Как пишется прибор ночного видения

A night-vision device (NVD), also known as a night optical/observation device (NOD), night-vision goggle (NVG), is an optoelectronic device that allows visualization of images in low levels of light, improving the user’s night vision. The device enhances ambient visible light and converts near-infrared light into visible light which can be seen by the user; this is known as I² (image intensification). By comparison, viewing of infrared thermal radiation is referred to as thermal imaging and operates in a different section of the infrared spectrum. A night vision device usually consists of an image intensifier tube, a protective housing, and may have some type of mounting system. Many NVDs also include a protective sacrificial lens, mounted over the front lens (ie. objective lens) on NVDs to protect the latter from damage by environmental hazards^[1] and some can incorporate telescopic lenses. The image produced by an NVD is typically monochrome green, as green was considered to be the easiest color to look at for prolonged periods in the dark.^[2] Night vision devices may be passive, relying solely on ambient light, or may be active, using an IR (infrared) illuminator to better visualize the environment.

Night vision devices can be handheld but many are head-mounted and attach to helmets. When used with firearms, an IR laser sight is often mounted to the user’s weapon. The laser sight produces an infrared beam that is only visible through an NVD and aids with aiming.^[3] Some night vision devices are specially made to be mounted to firearms. These can used in conjunction with weapon sights like rifle scopes or can be used as standalone sights; some thermal weapon sights have been designed to provide similar capabilities.^[4]

These devices were first used in World War II and came into wide use during the Vietnam War.^[5] The technology has evolved greatly since its introduction, leading to several «generations»^[6] of night-vision equipment with performance increases and price reductions. Consequently, though they are commonly used by the military and law enforcement agencies, night vision devices are available to civilian users for a wide range of applications including aviation, driving, demining, etc.^[7]

History[edit]

Early night vision technology used prior to the end of World War II has been described as Generation 0.^[5]

In 1929 Hungarian physicist Kálmán Tihanyi invented an infrared-sensitive electronic television camera for anti-aircraft defense in the UK.^[8]

Night-vision devices were introduced in the German Army as early as 1939 and were used in World War II. AEG started developing the first devices in 1935. In mid-1943, the German Army began the first tests with infrared night-vision (German: Nachtjäger) devices and telescopic rangefinders mounted on Panther tanks. Two different arrangements were constructed and used on Panther tanks. The Sperber FG 1250 («Sparrow Hawk»), with a range of up to 600 m, had a 30 cm infrared searchlight and an image converter operated by the tank commander.

An experimental Soviet device called the PAU-2 was field-tested in 1942.

From late 1944 to March 1945 the German military conducted successful tests of FG 1250 sets mounted on Panther Ausf. G tanks (and other variants). Before World War II ended in 1945, approximately 50 (or 63) Panthers had been equipped with the FG 1250 and saw combat on both the Eastern and Western Fronts. The «Vampir» man-portable system for infantry was used with StG 44 assault rifles.^[9]

Parallel development of night-vision systems occurred in the US. The M1 and M3 infrared night-sighting devices, also known as the «sniperscope» or «snooperscope», saw limited service with the US Army in World War II^[10] and in the Korean War, to assist snipers.^[5] These were active devices, using a large infrared light source to illuminate targets. Their image-intensifier tubes used an anode and an S-1 photocathode, made primarily of silver, cesium, and oxygen, and electrostatic inversion with electron acceleration was used to achieve gain.^[11]

Examples

• PAU-2
• PNV-57A tanker goggles
• SU-49/PAS-5^[12]
• T-120 Sniperscope, 1st model (World War II)
• M2 Sniperscope, 2nd model (World War II)
• M3 Sniperscope, 4th model (Korean War)
• AN/PAS-4 (early Vietnam War)^[13]

After World War II, Vladimir K. Zworykin developed the first practical commercial night-vision device at Radio Corporation of America, intended for civilian use. Zworykin’s idea came from a former radio-guided missile.^[14] At that time, infrared was commonly called black light, a term later restricted to ultraviolet. Zworykin’s invention was not a success due to its size and cost.^[15]

United States[edit]

Generation 1[edit]

First-generation passive devices developed and patented by the US Army in the 1960s, introduced during the Vietnam War, were an adaptation of earlier active GEN 0 technology and relied on ambient light instead of using an extra infrared light source. Using an S-20 photocathode, their image intensifiers produced a light amplification of around 1,000,^[16] but they were quite bulky and required moonlight to function properly.

Examples:

• AN/PVS-1 Starlight scope^[17][18]
• AN/PVS-2 Starlight scope^[19][17]
• AN/PAS 6 Varo Metascope^[12]

Generation 2 (GEN II)[edit]

Second-generation devices developed in the 1970s, featuring an improved image-intensifier tube using a micro-channel plate (MCP)^[20] with an S-25 photocathode,^[11] and resulted in a much brighter image, especially around the edges of the lens. This led to increased clarity in low ambient-light environments, such as moonless nights. Light amplification was around 20,000.^[16] Image resolution and reliability were also improved.

Examples:

• AN/PVS-3 Miniaturized night vision sight
• AN/PVS-4^[21]
• AN/PVS-5^[22]
• SUPERGEN^[23]

Later advances in GEN II technology brought the tactical characteristics of «GEN II+» devices (equipped with better optics, SUPERGEN tubes, improved resolution and better signal-to-noise ratios), though GEN II+ is not formally recognized by the NVESD.^[23]

Generation 3 (GEN III)[edit]

Third-generation night-vision systems, developed in the late 1980s, maintained the MCP from Gen II, but used a photocathode made with gallium arsenide, which further improved image resolution. Gallium arsenide photocathodes are primarily manufactured by L3Harris Technologies and Elbit Systems of America and image light from 500-900 nm.^[24] In addition, the MCP is coated with an ion barrier film to increase tube life. However, the ion barrier causes fewer electrons to pass through, thus diminishing the improvement that the gallium-arsenide photocathode provides. Because of the ion barrier, the «halo» effect around bright spots or light sources is larger as well. Light amplification with these devices is improved to around 30,000–50,000.^[16] Power consumption is higher than in GEN II tubes.

Examples:

• AN/PVS-7^[25]
• AN/NVS-7
• AN/PVS-10
• AN/PVS-14^[26]
• AN/PNVS-14
• AN/PVS-17
• CNVS-4949^[27]
• PN-21K

Auto-gating[edit]

Autogating (ATG) is a function which rapidly switches the power supply’s voltage to the photocathode on and off. However, these switches are rapid enough that they are not detectable to the human eye and peak voltage supplied to the night vision device is maintained.^[28] This achieves several purposes: first, it reduces the «duty cycle» (ie. the amount of time that the tube has power running through it) which increases the device’s lifespan.^[29] Second, autogating enhances the BSP (Bright-Source Protection), which is the built-in system that reduces the voltage supplied to the photocathode in response to ambient light levels. ABC (Automatic Brightness Control) is a similar function which modulates the amount of voltage supplied to the microchannel plate (rather than the photocathode) in response to ambient light. Together, BSP and ABC (alongside the autogating function) serve to prevent temporary blindness for the user and prevent damage to the tube when the night vision device is exposed to sudden bright sources of light,^[28] like a muzzle flash or artificial lighting being switched on.^[29] These modulation systems also help maintain a steady illumination level in the user’s view which improves the ability to keep «eyes on target» in spite of temporary flashes of light. These functions are especially useful for pilots, soldiers in urban environments, and special operations forces who may be exposed to dynamic, rapidly changing light levels.^[29][30]

Generation 3+ (GEN III OMNI I–IX)[edit]

OMNI, or OMNIBUS, refers to a series of contracts through which the US Army purchased GEN III night vision devices. This started with OMNI I which procured AN/PVS-7A and AN/PVS-7B devices, then continued with OMNI II (1990), OMNI III (1992), OMNI IV (1996), OMNI V (1998), OMNI VI (2002), OMNI VII (2005),^[31] OMNI VIII, and OMNI IX.^[32]

However, OMNI is not a specification in and of itself. The performance of a particular GEN III OMNI device generally depends upon the tube which is used. For example, a GEN III OMNI III MX-10160A/AVS-6 tube will perform similarly to a GEN III VII MX-10160A/AVS-6 tube, even though the former was manufactured in ~1992 and the latter ~2005.^[32][33]

One particular technology, PINNACLE©, is often mentioned as well. It is a proprietary thin-film microchannel plate technology created by ITT (since combined with Exelis, acquired by Harris, then sold to Elbit Systems of America) that was included in the OMNI VII contract. The thin-film improves performance.^[33]

That being said, GEN III OMNI V–IX devices developed in the 2000s and onward can differ from standard GEN III and earlier GEN III OMNI I-IV devices in one or both of two important ways:

1. An automatic gated power supply system regulates the photocathode voltage, allowing the NVD to instantaneously adapt to changing light conditions.^[34]
2. A removed or greatly thinned ion barrier (thin film) which decreases the number of electrons that are usually rejected by the standard GEN III MCP, hence resulting in less image noise.^[35] The disadvantage to a thin or removed ion barrier is the overall decrease in tube life from a theoretical 20,000 h mean time to failure (MTTF) for standard Gen III type, to 15,000 h MTTF for thin film types. However, this is largely negated by the low number of image-intensifier tubes that reach 15,000 h of operation before requiring replacement.^{[citation needed]}

While the consumer market sometimes classifies this type of system as generation 4, the United States military describes these systems as generation 3 autogated tubes (GEN III OMNI V-IX). Moreover, as autogating power supplies can now be added to any previous generation of night-vision devices, «autogating» capability does not automatically class the devices as belonging to a particular OMNI classification. Any postnominals appearing after a generation type (i.e., Gen II+, Gen III+) do not change the generation type of the device, but instead indicate improvement(s) over the original specification’s requirements.^[36]

Examples:

• AN/PVS-22^[37]
• NVS-22
• Binocular Night Vision Device (BNVD) (AN/PVS-15, AN/PVS-21, AN/PVS-23, AN/PVS-31A, AN/PVS-31D)
• Ground Panoramic Night Vision Goggle (GPNVG-18)

Figure of merit[edit]

Figure of merit (FoM) is a number which gives a quantitative measure of a night vision device’s effectiveness and clarity. It is calculated using the number of line pairs per millimeter which a user can detect while using the device multiplied by the image intensifier’s signal-to-noise ratio.^[38][32][39]

In the late 1990s, innovations in photocathode technology significantly increased the signal-to-noise ratio, with newly developed tubes starting to surpass the performance of standard Gen 3 tubes.

By 2001, the United States federal government concluded that a tube’s «generation» was not a determinant factor of a tube’s global performance, making the term «generation» irrelevant in determining the performance of an image-intensifier tube, and therefore eliminated the term as a basis of export regulations.

Though image-intensification technology employed by different manufacturers varies, from the tactical point of view, a night-vision system is an optical device that enables vision in conditions of low light. The US government itself has recognized the fact that the technology itself makes little difference, as long as an operator can see clearly at night. Consequently, the United States bases export regulations not on the generation, but on the figure of merit.

