야간투시 장치
Night-vision device야간 광학/관찰 장치(NOD)와 야간 시야 고글(NVG)으로도 알려진 야간 시야 장치(NVD)는 전체 어둠에 접근하는 빛의 수준으로 영상을 제작할 수 있는 광전자 장치다. 이미지는 가시광선과 근적외선 모두의 가시광선으로 변환될 수 있는 반면, 열적외선 검출에 의해 열상 이미징으로 표시된다. 생산되는 이미지는 일반적으로 단색 녹색으로, 어둠 속에서 오랫동안 보기 가장 쉬운 색으로 여겨졌기 때문이다.[1] NVD는 군과 법 집행 기관에서 가장 많이 사용되지만 민간 사용자가 사용할 수 있다. 용어는 일반적으로 이미지 강화 튜브, 보호 및 일반적으로 방수 하우징, 그리고 일부 유형의 장착 시스템을 포함하는 완전한 장치를 말한다. 많은 NVD는 보호용 희생 렌즈 [2]또는 망원 렌즈나 거울과 같은 광학 부품을 포함한다. NVD는 IR 조명기를 가질 수 있으며, 수동형 야간 시야 장치와 반대로 활성화된다. 그것들은 종종 NVD를 통해서만 볼 수 있는 대상에 빔을 투사하는 IR 레이저 광경과 함께 사용된다.[3]
야간투시 장치는 제2차 세계 대전에서 처음 사용되었고 베트남 전쟁 중에 널리 사용되었다.[4][5] 이 기술은 도입 이후 크게 발전하여, 성능 상승과 가격 인하를 수반하는 여러 가지 야간 비전 장비 '세대'로 이어졌다. 따라서 포수, 운전자 및 항전자와 같은 광범위한 용도에 사용할 수 있다.
역사
미국 제조업체들은 미국 정부를 통해 NVD를 "세대"[citation needed]로 소급 분류하는 것을 도입했다. 이 기간화에서는 제2차 세계대전이 끝나기 전의 기간을 0세대라고 표현하기도[by whom?] 했다.
1929년 헝가리 물리학자 칼만 티아니는 영국에서 대공방어를 위한 적외선에 민감한 전자 텔레비전 카메라를 발명했다.[6]
야간투시 장치는 일찍이 1939년 독일군에 도입되어 제2차 세계대전에 사용되었다. AEG는 1935년에 첫 번째 장치를 개발하기 시작했다. 1943년 중반 독일군은 적외선 야간투시(독일어: 팬더 탱크에 장착된 나흐트예거) 장치 및 망원경 레인지파인더. 팬더 탱크에는 두 개의 서로 다른 배치가 건설되어 사용되었다. 최대 600m의 사정거리인 스페르버 FG 1250("스파로 호크")에는 30cm 적외선 탐조등과 전차장이 운용하는 영상 변환기가 달려 있었다.
PAU-2라고 불리는 실험적인 소비에트 기기는 1942년에 현장 테스트를 받았다.
