فن آوری دید در شب نحوه حرکت انسان در محیط های کم نور، از عملیات نظامی تا مشاهده حیات وحش را تغییر داده است. اما اغلب یک سوال پیش می آید: چرا دستگاه های دید در شب (NVD) تقریباً به طور جهانی تصاویر را به رنگ سبز نمایش می دهند؟ این رنگ متمایز دلخواه نیست - از ترکیبی از زیست شناسی انسانی، محدودیت های تکنولوژیکی و دهه ها تکامل صنعت ناشی می شود.

در این مقاله، علم پشت دید در شب سبز، مزایای آن و اینکه آیا نوآوری های آینده ممکن است جایگزین این رنگ نمادین شوند را بررسی می کنیم.

اصول اولیه فناوری دید در شب

طبقه بندی های فنی

دستگاه های دید در شب حداقل نور محیط (مانند نور ماه، نور ستاره) را تقویت می کنند یا تشعشعات مادون قرمز را برای ایجاد تصاویر قابل مشاهده تشخیص می دهند. این فناوری به سه دسته تقسیم می شود:

تشدید تصویر: متداول ترین نوع، که با استفاده از یک فرآیند مولتی پلایر نور موجود را تا 50,000 برابر تقویت می کند.

تصویربرداری حرارتی: علائم گرما (تابش مادون قرمز) ساطع شده از اجسام را تشخیص می دهد، ایده آل برای تاریکی کامل.

دید در شب دیجیتال: از سنسورها و نرم افزارهای CMOS برای بهبود تصاویر، اغلب با پالت های رنگی قابل تنظیم، استفاده می کند. 

فرآیند تصویربرداری هسته

NVD های تشدید تصویر از طریق یک فرآیند چند مرحله ای عمل می کنند:

گرفتن فوتون از طریق فوتوکاتد: فوتون های ورودی (ذرات نور) به فوتوکاتد، یک سطح حساس به نور برخورد می کنند و الکترون آزاد می کنند.  

ضرب الکترون از طریق صفحه میکروکانال (MCP): این الکترون ها از طریق یک MCP، صفحه ای با هزاران کانال کوچک هدایت می شوند. همانطور که الکترون ها از MCP عبور می کنند، با دیواره های کانال برخورد می کنند و باعث آزاد شدن الکترون های بیشتری می شوند و سیگنال را چند برابر می کنند.

بازسازی فوتون از طریق صفحه فسفر: جریان تقویت‌شده الکترون‌ها به صفحه‌ی فسفری برخورد می‌کند، سطحی که با یک ماده شیمیایی پوشانده شده است که هنگام برخورد الکترون‌ها نور ساطع می‌کند. این تصویر را در نور مرئی بازسازی می کند.  

بزرگنمایی لنز چشمی: کاربر تصویر را از طریق یک لنز چشمی مشاهده می کند که آن را بزرگ می کند.  

چرا دستگاه های دید در شب از تصاویر سبز استفاده می کنند؟

رنگ سبز در NVD های تشدید تصویر دلخواه نیست. از ترکیبی از عوامل ناشی می شود:

مزایای فیزیولوژیکی چشم انسان

چشم انسان بیشترین حساسیت را به نور در ناحیه سبز-زرد طیف الکترومغناطیسی دارد (حدود 555 نانومتر). این به دلیل ویژگی های سلول های گیرنده نوری چشم، به ویژه میله هایی است که مسئول بینایی در نور کم هستند. نور سبز به چشم اجازه می دهد تا جزئیات و کنتراست بیشتری را در شرایط کم نور درک کند. ارائه تصویر به رنگ سبز توانایی چشم را برای تشخیص تفاوت های ظریف در روشنایی به حداکثر می رساند.

به خطر افتادن مواد صفحه نمایش فسفر

صفحات اولیه فسفری که برای تبدیل الکترون ها به نور مرئی حیاتی بودند، در تولید نور سبز بسیار کارآمد بودند. در حالی که فناوری فسفر پیشرفت کرده است، فسفر سبز تعادل خوبی بین روشنایی، کارایی و مقرون به صرفه بودن باقی می ماند. رنگ‌های دیگر امکان‌پذیر است، اما ممکن است برای تولید همان میزان روشنایی به انرژی بیشتری نیاز داشته باشند، که بر عمر باتری تأثیر می‌گذارد و به طور بالقوه خروجی گرما را افزایش می‌دهد.

بهینه سازی تجربه کاربر

تصویر سبز با دید در شب همراه شده است و حس آشنایی و انتظار را ایجاد می کند. این ادراک "سبز برابر است با دید در شب" اکنون در فرهنگ عمومی و انتظارات کاربران ریشه دوانده است.

تشکیل استانداردهای صنعت

پذیرش نظامی در جنگ جهانی دوم سابقه ای برای نمایشگرهای سبز ایجاد کرد. استانداردسازی ساخت، آموزش و قابلیت همکاری بین دستگاه ها را ساده کرد.

آیا دستگاه های دید در شب آینده رنگی خواهند بود؟

در حالی که سبز همچنان غالب است، پیشرفت هایی در دید در شب رنگی ایجاد شده است:

پیشرفت در فناوری فیوژن چند طیفی

محققان در حال بررسی تکنیک هایی هستند که تشدید تصویر را با سایر روش های تصویربرداری، مانند تصویربرداری مادون قرمز یا چند طیفی ترکیب می کند. با ترکیب این جریان های داده های مختلف، ممکن است بتوان تصویری جامع تر و بالقوه رنگی ایجاد کرد. با این حال، پیچیدگی و هزینه این سیستم ها در حال حاضر عوامل محدود کننده هستند.