ITAR regulations specify that US-made tubes with a FOM greater than 1400 are not exportable outside the US; however, the Defense Technology Security Administration (DTSA) can waive that policy on a case-by-case basis.

Fusion night vision[edit]

Fusion night vision is a newer advance in night vision technology which combines I² (image intensification) with thermal imaging, which functions in the medium (MWIR 3-5 µm) and/or long (LWIR 8-14 µm) wavelength range.^[40] Initial models appeared in the 2000s and progressed in the 2010s.^[31] Some devices are dedicated fusion devices while others are clip-on thermal imagers which can add a thermal overlay to standard I² night vision devices.^[41] Fusion technologies combines the strengths of traditional I², which is excellent for navigation and discernment of fine details, with the strengths of thermal imaging, which excels in spotting the heat signatures of targets. Fusion systems have offered a number of different imaging modes including «fused» night vision with thermal overlay, night vision only, thermal only, and various special fusion modes like outline (which outlines objects that have thermal signatures) or «decamouflage», which highlights all objects that are of near-human temperatures. Fusion devices do struggle with weight and power usage and are often heavier and have shorter run times than contemporary I²-only devices.^[42]

Aside from fusion of I² and thermal imaging within a single device, some users have tried using an I² device over one eye and a thermal device over the other eye, relying on the human visual system to provide a binocular combined view of the two. Some, but not all, thermal imaging systems can also be viewed through a night vision device (ie. lining up the thermal imager in front of the I² night vision device) to produce a form of fusion vision.^[41][43]

Examples:

• AN/PSQ-20 ENVG (Enhanced Night Vision Goggles)
• AN/PSQ-36 FGE (Fusion Goggle Enhanced, previously FGS for Fusion Goggle System)
• AN/PSQ-42 ENVG-B (Enhanced Night Vision Goggles-Binocular)
• AN/PSQ-44 ENVG-B (Enhanced Night Vision Goggles-Binocular)
• AN/PAS-29 COTI/E-COTI: (Enhanced) Clip-On Thermal Imager

Out of Band (OOB)[edit]

Out of Band (OOB) refers to night vision technologies which operate outside of the 500-900 nm NIR (near infrared) range that traditional Gen III gallium arsenide tubes detect. Imaging outside the usual spectrum is possible with dedicated OOB image intensifier tubes or with clip-on devices. Two examples include Photonis’ 4G HyMa (Hybrid Multi-Alkali) image intensifier tubes (bandwidth of 350-1100 nm, from near UV to IR) and Safran Optics 1’s AN/PAS-34 E-COSI (Enhanced Clip-On SWIR Imager), which clips onto standard night vision devices and provides an overlay (in the 900-1700 nm range), respectively.^[44]

OOB provides several advantages. First, OOB imaging makes better use of ambient light; while a standard Gen III/III+ device can only intensify light in the 500-900 nm NIR range, an OOB device also intensifies any UV light or SWIR light in the environment. As a result, an OOB device might be able to see more on a starlit night than a standard GEN III/III+ device could. Second, OOB imaging can help JTACs and other FACs when marking targets with a laser designator. Many laser designators use 1064nm light, which is barely visible to standard Gen III/III+ devices, so ground personnel may need to use a separate «see-spot» device to visually confirm that the designator’s targeting laser is on target. OOB night vision devices, however, can easily image the 1064nm range.^[24][45]

Third, OOB light is not visible to most commercially available night vision devices. Despite ITAR restrictions, night vision technologies have proliferated among peer and near-peer countries and have also made their way into terrorist hands. For example, there has been documented use of night vision equipment by the Taliban Red Unit.^[46] As a result, if friendly forces are using night vision equipment like IR illuminators, IR strobes, IR lasers, etc. then hostile forces using night vision equipment could spot them as well. OOB strobes, illuminators, and lasers, on the other hand, are easily visible when using OOB night vision but much more difficult to spot with current Gen III/III+ night vision equipment as they appear faintly if at all (depending on wavelength and intensity).^[47][48]

Additionally, depending on the wavelengths covered by an OOB imaging device, users might be able to observe the lasers used in laser rangefinders as they often operate in the 1550nm range.^[49]

Examples (ground personnel, helmet-mounted imagers):

• Photonis 4G INTENS image intensifier tubes (350-1100 nm)^[48][24]
• Optics 1 AN/PAS-34 E-COSI (Enhanced Clip-On SWIR Imager) (900-1700 nm)^[44]
• Optics 1 COSMO (Clip-On SWIR Monocular)^[50]

Examples (ground personnel, weapon-mounted lasers):

• B.E. Meyers & Co. MAWL-CLAD (Modular Aiming Weapon Laser—Covert Laser Aiming Device) (1064 nm laser)^[51][52][53]
• LA-17/PEQ D-PILS (Dual-band Pointer and Illuminator Laser System) (1400-1600 nm)^[54][55]
• Rheinmetall LM-VAMPIR (Laser Module—VAriable Multi Purpose InfraRed)^[56]

• AN/PSQ-23 STORM, STORM-PI, STORM-SLX, STORM II; and L3Harris SPEAR (1570 nm)^[54][49]
• Optics 1 ICUGR (Integrated Compact Ultralight Gun-mounted Rangefinder) (1550 nm)^[57]
• Rheinmetall FCS-RPAL (Fire Control System—Rheinmetall Precision Aiming Laser) (1550 nm)^[58]
• Rheinmetall FCS-TRB (Fire Control System—TacRay Ballistic) (1550 nm)^[59]
• Wilcox RAPTAR S (Rapid Targeting and Ranging Module) (1550 nm)^[60]
• Wilcox MRF Xe (Micro Range Finder—Enhanced) (1550 nm)^[61]

• B.E. Meyers & Co. IZLID Ultra 1064 and 1550 (Infrared Zoom Laser Illuminator Designator) (1064 nm, 1550 nm)^[62]
• Optics 1 CTAM (Coded Target Acquisition Marker) (1064 nm)^[63]

Wide Field of View (WFoV)[edit]

Night vision devices, whether monocular or binocular, typically have a limited field of view (FoV); the commonly used AN/PVS-14 has a FoV of 40°^[64] which is rather less than the 95° monocular horizontal FoV and 190° binocular horizontal FoV that humans possess.^[65] Due to the limited FoV, users must visually scan about to fully check their surroundings, which is a time consuming process. This limitation is particularly evident when using night vision devices for flying, driving, or CQB where split second decisions must be made. Because of these limitations, many SOF troops preferred to use white light rather than night vision when conducting CQB.^[66] As a result, much time and effort has gone into research to develop a wider FoV solution for night vision devices. As of 2021, there were three primary methods for increasing peripheral vision in night vision devices (each with their own advantages and disadvantages):

• Panoramic night vision goggles (PNVG)
• Foveated night vision goggles (F-NVG)
• Diverging image tube night vision goggles (DIT-NVG)^[67]

Panoramic night vision goggles (PNVG) increase field of view by increasing the number of sensors: if tubes are generally limited to 40°, then one can add more tubes to increase peripheral vision. This solution works well and does not compromise device performance or visual clarity but comes at the cost of size, weight, power requirements, and complexity.^[67] A well-known set of peripheral NVGs is the GPNVG-18 (Ground Peripheral Night Vision Goggle), which was used in the raid in Abottabad that killed Osama Bin Laden.^[68] These goggles, and the aviation AN/AVS-10 PNVG from which they were derived, offer a 97° FoV.^[66]

Foveated night vision (F-NVG) uses specialized WFoV optics to increase the field of view through a night vision intensifier tube. The fovea refers to the part of the retina which is responsible for central vision. These night vision devices have users still look «straight through» the tubes so light passing through the center of the tube falls on the foveal retina, as is the case with traditional binocular NVGs. While these devices increase FoV, it comes at the price of image quality and edge distortions.^[67] A US Naval contract for US$47.6 million was awarded to Kent Optronics to retrofit AN/PVS-15 units with WFoV optics that expanded them to 80° FoV with less than 4% distortion.^[69][70][71]

Diverging image tube (DIT) night vision increases FoV by positioning the night vision tubes so they are no longer parallel but are angled slightly outward. This increases peripheral FoV but causes distortion and reduced image quality. Unfortunately, optical clarity is best when looking through the center of an image intensifier tube. With DIT, users are no longer looking «straight through» the center of the tubes (which provides the clearest images) and light passing through the center of the tubes no longer falls on the fovea (the area of clearest vision). The AN/PVS-25 was one such example of DIT night vision from the late 2000s.^[67] The WFoV BNVD is a variant of the AN/PVS-31A which incorporates both F-NVG and DIT-NVG concepts: the foveal WFoV optics increase the FoV of each tube from 40° to 55°, while the slight angulation of the tubes positions them so there is a 40° overlap of binocular vision in the center and a total 70° bi-ocular FoV. With the performance of the modified AN/PVS-31A tubes used, the WFoV BNVD has a FoM of 2706 which is better than the FoM in both the GPNVG-18 and the standard AN/PVS-31A.^[72][67]

Examples:

• Panoramic NVG (PNVG):
  • GPNVG-18
  • AN/AVS-10 (PNVG)

• Foveated NVG (F-NVG):
  • WFoV F-NVG retrofit AN/PVS-15 goggles
  • WFoV BNVD (combined F-NVG and DIT-NVG variant of AN/PVS-31A)

• Diverging Image Tube NVG (DIT-NVG)
  • AN/PVS-25
  • WFoV BNVD (combined F-NVG and DIT-NVG variant of AN/PVS-31A)
  • Noise Fighters Panobridge: binocular bridge mount which combines two AN/PVS-14 monoculars and allows them to be angulated outward or positioned parallel for DIT or traditional configuration^[73][67]

Digital[edit]

Some night vision devices, including several of the ENVG (AN/PSQ-20) models, are «digital». Introduced in the late 2000s, these allow electronic transmission of the device’s night vision view, though this often comes at the price of size, weight, power usage.^[31]

Advancements in high-sensitivity digital camera technology has made it possible to produce NVGs that use a camera-display pair instead of an image intensifier. At the low end of the market, these devices can offer Gen-1-equivalent quality at a lower cost.^[74] At the higher end, SiOnyx has produced digital color NVGs. The «Opsin» of 2022 has a form factor and helmet weight similar to that of a AN/PVS-14, but requires a separate battery pack with a shorter battery life and remains inferior in sensitivity.^[75] Being a camera-based design, it can however tolerate bright light and process a wider range of wavelengths.^[76]

Other technologies[edit]

Ceramic Optical Ruggedized Engine (CORE) is a technology which was first shown at the 2012 SHOT Show in Las Vegas, NV by Armasight.^[77] CORE produces a higher-performance Gen 1 tubes. The main difference between CORE tubes and standard Gen 1 tubes is introduction of a ceramic plate instead of a glass one. This plate is produced from specially formulated ceramic and metal alloys. Edge distortion is improved, photo sensitivity is increased, and the resolution can be as high as 60 lp/mm. CORE is still considered^{[by whom?]} Gen 1, as it does not utilize a microchannel plate.

