Wie funktioniert ein Nachtsichtgerät?
Funktionsweise von Nachtsichtgeräten © Urheber: Mamuka Gotsiridze – fotolia.com
Viele Menschen würden sagen, dass ihr Sehvermögen der wichtigste Sinn für eine Wahrnehmung ist, weshalb es kaum überraschen dürfte, dass verschiedene Technologien für die Aufrechterhaltung und sogar Verbesserung eines guten Sehvermögens entwickelt wurden. Nachtsichtgeräte versorgen uns mit einer Technologie, welche uns ermöglicht in völliger Dunkelheit zu sehen und eine Verbesserung der Sicht bei schlechten Lichtverhältnissen möglich macht. Diese Technologie ist eine Mischung von mehreren verschiedenen Verfahren, die jeweils ihre eigenen Vorteile und Nachteile besitzen. Die gängigsten Methoden, welche für Nachtsichtgeräte verwendet werden, sind eine Bildverstärkung, Wärmestrahlung und nahes Infrarot.
Bildverstärkung
Heutzutage basiert das beliebteste und bekannteste Verfahren zur Durchführung einer Nachtsicht auf dem Einsatz von Bildverstärkern, wobei diese häufig in Nachtsichtgeräten und Nachtzielfernrohren verwendet werden. Diese Arten von Nachtsichtgeräten verstärken das vorhandene Licht, um eine bessere Sicht zu ermöglichen. Um dies zu erreichen, fokussiert eine Objektivlinse das verfügbare Licht (Photonen) auf die Fotokathode eines Bildverstärkers. Die Lichtenergie bewirkt, dass Elektronen von der Kathode freigegeben werden, welche durch ein elektrisches Feld beschleunigt werden, um ihre Geschwindigkeit (Energieniveau) zu erhöhen. Diese Elektronen dringen dann in die Löcher einer Mikrokanalplatte ein und prallen von den speziell beschichteten Wänden ab, was die Entstehung weitere Elektronen ermöglicht. Dadurch entsteht eine dichte „Wolke“ von Elektronen, welche eine verstärkte Version des Originalbildes darstellt. Die letzte Stufe dieses Verfahrens beinhaltet, dass Elektronen auf einen Leuchtstoffschirm aufprallen, wobei die entstehende Energie der Elektronen den Leuchtstoff glühen lässt. Das sichtbare Licht zeigt das gewünschte Bild für den Benutzer oder auf einer angeschlossenen Fotokamera oder Videogerät. Ein grüner Leuchtstoff wird meistens bei diesem Verfahren verwendet, weil das menschliche Auge viel mehr Schattierungen von Grün als jede andere Farbe unterscheiden kann, was eine größere Differenzierung von Objekten im Bild ermöglicht.
Wärmestrahlung
Anders als bei bildverstärkenden Verfahren der Nachtsicht (welche etwas Umgebungslicht erfordern, um ein Bild zu erzeugen), benötigen Wärmebilderfahren überhaupt kein Umgebungslicht. Sie arbeiten nach dem Prinzip, dass alle Gegenstände eine Infrarotenergie als eine Funktion der Temperaturregulierung emittieren. Im Allgemeinen bedeutet dies, dass ein wärmeres Objekt eine größere Strahlung aussenden wird. Eine Wärmebildkamera ist ein Produkt, welches die Infrarotstrahlung von Objekten in der Umgebung speichert und ein elektronisches Bild erzeugt. Da sie nicht auf reflektiertes Umgebungslicht angewiesen sind, besitzen Wärmebildkameras viele Verwendungszwecke, wobei sie auch in der Lage sind, durch Rauch und Nebel durchzudringen. Es gibt zwei Arten von Wärmebilddetektoren, nämlich gekühlte und ungekühlte.
Gekühlte Detektoren erfordern eine kryogene Kühlung auf sehr kalte Temperaturen, wohingegen ungekühlte Detektoren in der Regel entweder bei Raumtemperatur oder gar nicht stabilisiert werden. Wärmebilder sind in der Regel schwarz und weiß, wobei schwarze Objekte kalt und weiße Objekte heiß dargestellt werden. Einige Wärmebildkameras zeigen ebenfalls Bilder in Farbe an, was eine hervorragende Möglichkeit der besseren Unterscheidung zwischen Objekten bei verschiedenen Temperaturen ist.
Nahes Infrarot
Ein beliebtes und manchmal kostengünstiges Verfahren für die Durchführung der Nachtsicht ist die Infrarotstrahlung. Bei diesem Verfahren wird eine Vorrichtung eingesetzt, die empfindlich auf unsichtbare Strahlung im nahen Infrarotbereich ist. Der Sony Night Shot Camcorder hat diese Methode beliebt gemacht, denn aufgrund der IR-Empfindlichkeit der Detektoren und einer Infrarotlichtquelle im Camcorder, konnte eine Infrarotbeleuchtung genutzt werden, um Videoszenen mit wenig Licht zu verbessern und eine vernünftige Bildqualität bei schlechten Lichtverhältnissen zu produzieren.
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