Обзор лучших приборов ночного видения в 2022 году

Принцип действия приборов ночного видения

Конструкция и принцип действия ПНВ на основе ЭОП и представляет собой телескопическую оптическую систему с встроенным в нее ЭОП.

Объектив создает на фотокатоде ЭОП изображение слабоосвещенного (ночным небом, звездами, луной) объекта. Фотокатод — тонкий полупроводниковый слой, нанесенный на внутреннюю поверхность входного окна вакуумного корпуса ЭОП.

Фотокатод эмиттирует в вакуум электроны, причем число эмиттированных из каждой точки электронов пропорционально яркости в этой точке изображения, спроецированного объективом.

Несущий таким образом «электронное изображение» поток электронов ускоряется и фокусируется электронно-оптической системой на катодолюминесцентный экран. Ускорение фотоэлектронов происходит под действием напряжения порядка 10 000 вольт, вырабатываемого источником питания. Именно за счет преобразования фотонов в электроны и ускорения последних в ЭОП происходит усиление яркости, т.к. усилить энергию нейтральных фотонов принципиально невозможно.

Ускоренные и сфокусированные фотоэлектроны, попадая на люминесцентный экран, вызывают его свечение в видимой глазом области спектра (практически во всех ЭОП — в зеленой).

Так как яркость свечения экрана в каждой точке будет пропорциональна числу попавших в нее фотоэлектронов, на экране создается видимое усиленное и преобразованное изображение наблюдаемого объекта. Это изображение наблюдается с помощью окуляра (или лупы).

Поскольку усиление яркости в современных ЭОП достигает нескольких десятков тысяч раз, то, даже несмотря на определенные потери яркости во входном объективе, современные ПНВ позволяют отчетливо наблюдать изображения в условиях ночной освещенности, включая безлунную ночь.

Одновременно с усилением, ПНВ осуществляет и преобразование изображения. Преобразование происходит из-за разницы в спектральных характеристиках чувствительности фотокатода ЭОП и человеческого глаза. Современные фотокатоды имеют продленную (по сравнению с глазом)вИК-областьчувствительность (до 0.9мкм).

В этой области наблюдается существенное различие в коэффициентах отражений света от естественных и искусственных объектов. Поэтому неразличимый глазом в темное время суток на фоне травы или листвы человек в защитной форме будет отчетливо виден в ПНВ в виде темного объекта на светлом фоне.

Тепловизоры, что могут и где используются

Технически тепловизор, это датчик, который обнаруживает тепло (также называется тепловая энергия или инфракрасное излучения). Чем выше температура объекта, тем выше от него излучение и это лучше фиксируется тепловизором.

Прибор может с точностью до 0,01 °C видеть разницу в температуре у исследуемого объекта и отображать данные в виде термограмм или готового изображения на своем экране. Для обозначения разницы температур используются разные цвета или тона.

Простые приборы используют черно-белое изображение, где чем светлее цвет, тем горячее объект и наоборот, в более дорогих приборах может использоваться разноцветное отображение этих данных.

Тепло выделяют практически все живые теплокровные существа и механизмы. На фоне других объектов, человек, животные или автомобили имеют температуры выше, и они более отчетливо отображаются на экране прибора. Но, например такие хладнокровные животные как змеи, обнаружить тепловизором будет практически невозможно.

Пример работы тепловизора:

Так как тепловизор фиксирует тепловое излучение, для отображения данных ему не нужно освещение, это свойство дало применение этому классу приборов в следующих отраслях:

При тушении пожаров – тепловизор может видеть сквозь дым, мусор или препятствия, это позволяет пожарным находить пострадавших или спрятавшихся во время пожара людей. Он может подсказать пожарным, что в помещении пожар имеет более сильную интенсивность и позволит обезопасить их от внезапного прорыва огня при открытии дверей.

Использование на охоте – на охоте использование тепловизоров наиболее популярно при поиске дичи, в частности кабана. Кабана сложно обнаружить, он очень осторожен и редко выходит на открытые пространства. Наиболее популярный прибор, который используют в охоте это тепловизионный монокуляр. Существуют также и тепловизионные прицелы, которые устанавливаются на винтовку.

Использование военными и полицией – сотрудники силовых ведомств используют приборы для наблюдения, не будучи обнаруженными. Они применяют как отдельные приборы, так и прицелы.

