Приборы ночного видения 3-го поколения: модели и основные характеристики

 

Продолжаем серию постов о приборах ночного видения. В этой статье рассказываем о самых популярных моделях американского рынка и приводим их характеристики.

Если вы хотите более подробно ознакомиться с принципом работы ПНВ, классификацией ЭОП по поколению и их характеристиках, а также узнать о ПНВ европейского производства, читайте предыдущую статью «Прибор ночного видения: как работает и чем отличаются поколения Gen.I – Gen.III».

 

 

 

Введение

Приборы ночного видения позволяют пользователям видеть в условиях недостаточного или отсутствующего освещения. Две основные технологии, используемые в этих приборах — это усиление изображения и тепловизионное изображение. Усиление изображения работает в видимой и ближней инфракрасной части электромагнитного спектра. Тепловизионное изображение работает в средневолновой и длинноволновой частях спектра. Большинство приборов для усиления изображения имеют встроенный инфракрасный (ИК) осветитель, который активируется вручную, поскольку для работы приборов требуется небольшое количество света. Некоторые приборы ночного видения используют как усиление изображения, так и тепловизионное изображение, что помогает преодолеть ограничение отдельных технологий.

Чтобы предоставить пользователям информацию о приборах ночного видения, Программа оценки и валидации спасательных систем (SAVER) провела исследование рынка коммерчески доступных приборов ночного видения. Информация из отчета и положена в основу данной статьи.

В обзор вошли ПНВ, использующие ЭОП 3-го поколения, которые могут закрепляться на голове или шлеме, чтобы оставлять руки пользователя свободными для выполнения задач.

 

Обзор приборов ночного видения

ПНВ работают одним из двух способов:

• усиление изображения — оно работает за счет сбора крошечного количества света, незаметного человеческим глазом и требующего усиления, чтобы его можно было легко рассмотреть; такие приборы известны как "устройства I²".

• тепловизионное изображение — работает в той части электромагнитного спектра, где энергия излучается объектами в виде тепла, а не отражается в виде света.

 

Любая технология может существовать отдельно или объединяться в интегрированное устройство.

Датчики I² работают в видимом и ближнем инфракрасном электромагнитном спектре, в то время как тепловизионные датчики работают в средневолновом и длинноволновом инфракрасном спектрах.

 

Современные технологии в работе ПНВ

Обзор всех существующих поколений подробно рассмотрен в предыдущей статье. Однако сейчас чаще всего используют приборы с электронно-оптическими преобразователями 3-го поколения (Gen.3).

Датчики I² работают путем сбора доступного света с помощью линзы объектива, которая улавливает видимый свет, отраженный от объекта, а также свет из ближней инфракрасной части спектра и фокусирует его на фотокатоде. Затем фотокатод превращает собранный свет в электроны, и эта электрическая энергия умножается в тысячи раз с помощью микроканальной пластины (MCP). Электрическая энергия попадает на экран с люминофорным покрытием, которое превращает ее в яркое изображение, которое видит человек через линзу окуляра.

В облачную, безлунную ночь или в очень темном помещении, где мало или совсем отсутствует наружное освещение, видимое изображение не может быть получено датчиками I². Поэтому многие устройства I² имеют встроенный инфракрасный светодиодный (LED) осветитель, который активируется вручную, — он обеспечивает освещение на небольшом расстоянии (примерно 3 метра). Дополнительные осветители, такие как ИК-фонари, могут использоваться, когда требуется освещение с большим радиусом действия.

В современных приборах все чаще белый люминофор заменяет привычный зеленый. Белый люминофор обеспечивает более четкое изображение с большей контрастностью и улучшенным восприятием глубины, а его черно-белое изображение ближе к тому, к чему привык человеческий мозг, что приводит к меньшей усталости глаз во время длительного использования.

 

Функции защиты от яркого света

ПНВ ранних поколений нельзя было включать при дневном освещении — от этого разрушался ЭОП без возможности дальнейшего ремонта. Однако приборы Gen.3 имеют ряд функций, которые предотвращают поломки в случае случайного включения при ярком свете (наличие той или иной функции прописывается в инструкции к конкретной модели прибора).

1. Автоматическая регулировка яркости (automatic brightness control). Контролирует напряжение на микроканальной пластине, регулируя ее коэффициент усиления в соответствии с количеством внешнего света, попадающегося на ЭОП. "Усиление" — это количество раз, в которое ПНВ усиливает входящий свет. Обычно его измеряют как коэффициент усиления ЭОП (fL/fc) или коэффициент усиления системы (fL/fL).

2. Защита от яркого источника света (bright source protection). Эта функция также известна как "отсечение яркого света". Выключение напряжения на фотокатоде, когда устройство попадает под яркий свет, предотвращая разрушение ЭОП. Функция используется для создания нормального изображения в условиях яркого света в городских районах, где уличные фонари и фары автомобилей увеличивают окружающее освещение.

