ІЧ-опромінювач проти навколишнього освітлення: як нічне бачення працює в різних умовах

一,Чому нічному баченню потрібне світло?

«Нічне бачення» — назва трохи оманлива. Більшість людей чують це й уявляють собі пристрій, який дозволяє бачити в повній темряві, без освітлення взагалі. Традиційний прилад-підсилювача зображення нічного бачення насправді не працює так. Він не створює зображення з нічого - для роботи з ним потрібні деякі фотони, навіть якщо їх кількість набагато нижча від того, що може зафіксувати людське око.

Ці фотони можуть надходити з кількох місць. Місячне світло є очевидним, але світло зірок, сяйво сутінків, вогні далеких міст і розсіяне світло, що відбивається від хмар або місцевості, також мають значення. Поле, яке виглядає абсолютно чорним для ваших очей, може все ще доставляти корисну цівку світла до труби нічного бачення.

Коли цього природного запасу стає занадто мало, ІЧ-освітлювач може заповнити прогалину. Це невеликий пристрій, який випромінює інфрачервоне світло -, невидиме для нас, але цілком придатне для використання датчиком нічного бачення - та ефективно додає до сцени друге, штучне джерело світла.

Простіше кажучи: навколишнє освітлення – це те, що вже є. ІЧ-освітлювач – це те, що ви приносите з собою.

Ця різниця викликає запитання, навколо яких побудована ця стаття: скільки освітлення насправді потрібно приладу нічного бачення? Чи може це працювати без будь-якого ІЧ взагалі? Коли додавання ІЧ дійсно допомагає, а коли ні? І чи завжди більше інфрачервоного випромінювання означає краще зображення? Ми пройдемося по кожному.

2, Як працює прилад нічного бачення?

Що таке навколишнє освітлення?

Навколишнє освітлення – це будь-яке світло, яке вже було в навколишньому середовищі до того, як ви додали щось штучне. У полі це зазвичай означає:

Місячне світло

Зоряне світло

Сутінки (світіння перед сходом або після заходу сонця)

Освітлення міста або міста, що відбивається від неба

Джерела дистанційного штучного світла - автомобільні ліхтарі, вуличні ліхтарі, охоронне освітлення

Жодне з них не повинно виглядати яскраво, щоб бути корисним. Труба нічного бачення набагато чутливіша до слабкого освітлення, ніж людське око, тому сцена, яка здається вам абсолютно темною, може містити достатню кількість фотонів, з якими пристрій може працювати.

Як підсилювач зображення використовує доступне світло?

Основний процес простий, навіть якщо електроніка всередині:

Доступне світло → об'єктив → ЕОП → електронне посилення → люмінофорний екран → видиме зображення

Світло проходить через об’єктив і потрапляє на фотокатод всередині підсилювача, який перетворює фотони в електрони. Ці електрони потім прискорюються та розмножуються - це «підсилювальна» частина - перед тим, як натрапити на люмінофорний екран, який перетворює їх назад у видиме зображення, зазвичай у знайомому зеленому чи білому-люмінофорному тоні.

Важливо розуміти, що прилад нічного бачення не створює зображення з нічого. Він бере будь-яке світло, яке вже є, і посилює його, іноді в десятки тисяч разів. Відсутність вхідного світла означає, що нічого не потрібно посилювати.

Що відбувається, коли навколишнє освітлення дуже низьке?

У міру того, як доступне світло падає, якість зображення падає. Зазвичай ви побачите:

Темніший загальний образ
Втрата дрібних деталей
Більш помітний шум або зернистість
Складніше розпізнавання цілей
Коротший ефективний діапазон виявлення

Це саме те місце, де ІЧ-освітлювач починає мати значення. Це не виправляє зламаний пристрій -, воно просто повертає світло, якого не дає середовище.

2, що таке ІЧ-опромінювач?

Що означає ІЧ-освітлювач?

ІЧ означає інфрачервоне. ІЧ-опромінювач – це активний пристрій -, він не збирає світло, він випромінює його в діапазоні довжин хвиль, який знаходиться за межами того, що може виявити людське око. Пристрій нічного бачення, з іншого боку, створено так, щоб бути чутливим саме до цього діапазону, тому він може вловлювати інфрачервоне світло, яке виробляє опромінювач.

Як працює ІЧ-освітлювач?