1944년 말부터 1945년 3월까지 독일군은 팬더 아우스프에 장착된 FG 1250 세트의 성공적인 테스트를 실시했다. G 탱크(및 기타 변형 모델) 1945년 제2차 세계대전이 끝나기 전에 약 50명의 팬더들이 FG 1250을 장착하고 동서 전선 모두에서 전투를 보았다. 보병용 "뱀파이어" 남자 휴대용 시스템은 STG 44 돌격 소총과 함께 사용되었다.[7]
야간 투시 시스템의 병행 개발이 미국에서 일어났다. '스나이퍼스코프' 또는 '스누퍼스코프'라고도 알려진 M1과 M3 적외선 야간 관측 장치는 2차[8] 세계대전과 한국전쟁에서 저격수들을 돕기 위해 미 육군과 제한적인 서비스를 받았다.[4] 이것들은 큰 적외선 광원을 사용하여 표적을 밝히는 활동적인 장치였다. 그들의 영상-intensive 튜브는 주로 은, 세슘, 산소로 만들어진 양극과 S-1 광전자를 사용했으며, 전자 가속과 정전기 역전을 이용하여 이득을 얻었다.[9]
예
- PAU-2
- PNV-57A 유조선 고글
- SU49/PAS 5
- T-120 스나이퍼스코프, 1차 모델(제2차 세계대전)
- M2 스나이퍼스코프, 2차 모델(제2차 세계대전)
- M3 저격수스코프, 4차 모델(한국전)
- AN/PAS-4(베트남전 초기)
제2차 세계 대전 후 블라디미르 K. 조리킨은 민간인을 위한 최초의 실용 상업용 야간투시 장치를 개발했다. 조리킨의 생각은 무선 유도 미사일에서 나왔다.[10] 당시 적외선은 보통 흑색광이라고 불렸으며, 이 용어는 나중에 자외선으로 제한되었다. 조리킨의 발명은 크기와 비용 때문에 성공하지 못했다.[11]
미국
1세대
베트남 전쟁 때 도입돼 미군이 특허를 받은 1960년대에 개발된 1세대 패시브 디바이스는 초기 능동형 GEN 0 기술을 적응시킨 것으로 별도의 적외선 광원을 사용하는 대신 주변 빛에 의존했다. S-20 광케이션을 이용해 1000여 개의 광증폭장치를 만들었지만 [12]부피가 상당히 크고 제대로 작동하려면 달빛을 필요로 했다. 예:
- AN/PVS-1 별빛 범위
- AN/PVS-2 별빛 스코프
- PAS 6 바로 메타스코프
2세대(GEN II)
1970년대에 개발된 2세대 기기는 S-25 광섬유와 함께 마이크로 채널 판(MCP)[13]을 이용한 향상된 영상-intensive 튜브가 특징이며,[9] 특히 렌즈 가장자리를 중심으로 훨씬 밝은 이미지를 만들어냈다. 이것은 달이 없는 밤과 같은 낮은 주변 조명 환경에서 조명을 증가시켰다. 빛 증폭은 약 2만 명이었다.[12] 이미지 해상도와 신뢰성 또한 개선되었다.
예:
이후 GEN II 기술의 발전은 "GEN II+" 장치(더 나은 광학, SUPERGEN 튜브, 향상된 분해능 및 더 나은 신호 대 잡음 비 포함)[16]의 전술적 특성을 GEN III 장치의 범위로 가져왔는데, 이는 복잡한 비교를 가지고 있다.
3세대(GEN III)
1980년대 후반 개발된 3세대 야간투시 시스템은 2세대부터 MCP를 유지했지만 갈륨비소로 만든 복사기를 사용, 영상 해상도를 더욱 향상시켰다. 또한 MCP는 튜브 수명을 늘리기 위해 이온 차단막으로 코팅되어 있다. 그러나 이온 장벽은 더 적은 수의 전자를 통과시켜 갈륨-아세나이드 복사기에서 예상되는 개선을 감소시킨다. 이온 장벽 때문에 밝은 점이나 광원을 둘러싼 "할로" 효과도 더 크다. 조명 증폭도 3만~5만 대 수준으로 개선됐다.[12] GEN II 튜브보다 전력 소비량이 더 높다.
예:
자동 게이트
ATG 기능은 BSP([clarification needed]Bright-Source Protection) 기능을 개선하고, 더 빨라지며, 항상 최상의 분해능과 대비를 유지하도록 설계되었다[by whom?]. 비행사의 야간투시 고글, 도시지역에서의 작전 또는 특수작전에 특히 적합하다. ATG는 매우 빠르게 전압을 켜거나 끄면서 복사 전압의 "듀티 사이클"을 전자적으로 줄여 지속적으로 작동하는 독특한 기능이다. 이는 I² 튜브의 최적의 성능을 유지하며, 미션 크리티컬한 디테일을 지속적으로 공개하고, 추가 손상으로부터 I² 튜브를 보호하고, 사용자가 일시적인 실명으로부터 보호한다.