3. Автогашение (autogating). Регулировка мощности питания для создания быстросменного напряжения на фотокатоде. Эти колебания предотвращают выбеливание изображения из-за выцветания и ореолов, что делает устройства более эффективными в городских условиях. Выцветание — это временная потеря контраста на изображении, напоминающая замазанную область. Ореолы возникают, когда в поле зрения появляется яркий источник света, приводящий к появлению колец вокруг него.

 

Типы приборов ночного видения

1. Монокуляры. Монокулярные устройства имеют один окуляр и один объектив. Такие устройства обладают низкой глубиной восприятия, что является компромиссом за то, что один глаз может приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающего освещения для обеспечения лучшей ситуационной осведомленности.

2. Бинокуляры. Имеют два окуляра и два объектива, что улучшает комфорт и восприятие глубины.

3. Биокуляры. Биокулярные системы имеют два окуляра и один объектив. Эти устройства увеличивают комфорт просмотра, но восприятие глубины практически не улучшается.

4. Интегрированные устройства. Накладывают тепловизионное изображение на изображение I². Интегрированное устройство может быть монолитное или создаваться с помощью тепловизионной накладки. В системе наложения миниатюрное тепловизионное устройство прикрепляется к I² ПНВ, а тепловизионное изображение проецируется на объектив ПНВ без необходимости модификации существующего оборудования.

 

Монокуляр	Бинокуляр	Биокуляр

Рис. 1 — Типы приборов ночного видения

 

Характеристики некоторых моделей ПНВ

В таблице 1 представлены общие характеристики и спецификации популярных моделей ПНВ от разных производителей. Информация о продукции, представленная в данном разделе, была получена непосредственно от производителей, поставщиков и их веб-сайтов. Данная информация не была проверена программой SAVER.

Далее после таблице приведены расширенные описания отдельных моделей приборов ночного видения.

 

Таблица 1 — Технические характеристики популярных моделей ПНВ

Производитель	Модель ПНВ	Габаритные размеры, см/дюймы	Вес, г/фунты	Поле зрения FOV, градусы	Фокусное расстояние, см	Разрешение, пар линий/мм (lp/мм)	Диоптрийная коррекция окуляра, диоптрии	Тип батареи	Время работы от батареи, ч
Монокуляры
AGM Global	PVS-14	11.4 х 6.4 х 6.9 / 4.5 x 2.5 x 2.7	322 / 0.71	40	25...∞	64	-6...+4	АА	<50
ATN	PVS-14	11.4 х 5.1 х 6.4 / 4.5 x 2.0 x 2.5	354 / 0.78	40	25...∞	64–72	-6...+2	AA	50
ATN	NVM14-3	11.9 х 4.8 х 6.8 / 4.7 x 1.9 x 2.7	318 / 0.7	40	25...∞	51–72	-6...+2	CR123A	50–60
Carson Industries	AN/PVS-14	11.4 х 5.1 х 5.7 / 4.5 x 2.0 x 2.25	363 / 0.8	40	25...∞	64	-6...+2	AA	40
Elbit	AN/PVS-14	11.4 х 5.8 х 6.1 / 4.5 x 2.3 x 2.4	355 / 0.783	40	25...∞	64–81	-6...+4	AA	60
L3Harris	AN/PVS-14	11.4 х 6.4 х 6.1 / 4.5 x 2.5 x 2.4	349 / 0.77	40	25...∞	64	-6...+2	AA	48
PRG Defense	PVS-14	11.2 х 6.1 х 6.1 / 4.4 x 2.4 x 2.4	318 / 0.7	40	25...∞	Н/Д	-6...+4	AA	50
Бинокуляры
ACTinBlack	DTNVS	7.8 х 10.3 х 10.8 / 3.07 x 4.05 x 4.25	від 415 / 0.915	40	25...∞	64	-6...+2	CR123A	25
ATN	PS31	11.9 х 17.8 х 8.9 / 4.7 x 7.0 x 3.5	576 / 1.27	50	25...∞	64	-5...+5	CR123A	55–60
Carson Industries	BNVD	11.4 х 9.7 х 8.9 / 4.5 x 3.8 x 3.5	449 / 0.99	40	25...∞	64	-6...+2	lithium AA	20
Elbit	AN/AVS-9	8.4 х 13 х 10.4 / 3.3 x 5.1 x 4.1	549 / 1.21	40	41...∞	64–81	-6...+2	4x AA	30
L3Harris	AN/AVS-9 M949	11.7 х 13 х 8.9 / 4.6 x 5.1 x 3.5	590 / 1.3	40	41...∞	72	-6...+2	NiCd AA	16
Night Vision Devices	BNVD-Single Gain	10.9 х 10.7 х 8.4 / 4.3 x 4.2 x 3.3	558 / 1.23	40	25...∞	Зависит от ЭОП	-6...+2	alkaline / lithium AA	40 / 20
PRG Defense	NVG-51	11.2 х 11.7 х 7.4 / 4.4 x 4.6 x 2.9	612 / 1.35	51	25...∞	72	-6...+2	CR123A / AA	20–25

 

 

AGM Global Vision PVS-14

AGM Global Vision предлагает несколько вариаций монокуляра PVS-14. Приборы используют технологию I² и предназначены для наземного использования.

