night vision

NIGHT VISION

Night Vision Device = Alat yang digunakan untuk melihat dalam kondisi kurang cahaya (reduced illumination). Secara garis besar dapat dibagi dua berdasarkan teknologi yang digunakan. Pertama adalah make perbedaan suhu (Thermal Imaging/Infra Red) dan yang kedua adalah dengan teknologi Image Enhancement/mempertinggi level kontras.

NVD sudah ada selama hampir 40 tahun. NVD dibagi menjadi beberapa kategori yang disebut generasi dari generasi 0 sampai yang terbaru generasi 4, cuplikannya adalah sbb :

1. NVD Generation 0 : Menggunakan active infra red, jadi NVD tsb mengirimkan sinyal infra red lalu membaca pantulannya. Kerugiannya di sisi militer adalah orang tinggal bikin infra red

detector aja biar bisa ngeliat tentara yg make NVD generation 0 tsb.

2. NVD Generation 1 : Menggunakan passive infra red, jadi NVD tsb tidak mengirimkan sinyal namun hanya membaca sinyal2 infra red alami (misalnya dari panas tubuh) Kerugiannya ya itu kalo environment suhunya sama semua, kagak bisa ngeliat apa apa juga.

3. NVD Generation 2 : Udah mulai menggunakan image enhancement, tapi masih agak primitif, walaupun begitu hasil gambarnya lebih bagus dari generasi2 sebelumnya

4. NVD Generation 3 : Masih sama dengan teknologi generasi 2 tapi dengan katoda yang

dibuat dari gallium arsenide yang sangat efisien mengubah photon menjadi elektron (membuat hasil imagenya lebih bagus lagi). Tipe ini yang sekarang digunakan sebagai standar di militer Amerika.

5. NVD Generation 4 : Ini tipe image enhancement yang terbaru yang udah make pengatur tingkat cahaya supaya engga ngeflare kalo tiba2 ada cahaya terang.

Night vision

"Night Vision” disini mengacu kepada teknologi yang menyediakan sebuah keajaiban gambar dalam kegelapan penuh,sehingga dapat terlihat dengan jelas dan perbaikan dari gambaran yang bercahaya lemah.Teknologi ini merupakan campuran dari beberapa macam cara yang diantaranya menguntungkan dan tidak menguntungkan.

Metode yang paling sering digunakan yaitu 1. Low-Light Imaging

2. Thermal Imaging

3. Near-infrared Illumination

4. Infrared Illumination

Penggunaan yang paling sering digunakan Penggunaan yang paling sering digunakan termasuk berkendara malam atau termasuk berkendara malam atau terbang,keamanan malam hari,dan terbang,keamanan malam hari,dan pengawasan,pengamatan alam,memantau lab pengawasan,pengamatan alam,memantau lab yang kosong dan mencari atau yang kosong dan mencari atau menyelamatkanmenyelamatkan

1. LOW – LIGHT IMAGING

Yang terpopuler dan diketahui saat ini menggunakan metode night vision yang dasarnya memakai penguat sinar gambar atau disebut juga image intensifiers. Low – light imaging terbagi 2 yaitu :

A. Image intensifiers banyak digunakan pada night vision goggles and night scopes

B. On-chip gain multiplication CCD camera yang telah menjadi populer, yang digunakan untuk keamanan pada malam hari untuk mengawasi keadaan sekitar dan digunakan juga untuk pengamatan astronomi

A. Image intensifiers

Bagaimana mereka bekerja:

Metode night vision ini memperkuat cahaya gambar yang tersedia untuk mencapai gambar lebih baik. Suatu lensa obyektif yang menyediakan cahaya (photons) pada photocathode dari alat penguat gambaran (image intensifier). Energi cahaya tsb menyebabkan elektron bebas dari katode dimana dipercepat oleh suatu medan elektrik untuk meningkatkan kecepatan arus tersebut (arus tenaga).

