[国外概况]
1、微光夜视技术
目前，微光夜视仪在国外正广泛装备部队。它分为像增强微光夜视技术（直接观察）和微光电视（间接观察）两种。
（1） 像增强技术
像增强微光夜视技术是通过带增强管的夜视镜，对夜天光照亮的微弱目标像进行增强，以供观察的光电成像技术。其工作原理为：首先将进行光电转换，然后用微通道版（MCP）增强电子信号，最后进行电光转换。
在50-60年代，由于多碱光电阴极、光纤面板、微通道板（MCP）和负电子亲和力（NEA）光电阴极的诞生，该技术迅速发展起来。由于它克服了主动红外夜视的致命弱点，所以，它一出现，便成为夜视领域的发展重点。它逐渐代替了较早应用的主动红外夜视技术，占据着统治地位。迄今为止，已发展到第三代。第一代产品于60年代初期开始发展，它采用光电阴极、光纤面板耦合的级联式像增强管，1966年美军在侵越战场使用，于70年进行批量生产，装备部队。第二代产品于七十年代初期开始发展，采用多碱光电阴极和微通道板（MCP）的像增强管，目前，美、英、法、德、荷兰、以色列等许多技术先进国家都能生产第二代产品，自80年代以后，这些国家基本上用第二代取代了第一代产品。第三代产品于70年代初期开始研究，自80年代末美军开始装备，美国研制的第三代产品目前只限于向北约、韩国、日本、以色列和澳大利亚出售。
目前美军已装备和即将装备的主要微光夜视装备如下：
航空应用
AN/AVS-6型飞行员夜视镜，研制公司为Bell Hawell，视场40o，美陆军先后通过"奥米尼巴斯"采办计划（OminibusⅠ，OmnibusⅡ,OmnibusⅢ,Omnibus Ⅳ），进行过四次采办，每次采办，性能都有所改进。目前正大量装备陆军航空部队，用于固定翼飞机或直升机。其中，OmniBus Ⅳ计划由ITT承包，负责提供改进的AN/AVS-6，改后的AN/AVS-6的核心部分为ITT研制的MX-10160像增强管，这种第三代像增强管使用最新砷化镓技术，工作于近红外区，代替了早期（Omnibus Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ）系统的像增强管，使分辩率提高78%，光灵敏度提高80%，信噪比提高30%，探测距离也大大提高，在星光和更暗的夜光下也能看清物体。
ITT也研制和生产AN/AVS-9型（前身为F4949）夜视镜，安装在固定翼飞机飞行员的头盔上。
美国和以色列联合提供的AN/AVS-7型夜视飞行图像系统/平视显示器（ANVIS/HUD），是对AN/AVS-6型的改进。该系统安装在飞行员护目镜上部两侧，以获取关键飞行信息，并传输至护目镜，和护目镜的图像叠加后，飞行员可看到综合夜景和关键飞行数据符号体系。配备该装置后，飞行员低头看仪表的时间大大减少，而平视挡风玻璃的时间大大增加。美陆军原计划部署1904部这种系统，到目前为止，已得到大约1800部，目前，正在进一步改进这种系统，以和UH-60A/L和CH-47D平台所使用的改进型全球定位系统（GPS）相兼容。计划今年9月份，将有1200部这种系统进一步升级为"高级平视显示器"，以取得现场可编程能力、录像能力和更快的反应速度。该系统也用于美海军陆战队。
2夜视技术
地面部队应用
