夜視儀基本知識?

夜視儀作為一個專業的光電設備,在購買前,很多人都是一頭霧水。下文將介紹夜視儀的一些相關入門知識,相信對對大家選購夜視儀會有一定的幫助:

1. 夜視儀的發展歷史

20世紀30年代荷蘭的霍爾斯特等人成功的研製出世界上地一隻近貼式紅外變像管,它的出現標誌著夜視技術的誕生,藉助於夜視儀器,人類從此可以在黑暗環境中觀察目標。簡單的說夜視技術就是藉助於光電成像器件實現低照度條件下觀察的光電技術。夜視技術基本上可分為紅外和微光兩個方面,主動式紅外夜視儀造價較低,成像清晰,對比度好,使用時受環境照明條件影響小,但由於需要紅外光源照射,用於軍事上,有容易被敵方偵測儀器發現的缺點。微光夜視儀和主動紅外夜視儀相比,具有體積小,重量輕,且由於工作方式是被動的,使得安全性大為提高,不容易暴露。但微光夜視儀的缺點也是顯而易見的,其作用距離和觀察效果受環境影條件響很大,雨霧天不能夠正常工作,在完全黑暗的環境中(如山洞)則完全失效。但隨著技術的不斷進步和發展,如今的微光夜視技術已大為提高,現在讓我們一起來追溯微光夜視儀器發展的基本脈絡。

夜視儀的發展歷史就是現代軍事的發展歷史,主導夜視儀的發展,主要是美國軍方。從1960年開始美國軍方就與現在全球兩大夜視儀廠商ORPHA和ITT合作,研發從一代到目前為止的四代夜視儀。現在民用的夜視儀,很多都是從美軍夜視儀轉變而來,比如非常知名的ORPHA TRACER560,G350+,ONV2+ 以及ITT 的SPOT450,SLIM450都是曾經在美國軍方或者北約軍方大量服役的優秀機型。

2. 什麼時候會用到夜視儀產品?

---休閒娛樂時使用,例如野營,旅行,捕魚,划船,或自然觀測用。其它用途包括監視,搜索和救援,和保安等用途。

3. 為什麼夜視儀用久後眼睛會難受?

夜視儀是圖像亮度增強設備,所以一旦設計不好,就會導致眼睛非常難受。目前很多品牌在設計時沒有投入成本,一味增大圖像對比度,導致很多低端的夜視儀,人用一分種就會出現流淚的情況。

但是作為國際知名品牌,特別是給軍方合作的品牌,軍方有嚴格的技術指標,要求部隊在使用時,夜視儀必須適合長期觀看。所以像ORPHA和ITT這樣的品牌,是可以使用比較長的時間,眼睛也不會難受。

並且想ORPHA 還專門會美國軍方推出了幾款長時觀測型夜視儀,比如其知名的G350+,由於圖像清晰度高,圖像柔和,按美國軍方的話,這款夜視儀可以一天24小時使用也沒有任何不適。下圖就是這產品:

4.各代夜視產品之間有什麼差別?

最主要差別在於增強器技術的進步。第I代用一個增強管來加強周圍環境亮度,它可以加速電子流撞擊磷表面,就好象電視屏的原理一樣。而第II代裝置增加了一個微頻盤,增大撞擊磷表面的電子數量,從而增強了亮度。第III代裝置更增加了一個鎵砷光電陰極,它製造比第II代更多數量的光電子。

作為一代夜視儀比較優秀的產品有ORPHA CS-2和貓頭鷹 ONOMX50這兩款。

從理論上將第II代和第III代都在提高亮度上有很大進步,但其價格比較昂貴,使多數顧客望而卻步。其售價一般都在2萬元以上。但是近年來,二代夜視儀的價格已經逐漸下滑,1萬多元的二代夜視儀已經出現。目前全球銷售前三甲的二代夜視儀中,ORPHA G450的售價已經不到2000美金,具有非常高的性價比。ITT的產品民用化很少。

一代夜視儀由於技術相對落後,是必須使用紅外輔助光源才能發現目標。而紅外輔助光源的距離一般只有50米,並且紅外發射器會出現紅點爆點,會被目標發現。所以理論上應該選擇二代的夜視儀,其觀測距離可以達到200米以上。

5. 夜視儀是怎樣工作的?

---夜視產品通過目鏡將光線聚焦在影象增強器上來採集和增強現有光線,在增強器內部,一個光電陰極會被光“激活”,並將光子能量轉變成電子,這些電子經過一個位於增強器內部的靜電區域被加速後,撞擊在磷表面屏幕上(就好象一個綠色的電視屏幕),形成人眼可見的圖象。經過對電子的加速,增強了亮度和圖象的清晰度。

6.夜視儀的最佳射程是多少?

