夜視儀
提到夜視儀,多數(shù)人想到的是圖像增強(qiáng)技術(shù)。事實(shí)上,圖像增強(qiáng)系統(tǒng)一般稱為夜視設(shè)備(NVD)。NVD內(nèi)有一種圖像增強(qiáng)管,可以用來采集、放大紅外線及可見光。 以下是圖像增強(qiáng)系統(tǒng)的工作原理:一種稱為物鏡的傳統(tǒng)透鏡能捕捉環(huán)境光線和某些近紅外線。收集到的光線會(huì)傳送給圖像增強(qiáng)管。在多數(shù)NVD中,圖像增強(qiáng)管的供電系統(tǒng)會(huì)從兩節(jié)N-Cell或“AA”電池中獲取電力。管道會(huì)向圖像管組件輸出約為5000伏的高壓。圖像增強(qiáng)管中有一個(gè)光電陰極,能將光子轉(zhuǎn)化為電子。當(dāng)電子通過管道時(shí),管中的原子會(huì)釋放相似的電子,其數(shù)目為原有電子數(shù)乘以一個(gè)因數(shù)(約為幾千倍),利用管道內(nèi)的微通道板(MCP)就能完成這項(xiàng)工作。微通道板是一個(gè)微型玻璃盤,內(nèi)部含有數(shù)百萬個(gè)微型孔隙(微通道),采用光纖技術(shù)制成。微通道板處于真空中,在盤片的兩面都安裝了金屬電極。每條微通道的長度是其寬度的45倍左右,工作原理類似于電子放大器。當(dāng)來自光電陰極的電子觸擊微通道板上第一個(gè)電極時(shí),在兩電極間5000伏高壓作用下電子會(huì)加速通過玻璃微通道。電子通過微通道時(shí),會(huì)導(dǎo)致通道中數(shù)千個(gè)電子被釋放出來,這一過程稱為級(jí)聯(lián)二次發(fā)射。簡(jiǎn)言之,原始電子會(huì)撞擊微通道的側(cè)邊,而后受激發(fā)的原子會(huì)釋出更多的電子。這些新電子也會(huì)撞擊其他原子,從而造成一種鏈?zhǔn)椒磻?yīng),其結(jié)果是,進(jìn)入微通道的電子屈指可數(shù),而離開微通道的電子卻數(shù)以千計(jì)。一個(gè)有趣的現(xiàn)象是:MCP上的微通道有一個(gè)微小的傾斜角(約5-8°),這既是為了能引發(fā)電子碰撞,也是為了降低來自輸出端磷光質(zhì)層的離子反饋和直接光反饋。夜視成像圖以其詭異的綠色光澤而著稱。在圖像增強(qiáng)管的末端,電子會(huì)撞擊一個(gè)具有磷光質(zhì)涂層的屏幕。這些電子會(huì)保持它們通過微通道時(shí)的相對(duì)位置,這會(huì)確保圖像的完好,因?yàn)殡娮优帕械姆绞酵鸪豕庾优帕械姆绞较嗤?。這些電子帶有的能量會(huì)使磷光質(zhì)達(dá)到激發(fā)狀態(tài)并釋出光子。這些磷光質(zhì)會(huì)在屏幕上生成綠色圖像,這也成了夜視儀的一大特色。 通過另一副稱為目鏡的透鏡,就可以觀測(cè)到綠色磷光圖像,還可以使用目鏡放大圖像或調(diào)節(jié)焦距。NVD可以與電子顯示設(shè)備相連,例如顯示器,也可以直接透過目鏡觀測(cè)圖像。
夜視儀的用途包括:
