1. 개요
아래에서 설명하는 세대 개념은 광증폭식 영상증배관에 대해 미 정부 기관인 US Army Night Vision and Electronic Sensors Directorate (NVESD)에서 지정해서 하달하는 것으로 미국 야간투시장비 제조업체들은 이 세대 개념을 그대로 사용하고 있다. 하지만 프랑스의 PHOTONIS는 미국식 기준을 사용하지 않고 XD-4, XR-5, 4G같은 자체 기준을 만들어 사용하며[1], 러시아의 경우 성능 측정 기준이 관대한 편이라 서유럽이나 미국의 데이터와 1:1로 비교하기 어렵다. 그래서 모든 영상증배관을 하나의 기준으로 비교할 수는 없다.2. 0세대 (액티브식)
세계 최초로 개발된 광음극은 1929년 Ag-O-Cs 화합물로 만든 S-1 광음극이다. 이 광음극은 세슘으로 이루어진 덕분에 적외선을 감지할 수 있었다. 이를 응용한 야간투시장비를 처음 실전 배치한 것은 나치 독일군으로, 1935년 독일 전자장비 회사 AEG가 개발하고 1939년 독일군에 도입되었다. 야간투시장비의 핵심기술인 광음극 제작 기술은 비슷한 시기 미국에서도 발명되었으며 미군 역시 제 2차 세계대전에서 M3 적외선 조준 카빈을 오키나와 전투에서 사용한 바 있다. 일본군은 야습을 자주 감행했고 전투의 첫 7일간 일본군 사망자의 3할이 M3 카빈에 맞아 죽었을 정도로 효과가 좋았다고 한다.제2차 세계 대전 당시 처음 등장한 0세대 야간투시장비는 전자 증폭기 없이 광음극과 형광스크린만 이용한 야간투시경이다. 전자를 증폭하는 기술이 없다보니 가시광선에 가까운 적외선(근적외선)을 직접 비춘 다음 반사되어 오는 적외선을 광음극을 통해 전자로 변환, 20kV 정도의 고전압을 가해 가속시킨 후 형광스크린에 충돌시켜 가시광선으로 바꿔주는 초보적인 방식을 썼다. 직접(액티브) 적외선을 비추어서 그것으로 보는 것이므로 액티브식 야간투시장비라고 부르는 것이다. 밤에 어두우면 전등으로 비추어서 보는 것과 같은 원리인데, 다만 비추는 전등을 적외선 전등으로 바꾸고 보는 장비를 그냥 눈이 아니라 적외선을 감지할 수 있는 광음극으로 바꿔 썼다고 보면 된다.
광음극은 광전효과를 통해 입사된 광자를 통해 광전자를 생성한다. 입사된 빛(광자)이 특정 물질에 닿으면 그 에너지로 인해 물질에서 전자가 방출되는 원리이다. 광전효과는 일반적으로 강한 에너지를 띈 가시광선, 자외선, X-선, 감마선같은 짧은 파장의 빛을 통해서만 발생한다. 따라서 광자당 124meV 이하의 에너지를 갖는 적외선과 전파를 통해서는 일어날 수 없다. 하지만 광전효과를 이용하는 야간투시경의 광음극은 적외선을 감지할 수 있다. 이는 대단히 낮은 일함수(work function)을 가진 알칼리 금속, 특히 모든 금속 원소 중 가장 낮은 이온화 에너지를 가진 세슘을 주로 사용한 코팅을 광음극에 적용했기 때문이다. 사실 세슘 원자도 적외선으로 광전효과를 일으키기에는 너무 높은 이온화 에너지(427meV 이상)를 요구하지만, 은-산화세슘 복합음극(S-1 광음극)또는 수은-카드뮴-텔룰라이드, 나트륨-칼륨-안티몬-세슘(S-20 광음극) 같은 적절한 합금을 제작하여 광자당 124meV이하의 에너지로도 전자를 방출할 수 있는 광음극을 제작한 결과 적외선으로도 광전효과를 일으킬 수 있게 되었다.
이러한 특수 알칼리 금속 합금으로 만들어진 광음극은 종류에 따라 적외선에는 광전효과를 일으키면서 오히려 통상 금속과 다르게 자외선이나 감마선으로는 광전효과가 잘 일어나지 않게 된다. 그래서 야시경의 영상증배관을 통해 자외선보다 짧은 파장의 빛을 관측하기 위해서는 신틸레이터라는 장비가 필요하다. 이를 영상증배관에 붙여서 사용하면 감마선이나 자외선도 볼 수 있게 된다.
2.1. 단점
이 장비는 적에게 같은 적외선 감지 장치가 있으면 적군은 직접 적외선을 비출 필요도 없이 아군의 위치를 고스란히 알 수 있게 되고 장치 자체도 몹시 덩치가 큰데다 배터리가 무겁기도 하고 빨리 닳아버리는 등 골치아픈 단점이 있었다. 하지만 그런 기술이 그다지 많지 않았기에 밤중에만 사용하는데다 이걸 들고 공격이라도 하면 적군은 어디서 쏘는지조차 모르고 갈팡질팡하다가 공포에 휩싸였다고 한다. 하지만 당시 적외선 소자가 고가여서 일선에서 썼다고 하기에는 상당히 무리가 있고 기갑국에서도 그토록 원했었던 전차용 야간투시경도 판터 G형이 나오는 1944년도에 나와서 전장에 영향을 줬다기에는 숫자가 적다.2.2. 종류
2.2.1. 기갑장비 부착용
FG 1250 야간투시경을 5호 전차 판터에 장착한 모습, 위 사진처럼 전차장에게만 하나 달아주는 것을 방식 A, B방식은 2가지 유형이 있으며 서술의 편의성을 위해 1,2 로 서술한다. 독일군은 2가지 유형을 모두 B형이라고 불렀다. 전차장과 포수 페리스코프에도 이미지 컨버터로 야시경 시야를 제공하는 것을 방식 B형 1형식 이라고 한다. 현재 B형1형식을 장착한 판터의 경우 파괴된 사진 3장만 전해진다. B형 2형식은 차체 포수, 운전수용, 대공기관총 결합 형 전차장 큐폴라에 장착되었다. 2형식은 격파되어 판터 A형에 장착되었던 사진이 한장 전해진다. 모형회사인 드래곤에 발매한 대부분이 밤피르 장착 판터가 2형식이라 할 수 있다.
형식은 Sd.Kfz.251/20이며 Uhu(올빼미)라고도 부른다. 밤 중에 적군의 위치를 실시간 광역 탐지하는데 유용했다고 한다. 제2차 세계 대전 후반 독일 육군 기갑부대에서 5호 전차 판터에 이 장비를 설치해 동부전선과 서부전선에서 운용한 적이 있다.
2.2.2. 개인 휴대용
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| 밤피르 적외선 투시 스코프를 장착한 독일제 StG44 소총을 들고 있는 영국군. 1946년, 무기 연구소에서 시연중. |
당연히 이런 장비는 미국에서도 개발하고 있었으며 M2 카빈에 0세대 야간투시경을 달아놓은 무기를 M3 카빈이라고 부른다. 이 장비는 제 2차 세계 대전 말 1945년 4월 오키나와 전투 때부터 한국전쟁까지 쓰였다. 등 뒤에 6V 납축전지를 매고 텅스텐 백열전구에 IR 필터를 씌운 조명을 광전관 스코프 위에 올린 장비다. 권총 손잡이 형태의 조명 스위치가 달려 있고 전용 소염기가 장착되었다. 배터리에는 20kV로 전압을 올려주는 승압기가 달려있는데 광전관의 형광스크린을 작동시키 위해서는 CRT와 마찬가지로 강력한 전기장을 형성해 전자를 가속할 필요가 있기 때문이다.
M2 카빈에 장착하도록 설계된 이유는 다음과 같다. M3 카빈에 장착된 M2 야간투시장치의 야간 투시 가능 거리가 70미터도 되지 않았기에 장거리 사격이 가능한 M1 개런드 같은 소총에 부착할 이유가 없었고 그렇지 않아도 장비 무게가 무거운데 M1 개런드에 달면 더 무거워질 것이기에 가벼운 M2 카빈에 장착한 것이다.[2] M2 카빈의 유효사거리는 70미터 정도는 충분히 커버할 수 있으면서도 단발 사격만 가능해 저격용으로 적합했다.
