Noćne optike tehnologija i generacije

Srijeda, 02 Lipanj 2010 18:00
DJ8 Super Gen DJ8 Super Gen DJ8 Super Gen njemačkog proizvođača Jahnke

Većina nama dostupnih noćnih optika na tržištu su zapravo samo pojačivači svijetla i njih ćemo pokušati približiti lovcima u ovom tekstu. Noćne optike koje svrstavamo u "pojačivače svijetla"  jeftinije su od noćnih optika koje koriste drugu tehnologiju tzv. termalnih uređaja (koriste toplinu tijela i/ili objekata za njihovo uočavanje u noćnim uvjetima), ipak naprednija i efektivnija noćna optika tehnologije "pojačivača svijetla" također ima visoku ili čak vrlo visoku cijenu.

Noćne optike koriste kako smo rekli pojačavanje slabog svjetla iz prirode i dijele se na dvije glavne skupine: aktivne i pasivne noćne optike. Noćne optike sa IC dosvjetljivaćima lako ćete razlikovati od ovih koji ih ne koriste tzv. pasivnih.

Koja je razlika između aktivne i pasvne tehnologije, aktivne koriste IC osvjetljivač ( u spektru od 700nm–1000nm) a pasivne ne, kako su nas davno ućili u specijalnom postrojbama, pasivne se noćne optike ne mogu otkriti jer ne koriste IC osvjetljivaće tj. ne emitiraju infracrveno svjetlo. Aktivne noćne optike ne korisiti vojska ali ih koriste policije, sigurnosne i ostale službe, a i zgode su za lovište, jer divljač nema iC detektore, makar neki lovci kažu da divlja svinja reagira kada se upali IC dosvjetljivač. Naravno zahvaljujući IC osvjetljenju slika koju dobijemo pomoću noćnih optika sa IC dosvjetljivačem je veće rezolucije nego ona kod noćne optike koja koristi samo prirodnu svjetlost.

 nocna-optika-240-lovac.jpg  vampir.jpg
DJ8 Super Gen njemačkog proizvođača Jahnke. Mala staklena leća, na slici gore lijevo, je leća IC osvjetljivača. Na fotografiji njemački vojnik demonstrira Vampir, vidimo da je veličina samog uređaja gotovo jednaka današnjim noćnim optikama

Povijesno gledano njemci prvi razvili tehnologiju pojačavanja vidljive svjetlosti 1935. godine . Prvi "pravi" uređaj (neki će reći 0. generacija) bio je njemački "vampir" Zielgerät 1229. Sa svojih 15-ak kilograma (uređaj i baterija)sam uređaj je imao 2,5 kg, ovaj masivni uređaj koji se montirao na STG44 puške je bio čudo svoga vremena. Nikada nije potpuno zaživio, počeo se koristiti u vojim aktivnostima tek početkom 1945. godine

Tehnologija pojačavanja svijetla radi tako da uzima male količine svijetla iz okoline, poput svijetla mjeseca ili zvijezda i pretvara ih u električnu energiju (iz fotona u elektrone). Ti elektroni prolaze kroz tanki disk veličine kovanice i sadrži u sebi preko 10 milijuna kanala. Kako elektroni putuju i udaraju u rubove kanala, oslobađaju još tisuće elektrona. Ti umnoženi elektroni se zatim sudaraju sa fosfornim ekranom koji ih pretvara nazad u fotone i omogućuje vam da dobijete impresivan noćni pogled čak i pri mrklom mraku* .
(* nepostoji noćna optika sa kojom je moguće vidjeti u potpunom mraku "0 fotona" ako se ne koristi IC iluminator (osvjetljivač) ali u prirodi teško da ćemo sresti taj apsolutni mrak)
IC osvjetljivač daje snop svjetla koji je naravno nevidljiv ljudskom oku, ali je vrlo vidljiv uređaju noćne  optike. Iako je sam izvor IC svjetla (lampa ili iluminator) vidljiv ljudskom oku kao vrlo slabo crveno svjetlo i to samo pod pravim kutem, sam snop je kompletno nevidljiv. Postoje IC osvjetljivači napravljeni samo za male udaljenosti (čitanje karte recimo), a postoje i oni koji osvjetljavaju preko 300m. 
 