Охрана объектов и территорий – тепловизионные камеры на сегодня, наверное, самый эффективный инструмент для наблюдения за охраняемой территорией, они одинаково хорошо работают и днем и ночью, могут видеть в плохих погодных условиях.

Аудит теплопотери жилых строений – тепловизоры используют многие компании, что бы увидеть, где в зданиях происходит утечка тепла, это позволяет экономить значительные суммы денег.

Безопасность автомобилей – сегодня появились тепловизоры, которые устанавливаются за решеткой радиатора автомобиля и могут контролировать наличие живых существ на трассе, в частности оленей или лосей. Это позволяет увеличить безопасность водителя от наезда на дикое животное.

Пример работы тепловизоров, компании Flir (Видео):

Использование ИК-фонарей в видеонаблюдении

Надо понимать, что электронно-оптический преобразователь (ЭОП) фотокамеры устроен куда проще нашего зрения. Он реагирует только на силу отражённого света от объекта. Если нет света, то нет и изображения. Для получения изображения необходим определённый уровень освещённости наблюдаемого объекта. Современные ЭОП начинают видеть при освещённости от 0,0005 люкса. На рис. 2 изображены снимки с инфракрасной подсветкой и без неё (для сравнения).

В дневное время источником света является солнце, свет которого содержит весь известный спектр частот. В тёмное время для видеонаблюдения требуется освещение видимым или невидимым светом. С видимой подсветкой всё понятно, для скрытной применяются инфракрасные фонари. ИК-подсветка используется в основном совместно с приборами ночного видения. К ним относятся:

  • монокуляр,
  • очки ночного видения (НВ),
  • бинокль НВ,
  • прицелы НВ,
  • двухканальный монокуляр,
  • комбинированные и специальные приборы.

На рис. 3 изображён монокуляр ночного видения в разрезе с указанием составляющих деталей.

Принципы работы ПНВ

Упомянуто: оба аппарата принимают излучение, в случае с ПНВ главенствующую роль играет подсветка. Вот как работает устройство. Типовой ПНВ содержит следующие части:

  1. Оптическая система.
  2. Усилители.
  3. Подсистема построения изображения.
  4. Тракт подсветки.

Лучи входят через профессиональный окуляр, в фокусе линзы зафиксирована фотоэлектродная пластина. С нее начинается усилительный тракт, агрегат помещен в чистый вакуум, чтобы молекулы воздуха не мешали движению внутри электронов. Разумеется, поток продолжает отклоняться гравитационным полем Земли, на протяжении длины корпуса ПНВ эффект малозаметен.

Итак, свет выбивает из круглой фотоэлектродной пластины электроны, увлекаемые положительным потенциалом микроканального усилителя. Об устройстве стоит поговорить отдельно. Круглая пластинка, образованная множественными мелкими сотами, неразличимыми невооруженным глазом. Настигая ячею, элементарная частица выбивает несметное число электронов, процесс нарастает лавинообразно. На оборотной стороне пластины в районе соты выходит рой зарядов, движущихся дальше на люминофорный экран. Как у телевизора, только одного цвета – зеленого. Оттенок выбран из условия максимальной чувствительности человеческого глаза, минимального напряжения психики.

Выходная оптическая система формирует картину для глаза. В бинокулярах поток раздваивается на оба зрачка. Во многом удобнее в силу особенностей работы человеческого мозга. У военных часто находят применение монокуляры. Единичные конструкции сочетаются с тепловизионными, ночными прицелами, что удобнее при рекогносцировке. Купить прибор ночного видения с кратностью свыше 1, будет стоить денег. На увеличение устройства не работают, позиционируются как тактическое преимущество в режиме реального времени.

Подобный принцип используется электронно-лучевыми трубками старых телевизоров. Бытовые приборы используют три цвета люминофора.

Другие сферы применения

Кроме фонариков и прожекторов, инфракрасный свет используют для видеокамер при недостаточной освещённости помещений; кассы, офиса, банка, склада, кладовой

Как дежурное освещение при видеонаблюдении, где не нужно привлекать внимание к объекту. Когда свет не должен мешать людям в кинотеатрах, театрах, ночных клубах, на автостоянках и дорогах (не ослепляет водителей)

Инфракрасный свет широко применяется в таких областях:

  • медицина (улучшает обмен веществ, выводит избыточные жиры, добавляет двигательную энергию и др.);
  • животноводство;
  • тепловизоры;
  • военная техника (система наведения, локация);
  • электронная промышленность (дистанционное управление, оптическая связь);
  • обогрев помещений;
  • пищевая промышленность (сушка овощей, фруктов);
  • астрономия;
  • метеорология (измерение температуры объектов);
  • научные исследования.