A. Image intensifiers (lanjutan)

Elektron ini memasuki lubang dalam suatu microchannel dan memantulkan dalam sebuah lapisan dinding spesial yang mana dapat menghasilkan lebih elektron ketika elektron memantul melalui dinding tadi. Ini menciptakan suatu denser "cloud" dari elektron yang mewakili suatu versi yang diintensifkan menyangkut dengan gambaran yang asli itu.

Langkah Akhir dari alat penguat gambaran (image intensifier) melibatkan elektron yang menyentuh suatu layar fosfor. Energi dari elektron ini yang membuat cahaya fosfor.

A. Image intensifiers (lanjutan)

Cahaya yang dihasilkan menampilkan sebuah gambaran atau pandangan yang diinginkan kepada pemakai atau tampilan pada suatu alat video atau kamera yang dipasang.Fosfor hijau digunakan dalam aplikasi ini sebab mata manusia dapat membedakan lebih jelas warna hijau dibanding warna lain,dapat mempertimbangkan pembedaan object yang lebih besar dalam gambar tersebut.

A. Image intensifiers (lanjutan)

Sistem kamera yang diintensifkan pada umumnya menyertakan suatu alat penguat gambar (image intensifier) untuk menciptakan suatu gambar yang lebih terang dari peristiwa yang agak gelap yang mana waktu itu dipandang oleh suatu kamera tradisional.

Produk Image intensifier :

1. Night Vision Goggles

2. Night Vision Pocketscopes

3. Intensified Professional News Cameras

4. Intensified Removable Lens Camcorders

5. Intensified Pro-sumer Camcorders

6. Intensified Nikon Cameras

7. Intensified Canon Cameras

B. On-chip Gain Multiplication Cameras Bagaimana mereka bekerja:

Dalam rangka untuk mengatasi beberapa kelemahan intensifiers gambar, gambar CCD detektor produsen telah secara substansial meningkatkan sensitivitas detektor CCD tertentu dengan memasukkan sebuah on-chip perkalian memperoleh teknologi (on-chip multiplication gain technology) untuk memperbanyak photon(satuan energi dalam cahaya)biaya yang dihasilkan di atas tingkat kebisingan detektor itu.

B. On-chip Gain Multiplication Cameras (Lanjutan)

Perkalian dapat terjadi setelah photon telah dideteksi pada perangkat daerah aktif tapi sebelum salah satu dari detektor sumber-sumber kebisingan utama (misalnya pembacaan kebisingan). Dalam perkalian baru mendaftar, elektron dipercepat dari pixel-ke-pixel CCD dengan menerapkan jam tegangan tinggi.

Akibatnya, elektron sekunder dihasilkan melalui proses ionisasi-dampak. Gain dapat dikontrol dengan memvariasikan tegangan jam.

B. On-chip Gain Multiplication Cameras (Lanjutan)

Karena sinyal meningkatkan muatan terjadi sebelum mencapai pembacaan on-chip amplifier dan akan ditambahkan ke sumber kebisingan utama, sinyal-to-noise ratio untuk perangkat ini secara signifikan meningkat lebih dari kamera CCD standar dan menghasilkan cahaya rendah kinerja pencitraan jauh lebih unggul daripada kamera CCD tradisional. Namun, karena suhu CCD juga akan mempengaruhi gain on-chip multiplication (temperatur yang lebih rendah menghasilkan keuntungan yang lebih tinggi)

B. On-chip Gain Multiplication Cameras (Lanjutan)

dan karena sumber-sumber kebisingan lain ada yang terjadi sebelum perkalian (yaitu kebisingan gelap), maka berhati-hati dalam sistem ini untuk menstabilkan suhu detektor ini di suhu sekitar di bawah suhu kamar. Metode lain untuk memperbaiki sebuah kamera CCD sensitivitas adalah untuk melakukan rata-rata untuk mengurangi kebisingan baik temporal (dimana berurutan bingkai video rata-rata) atau spasial (dimana tetangga piksel adalah "binned" atau ditambahkan bersama-sama).

