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Dispositivo de visión nocturna

Un aviador de la Marina de los EE. UU. utiliza un par de gafas de visión AN/AVS-6 montadas en el casco. El efecto sobre la visión nocturna natural del ojo es evidente.
Una mira telescópica estándar aumentada con un dispositivo de visión nocturna en la parte delantera del M110 . Tenga en cuenta que, además del intensificador de imagen, el NVD capta mucha más luz gracias a su apertura mucho mayor.
Una retícula de visión nocturna 1PN51-2 con marcas para estimar el alcance.
Vista en primera persona a través de gafas de visión nocturna del equipo de rescate de rehenes del FBI utilizando un hidrodeslizador.

Un dispositivo de visión nocturna ( NVD ), también conocido como dispositivo óptico/de observación nocturno ( NOD ) o gafas de visión nocturna ( NVG ), es un dispositivo optoelectrónico que permite la visualización de imágenes con bajos niveles de luz, mejorando la visión nocturna del usuario. . El dispositivo mejora la luz ambiental visible y convierte la luz del infrarrojo cercano en luz visible que puede ser vista por el usuario; esto se conoce como I 2 ( intensificación de imagen ). En comparación, la visualización de la radiación térmica infrarroja se denomina imagen térmica y opera en una sección diferente del espectro infrarrojo. Un dispositivo de visión nocturna suele constar de un tubo intensificador de imagen , una carcasa protectora y puede tener algún tipo de sistema de montaje. Muchos NVD también incluyen una lente protectora de sacrificio, montada sobre la lente frontal (es decir, la lente del objetivo ) en los NVD para proteger a estos últimos de daños causados ​​por peligros ambientales, [1] y algunos pueden incorporar lentes telescópicas . La imagen producida por un NVD suele ser verde monocromática , ya que se consideraba que el verde era el color más fácil de observar durante períodos prolongados en la oscuridad. [2] Los dispositivos de visión nocturna pueden ser pasivos, dependiendo únicamente de la luz ambiental, o pueden ser activos, utilizando un iluminador IR (infrarrojos) para visualizar mejor el entorno.

Los dispositivos de visión nocturna pueden ser portátiles, pero muchos se montan en la cabeza y se fijan a los cascos . Cuando se usa con armas de fuego, a menudo se monta una mira láser IR en el arma del usuario. La mira láser produce un rayo infrarrojo que solo es visible a través de un NVD y ayuda a apuntar. [3] Algunos dispositivos de visión nocturna están diseñados especialmente para montarse en armas de fuego. Estos se pueden usar junto con miras de armas, como miras para rifles , o se pueden usar como miras independientes; Algunas miras para armas térmicas han sido diseñadas para proporcionar capacidades similares. [4]

Estos dispositivos se utilizaron por primera vez para el combate nocturno en la Segunda Guerra Mundial y su uso se generalizó durante la Guerra de Vietnam . [5] La tecnología ha evolucionado mucho desde su introducción, dando lugar a varias "generaciones" [6] de equipos de visión nocturna con aumentos de rendimiento y reducciones de precio. En consecuencia, aunque los militares y los organismos encargados de hacer cumplir la ley los utilizan habitualmente , los dispositivos de visión nocturna están disponibles para los usuarios civiles para una amplia gama de aplicaciones que incluyen aviación, conducción, desminado , etc. [7]

Historia

La tecnología de visión nocturna temprana utilizada antes del final de la Segunda Guerra Mundial ha sido descrita como Generación 0 . [5]

En 1929, el físico húngaro Kálmán Tihanyi inventó una cámara de televisión electrónica sensible a infrarrojos para la defensa antiaérea en el Reino Unido. [8]

Los dispositivos de visión nocturna se introdujeron en el ejército alemán ya en 1939 [ cita requerida ] y se utilizaron en la Segunda Guerra Mundial . AEG comenzó a desarrollar los primeros dispositivos en 1935. A mediados de 1943, el ejército alemán inició las primeras pruebas con dispositivos de visión nocturna por infrarrojos y telémetros telescópicos montados en tanques Panther . Se construyeron y utilizaron dos disposiciones diferentes en los tanques Panther. El Sperber FG 1250 ("Sparrow Hawk"), con un alcance de hasta 600 m, tenía un reflector infrarrojo de 30 cm y un convertidor de imágenes operado por el comandante del tanque.