Scientists at the University of Michigan have developed a contact lens that can act as a night-vision device. The lens has a thin strip of graphene between layers of glass that reacts to photons to make dark images look brighter. Current prototypes only absorb 2.3% of light, so the percentage of light pickup has to rise before the lens can be viable. The graphene technology can be expanded into other uses, like car windshields, to improve night-driving. The US. Army is interested in the technology to potentially replace night-vision goggles.^[78]

The Sensor and Electron Devices Directorate (SEDD) of the US Army Research Laboratory developed quantum-well infrared detector (QWID) technology. This technology’s epitaxial layers, which result in diode formation, compose a gallium arsenide or aluminum gallium arsenide system (GaAs or AlGaAs). It is particularly sensitive to infrared waves that are mid-long lengths. The Corrugated QWIP (CQWIP) broadens detection capacity by using a resonance superstructure to orient more of the electric field parallel, so that it can be absorbed. Although cryogenic cooling between 77 K and 85 K is required, QWID technology is considered^{[by whom?]} for constant surveillance viewing due to its claimed low cost and uniformity in materials.^[79]

Materials from the II–VI compounds, such as HgCdTe, are used for high-performing infrared light-sensing cameras. In 2017 the US Army Research Labs in collaboration with Stony Brook University developed an alternative within the III–V family of compounds. InAsSb, a III–V compound, is commonly used commercially for opto-electronics in items such as DVDs and cell phones. Low cost and larger semiconductors frequently cause atomic spacing to decrease leading to size mismatch defects.^[clarify] To counteract this possibility in implementing InAsSb, scientists added a graded layer with increased atomic spacing and an intermediate layer of the substrate GaAs to trap any potential defects. This technology was designed with night-time military operations in mind.^[80]

Soviet Union and Russia[edit]

The Soviet Union, and after 1991 the Russian Federation, have developed a range of night-vision devices. Models used after 1960 by the Russian/Soviet Army are designated 1PNxx (Russian: 1ПНxx), where 1PN is the GRAU index of night-vision devices. The PN stands for pritsel nochnoy (Russian: прицел ночной), meaning «night sight», and the xx is the model number. Different models introduced around the same time use the same type of batteries and mechanism for mounting on the weapon. The multi-weapon models have replaceable elevation scales, with one scale for the ballistic arc of each supported weapon. The weapons supported include the AK family, sniper rifles, light machine guns and hand-held grenade launchers.

• 1PN34 refractor-based night sight for a range of small arms and grenade launchers, see photo.
• 1PN50 refractor-based night observation binoculars.^[81]
• 1PN51 reflector-based night sight for a range of small arms and grenade launchers.^[82]
• 1PN51-2 reflector-based night sight for the RPG-29.^[83]
• 1PN58 refractor-based night sight for a range of small arms and grenade launchers.^[84]
• 1PN93-2 reflector-based night sight for the RPG-7D3, see photo.
• 1PN110, a more recent (~Gen 3) night sight for the RPG-29.^[85]
• 1PN113, a night sight similar to the 1PN110, for the SV-98 sniper rifle.^[85]

The Russian army has also contracted the development of and fielded a series of so-called counter-sniper night sights [ru] (Russian: Антиснайпер, romanized: Antisnayper). The counter-sniper night sight is an active system that uses laser pulses from a laser diode to detect reflections from the focal elements of enemy optical systems and estimate their range. The vendor claims that this system is unparalleled:^[86]

• 1PN106 counter-sniper night sight for the SVD sniper rifle and its SVDS variant.
• 1PN119 counter-sniper night sight for the PKMN and Pecheneg light machine guns.
• 1PN120 counter-sniper night sight for the SVDK sniper rifle.
• 1PN121 counter-sniper night sight for the ASVK large caliber sniper rifle.
• 1PN123 counter-sniper night sight for the SV-98 sniper rifle.

Legality[edit]

• Belgium: firearms legislation forbids any night-vision device if it can be mounted on a firearm; even if not mounted, they are considered illegal.^[87]
• Czech Republic: not regulated.^[88] Previously only available for hunting.^{[citation needed]}
• Germany: law forbids such devices if their purpose is to be mounted on firearms.^[89][90] Due to the African swine fever virus exceptions for hunting wild boars were made around 2021.^[91]
• Iceland: the use of night-vision devices for hunting is prohibited, while there are no restrictions on the devices themselves.^[92]
• India: civilian possession and trading of night-vision scopes is illegal. Permission is needed from Union home ministry for possession.^[93]
• Netherlands: the possession of night-vision devices is not regulated, night-vision devices mounted on firearms are forbidden unless a permit is granted. The usage of night-vision equipment for night-time hunting (weapon mounted) is allowed only with a special permit in certain areas (the Veluwe) for hunting wild boar.
• New Zealand: rescue helicopter services use several sets of 3rd-generation night-vision goggles imported from the US, and the country is required to restrict access to the equipment to comply with the strict regulations regarding their export.^[94] There are no prohibitions on the ownership or use of night-vision equipment for shooting non-indigenous game animals, such as rabbits, hares, deer, pigs, tahr, chamois, goats, wallabies, etc.
• United States: a 2010–2011 summary of state hunting regulations for the use of night-vision equipment in hunting^[95] listed 13 states in which the equipment is prohibited, 17 states with various restrictions (e.g. only for certain non-game species, and/or in a certain date range), and 20 states without restrictions. It did not summarize the regulations for thermal-imaging equipment.
  • California: it is a misdemeanor to possess a device «designed for or adaptable to use on a firearm which, through the use of a projected infrared light source and electronic telescope, enables the operator thereof to visually determine and locate the presence of objects during the night-time».^[96] This essentially covers scopes using Gen0 technology, but not the subsequent generations. There was an effort in 1995^[97] to further expand restrictions to forbid night-vision devices that did not incorporate a light source, but it did not become law.
  • Minnesota, as of 2014, «A person may not possess night vision or thermal imaging equipment while taking wild animals or while having in possession [an uncased and loaded weapon] that could be used to take wild animals.»^[98] There is an exception for law-enforcement and military use. The night-vision prohibition was enacted in 2007, and the thermal-imaging prohibition was added in 2014. Two bills were introduced in the Minnesota Legislature in 2016, proposing to allow night-vision and thermal-imaging equipment for, respectively, 1) «predator» or 2) «unprotected wild animal» hunting.^[99]

See also[edit]

References[edit]

External links[edit]

• TNVC guide to night vision generations and specifications Archived on 19 July 2021
• Nitewalker guide to night vision equipment Archived on 15 August 2021
• Night Vision Devices Modeling and Optimal Design Archived on 6 May 2022
• «Night Hunting Laws by State». Pointoptics.com. 7 April 2020. Archived from the original on 6 May 2022. Retrieved 2020-04-07.
• Tyson, Jeff (27 April 2001). «How Night Vision Works». HowStuffWorks. Archived from the original on 9 June 2022. Retrieved 2015-04-11.
• Night Vision and Electronic Sensors Directorate, CECOM
• Parush, Avi; Gauthier, Michelle S.; Arseneau, Lise; Tang, Denis (September 2011). «The Human Factors of Night Vision Goggles: Perceptual, Cognitive, and Physical Factors». Reviews of Human Factors and Ergonomics. Sage Journals: 238–279. doi:10.1177/1557234X11410392.

US patents[edit]

• US D248860 — Night vision Pocketscope
• US 4707595 — Invisible light beam projector and night vision system
• US 4991183 — Target illuminators and systems employing same
• US 6075644 — Panoramic night vision goggles
• US 6158879 — Infrared reflector and illumination system
• US 6911652 — Low Light Imaging Device

A night-vision device (NVD), also known as a night optical/observation device (NOD), night-vision goggle (NVG), is an optoelectronic device that allows visualization of images in low levels of light, improving the user’s night vision. The device enhances ambient visible light and converts near-infrared light into visible light which can be seen by the user; this is known as I² (image intensification). By comparison, viewing of infrared thermal radiation is referred to as thermal imaging and operates in a different section of the infrared spectrum. A night vision device usually consists of an image intensifier tube, a protective housing, and may have some type of mounting system. Many NVDs also include a protective sacrificial lens, mounted over the front lens (ie. objective lens) on NVDs to protect the latter from damage by environmental hazards^[1] and some can incorporate telescopic lenses. The image produced by an NVD is typically monochrome green, as green was considered to be the easiest color to look at for prolonged periods in the dark.^[2] Night vision devices may be passive, relying solely on ambient light, or may be active, using an IR (infrared) illuminator to better visualize the environment.

Night vision devices can be handheld but many are head-mounted and attach to helmets. When used with firearms, an IR laser sight is often mounted to the user’s weapon. The laser sight produces an infrared beam that is only visible through an NVD and aids with aiming.^[3] Some night vision devices are specially made to be mounted to firearms. These can used in conjunction with weapon sights like rifle scopes or can be used as standalone sights; some thermal weapon sights have been designed to provide similar capabilities.^[4]

These devices were first used in World War II and came into wide use during the Vietnam War.^[5] The technology has evolved greatly since its introduction, leading to several «generations»^[6] of night-vision equipment with performance increases and price reductions. Consequently, though they are commonly used by the military and law enforcement agencies, night vision devices are available to civilian users for a wide range of applications including aviation, driving, demining, etc.^[7]

History[edit]

Early night vision technology used prior to the end of World War II has been described as Generation 0.^[5]

In 1929 Hungarian physicist Kálmán Tihanyi invented an infrared-sensitive electronic television camera for anti-aircraft defense in the UK.^[8]

Night-vision devices were introduced in the German Army as early as 1939 and were used in World War II. AEG started developing the first devices in 1935. In mid-1943, the German Army began the first tests with infrared night-vision (German: Nachtjäger) devices and telescopic rangefinders mounted on Panther tanks. Two different arrangements were constructed and used on Panther tanks. The Sperber FG 1250 («Sparrow Hawk»), with a range of up to 600 m, had a 30 cm infrared searchlight and an image converter operated by the tank commander.

An experimental Soviet device called the PAU-2 was field-tested in 1942.