ATG의 이점은 주간 전환뿐만 아니라 어두운 방의 갑작스러운 조명과 같이 저조도에서 고조도 조건(1lx 이상)으로 빠르게 변화할 때 동적 조명 조건에서도 쉽게 확인할 수 있다. ATG의 대표적인 장점은 사격 중 불꽃이 터지는 것을 경험하는 무기 조준경을 사용할 때 가장 잘 느껴진다(아래 그림 참조). ATG는 표준 BSP 튜브가 도입하는 일시적 실명을 감소시켜 직원이 지속적으로 "목표물에 대한 주의"를 유지할 수 있도록 한다.[citation needed]
ATG는 저고도 비행 시, 특히 이륙 및 착륙 시 조종사에게 추가적인 안전을 제공한다. 야간투시 고글을 달고 운항하는 조종사들은 도시 등 인공광원이 시야를 방해하는 대형 할로(Halo)를 생산해 항행을 방해할 때 끊임없이 동적 조명 조건을 받는다.
3+세대(GEN III OMNI IV–VII)
미국 육군 야간 비전 및 전자 센서 책임자(NVESD)는 야간 비전 기술의 세대명을 지시하는 관리 기구의 일부다. NVESD는 원래 미국 육군 연구소에서 일하던 육군 야간 비전 연구소(NVL)였다. 최근 GEN-III OMNI-VI/VII 구성요소와 관련된 성능 증가는 인상적이지만, 2021년[update] 현재 미 육군은 이러한 구성요소에 대해 GEN-IV라는 명칭의 사용을 승인하지 않았다.[citation needed]
2000년대에 개발된 GEN-III OMNI-V–VII 장치는 다음 두 가지 중요한 방법 중 하나 또는 둘 다에서 표준 3세대와 다를 수 있다.
- 자동 게이트 전원 공급 시스템은 광전압을 조절하여 NVD가 변화하는 조명 조건에 즉각적으로 적응할 수 있도록 한다.[20]
- 제거되거나 크게 얇아진 이온 장벽은 표준 GEN III MCP에 의해 거부되는 전자 수를 감소시키므로 GEN III 이미지 강화기에 대해 최소 1800의 발광 민감도로 작동하는 것에 비해 영상 노이즈와 발광 민감도로 작동하는 능력이 700의 2850K에 불과하다.[21] 얇거나 제거된 이온 장벽에 대한 단점은 Gen III 유형의 경우 이론상 20000h 평균 고장 시간(MTTF)에서 GEN IV 유형의 경우 15000h MTTF로 전체적인 튜브 수명을 감소시키는 것이다. 그러나 교체 전 15,000h의 작동 시간에 도달하는 낮은 이미지-인텐시브 튜브의 수가 이를 대부분 부정한다.
소비자 시장은 이러한 유형의 시스템을 4세대로 분류하지만, 미군은 이러한 시스템을 3세대 자동 감광관(GEN-III OMNI-VII)으로 설명한다. 또한, 이제 자동 기록 전원 공급 장치가 이전의 모든 야간 비전 장치에 추가될 수 있으므로, "자동 기록" 기능은 장치를 자동으로 GEN-III OMNI-VII로 분류하지 않는다. 세대 유형(예: Gen II+, Gen III+) 다음에 나타나는 모든 포스트노멀은 장치의 세대 유형을 변경하지 않고 원래 규격의 요구조건에 비해 개선되었음을 나타낸다.[22]
예:
- AN/PVS-22[23]
- NVS-22
- 쌍안경 야간 시야 장치(BNVD) (AN/PVS-15, AN/PVS-21, AN/PVS-23, AN/PVS-31, A/PVS-31A)
- 지상 파노라마 야간 비전 고글(GPNVG-18)
공로상
1990년대 후반, 광복사 기술의 혁신은 신호 대 잡음 비를 크게 증가시켰고, 새로 개발된 튜브는 3세대 튜브의 성능을 능가하기 시작했다.
2001년까지 미국 연방정부는 튜브의 "세대"가 튜브의 글로벌 성능의 결정요인이 아니라고 결론내렸으며, 따라서 "세대"라는 용어는 이미지-intensiber 튜브의 성능을 결정하는 데 무관하게 되었고, 따라서 수출 규제의 기초로서 이 용어를 삭제하였다.