Приборы с УФи ИК-фотокатодами

Выше рассматривались ПНВ с ЭОП, чувствительными в диапазоне 0,4-0,9 мкм, и предназначенные для наблюдения удаленных объектов, что и соответствует основной задаче этих приборов: видеть ночью так же далеко и хорошо, как и днем.

В то же время существует множество других применений ЭОП, основанных на их уникальной способности преобразовывать в видимое принципиально невидимое глазом изображение.

Например, ЭОП с фотокатодом. чувствительным в «солнечно-слепой» УФ-области (от 0,1 до 0,3 мкм),позволяет при дневном свете вести важные с точки зрения экологии наблюдения озоновых дыр, свечений объектов и участков с повышенной радиоактивностью, а также токсичных выхлопов двигателей.

В криминалистике УФ-ЭОП используются для определения подделок, когда подлинные документы снабжены специальными метками, отражающими УФ излучение.

Давно известен способ чтения документов, залитых чернилами или тушью, с помощью ЭОП с кислородно-серебряно-цезиевыми фотокатодами, чувствительными до 1,2 — 1,3 мкм. Многие жидкости и материалы, непрозрачные в видимой области, прозрачны в этом ИК-диапазоне и залитая или подделанная надпись прекрасно видна с помощью такого ЭОП .

Рентгеновские ЭОП (РЭОП), имеющие вместо фотокатода сложный «сэндвич»: «рентгенолюминофор-прослойка-фотокатод» способны визуализировать рентгеновское излучение.

Главной областью применения РЭОП с большим рабочим диаметром (до 320 — 400мм) является медицинская рентгенодиагностика. Малогабаритные РЭОП с полем диаметром до 50-100 мм в комплекте с миниатюрными радиоизотопными источниками излучения могут использоваться для оперативной полевой рентгенодиагностики, просвечивания багажа, контроля дефектов электрои микросборок и других задач оперативной интроскопии с переносной аппаратурой.

Таким образом, современная фотоэлектроника существенно расширяет возможности человеческого зрения в части видения в условиях низкой освещенности и в принципиально недоступных для глаза диапазонах. Сложность этой техники, большое количество типов ПНВ, имеющихся в продаже, разница в их классах и ценах, а также неизбежные рекламные «передержки» в описаниях приборов делают весьма желательной квалифицированную и объективную консультацию при выборе и покупке таких приборов.

ГНИ «НПО» Орион«. имеющий большой опыт разработки и выпуска ПНВ и ЭОП для них и являющийся головной организацией в России по ночному видению, предлагает на согласованных условиях проведение как консультаций и разработок в этой области, так и продажу готовых ПНВ практически всех описанных в этой статье типов.

Монокуляр цифровой ночного видения Levenhuk (Левенгук) Halo 13x

Рекомендую тем, кто хочет использовать прибор не только по прямому назначению, но и как обычный монокуляр (благодаря наличию цифрового преобразователя). При наличии света отображается цветное изображение, при его отсутствии — черно-белое.

В прибор встроен рекордер, позволяющий фотографировать и записывать видеоролики наблюдений в разрешении 1280х960 пикс. Частота записи роликов — 30 к/с. Минимальное расстояние фокусировки — 3 м. Дальность обнаружения в полной темноте — до 300 м. В комплект, помимо самого прибора, входят microSD 32 ГБ, инструкция, кабель miniUSB 2.0, ремешок.

  • компактность;
  • частота записи роликов обеспечивает безрывковость и плавность;
  • эргономичный корпус;
  • работает от пальчиковых батареек (одного комплекта хватает до 10 ч работы в зависимости от настройки яркости);
  • ИК-подсветка с регулировкой яркости;
  • брызгозащищенный корпус (IP54) с возможным расположением на штативе.
  • отсутствует окуляр;
  • на дисплее не все можно разглядеть и неудобно удерживать цель;
  • слабые оптика и зум;
  • демаскировка за счет освещения монитором лица наблюдателя.

