Обзор приборов ночного видения

Обсуждение, тесты, отзывы, советы

Модератор: модератор

Ответить
Аватара пользователя
Baldric
Администратор
Администратор
Сообщения: 2319
Зарегистрирован: 25 апр 2008, 08:55
Команда: СУГ "ХОКС"
Ваш город: Харьков
Откуда: Харьков

Обзор приборов ночного видения

Сообщение Baldric »

Обзор приборов ночного видения.

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.

Взято отсюда http://www.airsoftgun.ru/phpBB/viewtopic.php?t=49446
Ответить

Вернуться в «Оптика, освещение, аксессуары»