From late 1944 to March 1945 the German military conducted successful tests of FG 1250 sets mounted on Panther Ausf. G tanks (and other variants). Before World War II ended in 1945, approximately 50 (or 63) Panthers had been equipped with the FG 1250 and saw combat on both the Eastern and Western Fronts. The «Vampir» man-portable system for infantry was used with StG 44 assault rifles.^[9]

Parallel development of night-vision systems occurred in the US. The M1 and M3 infrared night-sighting devices, also known as the «sniperscope» or «snooperscope», saw limited service with the US Army in World War II^[10] and in the Korean War, to assist snipers.^[5] These were active devices, using a large infrared light source to illuminate targets. Their image-intensifier tubes used an anode and an S-1 photocathode, made primarily of silver, cesium, and oxygen, and electrostatic inversion with electron acceleration was used to achieve gain.^[11]

Examples

• PAU-2
• PNV-57A tanker goggles
• SU-49/PAS-5^[12]
• T-120 Sniperscope, 1st model (World War II)
• M2 Sniperscope, 2nd model (World War II)
• M3 Sniperscope, 4th model (Korean War)
• AN/PAS-4 (early Vietnam War)^[13]

After World War II, Vladimir K. Zworykin developed the first practical commercial night-vision device at Radio Corporation of America, intended for civilian use. Zworykin’s idea came from a former radio-guided missile.^[14] At that time, infrared was commonly called black light, a term later restricted to ultraviolet. Zworykin’s invention was not a success due to its size and cost.^[15]

United States[edit]

Generation 1[edit]

First-generation passive devices developed and patented by the US Army in the 1960s, introduced during the Vietnam War, were an adaptation of earlier active GEN 0 technology and relied on ambient light instead of using an extra infrared light source. Using an S-20 photocathode, their image intensifiers produced a light amplification of around 1,000,^[16] but they were quite bulky and required moonlight to function properly.

Examples:

• AN/PVS-1 Starlight scope^[17][18]
• AN/PVS-2 Starlight scope^[19][17]
• AN/PAS 6 Varo Metascope^[12]

Generation 2 (GEN II)[edit]

Second-generation devices developed in the 1970s, featuring an improved image-intensifier tube using a micro-channel plate (MCP)^[20] with an S-25 photocathode,^[11] and resulted in a much brighter image, especially around the edges of the lens. This led to increased clarity in low ambient-light environments, such as moonless nights. Light amplification was around 20,000.^[16] Image resolution and reliability were also improved.

Examples:

• AN/PVS-3 Miniaturized night vision sight
• AN/PVS-4^[21]
• AN/PVS-5^[22]
• SUPERGEN^[23]

Later advances in GEN II technology brought the tactical characteristics of «GEN II+» devices (equipped with better optics, SUPERGEN tubes, improved resolution and better signal-to-noise ratios), though GEN II+ is not formally recognized by the NVESD.^[23]

Generation 3 (GEN III)[edit]

Third-generation night-vision systems, developed in the late 1980s, maintained the MCP from Gen II, but used a photocathode made with gallium arsenide, which further improved image resolution. Gallium arsenide photocathodes are primarily manufactured by L3Harris Technologies and Elbit Systems of America and image light from 500-900 nm.^[24] In addition, the MCP is coated with an ion barrier film to increase tube life. However, the ion barrier causes fewer electrons to pass through, thus diminishing the improvement that the gallium-arsenide photocathode provides. Because of the ion barrier, the «halo» effect around bright spots or light sources is larger as well. Light amplification with these devices is improved to around 30,000–50,000.^[16] Power consumption is higher than in GEN II tubes.

Examples:

• AN/PVS-7^[25]
• AN/NVS-7
• AN/PVS-10
• AN/PVS-14^[26]
• AN/PNVS-14
• AN/PVS-17
• CNVS-4949^[27]
• PN-21K

Auto-gating[edit]

Autogating (ATG) is a function which rapidly switches the power supply’s voltage to the photocathode on and off. However, these switches are rapid enough that they are not detectable to the human eye and peak voltage supplied to the night vision device is maintained.^[28] This achieves several purposes: first, it reduces the «duty cycle» (ie. the amount of time that the tube has power running through it) which increases the device’s lifespan.^[29] Second, autogating enhances the BSP (Bright-Source Protection), which is the built-in system that reduces the voltage supplied to the photocathode in response to ambient light levels. ABC (Automatic Brightness Control) is a similar function which modulates the amount of voltage supplied to the microchannel plate (rather than the photocathode) in response to ambient light. Together, BSP and ABC (alongside the autogating function) serve to prevent temporary blindness for the user and prevent damage to the tube when the night vision device is exposed to sudden bright sources of light,^[28] like a muzzle flash or artificial lighting being switched on.^[29] These modulation systems also help maintain a steady illumination level in the user’s view which improves the ability to keep «eyes on target» in spite of temporary flashes of light. These functions are especially useful for pilots, soldiers in urban environments, and special operations forces who may be exposed to dynamic, rapidly changing light levels.^[29][30]

Generation 3+ (GEN III OMNI I–IX)[edit]

OMNI, or OMNIBUS, refers to a series of contracts through which the US Army purchased GEN III night vision devices. This started with OMNI I which procured AN/PVS-7A and AN/PVS-7B devices, then continued with OMNI II (1990), OMNI III (1992), OMNI IV (1996), OMNI V (1998), OMNI VI (2002), OMNI VII (2005),^[31] OMNI VIII, and OMNI IX.^[32]

However, OMNI is not a specification in and of itself. The performance of a particular GEN III OMNI device generally depends upon the tube which is used. For example, a GEN III OMNI III MX-10160A/AVS-6 tube will perform similarly to a GEN III VII MX-10160A/AVS-6 tube, even though the former was manufactured in ~1992 and the latter ~2005.^[32][33]

One particular technology, PINNACLE©, is often mentioned as well. It is a proprietary thin-film microchannel plate technology created by ITT (since combined with Exelis, acquired by Harris, then sold to Elbit Systems of America) that was included in the OMNI VII contract. The thin-film improves performance.^[33]

That being said, GEN III OMNI V–IX devices developed in the 2000s and onward can differ from standard GEN III and earlier GEN III OMNI I-IV devices in one or both of two important ways:

1. An automatic gated power supply system regulates the photocathode voltage, allowing the NVD to instantaneously adapt to changing light conditions.^[34]
2. A removed or greatly thinned ion barrier (thin film) which decreases the number of electrons that are usually rejected by the standard GEN III MCP, hence resulting in less image noise.^[35] The disadvantage to a thin or removed ion barrier is the overall decrease in tube life from a theoretical 20,000 h mean time to failure (MTTF) for standard Gen III type, to 15,000 h MTTF for thin film types. However, this is largely negated by the low number of image-intensifier tubes that reach 15,000 h of operation before requiring replacement.^{[citation needed]}

While the consumer market sometimes classifies this type of system as generation 4, the United States military describes these systems as generation 3 autogated tubes (GEN III OMNI V-IX). Moreover, as autogating power supplies can now be added to any previous generation of night-vision devices, «autogating» capability does not automatically class the devices as belonging to a particular OMNI classification. Any postnominals appearing after a generation type (i.e., Gen II+, Gen III+) do not change the generation type of the device, but instead indicate improvement(s) over the original specification’s requirements.^[36]

Examples:

• AN/PVS-22^[37]
• NVS-22
• Binocular Night Vision Device (BNVD) (AN/PVS-15, AN/PVS-21, AN/PVS-23, AN/PVS-31A, AN/PVS-31D)
• Ground Panoramic Night Vision Goggle (GPNVG-18)

Figure of merit[edit]

Figure of merit (FoM) is a number which gives a quantitative measure of a night vision device’s effectiveness and clarity. It is calculated using the number of line pairs per millimeter which a user can detect while using the device multiplied by the image intensifier’s signal-to-noise ratio.^[38][32][39]

In the late 1990s, innovations in photocathode technology significantly increased the signal-to-noise ratio, with newly developed tubes starting to surpass the performance of standard Gen 3 tubes.

By 2001, the United States federal government concluded that a tube’s «generation» was not a determinant factor of a tube’s global performance, making the term «generation» irrelevant in determining the performance of an image-intensifier tube, and therefore eliminated the term as a basis of export regulations.

Though image-intensification technology employed by different manufacturers varies, from the tactical point of view, a night-vision system is an optical device that enables vision in conditions of low light. The US government itself has recognized the fact that the technology itself makes little difference, as long as an operator can see clearly at night. Consequently, the United States bases export regulations not on the generation, but on the figure of merit.

ITAR regulations specify that US-made tubes with a FOM greater than 1400 are not exportable outside the US; however, the Defense Technology Security Administration (DTSA) can waive that policy on a case-by-case basis.

Fusion night vision[edit]

Fusion night vision is a newer advance in night vision technology which combines I² (image intensification) with thermal imaging, which functions in the medium (MWIR 3-5 µm) and/or long (LWIR 8-14 µm) wavelength range.^[40] Initial models appeared in the 2000s and progressed in the 2010s.^[31] Some devices are dedicated fusion devices while others are clip-on thermal imagers which can add a thermal overlay to standard I² night vision devices.^[41] Fusion technologies combines the strengths of traditional I², which is excellent for navigation and discernment of fine details, with the strengths of thermal imaging, which excels in spotting the heat signatures of targets. Fusion systems have offered a number of different imaging modes including «fused» night vision with thermal overlay, night vision only, thermal only, and various special fusion modes like outline (which outlines objects that have thermal signatures) or «decamouflage», which highlights all objects that are of near-human temperatures. Fusion devices do struggle with weight and power usage and are often heavier and have shorter run times than contemporary I²-only devices.^[42]

Aside from fusion of I² and thermal imaging within a single device, some users have tried using an I² device over one eye and a thermal device over the other eye, relying on the human visual system to provide a binocular combined view of the two. Some, but not all, thermal imaging systems can also be viewed through a night vision device (ie. lining up the thermal imager in front of the I² night vision device) to produce a form of fusion vision.^[41][43]

Examples:

• AN/PSQ-20 ENVG (Enhanced Night Vision Goggles)
• AN/PSQ-36 FGE (Fusion Goggle Enhanced, previously FGS for Fusion Goggle System)
• AN/PSQ-42 ENVG-B (Enhanced Night Vision Goggles-Binocular)
• AN/PSQ-44 ENVG-B (Enhanced Night Vision Goggles-Binocular)
• AN/PAS-29 COTI/E-COTI: (Enhanced) Clip-On Thermal Imager

Out of Band (OOB)[edit]

Out of Band (OOB) refers to night vision technologies which operate outside of the 500-900 nm NIR (near infrared) range that traditional Gen III gallium arsenide tubes detect. Imaging outside the usual spectrum is possible with dedicated OOB image intensifier tubes or with clip-on devices. Two examples include Photonis’ 4G HyMa (Hybrid Multi-Alkali) image intensifier tubes (bandwidth of 350-1100 nm, from near UV to IR) and Safran Optics 1’s AN/PAS-34 E-COSI (Enhanced Clip-On SWIR Imager), which clips onto standard night vision devices and provides an overlay (in the 900-1700 nm range), respectively.^[44]

OOB provides several advantages. First, OOB imaging makes better use of ambient light; while a standard Gen III/III+ device can only intensify light in the 500-900 nm NIR range, an OOB device also intensifies any UV light or SWIR light in the environment. As a result, an OOB device might be able to see more on a starlit night than a standard GEN III/III+ device could. Second, OOB imaging can help JTACs and other FACs when marking targets with a laser designator. Many laser designators use 1064nm light, which is barely visible to standard Gen III/III+ devices, so ground personnel may need to use a separate «see-spot» device to visually confirm that the designator’s targeting laser is on target. OOB night vision devices, however, can easily image the 1064nm range.^[24][45]