한국전쟁이 잊힌 전쟁이라 불릴 정도로 인지도가 낮고 2차 대전 때에는 M2 카빈과 야간투시경 모두 유럽 전선이 아닌 일본군을 상대로만 사용했기 때문에 등장하는 매체는 거의 없다시피했지만 배틀필드 V에서 등장한다.
전자 증폭기가 없는 0세대 야간투시경은 광증폭식이라 할 수 없다. 하지만 전자 증폭기만 빼면 1세대 야간투시경과 완전히 같은 원리로 작동하기 때문에 세대 개념에서 연장선상에 놓고 있다. 디지털 촬상소자인 CCD가 개발된 이후에는 광음극의 역할을 CCD가 대신하고 있다. 그래서 CCTV나 일부 캠코더 제품도 적외선을 조사해 야간에 사용이 가능하다. 같은 원리로 IR 라이트만 있다면 휴대전화에 내장된 카메라로도 (적외선필터를 제거한다면) 0세대 야시경처럼 써먹을 수 있다. 카메라의 센서로 주로 쓰이는 CMOS 나 CCD는 적외선을 포함하는, 인간보다 넓은 스펙트럼의 빛을 감지할 수 있기 때문이다. 몇 십년전에는 최첨단 군용 기술이었던 적외선 감지 기술이 오늘날에는 민간인 누구나 사용할 수 있을 정도로 보편화 된 것이다.
2.3. 현대의 0세대
야전에서는 이젠 완전 도태되어가는 방식이지만 사냥이나 고정기지 방어용으로는 유용하다. 대출력의 IR 라이트를 여러 개 켜두고(배터리 방식이 아닌, 전원 공급원이 있는 방식) 주변경계인원은 패시브로 느긋하게 보고 있는 방식으로 운용되기도 한다. 고정식이고 전원공급선이 있어서 배터리 문제가 없고 무게도 문제가 되지 않는다. 라이트가 외부로 노출되어 무력화될 수 있기는 하지만, 어차피 적은 침투하려면 최소한 IR 라이트의 전원을 차단해야 하므로 차단되는 시점에서 이미 누군가 침투하고 있다는 사실을 경고하게 된다. 또한 공격하는 입장에서는 수비용의 IR 라이트가 너무 눈이 부셔서 때로는 야간투시경의 자동차단 기능을 작동시킬 정도로 고출력이어서 야간투시경을 사용하기 힘들게 만든다. 그렇다고 맨눈으로 침투하자니 눈앞이 보이지 않게된다. 이런 저런 이유로 들고다니지는 않지만 고정용으로 사용한다,3. 1세대 (광증폭식, 패시브식의 시작)
베트남전때 개발된 1세대 야간투시 장비가 광증폭식이다. 광증폭식이라는 이름에서 알 수 있듯이 전자 증폭기를 설치해 적외선 조명 없이도 야간 투시가 가능해졌다. 0세대 야간투시경과의 결정적 차이점은 바로 이 전자 증폭기의 유무이다. 희미한 빛이 광음극을 거쳐 희미한 양의 전자로 변환되고, 얼마 안되는 이 전자들이 전자 증폭기를 통해서 가속되고 증폭되어 형광 스크린에 닿으면 광증폭된 상이 나타난다.전자증폭기는 광음극(Photocathode)이 생성한 1차 전자를 증폭해 다른 2차 전자 방출 전극(Dynode)으로 정확히 보낼 수 있도록 45°정도로 비스듬하게 기울어진 Dynode 여러 개로 구성된다. Dynode에는 배터리에서 공급 받은 전류가 높은 전압으로 흐르고 있으며 이 에너지를 이용해 전자를 가속한다. Dynode는 후반으로 갈 수록 저항이 적게 설치되어 점차 높은 전압을 가해줌으로서 충돌할 때 마다 전자를 증폭, 가속시킨다. 이 전자들이 Anode 역할을 하는 형광스크린에 충돌하여 다시 가시광선으로 변환되면 비로소 눈으로 볼 수 있는 증폭된 영상을 만들어낸다.
1세대 야간투시경은 어안렌즈 현상이 심하기 때문에 특정 대상을 바라볼 때 더 밝게 보인다는 점을 제외하면 사용하지 않을 때보다 환경을 자연스럽게 인식하기 힘들다.
3.1. AN/PVS-2
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| M16A1과 AN/PVS-2 |
베트남전 사진에서 미군이 M16 위에 무슨 대포 렌즈 달린 카메라 비슷한 것을 달고 있다면 AN/PVS-2라고 보면 된다. 1세대에 사용한 것은 주로 S-20 광전음극이나, S-25를 사용한 경우도 있긴하다. 두 광음극은 멀티 알칼리 금속 합금으로 제작되었으며 S-25 광음극이 더 민감하다.
3.2. 현재의 1세대
현재로서는 매우 구식이지만, 민수용으로는 여전히 1세대형이 만들어지고 있다. 야생동물을 근접관찰하는 환경에서는 자동차단같은 거창한 성능이나 500m 거리의 인간식별같은 고성능까지는 필요없기도 하고, 아무래도 싼 가격에 만들 수 있기 때문이다. 다만 증폭성능은 몇십에서 몇백배 수준밖에는 안되는 제품이라 적외선 라이트 없이는 맨눈보다 살짝나은 정도이다. 그래서 적외선 조명이 필수적이며, 증폭보다는 남들이 적외선을 보지 못하는 상태에서 내가 시각적 우위를 가지는 데 목적이 있다.군용 1세대는 성능이 어느 정도 쓸만하다. 해상도가 우수하고 노이즈또한 적고 증폭관 여러개를 연결해 증폭성능도 무식하다. 현대에 더 이상 안 쓰이는 이유는 1천 시간 미만의 짧은 수명, 킬로그램단위의 무게때문이다.
4. 2세대
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2세대는 1세대의 성능을 개선해서 2만배까지 증폭시키고, 렌즈 주변부 화질도 개선되었으며 이를 통해 더 뚜렷하고 밝은 상이 보이게 되었다. 2세대 영상증배관을 통해서야 비로소 정말로 달이 없는 밤에도 별빛만으로도 제대로 보이기 시작하고, 신뢰성도 썩 좋아졌다.
4.1. 대표모델: AN/PVS-4, AN/PVS-5
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양안간 연동 부품이 있어 한 쪽 경통을 좌우로 이동시키면 자동으로 다른 경통도 그 만큼 벌려지거나 좁혀지는 방식으로 IPD 조절을 한다. 접안렌즈가 네모난 하우징 안에 들어있기 때문에 직접 조정할 수 없어서 대물렌즈 근처에 접안렌즈 조정장치를 부착해 조정할 수 있도록 되어있다. 조종사용으로 사용할 때와 PASGT 헬멧에 함께 착용할 때 각각 스트랩의 위치를 변경 할 수 있도록 똑딱이가 여러 군데에 달려 있다. 전원 노브는 PVS-7과 비슷한데 하부에 달려 있다.
PVS-5는 두부 조절끈과 폼 패드로 얼굴에 밀착하는 방식으로 착용하는 데, 여름철이면 접안렌즈에 습기가 차서 흐려지는 문제점이 있었다. 그리고 움직이다 보면 가뜩이나 무거운 무게로 인해 계속 착용 위치가 흐트러져서 중간중간 조정해주어야 한다는 단점이 있다. 그래서 LITTON사가 ANVIS 마운트와 호환되는 COBB 하우징을 제작해 위의 문제점을 해결하려 했다. 함께 출시된 BA-5567 배터리 2개를 사용하는 배터리팩이 인상적이다. 접안렌즈는 ENVIS 접안렌즈로 교환할 수 있다.
AN/PVS-4, AN/PVS-5가 대표적인 2세대형 모델이다. 미군이 ' 우드랜드' 입고 다니던 시절, 왠지 네모난 느낌의 바디를 가진 야간투시경을 얼굴에 달고 있다면 2세대인 AN/PVS-5라고 보면 된다. 마찬가지로 우드랜드 입고 다니면서 대포 렌즈를 M16 위에 달고 다닌다면 AN/PVS-4이다. 3세대 영상증배관을 제조, 수입할 수 있는 일부 선진국을 제외한 대부분의 나라가 아직 2세대를 주력으로 쓰고 있다.
