Miért nem láthat egy ember éjszaka?
Kúpok - a színek megkülönböztetésére
Sticks - a fényerő beállítása
Amikor a fény szintje csökken, csak a rudak - 1000-szer érzékenyebbek, mint a kúpok és az ember esetében a 92-100 millió ember száma (összehasonlítva a macskával, amelynek kb. 150 millió van és amely nyctalope) - reagálnak. Ez megmagyarázza, hogy a látása miért megy fekete-fehér módba. Hasonlóképpen, a tárgyak "homályosnak" tűnnek, mivel a fotoreceptorok továbbadása a látóidegbe kevésbé hatékony a rudaknál. Alapvetően a természetes "éjszakai látás" képességének aktiválása és a visszamaradó fény beengedése érdekében a pupilla kiszélesíti és "aktiválja" a rudakat. De olyan határértékkel, amely nem teszi lehetővé a hatékony éjszakai látást.
Mi az az infravörös?
- Az INFRA-RED WAVE RANGE 0,7-tól 100-ig terjed
- A VISIBLE WAVE RANGE az 0,38-tól az 0,7 μm-ig terjed
- A GAMMA, az X, az ULTRAVIOLET és a RADIO RAYS készülékeken nem érdekel
Az éjszakai látás és a termikus technológia szempontjából érdekes az infravörös hullámtartomány, amelyet (CIE rendszer szerint) 4 spektrális sávra osztunk fel:
- Közel infravörös: 7μm-ről 1,6μm-re
- Az átlagos infravörös: az 1,6 μm-től az 4 μm-ig
- Hő infravörös: az 4 μm-től az 15 μm-ig
- Nagyon infravörös: az 15 μm-től az 100 μm-ig
Ezeknek a különböző hullámtartományoknak köszönhető, hogy a távirányítója, a LED-es lámpája, a rakétavezérlés, a hőkamerák, a lézerek ... és egy csomó más alkalmazás működik!
Az elektromágneses spektrum
Mi a maradék fény?
Feltétlenül szükséges a nap, a hold, a csillagok által kibocsátott szemüveg (maradék fény - tehát fotonok nélkül, éjszakai látás nem lehetséges) és a városi területeken található összes fényforrás (közvilágítás) működéséhez , jármű fényszórói, megvilágított táblák), amelyek egy hatalmas halot képeznek egy hatalmas területen - a visszamaradó fény az a fotonhalmaz, amely bejárja azt a teret, amelyben tartózkodik (fénysebességgel). másutt), éjjel-nappal. Ezt a fényt (éjszaka nyilvánvalóan éjszakai látás céljából) egy fotokatód és egy foszforeszkáló képernyő segítségével felerősítve visszaállíthatunk egy képet (többé-kevésbé jó minőségű, a " fotokatódot tartalmazó cső generálása).
Most, hogy a fizikai elv amely lehetővé teszi az "éjjellátó" technológia telepítését, meg tudjuk majd magyarázni, hogyan működik!
Hogyan működik az éjjellátó távcső?
Amint a fentiekből látható, az alapelv (passzív működésű szemüveg esetében) a maradék fény lehető legnagyobb felerősítése, hogy a lehető legjobb felbontású és lehető legjobb fényerővel jelenítsék meg a képet. Csak gyorsan fogok foglalkozni (és az „infravörös fáklya” fejezetben) az infravörös aktív kiaknázásával, ez a technológia potenciálisan veszélyt jelent a taktikai használat során.
- A lencse (a távcső elején) rögzíti a maradék fényt és a közel infravörös spektrumának egy részét, és az elektroncsőbe (fotomultiplikátor) irányítja őket.
- A fotomultiplikáló fény (fotonok) áthaladása fotokatalizmust és fotoelektromos effektussal generál elektronokat.
- Az elektronokat mikrocsatornákból álló, elektródák által polarizált ostya felé vetítik, az MCP-t (amelyet fotomultiplikátor-ostyának tekintenek). Úgy építették, hogy megkönnyítse az ütközést (minden mikrocsatorna többé-kevésbé fontos szöget zár be - 5 és 8 ° között) és csökkenti a "zajt". Amikor a kezdeti elektronok belépnek a mikrocsatornákba, ütköznek a falukra és más elektronok emisszióját okozzák, amelyek az amplifikációs hatással viszont eltalálják a mikrocsatornák falát, így d 'egyéb elektronok.
