Jaki noktowizor kupić?

W tym miejscu chciałbym podać kilka praktycznych rad dotyczących wyboru przyrządów noktowizyjnych oraz omówić często spotykane w sklepach i na straganach proste urządzenia, przeważnie pochodzące zza naszej wschodniej granicy. Informacje jakie przedstawię wynikają z moich prywatnych obserwacji, doświadczeń oraz zasłyszanych opinii.

Na co zwrócić uwagę?

W przypadku noktowizorów istnieje kilka obiektywnych parametrów, które jasno pozwalają ocenić jakość danego noktowizora. Na podstawie rozdzielczości przestrzennej (ang. Spatial Resolution) wyrażanej w parach linii na milimetr (lp/mm) oraz stosunku sygnału do szumu (ang. SNR - signal to noise ratio) klasyfikuje się profesjonalne przyrządy noktowizyjne - im wyższa rozdzielczość i SNR tym lepiej. Określenie wartości tych parametrów wymaga posiadana specjalnej aparatury kontrolno-pomiarowej i nie ma możliwości zrobienia tego "na oko". Niestety, często takie dane są celowo nie podawane przez producentów a czasem są wręcz zafałszowane.

Szczegóły:

Najważniejszym parametrem wojskowych przyrządów noktowizyjnych z punktu widzenia zastosowań wojskowych jest rozdzielczość wyrażana w parch linii na milimetr lp/mm (lpmm - lines pair per milimeter). Jeżeli lampa charakteryzuje się wysokim wzmocnieniem, dużą czułością fotokatody oraz SNR jednak jej rozdzielczość jest niewielka to wyżej wymienione parametry nie zapobiegną złej jakości obrazu. Tak więc, głównym wymogiem stawianym współczesnym przyrządom optycznym i optoelektronicznym jest czystość i ostrość obrazu określana właśnie na podstawie rozdzielczości.

Dlatego też opracowano ciekawy sposób oceny rozdzielczości systemów optoelektronicznych. Przedstawiony poniżej metoda stosowana jest obecnie do oceny rozdzielczości urządzeń pracujących w zakresie pasma widzialnego i "bliskiej" podczerwieni, są to m.in.:

- zwykłe przyrządy optyczne (lornetki, lunety, celowniki i.t.p.);

- przyrządy noktowizyjne;

- przetworniki obrazu (sensory CCD lub CMOS);

- LLLTV (low light level television - przyrządy noktowizyjne sprzężone obrazowodowo z mozaiką CCD);

Badanie rozdzielczości termowizorów, kamer termowizyjnych i termograficznych odbywa się z zastosowaniem innej, bardziej skomplikowanej metody (wynika to z faktu, że przyrządy te działają w zakresie "średniej" podczerwieni).

Cała zasada oceny rozdzielczości przyrządu optycznego opiera się na obserwowaniu nim specjalnego testu (tzw. Test Target). Obserwację zawsze musi wykonywać tzw. kwalifikowany obserwator - jest to dokładnie wyselekcjonowany pracownik z nieskazitelnym wzrokiem. Podejmowane próby automatyzacji tego procesu (próba zastąpienia wzroku ludzkiego układem analizującym np.: z sensorem CCD) nie powiodły się.

Najczęściej stosowany w krajach NATO test służący ocenie rozdzielczości przyrządów optycznych nosi oznaczenie USAF 1951. Widok planszy testu przedstawiony jest poniżej (wersja pozytywowa i negatywowa).

Jak widać, test to w rzeczywistości mozaika grup pasków. Każda z grup składa się z sześciu zestawów pasków poziomych i pionowych stopniowo malejących (oznaczonych wartościami od 1 - największe, do 6 - najmniejsze). Pierwsza, największa grupa oznaczona jest jako -2. Zestaw 6 w najmniejszej grupie pasków posiada gęstość 221 linii na milimetr (!!).

