Прибор ночного видения – что это такое, когда изобрели, как работает и из чего состоит? Узнайте все детали!

Прибор ночного видения – это устройство, позволяющее видеть в темноте, преобразуя инфракрасное излучение в видимое для глаза. С момента изобретения такие приборы нашли применение в военных операциях, охоте и наблюдении за дикой природой. В статье рассмотрим, как работает прибор ночного видения, его основные виды и сравним его с тепловизором. Также поделимся рекомендациями по выбору устройства и расскажем, как изготовить прибор своими руками. Эта информация будет полезна как профессионалам, так и любителям, желающим расширить свои знания о технологиях ночного видения.

Что такое прибор ночного видения?

Это устройство функционирует благодаря своей способности преобразовывать невидимое инфракрасное излучение в видимый спектр, доступный для человеческого глаза. Кроме того, оно усиливает слабое освещение объектов, создаваемое светом ночного неба, Луны или звезд. Приборы ночного видения активно используются пограничными и таможенными службами, спасательными отрядами, а также специальными подразделениями ФСБ и МВД. Такие устройства находят широкое применение в производственном технологическом контроле, при добыче полезных ископаемых, для наблюдения за астрономическими объектами и в ночном ориентировании на местности.

Прибор ночного видения представляет собой устройство, позволяющее видеть в условиях низкой освещенности. Его история началась в 1930-х годах, когда были разработаны первые прототипы для военных нужд. Основной принцип работы основан на усилении доступного света, включая инфракрасное излучение, что позволяет формировать изображение в темноте. Современные приборы состоят из нескольких ключевых компонентов: объектива, фотокатода, усилителя света и экрана. Объектив собирает свет, который затем преобразуется в электроны фотокатодом. Эти электроны усиливаются в усилителе и, в конечном итоге, отображаются на экране в виде видимого изображения. Эксперты отмечают, что такие устройства находят применение не только в армии, но и в охоте, охране и даже в научных исследованиях, что подчеркивает их универсальность и важность в современных технологиях.

https://youtube.com/watch?v=JfbetpfbJgI

Когда изобрели прибор ночного видения?

Разработка приборов ночного видения началась еще до начала Второй мировой войны в различных странах. Первый такой прибор был создан в нацистской Германии в 1936 году и использовался на противотанковых орудиях. К концу Великой Отечественной войны прототипы аналогичных устройств начали поступать на вооружение Красной армии. Изначально они применялись на танках, затем их стали использовать на флоте, в авиации и в прицелах для стрелкового оружия.

Эксперты делят приборы ночного видения на категории в зависимости от типа установленного электронно-оптического преобразователя (ЭОП):

1. 0 поколение. Эти ранние модели ночного видения использовались в немецких войсках и устанавливались на противотанковых пушках.
2. 1 поколение. Приборы этого поколения появились во время войны во Вьетнаме. Они работали с рассеянным светом, увеличивая его в 1000 раз. Позже, с развитием волоконной оптики, эти устройства были значительно усовершенствованы.
3. 2 поколение. В 80-х годах XX века американские ученые разработали более совершенные приборы с усилителем, оснащенным микроканальной пластиной. Со временем были созданы приборы ночного видения, которые отличались высокой частотой фотокатода, что значительно улучшило качество изображения на экране.
4. 3 поколение. Приборы этого типа имеют принципиальные изменения в фотокатоде, который теперь изготавливается из арсенида галлия. Эти устройства представляют собой новую эволюционную ступень в развитии приборов ночного видения.

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о приборах ночного видения:

1. История изобретения: Первые устройства ночного видения были разработаны во время Второй мировой войны. Они использовались для улучшения видимости в темное время суток и помогали военным в проведении операций. Первые модели были громоздкими и тяжелыми, но с тех пор технологии значительно усовершенствовались.

2. Принцип работы: Приборы ночного видения работают на основе усиления доступного света, включая инфракрасное излучение, которое невидимо для человеческого глаза. Они используют специальные фотоумножители, которые преобразуют световые фотоны в электроны, усиливая изображение и позволяя видеть в условиях низкой освещенности.