제조사마다 채용하는 영상진화 기술은 전술적 관점에서 보면 차이가 있지만 야간투시 시스템은 저조도 조건에서 시력이 가능한 광학장치다. 미국 정부 스스로도 운용사가 야간에 명확히 볼 수 있는 한 기술 자체가 별 차이가 없다는 사실을 인식했다. 따라서 미국은 세대가 아니라 계산된 요인 가치(46)의 그림."그 NATO신속 대응 군"[24](JeffreyP.Bialos, 미국이 대서양 횡단 안전 보장과 산업 프로그램은 존스 홉킨스 대학교 허가한 A국방 대학교 문서고 전화에 수출 규정을 두고 있다.세인트uart L. Koehl 같은 대학의 대서양 횡단 관계 센터 교수)는 FOM 계산 방법과 수출에 대한 함의에 대해 간략하게 설명한다.
… 2001년부터 미국은 야간 시력 기술의 출시를 결정하기 위한 새로운 FOM(Investigation of Merit) 시스템을 시행했다. FOM은 밀리미터당 라인 쌍 수에 튜브의 신호 대 잡음 비를 곱한 것에서 도출된 영상 튜브 성능의 추상적 척도다.
[필요하다]
1400개 이상의 FOM을 가진 미국제 튜브는 미국 이외에서는 수출할 수 없지만, DTSA(Dechnology Security Administration, DTSA)는 사례별로 그 정책을 포기할 수 있다.
기타 기술
미 공군은 보다 표준적인 두 개의 18mm 튜브가 아닌 네 개의 16mm 영상-관측 튜브를 사용하여 사용자의 시야를 약 95°로 배가시키는 파노라마식 야간투시 고글(PNVG)을 실험했다. 이들은 A-10 Thunderbolt II, MC-130 전투탈론, AC-130U 스푸키 에어크루와 함께 복무 중이며,[25] 이후 특수부대에서도 인기 있는 지상파노라마 야간시력고글(GPNVG-18)으로 진화했다.
ITT(Envanced Night Vision Gogle, ENVG라고도 함)에서 제조한 AN/PSQ-20은 Northrop Grumman Fused Multispectral Weapon Sight와 마찬가지로 열 영상 강화와 결합을 추구한다.[26][27]
소비자 시장에 새로운 기술이 도입되고[when?] 있다. NV by Armasight, 라스베이거스에서 열린 2012 SHOT Show에서 처음 상영되었다.[28] 세라믹 광학 내구성 강화 엔진(CORE)이라 불리는 이 기술은 고성능 1세대 튜브를 생산한다. 코어 튜브와 표준 1세대 튜브의 주요 차이점은 유리판 대신 세라믹 플레이트를 도입하는 것이다. 이 판은 특수 제작된 세라믹과 금속 합금으로 제작되었다. 가장자리 왜곡이 개선되고, 광 감도가 높아지며, 해상도가 최대 60/mm까지 상승할 수 있다. 코어는 마이크로채널 플레이트를 활용하지 않아 여전히 1세대로 꼽힌다[by whom?].[29]
미시간 대학의 과학자들은 야간 시야 장치 역할을 할 수 있는 콘택트 렌즈를 개발했다. 이 렌즈는 유리층 사이에 그래핀이 얇아 광자에 반응해 어두운 이미지를 밝게 보이게 한다. 기존 프로토타입은 빛의 2.3%만 흡수하기 때문에 렌즈가 살아나기 전에 광 픽업 비율이 높아져야 한다. 그래핀 기술은 자동차 앞유리와 같은 다른 용도로 확장되어 야간 운전을 개선할 수 있다. 미국. 육군은 야간투시 고글을 잠재적으로 대체할 수 있는 기술에 관심이 있다.[30]
