33 Средства скрытого наблюдения в оптическом диапазоне

В оптическом видимом диапазоне света информация развед­кой добывается путем визуального, визуально-оптического и теле­визионного наблюдения, фото- и киносъемки, а в инфракрасном диапазоне — с использованием приборов ночного видения и теп­ловизоров.

ИК-лучи как носители информации обладают боль­шей проникающей способностью и позволяют наблюдать объек­ты при малой освещенности и даже в темноте. Но при их преобра­зовании в видимый свет для обеспечения возможности наблюде­ния объекта человеком происходит значительная потеря информа­ции об объекте.

Так как физическая природа носителя информации в видимом и инфракрасном диапазонах одинакова, то различные средства на­блюдения, применяемые для добывания информации в этом диа­пазоне, имеют достаточно общую структуру. Ее можно предста­вить в виде, приведенном на рис. 16.1.

Рис. 16.1. Структурная схема оптического приемника

Большинство средств наблюдения представляют собой опти­ческий приемник, содержащий оптическую систему, светоэлектрический элемент, усилитель и индикатор. В зависимости от вида светочувствительного элемента оптические приборы делятся на визуально-оптические, фотографические и оптико-электрон­ные. В визуально-оптических средствах наблюдения светочувс­твительным элементом является сетчатка глаза человека, в тради­ционных фото- и киноаппаратах — фотопленка, а в оптико-элект­ронных приборах — мишень светоэлектрического преобразовате­ля (СЭП).

Характеристики средств наблюдения определяются, прежде всего, параметрами оптической системы и светоэлектрического эле­мента, а также зависят от способов обработки электрических сиг­налов и формирования изображения при индикации. Основными характеристиками являются:

• диапазон длин волн световых лучей, воспринимаемых средс­твом наблюдения;
• чувствительность;
• разрешающая способность;
• поле (угол) зрения и изображения;
• динамический диапазон интенсивности света на входе оптичес­кого приемника, не вызывающий искажение изображения на его выходе.

Средства наблюдения в зависимости от назначения создают­ся для видимого диапазона длин волн или его отдельных участков (зон), а также для различных участков инфракрасного диапазона. Чувствительность средства наблюдения оценивается мини­мальным уровнем световой энергии, при которой обеспечивается требуемое качество изображения объекта наблюдения. Качество изображения зависит как от яркости и контрастности проецируе­мого изображения, так и от помех. Помехи создают лучи света, по­падающие на вход приемника от других источников света, и теп­ловые шумы светоэлектрического преобразователя. Разрешающая способность характеризуется минимальными линейными или угловыми размерами между двумя соседними точ­ками изображения, которые наблюдаются как отдельные. Так как изображение формируется из точек (пикселей), размеры которых определяются разрешающей способностью средства наблюдения, то вероятность обнаружения и распознавания объекта возрастает с повышением разрешающей способности средства наблюдения (увеличением количества пикселей изображения объекта).

Размеры наблюдаемой части пространства характеризуются полем и углом зрения. Поле зрения — часть пространства, изоб­ражение которого проецируется на экран оптического приемника. Угол, под которым средство «видит» предметное пространство, на­зывается углом поля зрения. Часть поля зрения, удовлетворяюще­го требованиям к качеству изображения по резкости, называется полем или, соответственно, углом поля изображения.

Динамический диапазон оптического приемника определя­ет в дБ интервал силы света на входе оптического приемника, при котором обеспечивается заданное качество изображения на выхо­де. Чем шире динамический диапазон оптического приемника, тем больше оперативные возможности его применения. Несоответствие динамического диапазона приемника диапазону силы света от объ­ектов наблюдения приводит не только к искажению добываемой информации, но и может вызвать нарушение в работе приемника вплоть до разрушения светочувствительного элемента.

Визуально-оптические приборы

Для визуально-оптического наблюдения применяются опти­ческие приборы, увеличивающие размеры изображения на сет­чатке глаза. В результате этого повышается дальность наблюде­ния, вероятность обнаружения и распознавания мелких объектов. К визуально-оптическим приборам относятся бинокли, монокуля­ры, подзорные трубы, специальные телескопы.

На базе волоконно-оптических световодов созданы разнообраз­ные типы технических эндоскопов для наблюдения через малые отверстия диаметром 4-10 мм. Технический эндоскоп представля­ет собой устройство для осмотра закрытых полостей и состоит из окулярной, основной и дистальной частей. Дистальная и основная части погружаются через отверстие или щель в закрытую от пря­мого наблюдения полость. Диаметр и длина погружаемой части эн­доскопа составляют 7-10 мм и 1-2 м соответственно. Конструкция технического эндоскопа позволяет управлять поворотом дисталь­ной части кабеля в горизонтальной и вертикальной плоскостях до ±90°. Угол поля зрения объектива дистальной части составля­ет 40-60°. Основная часть представляет собой жесткий, полужес­ткий или гибкий волоконно-оптический кабель. Наблюдение про­изводится через окулярную часть. Система фокусирования объек­тивов обеспечивает наблюдение резкого изображения объектов на удалении от 1 мм до более 5 м. Разрешающая способность техни­ческого эндоскопа — 5-17 лин/мм. Для освещения наблюдаемого пространства эндоскоп содержит осветительный жгут с галоген­ной лампой мощностью 20-150 Вт на конце, погружаемый с основ­ной частью в закрытую полость и создающий в ней освещенность до 2000 лк.

Фото- и киноаппараты

Визуально-оптическое наблюдение, использующее такой со­вершенный оптический прибор, как глаз, является одним из на­иболее эффективных способов добывания, прежде всего, информа­ции о видовых признаках. Однако оно не позволяет регистрировать изображение для последующего изучения или документирования результатов наблюдения. Для этих целей применяют фотографиро­вание и киносъемку с помощью фото- и киноаппаратов.

Средства телевизионного наблюдения

Дистанционное наблюдение движущихся объектов осущест­вляется с помощью средств телевизионного наблюдения. Схема комплекса средств телевизионного наблюдения показана на рис. 16.2.

Рис. 16.2. Схема комплекса средств телевизионного наблюдения