3. Современные технологии: Современные приборы ночного видения могут быть оснащены дополнительными функциями, такими как встроенные инфракрасные осветители, которые позволяют видеть в полной темноте, а также возможностью записи видео и фотографий. Некоторые устройства также используют цифровые технологии, что делает их более компактными и легкими по сравнению с аналогами предыдущих поколений.

Устройство прибора ночного видения

Наблюдательный оптико-электронный прибор для ночного видения состоит из нескольких ключевых компонентов:

• объектив;
• приемник излучения;
• усилитель;
• устройство для отображения изображения.

В современных устройствах в качестве усилителя часто применяется электронно-оптический преобразователь (ЭОП). Он включает в себя объектив, умножитель напряжения, вакуумную трубку с фокусирующей системой и источник питания. На экране устройства установлен окуляр, который позволяет оператору увидеть изображение. Также в качестве приемника может использоваться ПЗС-матрица, что позволяет отображать картинку на экране монитора. В некоторых приборах ночного видения применяются инфракрасные преобразователи, основанные на тепловизионной технологии.

Как работает прибор ночного видения?

Принцип функционирования устройства ночного видения основан на следующих этапах:

1. Свет, проходя через объектив, фокусируется на поверхности преобразователя, аналогично тому, как это происходит в обычном фотоаппарате.
2. Преобразователь усиливает полученное изображение, делая его более четким и ярким.
3. Пользователь наблюдает необходимое изображение через объектив.

Преобразователь представляет собой трубку с герметично запечатанными концами, из которой удален воздух. На передней стенке размещен полупроводник, а на задней – люминофор. К передней стенке подключается отрицательный полюс, а к задней – положительный. После подачи напряжения слабо различимое изображение попадает на фотокатод, где выбиваются электроны, направляющиеся к аноду. При столкновении с люминофором они вызывают его свечение. Важно отметить, что не имеет значения, какой тип электрона попадает на фотокатод: ультрафиолетовый или инфракрасный. В любом случае изображение будет черно-зеленым.

Что лучше тепловизор или прибор ночного видения?

При сравнении приборов ночного видения и тепловизоров можно выделить несколько ключевых отличий, касающихся их технических характеристик, назначения, принципа работы и ценового диапазона. Прибор ночного видения (ПНВ) усиливает изображения с низкой яркостью, позволяя пользователю видеть в диапазоне от темно-красного до фиолетового цветов, основываясь на отраженном свете. В условиях полной темноты ПНВ функционирует с использованием инфракрасной подсветки. Этот прибор широко применяется в охоте, для охраны различных объектов, а также в других гражданских и военных целях.

Тепловизоры, в свою очередь, предназначены для визуализации теплового излучения. Они позволяют определить температуру определенного участка объекта по сравнению с окружающими, более холодными или теплыми зонами. Тепловизор будет эффективен только при наличии теплового контраста с фоном. Это устройство может использоваться как в дневное время, так и в условиях сумерек или полной темноты, что позволяет обнаруживать людей, технику и животных на фоне снега или листвы. Однако сильный дождь может негативно сказаться на работе тепловизора, так как капли воды будут блокировать тепловое излучение от объектов.

Виды приборов ночного видения

Данные устройства находят применение в различных ситуациях, особенно когда отсутствует солнечное освещение и использование электрических приборов невозможно. Приборы ночного видения, их разновидности и классификация зависят от задач, которые они способны решать:

• монокуляры;
• бинокли;
• очки;
• прицелы.

Монокуляры ночного видения

Это устройство напоминает подзорную трубу и предназначено для наблюдения одним глазом. Однако этот доступный вариант отличается легким весом и компактными размерами, а также простой и надежной конструкцией при невысокой стоимости. Монокуляр можно установить на специальное оголовье или шлем-каску. Он позволяет видеть в условиях ночной освещенности без использования подсветки. Применяется в туризме, охоте, охране территорий и при проведении ремонтных работ.

