Как работает прибор ночного видения и зачем нужна ИК подсветка
Приборы ночного видения (ПНВ) уже довольно давно являются эффективным инструментом в самых различных сферах, где требуется обеспечить возможность ведения наблюдений в условиях с низким уровнем освещения или полной темноты. В рамках этой статьи мы подробно рассмотрим, как работает прибор ночного видения, из чего он состоит, его ключевые особенности, а также роль инфракрасной подсветки в обеспечении получения качественной картинки в ночное время.
1.Области применения ПНВ
Приборы ночного видения нашли свое широкое применение не только в военной индустрии, но также и в гражданском сегменте. Прежде всего, они разрабатывались и активно применялись военными для ведения в штурмовых и оборонительных действиях, в специальных операциях, проводимых в темное время суток, где требовалось получить преимущество в виде возможности видеть в полной темноте. Стремительное удешевление сложных высокотехнологичных процессов во время изготовления дорогих компонентов сделало доступным покупку ПНВ и для гражданского сегмента рынка. Доступная ночная оптика стремительно ворвалась в мир охоты, наделяя любителей промысла рядом неоспоримых преимуществ. Также доступные китайские реплики активно использовались любителями военно-тактических игр по типу страйкбола и др. Не менее востребована ночная оптика оказалась и среди спасателей, при проведении поисковых миссий. Также ПНВ стали активно использовать ученые натуралисты, наблюдающие на ночной жизнью животных, спелеологи и туристы и др.
2.Поколения приборов ночного видения
Поколения ПНВ (I, II, III) и их отличия
На сегодня в мире есть три основных поколения приборов ночного видения, отличающиеся уровнем технологий, качеством изображения, ну и своими функциональными возможностями.
- Первое поколение (Gen I). Это мастодонты рынка, появившиеся еще в 1960-х годах прошлого века. Приборы работали с коэффициентом усиления света порядка 900-1200 раз и позволяли вести наблюдения на дистанциях до 200 метров. На то время ни о какой автоматической защите от ярких источников свете не могло идти речи, поэтому это поколение страдало массой недостатков. Сегодня это самый доступный тип приборов для ночных наблюдений, но, как говорится не без изъянов.
- Второе поколение (Gen II) стало настоящим прорывом не только в качестве картинки, но и в стоимости самих приборов. Добавление специальных электронных компонентов в модуль фотокатода позволило на прядок улучшить качество получаемого изображения. Коэффициент усиления света, взлетевший до отметок 20 000 раз, значительно расширил спектр выполняемых задач. Приборы этого поколения стали практически полностью не восприимчивы к нештатным ситуациям при попадании яркого света. На базе ПНВ Gen II и Gen II + построена масса псевдобинокулярных систем, которые сохраняют свою актуальность и в наши дни.
- Третье поколение (Gen III). Самые продвинутые приборы ночного видения, обеспечивающие беспрецедентно качественное изображение. Появление фотокатодных трубок на основе арсенида галлия (AsGa) на порядок повысило чувствительность ночной оптики, позволяя вести наблюдение при минимальном освещении около 10 мклк (темная безлунная ночь с низкой облачностью). Однако самым главным недостатком этих революционных решений является их космический ценник.
Современные технологии в ПНВ
Здесь мы остановимся на цифровом поколении и рассмотрим, как устроен прибор ночного видения, использующий самые современные технологии. Вместо привычных фотокатодных трубок, использующих многократное усиление света, за захват изображения отвечают цифровые матрицы, выполненные по технологиям CMOS (Complementary metal–oxide–semiconductor) или CCD (Charged Coupled Device). Чувствительность к свету порядка 0,01lux обеспечивает возможность проводить наблюдения при крайне низком уровне внешнего освещения. Огромным преимуществом является возможность проведения видеозаписи, передачи видео по Wi-Fi и многое другое.
Преимущества и недостатки разных поколений
Приборы ночного видения первого поколения страдают массой недостатков, однако имеют доступную стоимость, позволяющую новичкам любителям знакомиться с миром тактической оптики. Второе поколение предлагает куда более широкие возможности и качественную картинку. Третье поколение можно смело относить к профессиональному оборудованию, обладающему полным набором функциональных возможностей для наблюдений в темное время суток. Следует отметить, что тактическая оптика Gen III может использоваться не только в своем прямом назначении, но также и устанавливаться на оружие. Конструктивно эти ПНВ свободно держат отдачу и готовы к работе в самых суровых условиях.
3.Как работает прибор ночного видения
Основные элементы ПНВ
Любой прибор ночного видения состоит из объектива, усилителя или преобразователя изображения и окуляра. Свет, захватываемый ПНВ попадает в фотокатод или иной усилитель, где происходит его «обработка». Далее он попадает в окулярный модуль, где пользователи могут видеть привычное изображение на экране ЭОП или микродисплее, в случае с цифровыми приборами.
