Прибор ночного видения

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Вид через прибор ночного видения на американского пулеметчика 25-й пехотной дивизии(на пулемете (M249 Para) — оптический прицел Elcan, ПНВ бойца закреплен на шлеме и откинут вверх).
ПНВ Советского производства ПН-1А.

Прибор ночного видения (ПНВ) — прибор для наблюдений в условиях недостаточной освещенности. Широко применяются для ведения скрытных наблюдений ночью и в темных помещениях.

Типы ПНВ[править | править вики-текст]

Существует несколько подходов к построению ПНВ:

  • Усиление очень слабого видимого света. Идея реализуется в электронно-оптических преобразователях (ЭОП) и, в некоторой степени, в современных видеокамерах для систем охраны с т.н. ночным режимом.
  • Наблюдение в ближнем инфракрасном диапазоне. Как правило, это бесплатный бонус для ЭОП и охранных видеокамер. Однако в ближнем ИК нет естественных источников кроме солнца, поэтому в полной темноте такие ПНВ ничего не увидят без подсветки. Для таких ПНВ существуют специальные источники подсветки (инфракрасные прожекторы, например, на базе инфракрасных светодиодов), невидимые невооруженным глазом.
  • Наблюдение в среднем (тепловом) инфракрасном диапазоне. В этом диапазоне излучают тела, нагретые до температур нашего мира: от -50 градусов Цельсия и выше. Такие ПНВ называются тепловизорами. Они показывают картинку разницы температур, и не требуют никакой подсветки.
  • Возможно наблюдение в ультрафиолетовом спектре. Однако отсутствие естественных источников ультрафиолета (кроме солнца) и практическое отсутствие невидимых невооруженным глазом искусственных источников ультрафиолетовой подсветки сдерживает распространение ультрафиолетовых ПНВ.

Технически есть несколько популярных способов построения ПНВ:

  • Современные полупроводниковые видеокамеры чувствительны в ближнем инфракрасном диапазоне. Во избежание ошибок цветопередачи обычные бытовые видеокамеры снабжаются специальным фильтром, отсекающим ИК изображение. Камеры для охранных систем, как правило, не имеют такого фильтра. Однако в темноте нет естественных источников ближнего ИК, поэтому без подсветки (например, инфракрасными светодиодами) такие камеры ничего не покажут.
  • Электронно-оптический преобразовательвакуумный фотоэлектронный прибор, усиливающий свет видимого спектра и ближнего ИК. Имеет высокую чувствительность и способен давать изображение при очень низкой освещенности. Являются исторически первыми приборами ночного видения, широко используются и в настоящее время в дешевых ПНВ. Поскольку в инфракрасном диапазоне чувствительны только в ближнем ИК, то, как и полупроводниковые видеокамеры, требуют наличия освещения (например, свет ночного неба или инфракрасных прожекторов).
  • Тепловизор — тепловой видеосенсор, как правило, на основе болометров. Болометры для систем технического зрения и приборов ночного видения чувствительны в диапазоне длин волн 3..14 мкм (средний инфракрасный диапазон), что соответствует излучению тел, нагретых от 500 до −50 градусов Цельсия. Таким образом, болометрические приборы не требуют внешнего освещения, регистрируя собственное излучение самих предметов и создавая картинку разности температур.

Устройство[править | править вики-текст]

Наблюдательный ПНВ состоит из следующих основных частей:

  • объектива,
  • приёмника излучения,
  • усилителя,
  • устройства отображения изображения.

Во многих современных ПНВ роль приёмника излучения, усилителя средства отображения усиленного изображения выполняет электронно-оптический преобразователь (ЭОП). Оператор рассматривает изображение на экране ЭОП через окуляр. В качестве приёмника может использоваться ПЗС-матрица. В этом случае оператор наблюдает изображение на экране монитора.

Варианты применения[править | править вики-текст]

Современные ПНВ выпускаются в нескольких основных форм-факторах. Наиболее простым является ночной монокуляр — удерживаемая в руке оператора зрительная труба обычно невысокой кратности. Бинокли ночного видения имеют два ЭОП и выводят увеличенное стереоскопическое изображение. Очки ночного видения — закрепляются на голове, имеют широкое поле зрения и не увеличивают изображение (либо имеют переменное увеличение от 1х до более высокого значения, что позволяет использовать их как бинокль). Очки могут иметь два ЭОП либо быть псевдобинокулярными, когда изображение с одного ЭОП поступает на оба окуляра. Монокуляр кратности 1х, закрепленный на оголовье, может использоваться как дешевая альтернатива очкам. Прицелы ночного видения закрепляются на оружии, как правило увеличивают изображение и имеют прицельную сетку. Существуют также приставки ночного видения к дневным оптическим прицелам. Эти приборы должны выдерживать отдачу оружия, не все прицелы могут применяться на стрелковом оружии высокой мощности. Альтернативным вариантом прицеливания через ПНВ является использование закрепленного на оружии инфракрасного лазерного целеуказателя, невидимый глазу луч которого наблюдается через очки ночного видения. Приборы ночного видения также устанавливаются на боевую технику, где они интегрированы в прицельные комплексы.

