Приборы ночного видения собирают имеющийся рассеянный свет (свет звёзд,
луны, инфракрасный свет) через переднюю линзу. Этот свет в виде фотонов
попадает на фотокатодную трубку, вызывая излучение электронов.
Электронное излучение усиливается через электронные и химические
процессы. Далее электроны попадают на фосфорный телевизионный экран, на
котором мы видим высветленную наблюдаемую картину в зеленых оттенках.
Прибор ночного видения может быть первого, второго, третьего и
четвертого поколений. Поколение прибора означает тип используемого
электронно-оптического преобразователя, ЭОП (или фотоэлектронного
усилителя, ФЭУ). ЭОП – сердце приборов ночного видения.
ПНВ нулевого поколения.
Название условное. Так обозначаются все приборы, разработанные во время
Второй Мировой войны. Имели сравнительно большие размеры и массу,
требовали мощных источников питания, обеспечивали сравнительно слабый
коэффициент усиления и нуждались в инфракрасной подсветке. По сути не
являлись ПНВ с фотоусилением, так как просто преобразовывали картинку
ИК-диапазона в видимый.
ПНВ первого поколения.
Первые прототипы появились во время войны во Вьетнаме. ПНВ GenI в
данный момент являются самым популярным типом ПНВ в мире. Используя
описанный выше принцип, ПНВ усиливает рассеянный свет в несколько сотен
раз, позволяя видеть в темноте. Эти приборы предоставляют довольно
яркую и чёткую картинку при небольшой цене, что отлично подходит для
судовождения, наблюдения за природой или охраны дома.
При использованиии ПНВ GenI Вы можете заметить следующие особенности:
1. Слабый тонкий писк при работе прибора.
2. Картинка будет слегка расплываться у краев, "эффект рыбьего глаза".
3. После выключения прибор будет некоторое время светиться зеленым.
Были разработаны в 1960е годы.
Принцип действия – усилитель на вакуумной трубке.
Желателен свет полной луны.
Коэффициент усиления: до 1.000.
Срок жизни ФЭУ: 2.000 часов.
Стоимость: от 200$.
ПНВ второго поколения.
ПНВ GenII используются в основном силами полиции и в профессиональных
целях, так как их стоимость обычно превышает стоимость ПНВ первого
поколения на 500-1000 долларов. Главное отличие между первым и вторым
поколениями – добавление МКП, микроканальной платы. МКП расположена
сразу позади фотокатода. Электронное излучение, попав на МКП,
усиливается во много раз сильнее, чем в ПНВ GenI, и в результате мы
получаем более яркое и ясное изображение.
Разработаны в 1970е годы.
Принцип действия – микроканальная плата.
Для работы желателен свет четверти луны.
Коэффициент усиления: до 20.000.
Срок жизни: 2.500 часов.
Стоимость: от 1000$.
ПНВ третьего поколения.
Добавив чувствительное вещество, арсенид галлия, в конструкцию
фотокатода, удалось получить более качественное изображение по
сравнению с ПНВ GenII. Также для увеличения времени жизни ЭОП в
конструкцию добавлен ионный фильтр. Фильтр отсекает положительные ионы
(но понижает соотношение сигнал\шум). ПНВ GenIII позволяет получить
изображение отличного качества в условиях низкой освещенности. В данное
время ПНВ GenIII используются в Вооруженных Силах США.
Разработаны в 1990е годы.
Улучшенная МКП и фотокатод.
Для работы достаточно света звёзд.
Коэфф. усиления: до 40.000.
Срок жизни: 10.000 и более часов.
Cтоимость: от 3000$.
ПНВ четвёртого поколения.
ПНВ GenIV являют собой самый значительный прорыв в области
фотоэлектронного усиления изображения за последние 10 лет. Убрав ионный
фильтр и ограничив токи на фотокатоде, а так же в десятки раз повысив
чистоту материалов, удалось создать ПНВ четвертого поколения, которое
отличается существенно лучшими дальностями обнаружения цели и
разрешением, особенно в условиях слабого освещения.
Отказ от ионного фильтра и ограничение токов привели к следующим преимуществам:
1. Увеличение фотоусиления до +100%.
2. Отличные показатели при слабом освещении (лучшие соотношения сигнал\шум и рабочего минимума освещения).
3. По крайней мере в три раза лучшее разрешение (минимум 36 л\мм по сравнению с 12 л\мм).
Эти характеристики делают ПНВ GenIV лушим решением на рынке ПНВ.
Обратите внимание: термин «ПНВ четвертого поколения» используется
производителями для обозначения ПНВ «Filmless & Gated». Данное
обозначение широко оспаривается и в ВС США эти приборы обозначаются как
«Filmless & Gated Image Intensifiers».