Third, OOB light is not visible to most commercially available night vision devices. Despite ITAR restrictions, night vision technologies have proliferated among peer and near-peer countries and have also made their way into terrorist hands. For example, there has been documented use of night vision equipment by the Taliban Red Unit.^[46] As a result, if friendly forces are using night vision equipment like IR illuminators, IR strobes, IR lasers, etc. then hostile forces using night vision equipment could spot them as well. OOB strobes, illuminators, and lasers, on the other hand, are easily visible when using OOB night vision but much more difficult to spot with current Gen III/III+ night vision equipment as they appear faintly if at all (depending on wavelength and intensity).^[47][48]

Additionally, depending on the wavelengths covered by an OOB imaging device, users might be able to observe the lasers used in laser rangefinders as they often operate in the 1550nm range.^[49]

Examples (ground personnel, helmet-mounted imagers):

• Photonis 4G INTENS image intensifier tubes (350-1100 nm)^[48][24]
• Optics 1 AN/PAS-34 E-COSI (Enhanced Clip-On SWIR Imager) (900-1700 nm)^[44]
• Optics 1 COSMO (Clip-On SWIR Monocular)^[50]

Examples (ground personnel, weapon-mounted lasers):

• B.E. Meyers & Co. MAWL-CLAD (Modular Aiming Weapon Laser—Covert Laser Aiming Device) (1064 nm laser)^[51][52][53]
• LA-17/PEQ D-PILS (Dual-band Pointer and Illuminator Laser System) (1400-1600 nm)^[54][55]
• Rheinmetall LM-VAMPIR (Laser Module—VAriable Multi Purpose InfraRed)^[56]

• AN/PSQ-23 STORM, STORM-PI, STORM-SLX, STORM II; and L3Harris SPEAR (1570 nm)^[54][49]
• Optics 1 ICUGR (Integrated Compact Ultralight Gun-mounted Rangefinder) (1550 nm)^[57]
• Rheinmetall FCS-RPAL (Fire Control System—Rheinmetall Precision Aiming Laser) (1550 nm)^[58]
• Rheinmetall FCS-TRB (Fire Control System—TacRay Ballistic) (1550 nm)^[59]
• Wilcox RAPTAR S (Rapid Targeting and Ranging Module) (1550 nm)^[60]
• Wilcox MRF Xe (Micro Range Finder—Enhanced) (1550 nm)^[61]

• B.E. Meyers & Co. IZLID Ultra 1064 and 1550 (Infrared Zoom Laser Illuminator Designator) (1064 nm, 1550 nm)^[62]
• Optics 1 CTAM (Coded Target Acquisition Marker) (1064 nm)^[63]

Wide Field of View (WFoV)[edit]

Night vision devices, whether monocular or binocular, typically have a limited field of view (FoV); the commonly used AN/PVS-14 has a FoV of 40°^[64] which is rather less than the 95° monocular horizontal FoV and 190° binocular horizontal FoV that humans possess.^[65] Due to the limited FoV, users must visually scan about to fully check their surroundings, which is a time consuming process. This limitation is particularly evident when using night vision devices for flying, driving, or CQB where split second decisions must be made. Because of these limitations, many SOF troops preferred to use white light rather than night vision when conducting CQB.^[66] As a result, much time and effort has gone into research to develop a wider FoV solution for night vision devices. As of 2021, there were three primary methods for increasing peripheral vision in night vision devices (each with their own advantages and disadvantages):

• Panoramic night vision goggles (PNVG)
• Foveated night vision goggles (F-NVG)
• Diverging image tube night vision goggles (DIT-NVG)^[67]

Panoramic night vision goggles (PNVG) increase field of view by increasing the number of sensors: if tubes are generally limited to 40°, then one can add more tubes to increase peripheral vision. This solution works well and does not compromise device performance or visual clarity but comes at the cost of size, weight, power requirements, and complexity.^[67] A well-known set of peripheral NVGs is the GPNVG-18 (Ground Peripheral Night Vision Goggle), which was used in the raid in Abottabad that killed Osama Bin Laden.^[68] These goggles, and the aviation AN/AVS-10 PNVG from which they were derived, offer a 97° FoV.^[66]

Foveated night vision (F-NVG) uses specialized WFoV optics to increase the field of view through a night vision intensifier tube. The fovea refers to the part of the retina which is responsible for central vision. These night vision devices have users still look «straight through» the tubes so light passing through the center of the tube falls on the foveal retina, as is the case with traditional binocular NVGs. While these devices increase FoV, it comes at the price of image quality and edge distortions.^[67] A US Naval contract for US$47.6 million was awarded to Kent Optronics to retrofit AN/PVS-15 units with WFoV optics that expanded them to 80° FoV with less than 4% distortion.^[69][70][71]

Diverging image tube (DIT) night vision increases FoV by positioning the night vision tubes so they are no longer parallel but are angled slightly outward. This increases peripheral FoV but causes distortion and reduced image quality. Unfortunately, optical clarity is best when looking through the center of an image intensifier tube. With DIT, users are no longer looking «straight through» the center of the tubes (which provides the clearest images) and light passing through the center of the tubes no longer falls on the fovea (the area of clearest vision). The AN/PVS-25 was one such example of DIT night vision from the late 2000s.^[67] The WFoV BNVD is a variant of the AN/PVS-31A which incorporates both F-NVG and DIT-NVG concepts: the foveal WFoV optics increase the FoV of each tube from 40° to 55°, while the slight angulation of the tubes positions them so there is a 40° overlap of binocular vision in the center and a total 70° bi-ocular FoV. With the performance of the modified AN/PVS-31A tubes used, the WFoV BNVD has a FoM of 2706 which is better than the FoM in both the GPNVG-18 and the standard AN/PVS-31A.^[72][67]

Examples:

• Panoramic NVG (PNVG):
  • GPNVG-18
  • AN/AVS-10 (PNVG)

• Foveated NVG (F-NVG):
  • WFoV F-NVG retrofit AN/PVS-15 goggles
  • WFoV BNVD (combined F-NVG and DIT-NVG variant of AN/PVS-31A)

• Diverging Image Tube NVG (DIT-NVG)
  • AN/PVS-25
  • WFoV BNVD (combined F-NVG and DIT-NVG variant of AN/PVS-31A)
  • Noise Fighters Panobridge: binocular bridge mount which combines two AN/PVS-14 monoculars and allows them to be angulated outward or positioned parallel for DIT or traditional configuration^[73][67]

Digital[edit]

Some night vision devices, including several of the ENVG (AN/PSQ-20) models, are «digital». Introduced in the late 2000s, these allow electronic transmission of the device’s night vision view, though this often comes at the price of size, weight, power usage.^[31]

Advancements in high-sensitivity digital camera technology has made it possible to produce NVGs that use a camera-display pair instead of an image intensifier. At the low end of the market, these devices can offer Gen-1-equivalent quality at a lower cost.^[74] At the higher end, SiOnyx has produced digital color NVGs. The «Opsin» of 2022 has a form factor and helmet weight similar to that of a AN/PVS-14, but requires a separate battery pack with a shorter battery life and remains inferior in sensitivity.^[75] Being a camera-based design, it can however tolerate bright light and process a wider range of wavelengths.^[76]

Other technologies[edit]

Ceramic Optical Ruggedized Engine (CORE) is a technology which was first shown at the 2012 SHOT Show in Las Vegas, NV by Armasight.^[77] CORE produces a higher-performance Gen 1 tubes. The main difference between CORE tubes and standard Gen 1 tubes is introduction of a ceramic plate instead of a glass one. This plate is produced from specially formulated ceramic and metal alloys. Edge distortion is improved, photo sensitivity is increased, and the resolution can be as high as 60 lp/mm. CORE is still considered^{[by whom?]} Gen 1, as it does not utilize a microchannel plate.

Scientists at the University of Michigan have developed a contact lens that can act as a night-vision device. The lens has a thin strip of graphene between layers of glass that reacts to photons to make dark images look brighter. Current prototypes only absorb 2.3% of light, so the percentage of light pickup has to rise before the lens can be viable. The graphene technology can be expanded into other uses, like car windshields, to improve night-driving. The US. Army is interested in the technology to potentially replace night-vision goggles.^[78]

The Sensor and Electron Devices Directorate (SEDD) of the US Army Research Laboratory developed quantum-well infrared detector (QWID) technology. This technology’s epitaxial layers, which result in diode formation, compose a gallium arsenide or aluminum gallium arsenide system (GaAs or AlGaAs). It is particularly sensitive to infrared waves that are mid-long lengths. The Corrugated QWIP (CQWIP) broadens detection capacity by using a resonance superstructure to orient more of the electric field parallel, so that it can be absorbed. Although cryogenic cooling between 77 K and 85 K is required, QWID technology is considered^{[by whom?]} for constant surveillance viewing due to its claimed low cost and uniformity in materials.^[79]

Materials from the II–VI compounds, such as HgCdTe, are used for high-performing infrared light-sensing cameras. In 2017 the US Army Research Labs in collaboration with Stony Brook University developed an alternative within the III–V family of compounds. InAsSb, a III–V compound, is commonly used commercially for opto-electronics in items such as DVDs and cell phones. Low cost and larger semiconductors frequently cause atomic spacing to decrease leading to size mismatch defects.^[clarify] To counteract this possibility in implementing InAsSb, scientists added a graded layer with increased atomic spacing and an intermediate layer of the substrate GaAs to trap any potential defects. This technology was designed with night-time military operations in mind.^[80]

Soviet Union and Russia[edit]

The Soviet Union, and after 1991 the Russian Federation, have developed a range of night-vision devices. Models used after 1960 by the Russian/Soviet Army are designated 1PNxx (Russian: 1ПНxx), where 1PN is the GRAU index of night-vision devices. The PN stands for pritsel nochnoy (Russian: прицел ночной), meaning «night sight», and the xx is the model number. Different models introduced around the same time use the same type of batteries and mechanism for mounting on the weapon. The multi-weapon models have replaceable elevation scales, with one scale for the ballistic arc of each supported weapon. The weapons supported include the AK family, sniper rifles, light machine guns and hand-held grenade launchers.

• 1PN34 refractor-based night sight for a range of small arms and grenade launchers, see photo.
• 1PN50 refractor-based night observation binoculars.^[81]
• 1PN51 reflector-based night sight for a range of small arms and grenade launchers.^[82]
• 1PN51-2 reflector-based night sight for the RPG-29.^[83]
• 1PN58 refractor-based night sight for a range of small arms and grenade launchers.^[84]
• 1PN93-2 reflector-based night sight for the RPG-7D3, see photo.
• 1PN110, a more recent (~Gen 3) night sight for the RPG-29.^[85]
• 1PN113, a night sight similar to the 1PN110, for the SV-98 sniper rifle.^[85]

The Russian army has also contracted the development of and fielded a series of so-called counter-sniper night sights [ru] (Russian: Антиснайпер, romanized: Antisnayper). The counter-sniper night sight is an active system that uses laser pulses from a laser diode to detect reflections from the focal elements of enemy optical systems and estimate their range. The vendor claims that this system is unparalleled:^[86]

• 1PN106 counter-sniper night sight for the SVD sniper rifle and its SVDS variant.
• 1PN119 counter-sniper night sight for the PKMN and Pecheneg light machine guns.
• 1PN120 counter-sniper night sight for the SVDK sniper rifle.
• 1PN121 counter-sniper night sight for the ASVK large caliber sniper rifle.
• 1PN123 counter-sniper night sight for the SV-98 sniper rifle.

