อุปกรณ์มองเห็นในเวลากลางคืนมองเห็นในที่มืดได้อย่างไร?

ความมืดเป็นหนึ่งในปัญหาใหญ่ที่สุดของการดำรงอยู่ของมนุษย์ ทั้งในสมัยโบราณและสมัยใหม่ ความมืดที่มาพร้อมกับยามค่ำคืนได้ขัดขวางไม่ให้มนุษย์รับรู้ถึงอันตรายรอบตัว และมนุษย์ก็มักหาวิธีขจัดความไม่รู้และความกลัวที่ความมืดนำมาด้วยไฟและแสงไฟฟ้าเสมอมา

แต่สำหรับกองทัพแล้ว ความไม่แน่นอนและความหวาดกลัวที่แฝงอยู่ในความมืดนั้นสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ ช่วงเวลาพลบค่ำกลายเป็นพรางตัวที่ดีที่สุดสำหรับทหาร และเป็นช่วงเวลาที่ได้ผลที่สุดในการโจมตี การใช้ความมืดเพื่อให้บรรลุเป้าหมายทางทหารจึงกลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับนักวางแผนยุทธศาสตร์

เพื่อให้ใช้ประโยชน์จากความมืดได้อย่างเต็มที่ คุณต้องอาศัยอุปกรณ์สองประเภท ได้แก่ กล้องมองกลางคืนและกล้องถ่ายภาพความร้อน

วันนี้ฉันอยากจะแนะนำให้คุณรู้จักกับกล้องมองกลางคืน มันทำงานอย่างไร?

อุปกรณ์มองเห็นในเวลากลางคืน ตามชื่อที่บ่งบอก คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการมองเห็นในสภาพแสงน้อยหรือสภาพแวดล้อมที่มืด โดยทั่วไปแล้วจะแบ่งออกเป็นอุปกรณ์มองเห็นในเวลากลางคืนแบบอินฟราเรด อุปกรณ์มองเห็นในเวลากลางคืนแบบไมโครออปติคอล และกล้องถ่ายภาพความร้อน

อุปกรณ์เหล่านี้เรียกว่า "อินฟราเรดแบบแอคทีฟ" เนื่องจากหลักการทำงานของมัน แสงอินฟราเรดของอุปกรณ์มองกลางคืนจะปล่อยลำแสงอินฟราเรดออกมาเพื่อส่องสว่างเป้าหมายก่อน จากนั้นจึงแปลงภาพอินฟราเรดที่สะท้อนจากเป้าหมายให้เป็นภาพที่มองเห็นได้ จึงทำให้สามารถมองเห็นในเวลากลางคืนได้ แต่ระบบมองกลางคืนแบบอินฟราเรดแอคทีฟนี้ อย่างที่เราทราบกันดีอยู่แล้ว ก็ค่อนข้างยุ่งยาก ต้องเปิดแสงอินฟราเรดทุกครั้งเพื่อส่องสว่างเป้าหมาย แม้ว่าลำแสงอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจะมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า แต่ศัตรูที่อยู่ฝั่งตรงข้ามสามารถตรวจจับได้หากมีอุปกรณ์ตรวจจับอินฟราเรดอยู่

การมองเห็นในเวลากลางคืนด้วยเครื่องบินขนาดเล็กนั้น ในความมืดมิดของธรรมชาติอย่างที่เราทราบกันดีอยู่แล้วว่ามืดกว่าปกติ และยังมีแสงจากท้องฟ้าและแสงจันทร์อยู่บ้าง ทำให้ไม่สามารถมองเห็นอะไรได้ชัดเจนด้วยตาเปล่า แสงจากท้องฟ้าเหล่านี้ทำให้เกิดแสงสะท้อนลงมายังพื้นดิน แต่แสงเหล่านั้นอ่อนเกินกว่าจะมองเห็นได้ชัดเจนด้วยตาเปล่า

หลักการของระบบมองเห็นในเวลากลางคืนด้วยแสงไมโครคือการแปลงแสงธรรมชาติที่อ่อนมากนี้ผ่านอุปกรณ์มองเห็นในเวลากลางคืนโดยใช้โฟโตแคโทดสำหรับการแปลงเป็นแสงและไฟฟ้า แสงจะกระทบกับหน้าจอเรืองแสงของอุปกรณ์มองเห็นในเวลากลางคืนด้วยความเร็วสูงมาก เป็นเทคโนโลยีการเพิ่มความคมชัดของภาพที่ช่วยเพิ่มความสว่างของแสงที่อ่อนมากในสภาพแวดล้อมซึ่งมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า และแปลงเป็นภาพที่แทบมองไม่เห็น