위의 두 장비에 쓰이는 영상증배관은 각각 OMNI1, 2 계약 때도 생산되었다. 하지만 이들이 PVS-5에 쓰이지는 않았고 미군은 바로 PVS-7으로 넘어갔다.
2세대 후기형 정도 되면 자동차단 기능을 갖춘 것이 등장한다. 영화같은데서는 야간투시경을 쓴 적의 눈앞에 조명탄을 들이대서 눈을 멀게 만들곤 하는데, 이건 2세대 모델 중 좋은 것에는 통하지 않는다고 보면 된다. 물론 해당기능은 3세대에서도 항상 있는 것은 아니기 때문에 100% 장담은 못한다.
4.2. 개량형: Gen2+, SuperGen
SuperGen 영상증배관은 1989년 Jacques Dupuy와 Gerald Wolzak에 의해 개발되었다. 미국은 이러한 세대를 따로 인정해 주지 않았지만 기존 2세대 영상증배관보다 두 배 이상 광음극 감도를 높이고 노이즈를 줄이는 데 성공한 제품이다. 2세대 영상증배관은 제작비용이 3세대 영상증배관에 비해 저렴한데, 3세대 영상증배관에 맞먹는 성능을 가진 슈퍼젠 튜브의 개발은 혁신이었다. 광음극 감도가 700uA/lm에 달하고 자외선 영역부터 950nm 파장의 범위까지 감지할 수 있어 3세대와 비교해도 크게 부족하지 않았다. 이 기술은 결국 미국에서는 사장되었지만 프랑스로 수출되어 Photonis사에 의해 연구개발이 계속 되었다. 이후 Photonis에서 개발한 4G 튜브의 원형이 되는 기술이다.3세대보다 저렴하면서도 어느 정도 빛이 있는 상황에서는 크게 성능이 떨어지지 않는다는 점에서 민수용으로 주로 사용된다. 다만 증폭율이 아니라 감지가능한 파장의 범위를 늘려 밝기를 높인 것이기 때문에 빛 차단 필터를 함께 사용할 경우 밝기가 확연히 감소할 수 있다.
5. 3세대
원리는 2세대와 같지만 광증폭 배율이 대략 3만~5만배까지 높아졌고, 화질도 굉장히 선명하다.3세대와 2세대의 결정적인 차이점은 광음극의 재질을 3-5족 물질인 GaAs로 만들었다는 점이다. 이 덕분에 2세대 광음극의 구성 물질과는 비교도 할 수 없을 정도로 아주 높은 증폭률을 가지게 됐으나 GaAs의 높은 가격과 수율 문제로 높은 가격대를 형성하고 있다. 그리고 GaAs 소재가 너무 민감해 2세대에는 없었던 광음극 중독 현상이 일어났다. 광음극 중독 현상은 광음극 바로 뒤에 위치한 MCP에서 빛이 증폭되는 과정에 방사되는 이온 입자가 다시 광음극으로 역행하면서 광음극을 손상시키는 현상이다. 기존 2세대 광음극은 이온 입자의 습격에 그다지 민감하지 않았으나 3세대 광음극은 대단히 민감한 바람에 이온 흡수 필름을 따로 설치해야 했다. 그래서 2세대 영상증배관은 이온 흡수 필름이 필요없다.
3세대 광음극은 2세대 광음극보다 일함수가 낮은 합금(GaAs)로 구성되어 더 높은 광증폭율을 보인다.
최초의 3세대 영상증배관 기술은 1970년대 중반 독일(서독)에서 개발되었으며 이를 미국이 가져가 발전시켜 오늘날 3세대 영상증배관 시장을 주도하고 있다. 소련에서도 같은 시기 비슷한 수준의 기술을 개발했으며 오늘날 러시아 역시 3세대 영상증배관을 생산하고 있다.
5.1. PVS-7
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AN/PVS-7은 접안구는 2개지만 영상증배관이 하나만 있는 Pseudo-Binocular 방식이며, 하나의 영상증배관만으로 양눈에 모두 시야를 제공하기 위한 경제적인 이유로 이렇게 설계되었다.
구조상 총을 직접 조준하는 것이 불가능한데 이는 야간투시경이 대물렌즈를 직접 조절해 초점을 맞추는데, 사격을 해본 사람은 알겠지만 표적이 아니라 가늠쇠에 초점을 맞춰야 한다. 그런데 야간 투시경은 맨눈과는 다르게 어디 하나에 초점을 맞추면 그 너머가 전혀 보이지 않는다. 그래서 AN/PEQ-2 같은 레이저 표적지시기와 결합해서 사용한다. 사실 AN/PVS-14를 쓰든 더 최신형을 쓰든간에 아군에게 표적 지시를 하고 자신의 탄착점을 쉽게 알 수 있는 등 여러가지 편리함 덕분에 여전히 '표적지시기'는 애용한다.
PVS- 7 은 LITTON에서 만든 A/C 모델과 ITT에서 만든 B/D 모델 2가지로 나뉜다.
A모델은 상당히 독특하게 생겼다. 일종의 프로토타입으로 1980년대 초 도입되었다가 금방 퇴출되었다. 그 다음에 제작된 B 모델은 잘 알려진 PVS-7의 기본형이다. D모델과 같은 디자인이기 때문에 B/D 모델이라는 이름으로 묶어서 부른다. C모델은 네이비씰의 요구로 20미터 수심에서 방수가 되는 성능을 추가한 모델이다. 다른 모델보다 접안 렌즈 직경이 훨씬 커서 보기 편하다. PVS-7은 PVS-14에 비해 접안렌즈가 콩알만 하기 때문에 눈을 바짝 붙이고 봐야하는 데 C모델은 그것이 좀 덜하다.
가운데 프리즘과 거울을 설치해서 상을 두개로 쪼개 양눈으로 볼 수 있게 했는데, 이 부분이 의외로 내구도가 약해 떨어뜨리면 고장날 위험이 높다. PVS-14는 아예 튜브와 렌즈를 직렬로 배치해 이러한 문제를 해결해 내구성 면에서 더 나은 편이다. 마운트와 결합부가 몰드로 만들어져 있어 한 번 부러지면 수리할 수 없는 단점도 있다. 양 눈 사이의 거리를 조절 할 수 있다는 점은 장점이다. MX-10130 튜브를 사용해 튜브 교체는 별다른 도구 없이 손으로도 가능할 정도로 쉽지만 680그램 정도로 다소 무겁고 크다는 단점이 있다. 850그램의 PVS-5 보다는 가벼워졌지만 350그램 수준의 PVS-14에 비하면 엄청난 무게다. 이걸 머리 앞쪽에 달아야 한다는 점을 고려하면 분명히 무겁다.
같은 MX-10130 튜브를 사용하는 제품에는 프랑스 탈레스에서 만든 프랑스 군용 야간 투시경 LUCIE가 있다. 얘는 PVS-21처럼 빛을 프리즘으로 이리저리 꺾어 눈으로 향하게 하는 특이한 구조를 가지고 있다. 덕분에 상당히 길이가 짧아 어디에 걸릴 일이 적다. SF 적인 디자인도 특징.
미군에서도 오래도록 쓰고 있는만큼 국군에서도 B형을 고이 모셔놓고 쓰고 있다. 손때를 덜 타서 그런지(...) 오래된 물건치고는 상이 똑바로 나오며, 밤하늘을 보면 상당히 예쁘게 보인다. 헬멧 결합시 단안형 04k보다 착용감이 나은 점도 있는데, 단안형은 오래 들여다보면 양 눈이 짝짝이가 되어 피로해지고 격하게 움직이면 기울어지기도 쉽기 때문이다.[5] 어차피 시야각은 렌즈 하나짜리고 눈 앞에 달면 표적지시기 필요하다는 점에선 단안형과 공평(?)하지만 양쪽으로 널찍해서 체감 착용감은 근소하게 낫다.
PVS-7에도 COTI를 부착하여 운용할 수 있다. PVS-14에 부착했을 때와 동일하게 잘 보인다.
