觀點投書：中科院技術大突破「─熱像夜視鏡」？真是嚇了好大一跳！

這幾天看到新聞電子媒體刊登《夜視鏡不怕國際斷貨了，中科院技術突破開發夜視晶片繞過光放管限制》這一篇報導，以朝聖的心情，拜讀的其中的文章與分析後，裡面的內容，著實讓榮民伯大吃一驚。雖然榮民伯有很多中科院服務的好朋友，針對夜視光電科技革新，也充滿著高度的熱忱及興奮；但是仍然希望決策的長官們，不要一下子就產生「感覺發現新科技，就覺得好棒棒」的錯覺。

話說榮民伯還在服役的時候，就耳聞咱們中科院正在大力發展室溫型熱像晶片，榮民伯當時認為：反正只是研究，頂多會投入手持還是車載觀測系統，或是無人機EO/IR的優化，應該不為有長官真的心臟夠強，認為能拿來取代頭戴夜視鏡，想想終究無傷大雅，所以倒也沒太放在心上。

沒想到今天看到媒體的文章，還強調中科院表示：「美國、中國大陸及歐洲等國家已將熱像夜視鏡投入主流戰場使用」，想說現在都雙十節了，距離農曆七月還有蠻長一段的時間，怎麼還能把我嚇了一跳？

所謂「熱像夜視鏡投入主流戰場使用」這種說法，其實並不完全正確，因為這需要很多的配套方案；如果只是要「單純」把室溫型熱像科技，投入到頭戴式裝置，基本上就是天方夜譚了；除了美軍跟北約根本沒有配賦頭戴式熱像儀之外，就連中共都沒有公開「曾經」或「已經」正式編制使用的紀錄；這種說法，聽起來真的像是單純的話術，不管是績效推廣還是宣揚國威，都不應該說得好像頭戴式熱像儀（還是報導稱的熱像夜視鏡），真的是天下無敵一樣。

更讓榮民伯皺眉的是，國防部正在推動後續的夜視鏡採購，才積極地爭取特別預算，中科院這個「亦敵亦友」的科研機構，居然「又」出來跟軍備局生產製造中心同室操戈、互相競爭，仔細看看中科院這回提供媒體報導的照片與對照表格，根本就是針對頭戴型夜視鏡分析（話說您也拿一具狀態正常的夜視鏡才公平嘛……），而所謂「項莊舞劍，意在沛公」，這種「濃烈的企圖心」，實在只能心領神會囉。

所謂「兄弟爬山、各自努力」，就連美陸軍PEO Soldiers、NVESD也不時與DAPRA互相競爭，但是基本上還是同類型的計畫中，還是會事先界定任務屬性與專案性質的差別。再往下講之前，還是要先聲明：基於《公務人員服務法》的規定，榮民伯目前並沒有從事夜視鏡或熱像儀的相關研產設計與售賣工作，當然，也沒人付費給榮民伯寫這些文章；發表這些意見，雖然應該會得罪人，但是針對報導的內容，榮民伯還是要基於本心，說一下自己的意見：

一，頭戴式熱像裝備的設計與挑戰

咱們中科院完成Vox製程的懸空微橋像素技術的開發，並且能與CMOS ROIC整合，並不是最近才發生的事；早在幾年前，好幾場學術發表會與軍民通用科技展示場合，就已經對外界展示過了，榮民伯也曾經有幸，去參觀過相關的設備與實驗室。 （相關報導： 揭仲專欄：解碼115年國防預算─義務役大量進入主戰打擊部隊 ｜ 更多文章 ）

依據榮民伯以往的經驗與觀察而言：頭戴式熱像裝備（Helmet-Mounted Thermal Imager, HMTI），美陸軍NVESD早在1999年就有相關的研究，約莫在2003至2005年間左右，也曾經執行某些特定場景的測試驗證，但始終沒有正式成為一個「標準產品」。

