凱迪拉克之紅外線夜視系統(Night Vision)

記者:HAYABUSA 1999-12-10

Night Vision是凱迪拉克所採用的夜間駕駛安全提昇系統,是一種利用紅外線讓駕駛者可以看見黑暗中難以辨識物體的技術。


▲紅外線感應之過程

凱迪拉克的Night Vision,是採用非冷卻焦電型熱影像電極(UFPA)偵測器之感應器,以及採用液晶顯示裝置之抬頭顯示器(HUD)所組成。這項系統開發的目標,是要幫助駕駛者可以看見以汽車遠光燈無法清楚辨識的物體,本系統並不是以駕駛者邊駕駛邊移動視線觀看影像的方式,而是以抬頭顯示器的單色虛擬影像投影於前保險桿附近的位置,駕駛者可將此虛擬影像當作前方視野的一部份來注視而不會妨礙到駕駛者的視野,且在觀看虛擬影像時,無須移動視線或改變視線的焦點。



▲夜視叫lash;能所呈現出的影像

Night Vision的感應器可以偵測到人眼所看不見的熱源。所有的物體都會放熱,但人、動物、行駛中汽車等四周所產生的熱量較高,因此影像的對比較為明顯而容易判別。Night Vision使用一種只有特定波長才能穿透之特殊鏡頭,然後將熱源影像的焦點對準在影像電極板上。影像電極板將感熱部份分割成格子狀,然後每一格影像要素會依據所射入之熱量強度而產生的電位變化,接者將電位的變化轉換為單色的影像畫面,熱量越高的物體其所呈現出來的影像會越白。



▲紅外線傳導至感應器之鏡頭

由於紅外線必須由發生源穿過空氣到達感光電極,因此紅外線夜視系統設計為可以偵測到熱源傳達效率良好之紅外線波長。此波長範圍有兩個,分別是波長為3~5微米的中波紅外線及波長8~14微米的長波紅外線,上述兩種紅外線比較不容易被空氣中的水分子所吸收。例如人體體溫為攝氏37度,所放射之紅外線在波長9.3微米的位置將有最大的能量,而熱源影像就是透過各種物體所放射出來的紅外線,並將其轉換為影像而成的。



▲熱影像傳導器

紅外線感應器鏡頭是將紅外線能量像攝影機一樣顯像於一英吋的紅外線感光電極板上,紅外線的影像會顯像在由寬320點、高240點的非冷卻焦電型熱影像電極所作成之紅外線感應器上。紅外線感應器會因為對象物體所放射出的熱能產生反應,依據所接收之紅外線光量比例多寡來儲存靜電。在影像電極板前方設置旋轉斬光盤(Chopper Disc),偵測對象物體是否有放射熱能,並將熱能轉換為影像。旋轉斬光盤並且會與熱源影像電極的讀取速度同步旋轉。各畫素會隨時檢查靜電容量並輸出單色的影像訊號。此影像會被送至抬頭顯示器,讓駕駛者可以看見所產生之影像。