 

Особенности модели

1. Поле зрения 40° и диапазон фокусировки от 25 см до бесконечности.

2. Стандартное увеличение изображения 1х, но дополнительно можно приобрести линзы с увеличением 3х и 5х.

3. Разрешение 64 пар линий на мм.

4. Диапазон регулировки диоптрий от –6 до +4.

5. Встроенный ИК-осветитель, функции автоматического отключения и отсечения яркого света.

6. Работает от одной батареи типа АА, которая имеет примерное автономное время работы 50 часов и оснащено светодиодными индикаторами низкого заряда батареи и чрезмерного освещения.

7. Габаритные размеры составляют 11.4 х 6.4 х 6.9 см, вес — 322 г с аккумулятором.

8. Диапазон рабочих температур -51...49°С, а хранение возможно в диапазоне -51...85°С.

9. Устройство AGM Global Vision PVS-14 соответствует стандарту MIL-STD-810G.

 

ATN Corporation PVS14-3

Монокуляр ATN Corporation PVS14-3 использует технологию I² и предназначен для наземного использования. Устройство доступно с зеленым или белым люминофором.

 

Особенности модели

1. Поле зрения 40° и диапазон фокусировки от 25 см до бесконечности.

2. Стандартное увеличение изображения 1х, но дополнительно можно приобрести линзы с увеличением 3х и 5х.

3. Разрешение 64–72 пар линий на мм.

4. Диапазон регулировки усиления от 25 до более 3,000 FL/FL (который можно регулировать с помощью ручки) и диапазон регулировки диоптрий от -5 до +2.

5. Встроенный ИК-осветитель и функция автоматического отсечения яркого света.

6. Работает от одной 1,5V батарейки типа АА, которая имеет приблизительный срок службы 50 часов, и оснащена индикатором заряда батареи.

7. Габаритные размеры составляют 11.4 х 5.1 х 6.4 см, вес — 354 г с аккумулятором.

8. Диапазон рабочих температур -51...49°С, а хранение возможно в диапазоне -51...85°С.

9. Имеет функцию защиты от запотевания и покрытия линз Proshield.

10. Устройство является водонепроницаемым и соответствует стандарту MIL-STD-810G.

11. Совместим с модульным интегрированным шлемом связи (MICH), креплениями PASGT или WILCOX и может быть снабжен дополнительной линзой.

 

L3Harris AN/PVS-14

Монокуляр L3Harris (ранее ITT Corporation) AN/PVS-14 (M914A) использует технологию I² и предназначен для наземного и морского применения. Прибор доступен с зеленым или белым люминофором.

 

Особенности модели

1. Поле зрения 40° и диапазон фокусировки от 25 см до бесконечности.

2. Использует ручную фокусировку и имеет стандартное увеличение изображения 1х.

3. Разрешение 64 пар линий на мм.

4. Регулировка расстояния до глаз 25 мм и диапазон регулировки диоптрий от -6 до +2.

5. Встроенный ИК-осветитель и функция автоматической защиты для предотвращения повреждения в условиях мощного освещения.

6. Работает от одной батареи типа АА, срок службы которой составляет около 48 часов, и оснащен визуальным индикатором заряда батареи.

7. Габаритные размеры составляют 11.4 х 6.4 х 6.1 см, вес — 349 г с аккумулятором.

8. Диапазон рабочих температур -51...49°С, а хранение возможно в диапазоне -51...85°С.

9. Устройство AN/PVS-14 можно погружать на 1 метр в воду на 30 минут.

10. Совместимый с J-подобным или клиновидным креплениями или креплением BNVS, может быть оснащен дополнительной линзой и имеет ориентацию объектива, которую можно перевернуть вверх или в сторону. Регулировка посадки осуществляется с помощью системы крепления на шлеме.

 

---

Предложения монокуляров от Punisher
Монокуляр ночного видения L3Harris PVS-14 (Gen.3)	Монокуляр ночного видения AGM PVS-14 (Gen.2)

---

 

ACTinBlack, Dual Tube Night Vision System (DTNVS)

Бинокулярная система ночного видения ACTinBlack DTNVS использует технологию I² и предназначена для наземного использования. Устройство доступно с белым или зеленым люминофором.