Что такое ПНВ и его предназначение

Устройства нового поколения значительно меньше не только по весу, но и по размерам. Снаряжение остается специфическим и узкоспециализированным. Его увидишь далеко не в каждом доме, если только это не место обитания охотника, спасателя и сотрудника МЧС, работника частной охранной организации или натуралиста.

Для них электроника является неотъемлемым девайсом ежедневной работы. Спасатели применяют прибор с тепловизором для поиска людей из-под завалов, солдаты контролируют местность в условиях плохой видимости. Прибор ночного видения или ПНВ подходит для автомобиля, если приходится ездить в темное время суток, но хочется избежать опасных столкновений.

Классификация приборов

Прежде чем отправиться в магазин или заказать устройство с Aliexpress, стоит разобраться в том, какие бывают приборы. Самые популярные модели:

  1. Монокуляр. Напоминает усовершенствованную подзорную трубу. Компактный, потому удобен при транспортировке. Обычно, качество соответствует цене.
  2. Бинокль. Оснащен стереозрением, которое увеличивает угол обзора, многократным зумом, используется в условиях малой освещенности. Бывает 2-х видов: военный и гражданский.
  3. Очки. Устройство крепится на голову, оснащено одним преобразователем и одним объективом, но одна и также картинка выводится перед глазами за счет распараллеливания сигнала.
  4. Прицел. Конструкцией напоминает монокуляр, но обладает функцией предельной сетки, системой оценки дальности и хвостиком для крепления на оружие.

Конкретный тип прибора выбирается исходя из нужд покупателя, но важно провести сравнение моделей, а потом решить — какой лучше купить. Характеристики и описание – вот что становится путеводными звездами в ассортименте ПНВ

Критерии выбора устройства

При сравнении изделий следует обратить внимание на следующие параметры:

  1. Сигнал/шум. От них зависит, насколько качественным будет изображение при плохой видимости. Лучше покупать модели с соотношением меньше 20.
  2. Разрешение. Параметр также влияет на качество картинки. Самое лучше разрешение 30-70 lp/mm. Новые модели выдают хорошую детализированную картинку.
  3. Увеличение. Параметр указывается в наименовании прибора. Например, если указано 4x, это означает, что увидеть объект с расстояния 40 метров можно как с 10 м. В ПНВ это величина зависит в основном от объектива. Чем параметр больше, тем дороже будет техника, а угол обзора – меньше.
  4. Поле зрения. Чем оно выше, тем больше пространства удастся промониторить. Это особенно полезно для охотников, так как широкий угол обзора позволит точнее продумать свои действия и быстро сориентироваться.
  5. Размер объектива. Чем он больше, тем ярче выдаваемая картинка. Важная характеристика – светосила. Чем меньше фокусное расстояние объектива к его диаметру, тем менее темной картинка получится.
  6. Фокусировка. Обозначает расстояние, с которого наблюдатель четко видит объект. Для людей с плохим зрением стоит приобрести прибор с диоптрийной коррекцией окуляра. Автоматическая фокусировка – идеальный вариант.
  7. Габариты. Популярность моделей во многом зависит от этого параметра. Кто захочет таскать много килограммовую вещь? Небольшой размер и вес имеют значение при выборе прицела.

Задумываясь о том, как выбрать ПНВ, стоит подумать о дополнительных функциях. Например, наличие ИК-подсветки, которая увеличивает мощность прибора или возможность записывать видеоматериал и передавать его. Качество изготовления также не стоит сбрасывать со счетов. Корпус должен быть сделан из ударопрочного водонепроницаемого материала. Может потребоваться прибор с функцией тепловизора или Wi-Fi.

Как выбрать – советы и рекомендации

Какой фирмы лучше ПНВ каждый пользователь решает самостоятельно, но к лучшим производителям относятся:

  • Yukon;
  • Pulsar;
  • BERGINS OPTICS;
  • Bresser.

Сколько стоит устройство – актуальный вопрос, ведь за него придётся выложить денежки, заработанные кровью и потом. Недорогие модели (до 15 000 рублей) есть на рынке. К ним относится Panda 40ч60, Helios 10×40, а также некоторые модели фирмы Yukon.