미국 육군연구소 센서전자소자국(SEDD)은 양자웰 적외선 검출기(QWID) 기술을 개발했다. 다이오드가 형성되는 이 기술의 상피층은 갈륨 비소나 알루미늄 갈륨 비소 시스템(GaAs 또는 AlGaAs)을 구성한다. 특히 중간 길이의 적외선에 민감하다. CQWIP(Corruged QWIP)는 공명 상부구조를 사용하여 더 많은 전기장이 병렬로 방향을 잡아 흡수될 수 있도록 검출 용량을 확대한다. 77K~85K 사이 극저온 냉각이 필요하지만 QWID 기술은 원가가 저렴하고 소재가 균일해 지속적인 감시 시야 확보가[by whom?] 검토되고 있다.[31]
HgCdTe와 같은 II-VI 화합물의 재료는 고성능 적외선 광 감지 카메라에 사용된다. 2017년 미국 육군 연구소는 스토니 브룩 대학과 협력하여 III-V 화합물 제품군 내에서 대안을 개발했다. III-V 화합물인 InAsSb는 DVD나 휴대폰과 같은 품목에서 광전자공학에 일반적으로 사용된다. 저비용과 대형 반도체는 원자 간격이 감소해 크기 불일치 결함을 초래하는 경우가 많다.[clarify] InAsSb를 구현하는 과정에서 이러한 가능성에 대응하기 위해 과학자들은 원자 간격이 증가된 등급 계층과 기질 GaAs의 중간 계층을 추가해 잠재적 결함을 가뒀다. 이 기술은 야간 군사작전을 염두에 두고 설계되었다.[32]
L3Harris Technologies에서 제작한 Envanced Night Vision Gogle-Binnaute(ENVG-B)는 백색 인광관이 기존의 녹색 인광관에 비해 우수한 대비를 제공하므로 고해상도 외에도 모든 기상 조건에서 관측할 수 있는 개선된 기능을 제공한다.[33]
소련과 러시아
모델별 도입년도와 증폭계수에 대한 정보가 빠져 미국 세대와의 대략적인 비교가 가능하다.2021년 10월) 에 있을 수 |
소련, 그리고 1991년 이후 러시아 연방은 다양한 야간 시야 장치를 개발했다. 러시아/소련군이 1960년 이후 사용한 모델은 1PNxx(러시아어: 1KRYXx)로 지정되며, 1PN은 야간투시 장치의 GRAU 지수다. PN은 프릿셀 노치노노이(러시아어: прарарарарарарарарарара)의 약자로, '야경'을 의미하며, xx는 모델 번호다. 비슷한 시기에 도입된 다른 모델들은 같은 종류의 배터리와 장치를 무기에 장착하는데 사용한다. 다발성 모델은 각 지원 무기의 탄도 아크에 대해 하나의 척도로 대체 가능한 고도 척도를 가지고 있다. 지원되는 무기는 AK 계열, 저격용 소총, 경기관총, 휴대용 수류탄 발사기 등이다.
- 1PN34 다양한 소형 무기 및 수류탄 발사대에 대한 굴절기 기반 야간 조준경, 사진 참조.
- 1PN50 굴절기 기반 야간 관측 쌍안경.[34]
- 1PN51 반사경 기반의 야간 조준으로 다양한 소형 무기 및 수류탄 발사기.[35]
- RPG-29용 1PN51-2 반사경 기반 야간경.[36]
- 1PN58 다양한 소형 무기와 수류탄 발사기의 내화기 기반 야간 조준경.[37]
- 1PN93-2 RPG-7D3의 반사경 기반 야경은 사진을 참조하십시오.
- 1PN110, RPG-29의 보다 최신 (~3세대) 야경.[38]
- 1PN113은 SV-98 저격총의 경우 1PN110과 비슷한 야경이다.[38]
러시아 군대는 또한 소위 역삼각형 야경 ]의 개발을 계약하고 야경[루] (러시아어: ааппп ерр, 로마자화: 안티나이퍼(Antisanayper. 대시선 야간 시력은 레이저 다이오드의 레이저 펄스를 이용해 적 광학 시스템의 초점 요소에서 반사되는 것을 감지하고 그 범위를 추정하는 능동 시스템이다. 공급업체는 이 시스템이 타의 추종을 불허한다고 주장한다.[39]
- 1PN106 SVD 저격용 소총과 SVDS 변종의 야간 시력 대비.