美陆军地面部队用的新一代在役夜视装置主要为单筒眼镜，如由ITT公司提供的AN/PVS-7D和当前最先进的AN/PVS-14。AN/PVS-14结合了第三代"超级" MX-10160型无源像增强管和航空用夜视镜AN/AVS-6的优点，有助于增强观察、指挥和控制能力，它比AN/PVS-7D分辩率更高（1.3圈/微弧度，而AN/PVS-7D为1.15）、重量更轻（0.4公斤，而AN/PVS-7D为0.68公斤），步兵作战小组指挥员使用起来更加灵活可戴到头上, 观察距离也大大增加。1996年，ITT和Litton两公司跟美国陆军通信-电子司令部研究、发展和工程中心所属的夜视和电子传感器委员会（NVESD）签订了Omnibus(OMNI) Ⅴ共同生产合同，来生产AN/PVS-14装置。迄今为止，AN/PVS-14装置已部署了大约3000部。预期到2000年时，ITT公司将向美陆军交付3万部这种装置。Omnibus Ⅴ还继续为地面战斗应用生产先进的 AN/PVS-7D单管夜视护目镜和Litton公司建议的先进的I2改进型AN/AVS-6飞行员护目镜，这些工作希望在2001年3月31日前完成。据Litton公司的首席执行官称，该项目通过适当的改进延长了数千个野外系统的寿命，同时大大地提高了夜视系统的性能。
第三代像增强管也是AN/PVS-10狙击手夜晚瞄准具和改进型昼/夜火控和观察装置的必要组成部分。该增强管的采办由陆军特种作战司令部负责，以向特种部队提供实时可见的像增强（I2）图像，既可用于中型和重型阻击步枪瞄准，也可用于战略侦察。
第三代像增强（I2）管也用于改进许多现役系统。例如，用于将70年代服役的AN/PVS-4型武器瞄准具改进为当前的AN/PVS-4A型，到目前为止，已改进了1000多个，计划最终要改进5000多个。
覆行全球作战任务的一些美军作战部队不久也将把"目标定位和观察系统（TLOS）" 装配于其M-16系列步枪上。这种系统装有一个第三代门控像增强管、两个视域物镜和一个激光发光器。该系统使用近红外低能激光来直接获取目标光电信息。该装置不具有激光对抗能力，但可获取无源式目标信息、提供夜晚隐蔽发光和直接射击瞄准。
英国精密仪器公司向德国联邦国防军提供的新型G22狙击步枪的夜晚瞄准具使用二代半像增强管（型号为NSV80 Ⅱ），可在漆黑的夜晚清楚地发现目标。该瞄准具安排在标准的光学瞄准镜前面特制的韦弗（Weaver）式导轨上，射手可随意确定眼睛和瞄具的距离，随意调整分划，不改变瞄准点位置，在数秒钟后又可实施射击。
技术难点和途径
目前，国外像增强夜视仪存在两方面的技术局限：（1）当明亮的光照在这种夜视仪上会造成远处或附近的微光图像丢失；（2）像增强管使用平面式成像面( 即位于焦平面上的为平面式微通道板)，这样会造成光畸变，使目前为部队所使用的夜视仪的视域最多为400×400，且人眼难以适应。
美国洛斯·阿拉莫斯实验室正采用如下途径来解决上述问题：（1）将微通道板（MCP）分割成不同的电子区域（MCP的5%），对每个电子区域使用各自的自动增益控制（AGC）电路。亮光只通过部分电子区域及其AGC，这样，夜视仪在受到明亮的光照射的情况下仍能看清亮光后面模糊背景中的物体。微通道分割可用激光碾磨或"选择区域"沉积（如平版印刷术）等工艺完成；（2）使用弧形微通道板来代替平面式微通道板，这种弧形微通道板目前用于ALEXIS宇宙飞船的X射线望远镜上，这样开发出来的夜视仪为每只眼提供的视域将至少为600×600，当级联使用时，可提供900（水平）×600（垂直）的视域，为目前水平的3倍多，同时，人眼更容易适应，长期使用时，大大减少眼睛和颈部疲劳。
（2）微光电视
