Окуляри нічного бачення: принцип роботи, види та особливості вибору

Окуляри нічного бачення допомагають пересуватися й працювати за слабкого освітлення, не займаючи рук. Прилади нічного бачення використовують військові підрозділи, охоронні служби та під час пошуково-рятувальних операцій. Прилад закріплюється перед очима, тож людина може одночасно спостерігати за місцевістю, тримати спорядження або допомагати постраждалому.

Тактичні окуляри нічного бачення не варто вибирати лише за поколінням електронно-оптичного перетворювача. Під час короткого спостереження різниця у вазі може здаватися несуттєвою, а після кількох годин на шоломі вона вже відчувається важкістю та болем в шиї. Для руху нерівною місцевістю важливі два незалежні канали, для міста — коректна робота за мінливого освітлення.

Що таке окуляри нічного бачення

Це оптико-електронний прилад, розрахований на носіння на шоломі або наголовній системі. Передня монтажна платформа на шоломі називається шраудом. До неї приєднують відкидне кріплення, яке тримає оптику перед очима та дає змогу підняти її над лобом, коли нічне бачення не використовується.

Аналогові окуляри працюють з електронно-оптичним перетворювачем, скорочено ЕОП. Цифрові отримують зображення зі світлочутливої матриці й виводять його на внутрішній екран. Ширшу категорію утворюють прилади нічного бачення: ручні монокуляри, біноклі, приціли й насадки. Не всі вони придатні для тривалого руху зі вільними руками.

На практиці окуляри нічного бачення — військові чи цивільні — оцінюють разом із кріпленням і живленням. Хороша оптика не виправить люфт у шарнірі, а важкий блок без противаги тягнутиме шолом уперед.

Як працюють окуляри нічного бачення

Об’єктив збирає слабке видиме та ближнє інфрачервоне світло. В ЕОП воно перетворюється на електронний потік, підсилюється й формує зображення на люмінофорному екрані. Залежно від типу люмінофора оператор бачить зелену або біло-сіру картинку. Тут ідеться про підсилення яскравості сигналу, а не про оптичне наближення предметів.

У підвалі без вікон або іншому повністю темному місці зовнішнього світла може не вистачити. Тоді вмикають інфрачервоний освітлювач. Людське око його не бачить, зате промінь здатен помітити інший сумісний прилад, тому активне підсвічування не завжди доречне.

Автогейтинг швидко регулює роботу ЕОП під час переходу від темної ділянки до освітленої. Система захисту від яскравого світла зменшує підсилення ЕОП, коли в кадрі з’являється потужне джерело. Такий захист не дає підстав спрямовувати окуляри на прожектор або лазер.

Цифрова система формує відеосигнал, тому для неї мають значення частота кадрів і затримка від матриці до дисплея. Тепловізор працює інакше: він показує різницю температур, а не підсилює залишкове світло. У комбінованих моделях тепловий контур накладається на нічне зображення.

Які бувають окуляри нічного бачення

Монокуляр має один канал перед одним оком. Він легкий, компактний і залишає друге око вільним для сприйняття навколишнього світла. Для статичного спостереження або нетривалого переміщення цього часто вистачає. На камінні, сходах чи в лісі оцінювати глибину одним каналом складніше.

У псевдобінокулярній системі один ЕОП передає спільне зображення на два окуляри. Бінокулярна конструкція має два об’єктиви й два ЕОП, тому кожне око отримує власну картинку. Тактичні окуляри нічного бачення з двома незалежними каналами зручніші під час руху, хоча вони важчі та дорожчі за монокуляр.

Панорамні моделі використовують чотири канали й дають значно ширший периферійний огляд. За нього доводиться платити більшою масою, складнішим обслуговуванням і високою ціною. Для більшості завдань вибір стоїть між монокуляром і звичайною двотрубною системою.

ЕОП також поділяють за поколіннями Gen 1, Gen 2, Gen 2+ і Gen 3. Позначення покоління корисне для першого порівняння, але дві трубки однієї групи можуть відрізнятися чистотою зображення, чутливістю та рівнем шуму.

