Тепловизионный прицел - сравниваем с ночным прицелом
Зрение несовершенное. В отличие от диких животных человек плохо видит при слабом освещении и не различает теплового излучения, как рептилии. Для этого существуют приборы ночного видения (сокращенно ПНВ) и тепловизоры, которые расширяют наши возможности.
ВАЖНО ПОНИМАТЬ: Не бывает "приборов ночного видения с тепловизором" - это два разных типа устройств.
Каждое создано на решение своего, определенного круга задач. Они отличаются по принципу действия, техническим характеристикам и цене. Попробуем разобраться подробнее.
Что умеют
Приборы ночного видения усиливают изображение очень малой яркости. Они позволяют видеть слабый, отраженный предметами свет луны, звезд или искусственных источников. Это плохо различимые глазом предметы в диапазоне от фиолетового до темно-красного, с длиной волны 380-780 нм. Ночники воспринимают только отраженный свет - если его нет, устройство не может работать. В темноте ПНВ тоже работают, но с использованием инфракрасной подсветки. В этом диапазон расширяется до 1400 нм.
В соответствии с законами физики, все предметы, имеющие температуру выше абсолютного нуля (-273,15°С), излучают электромагнитные волны, частота которых изменяется при нагревании или охлаждении. Спектр теплового излучения - невидимый инфракрасный диапазон (длина волны 780-100 тыс. нм).
Тепловизор - прибор, визуализирующий тепловое излучение. Он позволяет видеть, какова температура определенных участков объекта по сравнению с соседними, более теплыми или холодными.
Тепловизионное изображение
Для тепловизора мало, чтобы объект был просто нагрет. Если нет теплового разнообразия с фоном - сравнивать не с чем и прибор бесполезен. Но с охотничьей целью животные сильно выделяются на фоне охлажденной окружающей среды, особенно в зимнее или ночное время.
Применение ПНВ и тепловизоров
Приборы ночного видения применяются для наблюдения и распознавания объектов и целей только ночью. Они распространены в вооруженных силах, спасателей, служб безопасности, пограничников при охране режимных объектов и открытых периметров. И на охоте используются для наблюдения за поведением животных, выслеживанием зверя - ночью. Особенно актуальны для поиска ночных животных - кабана, медведя и тому подобное.
ПНВ нормально работают при слабом освещении, а в темноте требуется дополнительная ИК-подсветка. Все, что не пропускает видимый свет, является препятствием: снег, дождь, дым, туман, ветки кустарника и высокая трава.
Изображение тепловизора
Тепловизор не зависит от внешнего освещения. Он реагирует на собственное излучение объектов, может работать в темноте, сумерках или при дневном свете. Снег, туман, задымление, трава и кустарник практически не мешают наблюдению. Прибор позволяет различить технику и людей в камуфляже, а животных - на фоне листьев или снега, независимо от естественной маскировки. Поэтому тепловизоры в последнее время так популярны у охотников-любителей и егерей.
В любом случае, сильный или моросящий дождь мешает работе тепловизионного и ночного прибора - струи воды экранируют излучение объектов.
Устройство
В основе прибора ночного видения - электронно-оптический преобразователь (ЭОП). Это вакуумный прибор, состоящий из светочувствительного катода и покрытого люминофором анода, на которые подано высокое напряжение. Собранный объективом свет выбивает из катода электроны. Они направляются к аноду, ускоряясь и приобретая на пути дополнительную энергию. В результате на люминофоре появляется изображение, гораздо ярче того, что попало в прибор. Коэффициент усиления может достигать 30 - 50 тысяч.
Современная разновидность ПНВ - цифровые, похожие на обычную видеокамеру. В них есть полупроводниковая матрица, но чувствительнее обычной в тысячи раз. Сигнал от нее преобразуется в изображение на экране.
Тепловизор во многом похож на цифровое устройство ночного видения, но его сенсор чувствителен к тепловому излучению. Матрица тепловизора содержит множество микроскопических датчиков - болометров, способных различать малейшие изменения температуры.
Сигнал от болометрической матрицы, как в цифровом ПНВ, преобразуются электроникой в видимое на экране изображение. Хитрость в том, что обычное стекло непрозрачно в этом диапазоне. Оптику тепловизоров делают из германия, селенида цинка или специального халькогенидного стекла. Эти линзы, в отличие от стеклянных, не пропускают видимый свет, но прекрасно фокусируют инфракрасное излучение
Все приборы ночного видения имеют ограниченный срок службы, связанный с ресурсом электронно-оптических преобразователей. Время работы ПНВ первого поколения ограничено 3 тыс. часов. Срок службы тепловизионных приборов теоретически не ограничен, но у болометра могут появиться так называемые битые пиксели - нерабочие участки матрицы.
Варианты исполнения
Есть несколько типов приборов ночного видения, в зависимости от конструкции:
- Монокуляр - ПНВ с одним ЭОП, для наблюдения одним глазом, внешне напоминает зрительную трубу. Каталог ночных монокуляров.
