فن آوری دید در شب

تمامی سیستم های دوربین مداربسته دید شبانه تصویر بهبود یافته الکترونیکی تهیه می کنند. یک سیستم مدار بسته دید در شب مانند سایر سیستم های روزانه، دارای عنصر اپتیکی همچون لنز، منشور و آینه است و در کنار هم با در نظر گرفتن اصول اپتیکی خاص خود طراحی و به کار گرفته شده اند. علاوه بر اینها از عنصری به نام سلول تقویت تصویر در دوربین های مداربسته به کارگیری شده است. این عنصر می تواند امکان مشاهده تصویر را در تاریکی حدود چند هزارم لوکس (شرایط نور ماه و ستاره) فراهم کند بقیه در ادامه مطلب...

زکات علم درنشرآن استن. امام علی(ع)

دیددرشب


فن آوری دید در شب

 

تمامی سیستم های دوربین مداربسته دید شبانه تصویر بهبود یافته الکترونیکی تهیه می کنند. یک سیستم مدار بسته دید در شب مانند سایر سیستم های روزانه، دارای عنصر اپتیکی همچون لنز، منشور و آینه است و در کنار هم با در نظر گرفتن اصول اپتیکی خاص خود طراحی و به کار گرفته شده اند. علاوه بر اینها از عنصری به نام سلول تقویت تصویر در دوربین های مداربسته به کارگیری شده است. این عنصر می تواند امکان مشاهده تصویر را در تاریکی حدود چند هزارم لوکس (شرایط نور ماه و ستاره) فراهم کند .

 

در قلب هر سیستم شبانه ابزاری به نام «لامپ تشدید کننده نور» وجود دارد که به آن (Light Intesifier Tube ) می گویند. این لامپ نور موجود را جمع کرده (بعضی اوقات نور مرئی و بعضی اوقات نور مادون قرمز) و نور را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. این الکتریسیته خیلی کم سپس تقویت می شود و تصویر یک صحنه را برای ما نشان می دهد. مقابل لامپ (محلی که تبدیل نور به الکتریسیته انجام می شود) «فتو کاتد» نامیده می شود. قطر فتوکاتد در دوربین دید در شب 25 میلی متر است.

 

تمامی سیستم های دید شبانه تک رنگ هستند. به عبارت دیگر رنگ های گوناگون را نشان نمی دهند و تصاویر را به رنگ سبز تیره نشان می دهند. علت انتخاب این رنگ به دلیل این است که چشم انسان نسبت به این رنگ حساسیت بیشتری دارد .

 

دوربین های دید در شب

 

(Night Vision System )

 

شیوه کار دوربین های دید در شب در نتیجه داشتن محدوده ای از نور، مانند نور مهتاب و ستاره در حالتPassive یا نور مادون قرمز در حالت Activeاست. این نور که از فوتون ها ساخته شده است در یک لامپ فوتونی جمع شده و از آنجا فوتون ها به الکترون تبدیل می شوند. سپس الکترون ها به واسطه الکتریسیته و فرایند شیمیایی، مقدار بسیار بزرگی تقویت می شوند. الکترون ها بعد از آن به سوی یک پرده فسفری برای نمایان شدن تصویر پرتاب

 

می شوند و ما می توانیم از میان عدسی چشمی دوربین، تصویر تشکیل شده را که به رنگ سبز است مشاهده کنیم. طرز کار دوربین های دید در شب به دو صورت فعال (Active ) و غیر فعال (Passive ) است.

 

حالت فعال (Active ) ـ در این حالت دوربین با استفاده از نور مادون قرمز (Infrared Radiation ) کار می کند. طرز کار بدین صورت است که اشعه مادون قرمز به وسیله یک لیزر نامرئی یا نور افکن مرئی به طرف موضوع مورد نظر فرستاده می شود و با استفاده از این نور ارسالی تصویر شئ را می توان در دوربین مشاهده کرد. این شیوه که «تصویربرداری حرارتی» نام دارد، سیستم دید در شب بر اساس ثبت قسمت بالایی طیف مادون قرمز عمل می ‌کند. این قسمت از طیف مادون قرمز به جای منعکس شدن نور در قالب حرارت از اشیای مختلف منتشر می ‌شود. به همین علت اشیاء گرم‌ تر نظیر انسان‌ های زنده در مقایسه با دیگر اشیاء نظیر درختان و ساختمان ‌ها نور بیشتری منتشر

 

می ‌کنند. در چنین دوربین‌ هایی افراد در حال حرکت که توده ‌ای گرم محسوب می‌ شوند، همچون سایه‌ های قرمز رنگ متحرک دیده می ‌شوند و کاربر آنها را به راحتی شناسایی و مشاهده می ‌کند.

 

حالت غیر فعال (passive ) ـ در این حالت کار سیستم دوربین، تشدید نور حاصله از ستارگان یا ماه است. در واقع در حالت passive دوربین از خود هیچ گونه پرتو نورانی چه مرئی و چه نامرئی ساطع نمی کند. بنابراین هنگام استفاده در مقابل دشمن، از نظر دشمن کاملاً محفوظ باقی می ماند و این یک امتیاز نسبت به حالت active است. این شیوه که «جلوه دادن تصویر» نام دارد، اساس کار سیستم، جمع‌ آوری ریزپرتوهای نوری از جمله قسمت پایین طیف نور مادون قرمز است. در واقع این پرتوها وجود دارند اما برای چشم غیرمسلح غیر قابل مشاهده هستند. در این فرآیند پرتوهای جمع ‌آوری شده تا آنجا تقویت می‌ شوند که چشم بتواند به راحتی آنها را در قالب تصاویر تشخیص دهد.