Шлях легко описати:

ІЧ-освітлювач → інфрачервоне світло → ціль → відбите ІЧ → прилад нічного бачення → зображення

Освітлювач випромінює інфрачервоне світло на сцену. Це світло потрапляє на об’єкти - людину, транспортний засіб, місцевість - і відбивається назад так само, як видиме світло, коли воно потрапляє на щось у денний час. Прилад нічного бачення вловлює відбите інфрачервоне випромінювання та перетворює його на видиме зображення, дотримуючись того самого процесу посилення, який описано вище.

Чому ми зазвичай не бачимо ІЧ-світло?

Людське око просто не створене для реєстрації -інфрачервоних хвиль - наші фоторецептори не реагують на цю частину спектра. Фотокатод труби нічного бачення реагує на нього, тому технологія працює: він може «бачити» джерело світла, невидиме для людини, яка стоїть поруч.

Ось чому ІЧ-опромінювач — це не те саме, що ліхтарик, хоча обидва додають світла в сцену. Ліхтарик видно всім, хто знаходиться поблизу, незалежно від того, чи є прилад нічного бачення чи ні. Промінь ІЧ-опромінювача невидимий неозброєним оком і стає видимим лише через пристрій нічного бачення або ІЧ{2}}чутливий пристрій - суттєва відмінність для тих, хто хоче залишатися непомітним.

ІЧ-опромінювач проти зовнішнього освітлення: у чому різниця?

Це те порівняння, яке цікавить більшість людей.

Особливість	Навколишнє світло	ІЧ-освітлювач
Джерело	Природне / наявне світло	Штучне ІЧ світло
Доступність	Залежить від середовища	Керується користувачем
Місячне світло	Сприяє	Не застосовується
Зоряне світло	Сприяє	Не застосовується
Повна темрява	Дуже обмежений	Ефективний
КОНТРОЛЬ	Обмежений	Регульована
Додаткове обладнання	Не вимагається	Обов'язковий
Необхідна потужність	немає	так
Стелс	пасивний	Активний

Навколишнє світло

Переваги

Немає додаткового обладнання для перенесення чи встановлення
Не тягне від акумулятора
Повністю пасивний - нічого не виявити
Працює природно, без регулювання

Обмеження

Залежить від погоди

Залежить від фази місяця та хмарності

Не можна підняти, коли потрібно більше

Продуктивність змінюється від ночі до ночі та від години до години

ІЧ-освітлювач

Переваги

Додає світло саме тоді і там, де його недостатньо
Справжнє значення в умовах дуже-освітлення
Може помітно покращити яскравість зображення
Багато моделей пропонують регульований вихід

Обмеження

Потрібне живлення та додаткове{0}}час роботи
Ще один елемент обладнання для транспортування, монтажу та обслуговування
Оскільки це активний випромінювач, його потенційно може вловити будь-хто, хто має прилади нічного бачення або ІЧ-випромінювання

3. Чи може нічне бачення працювати без ІЧ-промінь?

Чесна відповідь не однозначна: так чи ні - це залежить від того, де ви знаходитесь.

01.

З місячним світлом

У більшості випадків так. Ясна ніч із пристойною фазою місяця забезпечує достатньо навколишнього освітлення, щоб хороший підсилювач зображення створював чисте, зручне зображення без додаткового ІЧ-випромінювання.

02.

Під світлом зірок

Starlight сам по собі є набагато тоншим джерелом світла, тому результати відрізняються більше. Високопродуктивна-кілескоп все ще може забезпечувати працездатне зображення, але нижчі-технічні характеристики можуть мати проблеми - саме тут якість кінескопа починає мати більше значення, ніж будь-що інше.

03.

У міських районах

Міста та селища рідко повністю затемняються. Вуличне освітлення, освітлення будівель і фари транспортних засобів забезпечують достатню кількість навколишнього освітлення, тому постійна робота ІЧ-освітлювача зазвичай не потрібна.

04.

В умовах надзвичайно-освітлення

Густий ліс під густим пологом, підземні простори, кімнати без вікон і віддалені сільські райони в безмісячну похмуру ніч — це зовсім інша історія. У таких середовищах навколишнє освітлення може впасти майже до нуля, і ІЧ-просвітлювач стає справді корисним, а не необов’язковим.

4. Коли слід використовувати ІЧ-опромінювач?

Надвірний патруль

За розумного навколишнього освітлення - місячне світло, світло зірок або штучне освітлення поблизу - ІЧ зазвичай не потрібне для базового спостереження.