Obserwator kwalifikowany patrząc przez badany przyrząd ocenia, którą z grup pasków jeszcze rozpoznaje (może rozróżnić osobne paski, które "nie zlewają się"). Na podstawie dokumentacji testu można określić jaką ilość linii na milimetr rozpoznana grupa pasków reprezentuje. W tym momencie znamy już rozdzielczość badanego przyrządu.

Naturalnie, płytka testu musi być osadzona w specjalnym urządzeniu, które umożliwia m.in. obserwację testu przy odpowiednim poziome oświetlenia (co ma znaczenie podczas badania przyrządów noktowizyjnych). Dodatkowo, zastosowany w przyrządzie pomiarowym układ optyczny, umożliwia obserwację testu bez konieczności rozregulowywania optyki badanego przyrządu - często bowiem, przyrządy optyczne mają ogniskową ustawioną na dalsze odległości i uniemożliwiają bliskie obserwacje.

Poglądowy schemat opisanego urządzenia przedstawiony jest na rysunku poniżej:

Instytut Optoelektroniki Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie opracował (na bazie testu USAF 1951) urządzenie pomiarowe NVT-1 służące do badania rozdzielczości optycznej m.in. przyrządów noktowizyjnych. Przyrząd znajduje się w ofercie firmy INFRAMET (www.inframet.pl). Zdjęcie urządzenia i ważniejsze parametry przedstawione są poniżej:

Parametr Wartość

Apertura kolimatora 90 mm

Ogniskowa kolimatora 750 mm

Rozdzielczość lepsza niż 75 par lp/mrad

Test USAF 1951 (standard NATO)

Natężenie oświetlenia testu regulowane od 2 10-5 lx do 300 lx

Temperatura barwowa źródła promieniowania regulowana od 2700 K do 3300 K

Opracowane przez naukowców z IOE WAT urządzenie spełnia wymagania następujących norm:

- MIL STD 1858;

- MIL-A-49425 Aviators night vision imaging system AN/AVS6(V)1;

Z tego właśnie powodu, pozostaje nam, jako klientom, zwracać uwagę na bardziej "zewnętrzne" cechy kupowanego noktowizora.

Generacja przetwornika optoelektronicznego - sercem każdego noktowizora jest przetwornik optoelektroniczny, to właśnie ta część wzmacnia światło gwiazd lub księżyca i to od niej (w dużej mierze) zależy "jak widać" przez noktowizor. W Polsce w sprzedaży dostępne są następujące generacje (im niższy numer - tym starszy, słabszy przetwornik): 0, 1, 2 .

Noktowizory generacji 0, mimo sędziwego wieku, są sporadycznie spotykane w sprzedaży. Noktowizor generacji 0 wymaga stałego podświetlenia podczerwienią. Stary noktowizor generacji 0 (o nowe raczej trudno) można rozpoznać po dużym promienniku podczerwieni (reflektor z filtrem z nieprzeźroczystego szkła) zamontowanym gdzieś na obudowie noktowizora. Noktowizor gen 0 może spisywać się całkiem dobrze z mocnym podświetlaczem IR. Praca z takim noktowizorem jest o tyle nie wygodna, że takie urządzenie pobiera dużą wartość prądu zasilania (głównie ze względu na reflektor) a co za tym idzie często wymaga stosowania dużych, ciężkich akumulatorów. Spotykane czasami w sprzedaży noktowizory generacji 0 to: PPN2,NSP2,TWN2,INFRAM.

Generacja 1 to obecnie najpopularniejszy rodzaj noktowizorów na rynku cywilnym. Noktowizory generacji 1 są stosunkowo nie drogie i zapewniają satysfakcjonującą jakość obrazu. Generacja 1 osiąga maksymalnie 1000 krotne wzmocnienie światła szczątkowego. Można powiedzieć, że dobrym noktowizorem generacji 1 (przy gwieździstym, bezksiężycowym niebie) można zauważyć z odległości 100 m poruszającego się człowieka w mundurze maskującym. Ceny takich noktowizorów są rozsądne. Dobra lornetka (lornetka, czyli dwa kanały - dwa przetworniki pierwszej gen) noktowizyjna kosztuje

u dostawcy około 1000-1200 zł.

