Як працює прилад нічного бачення і навіщо потрібне ІЧ підсвічування
Прилади нічного бачення (ПНБ) вже досить давно є ефективним інструментом в самих різних сферах, де потрібно забезпечити можливість ведення спостережень в умовах з низьким рівнем освітлення або повної темряви. В рамках цієї статті ми детально розглянемо, як працює прилад нічного бачення, з чого він складається, його ключові особливості, а також роль інфрачервоного підсвічування в забезпеченні отримання якісної картинки у нічний час.
1.Області застосування ПНБ
Прилади нічного бачення знайшли своє широке застосування не тільки у військовій індустрії, але також і в цивільному сегменті. Насамперед, вони активно розроблялися і застосовувалися військовими для ведення в штурмових і оборонних діях, у спеціальних операціях, що проводяться в темний час доби, де вимагалося отримати перевагу у вигляді можливості бачити в повній темряві. Стрімке здешевлення складних високотехнологічних процесів під час виготовлення дорогих компонентів зробило доступним покупку ПНБ і для цивільного сегмента ринку. Доступна нічна оптика стрімко увірвалася в світ полювання, наділяючи любителів промислу рядом незаперечних переваг. Також доступні китайські репліки активно використовувалися любителями військово-тактичних ігор за типом страйкболу та ін. Не менш затребувана нічна оптика виявилася і серед рятувальників, під час проведення пошукових місій. Також ПНБ стали активно використовувати учені-натуралісти, які спостерігають на нічним життям тварин, спелеологи та туристи та ін
2.Покоління приладів нічного бачення
Покоління ПНБ (I, II, III) та їх відмінності
На сьогодні у світі є три основних покоління приладів нічного бачення, що відрізняються рівнем технологій, якістю зображення, ну і своїми функціональними можливостями.
- Перше покоління (I Gen). Це мастодонти ринку, що з'явилися ще в 1960-х роках минулого століття. Прилади працювали з коефіцієнтом підсилення світла близько 900-1200 раз і дозволяли вести спостереження на відстані до 200 метрів. На той час ні про який автоматичний захист від яскравих джерел світі не могло йти мови, тому це покоління страждало масою недоліків.Сьогодні це найдоступніший тип приладів для нічних спостережень, але, як кажуть, не без вад.
- Друге покоління (Gen II) стало справжнім проривом не тільки в якості картинки, але і в вартості самих приладів. Додавання спеціальних електронних компонентів в модуль фотокатода дозволило на прядок поліпшити якість одержуваного зображення. Коефіцієнт підсилення світла, злетів до відміток 20 000 разів, значно розширив спектр виконуваних завдань. Прилади цього покоління стали практично повністю не сприйнятливі до нештатних ситуацій при попаданні яскравого світла. На базі ПНБ Gen II і Gen II + побудована маса псевдобінокулярних систем, які зберігають свою актуальність і в наші дні.
- Третє покоління (Gen III). Найбільш просунуті прилади нічного бачення, що забезпечують безпрецедентно якісне зображення. Поява фотокатодних трубок на основі арсеніду галію (AsGa) на порядок підвищило чутливість нічної оптики, дозволяючи вести спостереження при мінімальному освітленні близько 10 мклк (темна безмісячна ніч з низькою хмарністю).Однак найголовнішим недоліком цих революційних рішень є їх космічний цінник.
Сучасні технології в ПНБ
Тут ми зупинимося на цифровому поколінні і розглянемо, як влаштований прилад нічного бачення, що використовує найсучасніші технології. Замість звичних фотокатодних трубок, що використовують багаторазове посилення світла, за захоплення зображення відповідають цифрові матриці, виконані за технологією CMOS (Complementary metal – oxide – semiconductor) або CCD (Charged Coupled Device). Чутливість до світла близько 0,01 lux забезпечує можливість проводити спостереження при вкрай низькому рівні зовнішнього освітлення. Величезною перевагою є можливість проведення відеозапису, передачі відео по Wi-Fi і багато іншого.
Переваги і недоліки різних поколінь
Прилади нічного бачення першого покоління страждають масою недоліків, однак мають доступну вартість, яка дозволяє новачкам любителям знайомитися з світом тактичної оптики. Друге покоління пропонує більш широкі можливості і якісну картинку. Третє покоління можна сміливо відносити до професійного устаткування, що володіє повним набором функціональних можливостей для спостережень в темний час доби. Слід зазначити, що тактична оптика Gen III може використовуватися не тільки в своєму прямому призначенні, але також і встановлюватися на зброю. Конструктивно ці ПНБ вільно тримають віддачу і готові до роботи в найсуворіших умовах.
3.Як працює прилад нічного бачення
Основні елементи ПНБ
Будь-який прилад нічного бачення складається з об'єктива, підсилювача або перетворювача зображення і окуляра. Світло, захоплюваних ПНБ потрапляє в фотокатод або інший підсилювач, де відбувається його «обробка». Далі він потрапляє в окулярний модуль, де користувачі можуть бачити звичне зображення на екрані ЕОП або микродисплеї, у випадку з цифровими приладами.