visionstages2.jpg

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player


 
1 - PREDNJA LEĆA - OBJEKTIV 4 - JEDINICA NAPAJANJA VISOKOG NAPONA
2 - FOTOKATODA 5 - FOSFORNI EKRAN
3 - MIKROKANALNI DISK  (MCP) više milijuna sitnih kanalića 6 - STRAŽNJA LEĆA - OKULAR


Svi proizvodi koji rade na principu pojačavanja svijetlosti imaju jednu stvar zajedničku: svi daju zelenu sliku, ali to je gdje sličnosti prestaju.

Specifičnost noćnih optika ZELENA SLIKA dobiva se jer je fosforni ekran koji pretvara elektrone u fotone tretiran zelenom bojom iz namjernog razloga što zelena boja spada u sam centar vidljivog svjetlosnog spektra, pa naše oko (mozak) raspoznaje najviše tonova zelene boje.

 

U svijetu noćne optike, postoje generacije koje odražavaju stupanj korištene tehnologije. Što je viša generacija, to je uređaj sofisticiraniji. Ne postoji tijelo u svijetu koje deklarira dali je neki uređaj x ili y generacije, no većinom se za deklariranje koriste prakse „US Army Night Vision and Electronic Sensors Directorate“ (USA-NVESD). Kako su amerikanci daleko ispred ostalih po razvoju i implementaciji noćnih uređaja, njihovi standardi se većinom koriste i drugdje u svijetu. Često će razni proizvođači korisiti nepriznate termine ( gen1+, gen2+, gen4 itd.) u smislu marketinga, no potrebna je detaljna analiza funkcija i karakteristika da bi se uređaji mogli svrstati u neku od generacija.
Naknadno ćemo pokušati pojasniti što proizvođači dostupni na hrvatskom tržištu specificiraju i donose pod gen1+ ili gen2+ ili gen3+ noćnim optikama. Činjenica je da su razni proizvođaći unutar neke od glavnih generacija napravili poboljšanje po nekoj od karakteristika, a neki i patentirali svoja poboljšanja ali opet nedovoljno da taj uređaj prijeđe u višu generaciju. Primjeri označavanja "+ generacija": (Raptor Gen 3+ Night Vision Riflescope) ili (Yukon NVRS 3x50 Gen 2+) ili (Aries 410 Spartan Gen1+ Rifle Scope).

 

gen_1.png

Generacija 0 - Najranija (1950-ih) noćna optika, bazirala se više na prilagođavanju slike nego na pojačavanju svijetla te je bio potreban izvor, ljudskom oku, nevidljivog infracrvenog svijetla koji je bio postavljen na optiku ili pored nje (IC osvjetljivač).

 

Generacija 1 - "Zvjezdana" optika (1960-ih) imala je 3 tube za pojačavanje svijetla spojene u seriju*. Ovi sistemi su veći i teži u odnosu na Gen2 i Gen3. Slika Gen 1 je čista u sredini, ali može biti izobličena po rubovima. Ova jeftinija generacija noćne optike često se pogrešno označava kao viša generacija.
*nisu sve noćne optike prve generacije koristile kaskadnu tehnologiju, ali jedan dio je (zanimljiva je ta kombinacija koja se još može naći na starim Ruskim(Sovjetskim) uređajima tipa 1pn34 ili NSPU. Oni koriste tu takozvanu kaskadnu tehnologiju, u principu stavljaju 3 cijevi 1. generacije jednu iza druge te tako povećavaju količinu svjetla koje detektiraju. Mana im je što su ogromni i teški. Američki Starlight uređaj (PVS-2) iz Vijetnamskog rata koristi istu tehnologiju.)
GENERACIJA 1 (razvijena 1960-ih);