Legality[edit]

• Belgium: firearms legislation forbids any night-vision device if it can be mounted on a firearm; even if not mounted, they are considered illegal.^[87]
• Czech Republic: not regulated.^[88] Previously only available for hunting.^{[citation needed]}
• Germany: law forbids such devices if their purpose is to be mounted on firearms.^[89][90] Due to the African swine fever virus exceptions for hunting wild boars were made around 2021.^[91]
• Iceland: the use of night-vision devices for hunting is prohibited, while there are no restrictions on the devices themselves.^[92]
• India: civilian possession and trading of night-vision scopes is illegal. Permission is needed from Union home ministry for possession.^[93]
• Netherlands: the possession of night-vision devices is not regulated, night-vision devices mounted on firearms are forbidden unless a permit is granted. The usage of night-vision equipment for night-time hunting (weapon mounted) is allowed only with a special permit in certain areas (the Veluwe) for hunting wild boar.
• New Zealand: rescue helicopter services use several sets of 3rd-generation night-vision goggles imported from the US, and the country is required to restrict access to the equipment to comply with the strict regulations regarding their export.^[94] There are no prohibitions on the ownership or use of night-vision equipment for shooting non-indigenous game animals, such as rabbits, hares, deer, pigs, tahr, chamois, goats, wallabies, etc.
• United States: a 2010–2011 summary of state hunting regulations for the use of night-vision equipment in hunting^[95] listed 13 states in which the equipment is prohibited, 17 states with various restrictions (e.g. only for certain non-game species, and/or in a certain date range), and 20 states without restrictions. It did not summarize the regulations for thermal-imaging equipment.
  • California: it is a misdemeanor to possess a device «designed for or adaptable to use on a firearm which, through the use of a projected infrared light source and electronic telescope, enables the operator thereof to visually determine and locate the presence of objects during the night-time».^[96] This essentially covers scopes using Gen0 technology, but not the subsequent generations. There was an effort in 1995^[97] to further expand restrictions to forbid night-vision devices that did not incorporate a light source, but it did not become law.
  • Minnesota, as of 2014, «A person may not possess night vision or thermal imaging equipment while taking wild animals or while having in possession [an uncased and loaded weapon] that could be used to take wild animals.»^[98] There is an exception for law-enforcement and military use. The night-vision prohibition was enacted in 2007, and the thermal-imaging prohibition was added in 2014. Two bills were introduced in the Minnesota Legislature in 2016, proposing to allow night-vision and thermal-imaging equipment for, respectively, 1) «predator» or 2) «unprotected wild animal» hunting.^[99]

See also[edit]

References[edit]

External links[edit]

• TNVC guide to night vision generations and specifications Archived on 19 July 2021
• Nitewalker guide to night vision equipment Archived on 15 August 2021
• Night Vision Devices Modeling and Optimal Design Archived on 6 May 2022
• «Night Hunting Laws by State». Pointoptics.com. 7 April 2020. Archived from the original on 6 May 2022. Retrieved 2020-04-07.
• Tyson, Jeff (27 April 2001). «How Night Vision Works». HowStuffWorks. Archived from the original on 9 June 2022. Retrieved 2015-04-11.
• Night Vision and Electronic Sensors Directorate, CECOM
• Parush, Avi; Gauthier, Michelle S.; Arseneau, Lise; Tang, Denis (September 2011). «The Human Factors of Night Vision Goggles: Perceptual, Cognitive, and Physical Factors». Reviews of Human Factors and Ergonomics. Sage Journals: 238–279. doi:10.1177/1557234X11410392.

US patents[edit]

• US D248860 — Night vision Pocketscope
• US 4707595 — Invisible light beam projector and night vision system
• US 4991183 — Target illuminators and systems employing same
• US 6075644 — Panoramic night vision goggles
• US 6158879 — Infrared reflector and illumination system
• US 6911652 — Low Light Imaging Device

Русский[править]

Тип и синтаксические свойства сочетания[править]

при—бо́р ноч—но́—го ви́—де—ни·я

Устойчивое сочетание.

Произношение[править]

• МФА: [prʲɪˈbor nɐt͡ɕˈnovə ˈvʲidʲɪnʲɪɪ̯ə]

Семантические свойства[править]

Значение[править]

1. ◆ Отсутствует пример употребления (см. рекомендации).

Синонимы[править]

Антонимы[править]

Гиперонимы[править]

1. прибор

Гипонимы[править]

1. эвапорограф

Этимология[править]

Перевод[править]

Статья нуждается в доработке. Это незаконченная статья. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. В частности, следует уточнить сведения о: семантике этимологии (См. Общепринятые правила).

Примерное время на чтение: 5 минуты

В английском языке существует множество терминологических сочетаний для обозначения приборов ночного видения: image intensifying periscope, thermal viewer, night vision device, thermal imaging system и др. При подборе правильного варианта перевода следует руководствоваться следующим.

Под приборами ночного видения (ПНВ) (night vision devices – NVD) понимают а) любые оптико-электронные приборы, созданные для обеспечения возможности ночного видения в условиях недостаточной освещенности и даже в абсолютной темноте (т.е. все или любые приборы ночного видения); б) приборы ночного видения на основе технологии усиления света (только один конкретный вид). Таким образом, трудности в переводе возникают уже при выборе варианта наименования самих приборов. Поэтому часто, чтобы провести границу между первым и вторым значениями терминосочетания, слово device заменяют словами system, equipment (для первого значения). Откуда же взялись эти два значения?

Первое более широкое значение является современным, появившимся в результате развития технологии ночного видения, которая обеспечила появление различных видов ПНВ, объединив их в одну группу. Второе является традиционным, поскольку именно светоусиливающие приборы на основе электронно-оптических преобразователей (ЭОП) (image intensifier or image intensifier tube – I²T) появились первыми. Долгое время они оставались единственными приборами для наблюдения в ночных условиях, и необходимости в особой терминологии для их обозначения не было. Их называли либо ПНВ, либо инфракрасными (ИК) приборами (ИК прицел, ИК бинокль и т. д.). Такая путаница в терминологии существует как в английском, так и русском языках.

По принципу работы все приборы ночного видения делятся на две основные категории: светоусиливающие и тепловизионные.

Светоусиливающими приборами (ПНВ на усилителях яркости; на ЭОП) принято считать приборы ночного видения, работа которых основана на технологии усиления яркости изображения (image intensification – I²). Это самый распространенный тип технологии ночного видения (night vision technology), принцип ее работы заключается в преобразовании с помощью ЭОП инфракрасного (ИК) излучения в видимое и на усилении низких уровней яркости, создаваемых на наблюдаемом объекте свечением ночного неба, звезд и луны в видимой и ближней ИК-области спектра. Все полученное излучение затем проецируется в виде изображения на окуляр. Само изображение имеет серо-зеленый цвет и хороший уровень детализации. Такой прибор не будет работать в полной темноте, обязательно должно присутствовать некоторое количество света. ПНВ на ЭОП (или просто ПНВ с учетом второго значения) бывают либо активные (или подсветочные) (active), т.е. использующие источник инфракрасного света (инфракрасный осветитель – infrared illuminator) для подсветки объекта, либо пассивные (или бесподсветочные) (passive), которые используют только естественный остаточный ночной свет.

В своем развитии приборы на усилителях яркости прошли несколько поколений (generations).

Приборы с ЭОП нулевого поколения (generation 0) появились в 40-х годах прошлого века, имели малое усиление и большие искажения изображения. Эти приборы активные, для их работы обязательно наличие инфракрасного прожектора для подсветки цели.

Приборы первого поколения (generation 1) – следующее поколение ПНВ (1960-е годы), в которых стали использовать пассивное инфракрасное излучение, окружающий свет, излучаемый луной и звездами. Недостаток в том, что они практически не работают в полной темноте, когда небо покрыто тучами. Также они по-прежнему используют ЭОП, которые искажают изображения и быстро разрушают сам усилитель. Нормальное разрешение обеспечивается только в центре изображения, не имеют защиты от засветок.

Самые заметные улучшения произошли в приборах второго поколения (generation 2) (1970-е годы). В них заметно улучшилось разрешение изображения и сама работа устройств, а самое большое преимущество в том, что они могут видеть объекты даже при очень плохом освещении, например, в безлунные ночи. Это стало возможным за счет установки микроканальной пластины (МКП) (microchannel plate – MCP). Благодаря тому, что МКП просто увеличивает число электронов вместо того, чтобы ускорять их движение, изображения стали более четкими и яркими по сравнению со всеми предыдущими устройствами ночного видения.

Третье поколение (generation 3) (1990-е годы) мало чем отличается от второго поколения, за исключением того, что новые приборы более чувствительны и поэтому воспроизводят более качественное изображение. Достигнуть этого удалось за счет использования полупроводникового материала арсенида галлия, который ускоряет процесс преобразования фотонов в электроны. Более того, МКП покрыта специальным ионным слоем (film), который значительно продлевает срок работы ЭОП и сокращает окружающий шум.

Четвертое поколение (generation 4) – это новые приборы ночного видения (2000-е годы), работающие как при хорошем, так и при плохом освещении. Благодаря новой технологии стробируемого или импульсного и беспленочного ЭОП (gated or autogated and filmless I²), приборы ночного видения автоматически регулируют включение и выключение напряжения фотокатода, за счет чего ПНВ могут резко подстраиваться под любые изменения света. Пользователь получил свободу действий, он может спокойно перемещаться из темной области в яркую и наоборот, приборы мгновенно реагируют на изменение света. А удаление из системы защитной ионной пленки позволило существенно улучшить опознание цели на больших дистанциях, а также в условиях очень низкой освещенности.

Разновидностью являются активно-импульсные (АИ) ПНВ (laser range–gated imaging system). Их принцип действия основан на импульсном методе наблюдения, а именно: с импульсным подсветом (laser light pulsed illumination) наблюдаемого объекта короткими импульсами лазерного излучения (laser pulse) и синхронизированным с ним импульсным управлением (стробированием) (range gating) ЭОП. АИ ПНВ гарантирует не только повышение дальности обнаружения, но и распознавания объектов, работает как при нормальной, так и пониженной прозрачности атмосферы, в условиях воздействия мощных световых помех и обеспечивает точное измерение дальности до объекта наблюдения.

Если ЭОП в качестве приемника излучения заменить на ПЗС-матрицу (ПЗС – прибор с зарядовой связью) (CCD (charged-coupled device) matrix), то получим цифровой ПНВ (digital NVD). ПЗС-матрица представляет собой микросхему, состоящую из светочувствительных фотодиодов, называемых пикселями, и преобразующую свет в цифровую информацию. Цифровые устройства не боятся засветок и могут работать в режиме день/ночь. Кроме того, цифровая природа сигнала позволяет реализовать массу дополнительных функций, характерных для всей современной цифровой техники: передача изображения на монитор, запись, цифровая обработка и т.п.