室溫型熱像儀有許多不同類型的運用，最大宗的大概是車載觀測的構型，其實手持式輔助設備也是不少；另外像是美陸軍的FSW-1熱像瞄準鏡，大概就是目前單兵數位化武器瞄準具裝備的代表作，同時也有很多其他類型的應用。但是，為什麼「頭戴型『純』熱像儀」的裝備，並未見到大量的應用或部署？就因為經過許多的測試與評估之後，發現在真實作戰場景，問題可不少：

二，空間迷向與視覺延遲

任何數位式影像裝備，無可避免的都有「影像延遲」的問題，差別只是在延遲時間的長短；而頭戴式裝備，受限於晶片等級與電源供應條件，影像延遲個百來毫秒（ms）的確不在話下，所謂「失之毫釐、差之千里」，操作者只要一轉頭，目標就可能已經跑掉了；就連號稱全數位化的IVAS-1.0及1.1版，都免不了有影像延遲的現象，這也是被美軍詬病且亟待克服的問題之一；真要是在接敵應及作戰時，這小小的延遲，可能就會產生致命的效果。

三，視覺限制與深度感知不足

紅外線的灰階影像，本身就缺乏景深（Depth Perception）的機制，所以極難判斷影像中物件的遠近或深淺，就算是以「後端上色（Fake Color）」的模式，也只是看起來有顏色、很新奇而已，其實一點用都沒有。也就是說：今天如果在沒有輔助標記或參考點的情況下，30cm、1m與5m深淺的坑洞，看起來幾乎一樣，單純用熱像儀的影像，是分辨不出有多深，只有自己掉下去才知道很痛。

在2008至2009年間，曾經有兩、三家代理商，拿著國外的頭戴式單眼單筒熱像儀研發原型，展示給榮民伯及同仁測試，據說代理商也跑去向軍種與兵監測評教官推介展示，指示當時的迴響並不十分熱烈；光是榮民伯配戴於頭盔上，在另一眼是真實視覺的狀態下，以單眼觀測、操作與活動，就已經感覺方向與空間感錯亂；一旦雙眼都是灰階視覺，長官們真的有勇氣放心地讓第一線部隊在前線使用？

四，額外重量與環境耐受性差異

傳統光放管夜視鏡，只需要1枚3號電池就能夠操作12個小時，就算是生製中心新的TS113式雙眼雙筒夜視鏡，也是增加1組外接電池盒；而室溫型熱像，相應的電力需求遠大於傳統光放管，所以額外跑出來的電池重量，勢必增加單兵原本就已經相當沉重的配重負荷。

而室溫型熱像儀的光學鏡組又與傳統夜視鏡不同，嬌貴又特殊的鍺或矽材質的鏡頭，以往都需要另外增加保護鏡來防護，究竟熱像能不能如石英光學鏡片承受戰術動作的撞擊與磨損？以前榮民伯常常接到要更換車載熱像儀保護鏡的申請，車用裝備尚且如此，一旦在更劇烈的單兵戰術動作之下，頭戴式裝備碰撞或摔落的機率更高，要是熱像鏡組因為訓練或戰術動作損壞，到時候是如何維修還是更換？

再說，室溫型熱像儀的作業原理是偵測紅外線輻射熱，所以對周遭環境溫度十分敏感，一旦變成頭戴型裝置，模組本身的機構保護勢必要縮裝，防護強度一定低於固定式裝備，在臺灣夏季的高溫環境下，會不會受影響？

五，操作條件限制 （相關報導： 揭仲專欄：解碼115年國防預算─義務役大量進入主戰打擊部隊 ｜ 更多文章 ）

此外，純熱像還有一堆物理上的技術限制，除了前面提到缺乏景深，運動中容易摔傷之外，其他像是長波紅外線波段無法穿透玻璃、水面等高密度物體（在0.5m的距離外，原則上超過0.4mm厚度的一般可見光玻璃就沒輒了），所以基本上不可能戴著熱像儀在無光條件下駕車、駕駛直升機，甚至是水下作戰了，想要進行隱蔽或滲透作戰，基本上就是免談；相同的，在黑暗無光環境下中，閱讀文件或地圖也會受限，因為紙張的溫度一樣，看起來就是一片白（黑）；再者，遠距目標辨識能力差，環境對比度過低的時後，就算是熱像也是完全看不清。