軍用、執(zhí)法、狩獵、野外觀察、監(jiān)視、安全、導(dǎo)航、隱蔽目標(biāo)觀測(cè)、娛樂。夜視儀比較早被用來在夜間對(duì)敵方目標(biāo)進(jìn)行定位。目前軍隊(duì)系統(tǒng)仍然大范圍地使用夜視儀,除了上述用途以外,還包括導(dǎo)航、監(jiān)視、瞄準(zhǔn)等用途。警方和安全部門經(jīng)常使用熱成像和圖像增強(qiáng)這兩種技術(shù),特別是用它們進(jìn)行監(jiān)視。獵手和熱愛大自然的旅人們依靠NVD,就能在夜間駕輕就熟地穿過森林。偵探和私家偵探會(huì)利用夜視儀探查人們是否有不軌行為。不少商業(yè)機(jī)構(gòu)也會(huì)利用安裝在固定位置的夜視攝像頭監(jiān)測(cè)周圍環(huán)境。
夜視設(shè)備可以粗分為三大類:
1、觀測(cè)鏡——觀測(cè)鏡一般為手持型,也可以安裝在武器上,它們采用單筒(一只眼睛)鏡身。由于觀測(cè)鏡屬于手持設(shè)備,不像目鏡那樣佩戴在身上,所以當(dāng)您想要對(duì)某一特定目標(biāo)進(jìn)行較為細(xì)致的觀察,然后回歸正常觀測(cè)條件下時(shí),這種觀測(cè)鏡比較適用。
2、目鏡——盡管目鏡也可以手持,但它們通常還是佩戴在額頭上。目鏡采用雙筒(兩只眼睛)鏡身,根據(jù)樣式不同可采用單透鏡或復(fù)合透鏡。目鏡是進(jìn)行長時(shí)間觀測(cè)(例如在光線很差的建筑物周圍巡邏時(shí))的較佳選擇。
3、攝像頭——采用夜視技術(shù)的攝像頭可將圖像傳送給顯示器,以供即時(shí)播放,也可以用錄像機(jī)將傳來的圖像記錄下來。當(dāng)我們需要在一個(gè)恒定地點(diǎn)進(jìn)行高品質(zhì)的夜視觀測(cè)時(shí),例如在某固定建筑物上,或是將夜視儀裝配為直升機(jī)的機(jī)載設(shè)備時(shí),攝像頭就能派上用場(chǎng)。很多新型的攝像機(jī)已具備內(nèi)置的夜視功能。
選購指南:
可能有人會(huì)認(rèn)為技術(shù)參數(shù)的數(shù)字越大越好,其實(shí)不然。放大倍數(shù)與視野寬度成反比,即放大倍數(shù)越大,視野寬度越小,這就不利于搜索。物鏡直徑與進(jìn)光量越多,在光線不足時(shí)分辯能力就越強(qiáng),但這必然導(dǎo)致到望遠(yuǎn)鏡的體積增大不利于攜帶。經(jīng)這么一說,您興許感覺無所適從,但只要能取長補(bǔ)短,同樣可以購得一架合意的望遠(yuǎn)鏡。在此我想給大家提幾點(diǎn)建議以供大家在選購?fù)h(yuǎn)鏡時(shí)作為參考:
第一,如想到海上或海濱旅游,請(qǐng)不要忘記購一架防水望遠(yuǎn)鏡(特別攜薦德國蔡司望遠(yuǎn)鏡,不管是從其防水方面來說,還是做工及成像效果上來說,都是相對(duì)不錯(cuò)的選擇)
第二,如想外出旅游觀光,可購一架體積小具備變倍功能的望遠(yuǎn)鏡。像tasco的8-24*25
第三,如打算到那些可遠(yuǎn)觀而不可近探之”的危險(xiǎn)地帶獵奇,那就應(yīng)該購一架高倍數(shù)的望遠(yuǎn)鏡。
第四,如要進(jìn)行狩獵或長時(shí)間在外旅行,則可以購一架變倍數(shù)望遠(yuǎn)鏡,現(xiàn)說明一下它的使用方法。因?yàn)樽儽稊?shù)望遠(yuǎn)鏡可從低倍數(shù)逐漸調(diào)到高倍數(shù),所以在使用時(shí)應(yīng)先用低倍數(shù)、大視野進(jìn)行粗略搜索,然后再用高倍數(shù)、小視野進(jìn)行仔細(xì)觀察。