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5.2. PVS-14
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2000년에 미군이 제식 채용했다.
쌍안식이 단안식보다 편할 것같지만 유용성의 측면에서 야간투시경은 그렇지 않다는게 미군의 경험에 의한 노하우다.[7] 소총에 장착하든 헬멧에 장착하든 많이 불편하지 않을 정도로 소형화되었고 도트사이트라든지 망원 스코프와 결합해서 쓰기 편해졌다.
미군은 대부분의 전투병들이 AN/PVS-14를 1인당 하나씩은 소지해서 압도적인 야간전 우위를 자랑한다. 한국군도 PVS-04K를 2005년 전력화한 뒤 2010년까지 1만대 이상 보급됐고 장기적으로는 병사 1인당 1개 지급을 꿈꾸지만 예산문제로 아직은 한참 멀었다.
미국 특수전 계열 부대는 이미 GPNVG-18이나 PVS-31 혹은 열상+광증폭식 하이브리드인 PSQ-36이나 최신형 BNVD-F[8]로 넘어갔다. 한국군에서는 1983년 KAN/PVS-5 개발, 1996년 KAN/PVS-7 개발로 단안식 AN/PVS-7을 카피한 모델을 쓰다가 2004년 PVS-04K를 개발하였으며 단안식 야간투시경으로서 최초의 독자 모델이다. 물론 영상 증폭관은 수입했고 하우징만 개발한 것인데 이를 3세대형 야간투시경 개발로 보는 것은 홍보 효과 이상의 의미를 갖기 어렵다. 2세대 영상증배관을 끼우면 2세대 야시경이 되고 3세대 영상증배관을 끼우면 3세대 야시경이 되는데, 하우징을 개발한 것은 야시경의 세대 구분과는 아무런 관련이 없기 때문이다. 그러므로 우리도 3세대 영상증배관을 사용할 수 있는 하우징을 개발했다는 정도로 해석할 수 있다. 더군다나 2020년에 나온 군 장비 개선 계획에서 2세대 영상증배관 교체 계획을 백지화하였다는 점에서 여전히 대한민국은 2세대 야간투시경을 주력으로 운용하는 국가로 볼 수 있다.
PVS-04K는 PVS-14와 비슷하게 생겼지만 J-ARM 어댑터 홈이 반대방향에 달려있어 서로 호환되지 않는다.
PVS-7과는 다르게 매뉴얼 게인이라는 기능이 있어서 영상증폭관의 피그테일 리본을 장치에 연결하고 노브를 돌려서 밝기를 임의로 조정할 수 있는 기능이 있다. 특정 필터를 장착했을 때 밝기가 낮아지는 것에 능동적으로 대처할 수 있는 기능이다. 다만 들어오는 빛의 양이 줄어들지는 않으므로 게인을 줄여도 광원을 쳐다보는것은 피해야한다.
PVS-7의 MX-10130 타입의 영상증폭관 보다 슬림해진 MX-10160 타입의 영상증배관을 사용하여 더 가벼워졌다. MX-10160은 AVS-6/9같은 항공용 야간투시경에 쓰이는 소형 영상증폭관의 규격이다.
처음 PVS-14를 제작했을 때는 매뉴얼 게인 기능이 없었으나, 다 만든 이후 갑자기 미군이 매뉴얼 게인 기능을 요구해 배터리 칸에 매뉴얼 게인 노브를 급조해 붙여 현재의 디자인이 되었다. 원래 만들어진 매뉴얼 게인 없는 자동 밝기 조절 타입은 ITT F6015 모델이다.
매뉴얼 게인 기능을 활성화하기 위해서는 MX-10160 타입 튜브에 게인 조절 피그테일이 추가된 MX-11769 타입 18mm 튜브가 필요하다. 최신 L3제 MX-11769 튜브는 피그테일을 탈부착할 수 있어 필요에 따라 MX-10160 형태로 변형해 사용할 수 있다. 하지만 그 외의 튜브는 피그테일이 납땜되어 있기 때문에 인두기를 이용해 피그테일을 제거한 후 알맞은 저항을 납땜해야 MX-10160 형태로 만들 수 있다. 일반적으로 양안식 야간투시경이 MX-10160 튜브를 사용하기 때문에 PVS-14에 들어있는 MX-11769 영상증배관을 이식하는 과정에서 이러한 개조를 하는 경우가 많다. 반대로 MX-10160 튜브를 PVS-14에 넣는 건 아무런 문제가 없다. 자동 밝기 조절이 활성화된 상태로 잘 작동한다. 이 때 매뉴얼 게인 조정 노브는 비활성화된다.
PVS-14의 특징적인 볼트식 마운트는 표준 카메라 삼각대 나사 규격인 1/4 인치-20피치 볼트를 사용한다. 그래서 카메라 삼각대에 고정해 두고 촬영할 수 있다. PVS-18 전신인 핸드헬드형 단안경 Litton M944는 아예 삼각대에 장착해 사용할 요령으로 카메라 삼각대 나사 구멍을 냈는데 이를 계승한 것으로 볼 수 있다.
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PVS-14는 AA건전지 2개를 사용하는 ITT 모델과 1개만 사용하는 신형 모델이 있다. 2000년대 말까지 생산된 ITT 모델은 배터리를 2개씩 갈아야 하는데다 사용한 전지를 섞어쓰면 누액이 발생하는 불편함이 있었다. 게다가 배터리 캡이 너무 잘 부서져서 정비소요를 유발하는 골칫덩이였다. 이 점 때문에 2010년 전까지 Insight technologies에서 개발한 mum-14가 잠시 유행했으나 신형 PVS-14 하우징이 나온 뒤로 지금은 단종되어 옛날 이야기가 되었다. 매뉴얼 게인 노브도 급하게 추가해 문제가 있었다. 안타깝게도 이 문제점들은 이를 모방한 PVS-04k가 공유하는 단점이다.
이후 등장한 후기형 모델은 나사식 배터리 캡을 도입해 방수 성능을 개선하고 노브를 교체해 깔끔한 형태가 되었다. Elbit 하우징은 Carson 하우징과 외형이 조금 다른 것을 제외하면 기능이 같다.
PVS-14는 주로 육군에게 보급할 것을 상정하고 제작한 모델이라 수심 1m에서 30분까지 방수되는 요즘 스마트폰 수준의 방수기능만을 제공한다. 그리고 단안형 야간투시경은 깊이 인식에 문제가 있어 낭떠러지가 많은 아프가니스탄 등지에서 운전, 순찰 중 사고가 발생하는 경우가 잦았고 시력에도 문제를 일으키는 경향이 있었다.
그래서 LITTON에서 PVS-14를 자사의 쌍안형 PVS-15로 전량 교체하려고 시도했으나 가격 문제로 실패한 이후 PVS-15도 미군에서 일부 운용하게 된다. PVS-15를 단안식으로 개량한 모델이 PVS-18로, 두 모델 모두 LITTON에서 만든 제품 답게 수중 20m에서 2시간까지 방수되는 성능을 지니고 있다. 이 때문에 아직도 L3에서 M953, M983이라는 이름으로 소량 생산되며 잠수나 침수 가능성이 있는 환경에서 활동하는 특수부대에서 활용한다.
같은 MX-10160 튜브를 사용하는 제품에는 노르웨이군이 사용하는 GN-1이 있다. 얘도 PVS-21처럼 빛을 프리즘으로 이리저리 꺾어 눈으로 향하게 하는 특이한 구조를 가지고 있다. 덕분에 상당히 길이가 짧아 어디에 걸릴 일이 적다. 특이한 모양의 어댑터를 사용한다. 매우 SF적인 디자인이 특징이다.
보조시안(대개 왼쪽 눈)에 PVS-14를 쓰고 걸으면 전원을 켜지 않은 상태에서도 장비가 시야를 별로 가리지 않아 전체 시야가 확보 된다. PVS-7이 착용시 시야를 다 가리는 것과는 대비된다.
가로등이 있는 약간 밝은 곳에서 전원을 켜면 양눈의 시야가 겹치면서 야시경이 약간 컬러로 보이는 현상이 나타난다. 그리고 양눈을 모두 이용하기 때문에 입체적인 시각 정보를 얻을 수 있다. 주변 시야가 보이는 것은 물론이다. PVS-7 특유의 좁은 시야와 평면적 시각 정보와 확연한 차이를 느낄 수 있다.