 

Tehnologija vakuuma; Radi samo pod punim mjesecom; Pojačavanje svjetlosti: 1000; Trajanje: 2000 sati

 

gen_2.png

Generacija 2 - Razvoj MPC-a (microchannel plate -mikrokanalni disk ), ranije opisanih umnoživača elektrona potiče razvoj Gen 2 noćne optike (1970-ih).
Dobitak koji je došao otkrićem MPC-a jest eliminacija dodatnih cijevi za umnažanje elektrona, koje su postojale u Gen 1 optici, a samim time i poboljšanje kvalitete slike i smanjenje veličine uređaja. MPC je omogućio razvoj ručnih i montiranih noćnih naočala.


GENERACIJA 2 (razvijena 1970-ih);

 
 

Prva primjena MPC tehnologije
Radi pod četvrtinom mjesečeve svijetlosti
Pojačavanje svjetlosti: 20000
Trajanje: 2500 sati

GENERACIJA 2+ (1970-e)

Razvoj je povećao voltažu cijevi kako bi se dobila bolja slika.
Dodana je prednja staklena ploča za poboljšanje rezolucije.

 

gen_3.png

Generacija 3 - Dva velika čimbenika u razvoju treće generacije su gallium arsenid (GaAs) foto-katode i ion-barrier film na MPC-u.
GaAs foto-katode su omogućile uočavanje objekata na većoj udaljenosti uz mnogo manje svijetla. Ion-barrier film je omogućio da "život" optike poraste sa 2000 sati (Gen 2) na 10000 sati (Gen 3) sati, što je pokazano samim testiranjem a ne računom.

GENERACIJA 3 (razvijena 1990-ih);

 

Unapređenje MPC-a i fotokatode
Radi pod zvjezdanim svijetlom
Pojačavanje svjetlosti: 40000
Trajanje: 10000 sati

 

GENERACIJA 3 poboljšana (2000.g);

Poboljšanje fotokatode i MPC-a kako bi se dobila viša rezolucija i bolja slika. 

 

gen_4.png

Generacija 4 - Mitovi protiv činjenica*

Neki kažu da je četvrta generacija najnaprednija noćna optika koja se može kupiti. To nije slučaj. Kako bi raščistili ovaj mit, počnimo sa osnovama.
Postoje četiri generacije noćne optike; kako god, to su generacije od 0 - 4, a ne od 1 - 4.
Vojska SAD-a je povijesno utvrdila generacije noćne optike. U kasnim 90-ima vojska je definirala Gen 4 kao micanje, ranije spominjanoga, ionskog filma. Ovo "unapređenje" je trebalo smanjiti svjetlosne prstene na slici i povećati osjetljivost samih uređaja i rezoluciju slike (još poznato kao signal-to-noise ratio ili SNR).

 

Dok su performanse poboljšane, nedostatak ionskog filma doveo je do velikog postotka kvarenja optike, navodeći vojsku SAD-a da uopće oporekne postojanje Gen 4 definicije. Prepoznavši visoku stopu kvarova na optici četvrte generacije, američki ITT krenuo je unaprjeđivati postojeću treću generaciju i kreirao "tanko-filmne" cijevi.
Sačuvavši ionsku barijeru (film), ali jako smanjujući njegovu debljinu, tvrtka ITT Industries mogla je održati pouzdanost Gen 3 optike, istovremeno dostavljajući opremu koja je izdržala vojne zahtjeve namijenjene za Gen 4. Ova inovacija rezultirala je Gen 3 thin-filmed optikom, koja je trenutno najbolja dostupna optika treće generacije.
Nedugo zatim dodan je gated power supply tehnologija koja omogućuje štednju energije, i time je stvorena PINNACLE® tube. Generacija 3 PINNACLE® optike je najnaprednija noćna optika do danas.