 

در واقع دوربین های دید در شب با این نوع سیستم کاری با تقویت نوری که از هدف باز تابیده می شود و رسانیدن آن به اندازه ای که به وسیله چشم انسان قابل تشخیص باشد، امکان دید در شب را به وجود می آورند.

 

دوربین ‌های دید در شب فن آوری کاربردی هستند که با استفاده از آن می ‌توان به صورت میانگین شخصی را در تاریکی مطلق و حتی شب‌ های ابری در فاصله 183 متری مشاهده کرد.

 

تجهیزات دید درشب در طول سال‌ ها تکمیل شده‌ اند. این تجهیزات را به لحاظ فن آوری ساخت می‌ توان به پنج نسل تقسیم کرد. تفاوت این نسل ‌ها در استوانه تقویت کننده نوری است که در حقیقت قلب یک دوربین دید درشب یا NVD به شمار می رود.

 

نسل صفر

 

این سامانه دید در شب ابتدایی توسط نیروی زمینی ایالات متحده ساخته شد و در جنگ جهانی دوم و جنگ کره مورد استفاده قرار گرفت. این NVD ها از فن آوری فروسرخ فعال استفاده می ‌کردند. به این معنی که یک واحد نشانگر فروسرخ که نور فروسرخ را مانند چراغ قوه می ‌تاباند به NVD متصل است. لنز NVD نیز بازتابش این پرتوها را دریافت و تصویر را تهیه می ‌کند. مشکل اساسی این طرح این بود که به سرعت به ‌وسیله دشمنان نمونه ‌برداری شد و سربازان دشمن به‌ وسیله NVDهای خود می ‌توانستند پرتوهای فروسرخ تابش شده را ببینند.

 

نسل اول

 

این نسل هم‌ اکنون رایج‌ ترین نوع مورد استفاده در دنیا است. یک NVD نسل اول، نور موجود در محیط را چندین هزار برابر تقویت می ‌کند و به این ترتیب تصویر واضحی از تاریکی در اختیار شما قرار می ‌دهد. این تجهیزات تصویر کامل و واضحی را با قیمت ارزان برای شما تهیه می ‌کند که برای قایقرانی، شکار، مشاهده حیات وحش یا محافظت از منزل مناسب است. هنگام استفاده از این تجهیزات یک صدای زوزه ضعیف از دستگاه شنیده می ‌شود. همچنین لبه ‌های تصویر کمی محوشدگی دارند. این پدیده به ‌عنوان انحراف هندسی (Geometric Distortion) شناخته می ‌شود. علاوه بر اینها وقتی دستگاه را خاموش می ‌کنید تا مدتی با رنگ سبز می ‌درخشد.

 

 

نسل دوم

 

این نسل به علت قیمت بیشتر برای نیروهای پلیسی یا کاربردهای حرفه ‌ای استفاده می ‌شود. تفاوت اصلی بین نسل اول و دوم استفاده از یک صفحه «میکروکانال» موسوم به MCP است. MCP از میلیون ها فیبر نوری کوتاه و موازی تشکیل شده ‌است. زمانی که الکترون ها از این شبکه فیبر نوری می ‌گذرند هزاران الکترون دیگر نیز آزاد می ‌شود. این فرآیند سبب می ‌شود تا تقویت نور در این تجهیزات چندین برابر نسل اول شده و تصویر مناسب ‌تر و شفاف‌ تری به دست آید.

 

نسل سوم

 

در این نسل با استفاده از ماده شیمیایی حساس به نام «گالیم آرسنید» تصویر روشن و شفاف ‌تر و با تفکیک ‌پذیری بالاتری به دست می ‌آید. همچنین استوانه تقویت کننده با یک محافظ یونی پوشیده شده ‌است که عمر استوانه را افزایش می ‌دهد.

 

نسل چهارم

 

این نسل بدون شک بزرگ ‌ترین رکورد در فن آوری تقویت تصویر در 10 سال گذشته است. با حذف محافظ یونی که در نسل سوم افزوده شده ‌بود؛ اختلالات زمینه نیز کاهش یافته و نسبت سیگنال به نویز افزایش می ‌یابد. افزودن یک سامانه تأمین توان با تنظیم خودکار اجازه می‌ دهد که NVD بتواند به هر گونه نوسان در شرایط نوری پاسخ دهد. این توانایی پیشرفت بزرگی در تجهیزات دید در شب ایجاد کرده‌ است چرا که به کاربران NVD اجازه می ‌دهد به سرعت و بدون هیچ تأثیرات جانبی از شرایط پرنور به شرایط کم‌ نور برود.

 

اگر چه بیشتر NVD های موجود در بازار از نسل صفر و یک هستند ولی این نسل همچنین به رکورد جدید در بازار تجهیزات دید در شب دست یافت. نسل چهارم تجهیزات دید در شب، اثربخشی عملیات شبانه را برای نیروهای نظامی استفاده کننده از این تجهیزات، به طور قابل توجهی افزایش داده ‌است.