Вид через прибор ночного видения

Прибор ночного видения. Виды и применение. Работа и как выбрать

Прибор ночного видения используется для выполнения различных задач, когда нет возможности использовать электроприборы, и не поступает солнечный свет.

Виды приборов ночного видения

По своему внешнему виду ПНВ делятся на следующие виды:

  • Монокуляры. Такой прибор внешне похож на подзорную трубу, поэтому смотреть в него можно только одним глазом. Это наиболее распространенный и доступный вариант, который имеет небольшие размеры и вес, простую и надежную конструкцию, а также невысокую стоимость.

Вид через прибор ночного видения

  • Бинокли. Этот прибор может быть гражданским или военным, его отличие от монокуляра в том, что обеспечивается бинокулярное зрение, а это позволяет точнее и реальнее оценивать увиденное. Стоимость бинокля будет выше, так как он состоит из двух монокуляров, соединенных в единую конструкцию. Такие приборы обеспечивают многократное увеличение, при этом картинка получается отчетливой.

Вид через прибор ночного видения

  • Очки. В этом случае обычно используется один электронно-оптический преобразователь, но благодаря оптике, реализуется псевдобинокулярное зрение, так как полученный зрительный сигнал разводится на каждый глаз отдельно. Внешне такой прибор выглядит в виде одного объектива и двух окуляров. Очки при помощи ремней крепятся на голове или шлеме, поэтому руки у человека остаются свободными, и он может использовать оружие, инструменты, вести автомобиль и выполнять другую работу. В таком оборудовании обычно нет функции приближения, поэтому расстояние до наблюдаемого объекта оценивается адекватно.

Вид через прибор ночного видения

  • Прицелы. Они имеют аналогичную конструкцию с монокуляром, но у них есть прицельная сетка и возможность быстрой и надежной фиксации на стрелковом оружии.

Вид через прибор ночного видения

Особенности устройства

Первые такие приборы начали производить около 80 лет назад. С того времени разработчики постоянно их совершенствуют и расширяют возможности, но общее устройство ПНВ практически не изменилось.

Вид через прибор ночного видения

Основной частью прибора является усилитель, который представляет собой электронно-оптический преобразователь. ЭОП преобразует невидимое для человеческого глаза изображение и делает его видимым. Кроме ЭОП, в таких приборах могут использоваться инфракрасные преобразователи, в их основе лежит тепловизор или прибор с зарядовой связью (ПЗС матрица).

Принцип работы

Прибор ночного видения работает по следующему принципу: свет попадает в объектив и фокусируется на передней стенке преобразователя, то есть по такому же принципу, как и в обычном фотоаппарате. При помощи преобразователя, полученное изображение усиливается, делается более ярким и четким, после чего передается на объектив. Уже в объективе человек видит изображение.

Преобразователь имеет вид трубки, ее концы герметично запаяны, а перед этим откачан воздух. На переднюю стенку наносится полупроводник, а задняя покрывается люминофором. На переднюю стенку подключают минус, а на заднюю плюс и подают напряжение. При попадании слаборазличимого изображения на фотокатод, из него выбиваются электроны и направляются на большой скорости к аноду. Попадая на люминофор, они вызывают его свечение. Для фотокатода не важно, получил он инфракрасный или ультрафиолетовый электрон, поэтому цвет теряется и получается черно-зеленое изображение.

Вид через прибор ночного видения

Область применения

Прибор ночного видения применяется в тех случаях, когда необходимо вести наблюдение за определенным объектом, а для человеческого глаза недостаточно яркости. Он может использоваться в ночное время на открытой местности, а также в подвалах или закрытых помещениях, где нет возможности использовать электрическое освещение.