Немаловажным будет обратить внимание при выборе на то, что идёт в комплекте. Если набор придётся пополнять дополнительными предметами, то стоит поискать прибор получше

Стоит подумать, что лучше – монокуляр или бинокль. Первый обходится дешевле, но его можно прикрепить к шлему, установить на штатив. Минус – долго в руках удержать не получится. Бинокль стоит дороже, но он привычнее для глаз и обладает более широким углом обзора, зато область применения ограничена.

Монокуляры

Ночные монокуляры (визиры) имеют один входной объектив, один ЭОП и один окуляр(лупу). Наблюдение через такой ПНВ ведется одним глазом, а прибор удерживается одной рукой.

Наиболее распространенными в отечественной продаже являются монокуляры на базе ЭОП нулевого поколения, что определяет их приемлемую для среднего покупателя цену на уровне, соответствующем 150-200 долларов США. Такие ПНВ имеют входные объективы со светосилой порядка 1:1,51:2 и фокусным расстоянием 80-100 мм при угле поля зрения от 10 до 20 градусов.

Источник питания запитывается, как правило.двумябатарейками по 1.5 вольта. Масса составляет около одного килограмма.

Основной параметр как наблюдательных, так и всех ПНВ -дальность видения. Его грамотное определение должно включать следующие факторы: освещенность наблюдаемой сцены, размер наблюдаемой цели и ее контраст по отношению к фону, детальность видения: обнаружение, распознавание, идентификация. Такая многофакторность определения дальности видения часто приводит к несоответствию между рекламными и реальными значениями этого параметра.

В некоторых случаях покупателю предлагают проверить работу ПНВ при одетой на объектив защитной крышке с «булавочным» отверстием, имитирующем ночную освещенность. Такая проверка дает представление о качестве изображения (четкости и чистоте поля зрения), но не может использоваться для оценки дальности видения, т.к. резко изменяет параметры входного объектива.

Из опыта работы и элементарных расчетов следует, что наблюдательные ПНВ на базе ЭОП нулевого поколения и входной оптикой с вышеприведенными параметрами обеспечивают при освещенности 0,01 люкса (освещенность, создаваемая ночью четвертью луны) обнаружение ростовой фигуры человека на фоне зелени со 150200 м и распознавание ее деталей примерно с 70-100 м.

Некоторые ПНВ такого типа комплектуются малогабаритными инфракрасными осветителями (максимум излучения около 0,8 мкм), с мощностью порядка нескольких десятков милливат/стерадиан.

Эффективная дальность действия таких осветителей порядка 50 м, П ИВ с таким осветителем дает возможность работы в полной темноте (пещеры, подвалы), но демаскирует наблюдателя для аналогичных или более совершенных ПНВ.

Большими возможностями обладают ПНВ, использующие ЭОП второго поколения. При светосильных (1:1, 5 — 1:2) объективах с увеличением 3-5 крат эти ПНВ дают возможность наблюдения даже в безлунную ночь, что соответствует освещенности на местности (1…5)х10-3люкс. При этом фигура человека обнаруживается с расстояния 400-600 м, а ее детали — с 250-300 м.

ПНВ с ЭОП второго поколения обладают хорошей помехозащищенностью: яркие засветки, попадая в поле зрения таких ПНВ, на выходном изображении носят локальный характер: не создают ореолов и не мешают наблюдению по всему полю зрения. Масса таких ПНВ, в основном из-за больших размеров и массы ЭОП второго поколения, составляет не менее 1,5-2 кг. Цена — от одной до нескольких тысяч долларов в зависимости от качества ЭОП и оптических компонентов, а также схемы питания. включая автоматическую регулировку выходной яркости (АРЯ).

Основные характеристики

Рассмотрим технические характеристики ИК-подсветки:

  • длина волны (λ),
  • тип излучателя,
  • рефлектор (отражатель),
  • выходная мощность,
  • угол излучения,
  • рабочая дальность,
  • режимы,
  • питание,
  • время работы,
  • рабочая температура,
  • крепление,
  • габариты,
  • материал,
  • цвет,
  • вес.

На рис. 4 показаны основные детали камеры видеонаблюдения с внутренней инфракрасной подсветкой.