 

Особенности модели

1. Поле зрения 40° и диапазон фокусировки от 25 см до бесконечности.

2. Стандартное увеличение изображения 1х, но дополнительно можно приобрести линзу с увеличением 3х.

3. Разрешение 64 пар линий на мм.

4. Ручная межглазная регулировка и диапазон регулировки диоптрий от -6 до +2.

5. Встроенный ИК-осветитель с индикаторами включения и низкого заряда батареи в поле зрения, функция автоматического отключения яркого света.

6. Работает от одной батареи типа CR123A, которая имеет примерное время автономной работы 25 часов при комнатной температуре.

7. Габаритные размеры составляют 7.8 х 10.3 х 10.8 см, вес — от 415 г в зависимости от оптики и ЭОП.

8. Диапазон рабочих температур –30…50°С, а хранение возможно в диапазоне –50…70°С.

9. Устройство DTNVS соответствует стандарту MIL-STD-810, имеет степень защиты от проникновения жидкости IP68, водонепроницаемо на глубине до 20 метров в течение двух часов и имеет коррозионную стойкость к соленой воде.

10. Совместим с современными системами крепления, такими как Wilcox G-24 и Norotos INVG.

 

Night Vision Devices, Inc. BNVD Binocular Night Vision Device – Single Gain

Бинокулярные приборы ночного видения Night Vision Devices, Inc./BNVD – Single Gain используют технологию I² и предназначены для наземного и морского использования.

 

Особенности модели

1. Поле зрения 40° и диапазон фокусировки от 25 см до бесконечности.

2. Стандартное увеличение изображения 1х, но дополнительно можно приобрести линзу с увеличением 3х.

3. Разрешение 64–81 пар линий на мм.

4. Диапазон регулирования усиления системы с фиксированным усилением составляет более 5500 FL/FL, а для системы с регулируемым усилением: от 0 FL/FL до более 5500 FL/FL.

5. Межзиновая регулировка в диапазоне 51–76 мм и диапазон регулировки диоптрий от -6 до +2; диапазон идентификации целей варьируется.

6. Встроенный ИК-осветитель с функциями точечного/рассеянного света и автоматическим отключением яркого света.

7. Работает от литиевых, щелочных и Ni-MH батарей, имеющих приблизительный срок службы 20+ часов для щелочных и 40+ часов для литиевых, и оснащен визуальным индикатором заряда батареи.

8. Габаритные размеры составляют 10.9 х 10.7 х 8.4 см, вес — 558 г.

9. Диапазон рабочих температур -51...52°С, а хранение возможно в диапазоне -51...85°С.

10. BNVD-SG соответствует стандарту IP68 (погружение на 20 метров на два часа) и MIL-STD-810G по ударопрочности, поскольку выдерживает падение с высоты одного метра в футляре без повреждений.

11. Ожидаемый срок службы BNVD-SG составляет от 12 000 до 15 000 часов в зависимости от условий использования и технического обслуживания, причем линз — от 12 000 до 15 000 часов, а ЭОП — до 10 000 часов.

12. Совместим с креплениями для шлема Wilcox и Norotos Lo Sto.

 

---

Предложения бинокуляров от Punisher
Бинокуляр ночного видения NVD BNVD-SG с белым фосфором	Прибор ночного видения L3Harris F4949 AN/AVS-9 ANVIS

---

 

Выводы

Технологии ночного видения обеспечивают улучшенное видение, чувствительность и осведомленность пользователей, работающих в условиях недостаточного освещения или полного отсутствия света.

В различных конфигурациях и вариантах применения технологии ночного видения могут быть полезны для военных, правоохранительных органов, пожарных подразделений и служб экстренной медицинской помощи.

Устройства могут улучшить зрение для сбора доказательств, наблюдения, пограничного патрулирования, навигации в задымленной среде, а также поиска и спасения.

Все ПНВ нуждаются в определенном окружающем освещении, которое может быть лунным, звездным или искусственным. При отсутствии внешнего освещения пользователь должен установить источник инфракрасного света, который будет виден также и для других пользователей ПНВ на объекте.

Технические характеристики, такие как диапазон фокусировки, разрешение, цена, вес и поле зрения, зависят от конкретного устройства и изготовителя.

Пользователям, рассматривающим возможность приобретения приборов ночного видения, рекомендуется изучить общие возможности и ограничения каждого продукта с учетом оперативных потребностей своей службы.

Конкретная операция или применение, включая методы развертывания и рабочую среду, должны быть ориентиром для требований к прибору, таких как разрешение, дальность, функциональность в условиях отсутствия или слабого освещения, поле зрения и т.д.

 

Источник: SAVER Night Vision Devices Market Survey Report