前方監視赤外線

前方監視赤外線（FLIR）カメラは、通常、軍用機や民間機で使用され、赤外線を感知するサーモグラフィカメラを使用しています。^[1]

前方監視赤外線カメラに搭載されているセンサーは、他の熱画像カメラのセンサーと同様に、通常は熱源から放射される赤外線 (熱放射) を検出して、ビデオ出力用に組み立てられた画像を作成します。

これらは、夜間や霧の中での操縦士や運転手の操縦を支援したり、冷たい背景の中で温かい物体を検出したりするために使用できます。熱画像カメラが検出する赤外線の波長は3 ～ 12  μmで、可視光と近赤外線の範囲 (0.4 ～ 1.0 μm) で動作する暗視カメラの波長とは大きく異なります。

赤外線は、長波と中波の2 つの基本的な範囲に分類されます。長波赤外線 (LWIR) カメラは、「遠赤外線」とも呼ばれ、8 ～ 12 μm で動作し、数キロメートル離れた場所にある高温のエンジン部品や人体の熱などの熱源を観察できます。LWIR では、赤外線が空気や水蒸気によって 吸収、散乱、屈折されるため、より長距離の観察は困難になります。

一部の長波カメラでは、使用前に通常数分間、検出器を極低温で冷却する必要がありますが、中程度の感度の赤外線カメラではこれは必要ありません。一部の前方監視赤外線カメラ (一部の LWIR拡張ビジョン システム(EVS)など) を含む多くのサーマル イメージャーも冷却されません。

中波（MWIR）カメラは、3～5μmの範囲で動作します。これらの周波数は水蒸気吸収の影響を受けにくいため、ほぼ同じように見ることができますが、通常、より高価なセンサーアレイと極低温冷却が必要になります。

多くのカメラ システムでは、デジタル画像処理を使用して画質を向上させています。赤外線画像センサー アレイは、製造プロセスの制限により、ピクセルごとに感度が大きく異なることがよくあります。これを改善するために、各ピクセルの応答が工場で測定され、測定された入力信号が変換 (ほとんどの場合は線形) によって出力レベルにマッピングされます。

一部の企業は、可視スペクトル画像と赤外線スペクトル画像を融合して、単一スペクトル画像のみよりも優れた結果を生み出す高度な「融合」技術を提供しています。^[2]

レイセオンAN/AAQ-26などの熱画像カメラは、海軍艦艇、固定翼航空機、ヘリコプター、装甲戦闘車両、軍用スマートフォンなど、さまざまな用途に使用されています。^[3]

戦争において、他の画像技術に比べて 3 つの明確な利点があります。

1. イメージャー自体は、レーダーやソナーのようにターゲットから反射されたエネルギーを送信するのではなく、ターゲットから放射されたエネルギーを検出するため、敵が検出することはほぼ不可能です。
2. 赤外線スペクトルの放射線を検出するため、カモフラージュが困難です。
3. これらのカメラ システムは、可視光カメラよりも煙、霧、もや、その他の大気の遮蔽物を透過して見ることができます。

「前方監視」という用語は、固定式の前方監視型熱画像システムを、「プッシュブルーム」イメージャーとも呼ばれる横追跡型赤外線システムや、ジンバル搭載型イメージング システム、ハンドヘルド型イメージング システムなどの他の熱画像システムと区別するために使用されます。プッシュブルーム システムは、通常、航空機や衛星で使用されています。

横方向追跡型画像装置は通常、1 次元 (1D) のピクセル配列で構成され、航空機または衛星の動きを利用して 1D 配列の視野を地面に沿って移動させ、時間の経過とともに 2D 画像を構築します。このようなシステムはリアルタイム画像化には使用できず、移動方向に対して垂直に見る必要があります。

1956 年、テキサス インスツルメンツは赤外線技術の研究を開始し、いくつかのライン スキャナ契約を獲得しました。また、2 つ目のスキャン ミラーを追加して、1963 年に初の前方監視赤外線カメラを発明し、1966 年に生産を開始しました。1972 年、TI は共通モジュール コンセプトを導入し、コストを大幅に削減し、共通コンポーネントの再利用を可能にしました。