也許有人說：咱們在增加個CCD與近紅外線NIR波段相互搭配不就好了？說真的，等到您真的能整合CCD、NIR與LWIR系統到頭戴式裝備上，那麼榮民伯要恭喜你：咱們國造的IVAS就能華麗地問世了。

這些缺點當然不是榮民伯自己說了算，美國國家研究院的研究報告、NASA對頭戴裝備的分析、以及DHS的SAVER評估，這些官方文件與期刊論文都告訴我們：把「純熱像」裝備頭戴化，放到戰場上就是在會出代誌啊。

美國軍方的研發經驗

美陸軍DEVCOM C5ISR下轄的NVESD以及PEO Soldiers這兩個單位，從增益型夜視鏡（ENVG）系列產品，到目前持續發展中的IVAS（Integrated Visual Augmentation System），都有針對頭戴式數位化夜視裝備，進行深入的研究；而DARPA玩得更大，找了10所大學與研究機構，正在執行ENVision系統，目標是把夜視、熱像、與擴增實境，融合成下一代「眼鏡型」的數位夜視系統。

而參照目前歷次所公布的官方資料、期刊與研究報告，都說明透過這些系統的研發歷程，已經清楚指出：單純熱像系統，並不足以作為主流戰場視覺工具，必須結合微光增強、數位融合、擴增實境AR甚至是混合實境MR資料，才能保證單兵在黑暗環境下仍有可靠的態勢感知，在數位化的基礎下，透過通訊串連，才能再發揮AI人工智能的效果。而報導指出中科院對熱像夜視鏡的說法，尤其是文章中提到：「熱像夜視鏡全面數位化，可支援影像儲存、AI辨識等……」，報導中講的大放異彩，在對照表裡卻註明「可導入」，這看起來就像純純的話術啊。

咱們現在不過有個室溫型晶片而已，其他號稱要支援導入AI辨識所需要的動態感測器、光達（LiDAR）、快速運算核心與通訊模組在哪裡？您沒說，榮民伯也沒發現啊。

光放管會斷貨嗎？

在這裡，榮民伯不代表任何廠商發言。但是依據美國防部FY2025的報告：目前美軍依然大量採購傳統光放管與夜視鏡，而且應該還會一路買下去；而各個軍工產業，除了持續大量生產光放管之外，各種相關的夜視應用科技，也仍然一直向前邁進；之前是因為俄烏戰爭，全球都在搶光放管，一時「洛陽紙貴」，所以才會發生交貨遞延的狀況。

不管是歐洲、美國、以色列、捷克甚至是俄羅斯，看著俄烏戰爭激發出來的需求，早就在2022年第一季起，就紛紛卯起來擴建或恢復了Gen-3高階光放管產線，現在的光放管產能，經過了各家大小廠3年的調整，存量應該已經十分充沛了，依據某代理商業務代表的說明，歐洲某廠前年底擴（復）線的工廠，號稱一天正常班就能生產500至800根光放管，這還只是一條生產線，不算複線與加班製造的數量，所以有關光放管是不是真的缺貨，以及之後會不會發生像葡式蛋塔的效應，真的就見仁見智了。 （相關報導： 揭仲專欄：解碼115年國防預算─義務役大量進入主戰打擊部隊 ｜ 更多文章 ）

依據各種軍事觀察家與軍工產業的分析：ENVG已儼然是未來10到15年的發展趨勢，而IVAS與ENVision，也極有可能是下一代數位夜視系統，這一些設計，才是我們應該參考的方向。

建議的應用方向

所謂「互相漏氣求進步」，室溫型熱像科技，能應用在許多不同類型的裝備之上，但是在解決前面提到的這些問題之前，室溫型熱像現階段真的不適合拿來當作「取代直接視覺」的頭戴式裝備；榮民伯個人建議中科院的好朋友與科學家們，在室溫型熱像研發與後續應用上，可考慮下列方向：