微光电视是像增强管和电视摄像管相结合的微光夜视系统。在微弱的光照条件下(10 -1 勒克斯以下)利用电视手段进行观察。 其基本原理与工业电视相同，但灵敏度要求更高。它可在显像之前对信息加以适当处理，使图像质量得到改善。并可在一帧时间内积累信息以提高信噪比，还可供多人、多地点同时观察。缺点是耗电多,体积大，操作维护比较复杂,造价较高。微光电视主要由微光摄像机、监视器和控制器等部分组成。微光摄像机常采用电子轰击硅靶摄像管。为了能在星光条件(10 -3 勒克斯以下)下进行工作,一般还需要再耦合上一级像增强器。此外，还有带微通道板像增强器的视像管摄像系统，带三级像增强器的视像管摄像系统等。随着电荷耦合器件和电子轰击半导体电荷耦合器件的出现和不断发展，为微光摄像机性能的不断提高开辟了新的途径。
它诞生于四十年代，七十年才迅速发展起来。它具有成像面积大、直观性强、连续性、远距离多点多人观察等优点，目益广泛地用于监视、侦察、探测、制导、跟踪等方面， 国外已装备30余 种。典型产品有法国的坦克用的 "卡纳斯特 "微光电视系统 、美国的直机用UVR-700 型昼夜两用电视跟踪系统、英国的海军用 V0084型微光电视系统 、瑞士的2704型远距离 ( 观察距离为10公里 ) 微光电视摄像机等 。
3夜视技术
目前的微光夜视装置仅能提供单色的图像，而利用彩色图像会有助于目标 识别，使识别速度提高30 ％，识别错误减少60％， 因此彩色微光夜视技术已受到关注。
美国Delft传感器系统公司采用光谱响应不同的两只像增强器管观察同一场景，利用它们间的差别，通过滤光和特殊的电子处理技术，来产生彩色图像。
麻省理工学院林肯实验室则将微光图像和红外热像相结合，产生彩色图像。林肯实验室设计的小型彩色夜视系统采用与三代像增强器耦合的电荷耦合器件（CCD）获得微光图像，又用非致冷热成像阵列获得红外热像，然后用二向色分光镜进行匹配和图像处理器处理，在液晶显示器上显示出逼真的彩色图像。
美国伍德监视技术公司研制出全彩色夜视摄像机。该摄像机的每一个原色有一个增强型CCD芯片，并采用了视频增强技术，从而获得了类似于广播级摄像机的彩色图像。
俄罗斯的喀山光学和机械厂正在研制的彩色夜视系统，可将接收的不 同的红外频率转换彩色图像，估计几年后可推入市场。
2、红外夜视成像技术
红外夜视技术先后经历了早期的主动红外夜视成像技术和现在的被动红外（热成像）技术。红外探测器最早是用单元探测器，后来为了提高灵敏度和分辩率而发展为多元线列探测器，现已向多元面阵红外探测器发展。相应的系统已实现了从点探测到目标热成像的飞跃。
（1）主动红外像转换技术（近红外区）。
这种技术是利用光电图像转换原理来实现夜间观察的。这类仪器包括红外光源和含有变像管的夜视镜两大部分。红外光源照射目标，夜视镜将不可见光红外像转换成可见像。这类技术于三十代未期开始研究，二战中得到发展与应用。装有主动红外夜视仪的步枪瞄准镜广泛地用于太平洋战场上。六十代前后，该技术趋于成熟，观察距离可达3000米，后广泛装备部队，但因其具有灵敏度低、热发射大、耗电多、体大、量重、观察距离有限以及易于暴露的致命弱点，因此，逐渐被以后发展的夜视技术所取代，现在只有少数国家有小数量的装备。
（2） 被动红外夜视技术（中、远红外区）
红外热像仪是一种最有发展前途的红外探测器，代表着夜视器材的发展方向。它采用一种内光电效应半导体器件作探测器，将景物的辐射图像转换成电荷图像，经信息处理后，由显示器件转换成可见图像。一些典型型号包括：
美国Raytheon系统公司为美陆军研制的ANS/PAS-13 型"热力武器瞄准器（TWS）" 是乞今为止最为先进的被动红外夜视设备 ，这是一种使用第二代前视红外技术的热成像瞄准系统。这种系统使用的技术包括：用于小型望远镜远距离目标获取的高灵敏度碲化镉焦平面技术；以高级塑料作外壳的轻质、高传输率二元光学部件；小体积、低功耗的超大规模集成电路（VLSI）电子部件；无声操作、高可靠性、拇指大小的热电致冷器；低功耗、高亮度发光二极管（LED）显示；适用于