Густий ліс

Крона дерев блокує місячне світло від землі навіть у яскраву ніч. ІЧ може помітно покращити видимість під прикриттям.

Внутрішні/темні кімнати

Інтер’єри з незначною кількістю природного освітлення або без нього є одним із найочевидніших випадків, коли ІЧ-підсвічування заслуговує на збереження.

Повна Темрява

Це сценарій ІЧ-освітлювачів розроблено для - підземних, закритих або повністю затінених приміщень, де фактично немає зовнішнього освітлення для посилення.

-Дистанційне спостереження

Відстань змінює розрахунок. Потужність ІЧ-променю, кут променя та фокус взаємодіють із тим, наскільки далеко знаходиться ціль, і зв’язок не є лінійним - просте збільшення потужності не гарантує кращого результату на відстані. У наступному розділі ми розповімо, чому.

5, Як працює нічне бачення в різних умовах?

Місячне світло

Навколишнє освітлення відносно високе, якість зображення зазвичай хороша сама по собі, і ІЧ зазвичай не потрібен.

Зоряне світло

Навколишнє освітлення дуже низьке. Якість трубок стає вирішальним фактором, і ІЧ може допомогти.

Дощ

Краплі води та відблиски самі по собі зменшують видимість. ІЧ-проміння також може розсіюватися від дощу, що йде поблизу, і створювати небажані відблиски, тому більше ІЧ-променів автоматично не означає кращого.

Туман

Туман розсіює світло в усіх напрямках, що знижує контраст незалежно від джерела світла. ІЧ не є універсальним виправленням туману -, у деяких випадках воно може погіршити зворотне розсіювання.

Густий ліс

Природне освітлення обмежене навісом. ІЧ може покращити видимість на - та середній -дальності.

закритий

Ефективність значною мірою залежить від вікон і наявного штучного освітлення. У по-справжньому темних кімнатах ІЧ-випромінювання – це місце, звідки надходить більшість видимих деталей.

Хвороба	Навколишнє світло	ІЧ потреба
повний місяць	Високий	Низький
Зоряне світло	Низький	Середній
Міський район	Середній	Низький
Густий ліс	Дуже низький	Середній/Високий
Темний закритий	Дуже низький	Високий
Повна Темрява	Немає/Дуже низький	Високий

6, чи завжди ІЧ-опромінювач покращує нічне бачення?

Не автоматично -, і розуміння, чому, є частиною правильного використання обладнання.

Більше ІЧ не завжди означає краще зображення

Занадто сильне інфрачервоне випромінювання може переекспонувати зображення, створити гарячі точки на відбивних поверхнях і порушити загальний баланс зображення. Атмосферні умови та рельєф місцевості, що відбиває світло, також можуть скоротити ефективну дальність дії, меншу за номінальну відстань освітлювача. Результат повинен відповідати сцені, а не просто бути максимально розширеним.

Кут променя має значення

Широкий промінь розповсюджує освітлення на ширшу область, що підходить для спостереження на -близькій або широкій-зоні. Вузький промінь концентрує той самий вихідний сигнал у тіснішій зоні, яка підходить для спостереження на великих відстанях. Ні те, ні інше не є універсальним кращим - це залежить від завдання.

ІЧ фокус має значення

Деякі ІЧ-опромінювачі - кільце фокусування на таких пристроях, як PVS-7 ІЧ-освітлювач, є гарним прикладом – користувачеві дозволяють фізично регулювати промінь від широкого розповсюдження до щільнішого, більш концентрованого. На практиці таке регулювання часто корисніше, ніж вихідна потужність, оскільки вона дозволяє променю відповідати фактичній робочій відстані, а не освітлювати набагато більше, ніж потрібно.

7, ІЧ-опромінювач і стелс: ІЧ-опромінювач невидимий?

High Resolution Night Vision Device for Surveillance

Чи можуть інші люди бачити ваш ІЧ-освітлювач?

Неозброєним оком, так, це непомітно - ця частина правдива. Але «людське око не бачить» не означає «ніщо не бачить». Кожен, хто має власний прилад нічного бачення або будь-який датчик, чутливий до цієї частини інфрачервоного спектру, потенційно може виявити активне джерело ІЧ-променів, іноді на значній відстані. Це справжня увага для всіх, чия посада має значення, тому користувачі з військових і правоохоронних органів так часто запитують про цю відмінність.

Тут також виникає концепція пасивного проти активного спостереження.