---大約在10-400英尺範圍內變化。最大視野距離取決於使用環境,如陰雲天氣,起霧或雨天等等,都會縮短夜視儀的射程。紅外線發射器可以提高射程,尤其在象倉庫,山洞等等封閉區域中使用時更是如此。另外一點,即使是同一代的夜視儀的夜視儀其觀測距離相差也非常遠,與增像管的質量,內部光學器件,以及數據處理有關係。比如全球連續三年單筒夜視儀銷量王奧爾法ORPHA CS2 5X50其觀測距離就遠超過同價位的其它夜視儀,其售價僅200美元,但觀測距離卻可以達到50米以上。而同價位的夜視儀,一般只能觀測到20米左右。

7.為什麼在前部(目標鏡)和眼片(目鏡)處都聚焦?

---簡要的回答是你並不是通過夜視裝置在看東西,實際上你看到的是管底的磷光屏。目標鏡將影象聚焦在增強管的前面,增強管將圖象轉變成電子流,然後重新在管底成像。要看到清晰的圖象,需要將眼睛聚焦在增強管底部成像的地方。每個人的眼睛視力都不相同,因此眼部聚焦也非常重要。首先將視線聚焦,再轉移到目標鏡,以保證看到清晰的圖象。另外,你需要每個稜鏡數次來獲得最清晰的圖像。

8. 在微光或完全黑暗的地方,我應該怎樣使用夜視儀?

---所有的夜視設備都需要已有的光線才能工作,使用紅外線發生器,就可能在微光和完全黑暗的環境中看到明亮的圖象。但是作為二代夜視儀,微光下是不需要開啟紅外發射器的。至於全黑,其實在戶外幾乎沒有全黑的環境的。

9. 既然夜視儀可以測到紅外光,那麼它是否可以測到熱度呢?

---夜視儀是一種可以在“幾乎可見”光範圍內工作的光放大器,一般來說,這個範圍在750-850毫微米範圍內。它不能測到熱度,因為熱頻率遠遠低於光譜頻率,同時還需要用到熱成像技術。

10. 什麼類型的光源對夜視儀設備有害?

---夜視儀設備是為黑暗環境中使用而設計的,如果在白天或非常明亮的環境下使用,會危害甚至損壞設備。請記住:如果你將夜視儀直接對著強烈的直射光線,如放映機,汽車頭燈,強烈的電筒光線等等,都可能損壞你的夜視儀。話雖如此,夜視儀都具有保護避免受此類損害的裝置,大部分是簡單地關閉超載迴路來保護,也有一些是用到更精密的設備和分光裝置來保護。

11. 夜視儀的特殊設計?

---夜視儀都被設計成不使用時自動短能的,只有在按下啟動開關時才開始供能工作。雙目式裝置有“開/關”開關,要求使用者用完後關閉設備。如果有一定的“嗡嗡”聲是很正常的,它是故意如此設計來幫助使用者區分開機和關機。夜視儀中的圖象是由磷光屏形成的,會有一點散光,因此不可能象白天用的望遠鏡成像那麼清晰。在圖象中可能會看到微小黑斑,這個是製造增強管過程形成的自然現象,而非質量問題。

12. 在夜視儀鏡筒中有些什麼?

---一個夜視儀鏡筒由一套光學儀(玻璃),一個簡單的能源供應器(電池組,線路,變壓器,整流器和電容)和一個圖像增強器(一個一端塗有光敏材料,而另一端是磷光屏的玻璃真空管)組成。

13. 什麼是數碼夜視儀?

數碼夜視儀,是指可以直接視頻輸出的夜視儀,其成像一般採用低照度的CCD,很多數碼夜視儀,特別是國際大牌的數碼夜視儀,成像效果非常好,售價在3000-10000元,其清晰度遠高於普通1代+夜視儀。

但是數碼夜視儀有一個弊端,就是內置的液晶屏由於受到機身大小限制,導致其屏幕太小,很多人感覺不清晰,其實你直接輸出到電腦屏幕上看,會感覺非常清晰,可以看很遠的距離。所以很多時候數碼夜視儀不適合手持使用,需要外接屏幕。數碼夜視儀最為知名的型號是博士能260542,這款夜視儀如果外接大屏幕,可以在不使用紅外燈的情況,看到200米遠的目標。

但是2012年,美國愛吉推出的NV2020改變了人們對數碼夜視儀的偏見,這款二代數碼夜視儀,具有非常好視野,在清晰度上和視野上都完全超過了普通的夜視儀。這款夜視儀在2012年成為了數碼夜視儀最耀眼的明星。

14. 怎樣保養夜視儀?

---對夜視儀的頭號損壞因素是在明亮光線下使用。夜視儀在超載時會自動切斷迴路來保護設備,但暴露在強光下會縮短夜視儀的使用壽命。而暴露在雨,霧甚至高溼度環境中也會損壞夜視儀設備。為在晚上使用考慮,夜視儀的設計使它可以承受短時間的強光或潮溼狀況。夜視儀設備中有非常精密的真空管,因此務必注意防撞擊和小心持握。清理夜視儀鏡頭的方法和清理相機鏡頭的方法一樣。鏡頭有光學塗層,如果與粗糙材質接觸容易被刮花,或者被灰塵滲入玻璃中。通常不需要拆下鏡頭來清理內部。如果長期不用,最好拆除電池後將夜視儀存放在涼爽乾燥的地方。

原作者: 陳沖

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