1、 赢得有效夜战时间
夜间和不良天气占全年时间的比例相当大，夜视装备使夜间变得透明，大大延长了有效作战时间。红外夜视器材分辩率高，具有探测掠海飞行目标的优势。舰载跟踪用红外热像仪既可用于为发射导弹提供目标数据，还可用于探测敌方掠海飞行导弹。配备热成像设备在内的光电火控系统，便于识别目标并缩短武器系统的反应时间。
2、 确立了夜战的军事地位
西方发达国家随着三军大量装备夜视装备，已将主宰夜晚作战作为制胜策略。
3、 倍增武器效能
夜视技术与武器装备相结合将大大提高武器装备在夜间和不良天气下区获取信息、实施打击、指挥部队、机动兵力和协同作战的效能。
4、 减少飞行事故
通过在飞机上使用配备前视红外摄像机的导航吊仓和让飞行员配戴装有夜视镜的护目镜，可大大减少航空事故。
[影响]
1、 赢得有效夜战时间
夜间和不良天气占全年时间的比例相当大，夜视装备使夜间变得透明，大大延长了有效作战时间。红外夜视器材分辩率高，具有探测掠海飞行目标的优势。舰载跟踪用红外热像仪既可用于为发射导弹提供目标数据，还可用于探测敌方掠海飞行导弹。配备热成像设备在内的光电火控系统，便于识别目标并缩短武器系统的反应时间。
2、 确立了夜战的军事地位
西方发达国家随着三军大量装备夜视装备，已将主宰夜晚作战作为制胜策略。
3、 倍增武器效能
夜视技术与武器装备相结合将大大提高武器装备在夜间和不良天气下区获取信息、实施打击、指挥部队、机动兵力和协同作战的效能。
4、 减少飞行事故
通过在飞机上使用配备前视红外摄像机的导航吊仓和让飞行员配戴装有夜视镜的护目镜，可大大减少航空事故。
4军事上的夜视技术
军事上的夜视技术
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夜视技术是研究在夜间或低亮度条件下，用于扩展观察者视力范围以实现隐蔽观察的一种专门技术，是现代化军队中不可缺少的重要装备之一。夜视器材按其工作方式即系统本身是否带有红外辐射源，又可分为主动式和被动式夜视仪。由于主动式夜视仪有观察者容易自我暴露的致命弱点，在未来作战领域将会全部被淘汰。因此，我们只介绍被动式夜视器材，主要介绍微光夜视仪、微光电视和热成像夜视仪。
微光夜视仪。它是利用月光、星光等夜天光，通过像增强器的光增强作用，帮助人眼实现夜间观察的一种夜视器材。主要由望远光学系统、像增强器(也称微光管)和高压供电装置组成。
目前，国外已经有三代微光夜视仪产品装备部队。由于微光管是微光夜视仪的核心部件，这里说的“代”就是按微光管的类型来划分的。第一代微光夜视仪是指上世纪60年代研制的采用三级级联式微光管组成的微光夜视仪。我国在1980年开始定型生产第一代微光夜视仪。第一代微光夜视仪体积较大、重量较重，且像质也不理想，因此大多数用于夜间观察，而极少用于武器瞄准。第二代微光夜视仪是指采用微通道板像增强器的微光夜视仪，它与第一代微光管的区别在于荧光屏的前面安放了一块微通道板，这是一种高增益、低噪声和长寿命的电子倍增器件。加装微通道板后的单级微光管的亮度增益可提高到50000倍以上，从而用一只装有微通道板的第二代微光管就可代替三只第一代微光管。另外，第二代微光夜视仪的隐蔽性很好，还有亮度自动控制，更适合于武器瞄准射击用。我国于1984年10月首次研制成功装有微通道板的第二代像增强器。第三代微光夜视仪是指80年代研制的采用装有高灵敏度的砷化镓光电阴极的簿片管制成的微光夜视仪。它的性能先进，但其制造工艺复杂，造价昂贵，主要用于制造各种夜视眼镜。
