Цифровые приборы ночного видения

Приборы ночного видения подразделяются не только по типам, в соответствии с которыми различают: бинокли и монокуляры, прицелы и ночные насадки, очки ночного видения, а также комбинированные системы, объединяющие в себе свойства двух или более перечисленных выше типов ПНВ. Отличаются они и по виду приемника излучения, и если еще совсем недавно наблюдалась почти абсолютная доминация приборов ночного видения на основе электронно-оптического преобразователя (ЭОП), то сейчас у них появилась серьезная конкуренция в виде ПНВ, в качестве приемника инфракрасного излучения и усилителя которого используется ПЗС- или CCD-матрица, микросхема, состоящая из светочувствительных фотодиодов, называемых пикселями, и преобразующая свет в цифровую информацию. И хотя ПНВ на основе ЭОП пока еще не сдают своих позиций, но, учитывая стремительное развитие цифровых технологий, можно с большой долей вероятности предположить, что рано или поздно цифровые ПНВ вытеснят их с рынка.

Устройство цифровых ПНВ

Внешне цифровые приборы ночного видения мало чем отличаются от ПНВ на основе ЭОП. Сама конструкция имеет: объектив, сенсор, процессор для электронной обработки изображений, блок питания (иногда дополнительно оборудуются разъемом для подсоединения к внешнему энергоисточнику), инфракрасного осветителя (не обязательно), микродисплея и окуляра. Современные цифровые ПНВ оснащаются еще и блоком беспроводного управления устройством, который подразумевает наличие пульта. Вся конструкция заключена в водонепроницаемый корпус из прочного материала, а оптический тракт заполняется азотом, что предупреждает запотевание стекол.

В цифровых ПНВ применяются два вида светочувствительных сенсоров:

• Сенсор CCD (ПЗС) собирает изображение в аналоговом виде (каждый пиксель представляет собой аналоговое устройство), а уже затем блок обработки превращает электрические сигналы в цифровую картинку;
• Сенсор CMOS (КМОП) относится к виду активно-пиксельных датчиков, когда каждый отдельный пиксель оцифровывается отдельно, для чего к каждому из них подсоединяется транзисторный усилитель.

Оба они предназначены для преобразования спроектированного на них оптического изображения в поток цифровых данных, но первый из них выдает лучшее качество изображения, хотя и является более дорогим и энергозатратным.

Следующим в очереди после объектива и светочувствительного сенсора в конструкции прибора ночного видения располагается блок электронной обработки (процессор), состоящий из одной или более плат. Микросхемы блока обрабатывают сигнал, полученный от сенсора, для дальнейшего формирования изображения на дисплее.

В цифровых ПНВ чаще всего используют: жидкокристаллические дисплеи просветного типа, микродисплеи отражательного типа, или же OLED-дисплеи. Именно последние имеют преимущество и устанавливаются на подавляющее большинство современных цифровых приборов. OLED-дисплеи дешевле в изготовлении, при этом они демонстрируют лучшее качество картинки и не боятся перепадов температур. Поскольку дисплеи, применяемые в цифровых ПНВ совсем миниатюрные, то окуляр выполняет функцию лупы, увеличивая появляющееся на микродисплее изображение.

Преимущества цифровых ПНВ

Несмотря на то, что цифровые приборы ночного видения совсем недавно составили конкуренцию традиционным приборам с электронно-оптическими преобразователями, они уже сейчас открывают более широкие возможности для пользователей, которые получают доступ к полезным функциям и настройкам, недоступным или слишком дорогим на ПНВ с ЭОП. Например:

• Регулировка яркости, контраста и цвета. В цифровых приборах эти настройки являются базовыми, тогда как для ПНВ на основе ЭОП – это дополнительная и часто недешевая опция.
• Доступность полезной информации непосредственно в поле зрения наблюдателя, такой как: время, состояние зарядки аккумуляторов, выбранных для использования режим и т. д.
• Zoom-эффект. Цифровое увеличение превышает кратность аналоговых приборов в 3-4 раза.
• Функция «картинка в картинке» позволяет выводить на дисплей дополнительное отдельное изображение объекта наблюдения.
• Простое отключение и включение экрана в целях маскировки или экономии энергоресурсов.
• Установка GPS-модуля дает возможность всегда определять точное местонахождение и отмечать на карте посещаемые места.
• Wi-Fi обеспечивает связь с любым мобильным устройством пользователя, что дает, например, возможность управлять прибором с помощью смартфона, а также передавать видео и фото материалы на удаленные устройства.
• Видеорекордеры позволяют записывать и транслировать в режиме реального времени весь процесс наблюдения или делать качественные цифровые фотографии.
• Цифровая прицельная марка в прицелах на основе матрицы накладывается на картинку и располагается в одной с ней плоскости, как в коллиматорных прицелах. Это исключает параллакс и избавляет от необходимости ввода механических правок в процессе наведения оружия на цель, как это происходит на аналоговых приборах.
• Функция автоматического ввода поправок позволяет нажатием одной кнопки выбрать необходимый профиль при изменении дистанции стрельбы.
• Специальные программы пристрелки позволяют проводить эту важную процедуру всего лишь одним выстрелом, при этом память цифровых ПНВ дает возможность сохранять большое количество профилей для разных видов оружия.
• Датчики крена и тангажа предупреждают о «завале» оружия для приведения его в оптимальное для выстрела положение.
• Интеграция с лазерными дальномерами позволяет выводить информацию об удалении объекта наблюдения в поле зрения наблюдателя.