Desde finales de 1944 hasta marzo de 1945, el ejército alemán llevó a cabo pruebas exitosas de equipos FG 1250 montados en Panther Ausf. Tanques G (y otras variantes). Antes de que terminara la Segunda Guerra Mundial en 1945, aproximadamente 50 (o 63) Panthers habían sido equipados con el FG 1250 y habían entrado en combate en los frentes oriental y occidental . El sistema portátil "Vampir" para infantería se utilizó con rifles de asalto StG 44 . [9]

En Estados Unidos se produjo un desarrollo paralelo de los sistemas de visión nocturna. Los dispositivos de visión nocturna infrarroja M1 y M3, también conocidos como "sniperscope" o "snooperscope", tuvieron un servicio limitado con el ejército estadounidense en la Segunda Guerra Mundial [10] y en la Guerra de Corea , para ayudar a los francotiradores . [5] Estos eran dispositivos activos que utilizaban una gran fuente de luz infrarroja para iluminar objetivos. Sus tubos intensificadores de imágenes utilizaban un ánodo y un fotocátodo S-1 , hechos principalmente de plata , cesio y oxígeno , y se utilizaba inversión electrostática con aceleración de electrones para lograr ganancia. [11]

En 1942 se probó en el campo un dispositivo soviético experimental llamado PAU-2.

En 1938, el Almirantazgo británico asumió la responsabilidad de toda la investigación militar británica en infrarrojos. Trabajaron primero con Philips hasta la caída de los Países Bajos , luego con la filial de Philips en el Reino Unido, Radio Transmission Equipment Ltd., y finalmente con EMI , que a principios de 1941 proporcionó los tubos convertidores de imágenes compactos y livianos necesarios. En julio de 1942, los británicos habían producido un aparato binocular llamado "Diseño E". Era voluminoso y necesitaba una fuente de alimentación externa que generara 7.000 voltios, pero tuvo un uso limitado con vehículos anfibios de la 79.a División Blindada en el cruce del Rin en 1945. Entre mayo y junio de 1943, la 43.a División de Infantería (Wessex) probó equipos de visión nocturna portátiles, y más tarde los británicos experimentaron montando los dispositivos en las metralletas Sten Mark III y Mark II (S). Sin embargo, en enero de 1945 los británicos sólo habían fabricado siete receptores de infrarrojos. Aunque algunos fueron enviados a India y Australia para pruebas antes de finales de 1945, durante la Guerra de Corea y la Emergencia de Malasia los británicos estaban utilizando equipos de visión nocturna suministrados por los Estados Unidos. [12]

Ejemplos de equipos de visión nocturna temprana incluyen:

Después de la Segunda Guerra Mundial, Vladimir K. Zworykin desarrolló el primer dispositivo comercial práctico de visión nocturna en Radio Corporation of America , destinado a uso civil. La idea de Zworykin surgió de un antiguo misil guiado por radio. [15] En ese momento, la luz infrarroja se llamaba comúnmente luz negra , término que luego se restringió a la luz ultravioleta . El invento de Zworykin no fue un éxito debido a su gran tamaño y elevado coste. [dieciséis]

Estados Unidos

Generación 1

Un rifle M16A1 equipado con la mira AN/PVS-2 Starlight.

Los dispositivos pasivos de primera generación desarrollados y patentados por el ejército de EE. UU. en la década de 1960, introducidos durante la Guerra de Vietnam , fueron una adaptación de la tecnología activa GEN 0 anterior y dependían de la luz ambiental en lugar de utilizar una fuente de luz infrarroja adicional. Utilizando un fotocátodo S-20 , sus intensificadores de imagen produjeron una amplificación de luz de alrededor de1.000 , [17] pero eran bastante voluminosos y requerían la luz de la luna para funcionar correctamente.

Ejemplos:

Generación 2 (GEN II)

Un AN/PVS-5 abierto y depositado, que muestra los componentes de un dispositivo de visión nocturna. Este dispositivo fue fabricado en 2da generación (5A a 5C) y 3ra generación (5D)

Dispositivos de segunda generación desarrollados en la década de 1970, que presentaban un tubo intensificador de imagen mejorado que utilizaba una placa de microcanales (MCP) [21] con un fotocátodo S-25 , [11] y daban como resultado una imagen mucho más brillante, especialmente alrededor de los bordes. de la lente. Esto condujo a una mayor claridad en entornos con poca luz ambiental, como las noches sin luna . La amplificación de la luz estaba alrededor20.000 . [17] También se mejoraron la resolución y confiabilidad de la imagen.

