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當我們聽到「夜視」一詞時，我們通常會想到軍事行動或動作片中閃爍的綠光影像、在完全黑暗中行進的士兵，或是在弱光環境中追蹤移動的偵察隊。雖然這些場景確實存在，但夜視背後的技術，即夜視成像系統 (NVIS)，比大多數人意識到的要先進得多，應用也更加廣泛。
夜視成像系統 (NVIS) 是指一類旨在增強人類在低光源或無光環境下視覺的光學和電光技術。 NVIS 的工作原理是放大可用的環境光（包括近紅外光）或偵測物體發出的熱輻射（紅外線熱量）以產生可見影像。這些系統包括夜視鏡、瞄準鏡、攝影機以及相容於 NVIS 顯示器等設備，用於國防、航空、執法和其他關鍵應用。
NVIS 技術最初由美國國防部開發，旨在幫助軍事飛行員和地面部隊在黑暗環境中有效作戰而不暴露其位置。隨著時間的推移，這項技術不斷進步，普及程度也越來越高，其應用範圍也從戰場擴展到了更廣泛的領域。如今，NVIS 已被廣泛應用於各行各業，從搜救行動、邊境巡邏到航空安全、監控，甚至野生動物研究，增強的夜間能見度對於任務的成功和安全都至關重要。
NVIS 的工作原理
要了解夜視成像系統 (NVIS) 的工作原理，我們需要從原子層面開始。我們周遭的一切，包括人、物體和空氣，都是由原子構成的。這些原子始終處於運動狀態。當施加能量（例如熱或光）時，原子中的電子可以吸收能量並躍遷到更高的能階。當它們恢復到原始狀態時，會以光子（一種微小的光粒子）的形式釋放能量。
NVIS 技術正是基於此原理，透過捕捉和操控光或熱，在人眼無法感知的環境中創造可見影像。 NVIS 通常使用兩種主要技術：影像增強和熱成像。
影像增強（影像增強）
影像增強是夜視設備 (NVD) 中最常用的方法。這些系統依靠影像增強管來捕捉和放大微弱的環境光，包括一些人眼原本不可見的近紅外光。
以下是此過程的簡化分解：
- 光收集
前透鏡（稱為物鏡）收集來自環境的微弱環境光和近紅外光。 - 轉換為電子
這些光進入影像增強管，其中一層稱為光電陰極的層將光子（光粒子）轉換為電子（電粒子）。 - 電子倍增
電子穿過一個稱為微通道板 (MCP) 的組件，這是一個薄玻璃盤，內有數百萬個微通道。當電子穿過這些通道時，它們會撞擊通道壁並引發連鎖反應，透過稱為級聯二次發射的過程釋放出數千個新電子。
MCP 通道略微傾斜（5-8 度），以促進更多碰撞並減少視覺回饋雜訊。 - 影像生成
倍增的電子撞擊到電子管末端塗有螢光粉的螢幕。當電子撞擊螢光粉時，螢光粉會發光，從而產生夜視中常見的綠色影像。 - 影像檢視
最終影像透過目鏡放大聚焦，或傳送到相容 NVIS 的外部顯示器。最終輸出的是清晰的、經過光放大的原始黑暗場景影像。
熱成像
與依賴放大可見光的影像增強不同，熱成像可偵測視野內所有物體發出的紅外線輻射（即熱）。這使得用戶即使在完全黑暗的環境中也能清晰地看到。
運作原理如下：
- 捕捉紅外線能量
特殊的紅外線鏡頭（由鍺等材料製成）可收集場景中所有物體發出的熱能，即使在完全黑暗的環境中也能做到。 - 聚焦並掃描場景
紅外線能量聚焦到紅外線探測器陣列上，這些探測器在幾毫秒內掃描並捕獲數千個點的溫度數據。 - 產生熱成像圖
偵測器會建立詳細的熱圖，稱為熱成像圖，用於表示整個場景的溫度變化。 - 將資料轉換為訊號
熱成像圖由訊號處理晶片轉換為電子訊號，並將熱模式轉換為視覺訊息。 - 顯示影像
顯示器以色彩漸層的形式呈現熱成像圖，其中溫度較高的物體顯示得更亮，溫度較低的物體顯示得更暗，使用戶即使在煙霧、濃霧或夜間也能輕鬆識別人員、動物或設備。
了解 MIL-STD-3009 與 NVIS 相容性
為了確保在軍用飛機駕駛艙或戰術車輛等環境中實現最佳性能，並非任何顯示器都能滿足要求。標準電子螢幕發射的波長可能會幹擾夜視設備，從而可能危及關鍵操作。在認識到這項挑戰後，美國國防部製定了 MIL-STD-3009 標準，並建立了嚴格的指導方針，以確保照明、電子顯示器和 NVIS 設備之間的兼容性。
MIL-STD-3009 是一項專門為確保飛機照明系統、電子顯示器和夜視成像系統 (NVIS) 之間的兼容性而製定的標準。該標準概述了照明設備在低光照條件下與飛行員和機組人員使用的 NVIS 有效配合工作的關鍵發射和介面要求。其主要目標是確保飛機駕駛艙和客艙內的照明不會對夜視設備的運作和視覺性能產生負面影響。
了解 NVIS 的類型和等級
根據 MIL-STD-3009 標準，NVIS 系統根據其向使用者呈現影像的方式（I 型和 II 型）以及其與特定駕駛艙和儀表照明條件的兼容性（A、B、C 級）進行分類。
- NVIS 類型：
- I 型 - 直視 NVIS