Produk On-chip Gain Multiplication Cameras :1. Day/night surveillance camera

2. Frame-averaged and binned low-light CCD camera

2. Thermal Imaging

Berbeda dengan low light imaging metode pencitraan penglihatan pada malam hari (yang membutuhkan pencahayaan untuk menghasilkan gambar), thermal imaging adalah metode penglihatan pada malam hari tidak memerlukan cahaya ambient(lingkungan) sama sekali. Mereka beroperasi pada prinsip bahwa semua obyek memancarkan energi infra merah sebagai fungsi temperatur mereka. Secara umum, panas suatu objek, semakin memancarkan radiasi.

2. Thermal Imaging (Lanjutan)

Sebuah Imager termal adalah sebuah produk yang mengumpulkan radiasi infra merah dari benda-benda dalam adegan dan menciptakan sebuah gambar elektronik. Karena mereka tidak bergantung pada cahaya ambient tercermin, pencitra termal sepenuhnya menggunakan tingkat cahaya ambient yang independen. Selain itu, mereka juga mampu menembus pandangan yang tak jelas seperti asap, kabut dan pandangan yang kabur.

2. Thermal Imaging (Lanjutan)

Ada dua jenis thermal imaging detektor,yaitu :

A. Cooled detector infrared cameras, memerlukan pendinginan kriogenik untuk suhu yang sangat dingin (di bawah 200K).

B. Uncooled detector infrared cameras, digunakan baik biasanya suhu stabil (pada suhu kamar) atau seluruhnya unstabilized.

2. Thermal Imaging (Lanjutan)

Thermal gambar biasanya hitam dan putih di alam, di mana benda hitam dan putih dingin benda-benda yang panas. Beberapa kamera termal menampilkan gambar dalam warna. Warna palsu ini adalah cara yang bagus untuk membedakan antara obyek yang lebih baik pada temperatur yang berbeda.

A. Cooled detector infrared camerasBagaimana mereka bekerja:

Cooled detector infrared cameras biasanya ditempatkan di sebuah vakum khusus yang disegel dan didinginkan secara kriogenik . Desain detektor lain yang serupa dengan detektor pencitraan lebih umum dan menggunakan bahan-bahan semikonduktor. Namun, itu adalah efek dari menyerap energi infra merah yang menyebabkan perubahan pada konsentrasi pembawa detektor yang pada gilirannya akan mempengaruhi sifat-sifat listrik detektor.

A. Cooled detector infrared cameras (Lanjutan)

Pendinginan detektor (biasanya pada suhu di bawah 110 K, yang nilainya jauh lebih rendah daripada suhu objek terdeteksi) sangat meningkatkan kepekaan mereka. Tanpa pendinginan, detektor akan dipenuhi oleh radiasi yang ada pada detektor itu sendiri. Bahan yang digunakan untuk deteksi inframerah termasuk berbagai perangkat semikonduktor celah sempit, di mana merkuri kadmium Telluride (HgCdTe) dan indium antimonide (InSb) adalah yang paling umum.

Produk Cooled detector infrared cameras 1. Short-wave Infrared Cameras

2. Mid-wave Infrared Cameras

3. Long-wave Infrared Cameras

4. Multi-spectral Infrared Camera

B. Uncooled detector infrared camerasBagaimana mereka bekerja:

Tidak seperti detektor yang didinginkan secara kriogenik seperti yang dijelaskan di atas, Uncooled detector infrared cameras bekerja dalam atau dekat suhu kamar,bukannya didinginkan ke temperatur yang sangat rendah oleh besar dan mahal pendingin kriogenik. Ketika radiasi infra merah dari waktu malam atau gelap uncooled lebih difokuskan ke detektor, panas yang diserap menyebabkan perubahan pada sifat-sifat listrik bahan detektor.