Ejemplos:

Los avances posteriores en la tecnología GEN II trajeron las características tácticas de los dispositivos "GEN II+" (equipados con mejores ópticas, tubos SUPERGEN, resolución mejorada y mejores relaciones señal-ruido ), aunque GEN II+ no está reconocido formalmente por el NVESD. [24]

Generación 3 (GEN III)

Una versión de desarrollo inicial de las gafas AN/PVS-7

Los sistemas de visión nocturna de tercera generación, desarrollados a finales de la década de 1980, mantuvieron el MCP de Gen II, pero utilizaron un fotocátodo fabricado con arseniuro de galio , que mejoró aún más la resolución de la imagen. Los fotocátodos de arseniuro de galio son fabricados principalmente por L3Harris Technologies y Elbit Systems of America y generan imágenes de luz de 500 a 900  nm . [25] Además, el MCP está recubierto con una película de barrera iónica para aumentar la vida útil del tubo. Sin embargo, la barrera iónica hace que pasen menos electrones , lo que disminuye la mejora que proporciona el fotocátodo de arseniuro de galio. Debido a la barrera iónica, el efecto "halo" alrededor de puntos brillantes o fuentes de luz también es mayor. La amplificación de la luz con estos dispositivos se mejora a aproximadamente30.000 –50.000 . [17] El consumo de energía es mayor que en los tubos GEN II.

Ejemplos:

Puerta automática

La activación automática (ATG) es una función que enciende y apaga rápidamente el voltaje de la fuente de alimentación al fotocátodo. Sin embargo, estos interruptores son lo suficientemente rápidos como para que no sean detectables por el ojo humano y se mantenga el voltaje máximo suministrado al dispositivo de visión nocturna. [29] Esto logra varios propósitos: primero, reduce el " ciclo de trabajo " (es decir, la cantidad de tiempo que el tubo tiene energía funcionando a través de él), lo que aumenta la vida útil del dispositivo. [30] En segundo lugar, la activación automática mejora la BSP (protección de fuente brillante), que es el sistema incorporado que reduce el voltaje suministrado al fotocátodo en respuesta a los niveles de luz ambiental. ABC (Control automático de brillo) es una función similar que modula la cantidad de voltaje suministrado a la placa de microcanal (en lugar del fotocátodo) en respuesta a la luz ambiental. Juntos, BSP y ABC (junto con la función de activación automática) sirven para evitar la ceguera temporal del usuario y evitar daños al tubo cuando el dispositivo de visión nocturna se expone a fuentes de luz brillantes repentinas, [29] como un fogonazo o iluminación artificial. encendido. [30] Estos sistemas de modulación también ayudan a mantener un nivel de iluminación constante en la vista del usuario, lo que mejora la capacidad de mantener "los ojos en el objetivo" a pesar de los destellos de luz temporales. Estas funciones son especialmente útiles para pilotos, soldados en entornos urbanos y fuerzas de operaciones especiales que pueden estar expuestos a niveles de luz dinámicos y que cambian rápidamente. [30] [31]

Generación 3+ (GEN III OMNI I–IX)

"Diagrama de un intensificador de imágenes".
Los dispositivos de generación II, III y IV utilizan una placa de microcanal para la amplificación. Los fotones de una fuente con poca luz entran en la lente del objetivo (a la izquierda) y golpean el fotocátodo (placa gris). El fotocátodo (que tiene polarización negativa) libera electrones, que se aceleran hasta la placa de microcanal de mayor voltaje (roja). Cada electrón hace que se liberen múltiples electrones de la placa de microcanal. Los electrones son atraídos hacia la pantalla de fósforo de mayor voltaje (verde). Los electrones que chocan contra la pantalla de fósforo hacen que el fósforo produzca fotones de luz visibles a través de las lentes del ocular.

