赤外線カメラがいつ、誰によって発明されたか

2022 年 8 月 11 日

私たちが住んでいる世界は完璧ではありません。 そして、この世界の男は常にそれを改善し、その中での自分の場所を定義しようとしています. 頂点が仮想世界にしか存在しない場所。 問題を研究して、科学者は何世紀にもわたってその解決策に取り組み、頂点に達した後、これは中間点にすぎず、勝利ではないことに気付きました。 翼のない男は、鳥のように空を飛ぶことを夢見ていました。 そして彼は飛行機を設計して飛んだ。 彼が空中に離陸したとき、彼はぞっとしました-それはオリンパスの足だけでした. 結局のところ、彼は飛行機から星を夢見ることに近づき、高所からの海は広大で未踏でした. これは、より遠く、より明確に、より良く見えることを含め、前進したいという欲求を増すだけでした. 猫のように暗闇の中で見て、生きている温血生物の他人の暖かさを利用して、事実上本物の第XNUMXの「猫のビジョン」を発見する. ビジョンが開かれ、科学活動のほぼすべての分野の発展において、多くの新しく予想外の解決策が開かれています。 これは長く終わりのない旅の始まりに過ぎません。 赤外線、一般的に言えば熱技術の研究と実装の道筋は、XNUMX 世紀前に始まりました。 科学では、「熱サイン」として定義された、放射熱エネルギーの複雑で単純な指定があります。 原理的には、物体が加熱されるとそれに比例して氷が熱エネルギーを放出したとしても、赤外線による熱エネルギーの放出が増加し、ヘビはそれを間違いなく感知できるからです。 これは、齧歯類の温度差を見極めたこの動物が、完全な暗闇の中で獲物を攻撃することに成功した方法の最も良い例です。 それはどのように機能しますか？

