Как работают приборы ночного видения: объясняем простыми словами

Приборы ночного видения (ПНВ) – это устройства, которые позволяют видеть в частичной или полной темноте. Они используются военными, охотниками, спасателями, походниками, натуралистами, фотографами, следящими за дикой природой, и даже обычными туристами. Но как они работают? Почему через них можно разглядеть то, что невидимо для невооруженного человеческого глаза? Постараемся разобраться в этой статье.

Принцип работы прибора ночного видения

Основной принцип работы ПНВ заключается в усилении слабого света (лунного, звездного, иногда – остаточного солнечного) или преобразовании невидимого инфракрасного излучения в видимое изображение. Человеческий глаз видит только в определенном спектре света и цвета – от 380 нм (фиолетовый цвет) до 750 нм (красный цвет) в дневное время суток, но ночью этого спектра оказывается недостаточно. Работа любого прибора ночного видения направлена на улавливание даже минимальных остатков света и их многократное усиления с последующим созданием четкого изображения на экране устройства. Некоторые модели ПНВ могут использовать ИК-осветитель для подсвечивания пространства невидимым для человека излучением – это также обеспечивает пользователю «ночное зрение».

Как устроен прибор ночного видения? Если говорить о классических ПНВ на базе ЭОП, то они состоят из нескольких взаимосвязанных частей:

• Объектив – собирает слабый свет и фокусирует его на электронно-оптическом преобразователе (ЭОП).
• Электронно-оптический преобразователь (ЭОП) – «сердце» прибора, выполняющее основную часть работы. Оно усиливает свет и преобразует его в картинку.
• Фосфорный экран – на него попадают усиленные электроны, создающие изображение. Обычно оно имеет холодный зеленый цвет, но есть и модели приборов, создающие черно-белую картинку.
• Окуляр – через него пользователь рассматривает результат работы описанных выше частей прибора, то есть финальное изображение.
• Источник питания – обычно это батарейки, съемные или встроенные аккумуляторы.
• ИК-осветитель (опционально) – подсвечивает пространство перед пользователем при работе в полной темноте.

Но сейчас гораздо более распространены цифровые приборы ночного видения. Они уже не используют ЭОП для создания изображения, эту функцию выполняет матрица ПЗС. А наблюдать картинку можно на цифровом дисплее, расположенном в поле зрения окуляра. Рост популярности цифровых ПНВ связан с более доступной ценой, возможность получать изображение в высоком разрешении, а также с тем, что они не боятся засветки и могут использоваться в дневное время суток.

Итак, приблизительный принцип работы прибора ночного видения мы разобрали: остаточный естественный свет попадает в прибор, где преобразуется его компонентами и выдается наблюдателю в виде усиленной, улучшенной и хорошо читаемой картинки. Но ведь «зрение» ПНВ должно отличаться от человеческого, иметь какие-то особенности? Давайте узнаем, как видит прибор ночного видения.

Разумеется, у него есть некоторые важные отличия:

• Зеленый цвет изображения – большинство фосфорных экранов у моделей ПНВ с ЭОП работают на зеленом люминофоре, поэтому картинка, которую видит наблюдатель, имеет характерный зеленоватый оттенок, от которого невозможно избавиться.
• Монохромное изображение – цифровые приборы ночного видения в темноте не передают цветов, привычных человеческому зрению, а только отображают яркость объектов. Некоторые цифровые модели могут использовать визуальные эффекты для создания зеленого изображения.
• «Светящиеся» глаза у животных – этот эффект обусловлен тем, что их глаза отражают ИК-излучение. Явление может быть усилено, если пользователь ведет наблюдения за теми видами животных, в строении зрительного аппарата которых есть тапетум – отражательная оболочка, расположенная позади сетчатки (кошки, собаки, лошади, слоны, олени, тигры, волки и др.).
• Размытость по краям изображения – обычно этот нежелательный эффект встречается у более дешевых моделей ПНВ, поэтому очень важно инвестировать в качественную оптику, чтобы всегда наблюдать четкое изображение.

Как работает любой прибор ночного видения – подытожим простыми словами. Представьте себе логическую цепочку: слабый ночной свет попадает в объектив, затем во внутренней схеме прибора фотоны света превращаются в электроны, усиливаются и создают особое свечение. Это свечение образует изображение, которое пользователь может наблюдать в окуляр. Опционально, если внешнего света совсем нет, в начале наблюдений включается ИК-осветитель, и прибор ночного видения улавливает и преобразует в картинку именно его излучение.

Приборы ночного видения позволяют человеку без проблем видеть в темноте и вести поисково-спасательные, охранные или разведывательные мероприятия в то время суток, когда весь мир спит. Эти устройства позволяют нам круглосуточно изучать мир вокруг – и это не волшебство, а лишь результат работы удивительных современных технологий.

Цифровой бинокль ночного видения Bresser 3x20 для работы в дневное и ночное время

Статья одобрена экспертом: Алексей Смодин