OMNI, u OMNIBUS, se refiere a una serie de contratos a través de los cuales el ejército estadounidense compró dispositivos de visión nocturna GEN III. Esto comenzó con OMNI I, que adquirió los dispositivos AN/PVS-7A y AN/PVS-7B, luego continuó con OMNI II (1990), OMNI III (1992), OMNI IV (1996), OMNI V (1998), OMNI VI ( 2002), OMNI VII (2005), [32] OMNI VIII y OMNI IX. [33]

Sin embargo, OMNI no es una especificación en sí misma. El rendimiento de un dispositivo GEN III OMNI en particular generalmente depende del tubo que se utiliza. Por ejemplo, un tubo GEN III OMNI III MX-10160A/AVS-6 funcionará de manera similar a un tubo GEN III OMNI VII MX-10160A/AVS-6, aunque el primero se fabricó en ~1992 y el segundo en ~2005. [33] [34]

También se menciona a menudo una tecnología en particular, PINNACLE©. Es una tecnología patentada de placa de microcanales de película delgada creada por ITT (que luego se combinó con Exelis , adquirida por Harris y luego vendida a Elbit Systems of America ) que se incluyó en el contrato OMNI VII. La película delgada mejora el rendimiento. [34]

Dicho esto, los dispositivos GEN III OMNI V–IX desarrollados a partir de la década de 2000 pueden diferir de los dispositivos GEN III estándar y GEN III OMNI I-IV anteriores en una o ambas de dos maneras importantes:

  1. Un sistema de suministro de energía con control automático regula el voltaje del fotocátodo, lo que permite que el NVD se adapte instantáneamente a las condiciones cambiantes de luz. [35]
  2. Una barrera iónica eliminada o muy adelgazada (película delgada) que disminuye la cantidad de electrones que generalmente son rechazados por el MCP GEN III estándar, lo que resulta en menos ruido de imagen. [36] La desventaja de una barrera iónica delgada o eliminada es la disminución general en la vida útil del tubo desde un punto de vista teórico.Tiempo medio hasta el fallo ( MTTF ) de 20.000  h para el tipo estándar Gen III, paraMTTF de 15.000 h para tipos de película fina. Sin embargo, esto se ve en gran medida anulado por el bajo número de tubos intensificadores de imagen que alcanzan15.000 h de funcionamiento antes de requerir sustitución. [ cita necesaria ]

Si bien el mercado de consumo a veces clasifica este tipo de sistema como generación 4 , el ejército de los Estados Unidos describe estos sistemas como tubos autoguiados de generación 3 (GEN III OMNI V-IX). Además, como ahora se pueden agregar fuentes de alimentación de activación automática a cualquier generación anterior de dispositivos de visión nocturna, la capacidad de "activación automática" no clasifica automáticamente los dispositivos como pertenecientes a una clasificación OMNI particular. Cualquier postnominal que aparezca después de un tipo de generación (es decir, Gen II+, Gen III+) no cambia el tipo de generación del dispositivo, sino que indica mejoras con respecto a los requisitos de la especificación original. [37]

Ejemplos:

Figura de mérito

La figura de mérito (FoM) es un número que proporciona una medida cuantitativa de la eficacia y claridad de un dispositivo de visión nocturna. Se calcula utilizando el número de pares de líneas por milímetro que un usuario puede detectar mientras usa el dispositivo multiplicado por la relación señal-ruido del intensificador de imágenes . [39] [40] [33] [41]

A finales de la década de 1990, las innovaciones en la tecnología de fotocátodos aumentaron significativamente la relación señal-ruido, y los tubos recientemente desarrollados comenzaron a superar el rendimiento de los tubos estándar Gen 3.

En 2001, el gobierno federal de los Estados Unidos concluyó que la "generación" de un tubo no era un factor determinante del rendimiento global de un tubo, lo que hacía que el término "generación" fuera irrelevante para determinar el rendimiento de un tubo intensificador de imágenes y, por lo tanto, eliminó el término como como base de las regulaciones de exportación.

Aunque la tecnología de intensificación de imagen empleada por los distintos fabricantes varía, desde el punto de vista táctico, un sistema de visión nocturna es un dispositivo óptico que permite ver en condiciones de poca luz. El propio gobierno de EE.UU. ha reconocido el hecho de que la tecnología en sí misma hace poca diferencia, siempre que un operador pueda ver claramente por la noche. En consecuencia, Estados Unidos basa las regulaciones de exportación no en la generación, sino en la figura del mérito.