Тут подробнее: http://www.nightvisionforums.com/about1428.html
ПНВ GenIV увеличивает возможности пользователя приборов ночного видения
и других подобных устройств. МКП без ионного фильтра позволяет получить
более высокое соотношение сигнал\шум, чем ПНВ GenIII, давая изображение
лучшего качества с меньшим мерцанием в условиях слабой освещенности.
Ограничение токов улучшает изображение в условиях хорошей освещенности,
а уменьшенный эффект гало уменьшает засветку прибора яркими источниками
света. Эти особенности увеличивают дальность обнаружения цели.
Цифровые ПНВ (Digital NVD)
В последнее время стали появляться так называемые "цифровые ПНВ". Вот
мнение одного из специалистов NightVisionMal.com, Kalua1969:
"Цифровые ПНВ с обычными сравнивать нельзя. Несмотря на все
восторженные описания маркетологов, показатели цифровых ПНВ даже не
приближаются к показателям обычных аналоговых ПНВ.
Во-первых, в ц-ПНВ вместо ЭОП используется CCD-матрица, как в
видеокамерах. Без внешней подсветки CCD-матрица работает очень плохо, и
необходимость использования подсветки делает ц-ПНВ активной системой.
То есть вы будете новогодней елкой для любого другого пользователя ПНВ-
вас заметят быстро и легко. Рассеянного природного света для работы
ц-ПНВ недостаточно.
Во-вторых, дистанция работы даже со встроенной подсветкой на этих
приборах крайне ограничена по дальности - не больше, чем 20-25 метров.
Любой ПНВ 1 поколения с легкостью превзойдет эти показатели. Косвенным
подтверждением плохих качеств ц-ПНВ служит тот факт, что военные не
используют эти приборы вообще.
Повторю снова - не попадайтесь на модное слово "цифровой" в
названии и удочку маркетологов, что цифровые ПНВ превосходят
аналоговые. Это не так."
Kalua1969 не называет конкретные модели, и я не знаю, могут ли
относиться эти слова к модели Yukon Ranger 5x42. Тем не менее, такое
мнение есть. Впрочем, на официальном сайте http://www.yukonoptics.ru заявляется, что монокуляр Yukon Ranger 5x42 имеет два встроенных ИК-осветителя, один из которых включается автоматически вместе с прибором, а второй, более мощный, предполагается использовать при наблюдении на дальние дистанции. Факт любопытный.
Общие вопросы.
Существует множество условий, влияющих на дальность использования ПНВ.
Во-первых, что Вы хотите увидеть? Вы ищете другую лодку или кролика в
кустах? Чем больше объект, тем легче его заметить. К тому же, хотите ли
Вы рассмотреть детали (это называется дальность распознания) или просто
увидеть, что там что-то есть? Вы увидели движение, но не можете понять,
что это или кто это? Тогда это называется дальность обнаружения.
Во-вторых, условия освещения. Чем больше имеется рассеянного света
(звёзды, луна, инфракрасный свет), тем дальше и лучше Вы сможете
видеть. Всегда видно лучше, когда на небе есть звёзды и луна, чем когда
облачно. Скажем, отличить мужчину от женщины или собаку от оленя можно
с расстояния около 100 метров. Если на небе будет половина луны, Вы
сможете увидеть сарай в поле в 500 метрах. Помните, цель применения ПНВ
– видеть в темноте, но необязательно на далекие расстояния.
ПНВ нежелательно использовать во влажную погоду или в дождь. Во время
работы прибор использует высоковольтное напряжение, и повышенная
влажность для него губительна.
Большинство ПНВ формируют изображение в зеленых тонах, так как глаз
человека наиболее чувствителен к этому участку спектра. Некоторые
приборы дают серую картинку. Цветных ПНВ пока нет.
ПНВ нельзя использовать днем, в хорошо освещенных местах или направлять
на мощный источник света. Во-первых, это вредно для ваших глаз,
во-вторых, это серьезно сокращает время жизни прибора. Практически все
современные модели ПНВ имеют защиту от засветки, но злоупотреблять этим
не стоит.
Сокращения.
ABC (auto-brightness control) - система контроля яркости.
Автоматически снижает напряжение на фотокатоде при повышенной яркости и
защищает таким образом ЭОП.
AN/PVS - название ПНВ в ВС США. Аббревиатура расшифровывается как "Army-Navy Passive Vision System".
ANVIS - ПНВ для использования в авиации ("Aviator Night VISion" или
"Aviation Night Vision Imaging System"). Существует также аббревиатура
AN/AVS (Army-Navy / Aviator Vision System).
BSP (bright source protection) - система защиты от яркого света.