Бинокли ночного видения

В данном устройстве, в отличие от его предшественника, реализовано бинокулярное зрение, что дает возможность пользователю более точно и реалистично воспринимать изображение. Бинокли представляют собой приборы ночного видения, состоящие из двух монокуляров, объединенных в одну конструкцию. Они обеспечивают возможность многократного увеличения изображения, при этом сохраняя его четкость. Бинокли применяются как в гражданских, так и в военных целях для наблюдения за удаленными объектами.

Очки ночного видения

В этих очках применяется один электронно-оптический преобразователь, однако благодаря специальной оптике зрительный сигнал разделяется для каждого глаза. Такой комплект, состоящий из объектива и двух окуляров, надежно фиксируется на шлеме или голове с помощью ремней, что позволяет сохранять свободу рук. Очки ночного видения становятся все более популярными среди водителей и охотников. Поскольку в этих очках отсутствует функция увеличения, расстояние до объектов воспринимается вполне адекватно. Данный прибор активно используется при управлении транспортом и в ночной стрельбе.

Прицелы ночного видения

Строение данного устройства напоминает монокуляры, однако прицел можно устанавливать на оружие, что позволяет рассматривать цель с высокой детализацией. Такие прицелы часто используются в гражданских целях, например, охотниками для стрельбы по движущимся объектам в темное время суток. Кроме того, военные приборы ночного видения в настоящее время применяются в различных армиях по всему миру. Существует два основных типа прицелов:

• цифровые приборы ночного видения;
• прицелы, основанные на электронно-оптическом преобразователе.

Как выбрать прибор ночного видения?

Перед тем как приобрести прибор ночного видения (ПНВ), важно определить, для каких целей он будет использоваться. При выборе устройства для охоты или автомобильного применения стоит обратить внимание на следующие характеристики:

1. Диаметр объектива. Чем больше диаметр линзы, тем больше света она сможет собрать от наблюдаемого объекта. Для получения четкого и яркого изображения рекомендуется выбирать прибор с крупным объективом.
2. Поле зрения. Этот параметр измеряется в градусах: чем шире поле зрения, тем эффективнее будет работать устройство.
3. Фокусировка. У каждого прибора есть определенный диапазон фокусировки, который должен соответствовать вашим потребностям. Если у вас есть проблемы со зрением, уточните, есть ли у прибора ночного видения возможность диоптрийной коррекции окуляра.
4. Разрешающая способность. Этот параметр измеряется количеством линий на миллиметр. Для лучшего различия мелких деталей выбирайте ПНВ с высоким разрешением.
5. Габариты и вес. Этот аспект особенно важен для прицелов, так как они могут значительно увеличивать вес винтовки. Модели с более дорогими приборами, как правило, имеют оптимальную конструкцию.

https://youtube.com/watch?v=8sxpYL6-X1o

Прибор ночного видения своими руками

Чтобы создать самодельный прибор ночного видения, необходимо заранее подготовить все нужные компоненты:

1. Экран для наблюдения – его можно извлечь из старой видеокамеры.
2. Видоискатель – может быть как черно-белым, так и цветным.
3. Камера – комплектная камера от видеокамеры не подойдет, поэтому лучше приобрести нужную в магазине, специализирующемся на системах видеонаблюдения.
4. 4-6 инфракрасных излучателей – их можно купить в магазине радиотоваров.

Далее соединяем проводки, припаивая их: общий провод от камеры соединяем с видеовыходом, а общий провод от видеоискателя – с видеовходом. Затем подключаем инфракрасные излучатели. После этого остается установить собранный прибор в корпус и подключить питание. Учтите, что камера и видоискатель должны работать на одном напряжении, чаще всего это 5 или 12 В. Как видно, собрать прибор ночного или сумеречного видения, обладая базовыми навыками, довольно просто.

https://youtube.com/watch?v=Dhb5C-c0ru0

Применение приборов ночного видения в различных сферах

Приборы ночного видения находят широкое применение в различных сферах, благодаря своей способности обеспечивать видимость в условиях низкой освещенности. Они используются как в военных, так и в гражданских целях, что делает их универсальным инструментом для решения множества задач.