Las regulaciones ITAR especifican que los tubos fabricados en EE. UU. con un FOM superior a 1400 no se pueden exportar fuera de EE. UU.; sin embargo, la Administración de Seguridad de Tecnología de Defensa (DTSA) puede renunciar a esa política caso por caso.

Visión nocturna de fusión

Una comparación de I² solo visión nocturna (arriba) e I² más fusión térmica (abajo)

La visión nocturna Fusion es un avance más reciente en la tecnología de visión nocturna que combina I² ( intensificación de imagen ) con imágenes térmicas , que funcionan en el rango de longitud de onda media (MWIR 3-5  μm ) y/o larga (LWIR 8-14 μm). [42] Los modelos iniciales aparecieron en la década de 2000 y progresaron en la década de 2010. [32] Algunos dispositivos son dispositivos de fusión dedicados, mientras que otros son cámaras termográficas con clip que pueden agregar una superposición térmica a los dispositivos de visión nocturna I² estándar. [43] Las tecnologías de fusión combinan los puntos fuertes del I² tradicional, que es excelente para la navegación y el discernimiento de detalles finos, con los puntos fuertes de la imagen térmica, que sobresale en detectar las firmas de calor de los objetivos. Los sistemas Fusion han ofrecido varios modos de imagen diferentes, incluida la visión nocturna "fusionada" con superposición térmica, solo visión nocturna, solo térmica y varios modos de fusión especiales como contorno (que delinea objetos que tienen firmas térmicas) o "decamuflaje", que resalta todos los objetos que tienen temperaturas cercanas a las humanas. Los dispositivos Fusion tienen problemas con el peso y el uso de energía y, a menudo, son más pesados ​​y tienen tiempos de funcionamiento más cortos que los dispositivos contemporáneos solo I². [44]

Aparte de la fusión de I² y de imágenes térmicas en un solo dispositivo, algunos usuarios han intentado usar un dispositivo I² sobre un ojo y un dispositivo térmico sobre el otro ojo, confiando en el sistema visual humano para proporcionar una visión binocular combinada de los dos. Algunos, pero no todos, los sistemas de imágenes térmicas también se pueden ver a través de un dispositivo de visión nocturna (es decir, alinear la cámara termográfica frente al dispositivo de visión nocturna I²) para producir una forma de visión de fusión. [43] [45]

Ejemplos:

Fuera de banda (OOB)

Fuera de banda (OOB) se refiere a tecnologías de visión nocturna que operan fuera del rango NIR (infrarrojo cercano) de 500-900 nm que detectan los tubos tradicionales de arseniuro de galio Gen III. Es posible obtener imágenes fuera del espectro habitual con tubos intensificadores de imágenes OOB dedicados o con dispositivos con clip. Dos ejemplos incluyen los tubos intensificadores de imagen 4G HyMa (Hybrid Multi-Alkali) de Photonis (ancho de banda de 350-1100 nm, desde UV cercano a IR) y el AN/PAS-34 E-COSI (Imager SWIR con clip mejorado ) de Safran Optics 1. , que se engancha a dispositivos de visión nocturna estándar y proporciona una superposición (en el rango de 900-1700 nm), respectivamente. [46]

OOB ofrece varias ventajas. En primer lugar, las imágenes OOB aprovechan mejor la luz ambiental; Mientras que un dispositivo Gen III estándar solo puede intensificar la luz en el rango NIR de 500-900 nm, un dispositivo OOB también intensifica cualquier luz UV o luz SWIR en el ambiente. Como resultado, un dispositivo OOB podría ver más en una noche estrellada que un dispositivo GEN III estándar. En segundo lugar, las imágenes OOB pueden ayudar a los JTAC y otros FAC a marcar objetivos con un designador láser . Muchos designadores láser usan luz de 1064 nm, que apenas es visible para los dispositivos estándar Gen III, por lo que es posible que el personal de tierra necesite usar un dispositivo de "ver punto" separado para confirmar visualmente que el láser de apuntamiento del designador está en el objetivo. Sin embargo, los dispositivos de visión nocturna OOB pueden obtener imágenes fácilmente en el rango de 1064 nm. [25] [47]