하지만 쓰다가 벗었을 때 한쪽 눈만 깜깜해지는 불쾌함은 어쩔 수 없다. 이는 PVS-7에서 경험 할 수 없는 단점이다. 몇 번 써보면 왜 미군들에게 짝눈이 나타났는지 알 수 있다.
PVS-14 내부에 들어있는 Light pipe는 배터리 부족, IR 점등 유무를 표시해주는 LED 소자의 빛을 전송해 상에 비춰주는 역할을 한다. 없어도 작동에는 문제 없지만 경고등이 흐릿하게 보인다. PVS-18은 Light pipe가 없고 영상증배관에 얹히도록 설계되어 있는 필름형 회로에 LED 소자를 부착해 직접 경고등을 비춰준다.
5.2.1. PVS-14 렌즈
PVS-14가 범용적으로 쓰이는 모델이기도 하고 렌즈 지름에 따른 무게와 광량의 비례 관계를 적절하게 맞춘 렌즈를 사용했기에 다른 양안형 야간 투시경의 표준적인 규격이 되었다. 여러 렌즈 제조사에서 PVS-14용 렌즈를 생산하며 이를 양안형 야간 투시경 하우징에 조립해 자신만의 야시경을 자체 제작할 수 있다. 렌즈의 디자인은 PVS-14를 최초로 개발한 ITT제 PVS-14 렌즈 디자인을 따라한 경우가 많다. 또한 각각의 제조사에서 만든 렌즈는 서로 품질이 다른데, 이는 야시경의 성능에도 영향을 미친다. 렌즈의 차이가 야시경 품질에 얼마나 영향을 주는지는 여기서 직접 확인해보자.상의 선명도를 포함한 렌즈의 품질은 렌즈 코팅에 의해 좌우된다. 야간투시경을 포함한 현대 광학장비는 여러개의 렌즈를 겹쳐서 제작하며 이 때문에 렌즈를 투과한 빛이 다시 반사되어 나와 잔상이 생긴다. 잔상은 야시경의 상을 흐릿하게 만들어 그 품질을 심하게 저해하는 요인이다. 이를 줄여주는 것이 빛 흡수 코팅인데, 칼 자이스 같은 전문 렌즈 제작 업체의 렌즈 품질은 바로 이 코팅의 차이에서 비롯된다. 렌즈의 수명도 바로 이 코팅의 수명을 의미한다. 렌즈를 구성하는 유리나 수정, 폴리카보네이트의 수명은 사실상 반영구적이기 때문이다. 빛을 잘 투과하면서 반사광만 흡수하는 코팅을 개발하는 것은 고급 기술을 요구하기 때문에 고품질 렌즈를 생산하는 회사는 한정되어 있다.
- 2021년 기준 가장 높은 품질의 밀스펙 군납 렌즈를 생산하는 업체는 미국의 CARSON이다. L3 납품용으로 제작된 CARSON 렌즈는 진한 푸른색 코팅이 되어 있으며 대물렌즈 가장자리에 1줄만 돌기가 붙어있는 특징적인 형태로 쉽게 구분할 수 있다. 대물렌즈 안쪽에는 1XEP3라는 제품 번호가 찍혀있다. 타사 PVS-14 렌즈의 준거 기준이 되는 품질로 유명하다. CARSON 렌즈를 사용하면 다른 렌즈에 비해 물체의 실루엣이 뚜렷하게 구분되며 가장자리가 번지는 듯한 느낌이 거의 없다. 일본의 후지논과 싱가포르 Qioptiq에서 CARSON PVS-14 렌즈를 OEM 생산 중이다. 후지논은 유리 렌즈를, Qioptiq은 폴리카보네이트 렌즈를 이용하기 때문에 후지논 렌즈의 품질이 더 나은 편이다. 좀 예전 모델들은 싱가포르에 외주를 줬고 최근 모델들은 일본에 외주를 줘서 품질이 조금 더 좋아졌다. 상에 직접적인 영향을 미치는 대물렌즈는 일본에서, 이미지를 확대하는 역할만 하는 접안렌즈는 싱가포르에서 제작된다. 2024년에 Qioptiq에서 갑자기 렌즈 생산을 중단해 공급부족이 있었으며 Noctis Technologies의 이름으로 납품중이다. 검색시 상단에 노출되는 Carson Optical이라는 업체와는 아무 상관없다. Salvo나 여러 광학 제조사에서 OEM 생산하여 납품한다.
- Insight제 MUM-14 하우징의 복제품인 MUM-14A로 유명한 미국의 Nivisys도 ITT와 같은 디자인의 렌즈를 제작한다. 이들의 대물렌즈에는 3FE87이라는 일련번호가 쓰여있다.
- 미국의 ITT가 싱가포르 Qioptiq에 외주하여 Exelis, Elbit으로 인수되는 동안 계속 납품 받은 군납 렌즈는 대물렌즈 안쪽에 13567이라는 일련번호를 확인 할 수 있다.
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미국의 Rochester Precision Optics에서 만든 RPO 렌즈는 방수 방진이 가능한 밀스펙 품질을 유지하면서도 얇고 가벼운 디자인으로 제작되었다. 이 회사는 고품질 경량 렌즈 제작에 특화되어 NVD-BNVD 경량 양안식 야간투시경과 L3 PVS-31 렌즈를 공급하는 회사로 알려져 있다. CARSON 렌즈보다 2배나 비싸며 이미지 품질이 약간 떨어지는 단점이 있지만 양안 기준 접안, 대물렌즈를 모두 적용할 경우 60g~80g[9]이나 감량 효과가 있다. 이 렌즈는 대물렌즈가 얇고 아치형 무늬가 있어 쉽게 알아볼 수 있다.
RPO 렌즈는 무게를 줄이면서도 입사 광량을 유지하기 위해 반사 방지 코팅이 생략되어 광원을 쳐다볼 때 다소 플레어 효과가 있고 미미한 수준의 왜곡도 나타난다. 그리고 CARSON 렌즈와 입사 광량은 비슷함에도 불구하고 상의 품질이 조금 더 흐린 편이다. 포토니스 4G 튜브에 RPO 렌즈를 사용한 야시경과 포토니스 ECHO 튜브에 CARSON 렌즈를 사용한 야시경의 상이 동일해 보이는 수준이니 꽤 차이가 나는 셈이다. 대략 3배 정도 차이가 난다고 하는데 실제로 사용시에는 어두운 숲속 정도가 아니고서야 차이를 발견하기 어렵다. 따라서 RPO 렌즈는 일반적인 야외에서 사용할 야시경에 추가 장비(COTI, 녹화장비)를 장착해 사용시 가장 효과적이다. 가벼운 무게 덕에 추가 장비를 달아도 별로 무겁게 느껴지지 않기 때문이다. 다른 렌즈들과 다르게 RPO 접안 렌즈는 렌즈 알만 제공되며 이를 CARSON 같은 밀스펙 렌즈 하우징에 끼워서 조립해야한다.
새로 출시된 RPO 렌즈의 경우 CARSON 렌즈와 비슷한 대물렌즈 디자인에 더 짧아진 접안렌즈를 가지고 있으며 무게도 더 가벼워졌다. 접안렌즈 지름이 조금 작아져 가장자리 왜곡이 더해졌지만 반사 방지 코팅이 추가되어 플레어 효과가 줄어들고 상이 미미하게 어두워졌다.
- 미국의 Edmund Optics에서 만든 군납 렌즈는 완전히 미국 내에서 생산되었으며 몇 년전에 이미 단종되었다. L3에 납품되었으며 지금의 CARSON보다 나은 수준의 뛰어난 품질 덕분에 수집가들 사이에서 고평가되고 있다. 대물렌즈에 빛을 비췄을 때 무지개 빛 반사광이 보이는 게 특징.
- 미국의 Armasight와 AGM은 PVS-14형 나사산에 맞는 51도 광각 렌즈를 개발했다.[10] 하지만 이들의 제품은 Lindu optics에서 만든것 만큼이나 렌즈 플레어와 시야 왜곡이 심한 편이라 사용하기 좋지 않다. 물론 아예 못 써먹을 물건은 아니다.