將影像直接顯示在螢光屏上，並透過目鏡觀看；非常適合直接使用 NVG。 - II 型 - 投影影像 NVIS
將增強影像投影到透明媒體上，從而允許同時取得 NVIS 視圖和 HUD 資料。
- I 型 - 直視 NVIS
- NVIS 等級（與照明的兼容性）：
- A 類別 NVIS
A 類 NVIS 的光譜特性與紅色駕駛艙照明不相容，因為紅光光譜與 NVIS 靈敏度之間存在顯著重疊。因此，A 類 NVIS 主要適用於避免使用紅色照明的老式或專門設計的駕駛艙環境。 - B 類別 NVIS
B 類 NVIS 專門設計用於與某些類型的紅色駕駛艙照明和濾光電子顯示器相容。由於其更廣泛的兼容性，B 類 NVIS 廣泛應用於現代駕駛艙、多色顯示器和控制站。它允許飛行員或操作員清晰地讀取關鍵訊息，而不會幹擾 NVIS 操作。 - C 類 NVIS（漏綠）
C 類 NVIS 專門用於配備使用全像反射元件的平視顯示器 (HUD) 的飛機。這些HUD通常會投射出集中的綠光波長，而標準的A類或B類NVIS系統則會阻擋這些波長。 C類HUD採用了經過特殊改進的濾光片，允許綠光光譜“洩漏”，從而能夠清晰地顯示HUD符號和NVIS影像。此類HUD專為相容HUD技術而量身定制。
- A 類別 NVIS
為什麼符合MIL-STD-3009標準的顯示器至關重要
符合MIL-STD-3009標準的顯示器符合光譜輻射度限值、亮度均勻性和特定色度要求的關鍵標準，確保其照明不會降低NVIS性能。不符合標準的顯示器可能會引入過多的紅外線輻射或光譜幹擾，嚴重削弱NVIS設備清晰顯示外部視覺線索的能力。符合 MIL-STD-3009 標準，即使在嚴苛的操作場景下，也能確保顯示器清晰、易讀、可靠。
使用符合標準的顯示器對提高營運效率和安全性的益處
使用符合 MIL-STD-3009 標準的顯示器可帶來顯著的營運優勢：
- 增強夜視功能：透過消除駕駛艙儀表的眩光和輻射，保持 NVIS 的有效性。
- 操作安全性：減輕視覺疲勞，防止對關鍵駕駛艙指示器的誤解，確保更清晰、更準確的視覺資訊。
- 任務效能：讓機組人員在內部顯示器和外部 NVIS 視圖之間無縫切換視覺焦點，而不會造成視覺幹擾。
- 可靠性：為各種飛機平台的一致性能設定了通用且經過驗證的標準，從而提高了訓練、維護和後勤效率。
融程的 NVIS 顯示解決方案
融程的國防顯示系列旨在滿足現代軍事行動的需求。這些強固型顯示器尺寸從 8.4 吋到 21.5 吋不等，適用於關鍵任務環境，包括地面車輛、指揮中心以及海軍或機載平台。該系列包括兼容 NVIS 的型號，旨在與夜視成像系統無縫協作，在提供清晰作戰能力的同時，不影響隱身性能或性能。
融程的 NVIS 顯示器已成功整合到各種國防平台中，在這些平台上，可視性和與 NVIS 的兼容性至關重要。
- 在軍用地面車輛中，這些顯示器可用作導航、任務規劃和感測器監控的接口，使操作員無需移除夜視鏡即可查看資訊。
- 在機載平台中，這些顯示器同時支援駕駛艙儀表視覺化和熱成像饋送。
- 此外，海軍防禦系統在指揮控制室中使用融程 NVIS 顯示器，這些房間的夜間戰備和多操作員協調至關重要。
NVIS 技術的發展方向為何？
隨著 NVIS 變得越來越普及且價格越來越實惠，其應用範圍將從傳統的軍事和航空領域擴展到更廣闊的市場。在民用領域，NVIS 技術在商業航空、海上導航和汽車安全領域展現出日益增長的潛力，尤其是在夜間或低能見度駕駛系統中。預計公共安全領域，包括執法部門、緊急醫療服務 (EMS) 和消防隊，也將更廣泛地採用 NVIS，以增強夜間幹預期間的營運安全性和有效性。
無人機作業和無人地面車輛 (UGV) 等新興產業正在迅速整合 NVIS 功能，以實現夜間和低光環境下的自主任務。此外，野生動物保護和環境研究團體越來越多地使用夜視技術來不受干擾地觀察夜間活動的野生動物，這標誌著 NVIS 技術的另一個成長領域。
融程 NVIS 解決方案的重要性
選擇 NVIS 顯示器對於在夜間場景中保持戰術優勢、安全性和作戰效能至關重要。 融程 的 NVIS 顯示器系列不僅滿足甚至超越了 MIL-STD-3009 的嚴苛規格，使其成為全球國防環境中值得信賴的選擇。該公司的 NVIS 解決方案提供可靠、清晰且與任務一致的跨平台視覺化效果，這對於在具有挑戰性的作戰環境中進行精準決策至關重要。
透過讓產品開發與不斷發展的 NVIS 技術趨勢和要求保持一致，融程持續幫助操作員在黑暗中自信導航，確保任務成功，並提升國防及其他領域的整體安全性。
了解融程 NVIS 顯示器如何彌合夜視性能與堅固可靠性之間的差距！
如需了解更多關於融程NVIS 顯示器解決方案的信息，請訪問我們的網站或聯絡融程。