Поглинання і підсилення світла
У ПНБ на основі електронно-оптичних перетворювачів (ЕОП) процес поглинання і підсилення світла відбувається наступним чином - світло, що надходить через об'єктив, в тому числі невидиме оку інфрачервоне випромінювання, що потрапляє на фотокатод всередині приладу. Фотокатод перетворює фотонний потік у електрони, які прискорюються через вакуумну трубку і стикаються з мікроканальною пластиною, де їх кількість багаторазово збільшується. Далі цей потік потрапляє на екран з люмінофором, який перетворює у видиме зображення. Цей процес дозволяє спостерігати об'єкти навіть в умовах слабкої освітленості.
4.ІЧ-випромінювання і його роль в роботі ПНБ
Навіщо потрібна ІЧ-підсвітка
Коли природного рівня освітлення не вистачає для ведення спостережень за допомогоюприладів нічного бачення на допомогу приходить ІЧ-підсвітка. Вона, використовуючи певний діапазон хвиль (850 або 940 нм), який підсвічує простір, дозволяючи нічний оптиці «втягати» посилене відбите світло.
Коли необхідна ІЧ-підсвітка
ІЧ-підсвітку необхідно застосовувати, коли прилад не може вловити достатню кількість світла від навколишнього середовища. Наприклад, в умовах повної темряви або в закритих приміщеннях. У таких ситуаціях ІЧ-підсвітка допомагає приладам «бачити» там, де раніше було недоступно.
Переваги ІЧ-підсвітки
Головною перевагою ІЧ-ліхтарів є їх робота за кордоном видимого спектру, тобто навіть потужної вивчення лазерних освітлювачів не видно для зору людини і тварин, однак слід пам'ятати, що цей світ можна помітити з допомогою таких же нічних приладів. Ці властивості значно розширюють не тільки дальність дії приладів, але спектр виконуваних завдань.
5.Як працює ІЧ-підсвітка в ПНБ
Що таке інфрачервоне випромінювання
Інфрачервоне випромінювання – діапазон електромагнітних хвиль, що знаходиться за межами видимого людським зором спектру. Використовуючи цей діапазон хвиль, прилади нічного бачення «бачити», надаючи зображення на екранах ЕОП або микродисплеях, звичне для людини.
Як ІЧ-підсвітка допомагає ПНБ працювати в повній темряві
Як працює ІЧ-підсвітка в умовах повної темряви? Діапазон чутливості приладів нічного бачення зміщений у бік інфрачервоного спектру. При істотному недоліку зовнішнього освітлення ІЧ-ліхтар забезпечує додаткове підсвічування випромінюванням, яке добре «видно» в ПНБ. Таким чином, нічна оптика може бути застосовна в умовах повної темряви, наприклад,в закритих приміщеннях, печерах, тунелях і тощо Для максимальної ефективності пристрою може бути корисний ІЧ ліхтар невидимий, який допоможе забезпечити якісне зображення навіть при повній відсутності будь-якого освітлення.
Дальність ІЧ-підсвітки
Дальність дії інфрачервоних ліхтарів безпосередньо залежить від потужності пристрою. Найпоширенішим варіантом, що застосовуються на полюванні, є освітлювачі з потужністю 5 мВт, які здатні «пробивати» темряву на відстань 300-350 метрів. Це більш застосовно для відкритих просторів. Якщо мова йде про полювання в лісовому масиві, то така дальність дії буде зайвою. В тактичній нічний оптиці, також є ІЧ-освітлювачі, але тільки ближнього радіусу дії. Ці пристрої більш призначені для таких завдань, як читання документів, ознайомлення з картами та ін.
6.Як вибрати прилад нічного бачення
При виборі приладу нічного бачення слід звертати увагу на його технічні характеристики і ключові особливості:
- Збільшення. Тактична нічна оптика в більшості випадків не має оптичного збільшення, надаючи для видимості неспотворені габарити об'єктів. Слід зазначити, що модульна структура ПНБ дозволяє встановлювати об'єктиви з більшою кратністю. Таким чином, ви можете самостійно підібрати оптику з потрібним рівнем збільшення.
- Діаметр об'єктива. Чим більше об'єктив, тим більша кількість світла він зможе пропустити. Для більших можливостей нічної оптики слід вибирати прилади з светосильными об'єктивами.
- Полі зору. Цей параметр вказує на кут огляду. Відповідно, чим ширше поле зору пристрою, тим більшу частину простору ви будете бачити в свій прилад нічного бачення.
- Фокусування. Можливість ручного налаштування різкості буде великим плюсом, дозволяючи оператору самостійно вибирати найбільш якісне зображення.
- Роздільна здатність. У багатьох ПНБ роздільна здатність екранів ЕОП виражена в штрихах на міліметр (штр/мм). Чим вище значення, тим чіткіше зображення.
- Вага і габарити. Масогабаритні показники також відіграють важливу роль, особливо якщо йдеться про тактичні ПНБ з кріпленням на шолом. Ці пристрої призначені для тривалого носіння і не повинні доставляти незручностей, пов'язаних з великою вагою.
Замість висновків
Прилади нічного бачення, незалежно від покоління, залишаються важливим інструментом для фахівців з різних сфер для роботи в умовах недостатньої освітленості. Розуміння того, як працює прилад нічного бачення, а також знання особливостей ІЧ-підсвітки і її застосування допоможе вам зробити правильний вибір при покупці пристрою.