Области применения такого оборудование следующие:

  • Армия и проведение военных действий.
  • Обеспечение безопасности: полиция, охрана и другие спецслужбы.
  • Строительство.
  • Охота и наблюдение за дикой природой.
  • Развлечения.
  • Навигация и разведка.
Как выбрать прибор ночного видения

Вид через прибор ночного видения

Для того чтобы правильно выбрать прибор ночного видения, необходимо учитывать следующие его характеристики:

  • Сигнал/шум (S/N). Это показатель характеризует качество картинки при плохой видимости. В разных моделях он может быть от 3,5 до 36. Приобретать рекомендуется приборы, у которых соотношение (S/N) будет не меньше 20.
  • Светочувствительность. Данный показатель измеряется в чА/lm и характеризует зависимость числовых параметров от реальной экспозиции.
  • Разрешение. В этом случае измерение проводится в lp/mm. От величины разрешения будет зависеть частота и контрастность передаваемой картинки. Для получения качественного изображения, разрешение должно быть в пределах 30-70 lp/mm.
  • Увеличение. Данная характеристика указывается первой цифрой в названии прибора, если написано 5х, то с расстояния 50 м вы будете видеть объект так, как с 10 м. У ПВН обычно используются практически все одинаковые окуляры и увеличение зависит только от объектива.
  • Размер объектива. Объектив должен создавать максимальное количество тусклого света, который поступает от наблюдаемого объекта. Чем больше будет диаметр объектива, тем ярче картинку будет выдавать ПНВ. В современных моделях светосила, показатель соотношения фокуса к диаметру объектива, в пределах 1,5-2. Чем меньше это число, тем более светосильным будет объектив.
  • Поле зрения. Этот показатель характеризует размер охватываемой зоны обзора, чем он будет выше, тем большую область будет захватывать прибор. Помните, что с увеличением кратности прибора, поле зрения уменьшается.
  • Фокусировка. Данный показатель указывает расстояние, на котором при наблюдении за объектом, будет получаться четкое его изображение. Для людей, имеющих плохое зрение, надо приобретать модели с возможностью диоптрийной коррекции окуляра.
  • Размеры и вес. При длительном использовании такого оборудования, его размеры и вес имеют большое значение. Особенно это важно, в случае использование прицела ночного видения, который должен иметь небольшие размеры и вес, а также высокое качество изготовления и надежное крепление.
Преимущества и недостатки

На сегодняшний день существует несколько поколений ПНВ: первое, второе и третье. Прибор ночного видения первого и второго поколения имеет практически одинаковое устройство, а их отличие в лучшем усилении видимого света и в том, что у последних моделей отсутствует засветка. В приборах третьего поколения используется другой принцип работы, который основан на фотокатодах. Такое решение позволило уменьшить вес и размеры прибора, улучшить качество и четкость изображения.

Основные преимущества монокуляров ночного видения:

  • Даже недорогие модели позволяют получать качественное изображение наблюдаемого в ночное время объекта.
  • Наличие встроенной инфракрасной подсветки, позволяет получать более четкую и качественную картинку.
  • Доступная стоимость.
  • Небольшой вес и размер.
  • Мобильность.

Если говорить о цифровых ПНВ, то они имеют следующие преимущества:

  • Могут работать при температурах воздуха от -20 до +50°С.
  • Есть возможность подключения выносного аккумулятора, благодаря чему, прибор без перерыва может работать до 20 часов.
  • Есть память, что позволяет сохранять информацию о ранее сделанных правках.
  • Наличие ИК-излучателя, позволяет проводить скрытое и безопасное наблюдение.
  • Большой выбор различных настроек.
  • Есть видеовыход, поэтому получаемую информацию можно сразу записывать на внешний носитель.

Главным недостатком всех приборов ночного видения является ограниченность угла обзора, а при использовании монокуляров, наблюдение приходится вести одним глазом, что также не очень удобно.

Причины, по которым в ПНВ получается картинка черно-зеленого цвета:

  • Для того чтобы люминофор начал светиться зеленым цветом, необходимо минимальное количество энергии.
  • Экраны специально покрывают составом, который светится зеленым цветом, так как человеческий глаз способен различать максимальное количество оттенков именно указанного цвета.
  • От зеленого цвета глаза устают намного меньше, чем от других и им проще перестроиться на темноту, после прекращения пользования прибором.

Прибор ночного видения является сложным и дорогим оборудованием, которое позволяет вести наблюдение за объектами в ночное время, когда для человеческого глаза недостаточно освещенности. Для того чтобы правильно выбрать прибор ночного видения, надо сначала определиться, для каких целей он вам нужен, ознакомиться с рекомендациями специалистов и узнать, на какие характеристики надо обращать внимание. Если у вас нет достаточно знаний, то вы всегда сможете получить профессиональную консультацию у специалистов, которым надо будет озвучить свои требования к указанному оборудованию, а они подскажут, какой прибор ночного видения лучше приобрести.