- 이스라엘의 방산업체 OPTRONICS ENGINEERING은 저렴한 가격의 PVS-14 복제품 렌즈를 생산한다. 대물렌즈의 두 줄의 돌기가 있으며 ITT제 렌즈와 비슷하지만 주형이 조악하고 마감이 덜 되어 있어 각각의 돌기 사이 사이가 깔끔하지 않은 모습을 확인할 수 있다. 그리고 대물렌즈 고정 링이 밀스펙 제품에 비해 저렴한 재질로 되어 있다. 대물렌즈는 코팅이 안 되어 있기에 표면이 투명하고 타사 렌즈에 비해 확실히 상이 번져 보인다. 밀스펙 제품이 아니기 때문에 나사산 규격이 표준 카메라 렌즈 필터와 잘 맞지 않고 완전한 방수도 되지 않는다. 미국의 APACHE, AGM, ARMASIGHT, 캐나다의 ALPHA OPTICS등 다양한 업체에 렌즈를 공급 중이다. ITAR-FREE 제품으로서 가격도 저렴하고 품질도 쓸 만한 정도이기 때문에 어디서든 쉽게 찾아볼 수 있다.
- 중국의 Lindu optics, DAKING 에서 제작한 렌즈들은 미국에 비해 렌즈 가공, 코팅 기술이 부족해 주변부가 흐릿하고 왜곡되는 등 저렴한 가격에 걸맞는 품질을 보여준다. 다만 SDG에서 유통하는 JPNV 렌즈는 기존 중국산 렌즈와 달리 렌즈 코팅이 되어있다. 이 제품은 CARSON에 비하면 주변부 왜곡이나 흐림이 있지만 크게 신경 쓰일 정도는 아니며 쓸만한 품질을 보여준다.
- 최근 알리익스프레스에서 판매하는 ALEXI 렌즈 및 브랜드 불명의 PVS-14 규격 렌즈 키트는 한 세트에 100~200달러 수준의 극히 저렴한 가격을 자랑한다. 품질은 NNVT 증배관을 사용할 때 기준으로 나쁘지 않은 편이며 범용 규격 야시경을 저렴하게 제작할 수 있다는 장점이 있다.
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대만의 Advanced Deployment International Co., Ltd에서 개발한 ADI Trident Low profile 대물렌즈는 기존 PVS-14렌즈보다 5mm 더 얇고 가벼운 디자인으로 제작되었고, 렌즈 코팅이 되어 있어 OPTRONICS 렌즈보다 왜곡이 적다. 대물렌즈의 디자인은 한 줄의 돌기가 있어 마치 CARSON 대물렌즈를 반으로 자른 것 처럼 생겼다. 접안렌즈의 경우 6개의 톱니가 있는 형태의 독특한 형태로 구별할 수 있다. 원래 대물렌즈 돌기 디자인은 상어 이빨 같은 형태였는데 나중에 출시하면서 CARSON과 비슷한 디자인으로 바뀌었다. 대물, 접안 렌즈를 모두 적용시 양안 기준 보통 PVS-14 렌즈를 사용할 때 보다 40g 정도 더 가벼워진다. 옵트로닉스 렌즈 보다는 확실히 낫지만 가장자리에서 더 심한 왜곡이 나타난다. 밀스펙 렌즈가 아니므로 질소 퍼징이 유지되지 않고 완전 방수가 되지 않는다는 말이 있다. 아래의 영상은 ADI 렌즈를 CARSON 렌즈와 비교한 것이다. 요즘은 시장에서 찾아보기 어렵다.
- 프랑스 DEP(포토니스)에서 만든 Ether 접안렌즈는 디옵터가 -2까지만 있는 점을 감안하면 기존 ITT제 접안렌즈 보다 조금 더 가볍고 선명한 가장자리 시야를 제공한다. 다만 성능에 비해 좀 많이 비싸다.
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프랑스 Photonis는 영상증배관 뿐만 아니라 렌즈도 만드는데, 유럽에서 유행하는 50° 광시야각 렌즈를 주로 만든다. SPYRON 야시경에 적용된, 멀티 코팅이 되어 있어 시야 왜곡이 거의 없고 PVS-14 표준 나사선이 파여 있는 광시야각 렌즈를 제작한다. 이를 양산하여 2024년에 출시한 BOOMSLANG 50° 광시야각 렌즈는 높은
가격품질의 렌즈 코팅과 왜곡 없는 시야를 제공한다. 이전에 나온 50° 렌즈가 대부분 시야 왜곡으로 인한 문제가 있었던 것과 달리 이 제품은 그러한 문제를 해결해 광시야각 렌즈에 대한 접근성을 높였다. 게다가 무게도 RPO렌즈 만큼 가벼워 RPO렌즈의 상위호환 느낌이다. 광시야각 렌즈 특성상 접안렌즈가 작아져 접안 거리가 줄었으나 겨우겨우 방독면과 함께 착용할 정도는 된다고 한다. DIT 방식으로 이용하면 원래도 넓은 시야각이 더욱 넓어져 PNVG형 야시경을 사용하지 않고도 상당히 넓은 시야를 확보할 수 있다. 기존 PVS-14형 렌즈를 쓰는 모든 야간투시경에 별다른 개조 없이 장착 가능한 렌즈라는 점에서 유용하지만 RPO 렌즈보다도 비싼 가격이 단점이다.
5.3. ANVIS-6/9
AN/PVS-5를 대체하기 위해 1980년대 말 항공기 조종사용으로 개발된 경량 야간투시경이다. ANVIS-6이 먼저 개발되었으며 육군 공격헬기 조종사에게 제공되었다. 이후 개발된 ANVIS-9은 공군 조종사에게 제공되었다. 이 야간 투시경에 쓰이는 ANVIS LENS는 LIF 필터와 같은 역할을 하는 MINUS BLUE 필터가 기본적으로 적용되어 있어 야간에 발광 계기판을 볼 때 눈이 덜 부시게 해준다. 하지만 PVS-14 렌즈와 비교했을 때 빛 감소가 나타나므로 더 어둡게 보일 수 밖에 없다. 그래서 지상 사용시 PVS-14보다 더 화질이 떨어질 수 있다.ANVIS-6은 대물렌즈에 따로 붙어 있는 초점 조절링을 돌려서 대물렌즈를 직접 돌리지 않고도 대물렌즈를 앞 뒤로 움직여 초점을 조절할 수 있다. 이는 더 미세한 초점 조정을 가능하게 하며 대물렌즈를 직접 돌리는 것 보다 쉽고 빠르게 초점을 맞출 수 있게 해준다. 야간투시경을 오래 조작하고 있을 수 없는 항공기 조종사들에게 도움이 될 만한 기능이다.
ANVIS-9은 ANVIS-6과 다르게 초점 조절링이 없는데, 초점을 원거리에 맞춰놓고 근거리에 있는 계기판을 볼 때는 그냥 야시경을 들어 올려서 맨눈으로 보도록 되어있다. 이 때문에 한 손으로도 쉽게 야시경을 올리고 내릴 수 있도록 볼 마운트 방식의 마운트가 도입되었다.
군납 PVS-14 렌즈에 비해서 ANVIS 렌즈의 품질이 더 좋다는 속설이 있다. 과거 ITT에서 만든 PVS-14 렌즈의 품질이 다소 떨어지는 편이니 맞는 말일 수도 있으나, 어차피 MINUS BLUE 필터가 적용되어 있기 때문에 영상증배관을 통해 본 상은 더 흐릴 수 있다. 게다가 PVS-14 렌즈를 군납하고 있는 CARSON 렌즈는 높은 품질로 유명하므로 옛날 얘기일 가능성이 높다.
LEMO 커넥터가 달린 ANVIS 마운트에 장착해 운용해야 하며, 배터리 팩 없이 단독 운용하는 것은 불가능하다. 마운트에 배터리 킷을 달아 들고 사용할 수는 있지만 불편하다. 보병용이 아니기에 무게를 줄이는 대신 단독 운용이 불가능하게 설계되었기 때문이다. 지상용 야시경에 비해 내구성이 좋지 않은 것도 같은 이유이다. 유리섬유 강화 플라스틱을 사용하여 레고보다는 훨씬 튼튼하지만 RNVG 같은 지상용 야시경보다는 약하다. 그 밖에 LEMO 커넥터는 IP64급 우천 방호만 제공하나 마찬가지로 항공기 조종사 용으로 개발된거라 단점으로 보기는 어렵다.
