این دوربین ها بسته به فناوری مورد استفاده خود به دو طریق کار میکنند:
1-بهسازی تصویر2 -تصویرسازی گرمایی
تجهیزات نوع اول یا بهسازی تصویر از روش جمعآوری و تقویت نورهای اندکیکه از جسم متصاعد میشود و منابع نوری محدود موجود در محیط (ستارهها وماه) که با چشم غیرمسلح دیده نمیشوند استفاده میکند. در نوع دوم یاتصویرسازی گرمایی از جمعآوری بخش بالایی طیف های نور فروسرخ استفاده میشود. این طیف ها بهعنوان گرما از جسم متصاعد میشوندوبنابراین اشیایی که گرم هستند مانند بدن جانداران بیشتر از اجسام سردمانند درختان تشعشع فروسرخ دارند. اما از آنجا که تصویر این دوربین ها دارای طیف رنگی غیرواقعی (قرمز برای جسم گرم و آبی برای جسم سرد) هستند؛چندان مورد استفاده بهعنوان دوربین دید در شب نیست و مصارف خاص دیگریدارد.
بنابر توضیحات فوق واژه دید در شب به تجهیزات نوع اول یا بهسازی تصویر اطلاق میشود که در این مقاله به توضیح آن میپردازیم.
فناوری بهسازی تصویر
همان گونه که گفته شد در این روش نورهای محدود موجود در محیط (ستارهها، ماه و یا فروسرخ) توسط لنز شیئی که یک لنز معمولی است جمعآوری شده و به استوانه کاتدی تقویت تصویر فرستاده میشود. فوتون هاینور در بدو ورود به این استوانه به الکترون تبدیل میشوند. در طول ایناستوانه الکترون ها به واسطه فرآیندهای الکتریکی و شیمیایی از نظر تعدادتقویت میشوند. این الکترون های مضاعف شده به سمت صفحه فسفری که الکترون ها را مجدداً به نور مرئی تبدیل میکند پرتاب شده و تصویر تولید شده به وسیله این صفحه در لنز چشمی مشاهده میشود. این تصویر بازسازی شده بصورت اشباع با رنگ سبز مشاهده میشود.
تجهیزات دید درشب در طول سال ها تکمیل شدهاند. این تجهیزات را به لحاظفناوری ساخت میتوان به پنج نسل تقسیم کرد. تفاوت این نسل ها در استوانهتقویت کننده نور که در حقیقت قلب یک دوربین دید درشب یا NVD میباشد است.
نسل صفر
سامانه دید درشب ابتدایی که توسط نیروی زمینی ایالات متحده ساخته و در جنگ جهانی دومو جنگ کره مورد استفاده قرار گرفت. این NVDها از فناوری فروسرخ فعالاستفاده میکردند. بدین معنی که یک واحد نشانگر فروسرخ که نور فروسرخ رامانند چراغ قوه میتاباند به NVD متصل است. لنز NVD نیز بازتابش اینپرتوها را دریافت و تصویر را تهیه میکند. مشکل اساسی این طرح این بود کهبه سرعت بهوسیله دشمنان نمونهبرداری شد و سربازان دشمن بهوسیله NVDهایخود میتوانستند پرتوهای فروسرخ تابش شده را ببینند.
نسل اول
این نسل هماکنون رایجترین نوع مورد استفاده در دنیا است. یکNVD نسل اول، نور موجود در محیط را چندین هزار برابر تقویت میکند و بهاین ترتیب تصویر واضحی از تاریکی در اختیار شما قرار میدهد. این تجهیزاتتصویر کامل و واضحی را با قیمت ارزان برای شما تهیه میکند که برایقایقرانی، شکار، مشاهده حیات وحش و یا محافظت از منزل مناسب است. در هنگاماستفاده از این تجهیزات به موارد زیر برخورد میکنید:
- یک صدای زوزه ضعیف از دستگاه شنیده میشود.
- لبههای تصویر کمی محوشدگی دارند. این پدیده بهعنوان انحراف هندسی (Geometric Distortion) شناخته میشود.
- وقتی دستگاه را خاموش میکنید تا مدتی با رنگ سبز میدرخشد.
این نسل به علت قیمت بیشتر (حدود ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ دلار بیشتر از نسل اول)جهت نیروهای پلیسی و قانونی و یا کاربردهای حرفهای استفاده میشود. تفاوتاصلی بین نسل اول و دوم استفاده از یک صفحه میکرو کانال موسوم به MCPمیباشد. MCP از میلیونها فیبر نوریکوتاه و موازی تشکیل شدهاست. زمانی که الکترونها از این شبکه فیبر نوریمیگذرند هزاران الکترون دیگر نیز آزاد میشود. این فرآیند سبب میشود تاتقویت نور در این تجهیزات چندین برابر نسل اول شده و تصویر مناسبتر و شفافتری بدست آید.
نسل سوم
در این نسل با استفاده از ماده شیمیایی حساس گالیم آرسنید تصویر روشن و شفافتر و با تفکیکپذیری بالاتری بدست میآید. همچنین استوانه تقویت کننده با یک محافظ یونی پوشیده شدهاست که عمر استوانه را افزایش میدهد.
نسل چهارم
این نسل بدون شک بزرگترین رکورد در فناوری تقویت تصویر در ۱۰ سال گذشتهمیباشد. با حذف محافظ یونی که در نسل سوم افزوده شدهبود؛ اختلالات زمینهنیز کاهش یافته و نسبت سیگنال به نویز افزایش مییابد. افزودن یک سامانهتامین توان با تنظیم خودکار اجازه میدهد که NVD بتواند به هرگونه نوساندر شرایط نوری پاسخ دهد. این توانایی پیشرفت عظیمی در تجهیزات دید در شبایجاد کردهاست. چرا که به کاربران NVD اجازه میدهد به سرعت و بدون هیچتأثیرات جانبی از شرایط پرنور به شرایط کمنور برود.
از جمله ویژگیهای نسل چهارم میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
۱-بیش از ۱۰۰٪ پیشرفت در پاسخ تصویری.۲-نمایش فوقالعاده در نورهای بسیار کم.۳-حداقل سه برابر وضوح و تفکیکپذیری بیشتر در نورهای کم.
گرچه اکثر NVDهای موجود در بازار از نسل صفر و یک میباشند؛ این نسل همچنین به رکورد جدید در بازار تجهیزات دید در شب دست یافت.
نسل چهارم تجهیزات دید درشب، اثربخشی عملیات شبانه را برای نیروهاینظامی استفاده کننده از این تجهیزات، بطور قابل توجهی افزایش دادهاست.