20 вопросов о приборах ночного видения, которые стоят того, чтобы их задать

Вид через прибор ночного видения

Приборы, с помощью которых можно усиливать видимость в темное время суток, делать объекты четкими и пригодными для изучения и наблюдения, – требуют знаний несколько больших, чем просто «включи и смотри». Первоначально приборы ночного видения (ПНВ) разрабатывались для оборонных целей. Это вполне объяснимо, ведь во время проведения военных операций умение действовать ночью не хуже, чем днем может спасти много жизней, и такие приборы давно взяты на вооружение армиями большинства стран мира.

ПНВ в том виде, какими мы их знаем сейчас, стали использоваться американскими солдатами во время операций на Ближнем Востоке, хотя самые первые подобные разработки относятся ко временам Второй мировой Войны. Сейчас с помощью ПНВ по ночам летают спасательные вертолеты и военные истребители, а современные беспилотники оснащаются тепловизорами. Благодаря удешевлению и развитию технологий охотники, натуралисты и стражи порядка имеют возможность пользоваться ПНВ там, где им это необходимо.

Вид через прибор ночного видения

Приборы для ночных наблюдений становятся доступнее, но многие по-прежнему не знают, каким образом они работают, что необходимо учесть при выборе, как именно пользоваться ПНВ. Эксперты в области приборов ночного видения, кто занимается производством такой аппаратуры, помогли сформулировать несколько основных вопросов, которые чаще всего интересуют пользователей и ответили на них. Эта информация будет полезна при покупке ПНВ и поможет узнать немного больше, приоткрыть завесу тайны.

1. Как правильно называть ПНВ

Терминология ‒ одна из самых запутанных тем в изучении ПНВ. Существуют два основных их типа: ЭОП (преобразователи электронно-оптического типа) и тепловые приборы (их еще называют тепловизорами). Считать, что к ПНВ относится только первая категория не совсем верно.

2. В чем разница

Классические ЭОП-системы собирают тот слабый свет, которого недостаточно для человеческого глаза и многократно его усиливают. Это может быть лунное, звездное освещение, едва различимые огни и так далее. Тепловые разновидности могут работать при отсутствии света как такового, измеряя разницу в температурах объектов и воспроизводя изображение в цветах теплового спектра.

3. Что помогает ЭОП улучшать изображение

Увеличение получаемых фотонов света. Они попадают на внутренние фотокатодные пластины, увеличиваются, усиливаются с помощью электродной системы и через вакуумную трубку подаются на люминесцентный экран. Он воспроизводит усиленное изображение с различным разрешением (исчисляется в видимых штрихах на миллиметр).

Вид через прибор ночного видения

4. Как устроены тепловые разновидности

Портативные инфракрасные системы ночного видения используют тепловые датчики, считывающие разницу между границами объектов и их окружением, на основании чего создается образ объекта, который отправляется на дисплей.

5. Прибором какого поколения стоит пользоваться

Поколения 0 и 1 ‒ уже история, хоть приборы 1 поколения и стали довольно доступными. Начинать «серьезный разговор» стоит с оптики Gen 2 или 2+, с многократно усиленной чувствительностью и хорошим разрешением (отличные приборы этого класса, кстати, производятся в России и Беларуси). Поколение 3, 3+ и 3 Pinnacle из-за чувствительности к боковой засветке чаще используется спасателями и военными. Это приборы, вобравшие в себя все достижения современной технической мысли.

Вид через прибор ночного видения

6. Что такое Auto Gating

Это технология, нейтрализующая яркий свет от точечных объектов, предназначенная не допустить «слепоты» наблюдателя и сделать изображение более равномерным.

7. Чем подобные приборы могут помочь в обычной жизни

Они широко используются правоохранительными органами в розыскных или спасательных операциях, нужны для наблюдения и патрулирования ночью. С помощью тепловых систем можно найти доказательства (брошенные предметы некоторое время хранят тепло рук), но они дают лишь очертания объектов ‒ четко идентифицировать людей с помощью тепловизора практически невозможно.

8. Каков ценовой диапазон ЭОП

Все зависит от качества и уровня оптики. Самые распространенные монокуляры 2+, например, в США стоят около 2000 долларов, а 3+ ‒ начиная от 4000. Дополнительные опции и аксессуары также могут существенно увеличить цену.

