夜视仪原理

2024年2月15日发(作者：感恩老师贺卡)

夜视仪原理

夜视仪原理就是将来自目标的人眼看不见的光（微光或红外光）信号转换成为电信号，然后再把电信号放大，并把电信号转换成人眼可见的光信号。

专业讲：红外夜视仪原理就是通过目镜将光线聚焦在影象增强器上来采集和增强现有光线，在增强器内部，一个光电阴极会被光“激活”，并将光子能量转变成电子，这些电子经过一个位于增强器内部的静电区域被加速后，撞击在磷表面屏幕上（就好象一个绿色的电视屏幕），形成人眼可见的图象。经过对电子的加速，增强了亮度和图象的清晰度。

近几年夜视仪已经逐渐的深入到我们工作和生活中，但是很多人红外线夜视仪的工作原理并不是很了解，从而导致购买夜视仪时无从下手，下文将详细介绍红外线夜视仪的工作原理及分类：

一． 夜视仪原理

夜视仪收集现有的环境中存在的光（月光，星光，或者是红外光）通过镜头前端。通过这个点，电子从管子一头射入时，便在管内来回碰撞，激发出越来越多的电子，这些电子被管壁的电压加速，并且碰撞出的几何级数增加的电子，使得管子末端出射的电子获得很高的增益，放大或者更多一点，变成我们可以看到的光，由红外光变成可见光，便实现了无须红外照明的微光观测。如图所示

Lens

athode

hannel plate

Voltage Power Supply

scent Screen

ce

以上的示意图就是夜视仪的一个关键设备-增像管，这也是影响夜视仪成本最为关键的部分。

二.为什么红外夜视仪的成像是绿色的而不是呈红色的红外光谱？-夜视仪原理

绝对0 度以上的物体都要辐射能量。温度越低，波长越长。一般室温时，为红外线。当温度为800度左右，辐射为可见光，就是为什么铁烧红了你能看到亮光。红外线我们是看不见的，晚上了，没有可见光，但是仍在辐射红外线，人和周围的树木的温度不同，辐射的红外线波长也不同。红外夜视仪的原理是将我们肉眼看不红外线转化成为可见光。因为辐射的红外线很弱，所以转化成的可见光也很弱。图像呈绿色是

因为我们的眼睛对绿光感光性最敏感，而且容易疲劳，这些都是使我们对弱光看得更清楚些。而且红光和绿光的区别就是波长不一样而已，很容易转变的。夜间模糊的图象→光电阴极(把光子转化为电子)→微通道板(通过高压使电子数量增加)→荧光屏(电子撞击一个具有磷光质涂层的屏幕)所以红外夜视仪看到的景象大多是绿色的

三．红外夜视仪图像增强管的代数-夜视仪原理

（没找到解说，根据自己的理解写了一段。这个理科生比较容易懂，知道就行，不需要理解，中间涉及的知识属于物理专业，不是我们特别关注的领域） 这些短管时，更多的电子被释放。这个特殊的过程使得第二代红外夜视仪可以增强光线，提供比一代更明亮更清晰的图像。因为增加了这个，所以贵！ 三代是在二代的基础上增加了敏化物——砷化镓，由此获得了更加明亮清晰的图像。另外增镀了离子阻隔膜延长管子的使用寿命。砷化镓是一种深海提取物，因为提炼的过程比较复杂，所以也是价格昂贵的一个原因。 四代由于涉及到一些军方技术问题，属于违禁品，无法进口。

增像管的代数直接影响到红外夜视仪的观测距离和观测效果。当然这也不是绝对的。红外夜视仪的效果还收到镜片质量，口径大小，倍数大小，内部原器件的干扰，以及内部结构的影响。所以同样是1代+的红外夜视仪各型号之间是有较大差距的。

夜视仪的代数，指的就是夜视仪的增像管代数，理论上代数越高，看得越远，越清晰。

第一，第二，第三，第四代夜的主要区别就是增像管代数的不同了，现在世界上最流行的就是2代管，但是由于我国夜视仪发展比较晚，目前在市面上更多的见到的是第一代夜视仪。

1. 第一代夜视仪，让你在晚上看清楚了这个世界，给你提供了一个明亮的晚上，费用相对也低廉些。但是一代夜视仪基本上是需要借助红外辅助光源才能看到。观看距离非常有限，所以很多人认为一代夜视仪，特别是单筒一代夜视仪，其实是一个玩具，根本无法使用。

