Прибор ночного видения на базе ЭОП: принцип работы и поколения
В очередной нашей статье мы обсудим такое важное для военных, охотников и любителей тактико-спортивных игр приспособление как прибор ночного видения. Его используют при проведении ночных боевых операций, для разведки и изучения местности в тёмное время суток и т.д. В представленной публикации мы затронем вопросы устройства и работы прибора ночного видения на основе электронно-оптического преобразователя, а также историю его "родословной".
Устройство и принцип действия прибора ночного видения
Прибор ночного видения (ПНВ) – специальное приспособление, позволяющее осуществлять наблюдение в условиях недостаточной освещённости или даже полного её отсутствия. Человеческий глаз теряет возможность чётко различать предметы окружающего пространства с уменьшением квантов света. Принцип работы прибора ночного видения на базе ЭОП основывается на многократном увеличении интенсивности светового потока до уровня, достаточного для восприятия глазом. Одно из главных заблуждений – это то, что любой ПНВ способен "видеть" в абсолютной темноте. На самом деле, если в окружающем пространстве отсутствует хотя бы минимальный источник света, то различить что-либо возможно исключительно в приборе, оборудованном специальной инфракрасной подсветкой. Таким образом, возможно два режима работы ПНВ на основе электронно-оптического преобразователя: активный, когда используется ИК-осветитель, и пассивный режим, действующий на принципе усиления остаточного света.
Строение прибора ночного видения:
- объектив;
- приёмник;
- усилитель;
- устройство отображения.
Центральная и главная часть ПНВ – электронно-оптический преобразователь (ЭОП) – выполняет роль приёмника и усилителя. Именно ЭОП преобразует фотоны источника света в электроны и выстраивает видимое глазу изображение. Изначально объектив собирает попадающий на него свет, формируя изображение на входе ЭОП, которое далее многократно усиливается и проецируется на выходном экране фотокатода. Пользователь видит уже чётко выстроенное и увеличенное изображение посредством окуляра. Таков принцип действия ПНВ без инфракрасной подсветки.
В условиях полного отсутствия даже минимального источника света (например, наглухо закрытое помещение), чтобы рассмотреть что-либо в окружающем пространстве, потребуется использование ПНВ с усилением в виде ИК-подсветки. Действие инфракрасного усилителя может быть основано на свето- либо лазерных диодах. Свет от ИК усилителя, излучаемый в невидимом для человеческого глаза спектре, улавливается и преобразуется с помощью электронно-оптического преобразователя. Разумеется, такой процесс более энергозатратен и требует большего расхода батарей прибора. Зачастую удобнее всего разместить прибор ночного видения, используя специальные чехлы для шлемов и касок, оборудованные отверстием для крепления навесных элементов.
Поколения приборов ночного видения
Выделяют несколько поколений ПНВ на базе ЭОП: обычно это три поколения (1, 2, 3), внутри каждого из которых тоже возможны градации (1+, 2+, 3+). Можно встретить обозначение поколений как арабскими, так и римскими цифрами. Чем эффективнее электронно-оптический преобразователь, тем качественнее получаемое изображение. Закономерность простая: чем выше поколение, тем лучше в техническом плане прибор НВ в целом, а следовательно, и дороже.
Первые приборы ночного видения были разработаны и даже использованы ближе к концу Второй мировой войны. Их можно считать нулевым поколением, основанном на принципе стакана Холста – "прародителе" электронно-оптического преобразователя. Приборы ночного видения "поколения 1" отличаются ухудшением чёткости изображения от центра к краям картинки, сильной чувствительностью к засветкам и способностью "видеть" на расстояние до 100 метров. Но такие приборы по-прежнему актуальны в силу своей доступности и бюджетности. "Поколение 1+", разумеется, обладает улучшенными характеристиками (приборы работают на расстояниях до 250 метров), хотя всё также страдает от засвета изображения.
ПНВ "поколения 2" обладают более продвинутым в техническом плане ЭОП, позволяющим работать даже в условиях минимального освещения за счёт наличия микроканальной пластины со множеством каналов, стенки которых покрыты специальным веществом, которое увеличивает выпуск электронов. Благодаря этому происходит многократное усиление светового потока. Видимое расстояние – до 600 метров, а оптические элементы практически невосприимчивы к ярким вспышкам. "Поколение 2+" отличается повышенным ресурсом работы (до 3000 часов), компактностью и зачастую наиболее востребовано для оборудования прицелов ночного видения.
ПНВ "поколения 3" являются самыми совершенными приборами НВ на сегодняшний день с ресурсом работы до 10000 часов и высочайшим качеством преобразованной картинки. Из минусов здесь довольно высокий ценник и слабость к боковым засветкам. "Поколение 3+", принимаемое в некоторых классификациях за "поколение 4", за счёт волоконно-оптической шайбы на входе справилось и с проблемами попадания боковых источников света.