Цифровые ПНВ, в отличие от их собратьев на основе ЭОП, абсолютно не боятся «засветов» и могут работать при интенсивном дневном освещении. Они способны выдерживать любые ударные нагрузки, что позволяет использовать цифровые ПНВ на разных видах оружия, в том числе, крупнокалиберного. Еще одним аргументом в пользу цифровых приборов является то, что их матрицы реагируют на инфракрасное излучение более широкого, чем у ПНВ с ЭОП диапазона, включая полностью невидимое для потенциальной добычи, если речь идет об устройствах для охоты. Ну и, наконец, цена. Отсутствие дорогой оптико-электронной начинки делает производство цифровых ПНВ намного более дешевым, чем производство приборов с ЭОП, особенно, если речь идет о ПНВ с ЭОП второго и выше поколений. Кстати, ресурс работы матрицы превышает аналогичный показатель для электронно-оптических преобразователей, что также снижает стоимость владения.

Конечно же, не лишены цифровые приборы ночного видения и некоторых недостатков и основной среди них – это непомерное энергопотребление. Но способы решения этой проблемы наверняка будут придуманы в обозримом будущем, как только устранят другие недостатки и тогда у приборов на основе ЭОП уже точно не останется никаких преимуществ, чтобы успешно конкурировать со своими цифровыми собратьями.

Выбор цифрового ПНВ

На какие эксплуатационные характеристики следует обращать внимание при покупке цифрового прибора ночного видения? Вот ключевые, которые актуальны для всех типов приборов:

• Кратность. Диапазон этого параметра в цифровых приборах чаще всего находится в рамках от 1.5 до 17 крат. Но следует иметь в виду, что при большом увеличении значительно снижается общая светосила прибора.
• Поле зрения. По этому показателю цифровые приборы заметно проигрывают своим конкурентам, и это значение редко превышает 6-8 градусов, но есть цифровые ПНВ и с полем зрения до 12 градусов.
• ИК-подсветка. Чем выше его мощность, тем дальше расстояние действия. Как уже упоминалось выше, цифровые ПНВ способны работать в более широком диапазоне ИК-излучения и если предстоит выбирать прибор для охоты, то лучше подойдет длинноволновый излучатель, невидимый для глаза потенциальной добычи.
• Дисплей. Предпочтительнее по всем параметрам выглядят OLED-дисплеи, которые, в отличие от многих жидко-кристаллических аналогов, не подвержены воздействию низких температур.
• Разрешение. Исчисляется, в большинстве случаев, в штрихах на миллиметр (реже в угловых величинах) и показывает возможности устройства четко показывать расположенные в непосредственной близости точки и линии. Здесь работает простой принцип – чем выше, тем лучше. Имеется в виду качество и четкость картинки. Если разрешение цифрового прибора находится на уровне ниже 25 штр/мм, то уже даже на расстоянии в какую-то сотню метров очень трудно будет отличить, например, силуэт человека от потенциальной добычи.
• Удаление выходного зрачка. Показатель, измеряемый в миллиметрах, особенно важен для цифровых приборов, применяемых для наведения оружия на цель, так как слишком близкое расположение глаза пользователя к окуляру, может стать причиной его повреждения при сильной отдаче оружия. Поэтому этот показатель никак не должен быть меньше 50-60 миллиметров для цифровых прицелов ночного видения.
• Питание. Как правило, в качестве источника питания выступают обычные батарейки, но, учитывая тот факт, что цифровые приборы отличаются повышенным энергопотреблением и время автономной работы при включенном ИК-осветителе редко превышает три часа, то очень желательно, чтобы устройство имело еще и возможность для подключения дополнительных источников внешнего питания.