- Az elektronok (most több ezer számot) átmennek egy foszforeszkáló képernyőn. A kinetikus energiának köszönhetően az elektronok (amelyek megtartották a kezdeti fotonok szerkezetét -, amelyek lehetővé teszik a kép visszaállítását) gerjeszteni fogja a foszfor atomokat ... amelyek fotonokat szabadítanak fel. Ez a lencsén keresztül visszavezetett fény képezi a végső képet - amelyet a zöld színben jelenít meg a foszfor tulajdonságai miatt. Az objektívnek lehetővé kell tennie a fókuszt (és esetleg a nagyítást) a lehető legjobb minőség érdekében.
- Meg kell jegyezni, hogy a "zöld színű" látás annak a következménye, hogy a gyártó egy adott foszfort választott - az emberi szem érzékenyebb a zöldre, ez volt a megoldás egy (többé-kevésbé) optimális kontrasztra a. ellenőrzött költség.
Az éjjellátó távcső vázlatos működése (legalább 2 generáció)
Miért van tehát az éjjellátó szemüveg több „minősége”?
Mint minden emberi találmány esetében, folyamatosan törekszünk a technológia kapacitásának javítására. A fizika, a biológia vagy a kémia révén, a felhasználó által közölt tapasztalatokon keresztül, és egyszerűen egy darabkészítő képességgel, amely javul a kapcsolódó technológiák megjelenésével.
Éjjellátás esetén a javulás elsősorban:
- A fotokód és annak érzékenységének javítása (2 és 3 csövek generációján keresztül)
- Ez az egymást követő S1 a fotokatód, S20, S25 fotokatódok és gallium-arzenid (GaAs) - ami javítja érzékenységét a spektrális tartomány a látható és közeli infravörös
- A mikrocsatorna lemez behelyezése (2 generációról)
- Ez lehetővé teszi egy sokkal nagyobb mennyiségű elektron generálását (az 1 generációhoz képest), és ezáltal javítja az amplifikációt és a képalkotás minőségét.
- Egy 3 generációs csövön egy ionszűrőfóliát helyeznek el (a katód védelme érdekében a nem kívánt fényforrásnak való kitettségtől). Ez csökkenti a generált elektronok számát, és növeli a látható halo értéket a fényes foltokon. Éppen ellenkezőleg, a film jelentősen javítja a cső élettartamát
- Az OMNI-V - VII generációs 3 generációs csövön egy finomabb ionszűrő - jobb SNR és fényérzékenység - integrálása az élettartam kárára
- Az "AUTOGATED" funkció (3 generációról)
- Ez a funkció rendkívül gyorsan (milliszekundum nagyságrendben) képes kezelni a cső adagolását. Amint a csövet "agresszív" fényforrásnak tesszük ki, az áramellátás azonnal megszakad, megőrizve ezzel a csövet és annak élettartamát.
- Az állásfoglalás (a vonalparaméter mérete mm-ben megadva)
- Összefoglalva - és nagyon tömören - javítja a részletek finomságának vizualizációját
- Az SNR javítása (Jelzaj-rádió)
- Ez a jel feszültsége (a cső elektromos jele) és az általa generált zaj aránya. Alapvetően a képen megjelenő „hó” (szcintilláció). Az 1. generációs és a 3. generációs találat között nyilvánvaló a különbség.
A különböző generációk cső
A cső különböző generációinak képvisszaadása (az "4 generáció" kifejezés túlhasználatlan, és megfelel a szabványosított 3 generációnak Omni-VII)
Az 0 generáció
Az 1929-ban a magyar fizikus Tihanyi Kálmán az éjszakai látás elve (a brit hadsereg javára). Az 1935-tól egy német cég (az AEG ma is létezik) éjjellátó technológiát fejleszt, párhuzamosan az USA-val. A második világháború idején a két ország a harcban, a páncélozott járműveken és a kézi lőfegyvereken is használja az éjszakai látást. Az Egyesült Államok kidolgozza a koncepciót és folytatja működését a koreai háború alatt. Az alkalmazott technológia aktív - nagy infravörös sugárnyalábot tervez
Az 1 generáció (és 1 +)
Ma is a világon a leggyakrabban használt! Az 60-as években fejlesztették ki és az Egyesült Államok a vietnami háború idején aknázta ki, és az első „passzív” fényerősítő csövet használja S20 fotokatóddal (egy Intenzívebb növekedés kb. X1000). A kép tiszta, és jó kontrasztot kínál a kép közepén, torzítással a széleken és SNR-rel, amely zavarást - „havat” - generál a renderelt képen. A gyártók által jelenleg kínált 1. generációs csövek többnyire a volt Szovjetunió készletéből származnak - ami meglehetősen pozitív. Az ennek a csőnek az élettartama körülbelül 4000 óra (plusz vagy mínusz) aktív használat körül lesz et csak magas maradék fényviszonyok mellett lehet működni (látható hold), kivéve, ha az infravörös lámpát a távcsővel együtt használják.