9. Сколько стоит тепловизор?

В Штатах пару лет назад современный и мощный тепловизор мог стоить 10000 долларов, но с ростом производства карманных тепловизионных камер их цена снизилась до уровня 4000 долларов.

10. Как оценивать качество изображения

Это легче сделать для тепловизора ‒ там оно измеряется в стандартных единицах разрешения экрана (640х480, 240х180 и так далее). Чем лучше разрешение, тем дороже прибор. В оценке качества ЭОП очень важно понимать, что сопутствующая оптика должна быть не хуже, чем сам прибор ‒ иначе можно выкинуть деньги на 3+, установив его на откровенно низкосортную оптику. В целом, золотой стандарт ЭОП ‒ это разрешение с 64 до 72 штр/мм, но многие эксперты считают, что вполне достаточно и 45.

Вид через прибор ночного видения

11. Можно ли проверить прибор перед покупкой

Если продавец серьезно относится к работе, он даст возможность испытать прибор, но это обычно обсуждается в частном порядке. Большинство устройств проходят всестороннюю проверку, и их результаты есть в открытом доступе, так что о приборе можно получить нужную информацию и без предварительного тестирования.

12. Какие службы используют ПНВ, кто может себе это позволить

Кроме частных агентств, выделяющих бюджет на закупку оборудования, есть госструктуры, получающие гранты или конфискующие приборы из незаконного оборота. Также возможна поддержка специальных частных фондов (в основном, в США).

13. Есть ли недорогие приборы ночного видения

Их много, и они заслуживают изучения. Если вы не находитесь на поле боя и многократная интенсификация картинки вам не нужна, то можно приобрести цифровые ПЗС-камеры (CCD, с зарядовой связью) или систему CMOS (комплиментарные транзисторные металло-оксидные полупроводники). Они существенно повысят качество ориентирования в темноте. В городских условиях контрастной освещенности (яркие фонари, витрины и глубокие тени рядом с ними) они могут даже стать полезнее классических ПНВ.

14. Как ухаживать за приборами

В ПНВ не так много элементов, которые можно легко повредить. Прибор нежелательно ронять, хранить долго, не вынув батареи. Всегда следует использовать защиту для линз, а лучше ‒ поставить хороший стеклянный фильтр.

Вид через прибор ночного видения

15. Нужно ли специально учиться пользоваться ПНВ

Специальные навыки для использования ПНВ желательны. Иначе вы рискуете потратить деньги, но по-прежнему плохо видеть в темноте. Внимательно читайте справочные материалы, поговорите с продавцом, попробуйте найти тренера.

16. Какой срок службы у приборов ночного видения

При надлежащем уходе тепловые камеры прослужат вам многие десятилетия ‒ они твердотельные. Срок использования ЭОП ограничен из-за изнашиваемости линз: хорошая модель 2+ прослужит около 5000 часов, а 3 или 3+ ‒ до 15000. Чтобы увеличить срок службы, приборы следует всегда отключать, когда они не используются.

17. Почему у ЭОП-систем зеленое изображение

В принципе, изображение, хоть и монохромно, но может быть окрашено в различные оттенки. Иногда используется черно-белая классика, которая чуть меньше утомляет глаза, но сочетание зеленого и черного цветов дает самую четкую и легковоспринимаемую глазом «картинку».

Вид через прибор ночного видения

18. Как можно повысить собственные способности видеть в темноте

Можно поступить как средневековые пираты, которые на одном глазу носили повязку. С ее помощью закрытый глаз адаптировался к темноте. Современные военные пользуются монокулярами, чтобы сохранить природные способности глаз.

19. А есть ли приборы с комбинированной технологией

Некоторые компании делают гибриды, например, Gen3+ и тепловизор (ITT Exelis с их разработкой Dual Sensor Night Vision Goggle). Они позволяют комбинировать тепловую и визуальную информацию на одном дисплее. Есть, правда несколько но: приборы стоят больше 10000 долларов и почти все уходят к военным.

Вид через прибор ночного видения

20. Каково будущее ПНВ

В ближайшие годы мы, скорее всего, услышим много нового о коротковолновых приборах SWIR. Инфракрасные системы понемногу достигают такого уровня четкости и разрешения, что в будущем тепловые изображения приблизятся по информативности к ЭОП.

Источник