微光电视。微光夜视仪只能供单人观察，视距有限，同时观察者必须和仪器一起亲临现场，甚至还要面向目标直接观察，而军事上有很多场合则要求能间接观察以及遥控摄像、远距离传输图像和多路观察，于是就考虑把摄像与显像分开发展了一种间接观察的微光夜视仪，即微光电视。
微光电视是像增强技术和电视摄像技术相结合的产物，它也是利用月光、星光和大气辉光进行观察的一种夜视器材，其结构主要由微光摄像管、控制器和监视器三大部分组成，核心部分是微光摄像管，它与一般的电视摄像管不同的是靶面的光电导材料不同，它不需要在强照明条件下工作。微光电视在军事上用途很广，可用于地面观察，定向定点观察，还可装在大型舰艇及飞机上监视敌舰、敌机的活动，并可用于反坦克导弹的瞄准射击。另外，微光电视还可用来传递、存储雷达数据或作为计算机的输入、输出设备。缺点也是作用距离和观察效果受天候影响较大，遇有烟雾或在全黑条件下，均不能正常工作，且体积大，耗电多，使用应用范围也有一定限制。
热成像夜视仪。上面两种夜视仪都是利用目标的反射光线成像的。热像仪不依靠天光，而是靠接收目标自身的红外辐射来工作，所显示的图像反映了目标与周围环境之间热辐射(温度)的差异，亦即利用热对比度成像，因而是热图像。具有军事意义的目标(如飞机、坦克等)一般都比周围环境温度高，因此也就成了热像仪最好的观察对象。热像仪是目前最先进的夜视器材。
热像仪的优越性能是：能实现“全被动”、“全天候”观察，即使在全黑条件下也能工作，不受烟雾等影响。能 伪装，尤其能发现隐蔽在树林和草丛中的人员和车辆。此外，它还能获得目标的状态信息，这在军事上具有特殊重要的意义。（步泽君 陶传辉 丰西金）
稿源： 科技日报 编辑： 郭城
5美军夜视技术的发展动向
美军夜视技术的发展动向
美国在红外夜视和微光夜视技术方面一直在世界上居领先地位，并不断取得新的进展。2000年美国陆军已开始装备横向技术集成型前视红外传感器，2001年将装备第四代微光夜视眼镜，这些夜视系统是为更灵活机动、更易于部署的初建旅战斗部队（Initial Brigade Combat Teams）专门研制的。
第四代像增强器
美国的两家夜视眼镜生产厂家——ITT夜视公司和利顿电光系统公司，在像增强器管的研制和生产方面，毫无疑义是世界领先的。按照美国陆军Omnibus采办计划，这两家公司多年不断地竞争，不仅使步兵和飞行员夜视眼镜的成本降低，而且使微光夜视性能不断改进。
80年代中期美国开始生产三代像增强器管。其特征是采用砷化镓光电阴极和镀离子阻挡膜的微通道板。离子阻挡膜可以防止离子反馈和破坏灵敏的光电阴极，但也降低了管子的分辨率和信噪比，影响像增强器在微光下有效的工作。因此，找出既不用阻挡膜又能保护光电阴极的方法，一直是ITT夜视公司和利顿电光系统公司的目标。1997年后期，陆军给两家公司同样的经费，研制不镀膜的高可靠性管子。 1998年初，利顿电光系统公司首先成功地制造出采用不镀膜微通道板的、工作寿命可与采用镀膜微通道板的标准三代管相当（10000小时）的像增强器管。利顿公司实现这一突破的方法是，采用能大幅度减少离子反馈的新型高性能玻璃制作微通道板，以及采用能减少离子反馈的光电阴极的自动门控电源。与使用连续直流电源不同，加在光电阴极上的自动通断的电压是脉冲式的，即电源感知进入像管的光量，自动高速接通和切断。通断的频率在光照强时较高，光照弱时较低，以便在光照极强时减少进入微通道板的电子流，避免其饱和。于是，使用者始终看到均匀一致的图像。自动门控允许像管在照明区域和白天仍产生对比度良好的高分辨率影像，而不产生模糊的影像。