槍用瞄準鏡（如 FSW-1）

將室溫型熱像模組，應用在槍械瞄準鏡上，除了可在低光環境提升射擊精度，並且可以參考美陸軍Nett Warrior的機制，增加數位化與通訊的配套措施，以鏈結真實的AI功能。

手持設備、載具環周或瞄準裝備─

手持觀測裝備是萬年不敗的趨勢，榮民伯以前本來想設計能通過消防認證的手持熱像儀，但是因為自己不怎麼耐烤，所以只好作罷；但是如果針對裝甲車或無人機EO/IR系統，將現有的成果組裝在載具上，除了可以免除供電負擔的因素之外，還能發揮其遠距與全天候觀測能力，並且有效降低成本。

強化影像融合Fusion目標

運用軍民通用機制與國內產業力量，結合微光增強、熱像與AR顯示，參考ENVG與 IVAS的設計理念，創造真實與輕量化的融合影像系統，既可提升態勢感知，也能夠避免單純頭戴熱像裝備的致命缺點。

以ENVG-B與FWS-I的資料鏈為例，光放管+熱像融合，再疊加武器瞄具串流與AR提示，就能在現有頭戴重量與人因負荷內，提供最大化的態勢感知。

結論與建議

中科院在室溫型熱像晶片上的自製突破，榮民伯我當然要用力給掌聲，但這個技術成就，真的非常不建議朝向「頭戴化」設計強行再發展；套句當下的流行語就是：「做得很好，但是別再做了。」

不要好像覺得光放管科技已經過時了，至少美陸軍自己還在大力推動ENVG-B增益型夜視鏡科技；紅外線熱像儀雖然有它的優勢，但是頭戴式熱像儀這種不周全的思路並不是突破，而是拿國軍弟兄姊妹的生命開玩笑，在戰場上可沒有回頭路，每一個微小的延遲或誤差，都可能帶來致命的後果。

科技的發展，應該朝向正確的方向，才不會因為一時思緒不周，造成後面的大問題。依照現行發展趨勢，頭戴式觀測裝備，還是必須結合影像融合、擴增實境、微光增強，才是可行的戰術應用。

＊作者為陸軍備役上校。

【參考文獻】

1.National Research Council. (1995).Human Factors in the Design of Tactical Display Systems for the Individual Soldier. Washington, DC: The National Academies Press. (nap.nationalacademies.org)

2.Rash, C. (2006).Introduction to Helmet-Mounted Displays. U.S. Army Aeromedical Research Laboratory. (usaarl.health.mil) （相關報導： 揭仲專欄：解碼115年國防預算─義務役大量進入主戰打擊部隊 ｜ 更多文章 ）

3.NASA. (1989).Helmet-mounted pilot night vision systems: Human factors issues. (ntrs.nasa.gov)

4.DHS. (2024).SAVER Night Vision Devices Assessment Report. (dhs.gov)

5.Wagner, M.J., & West, P.C. (1998).Technology from the War Zone: Thermal Imaging, Saving Lives in the Hot Zone. National Fire and Rescue. (apps.usfa.fema.gov)

6.https://www.dote.osd.mil/Portals/97/pub/reports/FY2024/army/2024ivas.pdf

7.U.S. DoD DOT&E (2024): Integrated Visual Augmentation System (IVAS)— FY2024 Annual Report.(dote.osd.mil)

8.DARPA (Program Page & News, 2022): ENVision— Enhanced Night Vision in Eyeglass Form.(darpa.mil)

9.L3Harris (2024–2025): ENVG-B Production Orders.(L3Harris® Fast. Forward.) （相關報導： 揭仲專欄：解碼115年國防預算─義務役大量進入主戰打擊部隊 ｜ 更多文章 ）

10.圖片來源來自L3Harris、DARPA及美陸軍PEO Soldiers官方網站及網路擷取資料。