Рис. 4. Видеокамера для видеонаблюдения с ИК-подсветкой 

Для надёжной работы задан начальный диапазон частоты инфракрасного спектра, то есть после частоты красного цвета. Чёткой границы нет. Выбрано 4 диапазона:

  • 730–750 нм,
  • 830–850 нм,
  • 870–880 нм,
  • 930–950 нм.

В качестве источника излучения применяются ИК-светодиоды и лазерные инфракрасные диоды. Светодиоды излучают спектр частот, то есть создают мягкое излучение, а лазерные дают более жёсткое излучение. Выпускаются лазерные излучатели с внутренней оптической системой. Такие излучатели формируют узкий луч.

Рефлектор предназначен для образования светового пучка. Геометрический размер его представляет собой равнобедренный треугольник с вершиной у источника света. Угол раскрыва определяется на уровне 0,5 по оси. Средний угол раскрыва составляет 40–80 градусов (угловых)

Важно понимать, что с увеличением угла расхождения лучей расстояние подсветки уменьшается, а мощность прожектора в основном определяет не дальность, а площадь освещения. На рис. 5 показаны внешние подсветки разного вида

В дорогих моделях есть подстройка светового пятна. Рефлектор может быть как металлическим, так и пластмассовым и соответствовать требуемой жаропрочности. Инфракрасные диоды при работе нагреваются. Чем больше их мощность, тем больше нагрев. Поверхность рефлектора бывает текстурированная или гладкая. Спереди от рефлектора находится линза, которая защищает рефлектор и инфракрасный диод от окружающей среды. Изготавливается из стекла или пластмассы.

Мощность излучателей используется от милливатт до десятков ватт.

В пункте «режим» указаны возможные варианты работы. Например, в подсветке типа «хамелеон» возможны варианты:

  • строб;
  • маячок;
  • SOS;
  • регулировка излучения: высокое, среднее, низкое, минимальное;
  • дистанционное управление.

Для крепления ИК-фонарика к приборам ночного видения используют разнообразные типы приспособлений. Самые распространённые из них — рельсовые планки Weaver и Picatinny, переходники для штативного гнезда с резьбой ¼, стринги для шлема или головы, универсальное крепление под стрелковое оружие. Разница между планками будет в ширине прорези. У планки Вивера = 0,180″, а у Пикатинни = 0,206″, а между центрами – 0,394″ и глубина — 0,118″.

К корпусу предъявляются жёсткие требования. Он должен быть лёгким, ударопрочным, водонепроницаемым. Выдерживать отдачу ружья. В основном выполняется из анодированного высококачественного алюминиевого сплава, так как он работает в жёстких погодных условиях.

Преимущества и недостатки

К достоинствам можно отнести:

  • ИК-излучение безопасно для человека и окружающей среды.
  • Обеспечивает незаметное освещение охраняемого объекта.
  • Использование внешней подсветки улучшает качество изображения. Её можно располагать в любом удобном месте. Решает проблемы встроенной подсветки. Можно подбирать правильный угол освещения, выбирать прибор по мощности, дальности действия и площади покрытия.

К недостаткам относится изображение, которое получается чёрно-белым на цветной камере. Гладкие объекты (поверхность озёр или рек, стеклянные окна, кафель или глянцевая краска, снег, яркость заднего плана) отражают ИК-лучи и создают засвеченные пятна на изображении. Затрудняют видеоизображение также пыль, дождь, туман, летающие насекомые.

Приборы с регистрацией инфракрасного (теплового) излучения

Тепловизор — устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности. Все тела, температура которых превышает температуру абсолютного нуля излучают электромагнитное тепловое излучение в соответствии с законом Планка. Спектральная плотность мощности излучения (функция Планка) имеет максимум, длина волны которого на шкале длин волн зависит от температуры. Положение максимума в спектре излучения сдвигается с повышением температуры в сторону меньших длин волн (закон смещения Вина). Как правило, тепловизоры строятся на основе специальных матричных датчиков температуры — болометров. Болометры для приборов ночного видения чувствительны в диапазоне длин волн 3..14 мкм (средний инфракрасный диапазон), что соответствует собственному излучению тел, нагретых от 500 до −50 градусов Цельсия. Таким образом, тепловизоры не требуют внешнего освещения, регистрируя собственное излучение самих предметов и создавая картинку разности температур.

