วันจันทร์ที่ 28 พฤศจิกายน พ.ศ. 2559

กล้องNight Vision หรือกล้องมองกลางคืน





กล้องมองกลางคืน

เมื่อคิดถึงความสามารถในการมองท่ามกลางความมืด night vision  ก็คงจะนึกถึงหน่วยปฏิบัติการพิเศษ ที่แทรกซึมเข้าไปอยู่ในแนวของศัตรูในตอนกลางคืนโดยใช้ความมืดในการช่วยอำพรางตัวในภาระกิจช่วยเหลือตัวประกันจากผู้ก่อการร้าย  พวกเขาสามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจนโดยใช้แว่นและกล้อง night vision ที่จะเปลี่ยนความมืดให้กลายเป็นแสงสีเขียวและภาพที่จะมองเห็นได้เฉพาะผู้ที่สวมใส่อุปกรณ์ กล้องมองกลางคืน นี้เท่านั้น ด้วยการคาดหวังต่อการมองเห็นยามค่ำคืนและการใช้ประโยชน์จากอุปกรณ์นี้  จะอธิบายว่าการมองเห็นยามค่ำคืนเกิดขึ้นได้อย่างไร

การมองเห็นในที่มืด.

ทำได้ง่ายๆ  การมองเห็นยามค่ำคืน  คือความสามารถมองเห็นตามปกติภายใต้แสงที่มองเห็น  หลายคนอาจสับสนฟังดูเหมือนง่ายๆ สัตว์หลายๆ ชนิดที่หากินเวลากลางคืนจะมีดวงตาที่ใหญ่เป็นพิเศษ เช่นนกฮูก นกเค้าแมว ตัวแล็คคูน หนู สุนัขจิ้งจอก สัตว์ในตระกูลแมวทั้งหลาย สัตว์เหล่านี้จะมีดวงตาขนาดใหญ่ หรือดวงตาที่สามารถปรับขนาดของรูรับแสงได้ เพื่อการมองเห็นที่ดีในเวลากลางคืน 
มนุษย์ทุกคนมีพรสวรรค์ของความสามารถที่ได้รับมาหลายๆ อย่างด้วยกัน  แต่ก็ไม่ได้มีพรสวรรค์ในการมองเห็นในที่มืดได้อย่างชัดเจน  เราสามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจนในสภาวะที่มีแสงหรือที่ๆ มีแสงอย่างเพียงพอ  แต่อย่างไรก็ตามแสงยังคงมีอยู่แม้ในความมืด นั่นคือความเป็นจริงตามธรรมชาติ  แสงเหล่านั้นคือ แสง  infrared และ ultraviolet เราสามารถทำความเข้าใจสิ่งเหล่านี้ได้ดีเมือเราได้ดู  แถบคลื่นแม่เหล็กของแสง ที่เหล่านักวิทยาศาสตร์ได้สร้างเอาไว้


กล้องมองกลางคืน visible light spectrum
แสงที่จะทำให้ตาของมนุษย์มองเห็นได้อยู่ที่บริเวณกึ่งกลางของแถบแสง ส่วนแสงที่มองไม่เห็นนั้นอยู่ทางด้านซ้ายและขวาของแถบแสง นั่นก็คือ  . Infrared light and ultraviolet light แสงเหล่านี้ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาของมนุษย์ในสภาวะปกติ  แต่ถ้าเราต้องการมองเห็นตอนกลางคืน เราต้องอาศัยอุปกรณ์เข้ามาช่วย  เพื่อตรวจจับและขยายสัญญาณแสงทำให้เรามองเห็นได้  นั่นคืออุปกรณ์ช่วยให้มองเห็นในความมืด.

การทำงานของกล้องมองกลางคืน.

คำตอบดังกล่าวสามารถสรุปได้ดังนี้  กล้องมองกลางคืนคืออุปกรณ์ที่สามารถตรวจจับแสง อินฟาเรด ที่ตามนุษย์มองไม่เห็น  จากนั้นทำการขยายสัญญาณให้แรงพอ แล้วเปลี่ยนให้เป็นแสงที่คนเรามองเห็นได้
ฟังดูแล้วรู้สึกว่าง่ายไหม?  แล้วสิ่งเหล่านี้เป็นอย่างไร?  ดูจากไดอะแกรมด้านล่าง  การทำงานของกล้องส่องกลางคืน