Основні характеристики окулярів нічного бачення

1. Якість зображення. Роздільну здатність ЕОП вказують у парах ліній на міліметр, або lp/mm. Вона показує, наскільки дрібні деталі здатна розділити трубка. Співвідношення сигнал/шум, або SNR, описує читабельність картинки на тлі зернистості. FOM обчислюють множенням SNR на роздільну здатність. EBI характеризує фонове світіння в глибокій темряві, а halo — розмір ореолу навколо ліхтаря чи фари. Ці цифри краще читати разом, а не шукати один універсальний показник.
2. Поле зору та оптичне збільшення. Шоломні моделі переважно мають збільшення 1×, тому предмети зберігають звичний масштаб. Типове поле зору багатьох монокулярних і бінокулярних систем становить близько 40°. Панорамна оптика охоплює більше простору, але помітно додає ваги.
3. Фокусування. Об’єктивом налаштовують різкість на потрібній відстані, а діоптрійне кільце біля окуляра підлаштовують під зір. У двотрубній моделі канали мають стояти на правильній відстані між зіницями. Якщо зображення доводиться постійно зводити очима, прилад швидко спричинить втому.
4. Маса, баланс і живлення. До ваги оптичного блока додаються кріплення, батарея, кабель і страхувальний шнур. Винесений на потилицю батарейний блок може працювати як противага. Паспортну автономність звіряють із типом елементів живлення та робочою температурою, оскільки на морозі батареї розряджаються швидше.
5. Корпус і кріплення. Для польової роботи перевіряють захист від вологи та пилу, температурний діапазон і стійкість до ударів. Інтерфейси bayonet і dovetail мають різну геометрію та без відповідного адаптера не з’єднуються. У кріпленні корисні регулювання висоти, відстані до очей і кута нахилу.

Як вибрати окуляри нічного бачення

Починати краще зі сценарію, а не з таблиці характеристик. Для багатогодинного патрулювання на перший план виходять маса, баланс і запас батарей. Під час руху пересіченою місцевістю два незалежні канали полегшують оцінювання близьких перешкод. У місті, де темний двір змінюється яскравим під’їздом, корисний автогейтинг.

Для польового використання перевіряють стійкість до вологи, вібрацій і перепадів температури. ЕОП бажано оцінювати за індивідуальним паспортом трубки. На ньому видно фактичні параметри конкретного екземпляра, а не усереднені дані серії.

Перед купівлею прилад варто встановити на шолом і відрегулювати під себе. Кріплення не повинно хитатися, окуляри — сповзати під час ходьби, а противага — тиснути на потилицю. На ввімкненій оптиці перевіряють різкість, мерехтіння, помітні плями та реакцію на зміну освітлення. У бінокулярі обидва канали мають давати узгоджене зображення без напруження очей.

Комплектацію читають уважно: оптичний блок може постачатися без шоломного кріплення, адаптера, батарейного блока або чохла. Якщо в користувача вже є шолом, до замовлення звіряють тип шрауда й інтерфейс кріплення.

Де застосовуються окуляри нічного бачення

У військовій сфері окуляри використовують для пересування, спостереження, читання карти та роботи зі спорядженням без видимого ліхтаря. Тактичні окуляри нічного бачення можуть працювати разом із сумісними інфрачервоними освітлювачами й маркерами, але активне випромінювання враховують як можливу демаскувальну ознаку.

Охоронні служби застосовують їх під час обходу території та огляду неосвітлених приміщень. Рятувальникам вільні руки потрібні для мотузок, нош і медичного спорядження. Туман, дим, сильний дощ і густий пил погіршують оптичне зображення, тож у частині ситуацій прилади нічного бачення доповнюють тепловізором.

Під час підбору на Flash Army варто вказати модель шолома, потрібну кількість каналів і бажану автономність. Так легше перевірити сумісність оптики, кріплення та живлення до оформлення замовлення.