いつ、誰が赤外線画像を発明したか
1934 世紀初頭、天文学者のウィリアム ハーシェルは、望遠鏡で太陽の画像の明るさを低下させる問題の解決策を探していたときに、赤いフィルターを使用すると大量の熱が放出されることを発見しました。 測定すると、スペクトルの赤端を超えた暗い領域で熱が増加しました。 最大点が確立されたとき、それは現在「赤外線波長範囲」として知られているスペクトルの赤端をはるかに超えていることがわかりました。 この発見を彼はサーモメトリック スコープと呼びました。 さらなる研究により、このスペクトルを超えて、「目に見えない光線」と呼ばれる目に見えない形の光が存在することが示されました。 ちなみに、彼はサーモグラフと呼ばれる紙への熱画像の最初の記録も取得しました。 XNUMX 世紀の終わりに、アメリカの科学者ラングレーは、熱放射を測定する装置、ボロメーターを発明しました。 これは、現在の非常に感度の高い温度計の原型であり、赤外線放射をプレートに集光し、検流計で電流を測定しました。 XNUMX 世紀初頭の XNUMX 年、ハンガリーの物理学者 Tihanyi は、赤外線に反応する電子テレビ カメラを発明しました。 これがナイトビジョンの積極的な開発の出発点でした。 その時以来、暗視装置は世代に分けられてきました。 各世代の段階的な導入は、観察範囲の拡大、画質の向上、およびデバイスの軽量化とサイズの縮小に関連していました。 新世代を定義する基準は、デバイスの主要コンポーネントである電気光学コンバーターです。その本質は、明るさを増すことによって目に見えないものを見えるようにすることです。
赤外線画像の誕生
その始まりは、開発者の 1942 人である「ホルストのガラス」にちなんで名付けられた、オランダの会社 Philips の光コンバーターが使用された、いわゆる「ゼロ」世代によって与えられました。 光電陰極と蛍光体は、XNUMX つの入れ子になったビーカーの底に適用されました。 静電場を作り出すことで、彼らは画像転写を実現しました。 実際、このバージョンでは、装置は赤外線スポットライトによる観察対象の義務的な照明によってのみ機能しました。 この装置は印象的な大きさで、非常に重く、画質が悪いものでしたが、英国は XNUMX 年に陸軍のニーズに合わせて大量生産を開始しました。タンクやその他の機器のシステムが始まりました。 XNUMX 年代には、見たものの線形画像をスキャンして作成する単一要素検出器を作成する試みがありました。 プロジェクトのコストが高かったため、このアイデアは実現しませんでした。
この世代のシングル カスケード デバイスには、長所よりも短所があります。 第 XNUMX 世代の電気光学デバイスでは、光電面感度を備えた壊れやすいガラス製の真空バルブが主要な要素として使用されていました。 このデバイスは、中央で鮮明な画像を提供し、端ですべてを歪めました。 側面または正面に明るい光源があると、器具は実質的に「盲目」になりました。 追加の赤外線照明がない夜間は、視界もほぼゼロでした。 XNUMX年代には、光ファイバー技術の開発により、第XNUMX世代のデバイスを改良し、条件付きのワンプラスに置き換えることが可能になりました。 フラットガラスは光ファイバープレートに置き換えられ、非常に鮮明な画像を伝送し、フレーム全体で高い解像度を得ることができ、グレアを排除しました.
XNUMX 年代は、第 XNUMX 世代のデバイスの開発によって特徴付けられました。 アメリカの研究者は、特別なチャンバー内の電子が何度も増幅されるマイクロチャネルプレートに基づく増幅器をデバイスに装備し、優れた視覚を得ました。 このため、第２世代の電気光学装置は一般にインバータ装置と呼ばれる。
次の第 XNUMX プラス世代には、プレーナーと呼ばれる分散チャンバーがなく、電子は電子光学コンバーター スクリーンから直接入ります。 デバイスの画質が低下し、同時に赤外線モードでの画像の速度がXNUMX倍になりました。 このイノベーションにより、明るさの制御と側面および正面の光からの保護が追加されました。 これらのデバイスは、プロの機器に属していました。
1982 年に、設計が異なる第 XNUMX 世代の電気光学デバイスのカウントダウンが始まりました。 彼らは赤外線感度を数倍に高めたガリウムを使用しました。 この世代のデバイスはハイテクとして認識されており、まず第一に、軍産複合体にとって非常に興味深いものです。 光ファイバー プレートがないため、第 XNUMX 世代のデバイスは横方向の光への露出から保護されていないことに注意してください。 そして価格。 この世代のデバイスは、メーカーのコスト形成を理解する上で、合理的な許容範囲をすべて超えていました。
装置の欠点を補い、コストを下げるためか、スーパーツープラス世代の装置が開発された。 開発者は、この装置で前世代のすべての電子光コンバーターの技術的利点を組み合わせる予定でした。 その結果、非常に感度の高い光電陰極が得られました。 専門家が認めているように、スーパー ツー プラスと第 XNUMX 世代の間に違いはありません。 価格を除いて。 コストに関しては、スーパー ツー プラスは平均的な予算車の価格に相当します。
最初のアプリケーション
1930 年の初めに、ドイツの科学者は半導体に対する熱放射の影響を積極的に調査しました。 その結果、高感度の放射線受信機が開発されました。これは、軍事産業向けに毎月最大 1930 台の赤外線システムを開発する上で重要な役割を果たしました。 1941 年代に最も成功したのはアメリカ人で、夜間に戦車を運転するための装備と船の夜景を作成しました。 XNUMX 年に英国海軍は、光学画像コンバーターに基づく暗視装置を船舶に装備し始めました。これにより、ボートは暗闇の中で本拠地に戻ることができました。 彼らの助けを借りて、攻撃後に戻ってきたボートは、信号灯で基地船を見つけました。 ほぼ同時に、ドイツ軍は、夜間に戦車を運転するための赤外線装置、夜間ライフルの照準器、および航空機識別システムを装備していました。 たとえば、夜間、赤外線フィルターで密閉されたタンクに XNUMX ワットのヘッドライトを使用すると、運転手はほぼ XNUMX メートル離れた巨大な障害物を見ることができ、ライフルの照準器は XNUMX メートル先まで効果的に機能しました。 XNUMX 年代初頭、スウェーデンの会社 AGA は、軍用の赤外線サーマル イメージャーを開発しました。その後の赤外線イメージング用のモデルは、長年にわたって世界で最高のものでした。 XNUMX 年代半ばに米国の FLIR と Inframetrics、そしてスウェーデンの AGEMA Infrared Systems という XNUMX つの最大の赤外線メーカーが合併したとき、赤外線画像の新しい段階が始まりました。 今日、アメリカの会社である FLIR Systems は、科学研究、産業および農業、産業および農業、空中物体監視、暗視用の商用赤外線カメラの世界最大のメーカーです。