En tercer lugar, la luz OOB no es visible para la mayoría de los dispositivos de visión nocturna disponibles comercialmente. A pesar de las restricciones del ITAR , las tecnologías de visión nocturna han proliferado entre países pares y cercanos y también han llegado a manos terroristas . Por ejemplo, se ha documentado el uso de equipos de visión nocturna por parte de la Unidad Roja Talibán . [48] ​​Como resultado, si las fuerzas amigas están usando equipos de visión nocturna como iluminadores IR, luces estroboscópicas IR , láseres IR , etc., entonces las fuerzas hostiles que usan equipos de visión nocturna también podrían detectarlos. Las luces estroboscópicas, iluminadores y láseres OOB, por otro lado, son fácilmente visibles cuando se usa la visión nocturna OOB, pero mucho más difíciles de detectar con los equipos de visión nocturna Gen III actuales, ya que aparecen débilmente, si es que aparecen (dependiendo de la longitud de onda y la intensidad). [49] [50]

Además, dependiendo de las longitudes de onda cubiertas por un dispositivo de imágenes OOB, los usuarios podrían observar los láseres utilizados en los telémetros láser, ya que a menudo operan en el rango de 1550 nm. [51]

Ejemplos (personal de tierra, lectores de imágenes montados en cascos):

Ejemplos (personal de tierra, láseres montados en armas):

Amplio campo de visión (WFoV)

Un aviador estadounidense prueba las gafas panorámicas de visión nocturna AN/AVS-10 en marzo de 2006.
GPNVG-18.

Los dispositivos de visión nocturna, ya sean monoculares o binoculares, suelen tener un campo de visión (FoV) limitado; el AN/PVS-14 comúnmente utilizado tiene un FoV de 40° [66] , que es bastante menor que el FoV horizontal monocular de 95° y el FoV horizontal binocular de 190° que poseen los humanos. [67] Debido al campo de visión limitado, los usuarios deben escanear visualmente para comprobar completamente su entorno, lo cual es un proceso que requiere mucho tiempo. Esta limitación es particularmente evidente cuando se utilizan dispositivos de visión nocturna para volar, conducir o CQB , donde se deben tomar decisiones en fracciones de segundo. Debido a estas limitaciones, muchos operadores de SF/SOF prefirieron usar luz blanca en lugar de visión nocturna al realizar CQB. [68] Como resultado, se ha invertido mucho tiempo y esfuerzo en la investigación para desarrollar una solución FoV más amplia para dispositivos de visión nocturna. A partir de 2021, existían tres métodos principales para aumentar la visión periférica en los dispositivos de visión nocturna (cada uno con sus propias ventajas y desventajas):

Las gafas de visión nocturna panorámica (PNVG) aumentan el campo de visión al aumentar el número de sensores: si los tubos generalmente se limitan a 40°, entonces se pueden agregar más tubos para aumentar la visión periférica. Esta solución funciona bien y no compromete el rendimiento del dispositivo ni la claridad visual, pero tiene un costo de tamaño, peso, requisitos de energía y complejidad. [69] Un conjunto bien conocido de NVG periféricos es el GPNVG-18 (Gafas de visión nocturna periférica terrestre), que se utilizó en el ataque en Abbottabad que mató a Osama bin Laden . [70] Estas gafas, y las de aviación AN/AVS-10 PNVG de las que se derivaron, ofrecen un campo de visión de 97°. [68]

La visión nocturna foveada (F-NVG) utiliza óptica WFoV especializada para aumentar el campo de visión a través de un tubo intensificador de visión nocturna. La fóvea se refiere a la parte de la retina responsable de la visión central. Estos dispositivos de visión nocturna hacen que los usuarios sigan mirando "directamente a través" de los tubos, de modo que la luz que pasa por el centro del tubo incide sobre la retina foveal, como es el caso de los NVG binoculares tradicionales. Si bien estos dispositivos aumentan el FoV, esto tiene como precio la calidad de la imagen y la distorsión de los bordes . [69] Se otorgó un contrato naval de EE. UU . por 47,6 millones de dólares a Kent Optronics para modernizar unidades AN/PVS-15 con ópticas WFoV que las expandieron a 80° FoV con menos del 4% de distorsión. [71] [72] [73]