*(makar na nakim specifikacijama noćnih optika pojedinih proizvođača možete pročitati Gen 4, generacija 4 službeno ne postoji i radi se kako smo rekli o marketinškim trikovima)

Uređaji za noćno gledanje su mali potrošači energije, pa će CR123 baterija(standard među noćnim optikama) trajati i preko 30sati korištenja (naravno, ovisi od uređaja do uređaja).
Kako se može zaključiti iz fotografije i flash simulacije rada noćne optike glavni dio noćne optike (flash simulacija pod brojevima 2,3,4,5) je tzv. "MCP Image Intensifier" pojačivač svjetlosti, taj je sklop glavna sastavnica noćnog uređaja (engl. Night Vision - NV) uređaja.
Pojačivače svjetlosti proizvodi mali broj tvrtki u svijetu, a ostale tvrtke proizvođači noćnih optika koriste Image Intensifier-e tih par tvrtki i pakuju ih u svoja kućišta i koriste svoje ili opet leće nekih od svjetskih proizvođača. Tako i kod zvučnih imena noćnih optika imate situaciju da je njihovo samo kućište i napajanje, a glavni dijelovi su od vodećih tvrtki kao što je američki ITT i nizozemski PHOTONIS.

Na slici dolje je najnoviji Image Intensifier nizozemske tvrtke PHOTONIS čiji se pojačivaći  mogu naći i u noćnim optikama bar dva proizvođaća prisutna na hrvatskom tržištu.

 nightvision-scheme.jpg

green-night-vision-1.jpgwhite-phosphor-1.jpgNaravno razvojem tehnologije došlo se i do toga da slika u sivim tonovima (od crnoga do bijelog) ipak puno prirodnija   pa su američki ATN i nizozemski PHOTONIS izbacili na tržište (Image Intensifier-e) pojačivače svjetlosti koji umjesto zelenih tonova daju (B&W) black & white tonove.
Oryx pojačivač (tehnologija) kod tvrtke PHOTONIS a kod tvrtke ATN ta tehnologija se naziva White phosphor technology© (WPT™) jer koristi bijeli fosfor.

Karakteristike noćne optike

Korištenje noćne optike je drugačije od korištenja običnih dvogleda ili vlastitih očiju. Ispod su neki aspekti noćne optike kojih biste trebali biti svjesni kada koristite noćnu optiku koja radi na principu pojačavanja svjetlosti. Na primjer, glatka crna jakna može izgledati svjetlija od bijele jakne hrapave površine.

Percepcija dubine

Noćna optika ne daje klasičan osjećaj dubine.

Magla i kiša

Noćna optika je jako osjetljiva na svijetlost odbijenu od ambijenta, pa tako svijetlo reflektirano od magle ili kiše može smanjiti performanse.

Efekt "sače"

Radi načina stvaranja slike, pojavljuje se slabo vidljivi uzorak sličan pčelinjim sačama

Crne mrlje

Nekoliko crnih mrlja na slici u karakteristika svih tehnologija noćne optike. Ove crne mrlje trebale bi ostati konstantne i ne bi se smjele mijenjati u broju i veličini.

Izvor: američke tvrtke ATN i ITT Industries, Airsoft Hrvatska Forum 

Američki ITT Night Vision vodeći svjetski proizvođač Generation 3 Gallium Arsenide (GaAs) pojačivača slike.  ITT Night Vision (ITT) je ustvari vodeći proizvođač noćnih dvogleda, gogglesa i drugih noćnih sustava za američku vojsku i  saveznike, proizvodi više  Generation (Gen) 3 noćnih uređaja nego svi svjetski konkurentski proizvođači zajedno. Drugi pak izvori navode da je glavni snabdjevač američke vojske tvrtka TNVC - Tactical Night Vision Company.

Za idući članak pripremili smo pregled noćnih optika na hrvatskom tržištu.

Pojašnjenje rada s Noćnom optikom JAHNKE u ponudi FANZOJ Zagreb

 

 

Zadnja izmjena Nedjelja, 01 Svibanj 2016 18:34
K2 Items