Az úgynevezett „generation 1+” cső nem más, mint egy 1. generációs cső, amelyet tovább fejlesztettek, hogy jobb képminőséget biztosítson (Armasight Core vagy Pulsar Edge), optimalizált felbontással.
- Meghatározás: 35-60 vonópár / mm
- Átlagos élettartam: körülbelül 4000 óra
- Fotokatód: S20
- Intenzívebb: kb. 1000x - magas maradék fényszintet igényel
- Átlagos ár: 150 és 700 euró között - a hatókör típusától függően (monokuláris, binokuláris, puska hatókör, nagyítással vagy anélkül stb.)
Az 2 generáció (és 2 +)
Ez a második generáció bevezeti az MCP-t (a mikrocsatorna ostyát) és az S25 fotokatódot, akár 20000 45-szeres erősítési nyereség, az SNR jelentős javulása, a felbontás (minimum 1 pár vonal mm-enként) és fényérzékenység - infravörös fáklya hozzáadása már nem lesz szükséges, és a maradék fény szintjének sokkal alacsonyabbnak kell lennie ahhoz, hogy az XNUMX. generációnál jobb képeket készítsen. A foszfor képernyő használható ( gyártója szerint) olyan foszfor, amely javítja a zöld „szín” kontrasztját, és ezért jobb részletességet biztosít.
Az úgynevezett „2+” generációs cső (valóban) optimalizálja a felbontást (átlagosan 60 vonalpár / mm), az SNR az 10 pontokhoz képest legfeljebb 2 pontokat nyer és az érzékenység halad 400-800 uA / lm (érzékenységi 500-600 uA / lm 2 generációs és fotokatód S25). Az 2 + generációs cső, minőségi komponensekkel, lényegesen közelebb áll az 3 generációs csövekhez.
- Meghatározás: 45-73 vonópár / mm
- Átlagos élettartam: körülbelül 10000 óra
- Fotokatód: S25
- Intenzívebb: kb. 20000 XNUMXx - alacsony maradék megvilágítási szintet igényel
- Átlagos ár: 900 és 2500 euró között - a hatókör típusától függően (monokuláris, binokuláris, puska hatókör, nagyítással vagy anélkül stb.)
- FOM (Figure of Merite): 810 és 2044 között (elméleti - a valóságban inkább 1800)
3 generáció (és az 3 szabványosított Omni-VII)
A gallium-arsenidből készített fotokatód integrálása (javítja az érzékenységet a távoli infravörös tartományra, de „törékenyebb”, mint az S25 típusú fotokatódok) és egy „második generációs” MCP egy szűrőfólia (amely megvédi a katódot az ionoktól) - ez csökkenti a keletkező elektronok számát és növeli a fénypontok körül látható halot - lehetővé teszi a cső élettartamának növekedését (akár 20000 XNUMX óra), és a a maradék fény 30-ról 50000x-re történő amplifikálása. A kép tisztasága és a részletek renderelése körülbelül háromszorosa jobb, mint a 3. generációs csöveknek, de a szemed nem lesz érzékeny erre az optimalizálásra (vagy csökkentett módon); Másrészt a kivételes fényerő-érzékenység lehetővé teszi, hogy a szemüveget nagyon romlott maradék fényviszonyok között használja. Az „AUTO GATED” funkció megóvja a csövet a véletlenszerű agresszív és hirtelen megvilágítástól, miközben megőrzi a kép renderelését - ami elengedhetetlen egy olyan harci operátor számára, aki az AUTO GATED nélkül elkápráztatható. hirtelen indulásokkal, robbanásokkal, tüzekkel ...
