Все о приборах ночного видения (ПНВ)

Как работает прибор ночного видения?

 Приборы и бинокли ночного видения (ПНВ) - это электрооптические приборы, которые усиливают существующий свет вместо того, чтобы полагаться на источник света внутри их самих. Эти приборы очень чувствительны к широкому спектру света, от видимого до инфракрасного. Вспомогательный осветитель может увеличивать имеющийся в наличии свет в инфракрасном конце спектра путем направления луча света, который невидим человеческому глазу. Вы не смотрите "через" прибор ночного видения, вы смотрите на усиленное прибор ночного видения электронное изображение на экране с люминофорным покрытием. Свет входит в прибор ночного видения через линзу объектива и ударяется о фотокатод, который имеет большой энергетический заряд от источника энергии. Энергетический заряд ускоряется через вакуум внутри усилителя и ударяется об экран с люминофорным покрытием (как в телевизоре), где фокусируется изображение. Окуляр увеличивает изображение.

Что такое электрооптический преобразователь (ЭОП)?

 Это система, имеющая первостепенное значение, которая направляет и ускоряет фотоэлектронный поток, принимая во внимание потенциальное различие между фотокатодом и экраном и формами электронного изображения. В основном качество приборов ночного видения определяется характеристиками ЭОП и оптикой. По принятой в мире терминологии ЭОП классифицируются на три поколения - I, II, и III (с некоторыми промежуточными ступенями I +, II+).
 
 ЭОПЫ поколение I: ЭОП имеет стеклянную вакуумную колбу с чувствительностью катода 120-250 мА / лм. Усиление света у этих ЭОП составляет 120-900, разрешение в центре 25-35 штр /мм. Отличительная особенность этих приборов в том, что изображение четкое только в центре, с искажениями и меньшим разрешением по краю. Кроме того, если в поле зрения попадаются яркие источники света, например, фонари, светящиеся окна домов и др., то они могут засветить все изображение, препятствуя возможности наблюдения. Даже в одном классе готовые ЭОПы сильно отличаются по своим параметрам друг от друга. Обычно после изготовления их сортируют по качеству на группы и реализуют по разной стоимости. Иногда этот факт становится причиной ценового различия между приборами ночного видения разных производителей. Отбор ЭОП для приборов ночного видения идет в основном по чувствительности катода, разрешению и чистоте поля зрения. Мелкие черные точки, видимые на экране, как правило, не мешают наблюдению в темноте, и покупателю не стоит браковать этот прибор по этому параметру. Приборы ночного видения с яркими постоянно горящими точками или со светлым пятном по центру лучше не брать. Не стоит покупать приборы ночного видения с низким контрастом изображения. При покупке прибора ночного видения вы можете сами проверить чистоту и четкость картинки, но проверить чувствительность может только специалист на стенде или путем сравнения приборов ночного видения в темноте, а именно этот параметр является определяющим в приборах ночногь видения. Из-за низкого усиления однокаскадные приборы ночного видения I-го поколения очень критичны к светосиле оптики и параметрам ЭОП. Только приборы ночного видения с отборными ЭОП в сочетании с особо светосильной оптикой (фокусное число не более 1,5) могут обеспечить приемлемые параметры при наблюдении в вечернее и ночное время суток при наличии 1/4 Луны на небе. При более низких освещенностях необходима инфракрасная (ИК) подсветка.

 Многокаскадные ЭОП поколения I. Для увеличения коэффициента усиления ЭОП иногда последовательно стыкуют два, три и более изделий, собирая конструктивно в один корпус. Коэффициент усиления света многокаскадного ЭОП иногда составляет 20000-50000. Однако, при стыковке сильно растут искажения и падает разрешение по краям изображения. Приборы ночного видения, построенные на многокаскадных ЭОП , получаются очень громоздкими и тяжелыми, поэтому в последнее время их практически вытеснили малогабаритные приборы ночного видения I+ и I I-го поколения, имеющие лучшие характеристики и близкую стоимость.

 Поколение I+: (Super+ в зарубежной литературе) Это дальнейшее развитие ЭОП первого поколения. На входе (иногда на выходе) устанавливается вместо плоского стекла волоконно-оптическая шайба , что значительно позволяет увеличить разрешение ЭОП, уменьшить искажения формы предмета и, кроме того, защитить изображение от засветок боковыми точечными источниками света. Характеристика таких ЭОП - усиление света около 1000, чувствительность фотокатода мин.280 мА/лм, разрешение в центре мин. 45 штр/мм. Приборы ночного видения, построенные на ЭОП поколения I+ , отличаются от приборов ночного видения I-го поколения прежде всего очень четкой и комфортной картинкой, низким уровнем собственных шумов и, как правило, большей дальностью действия в пассивном и активном (при использовании ИК подсветки) режимах работы. На открытой местности приборы ночного видения эффективны до уровней освещенности, соответствующих 1/4 Луны на небе. При более низких освещенностях необходима ИК подсветка. Стоимость ЭОП поколения I+ в 4-9 раз выше ЭОП I-го поколения.

