أسلوب تصنيع جهاز للرؤية الليلية باستخدام الأشعة تحت الحمراء
فهم عملية الرؤية
تحدث الرؤية نتيجة لتفاعل الضوء المرئي مع الأجسام التي نركز عليها. يتم إسقاط هذا الضوء على الكائنات، ثم ينعكس إلى العين، حيث تتكون صورة للجسم على شبكية العين. تُرسل الألياف البصرية معلومات الصورة إلى الدماغ الذي يترجمها ليكون لدينا تجربة بصرية واضحة. تعتمد هذه العملية بشكل كامل على أشعة الضوء المرئي، سواء كانت هذه الأشعة ناتجة عن الشمس أو مصابيح الإضاءة الكهربائية. في المقابل، يتسنى لجهاز الرؤية الليلية تجاوز هذه الآلية التقليدية، حيث يستخدم الضوء تحت الأحمر بدلاً من الضوء المرئي. سنتناول في هذا المقال مكونات جهاز الرؤية الليلية بالتفصيل.
الطيف الكهرومغناطيسي
يحيط بنا في كل مكان أنواع متعددة من أمواج الطاقة، والتي تشمل غالبية طيف الأشعة المرئية. حيث تنبع هذه الأمواج من مصادر طبيعية مثل الشمس والأشعة الكونية، أو من مصادر من صنع الإنسان مثل المصابيح الكهربائية والأمواج اللاسلكية من الهواتف المحمولة. جميع هذه الأمواج تعتمد على الخصائص الكهرومغناطيسية، وتتشكل بشكل كلي في ما يعرف باسم الطيف الكهرومغناطيسي.
مكونات جهاز الرؤية الليلية
يتكون جهاز الرؤية الليلية من عدة مكونات رئيسية، تتجلى في النقاط التالية
- نظام عدسات يشبه عدسات كاميرا الفيديو، محمولة لالتقاط الأشعة المنبعثة من الأجسام.
- مصفوفة حساسات حيث تسقط الأشعة المجمعة على مصفوفة حساسات تعمل على تحويل الإشعاع تحت الحمر إلى صورة حرارية للكائن.
- تحويل الصور تقوم الأجهزة الإلكترونية بتحويل الصورة الحرارية إلى نبضات إلكترونية.
- وحدة معالجة الإشارة تتولى هذه الوحدة عملية ترجمة الصورة الحرارية المستمدة من المجسات وتحويلها إلى معلومات مرئية.
- الشاشة تعرض المعلومات التي ترسلها وحدة معالجة الإشارة على شكل مناطق ملونة تعكس درجات الحرارة المختلفة، مما يساهم في تشكيل الصورة النهائية.
تعتمد وضوح الصورة الحرارية على عدة عوامل، منها
- كمية الإشعاع الحراري الملتقط من الجسم.
- الاختلاف الحراري بين أجزاء الهدف والخلفية.
- القدرة التحليلية لجهاز الرؤية، وتعبر عن فعالية الجهاز في تمييز درجات الحرارة القريبة. كما يُلاحظ أنه كلما زادت قدرة الجهاز على هذا التمييز، ارتفع وضوح الصورة.
طبيعة الصورة الحرارية
يشير الخبراء إلى أن الصورة الحرارية التي تُرصد عبر جهاز الرؤية ليست صورة حقيقية تشابه تلك التي تشاهدها العين البشرية. بل تعد تمثيلاً للاختلافات في الإشعاع الحراري بين أجزاء الصورة المختلفة. وغالباً ما تكون هذه الصور مصنوعة من درجات مختلفة من اللون الرمادي أو الأخضر، مع إمكانية تلوينها باستخدام ألوان صناعية لتقديم رموز خاصة تعبر عن المعلومات الحرارية المستمدة.