دوربین‌ دید در شب چگونه کار می‌کند؟

دوربین‌ دید در شب (Night vision device) یکی از اختراعات بزرگ در دنیای دوربین‌ها است و کاربردهای مختلف نظامی، علمی، تفریحی و… دارد.

دوربین‌ دید در شب به دو شکل کار می‌کند:

1. بهسازی تصویر
2. تصویرسازی گرمایی

تجهیزات نوع اول یا بهسازی تصویر از روش جمع‌آوری و تقویت نورهای اندکی که از جسم متصاعد می‌شود و منابع نوری محدود موجود در محیط (ستاره‌ها و ماه) که با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شوند استفاده می‌کند.

در نوع دوم یا تصویرسازی گرمایی از جمع‌آوری بخش بالایی طیف‌های نور فروسرخ استفاده می‌شود. این طیف‌ها به‌عنوان گرما از جسم متصاعد می‌شوند و بنابراین اشیایی که گرم هستند مانند بدن جانداران بیشتر از اجسام سرد مانند درختان، تشعشع فروسرخ دارند. اما از آنجا که تصویر این دوربین‌ها دارای طیف رنگی غیر واقعی (قرمز برای جسم گرم و آبی برای جسم سرد) هستند چندان مورد استفاده به‌عنوان دوربین دید در شب نیست و مصارف خاص دیگری دارد.

در نتیجه مورد دوم مد نظر این مقاله نیست و در ادامه تنها به مورد «بهسازی تصویر» 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. فوتون‌های نور در بدو ورود به این استوانه به الکترون تبدیل می‌شوند. در طول این استوانه الکترون‌ها به واسطه فرایندهای الکتریکی و شیمیایی از نظر تعداد، تقویت می‌شوند. این الکترون‌های مضاعف شده به سمت صفحه فسفری که الکترون‌ها 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 در شب در طول سال‌ها تکمیل شده‌اند. این تجهیزات را به لحاظ فناوری ساخت می‌توان به پنج نسل تقسیم کرد. تفاوت این نسل‌ها در استوانه تقویت کننده نور که در حقیقت قلب یک دوربین‌ دید در شب یا NVD می‌باشد است.

نخستین دوربین‌ دید در شب توسط نیروی زمینی ایالات متحده آمریکا (USA) ساخته و در جنگ جهانی دوم و جنگ کره مورد استفاده قرار گرفت. این NVDها از فناوری فروسرخ فعال استفاده می‌کردند.  بدین معنی که یک واحد نشانگر فروسرخ که نور فروسرخ را مانند چراغ قوه می‌تاباند به NVD متصل است. لنز دوربین نیز بازتابش این پرتوها را دریافت و تصویر را تهیه می‌کند. مشکل اساسی این طرح این بود که به سرعت به‌ وسیله دشمنان نمونه‌برداری شد و سربازان دشمن به‌ وسیله NVDهای خود می‌توانستند پرتوهای فروسرخ تابش شده را ببینند.