5. Оптические средства добывания конфиденциальной информации.

Зрение человека играет исключительно важную роль в познании ок­ружающего мира, так как примерно 90% получаемой информации прихо­дится именно на зрение и только 10% - на другие органы чувств. Интерес к секретам конкурентов, с долей иронии, также может рассматриваться как тяга к познанию. Отсюда и стремление определенной категории людей к «прослушиванию» конкурентов и получению некоторой зрительно осязае­мой информации, например, о содержании интересующих документов и фотографий, о внешнем виде собеседников или передаваемых предметов во время конфиденциальной встречи.

Однако мудрая природа, дав людям такой важный для восприятия окружающего мира прибор, существенно ограничила его возможности. Так, основными характеристиками человеческого глаза являются следую­щие:

• Мгновенное угловое поле зрения: в горизонтальной плоскости составляет 65-95°; в вертикальной плоскости - 60-72°.

• Расстояние наилучшего зрения - 250 мм.

• Время удержания взглядом изображения - 0,06 с.

• Область спектральной чувствительности лежит в диапазоне от 0,37 до 0,72 мкм (см. рис. 90).

В соответствии с приведенной характеристикой максимальная вос­приимчивость для дневных условий соответствует темно-зеленому излу­чению с длиной волны λ = 0,54 мкм (поэтому на зеленом цвете глаз «отды­хает»), а в сумеречное время - излучению с длиной волны λ = 0,507 мкм - голубой цвет. Отсюда и известное выражение, что ночью все кошки серые.

5.1. Оптико-механические приборы.

Естественно и вечное стремление людей расширить границы своего зрения. Люди старались улучшить все характеристики зрения и создали огромное количество оптических приборов: для увеличения дальности на­блюдения - зрительные трубы, бинокли и телескопы, для расширения об­ласти спектральной чувствительности - так называемые приборы ночного видения, для расширения поля зрения - системы телевизионного наблюде­ния, а для фиксации изображения - фотоаппараты кино- и видеокамеры.

Наиболее древними из перечисленных являются так называемые оптико-механические приборы, позволяющие зрительно приблизить удален­ные

предметы. Несмотря на свой «преклонный возраст» они до сих пор очень популярны и практически незаменимы для наблюдения за конкурен­тами с больших расстояний или из укрытий.

Принцип действия таких приборов основан на том свойстве, что один и тот же предмет виден под большим углом (Ψ ₂> Ψ₁]) при меньшей дальности R₂ <R₁) (см. рис. 91).

Так, если невооруженным глазом предмет виден под углом Ψ ₁,а оптическая система создает изображение, видимое под углом Ψ₂, то ви­димое увеличение, или кратность увеличения определяется выражением

Г =

(5.1)

В простейшем случае такая телескопическая система представляет собой двухкомпонентную афокальную систему, изображенную на рис.61. Чем больше ее длина, тем меньше угол Ψ₁ (Ψ₁¹¹ < Ψ₁¹ при R¹¹ > R¹), а, сле­довательно, больше видимое увеличение Г. Так как величина угла Ψ₂ со­гласована с размерами и воспринимающей способностью глаза и для нормальных условий составляет значение Ψ₂= 60°, то видимое увеличение оптико-механического прибора может быть оценено по диаметру входного отверстия объектива D, выраженного в миллиметрах

(5.2)

Более точное значение величины Г лежит в пределах от 0,2 до 0,75 D. Однако надо иметь в виду, что чем больше кратность увеличения, тем меньше мгновенное угловое поле зрения θ, которое связано с величиной угла Ψ₁ соотношением θ -2 у) (см. рис., 92). ,

В отверстия объектива и окуляра могут быть вставлены различные линзы (выпуклые, вогнутые, выпукло-вогнутые и др.), но для целей полу­чения конфиденциальной информации лучше всего подходят двояковыпуклые линзы. Такая оптическая система известна под названием системы Кеплера, или астрономической трубы.

Достоинством системы Кеплера является то, что в плоскости изо­бражения может быть установлена сетка (шкала). Она позволяет решать измерительные задачи по определению дальности до объекта наблюдения, в то время как другие оптические системы не могут быть использованы для этих целей.