Военное применение: В армии приборы ночного видения являются незаменимыми для выполнения боевых задач в темное время суток. Они позволяют солдатам видеть противника и ориентироваться на местности, что значительно увеличивает шансы на успешное выполнение операций. Ночные операции, такие как патрулирование, наблюдение и нападение, становятся более эффективными благодаря использованию таких устройств. Современные военные приборы ночного видения могут быть интегрированы с другими системами, такими как тепловизоры и системы навигации, что еще больше повышает их функциональность.

Правоохранительные органы: Полиция и другие правоохранительные структуры также активно используют приборы ночного видения для проведения операций по задержанию преступников, патрулированию территорий и расследованию преступлений. Эти устройства помогают в обнаружении подозрительных действий в темное время суток, а также в обеспечении безопасности во время массовых мероприятий.

Охота и рыбалка: Охотники и рыболовы используют приборы ночного видения для повышения эффективности своих занятий. Ночные охоты становятся более безопасными и результативными, так как охотники могут видеть дичь в темноте, а рыболовы – наблюдать за поведением рыбы. Это позволяет не только увеличить улов, но и снизить риск несчастных случаев.

Спасательные операции: В условиях чрезвычайных ситуаций, таких как стихийные бедствия или аварии, приборы ночного видения помогают спасателям и поисковым группам находить людей в темноте. Они позволяют быстро оценить обстановку и принимать решения о дальнейших действиях, что может спасти жизни.

Научные исследования: В научной сфере приборы ночного видения используются для наблюдения за дикой природой, особенно в ночное время. Биологи и экологи могут изучать поведение животных, не нарушая их естественной среды обитания. Это открывает новые горизонты для исследований и позволяет лучше понять экосистемы.

Космические исследования: Приборы ночного видения также находят применение в астрономии и космических исследованиях. Они помогают астрономам наблюдать за небесными объектами в условиях низкой освещенности, что позволяет получать более четкие и детализированные изображения.

Таким образом, приборы ночного видения являются важным инструментом в самых различных сферах, от военных операций до научных исследований, и их применение продолжает расширяться с развитием технологий.

Вопрос-ответ

Из чего состоит прибор ночного видения?

Прибор состоит из одного или двух объективов, окуляров и ЭОП, расположенного между ними. Именно электронно-оптический преобразователь позволяет видеть в темноте. Это «сердце» прибора ночного видения, его основа.

Приборы ночного видения были впервые разработаны в 1930-х годах, но широкое применение они получили во время Второй мировой войны, когда были усовершенствованы для военных нужд.

Как работает прибор ночного видения, если нет света?

Приборы ночного видения работают либо за счет улавливания инфракрасного света (невидимого невооруженным глазом), либо за счет усиления любого доступного света, например, от Луны или звезд. Это помогает четко видеть в темных или тусклых условиях, где недостаточно света.

Как работает датчик ночного видения?

Отраженный от объекта свет попадает на входную линзу оптической системы ПНВ — объектив. Объектив собирает падающий на него свет и фокусирует изображение объекта на поверхности основного элемента любого ПНВ — Электронно-Оптического Преобразователя (ЭОП), называемого фотокатодом.

Советы

СОВЕТ №1

Изучите различные типы приборов ночного видения, такие как усилители света и тепловизоры. Понимание их принципов работы поможет вам выбрать наиболее подходящий вариант для ваших нужд, будь то охота, наблюдение за природой или безопасность.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на характеристики прибора, такие как диапазон видимости, разрешение и время работы от батареи. Эти параметры могут существенно повлиять на эффективность использования устройства в различных условиях.

СОВЕТ №3

Не забывайте о правильном уходе за прибором ночного видения. Храните его в защищенном месте, избегайте резких перепадов температуры и регулярно проверяйте состояние батарей, чтобы обеспечить его долговечность и надежность.

СОВЕТ №4

Перед покупкой прибора ночного видения ознакомьтесь с отзывами пользователей и рейтингами моделей. Это поможет вам избежать неудачных покупок и выбрать качественное устройство, соответствующее вашим требованиям.