这个特点对陆军直升机驾驶员来说是特别重要的。驾驶员在村庄上空飞行和着陆时，可能遇到各种光照条件。在未来的城区作战中自动门控也是至关重要的，使陆军士兵或陆战队员能快速在黑暗和明亮区域间运动，而不必摘除夜视眼镜。自动门控还有助于减少夜间车灯等明亮光源产生的晕圈或影像模糊效应。
美国陆军认为，采用不镀膜微通道板和自动门控电源的像增强器性能，产生了质的飞跃，将其称为第四代。四代管扩大了徒步士兵和驾驶员使用像增强器的范围。二代管在满月到1/4月条件下工作，三代管则使士兵能在星光下观察，四代管采用门控电源和低晕圈，不仅能在云遮星光的极暗条件下有效工作，而且能在包括黄昏和拂晓的各种光照条件下工作。
2000年末利顿公司的四代管已通过了美国陆军合格检验试验，并将四代管用于美国特种作战司令部部队使用的M4A1卡宾枪的新型夜瞄具，不久还将向陆军航空兵提供采用四代管的新型夜视眼镜，以及用四代管取代现装备夜视眼镜的三代管。ITT夜视公司在1998年与陆军签定了OmnibusⅤ合同，提交第一批有限数量的四代管，并于1999年8月又赢得了海军航空系统司令部的合同，从2001年初开始交付2252具采用四代管的飞行员夜视眼镜，供海军和海军陆战队直升机驾驶员使用。
横向技术集成型（HTI）前视红外传感器
美国陆军按照横向技术集成倡议发展二代前视红外系统。该倡议的目标是在陆军地面战车上装备通用型下一代红外传感器，使乘员能在夜间和透过烟雾发现和识别距离6千米以上的目标。由于许多平台采用同样热传感器，陆军预计在传感器生产期间能获得明显的规模经济效益，并减少后勤支援成本。
通用横向技术集成型二代前视红外传感器被称为B套件。平台专用的硬件称为A套件，用于将通用B套件组合到战车瞄准器上。B套件由杜瓦瓶、制冷器、扫描器、离焦光学系统、以及处理热像的电子装置组成。杜瓦瓶容纳位于真空中的红外探测器。其正式名称是标准先进杜瓦瓶组件Ⅱ（SADAⅡ）陆军购买标准先崐进杜瓦瓶组件Ⅱ，将其作为政府提供的设备，提供给两家横向技术集成型二代前视红外系统制造商—#*[-25]#*[25]—雷锡恩公司和DRS技术公司。按照1999年签定的全速生产合同，两家公司与陆军合作，各生产50%横向技术集成型二代前视红外系统组件。美国军方认为，其他国家公司研制的所谓二代前视红外系统，确实优于一代产品，但仍不能与美国的横向技术集成型二代前视红外系统相比，其目标探测距离和分辨率与美国的不相同。其中，法国SAGEM公司的二代前视红外系统性能与美国的最为接近。
美国安装横向技术集成型二代前视红外系统的第一批平台是：2000年装备的M1A2 SEP型“艾布拉姆斯”坦克和M2A3“布雷德利”战车，2001年开始装备的远距离先进侦察监视系统和计划的瞄准线反坦克武器系统，以及2004年开始装备的“阿帕奇”直升机用“箭头”系统。此外，美陆军还计划在初建旅战斗部队用过渡性装甲车族上增添二代前视红外系统，并用横向技术集成型二代前视红外系统改造少量的M1A1D“艾布拉姆斯”坦克和“布雷德利”战车。
远距离先进侦察监视系统，是安装在“悍马”吉普车或为初建旅战斗部队采办的侦察型过渡性装甲车顶部的一套传感器，供陆军步兵和装甲营侦察排以及初建旅战斗部队侦察营使用。除了二代前视红外系统以外，这套传感器还包括昼用电视传感器、人眼安全激光测距机、精确目标定位用的全球定位系统干涉仪。瞄准线反坦克武器系统是安装在“悍马”车上的超高速导弹系统，正在按照先进概念技术演示计划研制。该系统使用二代前视红外系统捕获目标。AH-64“阿帕奇”攻击直升机安装的“箭头”系统，可能使用横向技术集成型二代前视红外系统的某些组件，用以降低成本。然而，其使用的杜瓦瓶，不是标准先进杜瓦瓶组件Ⅱ，而是为“阿帕奇”和“科曼奇”直升机研制的更新型的标准先进杜瓦瓶组件Ⅰ。这些直升机使用更大的红外探测器阵列，以获得更远的作用距离和更高的灵敏度。与使用第一代通用组件前视红外系统的、70年代末生产的目标捕获指示瞄准具/驾驶员夜视传感器电光系统相比，“箭头”系统将使目标捕获距离加倍，而且高可靠性将使使用和支持费用减少一半以上。
