Nachtzichtapparatuur

Nachtzichttoestellen zijn restlichtversterkers die worden gebruikt voor nachtelijke natuurobservatie en bewaking. Verschillende technologieën worden hierbij gebruikt.

Nachtzichttoestellen zijn restlichtversterkers die worden gebruikt om objecten 's nachts - bijna zoals overdag - waar te nemen. In het verleden werden zij voornamelijk gebruikt voor militaire doeleinden, maar sinds geruime tijd zijn zij ook populair bij particulieren voor natuurwaarnemingen en bewakingsdoeleinden. Destijds waren deze toestellen moeilijk te betalen, maar dat is nu drastisch veranderd. Tegenwoordig is het mogelijk om met een kleine financiële inspanning een goed toestel voor privé-doeleinden te kopen.
Voor nachtzichtapparatuur worden verschillende technologieën gebruikt. Enerzijds zijn er toestellen met beeldversterkerbuizen: de restlichtversterkers. Deze zijn verkrijgbaar in drie ontwikkelingsstadia, beter bekend als generaties, en zij onderscheiden zich vooral in hun lichtopbrengst. Anderzijds bestaan er sinds enkele jaren ook digitale nachtkijkers en thermische camera's.

Alle nachtzichttoestellen met beeldversterkerbuizen hebben een optisch systeem in het voorste gedeelte dat het licht opvangt en doorgeeft aan een beeldomzetter. Hier bevindt zich een fotokathode, die de inkomende fotonen (dit zijn de lichtdeeltjes) opvangt en er energie uit genereert in de vorm van elektronen.
Deze elektronen worden enorm versneld en op een fosforscherm geschoten. Hierbij komt opnieuw energie vrij in de vorm van licht, d.w.z. fotonen, extreem veel sterker dan voorheen. Nachtzichtapparatuur mag in geen geval bij daglicht worden gebruikt, anders kan de apparatuur ernstige schade oplopen.

De 1e generatie nachtkijkers is de eenvoudigste en tevens goedkoopste versie. Deze apparaten werken zoals hierboven beschreven en verhelderen het restlicht. Daarnaast hebben ze ook een infraroodversterker, maar die hoeft alleen gebruikt te worden als het totaal donker is. Daarbij wordt ’s nachts een infraroodstraal die we met ons oog (met een gevoeligheid van 550 nanometer) niet kunnen waarnemen uitgestraald.

De nachtkijker kan, in tegenstelling tot het oog, het golflengtebereik van infrarood licht registreren. Zo is het mogelijk om zelfs in absolute duisternis waar te nemen. Het nadeel hiervan is echter dat dit apparaat niet over erg lange afstanden kan worden gebruikt. De apparaten van de 1e generatie hebben een lichtversterking van ongeveer 1000 keer.

Waarom zien we groen licht?

Het beeld ziet er groen uit omdat het blauwe component van het licht naar het groene spectrum wordt verschoven en het rode component naar het infraroodspectrum. Als u door zo'n nachtkijker kijkt, ziet u een ruis. Die ruis ziet eruit als een korrelige structuur. Na gebruik zal de groene beeldindruk pas langzaam verdwijnen als het beeld weer volledig zwart is. Normaal gesproken bieden de apparaten van de 1e generatie een bedieningstijd van 2.000 uur.

De 2e generatie werkt in principe hetzelfde manier als de 1e generatie. Het verschil zit hem in de lichtversterking: tot 20.000x. Hierdoor kunt u met deze generatie over een veel grotere afstand waarnemen. Dit wordt bereikt door een microkanaalplaat die achter de fotokathode is geplaatst en ontelbaar veel glazen buizen heeft. De opgewekte elektronen worden zo nog eens extreem versterkt. Naast het veel helderdere beeld kan ook een scherper beeld worden waargenomen.

Bij de 1e generatie valt nog steeds een zekere randonscherpte op die bij de 2e generatie bijna niet op te merken is. De 2e generatie is ook voorzien van een infraroodversterker.

De meeste nachtkijkers hebben een vergroting van ongeveer 2 of 2,5x. Er bestaan echter ook speciale versies met vergrotingen tot 10x.

Bijna alle apparaten zijn zeer compact en hebben een monoculair zicht, maar er zijn - vooral in de 2e generatie - ook nachtkijkers met een binoculair zicht en er als een bril uitzien. Hiervoor bestaat een hoofdsteun waarmee het apparaat handsfree kan worden gebruikt. In de regel bieden de apparaten van de 2e generatie een bedieningsduur van 4.000 uur.

Sommige apparaten werken nu met een beeldversterkerbuis die geen groen-wit, maar een zwart-wit beeld geeft. Zo is het beeld rijker in contrast en aangenamer, vooral bij langere observaties.

In tegenstelling tot nachtkijkers met beeldversterkerbuizen zijn digitale nachtkijkers voorzien van een zeer gevoelige CMOS- of CCD-sensor die zeer scherp is afgesteld. De versterking van het restlicht is echter hetzelfde.

Overdag of in de schemering is met veel van deze apparaten zelfs een kleurweergave mogelijk. Daarnaast bestaat de mogelijkheid om een externe datarecorder aan te sluiten of om foto's of video's op een geheugenkaart op te nemen. De kwaliteit van digitale nachtkijkers kan meestal worden vergeleken met die van de apparatuur van de 1e generatie.