在实际使用中的最低要求，也需要使用双筒的一代+夜视仪，因为一些优秀的双筒夜视仪如：奥尔法TRACKER 560，B550都是采用双增像管，加上双镜头通过率更高，相对单筒夜视仪其亮度会明显提高，能够大大提高观测距离。

一代夜视仪是一种经济实惠的夜视仪，但是尽量选择双筒的夜视仪，在美国市场，2012年一款全新的一代+双筒夜视仪奥尔法B550面市，由于这是世界首款中央调焦的双筒夜视仪，而且相对其它的双筒夜视仪，由于其采用了军用级的1代+增像管，让其有更远的观测距离。在2012年上市第一年就成为全美一代+夜视仪销量王。

2. 第二代夜视仪主要用于执法机构或者专业的应用，第一和第二代的主要区别是增加了微通道板，通常称为MCP的。该MCP的工程作为一个电子放大器，并直接放在背后的光阴。当电子通过这些短管，数以千计的电子被释放。这额外的进程使第二代夜视仪放大光有更多的亮度。比第一代给你一个更光明的和清晰的图像。说到二代夜视仪，不得不提的两个品牌就是ORPHA和爱吉。ORPHA奥尔法可以说在夜视仪领域的位置非常重要，他是美国军方最大的夜视仪供货商，从一代到四代，美国军方都是和ORPHA一起开发夜视仪产品。而美国爱吉在数码夜视仪领域可以说是领物，其知名的NV2020占据了全球数码夜视仪50%以上的市场份额，美国军方采购的数码夜视仪90%都是爱吉这个品牌。

二代夜视仪在性能上相对一代夜视仪，有质的飞跃，可以这样说，只有二代夜视仪才是真正的夜视仪，才能在非常暗的情况下，可以非常清晰地观测到目标。

现在二代夜视仪占据了夜视仪的主要市场，非常知名的型号有ORPHA G450和ORPHA TRACKER560二代+双筒夜视仪。ORPHA G450作为连续两年全球二代+夜视仪销量冠军，其不到2000美金的售价，让其成为最佳性价比王。

3. 第三代夜视仪是最新的夜视技术。通过增加一个敏感化学品，砷化镓的photocatnode一个更光明的和清晰的图像实现。然而，大大更加昂贵然后第一或第二代。典型的第三代股将耗资超过30000美元。

4. 第四代夜视仪：第4代夜视仪技术的最大的技术突破在图像加强在过去的10年。通过消除离子阻隔薄膜表明大幅度增加目标探测距离和决议，特别是在极低的轻水平。

使用胶片的技术和自动门控电源的第四代像增强导致：

高达100 ％的改善光。

的出色表现极其微光（更好的S / N和EBI的）

至少有三高光决议（至少36罐/月相比， 12罐/毫米）

有显着改善，相反的水平和性能方面的所有光线条件下，第四代代表顶级产品的性能在夜视市场。

下图是各代夜视仪的一个理论距离，但是各品牌间的产品，实际是有很大差别的。

四．夜视仪的红外照明 -夜视仪原理

所有星光范围需要一些光放大。这意味着，如果你是在完全黑暗的你不能看到。由于这一点，我们有一个内置的红外线照明灯，即使在完全黑暗。在红外线照明灯就像一个手电筒的距离，您可以看到这将是有限的。我们使用最强大的人眼安全照明灯在市场上。所有红外灯的距离一般最远就到100米，由于电力在短距离的红外线照明灯可能只包括40-60 ％的可视面积。 所以在全黑的情况下，夜视仪不论几代，最远的可视距离就在100米了。如果你需要在全黑情况超过100米，您只能选择热像仪。

同时红外发射器在实际使用中，是会被被观测目标发现爆点的（就是机身上的红外设器使用时，远处看会看到红点），所以在部队上使用时，是不允许开启红外灯的。所以二代及以上的夜视仪红外灯都很小，距离只有10米左右，以免被对方发现。

一代夜视仪没有办法，不使用红外发射器在稍微暗点的地方就无法观测到目标，只能使用红外发射器。所以一代夜视仪理论上夜晚使用会被目标发现，除非目标不是人，而是其他的物体。