6基于微光与红外的夜视技术
基于微光与红外的夜视技术
摘要：以像增强器为主线概述微光成像技术，以红外探测器为主线概述红外热成像技术，分别介绍各自的发展历程、技术特点和发展趋势，并对这二种夜视技术进行了比较，最后介绍微光图像和红外图像的融合技术。
关键词：微光；红外；夜视技术；图像融合
基于微光与红外的夜视技术
3 红外成像技术及其发展
红外热成像技术
基于记录目标与背景温度的差别来显示图像。工作时以一种内光电效应的红外探测器作为接收元件，光学系统将目标各处根据自身温度辐射的中长波红外辐射，通过光机扫描或其他扫描技术转变成电信号,经处理后，由显示器转变成可见图像（图2）。利用这种技术的夜视器材，称为热像仪。
热像仪能发现和识别经过一般伪装的目标，隐蔽地实施昼夜观察，具有较高的抗干扰能力。但作用距离受气象条件影响较大,造价太高,在推广使用和广泛装备上受到限制。热像仪的性能现已达到等效噪声温差为0.1K，空间分辨率0.1～0.4毫弧度。红外前视系统所得到的图像在帧频、分辨率和信噪比方面都已达到广播电视水平，作用距离一般可在1公里以内识别人，2公里以内识别车辆，15～20公里以内跟踪飞机。
应用热释电摄像管的热成像系统，频谱响应宽，长波峰值可延伸到14微米，无需制冷，并具有与普通电视兼容、操作简便等优点。在无调制情况下，能区别固定景物和运动目标，发现热辐射变化的物体。在加调制后，能观察固定目标。其缺点是空间分辨率尚差。
3.1 第一代红外热像技术
热成像技术的发展始于上世纪50年代，起初只能研制出基于单元器件的热像仪，场频较低，只限于小范围应用。直到20世纪70年代中长波碲镉汞(MCT)材料与光导型多元线列器件工艺成熟之后，热像仪才开始大量生产并装备军队。热像仪的种类繁多，可大致分为二类：一类是通用组件化的热像仪；另一类是按特殊要求设计的热像仪。
美国发展的是60元、120元与180元光导线列器件并扫的通用组件化热成像体制。它们的帧频与电视兼容，也是隔行扫描制，每场只有60行、120行和180行，并分别由同步扫描的60元、120元和180元发光二极管对应地显示每帧的图像。在欧洲，以英国的热像仪为代表采用了串并扫体制。它以扫积型光导MCT探测器为基础构成了英国的第二类通用组件热像仪。这是一种完全电视兼容、分辨率与普通电视相同的热像仪。不论串扫、并扫或串并扫体制的热像仪都需要光机扫描。因此，此类热像仪统称为第一代热像仪。
3.2 第二代红外热像技术
最近，正在大力发展不用光机扫描而用红外焦平面阵列(IRFPA)器件成像的热像仪。由于去掉了光机扫描，这种用大规模焦平面成像的传感器被称为凝视传感器。它的体积小、重量轻、可靠性高。在俯仰方向可有数百元以上的探测器阵列，可得到更大张角的视场，还可采用特殊的扫描机构，用比通用热像仪慢得多的扫描速度完成360。全方位扫描以保持高灵敏度。这类器件主要包括InSb IRFPA、HgCdTeIRFPA、SBDFPA、非制冷IRFPA和多量子阱IRFPA等。此类热像仪被称为第二代热像仪。
3.3 第三代红外热像技术