Az US Omni Katonai Standard (VII. Szint) által szabványosított 3 generációs cső elsősorban az MCP-t javítja vékonyabb szűrőfóliával, mint egy hagyományos 3 gyártósoron (miközben megtartja az 3i generációs cső elemeit). Ez a változás - ami csökkenti a cső élettartamát kb. 15000 óra alatt - drasztikusan növeli a képminőséget és a megjelenítést, a felbontást és a kontrasztszintet. Általában katonai felhasználásra van fenntartva, az 80-től az 120000x-ig terjedő erősítési nyereséggel (elméleti - de mégis igazán lenyűgöző).
Meg kell jegyezni, hogy egyes gyártók P43 foszforcsöveket kínálnak, amelyek „fekete-fehér” vagy akár „kékes” megjelenítést kínálnak a kép kontrasztjainak és részleteinek jobb megtekintéséhez.
Meg kell jegyezni, hogy az USA szabványosítási szintjétől függően (az II-VII. Szinttől függően) az MCP szűrőfilmje többé-kevésbé tiszta és részletes képet készít. Néhány 3 generációs csövet film nélkül (filmless) kínálnak. A kép megjelenése jelentősen javult, de a cső élettartama nyilvánvalóan lerövidült.
- Meghatározás: 57-73 vonópár / mm
- Átlagos élettartam: 20000 15000-XNUMX XNUMX óra
- Fotokatód: gallium-arsenid
- Intenzívebb: 30-tól 120000 XNUMX-ig (nagyon elméleti) - nagyon alacsony maradványszintet igényel
- Átlagos ár: 2300 és 6000 euró között - a hatókör típusától (monokuláris, binokuláris, puska hatókör, nagyítással vagy anélkül stb.) És a használt alkatrészektől függően
- FOM (Figure of Merite): 1400-tól 2000-ig
Felszerelheto GUN, meg kell, hogy a választás egy ablak, hogy ellenálljanak egy hajó képes cső csökkenés CLASS rendeltetési WEAPON - ez biztosítja a cső élettartamát és képalkotást. HA KÉRJÜK KAPCSOLATBAN.
A digitális éjszakai látás különleges esete
A fényképezőgépében, digitális megfigyelő kameráiban, webkamerájában vagy digitális fényképezőgépében használt technológiával megegyező technológia: CCD vagy CMOS, amelyet úgy módosítottak, hogy ne a látható spektrumra, hanem az infravörös spektrumra legyen érzékeny, és digitális jellé alakuljon át. . A digitális jelet felerősítik, majd továbbítják az LCD képernyőre, ahol megtekintheti a képet. A foszfor képernyő hiánya megszünteti a fekete és a zöld megjelenítést, hogy fekete-fehér képet eredményezzen.
Mint egy 1 generációs cső, a digitális éjszakai látószemüveg csak a PCM beépítése nélkül erősíti meg a maradék fényt. Valójában szükséged lesz egy jelentős maradék fényre (telihold ...) vagy (például egy biztonsági kamerára) IR-diódákra vagy IR-fáklyára. Fontos megjegyezni, hogy bármilyen infravörös emisszió kimutatható. Ez hülye, hogy egy mesterlövész lövés miatt ilyen hibák.
Az amplifikáció azonos (vagy még nagyobb) lesz egy „1+” generációs csővel (azaz 1000x), jobb képvisszaadással - különösen azért, mert nincs torzítás a szélein.
Leghatározottabb előnye, hogy nyilvánvalóan a csövekkel kapcsolatos megszorítások eltűnnek. A távcsövet veszély nélkül használhatja, sem a szemére, sem a készülékre. Sokkal könnyebben kihasználható a digitális fényképezőgép minden előnye (képek vagy videók rögzítése, távolságmérő integrálása, barométer ...).
Ez a fajta termék tökéletes lesz „szabadidős” használatra, vagy „alacsony” éberségi fokon és alacsony intenzitású harcban történő területek biztosítására. KIZÁRJA A SZAKMAI ÉS KÉSZÜLÉKES MUNKAVÁLLALÓKRA VONATKOZÓ FÉL.
MIRE VONATKOZNAK AZ ÉJSZAKAI LÁTÓS SZEMÜVEG KIVÁLASZTÁSÁRA:
- Egyszerű logika: a beruházásnak kapcsolódnia kell az eljövendő küldetés (ek) hez
- Minden csőnek van egy eltarthatósági ideje - ezért a professzionális használatnak tartalmaznia kell egy eszköz megújítási küszöböt
- Ha lehetséges, próbáljon ki egy teleszkópot választani, amely sokoldalú (kézzel használható, például egy sisakra és egy fegyverre) - kivéve a nagyon speciális célokat (mesterlövész ...)