전원 스위치가 따로 없으며 들어 올릴 때 Ball detent 마운트가 자동으로 전원을 차단하고 내리면 자동으로 전원을 공급하는 방식으로 운용한다. 이렇게 만든 이유 역시 경량화를 위해서이다. 야시경 무게는 렌즈에 따라 550g 내외 정도이다.
Ball detent 방식의 ANVIS 마운트를 표준형 슈라우드에 장착할 수 있게 해주는 부품도 있다.
ANVIS 접안렌즈는 PVS-14의 것과 같은 규격의 제품이지만 아이 컵 링을 부착하기 위한 나사산이 파여 있지 않아 접안렌즈 보호 필터등을 부착할 수 없다.
야간투시경 문서 첫 머리에 있는 대표사진이 바로 AH-1 조종사용 SPH-4 헬멧에 장착 된 ANVIS-6/9 모델이다.
5.4. PVS-31
2000년대 중반 FGS[11]사업의 일환으로 노후한 AN/PVS-15를 대체하기 위해 L3에서 제작한 특수부대용 양안형 야간투시경의 대명사격 장비이다. 450g도 안되는 가벼운 무게에 양안형으로 제작되어 매우 혁신적인 장비이다.|
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PVS-31은 PVS-14 처럼 전면의 전원 노브를 회전시켜 매뉴얼 게인 기능을 이용할 수 있다. 매뉴얼 게인 조정 기능이 있는 양안형 야시경은 별로 없는데[12], 그 중에서도 PVS-31은 독특한 구조를 가지고 있다.
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디옵터를 생략했기에 고정 디옵터를 자신의 시력에 맞춰 미리 끼워 놓아야 한다. 어차피 특수부대 지급용으로 개발한 거라 개인의 시력에 맞춰 고정해 두어도 문제가 없고, 특수부대원들은 대개 시력이 좋기 때문에 디옵터가 필요없다. 이 때문에 PVS-31은 -0.5 고정 디옵터만 기본으로 제공되며 그 이하의 디옵터는 별도 구매해야 하고 -2 미만 디옵터는 제공되지 않는다. 사실 시력이 좋지 않은 사람도 안경을 쓰고 착용할 수 있으므로 -0.5 디옵터면 충분하다.
접안 렌즈 크기를 줄였기 때문에 PVS-14에 맞추어 제작된 많은 애프터 마켓 부품을 사용할 수 없다. 그리고 PVS-14에 비해 눈에 더 가까이 붙여 봐야 전체 상을 다 볼 수 있다. 하지만 특수전 대원들은 주변 시야도 중요하게 여기기 때문에 일부러 눈에서 조금 띄워서 운용하며, 이 때문에 작은 렌즈 크기도 문제가 되지 않는다. 게다가 PVS-14와 달리 디옵터가 없는 날씬한 디자인의 접안렌즈는 상 주변에 검은 테두리가 덜 생겨서 오히려 눈에 가까이 붙여도 주변 시야가 더 잘 보인다.
앞서 말했듯이 다른 야간투시경들과 다르게 공장에 보내지 않으면 분해 및 수리가 불가능하도록 제작되어 있다. 접착제를 사용해 무게는 줄었지만 쉽게 수리하거나 부품을 교체할 수 없다는 단점이 관절 부위의 약한 내구성과 겹쳐 유지 관리에 어려움을 준다. 리튬 배터리가 아닌 알카라인 배터리를 사용하면 고작 1시간 만에 방전되고 DTNVS와 다르게 포드를 접었을 때 개별적으로 꺼지는 기능도 없지만 SOF가 사용한다는 점에서 인기를 얻고 있다.
5.5. 특징
3세대 영상증배관은 전력 효율이 높아져 사용시간이 늘어났고 화질도 더욱 선명해지는 등 2세대에 비해 좋은 성능을 보인다.3세대 야간투시경이 나올 때 쯤 자동차단 기능(BSP)이 등장했다. 지나치게 강한 빛(조명탄, 섬광탄)을 오래 봤을때 기기를 자동으로 꺼지게 해서 기기의 수명을 늘려준다.
이 기능은 영상증배관의 손상을 예방하는 데 거의 도움이 되지 않지만 낮에 깜빡하고 켜두어도 몇 십초 뒤에 자동으로 꺼져 수백만원 짜리 기기가 한 방에 고장나는 일을 막아준다. 물론 이 기능이 작동할 정도라면 이미 야시경은 꽤나 피해를 입은 상태일 것이다.
5.5.1. 오토게이팅(Autogating)
BSP기능을 발전시킨 것으로, PSU(Power Supply Unit)가 순간적으로 Image Intensifier Tube 에 공급되는 전류를 차단하고 다시 켜는 동작을 1초에 수 십번 이상 반복하면서 광량이 빠르게 변하는 상황(가로등이 켜진 밤 길거리를 걷는 상황)에서 시야가 끊기지 않도록 확보하며, 기기의 수명을 늘리고 사용자의 시야를 유지한다.미군용 야간투시경의 오토게이팅 기술은 박막 이온 흡수 필름을 처음 적용한 OMNI V 계약 도입 때 그 보조 기술로서 도입되어 XR-5 에도 적용되었다. 밝기를 늘리기 위해 이온 흡수 필름을 얇게 만들었으니 다시 GaAs 특유의 광음극 중독 현상이 나타날 텐데 이를 전력 공급을 조절하는 방법으로 해결하려 한 것이다.
러시아 KATOD사의 영상증배관은 오토게이팅이 작동하면 PSU에서 특이한 소음이 발생하는 경우가 있다.
오토게이팅 기능이 있는 야시경은 원칙적으로 미국 밖으로 수출이 금지된다.
5.6. 생산
3세대 영상증배관을 생산할 수 있는 국가는 손에 꼽을 수 있을 정도로 적다. Micro Channel Plate 자체를 가공하기가 어렵기 때문이기도 하고, 군사적으로 악용될 소지가 높은 물건이기 때문에 생산이나 수출 자체가 많이 제한되어 있다. 그래서 미국, 영국, 프랑스, 독일, 러시아, 일본 등의 일부 국가에서만 생산하고 있다. 사실 프랑스는 엄밀히 말하자면 갈륨 아세나이드 반도체를 사용하는 미국식 3세대 영상증배관 대신 2세대 영상증배관을 개량한 제품을 주로 생산한다.한국의 경우 삼성탈레스와 경쟁 끝에 이오시스템이라는 회사가 선정[14]되어 2004년 PVS-04K 개발로 단안 야간투시경 독자 모델을 보유하고는 있지만 영상증폭관은 여전히 수입하고 있다.[15] 2009년 KAN/PVS-7용 영상증폭관 개발 경험을 볼 때 영상증폭관 개발은 성공했지만 양산은 실패한 것을 알 수 있다.
이후 2011년 PVS-04K 영상증폭관 국산화 계획이 잡힌 것을 보아 영상증폭관에 관련된 기반기술은 가지고 있고 양산을 시도한 것으로 보인다. 그러나 방산업체 청산하는 등 해당 사업은 경제성 문제등으로 무산된 것으로 보인다.
그리고 2004년부터 생산되어 운용 중인 PVS-04K 관련해서 문제점이 있는 것으로 보인다. 당장 2019년 1월 몇몇 군인들의 MBC PD수첩에 폭로한 내용에 따르면 성능이 매우 부실하다며 전했다. # 양욱 기자와 태상호 기자의 분석에 따르면 3세대라고 부르기 어려운 야시경이라고 분석하고 있는 편. 이는 해리스 같은 미국 회사에서 3세대 영상증배관을 수입한게 아니라 프랑스 PHOTONIS사의 XD-4 같은 2세대 튜브를 수입했기 때문이다. 2세대 튜브를 썼으면 당연히 2세대지 3세대가 아니다. XD-4튜브 정도면 2020년대 기준으로 중국에서 판매하는 야시경보다 나쁘다고 하는 물건이다
그래서 2019년에 핵심부품인 영상증폭관을 유럽에서 기술 이전을 통해 다시 국산화 할 예정이다. #
2020년 초 4안식 야시경 GPNVG-18이 제707특수임무단, 제13특수임무여단. 서울지방경찰청 경찰특공대 등에 배치되기 시작했다. 2020년 9월 미국 L3 해리스 사의 PVS-31 양안식 야시경을 PVS-31K로 도입하여 특전사에 배치하는 것이 결정되었다. #
6. 4세대
[16]
일단 4세대 야간 투시경은 존재한 적이 '있긴' 하다. 그런데 NVSDE 에서 그 세대 구분을 취소하면서 사라졌다.
