Welche Arten von Nachtsichttechnik gibt es?
Restlichtverstärker
Ein Bildwandler oder Restlichtverstärker arbeitet nach einem elektro-optischen Prinzip. Dabei wird vorhandenes Restlicht von einer Fotokathode aufgenommen und in Elektronen umgewandelt. Diese Elektronen werden innerhalb der Röhre unter Hochspannung beschleunigt, verstärkt und anschließend auf einen Phosphorschirm gelenkt, der das verstärkte Bild sichtbar macht.
Frühe Nachtsichtgeräte der sogenannten Generation 0 waren reine Bildwandler, die zwingend eine starke Infrarot-Lichtquelle benötigten, da ihre Empfindlichkeit für Restlicht noch sehr gering war. Moderne Restlichtverstärker bieten dagegen deutlich verbesserte Eigenschaften: Sie liefern eine wesentlich höhere Bildauflösung und erlauben ein dreidimensionales, räumliches Sehen, was insbesondere bei komplexen taktischen Situationen entscheidende Vorteile bringt.
Allerdings benötigen auch heutige Restlichtverstärker weiterhin eine gewisse Mindestmenge an Umgebungslicht, wie etwa Mond- oder Sternenlicht, um optimal zu funktionieren. Reicht dieses Restlicht nicht aus, kommt eine zusätzliche Infrarot-Lichtquelle zum Einsatz, die jedoch wiederum von gegnerischen Kräften mit Nachtsichttechnik erkannt und zur Ortung des Nutzers verwendet werden kann.
Wärmebildtechnik
Wärmebildgeräte funktionieren nach einem komplett anderen technischen Prinzip als Restlichtverstärker. Sie nehmen die von Objekten oder Lebewesen abgegebene Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) auf und wandeln diese in ein sichtbares Bild um. Dafür kommt typischerweise ein spezielles Objektiv aus Germanium zum Einsatz, da dieses Material die Wärmestrahlung effektiv durchlässt. Die Infrarotstrahlung wird von einem speziellen Sensor detektiert, elektronisch verarbeitet und schließlich auf einem Display angezeigt.
Ein besonderer Vorteil dieser Bauweise ist, dass die einzelnen Komponenten des Wärmebildgeräts – Objektiv, Sensor und Display – nicht wie bei Restlichtverstärkern zwingend auf einer optischen Achse in gerader Linie angebracht sein müssen. Diese Bauteile sind voneinander unabhängig, was eine flexible, kompakte und platzsparende Anordnung ermöglicht.
Im Gegensatz zu Restlichtgeräten benötigen Wärmebildgeräte keinerlei vorhandenes Restlicht. Sie funktionieren sogar in völliger Dunkelheit und ermöglichen auch Sicht durch Rauch oder Nebel. Allerdings wird die Wärmebildtechnik durch Schneefall, starken Regen oder Glasflächen behindert, da diese Materialien Infrarotstrahlung blockieren oder reflektieren.
Da das erzeugte Bild elektronisch auf einem Display dargestellt wird, ermöglichen Wärmebildgeräte kein echtes dreidimensionales Sehen, sondern lediglich eine flache, zweidimensionale Darstellung der beobachteten Szene.
Fusiongeräte
Fusionsgeräte kombinieren die Vorteile von Restlichtverstärkern und Wärmebildtechnik in einem System. Bei handgeführten oder helmgetragenen Geräten arbeiten sie meist nach dem sogenannten Überlagerungsprinzip: Das analoge Bild des Restlichtverstärkers bleibt erhalten, während das Wärmebild durch ein Display oder eine transparente Bildquelle optisch darübergelegt wird. So sieht der Nutzer gleichzeitig strukturelle Details (Restlicht) und thermische Signaturen (Wärmebild).
Größere Systeme, etwa auf Fahrzeugen oder Waffenplattformen, nutzen hingegen eine digitale Fusion: Beide Bildquellen werden elektronisch kombiniert und als ein gemeinsames digitales Bild ausgegeben. Bei tragbaren Geräten ist dies derzeit technisch begrenzt, da das Restlichtbild nach wie vor analog erzeugt wird und sich nicht verlustfrei digital einbinden lässt.
Ein weiterer Vorteil der Fusion: Da für die Überlagerung ein Display eingesetzt wird, lassen sich zusätzlich Informationen wie externe Bilder, Videos, Symbole oder Texte ins Bild einblenden – z.B. taktische Daten oder Navigationshilfen.
Fusionsgeräte sind entweder als integrierte Komplettsysteme verfügbar oder als Nachrüstlösungen („Clip-on“), die auf bestehende Restlichtverstärker aufgesteckt werden und so flexibel nachgerüstet werden können.