دلایلی که چرا سبز جریان اصلی باقی می ماند

مزایای رنگ سبز برای دید در نور کم، همراه با زیرساخت های ایجاد شده و آشنایی کاربر، به این معنی است که سبز احتمالاً در آینده قابل پیش بینی رنگ اصلی بسیاری از برنامه های NVD باقی خواهد ماند.

تلاش های موفقیت آمیز در زمینه های خاص

برخی از برنامه های تخصصی، مانند نظارت یا شناسایی هدف، ممکن است از اطلاعات رنگی بهره مند شوند. تحقیقات در این زمینه ها ادامه دارد و ممکن است NVD های رنگی بیشتری را در بازارهای خاص ببینیم.

آینده دید در شب دیجیتال: جایگزینی دستگاه‌ها و محدودیت‌های سنتی

فناوری دید در شب دیجیتال تمام رنگی به طور قابل توجهی پیشرفت کرده است و به تصویربرداری واضح در سطوح نور بسیار کم دست می یابد. با این حال، دو چالش کلیدی مانع از جایگزینی تشدید تصویر در دید در شب می شود.

ظهور فناوری دید در شب دیجیتال تمام رنگی

معیار اصلی عملکرد دستگاه های دید در شب است حساسیت به سطح نور ستاره، که تعیین می کند دستگاه چقدر می تواند در شرایط بسیار کم نور عکس بگیرد. در حال حاضر، پیشرفته ترین فناوری دید در شب دیجیتال تمام رنگی می تواند دستیابی به تصویربرداری شفاف در 0.0001 LUX، باعث می شود تقریباً در تمام محیط های طبیعی شبانه روی زمین موثر باشد.

اپتیک پیش بینی شده این فناوری پیشرفته دید در شب دیجیتال را با موفقیت توسعه داده است. با این حال، برای متعادل کردن هزینه، کارایی، و نیازهای تولید انبوه برای شکار و مشاهده حیات وحش، این شرکت در حال حاضر دستگاه های دید در شب دیجیتال تمام رنگی را با حساسیت LUX 0.001، ارائه ترکیبی بهینه از عملکرد و مقرون به صرفه بودن.

چالش‌های جلوگیری از دید در شب دیجیتال تمام رنگی از جایگزینی فناوری تشدید تصویر

در حالی که دید در شب دیجیتال تمام رنگی پیشرفت قابل توجهی داشته است، دو چالش کلیدی مانع از جایگزینی کامل آن می شود. تشدید تصویر دید در شب:

A: محدودیت های عمر باتری

دستگاه های دید در شب دیجیتال تمام رنگی متکی هستند سنسورهای CMOS با کارایی بالا و مدارهای پردازش پیشرفتهکه نسبت به دید در شب سنتی انرژی بیشتری مصرف می کنند. در نتیجه، عمر باتری یک محدودیت اصلی است، ادامه عملیات نظامی طولانی مدت، سفرهای طولانی شکار یا نظارت طولانی مدت بدون شارژ مجدد یا تعویض باتری مکرر را دشوار می کند.

ب: مسائل مربوط به اندازه و قابلیت حمل 

برخلاف سنتی عینک دید در شب تشدید کننده تصویر (NVG)که جمع و جور هستند و به راحتی در کلاه ایمنی یا تجهیزات تاکتیکی ادغام می شوند، دستگاه های دید در شب دیجیتال تمام رنگی هنوز هم عمدتاً دستی هستند. جاری عدم وجود گزینه های سبک وزن و پوشیدنی آنها را برای مبارزات، اجرای قانون و سایر کاربردهای میدانی که در آن عملیات هندزفری و قابلیت حمل ضروری است، کمتر کاربردی می کند.

کاربردهای دید در شب در فناوری مدرن

فناوری دید در شب کاربردهای زیادی در زمینه های مختلف پیدا کرده است:

نظامی: دستگاه‌های NVD برای عملیات‌های شبانه ضروری هستند و سربازان را قادر می‌سازند تا در شرایط کم نور ناوبری، هدف‌گیری و شرکت در نبرد داشته باشند.  

کاربردهای دید در شب در فناوری مدرن

اجرای قانون: پلیس از NVD ها برای نظارت، عملیات جستجو و نجات و دستگیری مظنونین در شب استفاده می کند.  

امنیت: NVD ها در سیستم های امنیتی برای نظارت بر محیط ها و شناسایی متجاوزان استفاده می شوند.  

مشاهده حیات وحش: محققان و علاقه مندان از NVD برای مشاهده حیوانات شبانه در زیستگاه طبیعی خود استفاده می کنند.  

شکار و تفریح ​​در فضای باز: شکارچیان و علاقه مندان به فضای باز از NVD برای ناوبری و بازی در شرایط کم نور استفاده می کنند.  

خلاصه

تصویر سبز در دستگاه های دید در شب نتیجه ترکیبی از عوامل فیزیولوژیکی، تکنولوژیکی و تاریخی است. در حالی که رنگ سبز موثرترین رنگ برای به حداکثر رساندن حساسیت چشم انسان در شرایط کم نور است، پیشرفت در دید در شب دیجیتال و تصویربرداری چند طیفی پتانسیل را برای دستگاه های دید در شب رنگی آینده ارائه می دهد.

با پیشرفت تکنولوژی، ممکن است طیف وسیع تری از رنگ ها را در NVD ها ببینیم که متناسب با برنامه های کاربردی خاص و نیازهای کاربر است. با این حال، مزایای ذاتی رنگ سبز برای دید در نور کم نشان می دهد که این رنگ به عنوان یکی از ویژگی های برجسته فناوری دید در شب برای آینده قابل پیش بینی باقی خواهد ماند.

محصولات مرتبط