И наконец, тепловизионные приборы ночного видения (thermal imaging devices) или тепловизоры (thermal imager). Разработка началась в 1960-е годы, они не требуют подсветки цели и могут работать в полной темноте, тумане, обеспечивать наблюдение сквозь дымовые завесы и камуфляж. Принцип их работы основан на улавливании собственного теплового излучения от цели и формировании изображения на основе разности температур фона и цели и разных ее участков.

Поскольку ПНВ каждой категории имеют свои положительные стороны, то их сочетание в одном устройстве дает дополнительные преимущества, что привело в созданию комбинированных (fusion or fused) ПНВ, в которых можно не только использовать каждый из каналов по отдельности, но и формировать единое (общее) смешанное изображение (fused image).

Таким образом, все эти приборы, независимо от принципа работы и устройства называют приборами ночного видения (night vision equipment).

Однако часто встречается и противопоставление приборов ночного видения (night vision devices) тепловизионным приборам (thermal imaging devices). Это противопоставление также может выражаться терминами night vision и infrared соответственно. Кроме того, в качестве синонима для night vision device (NVD) в таком значении часто используется night optical/observation device (NOD) и night vision goggles (NVG). А приборы, в состав названий которых входит thermal imaging, в переводе обычно всегда передаются с использованием термина тепловизионный, чтобы противопоставить их ПНВ всех других видов. В качестве синонима для тепловизионных приборов также широко используется акроним FLIR.

В основном к ПНВ относятся приборы наблюдения (могут быть в форме монокуляров monocular и биноклей binocular), прицелы и приборы ночного вождения (night driving equipment). В английском языке часто для обозначения прибора наблюдения в целом используется термин viewer, адля прибора наблюдения конкретного типа – конкретные термины. Например, periscope для обозначения перископического прибора наблюдения. Следует также помнить, что прицел (sight или scope) всегда называется ночным, а не ночного видения. Очки ночного видения (ОНВ) (night vision goggles – NVG) могут быть моно- и бинокулярными, главное их преимущество в том, что они крепятся на шлеме или специальной маске, которая надевается на голову, на уровне глаз, при этом руки остаются свободными. Строго терминологическое наименование данных приборов – очковые ПНВ. Следует различать night vision goggles и night glasses, первые обозначают очковые ПНВ, а вторые не являются ПНВ – это обычные очки для лучшего видения в ночных условиях. Кроме того, под glasses подразумеваются типичные очки (оправа с линзами) для улучшения зрения, а goggles представляют собой средства защиты глаз (от пыли, осколков, воды и т.п.), плотно прилегают к лицу и имеют крепления.

Подписывайтесь на наши социальные сети:

прибор ночного видения

Принцип усиления света приборов ночного видения

Принцип работы ПНВ — усиление улавливаемого света в сотни и тысячи раз.
Весь спектр видимого света лежит в диапазоне от 400 до 760 нм — это тот
свет, который мы можем увидеть, а излучение в диапазоне от 760 -инфракрасное
излучение, которое является для человека и животных невидимым излучением.
Как раз в инфракрасном спектре работают многие ПНВ.

Как я написал выше, принцип работы ПНВ — усиление улавливаемого света
в сотни и тысячи раз. Весь спектр видимого света лежит в диапазоне от 400
до 760 нм — это тот свет, который мы можем увидеть. Спектр, в котором хорошо
видят приборы ночного видения лежит в районе 760-1000 нм, причем для разных
поколений спектр разный, его можно изобразить как график. Далее подробнее
изучим поколения и технологии ПНВ.

Конструкция приборов ночного видения

Приборы ночного видения делятся на поколения в зависимости от технологии
применяемой в приборе. Существуют следующие поколения ночных прицелов:

1. 1 поколение
2. 1+ поколение
3. 2+ поколение
4. 3 поколение
5. 3+ поколение
6. Цифровое поколение

Выбранный порядок соответствует качеству получаемого изображения. Для
того чтобы понять, что отвечает за качество картинки и по какому параметру
прибор можно отнести к тому или иному поколению, разберемся из чего состоит
ПНВ.

ЭОП как определяющая часть прибора ночного видения

Электронно-оптический преобразователь (далее ЭОП) служит для многократного
усиления света. Именно ЭОП определяет поколение ПНВ. Как уже упоминалось,
все ЭОП можно упрощенно разделить на поколения I,I+,II,II+и III они весьма
существенно отличаются друг от друга по своей конструкции, техническим
характеристикам и стоимости. Текущие разработки в области ночного видения
притормозились из-за большой стоимости производства ЭОПов 2 и 3 поколения,
а также удешевлением в производстве конкурирующей технологии тепловизионного
видения. Качество изображения в приборе ночного видения зависит от трех
ключевых характеристик ЭОПа — коэффициента усиления света, чувствительность
фотокатода, разрешение ЭОПа.

Коэффициент усиления света в ЭОПе

Одной из важнейших характеристик ЭОПа, от которой зависит дальность видения
ПНВ, является коэффициент усиления по свету. Для ЭОПов 1 и 1+ поколений
коэффициент усиления света может быть в пределах от 500 до 1000 крат и
зависит от увеличения ЭОП, чувствительности фотокатода и светоотдачи люминофора.
По сути это коэффициент показывает во сколько крат ярче будет изображение
после прохождения света через ЭОП. Коэффициент усиления по свету тем больше,
чем больше чувствительность фотокатода.

Чувствительность фотокатода

Вторая по важности характеристика, от которой зависит усиления света в
ЭОПе. За чувствительность ЭОПа отвечает фотокатод. Эта величина рассчитывается
как отношение фототока к величине светового потока, вызвавшего его. Фотокатод
реагирует на интенсивность светового потока и его частоту, поэтому его
чувствительность разделяется на интегральную и спектральную. Интегральная
чувствительность (SA) характеризует способность фотокатода реагировать
на воздействие всего светового потока, содержащего световые колебания различных
частот. Обычно для измерения интегральной чувствительности используется
лампа накаливания с цветовой температурой вольфрамовой нити 2800К. Интегральная
чувствительность измеряется в А/лм. Спектральная чувствительность фотокатода
(Sλ) – отношение величины фототока к монохроматическому лучистому потоку.
Это совсем сложная величина ее для покупки прицела ночного видения знать
не обязательно. Спектральные характеристики фотокатодов в реальных приборах
ограничены коротковолновым пределом оптической прозрачности материала входного
окна фотоэмиттера. Красная граница спектральной характеристики фотокатода
определяется порогом фотоэффекта материала и зависит от его энергетической
структуры и состояния поверхности. Эта граница может немного смещаться
в зависимости от деталей технологического процесса изготовления фотокатода
или при изменении внешних условий. Чтобы погрузится в эти технологии можно
изучить нижеприведенный график для материалов фотоэмиссионного материала
и используемого стекла:

Разрешение ЭОПа

Третей, важнейшей характеристикой, влияющей на дальность видения, является
разрешение ЭОПа. В зависимости от модификации ЭОП и качества его изготовления
разрешение в центре поля зрения, как правило, может быть от 30 штр/мм до
50 штр/мм. Ближе к краю поля зрения разрешение в ЭОП 1-го поколения намного
меньше. На краю поля зрения оно может составлять до 5 штр/мм. Кроме того,
чем дальше расположено изображение предмета от центра поля зрения, тем
больше нарушается его подобие предмету. К примеру, если вы будете рассматривать
квадрат через ПНВ, то он будет выглядеть как подушка — растянутый по краям.
Это ни в коем случае не дефект оптики прибора, как можно подумать сразу.
Оптика здесь ни при чем, искажение дает ЭОП 1 поколения. Зрительно это
выглядит так:

Поколения приборов ночного видения

1 поколение

ЭОП 1 поколения представляет собой герметично запаянную стеклянную трубку,
из которой откачан воздух. Степень вакуума внутри колбы весьма велика.
Рассмотрим принцип действия ЭОПа:

Грубо говоря ЭОП это усилитель света, свет усиливается за счет бомбардировки
фотонами люминофорного экрана на фотокатоде, который расположен ближе к
объективу прибора. Фотокатод преобразует фотоны в электроны, которые ускоряются
и увеличивают свою энергию под действием наведенного электрического напряжения
в рабочей камере ЭОПа. После прохождения ускорительной камеры электроны
попадают на маленький экран в окуляре прибора, на который нанесено фосфорицирующее
покрытие (зеленого или белого фосфора), которое под действием электронов
вспыхивает в нужных местах, формируя видимое вами изображение.

Подробнее о принципе работы ЭОПа ночного видения 1 поколения.

В объектив прибора попадает слабый свет от объекта. Этот свет в виде фотонов
попадает на поверхность фотокатода. Задача фотокатода преобразовывать фотоны
света в электроны. Фотокатод это очень тонкий слой фотоэмиссионного вещества,
напыленного на внутреннюю поверхность фотокатодного стекла. Фотокатод строит
изображение наблюдаемых объектов, создавая на своей поверхности распределение
освещенности от объекта наблюдения. При этом, с противоположной стороны
фотокатода возникает фотоэлектронная эмиссия с аналогичным пространственным
распределением плотности электронного тока что и на входе.

Фотоэмиссия — испускание электронов из фотоэмиссионного вещества под действием
света.

Глазу легче приспособиться к зеленому свету, поэтому предпочтительней
выбирать ЭОП зеленого цвета, однако черно-белый ЭОП показывает контрастнее.

Основные параметры ПНВ 1 поколения

Достоинства 1 поколения: цена

Недостатки 1 поколения: искажения изображения по краям, малое усиление
света

Выбрать и купить прицелы ночного видения 1 поколения просто! Нажмите тут!

Изображение из 1 поколения

В приборе ночного видения 1 поколения главный недостаток — искаженное
изображение по краям картинки. Это выглядит так:

1+ поколение

Сравнение 1 и 1+ поколения приборов ночного видения.

Главным недостатком 1 поколения считается низкая ударостойкость — из-за
стеклянного корпуса ЭОПа 1 поколение невозможно использовать в прицелах
ночного видения на оружии с высокой отдачей. Также в 1 поколении получаемое
изображение искажено по краям за счет эффекта электронной линзы, которая
возникает в рабочей камере ЭОПа. В 1+ поколении, за счет использования
металло-керамических корпусов ЭОПа решена проблема ударостойкости и прицелы
с ЭОПом 1+ поколения можно использовать на различных калибрах. Также решена
проблема искаженного изображения по краям картинки за счет использования
волоконно-оптических плоско-вогнутых линз на входе и выходе ЭОПа, поэтому
ПНВ 1+ поколения рекомендуются к покупке и установке на оружие. Покупать
1-е поколение для охоты мы бы никому не советовали, это пустая трата денег,
задуматься стоит о покупке 1+ поколения. Зачастую китайские производители
называют 1+ поколением 1 поколение но с волоконно-оптическими линзами,
что дает им возможность продавать устаревшее 0 поколение как 1 поколение.
В отдельных случаях за 1+ поколение производителями выдается 0 поколение
с фотокатодом без волоконно-оптических линз. При покупке китайских приборов
имейте это ввиду.