Często w sprzedaży oferowane są noktowizory reklamowane jako generacja 1+. Tak naprawdę granica między noktowizorem generacji 1 a 1+ jest dosyć płynna, a producenci i dystrybutorzy czasem odmiennie rozumieją różnice między tymi dwoma typami. Prawdziwy noktowizor generacji 1+ powinien mieć wbudowany w przetwornik optoelektroniczny, przynajmniej od strony ekranu wejściowego, ekran obrazowodowy (ok. 400 rdzeni światłowodowych na mm2) w celu zwiększenia rozdzielczości przestrzennej. Bywa, że noktowizor pozbawiony tego przydatnego dodatku określany jest mianem gen 1+ jedynie ze względu na bardziej czułą fotokatodę.

Generacja 2 to już bardzo dobre noktowizory. Generacja 2 ma duże wzmocnienie światła szczątkowego sięgający nawet 30000x. Przetworniki gen. 2 obowiązkowo wyposażane są w ekrany obrazowodowe wejściowe (wyjściowe rzadziej). Urządzenia te pracują dobrze i prezentują czysty, wyraźny obraz przy bezksiężycowym niebie. Niestety, największą wadą tych urządzeń jest ich cena. Nie ma noktowizora 2 gen z jednym przetwornikiem poniżej 2500 zł (oczywiście są urządzenia z jednym przetwornikiem, gdzie możliwa jest obserwacja dwoma oczami - taki "cyklop" - ale ich cena jest taka sama).

Sprzedawca ma święty obowiązek podać generację przetwornika optoelektronicznego, dane dotyczące tego parametru są prawie zawsze dostępne w dokumentacji tech sprzętu (jeżeli nie ma takiej informacji to oznacza, ze mamy do czynienia z noktowizorem generacji 1).

Parametry optyczne obiektywu - Istotnymi parametrami noktowizora są powiększenie optyczne (czyli ile razy widziany obraz stanie się większy), średnica wejściowa obiektywu (podana w milimetrach) oraz tzw. światłosiła. Obiektyw o parametrach 4x48 oznacza czterokrotne powiększenie i 48 mm średnicy wejściowej. Te dwa parametry często można znaleźć w instrukcji sprzętu (lub w przypadku średnicy wejściowej obiektywu ocenić "na oko"). Powiększenie nie może być zbyt małe (bo to ograniczy zasięg noktowizora) ani zbyt duże (bo duże powiększenie oznacza zawężenie kąta widzenia - nie chcemy przecież teleskopu tylko przyrządu do obserwacji terenu). Ostatni z parametrów - światłosiła - oznacza stosunek ogniskowej obiektywu (ogniskowa wiąże się bezpośrednio z powiększeniem) do średnicy wejściowej, np. obiektyw o średnicy 50 mm i ogniskowej 200 mm ma światłosiłę 4 (oznaczaną jako F 1:4 lub F4). Im wyższa wartość tego parametru tym mniej światła obiektyw przekazuje na fotokatodę przetwornika. W przypadku noktowizorów jest bardzo ważne aby średnica wejściowa skutecznie równoważyła ogniskową (powiększenie) obiektywu.

Polecam dobierać noktowizory o możliwie jak największych średnicach obiektywów.

Układ optyczny znacząco wpływa na jakość obrazu.

Promiennik podczerwieni - bardzo przydatnym dodatkiem do każdego noktowizora jest promiennik (iluminator, emiter, podświetlacz) podczerwieni. Podświetlacze stosowane w noktowizorach emitują promieniowanie niewidzialne dla ludzkiego oka, w zakresie tzw. bliskiej podczerwieni (przedział: ok. 780 nm - 900 nm). Podświetlacz podczerwieni to konieczność jeżeli chcemy operować noktowizorem w absolutnej ciemności oraz w niesprzyjających warunkach świetlnych (gęsty las, wnętrze budynku).Odległość na jaką można obserwować teren z użyciem podświetlacza podczerwieni zależy tylko i wyłącznie od tego promiennika.