Поглощение и усиление света
В ПНВ на основе электронно-оптических преобразователей (ЭОП) процесс поглощения и усиления света происходит следующим образом - свет, поступающий через объектив, в том числе невидимое глазу инфракрасное излучение, попадает на фотокатод внутри прибора. Фотокатод преобразует фотонный поток в электроны, которые затем ускоряются через вакуумную трубку и сталкиваются с микроканальной пластиной, где их количество многократно увеличивается. Далее этот поток попадает на экран с люминофором, который преобразует в видимое изображение. Этот процесс позволяет наблюдать объекты даже в условиях слабой освещенности.
4.ИК-излучение и его роль в работе ПНВ
Зачем нужна ИК-подсветка
Когда естественного уровня освещения не хватает для ведения наблюдений при помощи приборов ночного видения на помощь приходит ИК-подсветка. Она, используя определенный диапазон волн (850 или 940 нм), подсвечивает пространство, позволяя ночной оптике «вдеть» усиленный отраженный свет.
Когда необходима ИК-подсветка
ИК-подсветку необходимо применять, когда прибор не может уловить достаточное количество света от окружающей среды. Например, в условиях полной темноты или в закрытых помещениях. В таких ситуациях ИК-подсветка помогает приборам «видеть» там, где раннее было недоступно.
Преимущества ИК-подсветки
Главным достоинством ИК-фонарей является их работа за границей видимого спектра, то есть даже мощной изучение лазерных осветителей не видно для зрения человека и животных, однако следует помнить, что этот свет можно заметить с помощью таких же ночных приборов. Эти свойства значительно расширяют не только дальность действия приборов, но спектр выполняемых задач.
5.Как работает ИК-подсветка в ПНВ
Что такое инфракрасное излучение
Инфракрасное излучение – диапазон электромагнитных волн, находящийся за пределами видимого человеческим зрением спектра. Используя этот диапазон волн, приборы ночного видения могут «видеть», предоставляя изображение на экранах ЭОП или микродисплеях, привычное для человека.
Как ИК-подсветка помогает ПНВ работать в полной темноте
Как работает ИК-подсветка в условиях полной темноты? Диапазон чувствительности приборов ночного видения смещен в сторону инфракрасного спектра. При существенном недостатке внешнего освещения ИК-фонарь обеспечивает дополнительную подсветку излучением, которое хорошо «видно» в ПНВ. Таким образом, ночная оптика может быть применима в условиях полной темноты, например, в закрытых помещениях, пещерах, туннелях и пр. Для максимальной эффективности устройства может быть полезен ИК фонарь невидимый, который поможет обеспечить качественное изображение даже при полном отсутствии какого-либо освещения.
Дальность ИК-подсветки
Дальность действия инфракрасных фонарей напрямую зависит от мощности устройства. Самым распространенным вариантом, применяющимся на охоте, являются осветители с мощностью 5 мВт, которые способны «пробивать» темноту на расстояние 300-350 метров. Это боле применимо для открытых пространств. Если речь идет об охоте в лесном массиве, то такая дальность действия будет излишней. В тактической ночной оптике, также имеются ИК-осветители, но только ближнего радиуса действия. Эти устройства более предназначены для таких задач, как чтение документов, ознакомление с картами и др.
6.Как выбрать прибор ночного видения
При выборе прибора ночного видения следует обращать внимание на его технические характеристики и ключевые особенности:
- Увеличение. Тактическая ночная оптика в большинстве случаев не имеет оптического увеличения, предоставляя для видимости неискаженные габариты объектов. Следует отметить, что модульная структура ПНВ позволяет устанавливать объективы с большей кратностью. Таким образом, вы можете самостоятельно подобрать оптику с нужным уровнем увеличения.
- Диаметр объектива. Чем больше объектив, тем большее количество света он сможет пропустить. Для больших возможностей ночной оптики следует выбирать приборы со светосильными объективами.
- Поле зрения. Этот параметр указывает на угол обзора. Соответственно, чем шире поле зрения устройства, тем большую часть пространства вы будете видеть в свой прибор ночного видения.
- Фокусировка. Возможность ручной настройки резкости будет большим плюсом, позволяя оператору самостоятельно выбирать наиболее качественное изображение.
- Разрешающая способность. Во многих ПНВ разрешение экранов ЭОП выражено в штрихах на миллиметр (штр/мм). Чем выше эти значения, тем четче будет изображение.
- Вес и габариты. Массогабаритные показатели также играют важную роль, особенно если речь идет о тактических ПНВ с креплением на шлем. Эти устройства предназначены для длительного ношения и не должны доставлять неудобств, связанных с большим весом.
Вместо выводов
Приборы ночного видения, вне зависимости от поколения, остаются важным инструментом для специалистов из разных сфер для работы в условиях недостаточной освещенности. Понимание того, как работает прибор ночного видения, а также знание особенностей ИК-подсветки и ее применения поможет вам сделать правильный выбор при покупке устройства.