Достоинства 1+ поколения: ударная стойкость, нет искажений по краям

Недостатки 1+ поколения: малое усиление света в сравнении с 2+ поколением

Купить прицелы ночного видения 1+ поколения — нажать тут

2+ поколение

Это поколение создано на ЭОПе бипланарной конструкции, то есть без электростатической
линзы, с прямым переносом изображения с фотокатода на экран. В ЭОПе для
усиления света используется МКП. Схематично устройство ЭОПа изображено
на схеме:

Расстояния между слоем фотокатода и входом МКП (микроканальной пластины),
выходом МКП и слоем люминофора достаточно малые. Напряжения, подаваемые
на фотокатод, вход и выход МКП зависят от конкретной конструкции ЭОПа,
а напряжения на выходе МКП отличаются и регулируются в процессе изготовления
для достижения максимального разрешения. Изображение на экране ЭОП получается
прямым. Для того, чтобы его перевернуть, вместо плоской стеклянной пластины,
на которой нанесен внутри люминофор, применяют волоконно-оптическую пластину,
волокна которой являются световодами и закручены таким образом, что изображение
переворачивается на 180°. При отсутствии такой пластины необходимо перед
окуляром ставить оборачивающую систему (ОС). Изображение на экране ЭОП
в этом случае рассматривается через микроскоп (ОС +окуляр =микроскоп) и
за окуляром уже имеется выходной зрачок (висит в воздухе светлый кружок),
которого при использовании переворачивающего изображение ВОП нет, так как
окуляр в этом случае работает как лупа и выходным зрачком является глаз.

В поколении 2 основной коэффициент усиления достигался за счет микроканальной
пластины, и было решено избавиться от устаревшей электростатической линзы,
что позволило избавиться от засветки сильными источниками света. В результате
получился очень компактный ЭОП с характеристиками, ненамного хуже по характеристикам
2 поколения. Коэффициент усиления порядка 20000-30000, присутствует автоматическая
регулировка яркости в зависимости от внешнего освещения. Кроме того, отсутствие
разгонной камеры позволяет получить более четкое изображение.

МКП

МКП представляет собой сито с регулярно расположенными каналами диаметром
6-10 мкм и длиной не более 1 мм. Обе поверхности МКП полируются и металлизируются,
между ними прикладывается напряжение в несколько сотен вольт. Попадая в
канал такого сита, электрон испытывает соударения со стенками МКП и выбивает
вторичные электроны. Процесс многократно повторяется на всей длине пролета
электрона(1мм), это позволяет получить высокий коэффициент усиления света(x10
000), намного превосходящий 1 и 1+ поколение. Для получения микрометровых
каналов в МКП используется оптическое волокно, которое под воздействием
химических реакций приобретает вид сита. Если в ЭОПе поколения 1 или 1+
одиночный электрон, вылетевший из фотокатода, движется в вакууме разгонной
камеры, и в одиночку, долетает до экрана (анода), то в канале МКП каждый
электрон, вылетевший из фотокатода, генерирует целый рой электронов которые
многократно ударяются в экран. За счет этой технологии коэффициент усиления
света достигает 25 000-30 000 раз.

1 — фотокатод; 2 — микроканальная пластина; 3 — экран

Т.к. оборачивающую электростатическую линзу убрали, пришлось добавлять
дополнительные линзы в окуляр чтобы изображение было правильным. Но благодаря
компактности ЭОПа удалось сделать конструкцию очков ночного видения (ОНВ)
с псевдобинокулярной системы, где изображение с одного ЭОП разводится на
два окуляра с помощью светоделительной призмы. Оборот изображения здесь
осуществляется в дополнительных мини-объективах. Также оборот изображения
может быть произведен при помощи особой волоконно-оптической пластины.
В ЭОПах для монокуляров ночного видения эта оборачивающая пластина обычно встроена в ЭОП.
Некоторые электроны не попадают в каналы МКП, отражаются от стенок и попадают
в соседние каналы. В результате вокруг ярких источников света образуются
гало — и чем дальше находится фотокатод от микроканальной пластины — тем
больше гало, а чем тоньше каналы в МКП — тем гало ярче. Гало можно увидеть
на этой картинке вокруг фонарей освещения:

Если с ПНВ приходится работать в условиях, где возможны боковые засветки,
то на входе вместо стеклянной устанавливается волоконно-оптическая пластина,
защищающая фотокатод от боковых засветок и позволяющая получить более контрастное
изображение. Малые габаритные размеры ЭОП 2+ позволяют значительно уменьшить
габаритные размеры и вес ПНВ по сравнению с ЭОП 2-го поколения. Ресурс
работы ЭОП поколения 2 и 2+ составляет порядка от 1000 до 3000 часов,что
втрое больше, чем у ЭОП 1-го поколения. Встроенные источники питания ЭОП
поколений 2 и 2+ имеют автоматическую регулировку яркости свечения экрана
и встроенную электронную защиту фотокатода от световых перегрузок, а сами
ЭОП — хорошее качество изображения без искажений по всему полю зрения и
могут работать в условиях очень низкой освещенности — при отсутствии луны,
а лишь наличии звезд и то в легких облаках. Стоимость ПНВ с ЭОП поколений
2, 2+ в 5-10 раз выше, чем стоимость приборов с ЭОП 1-го поколения,и редко
бывает ниже 2000 долларов США. Высокая стоимость ЭОП 2+ (а также и ЭОП
3-го поколения) обусловлена как технологией их изготовления (в специальных
сверхчистых вакуумных камерах с высокой степенью вакуума), так и стоимостью
производства МКП и ВОП.

Характеристики ЭОПов 1, 1+, 2+ поколения

Достоинства 2+ поколения: отсутствие засветки, компактные размеры, выше
разрешающая способность.

Недостатки 2+ поколения: нужна дополнительная оборачивающая оптика, гало
вокруг точечных источников света.

Выберите и купите прицелы ночного видения 2+ поколения — нажмите тут!

Поколение 3

Фотокатод основе арсенида галлия очень требователен к величине остаточного
давления внутри ЭОПа и легко подвержен «отравлению» ионами газов, что приводит
к падению чувствительности фотокатода и сокращению срока службы ЭОП. Для
защиты фотокатода на основе арсенида галлия используется ионно-барьерная
пленка, нанесенная на входную поверхность МКП, которая предотвращает выход
из каналов МКП положительных ионов и нейтральных газов (которые создаются
в процессе бомбардировки электронами внутри каналов МКП) и тем самым сохраняет
фотокатод, что увеличивает срок службы прибора. Интегральная чувствительность
1000-1800 мкА/лм, чувствительность на длинах волн 830 нм — 100-190 мА/Вт,
коэффициент усиления 40000-70000, максимальное разрешение 45-64 штр/мм,
соотношение сигнал-шум 16-21, срок службы 10000 часов.

Характеристики ЭОПов 1, 1+, 2+, 3 поколений.

Достоинства 3 поколения: выше коэффициент усиления, чувствительность и
разрешающая способность, длительный срок службы, высокая устойчивость к
перегрузкам.

Недостатки 3 поколения: ионно-барьерная пленка ухудшает максимальные характеристики.

Выберите и купите прицелы ночного видения 3 поколения нажав тут!

3+ поколение без пленки

Иногда его называют поколением 3+. Вместо удаления ионно-барьерной пленки
ее сделали в три раза тоньше, применили улучшенную МКП, а также поставили
импульсный источник питания ЭОПа с уменьшенным напряжением. В результате
удалось существенно повысить характеристики ЭОПа без уменьшения срока службы
и устойчивости к перегрузкам. Благодаря импульсному источнику питания удалось
избавиться от влияния ярких источников света на ЭОП. Интегральная чувствительность
лежит в пределах 2000-2700 мкА/лм, чувствительность на длинах волн 830
нм — 190-250 мА/Вт, чувствительность на длинах волн 880 нм — 80-120 мА/Вт,
коэффициент усиления 50 000-80 000, максимальное разрешение 64-72 штр/мм,
соотношение сигнал-шум 25-28, срок службы 10000 часов.

Характеристики ЭОПов 1, 1+, 2+, 3, 3+ поколений.

Достоинства 3+ поколения: выше коэффициент усиления, меньше гало, выше чувствительность и разрешающая способность, длительный срок службы, высокая устойчивость к перегрузкам.

Недостатки 3+ поколения: ионно-барьерная пленка ухудшает максимальные характеристики.

Выберите и купите прицелы ночного видения 3+ поколения сейчас! Нажмите здесь!

Цифровое поколение

В последнее время цифровое устройство ночное видения становится более
популярным. Принцип работы цифровых приборов ночного видения существенно
отличается от предыдущих. Можно сказать что предыдущие способы преобразования
светя являются аналоговыми методами. Примерно как аналоговая и цифровая
фотография. Принцип действия простой, в приборе стоит цифровая матрица
которая работает в ИК спектре излучения и высоком усилении света, через
объектив прибора, свет попадает на матрицу и матрица уже преобразует приходящий
свет в изображение на цифровом экране прибора. Такие приборы отличаются
существенным минусом — неспособность работать в сильной темноте без внешней
ИК подсветки. В этом плане 2 поколение приборов существенно лучше. Однако
плюсом таких приборов является то что они не боятся засветки и могут работать
и днем и ночью.

Характеристики ЭОПов 1, 1+, 2+, 3, 3+, цифровых поколений.

Достоинства цифрового поколения: длительный срок службы, использовать
можно днем

Недостатки цифрового поколения: не работает без ИК подсветки в полной
темноте.

Выберите и купите цифровые прицелы день ночь кликнув здесь!

Черные точки на ЭОПах ночного видения.

Черные точки на ЭОПах ночного видения. Несомненно, покупая прибор более
чем за 100 тыс. рублей, хочется получить идеальный прибор. Но надо понимать,
что это все таки серийное производство и по ГОСТ предусмотрено некоторое
количество черных точек. Безусловно, наши специалисты отбирают самые «чистые»
приборы. В любом случае черные точки присутствуют на каждом приборе, в
одном случае это как укол иголочкой, в другом как звездное небо. На самом
же деле, большинство точек в реальных условиях вы даже заметить не сможете.
Потому как они заметны только в условиях когда вы смотрите на белую стену,
а в условиях ночи в лесу они незаметны совершенно. К тому же, чистота поля
зрения далеко не первый и даже не пятый пункт в показателях прибора. Например
более «грязный» прибор по большинству показателей будет лучше «чистого».

Выбирайте прибор ночного видения, исходя из полученных знаний! Наш магазин имеет большой каталог приборов ночного видения на любой кошелек и любую задачу! Звоните и покупайте через сайт!

Приборы ночного видения с доставкой по всей России! Нажимай сейчас!