- Határozza meg a teleszkóp általános minőségét a FOM (Figure of Merite) köszönhetően - olvassa el az alábbi szójegyzéket a képlet megértéséhez
SZÓJEGYZÉK "NOCTURNAL VISION"
- Automatikus fényerő-szabályozás (ABC):
Automatikus fényerőszabályozás (lehetővé teszi az MCP-n keresztül továbbított feszültség modulációját a maradék fényerő intenzitásától függően).
- Automatikus kapuzás (ATG):
Lehetővé teszi az irányítást a feszültséget fotokatódnak (és csökkentik, vagy csökkentsék a ciklus) kitett agresszív fényerő (éjszakai forgatás, tűz, villámcsapás, közvilágítás, halogén által generált területek városi ...). Ez működik a látás megőrzi a részleteket intenzív fény hangulatot és biztosítja a fotokatódról (ami lehet, hogy véglegesen lebomlik ezen funkció nélkül). Hasznos, sőt elengedhetetlen a repülőgépek pilótáihoz - különösen alacsony magasságban - a különleges erők és beavatkozások a városi területeken.
- lp / mm (vonalparaméterek milliméterenként):
A képerősítő felbontásának mérésére szolgáló egység. Általában az 1951 amerikai légierő felbontási tesztcélja alapján határozzák meg. A cél különböző méretű minták sorozata, amely három vízszintes vonalból és három függőleges vonalból áll. A felhasználónak képesnek kell lennie arra, hogy megkülönböztesse az összes vízszintes és függőleges vonalat és terek közöttük.
- szcintillációs:
Véletlenszerű és fényes hatás a kép teljes területén. A szcintilláció, amelyet néha "video zajnak" is neveznek, a mikrocsatornás lemezerősítők normál jellemzője, és gyenge fényviszonyok esetén még kifejezettebb.
- Jel-zaj arány (SNR):
A jel amplitúdója és a zaj amplitúdója. Ha a zaj (lásd a "villódzás" definícióját) ugyanolyan fényes és nagy, mint a fokozott kép, akkor nem látja a képet. A jel / zaj arány a fényerővel változik, mert a zaj állandó marad, de a jel növekszik (magasabb fényszint). Minél magasabb az SNR, annál jobban teljesít a készülék „sötét” környezetben - alacsony maradékfénnyel.
- μA / lm (Microamperes by Lumen):
A fotokatoda által termelt elektromos áram (μA) mérése, ha egy meghatározott mennyiségű fénynek (lumennek) vannak kitéve.
- felbontás:
Képerősítő vagy éjjellátó rendszer képes megkülönböztetni a környezet részleteit. A képerősítő cső felbontását vonalpárokban mérjük milliméterenként (lp / mm), míg a rendszer felbontását ciklusonként milliradiánonként. Bármely 1-es nagyítású éjjellátó rendszer esetében a cső felbontása állandó marad, míg egy másik távcső felbontását befolyásolhatja a szemlencse fókuszának és nagyításának megváltoztatása, valamint nagyító szűrők vagy ill. "relé" lencsék. Gyakran a felbontás ugyanabban az éjjellátó készülékben nagyon eltérő, ha a kép közepén és a kép peremén mérjük. Ez különösen fontos a fényképezéshez vagy videóhoz kiválasztott kamerák esetén, ahol a teljes kép felbontása fontos.
- MCP (Microchannel Plate):
A híres mikrocsatornák "ostyája", amely megsokszorozza a fotokatód által termelt elektronokat. Az MCP csak a Gen 2 és a Gen 3 rendszerekben található meg, az MCP-k kiküszöbölik a Gen 0 és Gen 1 rendszerek torzulási jellemzőit. Az MCP-ben lévő "furatok" (mikrocsatornák) száma a fő tényező a felbontás meghatározásában.
- Merit kép (FOM):
Ha valamit el kell venni ebből a blogbejegyzésből, akkor ez az! A FOM meghatározása a következőképpen történik: felbontás (sorpárok milliméterenként) x jel-zaj. Ezen kritérium alapján határozza meg szemüvegének csőjének "minőségét".