หลักการของกล้องมองกลางคืนแบบไมโครสโคปนั้นชัดเจนสำหรับทุกคน นั่นคือการขยายแสงที่อ่อนมาก หลายคนอาจพบสถานการณ์เช่นนี้ในเกมและภาพยนตร์ แม้ในความมืดมิด คุณก็ยังมองเห็นได้อย่างชัดเจนด้วยแว่นมองกลางคืน แต่จู่ๆ ศัตรูก็เปิดไฟหน้าและสร้างแหล่งกำเนิดแสงขนาดใหญ่ขึ้นมา สิ่งนี้ไม่ได้ทำให้แสงปกติใหญ่ขึ้น แต่กลับทำให้คนตาบอดที่สวมแว่นมองกลางคืนดูใหญ่ขึ้น เรื่องแบบนี้จะเกิดขึ้นได้หรือไม่? มันเกิดขึ้นได้กับอุปกรณ์มองกลางคืนในที่แสงน้อยรุ่นเก่าหรือของพลเรือนบางรุ่น การสัมผัสกับแสงจ้าอย่างกะทันหันอาจทำให้ตาบอดหรือแม้แต่ทำให้แว่นมองกลางคืนเสียหายได้

แต่แว่นมองกลางคืนสำหรับใช้ในกองทัพสมัยใหม่ในปัจจุบันได้เพิ่มการออกแบบ "ป้องกันแสงสะท้อน" เข้ามา เมื่อสัมผัสกับแสงจ้า แว่นมองกลางคืนจะปรับวาล์วอัตโนมัติเพื่อลดแสงลง ทำให้เกิดผลป้องกันการรบกวน หากแสงสว่างมากเกินไป ระบบก็จะปิดการทำงานโดยอัตโนมัติเพื่อปกป้องดวงตาและอุปกรณ์ของผู้ใช้

หลายคนคงสงสัยว่าทำไมอุปกรณ์มองเห็นในที่มืดส่วนใหญ่จึงเป็นสีเขียว ที่จริงแล้ว อุปกรณ์มองเห็นในที่มืดไม่ได้มีแค่หน้าจอสีเขียวเท่านั้น แต่ยังมีสีน้ำตาล สีเหลือง สีฟ้า และสีเทาด้วย

เหตุผลที่อุปกรณ์มองเห็นในเวลากลางคืนแสดงหน้าจอสีเขียวก็เพราะส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์มองเห็นในเวลากลางคืนเรียกว่า "หลอดขยายภาพ" ซึ่งแปลงแสงอ่อนๆ ที่ได้รับให้เป็นลำแสงอิเล็กตรอน แล้วยิงไปที่สารเรืองแสงเพื่อเพิ่มและขยายภาพ และสร้างเอฟเฟกต์แสงเรืองรอง สารเรืองแสงนี้มักทำจากซิงค์ซัลไฟด์ ซึ่งไม่ค่อยมีประสิทธิภาพในการสร้างเอฟเฟกต์แสงเรืองรองแบบอื่นๆ และอาจทำให้เกิดเงาตามและหน้าจอกระพริบได้

สารเรืองแสงซิงค์ซัลไฟด์นี้ปล่อยแสงสีเขียว นอกจากนี้ คุณสังเกตไหมว่าเรดาร์รุ่นแรกๆ ออสซิลโลสโคป ฯลฯ ภาพที่แสดงผลเป็นสีเขียวทั้งหมด เพราะล้วนใช้สารเรืองแสงซิงค์ซัลไฟด์ ดังนั้น ดูเหมือนว่าแว่นมองกลางคืนส่วนใหญ่จะเป็นสีเขียว อย่างไรก็ตาม แว่นมองกลางคืนไม่ได้มีแค่สีเขียวเท่านั้น แต่ยังใช้หลอดเรืองแสงสีขาวด้วย ภาพที่ได้จากหลอดเรืองแสงสีขาวจะแสดงสีเทาอมฟ้า สีนี้ใกล้เคียงกับภาพขาวดำ และสามารถใช้ความแตกต่างของแสงเพื่อเพิ่มความสามารถในการระบุวัตถุได้ ในขณะที่ยังคงความไวในการมองเห็นเช่นเดียวกับสารเรืองแสงสีเขียว