Тепловизор или прибор ночного видения: что выбрать?

Большую часть информации о событиях, происходящих в окружающем мире, люди воспринимают визуально. Но человеческий глаз видит не весь спектр оптического излучения, а лишь его малую часть. По мере снижения уровня освещенности ухудшается и качество формируемой картинки. В связи с этим в 20-х годах прошлого столетия были разработаны приборы ночного видения (ПНВ), а потом появились и тепловизоры. Это совершенно разные устройства, каждое из которых предназначено для решения определенных задач. Они отличаются между собой техническими параметрами, конструкцией, принципом действия, стоимостью.

Функционал и технические характеристики

ПНВ улучшает качество картинки в условиях плохой (ограниченной) освещенности. Позволяет рассмотреть слабо различимые глазом предметы в свете звезд, луны, искусственных источников. Устройство воспринимает отраженный свет и на основании полученных данных формирует изображение. При отсутствии отраженного света ПНВ будет корректно работать только с дополнительным использованием инфракрасной подсветки. В этом случае длина волны увеличивается с 390 нм до 1400 нм.

При выборе важно учитывать:

• качество оптики;
• чувствительность;
• разрешение.

По законам физики все теплые предметы (t>-273 градусов) формируют электромагнитные волны. При нагреве или остывании их частота меняется. Тепловизор — оборудование, способное визуализировать тепловое излучение. Пользователи видят температуру определенных участков исследуемого объекта по сравнению с соседними сегментами.

При выборе тепловизора важно учитывать:

• частоту смены кадров (на экране устройства картинка обновляется с частотой 9 — 60 Гц; чем выше частота смены кадров, тем меньше шлейф и эффект замирания у подвижных объектов);
• разрешение матрицы (параметр обычно указывается в пикселях; чем выше значение разрешения, тем лучше будет угол поля зрения);
• наличие шумов (при работе в матрице возникают дополнительные шумы; низкий уровень шумов — признак хорошего прибора).

Современные тепловизионные устройства оснащены разными режимами калибровки, предназначенными для снижения уровня посторонних шумов.

Конструкционные особенности и варианты исполнения

В основе работы многих моделей ПНВ лежит ЭОП (электронно-оптический преобразователь). Это вакуумный прибор, содержащий в себе анод и светочувствительный катод. Свет, попавший в устройство через объектив, выбивает электроны из катода. Электроны во время движения к аноду ускоряются и приобретают дополнительную энергию. Поэтому на люминофоре формируется яркое и легко просматриваемое изображение. Коэффициент усиления в некоторых приборах составляет 25 — 55 тысяч.

Современные ПНВ по принципу действия напоминают цифровые видеокамеры. Они оснащены полупроводниковой матрицей, сигнал от которой преобразуется в картинку на экране. Время работы ПНВ ограничено 3 — 5 тысячами часов.

Виды ПНВ:

• Монокуляр (визуально похож на зрительную трубу). Имеет один ЭОП.
• Бинокль. Имеет окуляры для двух глаз. Устройство оснащено одним или несколькими ЭОП.
• Очки. Подходят для наблюдения за объектами во время движения. Имеют маску-оголовье и объектив с 1-кратным увеличением.
• Прицел. Это монокуляр, который устанавливается в стрелковое оружие.

Что касается тепловизора, то он по принципу действия напоминает цифровой ПНВ. Но только его сенсорный элемент чувствителен не к свету, а к теплу. Матрица устройства оснащена большим количеством датчиков, которые способны фиксировать даже малейшие изменения температуры. Как и в цифровом ПНВ, сигнал от матрицы преобразуется в изображение посредством электроники.

Тепловизоры в большинстве своем оснащаются только одним сенсором. Самые популярные варианты, представленные на гражданском рынке:

• Монокуляры. Имеют компактный размер. Подходят для наблюдения за техникой, людьми, животными.
• Прицелы. Могут дополнять гладкоствольное, нарезное оружие.
• Насадки. Устанавливаются на оптику, совершенствуя ее до уровня тепловизора.
• Бинокли. Имеют несколько окуляров и один объектив.

Оптику для тепловизоров производят из халькогенидного стекла, селенида цинка или германия. Такие линзы, если сравнивать со стеклянными, прекрасно фиксируют ИК излучение и не пропускают видимый свет. Период работы тепловизоров не ограничен.

Сравнение тепловизора с прицелом ночного видения

По всем характеристикам тепловизоры оказываются лучше, чем ПНВ, включая ЭОП и цифровые модели. Единственный нюанс, препятствующий стремительному распространению ИК-оснащения — высокая стоимость. На цену прибора существенное влияние оказывает стоимость материала, используемого для производства объектива и сенсорного узла (болометра).

Причины, по которым тепловизионную технику считают лучше ПНВ:

• самая большая дальность обнаружения объектов;
• на качество работы не влияют погодные условия и уровень освещенности;
• устройства легко интегрируются в любое оружие, никак не реагируют на отдачу;
• при наличии на траектории наблюдения небольших помех качество формируемой картинки не изменится.

Принцип работы ПНВ основан на усилении остаточного (слабого) света ночью или во время сумерек. Тепловизорам для работы свет вообще не нужен. Они реагируют только на тепловое излучение, исходящее от объекта. А тепловому излучению дополнительная подсветка не нужна. Термограмма формируется за сотые доли секунды. Тепловизоры дают возможность выявить и определить скрытые источники тепла, не прибегая к использованию подсветки.