Istnieją trzy rodzaje promienników podczerwieni:

- reflektor światła widzialnego z filtrem polaryzacyjnym - filtr "przepuszcza" promieniowanie jedynie o długości fali powyżej ok. 800 nm. Zasięg dobrego, wojskowego emitera z filtrem polaryzacyjnym to ok. 100 m (oczywiście istnieją specjalne, silniejsze iluminatory).

- promiennik diodowy - głównym elementem jest silna dioda półprzewodnikowa LED. Można samemu zrobić sobie taki promiennik kupując słabsze diody IR w sklepie elektronicznym i łącząc je w grupę (oczywiście, taki promiennik będzie bardziej prądożerny od jednodiodowego emitera). Zasięg jednodiodowego, oryginalnego promiennika LED z optycznym układem skupiającym nie przekracza 50 m (w porywach).

- promiennik z diodą laserową. Najczęściej jest to laser III klasy (moc powyżej 30 mW, najmocniejsze laserowe emitery dostępne w Polsce mają 200 mW).

Zarówno diodowe jak i laserowe podświetlacze mają możliwość regulacji szerokości kąta emisji wiązki. Osobiście jestem zwolennikiem laserowych promienników IR. To, niestety, drogie urządzenia (za laser 30mW od 300 zł w górę), ale w mojej ocenie charakteryzują się największym skutecznym zasięgiem emisji. Nie łatwo odróżnić promiennik laserowy od diodowego - sami sprzedawcy mają z tym spory kłopot i na hasło "laser do noktowizora" często proponują dobry podświetlacz diodowy. Najlepiej zajrzeć wtedy do dokumentacji technicznej urządzenia i samemu upewnić się czy jest tam napisane: "IR laser diode" lub "IR laser illuminator".

Inne - Warto pamiętać, że:

- zabrudzenia widoczne w zielonkawym obrazie noktowizora nie są wynikiem zanieczyszczenia elementów optycznych. Te zabrudzenia "wbudowane są" w ekran elektroluminescencyjny - im jest ich mniej, tym lepsza jest jakość przetwornika optoelektr. noktowizora.

- migotanie obrazu noktowizora po włączeniu to normalny efekt. Nie powinien trwać dłużej niż 10 sek od momentu włączenia.

- jasny "błysk" ekranu elektroluminescencyjnego to efekt spotykany w kiepskich noktowizorach.

- jeżeli kupujemy noktowizor warto go, w miarę możliwości, sprawdzić w nocy. Włączenie noktowizora w dzień z prostym filtrem (w postaci dekielka z dziurką) założonym na obiektyw pozwala jedynie pobierznie sprawdzić jego stan. Niesprawny noktowizor może działać dobrze w dzień, ale nie koniecznie w nocy (a takie noktowizory się zdarzają niestety).

- obraz widziany przez noktowizor binookularowy (lornetka lub gogle) nie może stwarzać wrażenia "zeza" (dwa obrazy nie mogą się rozjeżdżać). Jeżeli mamy wrażenie "zeza" to kierunki osi optycznych kanałów nie są równoległe.

- nie ma noktowizorów 2 gen w cenie ponizej 2500 zł, niestety...

Noktowizory

Większość nowych noktowizorów na rynku to przyrządy pochodzące z Rosji i Białorusi. Niska cena i przyzwoita jakość czyni te urządzenia popularnymi nie tylko w Polsce. W krajach europy zachodniej oraz ameryki północnej (tak, tak) jest dużo firm handlujących "wschodnią" optyką. Noktowizory, które mają w swych ofertach takie firmy jak: Moonlight, Yukon, Bushnell, Sibir to w większości urządzenia działające w oparciu o "wschodnie" przetworniki optoele. a często to po prostu rosyjskie lub białoruskie noktowizory z naklejką zachodniego dostawcy. Nie są to więc noktowizory "zachodnie". Na straganach dostaniemy dokładnie to samo co w sklepie - będzie taniej ale bez gwarancji.

---