- 1PN119 PKMN과 페체네그 경 기관총의 야간 카운터 시력.
- 1PN120 SVDK 저격 소총의 야간 조준경
- 1PN121 ASVK 대형 칼리버 스나이퍼 라이플의 야간 카운터 시력.
- 1PN123 SV-98 저격수 소총의 야간 조준경
합법성
- 벨기에: 총기 법규는 야간 투시 장치가 화기에 장착될 수 있다면 금지하고 있다; 장착되지 않았더라도 불법으로 간주된다.[40]
- 체코: 규제되지 않음.[41] 이전에는 사냥에만 사용할 수 있었다.[citation needed]
- 독일: 법은 그러한 장치가 총기에 장착되는 것을 금지하고 있어.[42][43]
- 아이슬란드: 사냥을 위한 야간 시야 장치의 사용은 금지되어 있지만, 장치 자체에 대한 제한은 없다.[44]
- 인도: 야경 범위의 민간인 소유와 거래는 불법이다. 소유를 위해서는 유니온 내무부의 허가가 필요하다.[45]
- 네덜란드: 야간투시 장치의 소유는 규제되지 않으며, 총기에 장착된 기기를 사용하는 것도 금지되지 않는다. 야간 사냥용 야간 시야 장비(무기 장착) 사용은 멧돼지 사냥을 위한 특정 지역(벨루위)에서만 허용된다.
- 뉴질랜드: 구조 헬리콥터 서비스는 미국에서 수입된 여러 세트의 3세대 야간 시야 고글을 사용하며, 국가는 그들의 수출에 관한 엄격한 규정을 준수하기 위해 장비에 대한 접근을 제한해야 한다.[46] 토끼, 산토끼, 사슴, 돼지, 타흐, 카무아, 염소, 왈라비 등 비토착적인 게임 동물을 쏘기 위한 야간 시야장비의 소유나 사용에 대한 금지는 없다.
- 미국: 장비가 금지된 13개 주, 다양한 제한이 있는 17개 주(예: 특정 비게임 종 및/또는 특정 날짜 범위에 한함) 및 20개 주(제한[47] 없는 20개 주)에 대한 야간 시야 장비 사용에 대한 주 사냥 규정 요약. 열화상 장비에 대한 규정은 요약하지 않았다.
- 캘리포니아: "투사된 적외선 광원과 전자 망원경을 통해 작동자가 야간 중 물체의 존재를 시각적으로 판단하고 위치를 파악할 수 있도록 설계되거나 화기에 사용하기에 적합하도록 설계된 장치"를 소지하는 것은 경범죄다.[48] 이것은 본질적으로 Gen0 기술을 사용하는 범위를 다루지만 후속 세대는 다루지 않는다. 1995년[49] 광원을 포함하지 않는 야간투시 장치를 금지하는 규제를 더욱 확대하려는 노력이 있었으나 법으로 제정되지는 않았다.
- 미네소타는 2014년 현재 "야생동물을 데려가는 동안 또는 야생동물을 데려가는 데 사용할 수 있는 [미포장 및 장전된 무기]를 소지하고 있는 동안에는 야경이나 열영상 장비를 보유하지 않을 수 있다"[50]고 밝혔다. 법집행과 군사용에 대해서는 예외조항이 있다. 야간투시 금지법은 2007년 제정됐고, 열영상 금지법은 2014년 추가됐다. 2016년 미네소타 주 입법부에 도입된 두 법안은 각각 1) '프리데이터' 또는 2) '보호되지 않은 야생동물' 사냥에 야간투시 및 열영상 장비 허용을 제안했다.[51]
참고 항목
참조
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외부 링크
위키미디어 커먼즈에는 나이트 비전 장비와 관련된 미디어가 있다. |
- 2015-NVD-book-en.pdf
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