Diagrama del WFoV BNVD, basado en AN/PVS-31A

La visión nocturna con tubo de imagen divergente (DIT) aumenta el FoV al colocar los tubos de visión nocturna de manera que ya no estén paralelos sino ligeramente inclinados hacia afuera. Esto aumenta el FoV periférico pero provoca distorsión y reducción de la calidad de la imagen. Desafortunadamente, la claridad óptica es mejor cuando se mira a través del centro de un tubo intensificador de imagen. Con DIT, los usuarios ya no miran "directamente" al centro de los tubos (que proporciona las imágenes más claras) y la luz que pasa por el centro de los tubos ya no incide en la fóvea (el área de visión más clara). El AN/PVS-25 fue un ejemplo de visión nocturna DIT de finales de la década de 2000. [69] El WFoV BNVD es una variante del AN/PVS-31A que incorpora los conceptos F-NVG y DIT-NVG: la óptica foveal WFoV aumenta el FoV de cada tubo de 40° a 55°, mientras que la ligera angulación de los tubos los colocan de modo que haya una superposición de 40° de visión binocular en el centro y un campo de visión biocular total de 70°. Con el rendimiento de los tubos AN/PVS-31A modificados utilizados, el WFoV BNVD tiene un FoM de 2706 que es mejor que el FoM tanto en el GPNVG-18 como en el AN/PVS-31A estándar. [74] [69]

Ejemplos:

Digital

Algunos dispositivos de visión nocturna, incluidos varios de los modelos ENVG ( AN/PSQ-20 ), son "digitales". Introducidos a finales de la década de 2000, permiten la transmisión electrónica de la visión nocturna del dispositivo, aunque esto a menudo tiene un precio de tamaño, peso y uso de energía. [32]

Los avances en la tecnología de cámaras digitales de alta sensibilidad han hecho posible producir NVG que utilizan un par de cámara y pantalla en lugar de un intensificador de imagen . En el extremo inferior del mercado, estos dispositivos pueden ofrecer una calidad equivalente a Gen-1 a un costo menor. [76] En el extremo superior, SiOnyx ha producido NVG digitales en color. El "Opsin" de 2022 tiene un factor de forma y un peso de casco similar al de un AN/PVS-14 , pero requiere un paquete de baterías separado con una duración de batería más corta y sigue siendo inferior en sensibilidad. [77] [78] Sin embargo, al ser un diseño basado en una cámara, puede tolerar luz brillante y procesar una gama más amplia de longitudes de onda. [79]

Otras tecnologías

El motor reforzado óptico cerámico (CORE) es una tecnología que Armasight mostró por primera vez en el SHOT Show 2012 en Las Vegas, NV. [80] CORE produce válvulas Gen 1 de mayor rendimiento. La principal diferencia entre los tubos CORE y los tubos estándar Gen 1 es la introducción de una placa de cerámica en lugar de una de vidrio. Esta placa se produce a partir de aleaciones metálicas y cerámicas especialmente formuladas. Se mejora la distorsión de los bordes, se aumenta la sensibilidad fotográfica y la resolución puede llegar hasta 60  lp /mm. CORE todavía es considerado [ ¿por quién? ] Gen 1, ya que no utiliza una placa de microcanal.

Científicos de la Universidad de Michigan han desarrollado una lente de contacto que puede actuar como dispositivo de visión nocturna. La lente tiene una fina tira de grafeno entre capas de vidrio que reacciona a los fotones para hacer que las imágenes oscuras parezcan más brillantes. Los prototipos actuales sólo absorben el 2,3% de la luz, por lo que el porcentaje de captación de luz tiene que aumentar antes de que la lente pueda ser viable. La tecnología del grafeno se puede ampliar a otros usos, como los parabrisas de los automóviles, para mejorar la conducción nocturna. Los Estados Unidos. El ejército está interesado en la tecnología que podría reemplazar las gafas de visión nocturna. [81]

La Dirección de Sensores y Dispositivos Electrónicos (SEDD) del Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU. desarrolló la tecnología de detector infrarrojo de pozo cuántico (QWID). Las capas epitaxiales de esta tecnología , que dan como resultado la formación de diodos, componen un sistema de arseniuro de galio o arseniuro de galio y aluminio (GaAs o AlGaAs). Es particularmente sensible a las ondas infrarrojas de longitud media-larga. El QWIP corrugado (CQWIP) amplía la capacidad de detección mediante el uso de una superestructura de resonancia para orientar una mayor parte del campo eléctrico en paralelo, de modo que pueda ser absorbido. Aunque se requiere enfriamiento criogénico entre 77 K y 85 K, la tecnología QWID es considerada [ ¿por quién? ] para una visualización de vigilancia constante debido a su supuesto bajo costo y uniformidad en los materiales. [82]

