2014-02-24
2073
Слабый свет в ночное время, отраженный от объекта, попадает через объектив (1), который формирует изображение на входе ЭОПа. ЭОП (2) электронным способом многократно усиливает изображение и передает на экран, который наблюдается через окуляр (3) в виде желто-зеленого свечения.
Рисунок 129. Принципиально устройство ПНВ. 1-объектив; 2-электронно-оптический преобразователь (ЭОП); 3-блока окуляра; 4-элементы питания; 5-корпус.
Основным элементом ПНВ является ЭОП. ЭОП - это электровакуумный преобразователь, имеющий фоточувствительный слой, воспринимающий слабое свечение, отраженное от объектов, электронную систему усиления и элекролюминисцентный экран, на котором формируется видимое изображение объекта. Вместо ЭОП могут быть использованы ПЗС матрицы.
Рисунок 130. Электровакуумный преобразователь.
По принятой в мире терминологии ЭОП классифицируются на три поколения - I, II и (с некоторыми промежуточными ступенями I+, II+).
· Поколение I
ЭОП имеет стеклянную вакуумную колбу с чувствительностью фотокатода 120-250 мА/лм. Усиление света у этих ЭОП составляет 120-900, разрешение в центре 25-35 штр/мм. Отличительная особенность этих приборов в том, что изображение четкое только в центре, с искажением и меньшим разрешением по краю. Кроме того, если в поле зрения попадают яркие источники света, например фонари, светящиеся окна домов и др., то они могут засветить все изображение, препятствуя возможности наблюдения.
|
|
|
· Многокаскадные ЭОП поколения I
Для увеличения коэффициента усиления ЭОП иногда последовательно стыкуют два, три и более изделий, собирая конструктивно их в один корпус. Коэффициент усиления света трехкаскадного ЭОП составляет 20000-50000. Однако при стыковке сильно растут искажения и падает разрешение по краям поля изображения.
Приборы, построенные на многокаскадных ЭОП, получаются очень громоздкими и тяжелыми, поэтому в последнее время их практически вытеснили малогабаритные приборы I+ и II-го поколения, имеющие лучшие характеристики и близкую стоимость.
· Поколение I+ (Super I+ в зарубежной литературе)
Это дальнейшее развитие ЭОП первого поколения. На входе (иногда на выходе) устанавливается вместо плоского стекла волоконно-оптическую шайбу, что позволяет значительно увеличить разрешение ЭОП, уменьшить искажение формы предмета и, кроме того, защитить изображение от засветок боковыми точечными источниками света. Характеристика таких ЭОП - усиление света около 1000, чувствительность фотокатода мин. 280 мА/лм, разрешение в центре мин. 45 штр/мм. Приборы, построенные на ЭОП поколения I+, отличаются от приборов I-го поколения прежде всего очень четкой и комфортной картинкой, низким уровнем собственных шумов и, как правило, большей дальностью действия в пассивном и активном (при использовании ИК подсветки) режимах работы. На открытой местности приборы эффективны до уровней освещенности, соответствующих 1/4 Луны на небе. При боле низких освещенностях необходима ИК подсветка. Стоимость ЭОП поколения I+ в 4-9 раз выше ЭОП I-го поколения.
|
|
|
· Поколение II
Конструктивно ЭОП II-го поколения отличается от I+ наличием специального усилителя электронов - микроканальной пластины (МКП). Характеристика таких ЭОП - усиление света около 25000-50000, чувствительность фотокатода мин. 240 мА/лм, разрешение в центре 32-35 штр/мм. Ресурс ЭОП составляет не менее 1000-3000 часов. Различают два типоразмера ЭОП - с МКП 25 мм и 18 мм. С точки зрения наблюдателя большой типоразмер обеспечивает больший комфорт наблюдения (как в большой телевизор), но и приводит к несколько большим габаритам прибора.
· Поколение II+ (Иногда в зарубежной литературе как поколение II)
Отсутствует разгонная камера, усиление света около 25000-35000, но чувствительность фотокатода достигает величины 600 мА/лм и смещена в большую ИК область, разрешение на ЭОП 39-45 штр/мм. Ресурс ЭОП составляет 1000-3000 часов.
Из-за отсутствия разгонной камеры ЭОП поколения II+ имеют меньший коэффициент усиления яркости, чем ЭОП поколения II. Однако из-за разницы в чувствительности фотокатода в этих ЭОП и особенно высокой чувствительностью в ИК диапазоне, в большинстве случаев в приборы II+ поколения видно на открытой местности лучше, чем в поколение II. Если же основная задача для ПНВ - ночная фото- или видеосъемка, то свой выбор следует остановить на ПНВ II-го поколения с большим коэффициентом усиления яркости. Приборы поколения II и II+ имеют: автоматическую регулировку яркости, защиту от превышения общего уровня яркости, защиту от боковых и прямых засветок точечными источниками света, хорошее качество изображения без искажений по всему полю зрения. Эти приборы относятся к классу профессиональной техники и до настоящего времени стоят на вооружении армий большинства западных стран, так как работают при очень низких условиях освещенности, соответствующих звездному небу и звездному небу в легких облаках.
· Поколение III
Отличаются от ЭОП поколения II+ фотокатодом на основе арсенида галлия, с еще большим смещением пика чувствительности фотокатода в большую ИК область и его величиной до 900-1600 мА/лм, разрешение на ЭОП 32-64 штр/мм и ресурс до 10000 часов, что в 3 раза больше, чем ЭОП II-го поколения. Приборы на базе ЭОП III-го поколения очень хорошо работают в условиях предельно низкой освещенности. Картинка в приборе насыщенная, четкая, с хорошим контрастом и проработкой деталей. Единственный небольшой недостаток - отсутствие защиты от боковых источников света, так как отсутствует волоконно-оптическая шайба на входе ЭОП. В связи с этим не рекомендуется приобретать приборы III-го поколения, если Вы планируете работать в городских условиях. Стоимость приборов на ЭОП III-го поколения в 1,5-2,5 раза выше, чем II+ поколения и составляет от 3000 до 7000 долларов США.
Вторая важная часть ПНВ - это оптика. Основное требование к объективу - это высокое светопропускание в видимом и ближнем ИК диапазоне. Высокая светосила (малое значение диафрагменного числа) очень важна для ПНВ, особенно для приборов I-го и I+ поколения. Ухудшение светосилы до значений 2.4-2.8 приводит к тому, что невооруженный глаз человека видит лучше, чем с ПНВ первого поколения в пассивном режиме. Иногда для ПНВ применяют зеркально-линзовые объективы. Они обеспечивают ПНВ несколько меньший габаритный осевой размер, но обладают демаскирующим эффектом и имеют при прочих равных условиях худшую светосилу. Поэтому в последнее время в России и за рубежом отказываются от применения для ПНВ зеркально-линзовых объективов.
|
|
|
Наличие встроенного осветителя является дополнительной возможностью подсветить объект наблюдения, когда естественного отраженного света от объекта наблюдения может оказаться недостаточно для пассивного режима. ИК осветители выпускаются на основе лазеров, светодиодов и специальных ламп накаливания.
Лазерные осветители опасны для зрения, поэтому в большинстве развитых стран они запрещены для бытового применения. Осветители на основе ИК светодиодов безопасны и, кроме того, в отличие от лазера, обеспечивают равномерное поле свечения.