Пасивний:навколишнє освітлення → прилад нічного бачення

Активний:ІЧ-освітлювач → ціль → прилад нічного бачення

Пасивне проти активного нічного бачення

	Пасивне нічне бачення	Активний ІЧ
Джерело світла	Навколишнє освітлення	ІЧ-освітлювач
Додаткове світло	немає	так
Обладнання	Простіше	Потрібен ІЧ-освітлювач
Споживана потужність	Нижній	Вища
Видимість для інфрачервоного-обладнання	Нижній	Потенційно виявляється
Здатність-до слабкого освітлення	Залежить від навколишнього освітлення	Покращено за допомогою ІЧ

Жоден режим не є «правильним» за замовчуванням. Правильний вибір залежить від навколишнього середовища та від того, що насправді вимагає місія чи завдання - патруль, який покладається на місячне світло на відкритій місцевості, має зовсім інші потреби, ніж команда, яка обшукує будівлю без вікон.

8, Як вибрати прилад нічного бачення для різних умов освітлення

Міський / відкритий / місячне світло

Часто досить високоякісного підсилювача зображення-.

Низький-світлий ліс

Шукайте пристрій, який поєднує в собі потужну -освітленість із ІЧ-можливістю, оскільки вам може знадобитися і те, і інше залежно від покриття купола.

У приміщенні/надзвичайно темне середовище

ІЧ-підсвічування стає більшою частиною рівняння, а не додатковим-доповненням.

Професійне / військове використання

Окрім ІЧ-випромінювання, оцініть безпосередньо продуктивність підсилювача зображення: добротність (FOM), відношення-до-сигналу (SNR) і коефіцієнт підсилення, а також потужність і налаштування ІЧ-опромінювача, водонепроникність, час автономної роботи та сумісність із шоломом.

9, Як вибрати ІЧ-опромінювач

Кілька специфікацій визначають, наскільки добре ІЧ-освітлювач насправді працює в польових умовах:

ІЧ хвиля
ІЧ потужність
Кут променя
Регульований фокус
Відстань освітлення
Термін служби батареї
Спосіб кріплення
Погодостійкість

Одну річ варто чітко сказати: не вибирайте ІЧ-опромінювач лише за максимальною потужністю. Що насправді має значення в полі, так це реальна-робоча відстань, покриття променя, кінцева якість зображення та тривалість роботи пристрою на заряді - не найбільше число в технічних характеристиках.

Night Vision Binoculars for Marine Operations

FAQ

01.Чи потрібен ІЧ-освітлювач для нічного бачення?

Не завжди. Під місячним світлом, у містах або в інших достатньо освітлених місцях прилад нічного бачення може добре працювати лише на зовнішньому освітленні. ІЧ-опромінювач стає важливим переважно в умовах дуже слабкого-освітлення або повної темряви.

02.Чи може нічне бачення працювати в повній темряві?

Пасивний пристрій, який покладається лише на навколишнє освітлення, буде мати проблеми, коли по суті немає світла для посилення. Додавання ІЧ-освітлювача дає пристрою джерело світла для роботи навіть у повній темряві.

03.Чи видно ІЧ-підсвічування людському оку?

Ні. Близьке-інфрачервоне світло знаходиться за межами діапазону, який може виявити людське око.

04.У чому різниця між ІЧ-освітлювачем та ІЧ-лазером?

ІЧ-опромінювач наповнює ширшу область інфрачервоним світлом для загального освітлення. ІЧ-лазер виробляє чітко сфокусований промінь, який зазвичай використовується для націлювання чи наведення, а не для освітлення широкої-області.

05.Наскільки далеко може досягати ІЧ-освітлювач?

Він залежить від пристрою, вихідної потужності, кута променя та налаштувань фокусування, а на дальність реального-світу також впливають атмосферні умови та відбивна здатність цілі та оточення.

06.Чи впливає дощ на ІЧ-освітлення?

Це може. Краплі води та відблиски зменшують загальну видимість, а ІЧ-проміння може розсіюватися від дощу та створювати відблиски.

Висновок

Вибір правильного приладу нічного бачення залежить не тільки від якості зображення в технічних характеристиках. Навколишнє освітлення, здатність ІЧ-променів, робоче середовище, очікувана відстань огляду та вимоги місії – усе це впливає на те, як пристрій фактично працює в полі.

Шукаєте прилад нічного бачення з вбудованим або регульованим ІЧ-підсвічуванням?Зв'яжіться з Detylщоб обговорити вашу програму, необхідні характеристики та конфігурацію.