Los materiales de los compuestos II-VI , como el HgCdTe, se utilizan para cámaras de detección de luz infrarroja de alto rendimiento. En 2017, los laboratorios de investigación del ejército de EE. UU., en colaboración con la Universidad de Stony Brook, desarrollaron una alternativa dentro de la familia de compuestos III-V . InAsSb, un compuesto III-V, se usa comúnmente comercialmente para optoelectrónica en artículos como DVD y teléfonos celulares. Los semiconductores más grandes y de bajo costo con frecuencia hacen que el espaciado atómico disminuya, lo que provoca defectos de desajuste de tamaño. [ aclarar ] Para contrarrestar esta posibilidad al implementar InAsSb, los científicos agregaron una capa graduada con mayor espaciado atómico y una capa intermedia del sustrato GaAs para atrapar cualquier defecto potencial. Esta tecnología fue diseñada pensando en las operaciones militares nocturnas. [83]

Unión Soviética y Rusia

Visor de visión nocturna activa NSP-2 montado en un AKM L
Visor nocturno NSPU (1PN34) de 3,5 × montado en un AKS-74U
Visor de visión nocturna 1PN93-2 montado en un RPG-7D3

La Unión Soviética , y después de 1991 la Federación Rusa , han desarrollado una gama de dispositivos de visión nocturna. Los modelos utilizados después de 1960 por el ejército ruso/soviético se denominan 1PNxx (en ruso: 1ПН xx), donde 1PN es el índice GRAU de los dispositivos de visión nocturna. El PN significa pritsel nochnoy (ruso: прицел ночной ), que significa "vista nocturna", y xx es el número de modelo. Los diferentes modelos introducidos casi al mismo tiempo utilizan el mismo tipo de baterías y mecanismo de montaje en el arma. Los modelos de armas múltiples tienen escalas de elevación reemplazables, con una escala para el arco balístico de cada arma compatible. Las armas admitidas incluyen la familia AK , rifles de francotirador , ametralladoras ligeras y lanzagranadas de mano .

El ejército ruso también ha contratado el desarrollo y ha desplegado una serie de las llamadas miras nocturnas de contrafrancotirador  [ru] ( ruso : Антиснайпер , romanizado :  Antisnayper ). La mira nocturna de contrafrancotirador es un sistema activo que utiliza pulsos láser de un diodo láser para detectar reflejos de los elementos focales de los sistemas ópticos enemigos y estimar su alcance. El proveedor afirma que este sistema no tiene paralelo: [89]

Legalidad

Ver también

Referencias

  1. ^ P, Will (10 de agosto de 2021). "Los dispositivos de visión nocturna lanzan ventanas de sacrificio livianas". El blog de armas de fuego . Archivado desde el original el 10 de agosto de 2021.
  2. ^ Liszewski, Andrew (30 de abril de 2021). "Las nuevas gafas de visión nocturna del ejército parecen tecnología robada a extraterrestres". Gizmodo . Archivado desde el original el 30 de abril de 2021 . Consultado el 23 de mayo de 2021 .
  3. ^ Utley, Sean (11 de junio de 2020). "Selección de un iluminador y un láser IR". Noticias de armas de fuego . Archivado desde el original el 27 de julio de 2020 . Consultado el 22 de enero de 2021 .
  4. ^ Lynch, Kyle (15 de enero de 2019). "Por qué debería considerar agregar un clip al dispositivo de visión nocturna". Vida táctica . Archivado desde el original el 18 de septiembre de 2021 . Consultado el 23 de agosto de 2022 .
  5. ^ abc Tyson, Jeff (27 de abril de 2001). "Cómo funciona la visión nocturna". Como funcionan las cosas . Archivado desde el original el 9 de junio de 2022 . Consultado el 1 de marzo de 2011 .
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  7. ^ "NVESD acerca de nosotros". Fort Belvoir, VA: Dirección de sensores electrónicos y visión nocturna. Archivado desde el original el 1 de febrero de 2010.
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