จากไดอะแกรมจะเห็นได้ว่าภาพที่ปรากฏจะขึ้นอยู่กับการขยายแสง  โดยอุปกรณ์กล้องส่องกลางคืน  เมื่อเราพิจารณาดูแล้วภาพที่ได้ดูมืดและยากที่จะแยกแยะรายละเอียด   แต่เมื่อเครื่องมือนี้ตรวจจับ โฟตอนของแสงอินฟราเรดได้  จากนั้นเครื่องจะเปลี่ยนโฟตอนให้เป็น อิเลคตรอนที่มีพลังงานสูง และทำการขยายอิเลคตรอนนี้ ก่อนที่จะเปลี่ยนกลับเป็นแสงที่สามารถมองเห็นได้  ผลลัพท์ที่ได้ก็คือ โฟตอนจำนวนมาก ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นแสงที่สามารถมองเห็น   ทำให้เรามองเห็นได้ในความมืด   นั่นคือหลักการของกล้องมองกลางคืน  ทำอย่างไรแสงจึงสามารถถูกขยายได้เพื่อให้เราเห็นได้อย่างชัดเจนยามค่ำคืนผ่านอุปกรณ์มองภาพตอนกลางคืน.

คำตอบดังกล่าวสามารถสรุปได้ดังนี้

1. กล้องมองกลางคืนคืออุปกรณ์ที่สามารถตรวจจับแสง อินฟาเรด ที่ตามนุษย์มองไม่เห็น  จากนั้นทำการขยายสัญญาณให้แรงพอ แล้วเปลี่ยนให้เป็นแสงที่คนเรามองเห็นได้

ก่อนที่จะก้าวเข้าไปรู้ถึงรุ่นหรือชนิดต่างๆ ของอุปการณ์กล้องมองกลางคืน  จะขอแยกรายละเอียดของสองสิ่งนี้ก่อนคือ  active infrared และ passive infrared  มาดูความแตกต่างของสองรุ่นนี้  และความแตกต่างของ อินฟราเรด เทคโนโลยี อุปกรณ์ แอคทีฟ อินฟราเรด  จำเป็นต้องมีหน่วยกำเนิดแสงภายนอก  โดยทั่วไปถูกเรียกว่า IR illumination  เพื่อฉายแสง อินฟราเรด ที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่าไปยังวัตถุต่างๆ เพื่อให้อุปกรณ์นี้ทำงานได้  นี้คือรุ่นแรกๆ ของกล้องมองกลางคืนที่ถูกใช้ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง  เรียกว่า    รุ่น 0  generation 0 พาสสีฟ อินฟราเรด  (รุ่นที่ 1, รุ่นที่ 2, และรุ่นที่ 3)   สร้างขึ้นมาโดยใช้ประโยชน์จากแสงอินฟราเรดที่มีอยู่ทั่วไป แม้จะมีปริมาณน้อยๆก็ตาม  เช่นแสงจากดวงดาวและแสงจากดวงจันทร์ แทนแสงจาก IR illuminator ปัญหาที่พบในพาสศีฟ IR ก็คือ  ทำงานได้ไม่ดีเมื่อไม่มีแสงจากดวงจันทร์หรือคืนที่มีเมฆมาก  แต่เมื่อมีแสงอย่างเพียงพอ เครื่องสามารถทำงานได้อย่างเหลือเชื่อ  รุ่นที่ 2 และรุ่นที่ 3  ได้แก้ปัญหาเหล่านี้โดยใช้  Microchannel plate (ส่วนขยายอันทรงพลัง)  ทำให้สามารถมองเห็นได้แม้ในที่มีแสงน้อยมากๆ ตามที่ได้กล่าวไว้ในตอนต้นๆ  กล้องส่องกลางคืน รุ่นที่ 1 ,2 และ 3 ยังคงมีหลอดไฟ อินฟราเรด ติดอยู่ด้วย เพื่อใช้ในสถานการณ์จำเป็นเมื่อไม่มีแสงจากภายนอกเลย.

ยุคดิจิตอล
กล้องมองกลางคืนไม่เกี่ยวกับความก้าวหน้าของดิจิตอล  กล้องมองกลางคืนใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ คล้ายกับใน กล้องถ่ายรูปดิจิตอล   มากกว่าการใช้ประโยชน์จากหลอดขยาย
วงจรความไวแสงสูงจะตรวจจับแสง อินฟรากเรดทั่วๆ ไปที่มีปริมาณน้อยมากในเวลากลางคืน  และอุปกรณ์ดิจิตอลทั่วๆ ไป , การปรับแต่งโปรแกรมหลายๆ อย่างตามความเป็นไปได้  ทำให้เทคโนโลยีเหล่านี้มีความสามารถรอบด้านมากขึ้น จึงทำให้กล่องส่องกลางคืนที่ใช้เทคโนโลยี ดิจิตอล มีราคาถูกลงจนคนทั่วไปสามารถซื้อมาไว้ในครอบครองได้

ขอขอบคุณบทความดีดีจาก http://www.lovelyglasses.com

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น