- Бинокль - прибор с одиночным или парными электронно-оптическими преобразователями и окулярами для двух глаз, как у обычных дневных биноклей. Каталог ночных биноклей.
- Окуляры - монокуляр или бинокуляр, имеющий объектив с увеличением 1x и маску-голову. Используются для наблюдения в движении. Каталог ночных окуляров.
- Прицел ночного видения - монокуляр с прицельной сеткой для установки на стрелковое оружие. Каталог ночных прицелов.
Тепловизоры, кроме специальных моделей, имеют один сенсор. Это связано с высокой стоимостью микроболометров и особенностями применения. На гражданском рынке доступны четыре варианта:
- Монокуляры - компактные "смотрящие", предназначенные для наблюдения за животными, людьми или транспортной техникой. Каталог тепловизионных монокуляров.
- Тепловизионные прицелы - для нарезного и гладкоствольного оружия. Каталог тепловизионных прицелов.
- Насадки - для установки на оптические прицелы, превращая их в тепловизор. Каталог тепловизионных насадок.
- Бинокли - псевдобиноклурные системы с одним объективом и двумя окулярами. Каталог тепловизионных биноклей.
Технические характеристики
Важные характеристики ПНВ - разрешение, чувствительность и качество оптики. Подробнее о выборе можно прочитать в отдельной статье. Технологическое поколение ЭОП определяет, с какого расстояния можно наблюдать объект и минимальный уровень освещенности.
Тепловизор устроен иначе. При его выборе следует учитывать:
- Разрешение микроболометрической матрицы - сколько элементов сенсора содержится на его площади. Обычно указывают количество пикселей, например, 348х288 и шаг (25 или 17 мкм для гражданских приборов). Чем выше значение разрешения матрицы, тем выше значение угла поля зрения при минимальной кратности.
- Частота смены кадров. Изображение на экране тепловизора обновляется много раз в секунду (от 9 до 60 Гц). Чем выше частота кадров, тем меньше эффект замирания и шлейф движущихся объектов. Особенно важно для прицелов, т.к. кабан, бегущий со скоростью 10 м/сек, за один кадр перемещается на 20 см.
- Шумы прибора. Дополнительные помехи изображения, возникающие в матрице микроболометра при работе. Чем ниже уровень шумов, тем качественнее устройство. Современные тепловизионные приборы имеют различные режимы калибровки, которые могут значительно снизить шумы.
- Дальность, на которой можно заметить, распознать и наблюдать в тепловизор животное или человека, зависит не только от сенсора, оптики или электронной начинки прибора.
Не менее важны характеристики объекта, фон, окружающая температура, чистота атмосферы и многое другое.
Ночной прицел или тепловизор?
Обезвреживание преступников и военные спецоперации связаны с угрозой жизни личного состава. Поэтому на оборудовании, будь то ночник или тепловизор, военные не экономят.
На охоте угроза жизни может возникнуть разве что подбирая медведя-подранка. Здесь действительно нельзя экономить. Стоимость хорошего тепловизионного прицела, возможно, будет неоправданно высокой, за эти деньги можно приобрести ночной прицел 2+ и 3 поколения ЭОП.
Для большинства же ночных охот достаточно обеспечить видимость не более 150 метров, с которой справится даже недорогой прицел ночного видения (ЭОП 1-го поколения с подсветкой).
В тепловизоре обозначены лишь контуры зверя. Для опытного охотника этого будет достаточно. Чем дороже тепловизионный прицел, тем детальнее и контрастнее будет изображение. А самым целесообразным мы считаем - комбинирование хорошего ночного прицела и недорого тепловизионного монокуляра.
Стоимость непосредственно для стрельбы
Непосредственно для выстрела достаточно простых цифровых прицелов (например, недорогих прицелов Pard, поскольку дистанция ограничена возможностью оружия и правилами охоты. Обычно она не превышает 150 метров. А вот для выслеживания и наблюдения за животными лучше использовать ночные очки или бинокль (статьи о выборе очков) и выбор бинокля ночного видения).
Тепловизоры значительно дороже. За самую простую тепловизионную "смотрящую" придется отдать стоимость двух ночных приоров 1-го поколения.
Более того, все производители тепловизоров следят за розничными ценами своих дилеров. В лучшем случае можно рассчитывать на небольшую скидку. А "супер цена" в половину рыночной стоимости вообще должна вас насторожить: возможно прибор не новый или ввезен в страну незаконно, то есть на такой прибор не распространяется гарантия производителя.
Что лучше?
Нельзя сравнивать. Приборы ночного видения и тепловизоры - совершенно разные по назначению, возможностям и ценовой доступности. В идеале они должны дополнять друг друга и применяться совместно. Именно поэтому за рубежом активно заняты созданием двухканальных приборов, сочетающих ПНВ и тепловизор.
Вероятно, самый разумный и практичный вариант для большинства охотников - недорогая тепловая "смотрелка" в комплекте с современным ночным прицелом, можно даже поколения III+. Тепловизор нужен чтобы обнаружить и выследить добычу, а в остальном помогут опыт и удача и четкое изображение "ночника".