普遍退役,現軍事上已很少採用。 如今主要用於民用,造價相對要便宜些。

熱成像紅外儀

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原理:熱成像紅外儀是根據凡是一切高於絕對零度以上的物體都有輻射紅外線的基本原理、利用目標和背景自身輻射紅外線的差異來發現和識別目標的儀器。

特點:由於各種物體紅外線輻射強度不同、從而使人、動物、車輛、飛機等清晰地被觀察到,而且不受煙、霧及樹木等障礙物的影響,白天和夜晚都能工作。是目前人類掌握的最先進的夜視觀測器材。但由於成本昂貴,目前只能被應用於軍事上,雖熱成像的應用範圍非常廣泛、電力、地下管道、消防醫療、救災、工業檢測等方面都有巨大的市場,但目前仍難以普及。

雷射夜視儀/夜視系統

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原理:雷射夜視儀由雷射測距儀發展而來的,和紅外夜視儀原理差不多,只不過觀測距離更遠,最高可達幾千米以上,而且解決了易被對方發現的問題,因為光束很狹只會被某個角度所看到。一般主要是用來監控。

特點:此類型產品廣泛應用於邊防、部隊、公安、文物、基地、油田、工礦、廠區、漁場、林場、果園等場所和領域。 該設備適用於全天候,尤其是夜間零光照的最為理想的監視攝像系統,其監控距離從幾米到數公里不等,是同類產品中經過實際應用檢測的效果及質量俱佳的優秀高科技監控攝像產品,價格相當不菲。但由於其種種特性,市場上頗受歡迎。

歷史

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韓戰時使用的M3狙擊鏡

一戰經驗認為單純使用傳統的照明彈望遠鏡,不足應付夜戰需要,二戰時代夜視鏡開始被德英美蘇等,軍事和科技大國投入實戰,一般來說認為越戰是第一次把夜視鏡普遍使用的戰爭。

二戰期間,美國、英國和德國開發了基本的紅外狙擊鏡(同時代蘇聯發展單純觀察的駕車用夜視鏡),使用近紅外陰極和可見螢光粉的近紅外圖像轉換器,可用於夜間戰鬥。美軍在1945年向太平洋戰場投入了大約300台這樣的狙擊鏡,但狙擊鏡的觀察距離不到100碼,只能輔助外圍防禦,很少有人使用。這些狙擊鏡使用笨重的電池,並且需要非常大的主動紅外探照燈,以至於士兵不得不將它們安裝在卡車上。[2]

一般認為越戰是第一次大量使用夜視鏡的戰爭,因為微光夜視鏡解決了主動紅外線夜視鏡的缺點後,便普遍使用。美國首次讓其當作標準裝備的狙擊手,能夠經常在夜晚仍然可以射殺遠處單個的敵人,而沒有主動紅外線夜視儀被識別位置的危險。

光譜強化

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人眼只能看見有限的可見光,光譜強化可以使人看見原本人眼看不見的光譜波段,藉此增加光源以看見東西。因為人看不見東西不代表周遭不存在其他的光源反射(例如近紅外線紫外線光線)。有些動物就是以此原理能看見更寬廣的光譜,以在夜間活動。

對比強化

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對比強化夜視鏡中另一位帶夜視鏡的兵

有時候光線太弱以致看不清楚東西或是看不遠。這時透過雜訊濾波強化模糊的輪廓,人腦就會組合成合理的影像使人看見。

夜視鏡保養

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在亮光下使用夜視儀對夜視儀損害最大。雖然夜視儀在超載時會自動切斷迴路來保護設備,但暴露在強光下會縮短夜視儀的使用壽命。而暴露在雨,霧甚至高濕度環境中也會損壞夜視儀設備。為在晚上使用考慮,夜視儀的設計使它可以承受短時間的強光或潮濕狀況。夜視儀設備中有非常精密的真空管,因此務必注意防撞擊和小心持握。清理夜視儀鏡頭的方法和清理相機鏡頭的方法一樣。鏡頭有光學塗層,如果與粗糙材質接觸容易被刮花,或者被灰塵滲入玻璃中。通常不需要拆下鏡頭來清理內部。如果長期不用,最好拆除電池後將夜視儀存放在涼爽乾燥的地方。

參見

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參考文獻

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  1. ^ Liszewski, Andrew. The Army's New Night-Vision Goggles Look Like Technology Stolen From Aliens. Gizmodo. 30 April 2021 [23 May 2021]. (原始內容存檔於30 April 2021). 
  2. ^ History of Army Night Vision. C5ISR Center U. S. ARMY. [失效連結]