История электронно-оптических преобразователей[править | править вики-текст]

Активные ПНВ нулевого поколения[править | править вики-текст]

Разработаны в Германии во время Второй мировой войны. Применение союзниками по антигитлеровской коалиции во всех возрастающих объемах авиации для борьбы с немецкими танками (особенно после открытия второго фронта в Европе) свело возможность передвижения танковых частей днем практически к нулю. Остро встал вопрос об оснащении танков приборами ночного видения, работа над которыми велась фирмой AEG с 1936 года. Такие устройства требовали активной подсветки инфракрасными прожекторами. Основной фотоэлемент — электронно-оптический преобразователь с фотокатодом, который позволял изображать обстановку, подсвеченную ИК-светом, в окуляре в видимом спектре. Недостатком являлись отсутствие защиты от яркого света (защиты от вспышки) и демаскировка ИК-прожекторами.

Итогом этих разработок стали монтируемые на командирской башенке «Пантеры» инфракрасные прожектора-осветители мощностью 200 Вт плюс приборы наблюдения, которые позволяли осматривать при движении местность с дистанции 200 метров. При этом водитель танка такого прибора не имел и управлял машиной, руководствуясь указаниями командира. В ноябре 1944 года панцерваффе получили 63 «Пантеры», оснащенные первыми в мире серийными активными приборами ночного видения Sperber FG 1250. Фирмой Zeiss-Jena разрабатывался ещё более мощный прибор, позволявший «видеть» на расстоянии 4 км, однако из-за больших размеров осветителя — диаметр 600 мм — применения на «Пантерах» он не нашел.[1].

Но чтобы вести ночью и огонь, требовался более мощный осветитель. Для этого на полугусеничном бронетранспортере Sd Kfz 250/20 был установлен инфракрасный прожектор Uhu («Сова») мощностью 6 кВт, обеспечивавший работу прибора ночного видения на дистанции 700 метров. Испытания его прошли удачно, и фирма Leitz-Wetzlar изготовила 800 комплектов оптики для ночных приборов. Данная техника использовалась для ночных атак на советские позиции во время наступления на Балатоне (март 1945).

В 1944 году была выпущена опытная партия из 300 инфракрасных прицелов Zielgerat 1229 (ZG.1229) «Vampir», которые устанавливались на автоматы МР-44/1. Комплект состоял собственно из прицела весом 2,25 кг, батареи в деревянном корпусе (13,5 кг), питающей ИК-прожектор, и небольшой батареи питания прицела, помещённой в противогазную сумку. Батареи подвешивались за спиной солдата на разгрузке. Вес прицела вместе с аккумуляторами достигал 35 кг, дальность не превышала ста метров, время работы — двадцать минут. Тем не менее немцы активно использовали эти приборы во время ночных боёв.

Первое поколение[править | править вики-текст]

Основа технологии — фотоумножители, поставленные между фотокатодом и окуляром, что позволяло добиться многократного усиления видимого ИК света с переводом последнего в видимый диапазон.

Второе поколение[править | править вики-текст]

Применена микроканальная технология, что позволило избавиться от паразитной засветки. Яркая точка на изображении оставалась точкой и не засвечивала соседние каналы.

Третье поколение[править | править вики-текст]

Применены фотокатоды на арсениде галлия, что позволило ещё больше увеличить коэффициент усиления света и уменьшить габариты приборов.

ПНВ с регистрацией теплового излучения[править | править вики-текст]

Изображение собаки, сделанное тепловизором.
Видна линза тепловизора

Теплови́зор — устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности. Как правило, на основе болометров. Болометры для приборов ночного видения чувствительны в диапазоне длин волн 3..14 мкм (средний инфракрасный диапазон), что соответствует излучению тел, нагретых от 500 до −50 градусов Цельсия. Таким образом, болометрические приборы 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 стекла (которое непрозрачно в тепловом ИК спектре), а из таких материалов как, например, германий.

Приборы с регистрацией ультрафиолетового излучения[править | править вики-текст]

Галерея[править | править вики-текст]

1PN93-2 night vision sight.jpg
DS 19 night vision sight.jpg
PN23-5 night vision sight.jpg
Прицел ночного видения 1ПН93-2 Прицел ночного видения DS 19 Ночной прицел ПН23-5
Namestnik night vision sight.jpg
Night vision attachment IT-320D.jpg
Night vision goggles Neftyanik.jpg
Ночной прицел «Наместник» Ночная насадка InfraTech IT-320D Очки ночного видения «Нефтяник»
Night vision sight IT-204C.jpg
Night vision sight IT-404D.jpg
Night vision sight IT-406H.jpg
Прицел ночного видения InfraTech IT–204C Прицел ночного видения InfraTech IT–404D Прицел ночного видения InfraTech IT–406H
PN23-3 night vision sight.jpg
Ночной прицел ПН23-3

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]