 ЭОПы поколение II: Конструктивно ЭОП II-го поколения отличается от I+ наличием специального усилителя электронов- микроканальной пластины (МПК). Характеристика таких ЭОП- усиление света около 25000-50000, чувствительность фотокатода мин.240мА/лм, разрешение в центре 32-35 штр/мм. Ресурс ЭОП составляет не менее 1000-30000 часов. Различаются два типоразмера ЭОП - с МКП 25 мм и 18 мм. С точки зрения наблюдателя большой типоразмер обеспечивает больший комфорт наблюдения ( как большой телевизор), но приводит к несколько большим габаритам прибора ночного видения.

 ЭОПы поколение II+: Отсутствует разгонная камера, усиление света около 25000-35000, но чувствительность фотокатода достигает величины 600 мА/лм и смещена в большую ИК область, разрешение ЭОП 39-45 ШТР/ММ. Ресурс ЭОП составляет 1000-3000 часов. Из-за отсутствия разгонной камеры ЭОП поколения II+ имеют меньший коэффициент усиления яркости, чем ЭОП поколения II. Однако, из-за разности в чувствительности фотокатода в этих ЭОП и особенно высокой фоточувствительностью в ИК диапазоне, в большинстве случаев в приборы II+ видно на открытой местности лучше, чем в поколение II. Если же основная задача для прибора ночного видения - ночная фото- или видеосъемка, то свой выбор следует остановить на прибор ночного видения II-го поколения с большим коэффициентом усиления яркости. Приборы ночного видения поколения II и II+ имеют: автоматическую регулировку яркости, защиту от превышения общего уровня яркости, защиту от боковых и прямых засветок точечными источниками света, хорошее качество изображения без искажений по всему полю зрения. Эти приборы ночного видения относятся к классу профессиональной техники и до настоящего времени стоят на вооружении большинства западных стран, так как работают при очень низких условиях освещенности, соответствующих звездному небу и звездному небу в легких облаках.

 ЭОПы поколение III Отличаются от ЭОП II+ фотокатодом на основе арсенида галлия, с еще большим смещением пика чувствительности фотокатода в большую ИК область и его величиной до 900-1600 мА/лм , разрешение на ЭОП 32-64 штр/мм и ресурс до 10000 часов, что в 3 раза больше, чем ЭОП II-го поколения. Приборы ночного видения на базе ЭОП III-го поколения очень хорошо работают в условиях предельно низкой освещенности. Картинка в приборе ночного видения насыщенная, четкая, с хорошим контрастом и проработкой деталей. Единственный небольшой недостаток - отсутствие защиты лт боковых источников света, так как отсутствует волоконно-оптическая шайба на входе ЭОП. В вязи с этим не рекомендуется приобретать приборы ночного видения III-го поколения, если Вы планируете работать в городских условиях. Стоимость приборов ночного видения на ЭОП III-го поколения в 1,5-2,5 раза выше , чем II+ поколения и составляет от 3000 до 7000 долларов США

Что такое разрешающая способность приборов ночного видения?

 Это возможность усилителя изображения системы ночного видения различать между двумя близко расположенными объектами. Разрешающая способность усилителя изображения измеряется в парах линий на мм.

Какая максимальная кратность у приборов ночного видения?

 Вторая важная часть приборов ночного видения - это оптика. Оптическая часть приборов ночного видения состоит из объектива и окуляра. Основное требование к объективу - это высокое светопропускание в видимом и ближнем ИК диапазоне. Численно оно выражается геометрической светосилой ( или диафрагменным числом) из ряда 1, 1.4, 2.0, 2.8, 4.0 и т.д. С увеличением числа на одну ступеньку объектив пропускает света в два раза меньше. Высокая светосила ( малое значение диафрагменного числа) очень важна для приборов ночного видения, особенно для приборов ночного видения I-го и I+ поколения. Ухудшение светосилы до значений 2.4- -2.8 приводит к тому, что невооруженный глаз человека видит лучше, чем с приборами ночного видения первого поколения в пассивном режиме. Разработка и производство особо светосильной оптики с диафрагменным числом меньше 1.5 - сложная и дорогая задача, что может себе позволить не каждая фирма. Стоимость изготовления качественной светосильной оптики, конечно, сказывается и на конечной стоимости приборов ночного видения. Многие фирмы-производители в погоне за спросом неквалифицированного покупателя для получения большего (3.5-5.0 крат) увеличения на приборе ночного видения, оборудуют прибор ночного видения объективами с большим фокусным расстоянием и низкой светосилой. При этом нужно знать , что если Вы отдадите предпочтение из двух приборов ночного видения одного поколения и одних размеров прибору с большим увеличением, то в него будет видно хуже (!) и дальность в предельной темноте будет меньше, чем у прибора ночного видения с меньшим увеличением и большей светосилой. Особенно это актуально для охотничьих прицелов ночного видения.

Почему все видно в зеленом цвете?

Экран с люминофорным покрытием преднамеренно окрашен в зеленый цвет, потому что человеческий глаз может различать больше оттенков зеленого, чем других люминофорных цветов.

Зачем нужна инфракрасная подсветка?

Инфракрасная подсветка (ИК) используется для освещения объектов при отсуствии естественных источников света (луна звезды).  Источником ИК излучения является ИК светодиод или ИК лазер.

 Некоторые животные способны видеть ИК свет, который не воспринимается человеческим  глазом. Поэтому при охоте в ночное время нужно это учитывать.

 Кроме встроенных или снабжаемых ИК подсветок можно пользоваться также и переносными ИК фонарями. Это особенно актуально для осуществления поисковых работ в подземелиях с приминением очков ночного видения.