해당 항목에서 설명했듯이 3세대 영상증배관은 2세대 영상증배관과는 다르게 '광음극 중독' 현상이 일어난다. 이는 3세대 광음극의 구성 물질 GaAs가 너무 민감하기 때문이다. GaAs 광음극은 더 넓은 스펙트럼의 빛에 반응함에도 불구하고 광음극 중독으로 인해 몇 백시간 밖에 사용할 수 없었다. 그래서 3세대 영상증배관을 개발한 ITT가 산화 알루미늄(Al2O3)을 소결해 만든 이온 흡수 필름을 붙여서 작동 수명을 1만 시간 가까이 늘리고 오토게이팅 기술도 적용할 수 있게 했다.
이온 흡수 필름은 3세대 튜브의 수명을 늘려주는 대가로 성능을 절반이나 깎아먹었다. 그럼에도 불구하고 3세대 튜브는 2세대 튜브에 비해 월등한 성능을 보여주었다. 만약 이온 흡수 필름 없이도 3세대 튜브의 수명이 유지된다면 가히 혁신적인 성능을 보여줄 것이 분명했다.
여기에 착안한 LITTON사는 1998년, 필름을 제거하고도 작동하는 3세대 영상증배관을 개발했다. 그랬더니 괄목할 만한 성능 향상이 일어나서 처음에 미군은 매우 만족했다. NVESD는 이렇게 이온 흡수 필름(Ion Barrier Film, IBF)을 제거하고도 작동할 수 있어 성능이 크게 개선된 3세대 영상증배관을 4세대 영상증배관으로 정의했다. 즉, 원래는 이온 흡수 필름의 유무가 3세대와 4세대 영상증배관의 가장 큰 차이로 여겨졌었다.
그런데 문제가 발생했다. 수명 단축 문제를 해결했다고 믿은 LITTON사의 바람과는 달리, 이온 흡수 필름이 없어지니 수명이 도로 200시간 정도로 대폭 단축되어 버린 것이다. 그래서 2002년 NVESD는 4세대의 존재를 취소하기로 했고 그 후 ITT사에서 별도의 연구개발을 지속한다. 이후 그들은 30 옹스트롬 두께의 IBF를 10 옹스트롬 두께로 줄인 '얇은 필름'만으로도 수명이 유지되고 광량도 조절되는 기술[17]을 개발했다. 이것은 미군이 원했던 진정한 의미의 '4세대'를 구현 한 것으로 평가받는다.
이것이 Thin-Filmed 3세대 튜브이며 산화 알루미늄을 제거한 필름을 부착한 발전형을 Filmless 라고 부른다. 이들은 수명은 1만시간 가까이 가면서 성능은 과거 4세대로 불렸던 튜브와 비슷해 획기적인 발명품이 되었다. 지금은 미국 시장에서만 유통되며 다른 국가에서는 특별한 허가를 받아야 수입할 수 있다.
6.1. 마케팅 용어로써 3세대+, 혹은 4세대
오늘날 3세대+, 4세대라는 명칭은 객관적으로 정의된 것이 아니라 각 업체가 자사의 고급 제품을 광고하기 위해 붙인 명칭에 지나지 않는다. 어디까지가 3세대이고 어디까지가 '3세대+, 4세대'인지 누가 정해놓지 않았기 때문에 자동 차단 기능을 갖춘 PVS-14 모델도 젠 3+를 달고 마케팅하는 일도 있으며, 반대로 광증폭식에 열영상 기능을 디지털식으로 통합하여 증폭할 빛이 없거나 연막이 낀 상황에서도 시야를 제공하는 최신 모델인 AN/PSQ-20도 3세대로 표현한다.현재 시장에서 젠 3+ 혹은 젠 4라고 부르는 것들은 대개 오토게이팅 기능이 있고 더 민감한 성능을 가진 영상증배관을 탑재한 제품들이다.
[1]
미국식 기준을 적용하면 supergen 기술에 기반한 포토니스 제품은 모두 2세대 영상증배관이 되어버린다. 이는 마케팅에 굉장히 불리한 요소이므로 자체 기준을 만들어 판매하는 것이다.
[2]
M3 카빈의 무게는 무려 13kg 남짓이었다.
[3]
양들의 침묵 후반부에 나오는 빌이 착용한 야간투시경이 바로 SU-50의 전신인
SU-49다.
[4]
후기형은 AA 건전지 2개를 쓰는 하우징으로 바뀌었다.
[5]
윌콕스 슈라우드와 L4G24에 도브테일 마운트 J-Arm쓰면 단단하게 부착된다. 이건 야시경이 아니라 마운트가 구식이라 그렇다.
[6]
내부의 영상증배관은 총기 반동을 견디도록 설계 되었으나, PVS-14 하우징이 총기 반동을 견뎌낼수 없어 내부에서 영상증배관이 충격을 받는 바람에 망가지는 경우가 많다. 그래서 AN/PVS-24 CNVD나 PVS-4처럼 사격용으로 제작된 장치와 달리 PVS-14는 총기에 부착해 사용하는 것이 권장되지 않는다.
[7]
이것은 PVS-7과 같은 Biocular방식의 쌍안 야간투시경에만 해당되는 말이고 PVS-31이나 GPNVG-18이 당연히 PVS-14 보다 편한 것은 말할 것이 없다. PVS-7도 PVS-14에 비해 장시간 착용시 더 편하다는 장점이 있다. CQB 상황에서는 숨어있는 적이 갑자기 튀어나올 경우를 대비해 시야각이 넓은 4안식 GPNVG-18을 특수부대원들이 선호한다. 물론 1kg에 육박하는 4안식 야간투시경을 "suck"이라면서 싫어하는 델타포스 대원도 있는 만큼 시야각이 넓다고 전투에서 만능은 아니다.
[8]
미 육군이 도입한 ENVG의 상용 마운트 버전.
[9]
3D 프린팅 접안렌즈 하우징 적용시
[10]
생산은 동유럽에서 한다.
[11]
ENVG로 유명한 열영상 통합 야간투시경 제작 사업. 2010년대 중반에도 AN/PSQ-36을 출시하며 지속적으로 진행중이다.
[12]
MX-11769 규격을 사용하는 양안형 야간투시경은 AB MOD-3 BRAVO/MG 모델이나 ARMASIGHT BNVD정도 밖에 없다.
[13]
해당 사진에 나온 영상증배관은 EGAC을 잘라내고 저항을 납땜한 것을 볼 수 있다. 이는 평범한 MX-10160 규격 튜브로 활용하기 위한 개조다.
[14]
이 때 개발 업체로 선정한 국방부 획득실과 이오시스템의 유착 관계를 증언했지만 삼성탈레스는 당시 다른 큰 사업도 있으니 확대하지 말라고 해서 덮고 항의 공문도 보내지 않으면서 마무리했다는 소문이 있다.
[15]
따라서 PVS-04k가 독자 모델 3세대 야간투시경이라는 것은 잘못된 표현이다. 그저 3세대 영상증배관을 끼울 수 있는 3세대'형' 독자 모델인 것이다. 게다가 2세대 영상증배관을 도입했기 때문에 3세대 야간투시경으로 볼 수도 없다.
[16]
사진에 보이는 영상증배관은 EMP 차폐 모델이라서 검정색 플라스틱 외피를 가진 보통 영상증배관과 달리 알루미늄으로 포장되어 있다. 영상증배관 하단의 세모난 틈은 야시경에 장착시 가이드 역할을 한다.
[17]
PSU의 오토게이팅 도입, MCP 구성물질 변경, 영상증배관 내부 설계 변경등