煙霧を透過するSWIRカメラ

ジョン・ウォレス

秘密工作は一般にサーマルイメージングや暗視技術を使うが ､短波長赤外（SWIR）域は､大気煙霧の透過など､独自の優位性を持っている。

セキュリティ ､防衛､および監視にイメージングシステムを利用することは､赤外（IR）スペクトルの活用に大きく依存している｡IRスペクトルは､近､短波、中､および長波赤外（それぞれ､NIR、SWIR、MWIR、LWIR）に分けられる。セキュリティと監視用NIRカメラは一般に微光（暗視）デバイスであるが、MWIR、とLWIRカメラは､サーマルイメージングによって機能する｡しかし、SWIRカメラは､単独でセキュリティや監視に役立つ｡時にはそれ自体で､また他のイメージャとの組合せで使用されることがよくある。
　NIRとSWIRとのスペクトル境界は一般に､約1.4μmと言われているが､この記事では､正確な数字は重要ではない｡SWIRとMWIRの境界は一般に3μmと言われている｡

煙霧透過イメージング

米センサーズ・アンリミテッド社（Sensors Unlimited）は､米コリンズアエロスペース社（Collins Aerospace）の一部門であり､ハンドヘルドSWIRスコープシステム､エアリアカメラ､ラインスキャンカメラ､リニアフォトダイオードアレイといった多種多様なSWIRイメージャを生産している｡センサ技術は、InGaAsベースであり、1991年にセンサーズ・アンリミテッド社が市場に投入した｡
　これらSWIRデバイスのアプリケーションには､ファシリティ､港､国境警備や監視と他の秘密工作が含まれ｡また､軍IRレーザ偵察や追跡も含まれている｡例として､GA1280JSX SWIRカメラは高精細（1280×1024ピクセル）センサを搭載しており､最大解像度で1秒に60フレーム（fps）を撮像する｡0.9 ～ 1.7μmスペクトルで高感度であり､0.7 ～ 1.7μm､またはオプションで､0.5 ～ 1.7μmの可視・SWIRをカバーする｡
　｢GA1280JSX高精細SWIRカメラの最も有力なセキュリティおよび監視利用の1つは､大気煙霧を通したイメージングである｣とセンサーズ・アンリミテッド社のアプリケーションエンジニア､カート･ドヴォンチ氏（Curt Dvonch）は言う｡｢これら2つの画像（図1）は､同時に撮られており､汚染され､霞んだ環境ではSWIRカメラが可視光カメラをいかに凌ぐものであるかを示している。SWIRカメラが可視光カメラより優れているのは､SWIRフォトンが大気煙霧やスモッグを透過できるからである。一方､可視波長のフォトンは､粒子状物質で重い空気では散乱される｣｡

多重目標追跡

米フリアーシステムズ社（FLIR Systems）は､同社の焦点面アレイ（FPA）に基づいてInGaAs SWIRカメラを製品化しており､FPAを別売もしている｡これらFPAは､容量性トランスインピーダンスアンプリファイア（TIA）デザインとなっている｡これは､セキュリティイメージングから高速科学レーザテスト（多重出力と動的ウインドウ生成を要する）までの範囲のアプリケーションに最適化されている｡
　フリアー社のSWIRカメラの1つ、Bosonは､サイズ､重量､パワー+コスト（SwaP+C）に最適化されている｡21×21×28ｍｍサイズ､15.5gレンズレス重量､消費電力<1.6Wで､そのカメラは軍用品質認定されており､サーモエレクトリック冷却器（TEC）なしであるので、SwaP+C最適化達成に役立つ。Bosonよりわずかに大きなTauは、TECを搭載しているので､フィールドでの精密利用に必要な温度安定性が得られる｡Tauカメラは､サイズ38×38×36ｍｍ､消費電力は3.2W以下｡両方のカメラともSWIR（0.9 ～ 1.7μm）と可視・SWIR（0.6 ～ 1.7μm）バージョンがある｡
　カメラだけでなく､同社は全地形型偵察･観察車輌､LTV-X（図 2）を製造している｡これは、交換可能搭載センサとさまざまなタイプのイメージャを搭載しており､これにはNIR､SWIR､サーマル､レーザ式測距およびレーダーが含まれる｡車輌は､V-22 Osprey ティルトローター航空機で移送可能であり､そのカメラ制御システムで最大500の脅威を同時追跡できる｡

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出典元
http://ex-press.jp/wp-content/uploads/2019/05/030-032_pp_imaging.pdf