Напоминает ABC. Защищает ПНВ от ярких источников света, вспышек, фар
автомобилей и так далее. Встречается реже, чем ABC.
EBI (equivalent background illumination) - рабочий минимум освещения.
Минимальное количество рассеянного света, при котором в прибор можно
что-то различить. Чем меньше, тем лучше.
FOM (figure of merit, коэффициент качества) - коэффициент,
используемый для оценки качества ПНВ, обычно используется для
классификации ПНВ при экспорте. FOM рассчитывается следующим образом:
Lp/mm x SNR = FOM
FPN (fixed-pattern noise, муар) - явление, наблюдаемое при
использовании приборов НВ в условиях аркого освещения. Проявляется как
заметная квадратная или шестиугольная сетка на изображении. Появляется
из-за наличия МКП в конструкции прибора, это нормально и не стоит
волнений.
Lp/mm (line pairs per millimeter, л/мм) - характеристика, показывающая
разрешение ПНВ. При оценке этой характеристики используются шаблоны
разного размера с тремя горизонтальными и тремя вертикальными линиями.
Для прохождения теста на определенное разрешение в ПНВ должны быть
чётко видимы сами линии и промежутки между ними. Чем выше разрешение,
тем чётче получаемое изображение.
Обратите внимание: хотя многие ПНВ GenI заявляют разрешение 40 л/мм
(что превышает показатель ПНВ GenII с 28-38 л/мм), данная оценка
относится только к центру изображения, в то время как у приборов GenII
это общее разрешение по всему полю зрения.
Если у вас есть точные данные по ЭОП вашего прибора, вы можете
определить реальное разрешение через коэффициент FOM, разделив его на
SNR.
MCP (micro channel plate, МКП) - микроканальная плата,
фотоэлектронный усилитель на микроканальных анодах. Первоначально был
использован на ПНВ GenII. Представляет из себя миллионы тонких
стеклянных трубочек, заполненных газом и объединенных параллельно в
кассету. Данное усовершенствование конструкции позволяет серьезно
повысить коэффициент усиления и избавиться от "эффекта рыбьего глаза".
NVD / NOD (night vision device / night observation device) - прибор
ночного видения и прибор ночного наблюдения, два из наиболее часто
употребимых англоязычных сокращения. Причём "NVD" используется чаще
гражданскими лицами, в то время как "NOD" - военными.
NVG (night vision goggles) - очки ночного видения, такие как AN/PVS-7.
PR / PS (photoresponse / photosensitivity) - фоточувствительность.
Способность активного вещества фотокатода излучать электроны при
облучении его фотонами. Чем выше, тем лучше.
SNR (signal to noise ratio) - соотношение сигнал\шум. Оценка
полезной информации, показываемой прибором, к визуальному шуму, "ряби"
на экране. Определяет возможность ПНВ предоставить хорошо отличимую от
окружения картинку объекта. Тоже чем выше, тем лучше.
Инфракрасные осветители.
ПНВ нельзя использовать в полной темноте. ПНВ усиливает уже
имеющийся свет, и для работы прибора нужно, чтобы этот свет
присутствовал. Если природного рассеянного света недостаточно или его
нет вообще, объект наблюдения необходимо подсвечивать. Для этих целей
существуют различные ИК-осветители, иногда встроенные в прибор, иногда
в виде отдельных модулей.
Инфракрасный диапазон спектра занимает длины волн от 750 нм до 1000
мкм. Нас интересует ближний ИК-диапазон – 750-1000 нм. Человеческий
глаз не видит свет с длиной волны больше 750, но некоторые животные его
замечают. Также излучение ИК-осветителя может иметь довольно большую
ширину спектра и задевать видимый диапазон. Такие устройства заметны
невооруженным глазом – их выдает тусклый багровый огонек, впрочем,
видимый только на небольшом расстоянии. Если нужна полная незаметность
– следует использовать приборы с длиной волны 940 нм.
В целом все осветители можно разделить на три группы:
1. Осветители с лампой накаливания и ИК-фильтром.
2. Осветители на ИК-лазерах.
3. Осветители на ИК-диодах.
Первая группа самая старая.
Образцы подобных устройств были разработаны еще в период Второй Мировой
войны. Принцип их действия следующий: от спектра лампы накаливания
специальным фильтром отсекается видимая часть спектра. Плюсы - простота
и дешевизна. Минусы - большое энергопотребление, относительная
ненадёжность лампы накаливания, нагрев во время работы.
К этой группе можно отнести, например, танковые ИК-прожекторы. Мы
использовали прожектор от Т62 - устройство представляет собой фару
диаметром около 100мм со стеклом чёрного цвета, питание от аккумулятора
12В. При использовании довольно сильно грелся, в руках держать было
невозможно, зато и светил отлично.