第三代红外热像技术采用的红外焦平面探测器单元数已达到320x240元或更高(即105-106)，其性能提高了近3个数量级。目前，3μm-5μm焦平面探测器的单元灵敏度又比8μm-14μm探测器高2～3倍左右。因而，基于320x240元的中波与长波热像仪的总体性能指标相差不大，所以3μm-5μm焦平面探测器在第三代焦平面热成像技术中格外的重要。从长远看，高量子效率、高灵敏度、覆盖中波和长波的HgCdTe焦平面探测器仍是焦平面器件发展的首选。
3．4 红外技术的发展趋势
红外技术的发展以红外探测器的发展为标志，可以从红外探测器的发展来推断其发展趋势。
(1)红外焦平面器件发展到高密度、快响应、元数达到106—10。元以上的大规模集成器件，由二维向三维多层次结构发展，在应用上就可以实现高清晰度热像仪，极大地缩小整机体积，增强功能。
(2)双色、多色红外器件的发展使整机可同时实现不同波长的多光谱成像探测，成倍扩大系统信息量，成为目标识别和光电对抗的有效手段。
(3)探测器在焦平面上实现神经网络功能，按程序进行逻辑处理，使红外整机实现智能化。
(4)提高探测器工作温度，高性能室温红外探测器和焦平面器件是发展重点之一，不需要制冷器，将会使整机更精巧、更可靠，从而实现全固体化。
(5)提高成品率，降低价格。
4 夜视技术的未来发展
4．1 红外热成像技术与徽光成像技术的比较
由于工作原理不同，红外热成像技术与微光成像技术各有利弊。
(1)红外热成像系统不象微光夜视仪那样借助夜光，而是靠目标与背景的辐射产生景物图像，因此红外热成像系统能24小时全天候工作。
(2)随着计算机技术的发展，很多红外热成像系统具有完整的软件系统以实现图像处理、图像运算等功能，图像质量大大改善。
(3)红外辐射比微光的光辐射具有更强的穿透雾、霾、雨、雪的能力，因而红外热成像系统的作用距离更远。
(4)红外热成像能透过伪装，探测出隐蔽的热目标，甚至能识别出刚离去的飞机和坦克等所留下的热迹轮廓。
(5)微光夜视仪图像清晰、体积小、重量轻、价格低、使用和维修方便、不易被电子侦察和干扰，所以应用范围广。
(6)微光夜视仪的响应速度快，利用光电阴极像管可实现高速摄影。
(7)一般微光成像面为连续靶面，期间的分辨率很高，目前最高达到90lp／ⅡHn。相当于l 600以上的电视行。
(8)微光夜视频谱响应向短波范围扩展的潜力大，包括高能离子、x射线、紫外线、蓝绿光景物的探测成像基本上都是基于外光电转换、增强、处理、显示等微光成像技术原理口。
从学科和技术发展的角度看，红外技术有一定优势。可见光的存在是有条件的，而任何物体都是红外源，都在不停地辐射红外线，所以红外技术的应用将无处不在。目前，在近距离夜视方面，由于微光夜视仪价格低廉，图像质量也较好，仍然占据主要地位。随着红外器件价格的降低，红外热像仪必将大有作为。而在远距离夜视方面，红外热像仪的作用更为突出。
4．2 微光图像和红外图像的融合
在微光与红外技术各自不断进展的时期，考虑到二者的互补性，在不增加现有技术难度的基础上，如何将微光图像与红外图像融合以获取更好的观察效果，成为当前夜视技术发展的热点研究之一。
微光图像的对比度差，灰度级有限，瞬间动态范围差，高增益时有闪烁，只敏感于目标场景的反射，与目标场景的热对比无关。而红外图像的对比度差，动态范围大，但其只敏感于目标场景的辐射，而对场景的亮度变化不敏感。二者均存在不足之处。随着微光与红外成像技术的发展，综合和发掘微光与红外图像的特征信息，使其融合成更全面的图像已发展成为一种有效的技术手段。夜视图像融合能增强场景理解、突出目标，有利于在隐藏、伪装和迷惑的军用背景下更快更精确地探测目标。将融合图像显示成适合人眼观察的自然形式，可明显改善人眼的识别性能，减小操作者的疲劳感。