• 交通ビデオ検出と監視^[4]
• 哺乳類の監視および/または捕獲
  • 例：トラックに隠れた不法移民の検出
  • 鹿による突然の道路障害についてドライバーに警告
  • 煙やもやを通しての位置特定
• 特に森林地帯や水辺での行方不明者の捜索救助活動
• 軍用機または民間航空機による目標捕捉と追跡
• 流域温度モニタリング^[5]と野生動物生息地のモニタリング
• エネルギー損失や消費、絶縁不良 の検出
  • 例えば、 HVACのエネルギー消費量を削減するための断熱レベルマッピング（パイプ、壁、ジョイントなど）
  • 特に電気設備の品質管理（画像により、負荷が予想よりも高いかどうか、または不良で故障の可能性がある接合部がわかる）
  • 麻薬製造所や屋内大麻生産者を探す（特に夜間）
• 低視程（ IMC）状況での航空機の操縦
• 消火活動中に発火源を正確に特定する
• 活火山の監視
• 電気接続部、接続部、コンポーネントの故障や過熱を検出する
• 夜間運転
• 敵の地上車両または人員の識別または視覚的捕捉

安価なポータブルおよび固定式の赤外線検出器とマイクロエレクトロメカニカル技術に基づくシステムが商業、産業、軍事用途向けに設計・製造されて以来、熱画像装置のコストは全般的に劇的に低下している。^{[6] [7] [8]}また、古いカメラの設計では、回転ミラーを使用して画像を小さなセンサーにスキャンしていた。最近のカメラではこの方法は使用されておらず、簡素化によりコストが削減されている。多くのEnhanced Flight Vision System (EFVSまたはEVS)製品で利用できる非冷却技術により、同様の性能で古い冷却技術の数分の一にコストを削減している。^{[9] [10] EVSは、} CirrusやCessnaの航空機 から大型ビジネスジェット機まで、多くの固定翼機および回転翼機のオペレーターで急速に主流になりつつある。

2001年、米国最高裁判所は、キロ対アメリカ合衆国の訴訟において、捜査令状なしに熱画像カメラを使用して私有地の監視（秘密の大麻栽培に使用される高放射栽培用ライトを検出するためと称して）を行うことは、不当な捜索や押収からの保護を定めた憲法修正第4条に違反するとの判決を下した。^[11]

2004年のR.対テスリング判決^[12]で、カナダ最高裁判所は、警察による監視における空中FLIRの使用は捜索令状を必要とせずに許可されると判断した。裁判所は、FLIRによって収集されたデータの一般的な性質は居住者の個人情報を明らかにするものではなく、したがって権利自由憲章（1982年）に基づくテスリングの第8条の権利を侵害していないと判断した。イアン・ビニーは、キロ判決に関してカナダの法律を区別し、過度の熱、煙の痕跡、不審な臭い、無臭のガス、空中の微粒子、放射性放出など、いずれも地域社会への危険を特定できる公共の領域での放出を公務員が感知するために感覚や機器を回避する必要はないとするキロ少数派に同意した。

2014年6月、赤外線センサーを搭載したカナダ国家航空監視プログラムのDHC-8M-100航空機が、モンクトンでカナダ王立騎馬警察隊員3人を殺害した逃亡犯ジャスティン・ボークの捜索に役立った。飛行機の乗組員は、真夜中の深い茂みの中でボークの熱信号を発見するために、高度な熱感知カメラを使用した。^[13]

2015年のボルチモア抗議活動中、FBIは4月29日から5月3日の間に10回の空中監視ミッションを実施し、FBIスポークスマンのクリストファー・アレンによると、これには「赤外線と昼間のカラー、フルモーションFLIRビデオ証拠」の収集が含まれていた。 ^[14]照明用に赤外線レーザーポインター（一般の観察者には見えない）を備えたFLIR Talonマルチセンサーカメラシステムが、夜間のデータ収集に使用された。^[15]アメリカ自由人権協会は、新しい監視技術が司法の指導や公の議論なしに導入されているという事実に懸念を表明した。^[16] ACLUの弁護士であるネイサン・ウェスラーによると、「これは監視の進歩に関して何度も見られる力学です。詳細が漏れる頃には、プログラムはしっかりと定着しており、元に戻すことはほとんど不可能であり、制限や監視を実施するのは非常に困難です。」^[14]

• 自動車用ナイトビジョン
• 電気光学照準システム
• 赤外線による捜索と追跡

ウィキメディア・コモンズには、 FLIRに関連するメディアがあります。

• 電気光学システム
• 熱画像センサー (Defence Today)
• 比較表は2015年9月23日にWayback Machineにアーカイブされました