B. Uncooled detector infrared cameras (Lanjutan)Perubahan-perubahan ini kemudian dibandingkan dengan nilai-nilai dasar dan sebuah gambar termal dibuat. Walaupun kualitas gambar yang lebih rendah daripada Cooled detector, uncooled detector adalah teknologi yang membuat kamera infra merah yang lebih kecil dan lebih murah dan membuka banyak aplikasi komersial layak.

Detektor Uncooled sebagian besar berdasarkan materi yang mengubah sifat listrik karena pyroelectric (kapasitif) efek atau microbolometer (resistif)efek.

Produk Uncooled detector infrared cameras 1. Uncooled thermal imaging camera (fixed

mount)

2. Uncooled thermal imaging camera (portable)

3. Near-infrared Illumination

Yang populer dan kadang-kadang menjadi metode murah untuk melakukan penglihatan pada malam hari adalah dengan Near-infrared Illumination (penerangan inframerah dekat). Dalam metode ini, sebuah perangkat yang sensitif terhadap radiasi inframerah tidak terlihat dekat digunakan dalam hubungannya dengan illuminator inframerah.

3. Near-infrared Illumination (Lanjutan)

Night Shot Sony camcorder mempopulerkan atau memakai metode ini. Karena sensitivitas IR kamera's CCD detektor dan sejak Sony membuat sumber cahaya inframerah di kamera, inframerah penerangan yang tersedia untuk meningkatkan cahaya rendah dalam sebuah adegan video dan juga dapat menghasilkan kualitas gambar yang masuk akal dalam situasi cahaya rendah.

3. Near-infrared Illumination (Lanjutan)

Metode penerangan dekat-inframerah telah digunakan dalam berbagai aplikasi penglihatan pada malam hari termasuk tempat perlindungan perimeter, dengan mengintegrasikan ke dalam video yang dapat mendeteksi gerakan dan perangkat analisis yang dapat mengambil adegan dengan pintar, sehingga suatu cahaya rendah (Low-light) sistem keamanan video dapat dikembangkan.

4. Infrared Illumination

Beberapa perbedaan dengan Near-infrared Illumination (penerangan inframerah dekat), Yaitu:

1. Filter lampu pijar: Sebuah standar lampu daya tinggi yang ditutupi oleh penyaring inframerah yang dirancang untuk melewati lampu di dekat radiasi infra merah dan memblokir cahaya yang tampak pada komponen. Perangkat ini biasanya membutuhkan perpindahan panas yang baik sifat sejak cahaya yang intens secara internal diserap dan dihamburkan sebagai panas.

4. Infrared Illumination (Lanjutan)

2. Jenis LED Illuminator : Penerangan ini menggunakan sebuah pengaturan standar LED untuk memancarkan inframerah.

3. Tipe Laser: inframerah yang paling efisien memberikan penerangan, perangkat ini didasarkan pada dioda laser infra merah yang memancarkan energi infra merah jarakdekat.

4. Infrared Illumination (Lanjutan)

Inframerah dekat iluminator biasanya tersedia dalam berbagai panjang gelombang (misalnya 730nm, 830nm, 920nm). Memberikan tambahan pencahayaan inframerah panjang gelombang yang tepat tidak hanya menghilangkan variabilitas yang tersedia ambient cahaya, tapi juga memungkinkan para pengamat untuk menerangi hanya bidang-bidang tertentu yang menarik sementara menghilangkan bayangan dan meningkatkan kontras gambar.

4. Infrared Illumination (Lanjutan)

Tambahan pencahayaan inframerah dekat tidak hanya meningkatkan kualitas gambar perangkat intensifier (yang memiliki kedua yang terlihat dan yang dekat-inframerah respons), tetapi juga memungkinkan penggunaan kamera secara mendalam , yang juga memiliki kemampuan untuk mengubah gambar inframerah dekat menjadi terlihat .

Produk Infrared Illumination

1. Wide area infrared laser illuminator

2. Portable Laser illuminator

SUMBER:http://www.hownightvisionworks.com/

http://electronics.howstuffworks.com/gadgets/other-gadgets/nightvision.htm

http://forum.kafegaul.com/showthread.php?t=108047