Отличить тепловизор от усилительного ПНВ на основе ЭОП или традиционной видеокамеры можно по оптической линзе: в тепловизоре используются линзы не из традиционного стекла (которое непрозрачно в тепловом ИК спектре), а из таких материалов как, например, германий или халькогенидное стекло.

ПНВ типа ЭОП

Прибор ночного видения на основе электронно-оптического преобразователя был разработан в годы Второй мировой войны. Первые прицелы такого типа создали в Соединённых Штатах Америки и Германии. Тогда они имели значительные габариты, из-за чего их использовали только на тяжёлой боевой технике — танках.

Однако, уже ближе к окончанию войны в Германии создали первый портативный ПНВ, предназначенный под стрелковое оружие — 1229 Vampir. Выпустила его компания CG Haenel. Такой прицел можно было установить на пулемёты MG 42, а также автоматические винтовки Sturmgewehr 44. Вариант был неплохой, но масса прицела составляла 2 250 граммов при том, что аккумулятор к нему весил 15,5 килограммов и работать он мог не более двадцати минут.

Именно прицелы на ЭОПах стали основным видом ночных приспособлений в армии. Постепенно они начали развиваться и эволюционировать.

Устройство ЭОП

ЭОП — это специализированный аналог электронно-лучевой трубки, вмонтированной в прицел. Картинка отображается на люминесцентном экране, который бомбардируется электронным потоком с фотокатода. Фотокатод преобразует слабые световые потоки в потоки электронов. Дополнительно ЭОП оснащён и электронным усилителем. Можно выделить несколько поколений прицелов с ЭОП — от нулевого до третьего. Отдельно стоит упомянуть и так называемые промежуточные поколения, имеющие отметку «плюс».

Прибор с ЭОП не способен работать в полной темноте, ему обязательно необходим свет — свет луны, звёзд, инфракрасный осветитель и др.

Преимущества

К существенным преимуществам прицелов ночного видения с ЭОП, по-крайней мере, если речь идёт о приборах 2+ поколения или выше, относятся следующие:

  • максимально высокая чёткость изображения;

  • отсутствие пикселизации;

  • такие прицелы работают значительно дольше, чем их цифровые аналоги и тепловизоры — пары батареек ААА хватит на несколько охот. У лучших образцов других ПНВ запаса элементов питания хватит максимум на 7 часов, средний показатель обычно составляет 3-4 часа. Впрочем, эту особенность производителям удалось нивелировать за счёт сменных аккумуляторов и возможности внешнего питания.

  • Поскольку ПНВ нужен только свет, то они не чувствительны к прозрачным преградам вроде стекла, поликарбоната, полиэтилена. Эта одна из особенностей, из-за которой ЭОПы до сих пор остаются в военном использовании. Так при работе в городе военный или полицейский снайпер, использующий тепловизор, становится практически «слепым», поскольку его цели чаще всего скрыты за стёклами окон и автомобилей. Для приборов на ЭОП стекла вообще не являются проблемой, главное — наличие хоть какого-нибудь, часто не видимого глазом, света.

На этом все преимущества ПНВ на ЭОПах заканчиваются.

Недостатки

Среди минусов, в первую очередь, выделяют чрезмерную хрупкость. ЭОП является вакуумным сосудом, выполненным из стекла. Конечно, он дополнительно заключён в компаунд, но высокий уровень безопасности таким образом организовать довольно сложно. Поэтому прицелы чувствительны к нагрузкам, отдаче и мощности используемых патронов.

Фотокатод подвержен эффекту старения, и спустя какое-то время прибор начинает «уставать» — ЭОП перестаёт выдавать заданные характеристики.

При засветке очень ярким источником света не исключено, что прибор может выйти из строя. Конечно, на дорогих ПНВ есть защита, но далеко не каждый готов выложить большую сумму за такой прицел.

Надо отметить, что и тепловизоры могут быть выведены из строя, но не ярким светом, а источником высокой температуры. Например, не рекомендуется направлять рабочий прибор на горящий огонь, особенно вблизи. Также опасным для прибора может быть попытка посмотреть на солнце или ведущиеся сварочные работы.

Прицелы на ЭОПах могут использоваться при свете, при закрытой крышке, для этого в неё может быть вмонтирован фильтр или просто сделано небольшое отверстие. Включение же прибора днём с открытой крышкой может привести к выходу его из строя.