Для того чтобы измерить расстояние R до объекта наблюдения необ­ходимо знать ориентировочный линейный размер объекта L, выраженный в метрах, и его угловой размер Y. Последний определяется по шкале опти­ческой системы в условных единицах, называемых тысячные. Величина Y измеряется, исходя из цены деления шкалы (расстояния между двумя со­седними делениями). Эта цена составляет 5 тысячных, такому же значению соответствует собственный размер малого штриха деления. Расстояние между двумя большими делениями и размер штриха большого деления 10 тысячных.

Значение расстояния R [м] рассчитывается по формуле

(5.3)

Так, например, на рис. 93 представлен случай, когда в поле зрения оптической системы находятся одновременно человек и автомобиль.

Известно, что средний рост мужчины составляет 1 м 75 см (L= 1,75 м), А его угловой размер для случая, изображенного на рисунке, Y=10 тысячных. таким образом, расстояние от наблюдателя до человека составляет величину

(5.4)

Длина другого объекта автомобиля около 4,5 м (L= 4,5м). его узло­вой размер - Y=15 тысячных, следовательно дальность то автомобиля в рассматриваемом примере имеет значение

(5.5)

Однако необходимо знать, что существует метод оценки дальности до объекта и с помощью подручных средств, например обычной линейки (см. рис. 94).

Он основан на том, что узловой размер 1 мм на удалении 50 ем от глаз составляет около 2 тысячных; Таким образом, если определить вели­чину «видимого размера» объекта на удалении 0,5 м от глаз, то примерное расстояние будет иметь значение

(5.6)

где d [мм] видимый размер объекта на удалении 0,5 м.

Для случая, изображенного на рис. 94, линейный «видимый размер» фигуры имеет значение d ≈ 10 мм, а реальный размер L ≈ 0.5 м. Следова­тельно, дальность до объекта

(5.7)

Вместо линейки может быть использован любой другой небольшой предмет геометрические размеры которого известны: спичечная коробка, карандаш, пластиковая карта, бумажная купюра и т. п.

Основной недостаток оптической системы Кеплера - переворачива­ние изображения, из-за чего наблюдатель видит все «вверх ногами». Для устранения недостатка в систему вводят компоненты, обеспечивающие восстановление нормального положения изображения. В качестве таких элементов используют дополнительные линзы (см. рис. 95), например, в подзорных трубах или телескопах.

Иногда изображение восстанавливают с помощью призм (см.рис. 96) например, в биноклях или артиллерийских панорамах

Для ведения скрытного наблюдения необходимо тщательно выби­рать позицию с учетом местных условий и окружающего ландшафта. Хо­рошо для этих целей подходит густая листва деревьев, различные строе­ния, места складирования крупногабаритных предметов. Однако в ряде случаев оказывается затруднительно выбрать удобное место, и наблюде­ние приходится вести из-за угла, через препятствие и т. п. В этом случае хорошую услугу могут оказать упомянутые выше артиллерийские панора­мы или другие оптические системы перископического типа, имеющие дос­таточно малые геометрические размеры входного объектива и изменяю­щие направление распространения оптических лучей.

Ведя скрытое наблюдение за объектом с помощью оптико-механического прибора, необходимо помнить о таком коварном демаски­рующем факторе, как солнечные блики на стекле вашей оптической систе­мы, которые могут быть видны на расстоянии, достигающем нескольких километров. Чтобы не быть обнаруженным, необходимо выбирать пози­цию для наблюдения таким образом, чтобы прямые солнечные лучи не по­падали на. оптические стекла. Также надо знать, что существуют профес­сиональные оптические приборы, например военного назначения, с так на­зываемой просветленной оптикой. Их отличительной особенностью явля­ется то, что на поверхность стекла входного объектива нанесена специаль­ная пленка, толщина которой, подобрана таким образом, чтобы лучи света, отраженные пленкой и стеклом, взаимно компенсировались, исключая по­явление бликов. Приборы с просветленной оптикой имеют характерный темный цвет входных линз объектива.

Хорошей защитой от бликов может служить и бленда специальный козырек; в виде раструба, надеваемого на объектив оптического прибора. Она во-первых, предотвращаем попадание прямых солнечных лучей на вход объектива, а, во-вторых, существенно ослабляет переотражение лучей за счет специальной формы внутренней поверхности (см. рис. 97).

Примеры современных оптико-механических приборов приведены на рис. 98-100