紅外夜視儀是紅外夜視儀利用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)的軍用夜視儀器。它分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種:前者用紅外探照燈照射目標(biāo),接收反射的紅外輻射形成圖像;后者不發(fā)射紅外線,依靠目標(biāo)自身的紅外輻射形成 “熱圖像”,故又稱為”熱像儀”。
紅外夜視儀的選購
1. 增像管: 是幾代的。買的時(shí)候一定要給商家確認(rèn)。因?yàn)橐挂晝x包裝和說明書上一般都沒有標(biāo)明是幾代增像管。當(dāng)然如果您要買2代或3代夜視儀,買有明確標(biāo)注是幾代增像管的夜視儀,以免您的權(quán)益受到侵害。目前市面比如俄羅斯RHO的夜視儀在產(chǎn)品包裝及機(jī)器上都標(biāo)明了使用的是第幾代增像管。
2.鏡頭:看鏡頭口徑和放大倍數(shù)。在不考慮體積的情況下,當(dāng)然是越大越好。同樣的增像管情況,原理上是口徑越大,觀測(cè)距離越遠(yuǎn),圖像越清晰。
3.圖像增強(qiáng)技術(shù):一般帶有這個(gè)技術(shù)的夜視儀,在相同條件下圖像亮度會(huì)更好,也更清晰。
4.紅外發(fā)射器:這性能的好壞,也直接影響成像質(zhì)量。
5.分辨率:鏡頭的分辨率非常重要,分辨率越高顯示的圖像越清晰。
紅外夜視技術(shù)先后經(jīng)歷了早期的主動(dòng)紅外夜視成像技術(shù)和現(xiàn)在的被動(dòng)紅外(熱成像)技術(shù)。紅外探測(cè)器*早是用單元探測(cè)器,后來為了提高靈敏度和分辯率而發(fā)展為多元線列探測(cè)器,現(xiàn)已向多元面陣紅外探測(cè)器發(fā)展。相應(yīng)的系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了從點(diǎn)探測(cè)到目標(biāo)熱成像的飛躍。
夜視儀種類繁多,但基本上由光學(xué)系統(tǒng)、變像管或微光管、電源及供電系統(tǒng)等組成。當(dāng)然,主動(dòng)紅外夜視儀還要配裝紅外探照燈,其中變像管或微光管是夜視儀的“心臟”。變像管可以把不可見的紅外圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷膱D像,微光管則可以把微弱的光增強(qiáng)幾萬倍甚至十幾萬倍,使人眼可以覺察到。
夜視儀怕強(qiáng)光,是因?yàn)樽兿窆芎臀⒐夤芘聫?qiáng)光。以變像管為例,當(dāng)紅外光照射到變像管的光電陰極上時(shí),光電陰極發(fā)射電子,電子在高壓場(chǎng)(16~21千伏)和電子透鏡作用下,加速射向熒光屏,使熒光屏顯示出可見的目標(biāo)圖像。變像管接收的光信號(hào)多,發(fā)射電子就多,熒光屏發(fā)出的光信號(hào)就強(qiáng),看到的圖像也就亮。它們基本成正比。但若外界光線太強(qiáng),光電陰極發(fā)射的電子多到一定的程度就不增加了,即出現(xiàn)飽和,就會(huì)看不清目標(biāo)。若過強(qiáng)的光突然射過來,還可能使管子的光電陰極燒壞,而不能發(fā)射電子,當(dāng)然什么也看不見了。
雖然夜視儀采取了一定的防強(qiáng)光措施,但其作用是有限度的,因此使用時(shí)必須嚴(yán)格按規(guī)定操作。遇到強(qiáng)光或白天校靶時(shí),要把物鏡罩戴上或關(guān)掉電源開關(guān)。正確使用夜視儀,可以延長其使用壽命和避免不必要的損壞,從而充分發(fā)揮夜視儀的作用。