В приборы с ЭОП почти нереально добавить большинство современных функций, в том числе прицельные марки, палитру или дальномер. Также на ЭОПах трудно организовать фотографирование и ведение видеосъёмки, что для других ПНВ стало практически нормой.

В наши дни прицелы на основе электронно-оптического преобразователя постепенно начали уходить с рынка. Остаются лишь самые дорогие модели (более двухсот тысяч рублей), которые любят использовать охотники за трофеями и профессиональные снайперы.

ПНВ с документированием изображения

В ряде случаев требуется документирование (фотография, видеозапись) наблюдаемых с помощью ПНВ сцен, объектов и их действий.

Наиболее простое решение — присоединение к ПНВ. вместо окуляра фотоили кинокамеры. Некоторые ПНВ комплектуются адаптерами для присоединения фотокамер, легко осуществляемого самим пользователем прибора.

Более совершенной и многофункциональной является система, в которой изображение с экрана ЭОПа ПНВ оптически передается на ПЗС-матрицу. Передача осуществляется с помощью фоконов (волоконно-оптических «уменьшителей» изображения) или линзовой оптики «переноса». Электронная схема («обрамление») ПЗС-матрицы преобразует полученное изображение в видеосигнал в аналоговой и при необходимости в цифровой форме.

Видеосигнал может наблюдаться на телеэкране (мониторе), что более удобно и менее утомительно, чем наблюдение (особенно длительное) через окуляр ПНВ. При этом возможна одновременная запись на видеомагнитофон и передача на несколько мониторов для нескольких операторов.

Видеосигнал может передаваться по кабелю (до 200 м без промежуточных усилителей), либо с помощью встроенного в прибор наблюдения миниатюрного передатчика, сигнал которого принимается на один из каналов обычного телевизора.

Качество таких систем определяется числом телевизионных линий, передаваемых при определенной освещенности наблюдаемой сцены.

При использовании ПНВ с ЭОП нулевого поколения при освещенности 0,01 люкс передается 300-350 линий, для ПНВ с ЭОП второго поколения такое же число линий передается при освещенности 15х10-3 люкс, а с ЭОП третьего поколения — при 1×10-4 — 5×10-5 люкс.

Такие приборы могут комплектоваться адаптерами для присоединения на вход ПНВ современных объективов для ПЗС-камер, имеющих дистанционно регулируемые диафрагму (auto-iris), переменное увеличение (zoom) и подфокусировку. Прибор с таким объективом и ЭОПом с хорошей схемой АРУ обеспечивает практически круглосуточное (от безлунной ночи до яркого дня) наблюдение с необходимым документированием.

Преобразование видеосигнала в цифровой код дает системам «ПHB+П3C» дополнительные возможности. Получаемое изображение может регистрироваться цифровой фотоили видеокамерой, подвергаться обработке для усиления контраста, устранения светлых и темных дефектов, окрашиваться в условные цвета.

Более сложный комплекс из двух ПНВ с ПЗС со специальными светофильтрами после цифровой электронной обработки сигналов создает на мониторе изображение наблюдаемой ночной сцены в естественных цветах. Это существенно повышает информативность, быстроту и ценность зрительного восприятия. Такой прибор, опровергающий известную пословицу «ночью все кошки серы», был продемонстрирован на выставке IDЕХ-97 (АбуДаби) бельгийской фирмой Delft Sensor Systems. По мнению разработчиков, изображение в естественных цветах повышает эффективность обнаружения и распознавания объектов в ночных условиях на 30-60 процентов.

В России разработки и выпуск систем на основе ПНВ и ПЗС ведутся ГНЦ «НПО Орион» совместно с рядом соисполнителей.

Заключение

  1. Класс устройства определяется оптикой и используемым ЭОП. Дальнобойная и светосильная оптика в паре с ЭОП III поколения сами по себе обойдутся в несколько тысяч долларов.
  2. При выборе следует понять, что важнее — угол обзора или кратность приближения. Понимание влияния этих критериев может существенно снизить бюджет покупки.
  3. Для многих важным фактором станет наличие дополнительных функций: запись видеоматериала, его передача на компьютер, возможность дооснащения.

Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter

Список источников

  • LampaExpert.ru
  • homychok.ru
  • VashTehnik.ru
  • www.vinsit.ru
  • gnezdoparanoika.ru
Оцените статью
Охотничий портал
Добавить комментарий