Также есть насадки на фонари, например, SureFire FM13 Infrared
Filter для фонаря M3. Насадка ставится поверх штатной головки и
представляет собой ИК-фильтр.
Ко второй группе можно
отнести известную группу модулей AN\PEQ и отдельные лазерные модули
других производителей. Используется лазер с длиной волны инфракрасного
диапазона. По сравнению с первой группой дают более узкий луч, можно
освещать удаленные цели. Довольно дороги, прим. 200$.
Третья группа использует
ИК-диоды в качестве источника излучения. Излучение сразу нужного
спектра, фильтры не нужны. Сравнительно экономичны и долговечны, но
страдает мощность. Встроенная подсветка в приборах НВ обычно такого
типа.
Отдельные модули – ИК-осветители Санкт-Петербуржской фирмы «Барс»
К6M, К3М. Имеют исполнение с разными длинами волн – 805 нм, 860 нм, 940
нм.
ИК-фонарь фирмы «Юкон».
ИК-подсветка для камер наблюдения Germikom GR20. Очень заметна, видно венчик багровых светодиодов.
Из чужих практических советов начитал следующее:
если денег меньше, чем 15.000, покупайте любой ПНВ, разницы особой нет.
Удобнее всего монокуляр, потому что компактный, или ПНВ57Е, потому что
можно найти очень дешево.
Если есть 15.000, берите Диполь 2МV Pro.
Если есть 60-70.000 рублей, берите DEDAL DVS-8 с отечественной матрицей или Диполь 203.
Если есть >100.000, берите DEDAL DVS-8 DEP-0 с нидерландской матрицей.
На винтовку удобнее прицел, для активных действий удобнее очки, для неподвижного дозора удобнее монокуляр.
Из комментариев:
играю больше года с пнв Yukon NVRS 2.5x50 (13.500 рэ.)
http://www.profoptic.ru/goods/img/44/158.jpg
Это первое поколение, сравнивал его с 1+ поколением и особой разницы не
нашел, кроме цены конечно - а это приммерно 5.000-7.000 рэ.
Обычно на ПНВ сразу присутствует небольшой ик-фонарик, но, как
правило, он не имеет возможности фокусировки и маломощный. Сразу хочу
сказать, что в дополнение нужен отедльный ик-фонарь (тот же юкон что
выше по теме, стОит 1.500). С ним качество картинки и дальность
обнаружения увеличивается на порядок. Крепить его можно прямо на
привод:
http://photofile.ru/photo/senexx/3022238/large/62397168.jpg
Боец отчетливо виден в прицел на расстоянии 40-50 метров. А если он еще и тайдом стирает, то вообще красота... Кстати, эта тема уже поднималась как-то...
Так что тратим примерно 15000 и наслаждаемся ночной игрой...
Могу порекомендовать превосходный тематический ресурс: http://www.nightvisionforums.com
Сам подчерпнул там ТЬМУ информации. Что повлияло собственно, на мой выбор ПНВ.
Вот отрывок из текта одного из тестов:
"Вероятность успешного применения прицелов I поколения на охоте
составляет около 50%. Наиболее успешна может быть охота на кабана с
вышки.
Для сравнения: прицелы II поколения решают 85% тех же задач, прицелы III поколения 98%."
Имею ночник на приводе и пользовал его не раз.
Наличие ПНВ дает большое преводсходство над противником. Но есть и ряд
проблем возникающих при его использовании. Первое: игра идет ночью, под
утро холодает начинает выпадать роса. И вот тут то жоппа полнейшая.
Очки потеют по полной, даже с двойным стеклопакетом. Особенно если лечь
на землю или пробежаться. И в таком состоянии картинку в ПНВ не видно
вообще. Вытирать их приходится чуть ли не каждую минуту. Да, выдох на
окуляр ПНВ тоже самое. Второе: длительное наблюдение в светящийся
окуляр лишает глаз способности видеть в темноте на некоторое время. То
есть убрав от глаза ПНВ продолжаешь "ловить зайчиков" и привыкать к
темноте еще около минуты. Ну и третье: ПНВ у глаза, подсвечивает тот
самый глаз
. Невооруженным глазом можно и не увидеть, а вот противнику в такой же
ПНВ пол лица будет видно. Можно конечно пользоваться наглазником на
окуляре, но вот зазор между глазом и линзой очков будет делать свое
дело. И в заключение: используя ИК подсветку не забывай, что в первую
очередь ты подсвечиваешь себя. Ибо во вражеском ПНВ ты будешь
смотреться как человек с прожектором!
Кстати, эта тема уже поднималась как-то...