In tegenstelling tot de nachtkijkers van de 1e, 2e of nog latere generaties en de digitale toestellen, hebben de thermische camera's geen restlicht nodig. Hier wordt het weerkaatste licht van objecten niet versterkt, zoals bij de andere modellen, maar wordt de warmtestraling weergegeven. Daardoor kunnen deze toestellen worden gebruikt in absolute duisternis, bij mist of zelfs bij neerslag.

Warmtebeeldcamera's worden niet alleen gebruikt door het leger en veiligheidsinstanties, maar ook om de thermische isolatie van gebouwen te controleren. Brandweerlui en politie hebben deze producten nodig om vermiste personen te zoeken of gloeiende sintels na branden op te sporen. Jagers en boeren daarentegen kunnen thermische camera's gebruiken om bij koude ochtendtemperaturen naar reekalfjes te zoeken en ze te redden voordat de weide wordt gemaaid.

Thermische beeldvorming wordt ook voor de industriële sector steeds interessanter. Water- en zelfs gaslekken in centrales kunnen snel en gericht worden opgespoord. Warmtebeeldcamera's worden soms ook gebruikt om motoren te inspecteren, bijvoorbeeld om oververhitting tijdig op te sporen.

Natuurlijk zijn warmtebeeldcamera's ook nuttig voor de nachtelijke jacht, zo worden bijvoorbeeld op weg naar de hoogzit de velden en de bosrand al afgezocht naar wild dat zou kunnen worden opgejaagd. Met korte vluchtafstanden bij de bosrand kan het dier sneller worden opgespoord en dus ook sneller worden afgemaakt dan bij een zoekactie bij daglicht.

De beeldweergave verschilt van die van een nachtkijker met beeldversterkerbuis. Hier hebt u namelijk de mogelijkheid om uit verschillende kleurweergaven te kiezen. Zo kan de warmtestraling van mens of dier in wit of zwart worden weergegeven, de zogenaamde "White Hot" of "Black Hot" instelling. Met deze instelling wordt de omgeving in een zwakker zwart-wit weergegeven. Er is echter ook de mogelijkheid om de temperatuurverschillen in verschillende kleuren weer te geven. Dit is vooral nuttig bij het zoeken naar warmtelekken in gebouwen of gloeiende sintels na een brand.

Met de digitale zoomoptie kunt u ook een deel van het beeld uitvergroten om meer details te zien. De weergavekwaliteit haalt niet helemaal de gedetailleerdheid van een nachtzichttoestel van de 2e generatie, maar daar staat tegenover dat u warmtebronnen kunt waarnemen die u met het nachtzichttoestel niet zou kunnen waarnemen, zoals bijvoorbeeld rotten everzwijnen in het maïsveld.

Naast de technologie kunnen de apparaten ook op basis van hun ontwerp worden onderscheiden. In principe bestaan er apparaten in monoculaire en binoculaire uitvoering.

De binoculaire nachtkijker kan verder worden onderverdeeld in twee types. Enerzijds zijn er toestellen met twee objectieven, die ook uitgerust zijn met twee lichtversterkende technieken. Aan de andere kant bestaan er verrekijkers met twee oculairs, maar slechts één objectief en dus slechts één lichtversterkingstechnologie. Deze apparaten zijn goedkoper en bieden een comfortabeler kijkervaring dan monoculairs, maar leveren een minder plastisch beeld.

Infraroodverlichting

Met klassieke nachtkijkers en digitale nachtkijkers is er altijd omgevingslicht nodig. Als dit afneemt of op nachten met dichte bewolking of een nieuwe maan niet meer voldoende is, kunt u het prestatiebereik uitbreiden met IR-verlichting. Vaak zijn deze al in de behuizing van het toestel ingebouwd. Zij zijn echter meestal vrij inefficiënt of verlichten slechts een deel van het gezichtsveld. Een ander gebrek van deze geïntegreerde IR-lampen is het verblindende effect wanneer het licht op de houten panelen van bijvoorbeeld een uitkijkpost valt. Dit kan worden vermeden met afzonderlijke IR-verlichting.

Voorzetlenzen

Gebruikers in de beveiligingssector in het bijzonder gebruiken gewoonlijk toestellen die niet of slechts met een lage vergroting zijn voorzien. Anders zou het lopen door onverlichte zalen heel wat gewenning vergen, aangezien het gezichtsveld kleiner wordt naarmate de vergroting toeneemt en de dichtste scherpstelafstand steeds verder weg komt te liggen. Maar omdat vergroting soms nodig is, zoals bijvoorbeeld bij de bewaking van grotere buiteninstallaties, zijn er meestal voorzetlenzen voor deze toestellen. Dit verruimt het scala van toepassingen voor deze toestellen.

Camera-adapters

Met deze adapters kunt u het passende nachtzichttoestel aansluiten op een foto- of videocamera. Dit kan worden gedaan door gebruik te maken van bevestigingspunten waarop het nachtzichttoestel en de camera worden gemonteerd. Deze aanpak is echter meestal alleen geschikt voor compacte camera's. Voor spiegelreflexcamera's en systeemcamera's worden adaptatieoplossingen aanbevolen die op het oculair van het nachtzichttoestel worden bevestigd en via een schroefdraadadapter op de filterschroefdraad van het objectief worden gedraaid.