Berater

Unsichtbar Licht ins Dunkel bringen

Wie funktionieren eigentlich Nachtsichtgeräte?

Kopfgeldjäger oder Sondereinsatzkommandos sind die meisten von uns nicht. Aber ein Nachtsichtgerät ermöglicht auch hobbymäßig oder ganz ohne tieferen Zweck erstaunliche Einblicke in das Leben bei Nacht und Nebel. Gadget-affine Zeitgenossen können eine Menge Spaß mit so einem Hilfsmittel haben (Weihnachtsgeschenk?!).

Nachtsichtgerät ist nicht gleich Wärmebildgerät

Zunächst einmal interessant zu wissen: Ein Nachtsichtgerät ist nicht das gleiche wie ein Wärmebildgerät. Nachtsichtgeräte funktionieren grundsätzlich als sogenannte Restlichtverstärker. Sie reagieren auf sichtbares Licht und auf ganz kurzwelliges Infrarotlicht. Wenn es gar zu dunkel ist, “beleuchten” viele Modelle die Umwelt zusätzlich mit kurzwelligem IR und registrieren die von den Objekten der Umgebung reflektierten Anteile der Strahlung.

Jeder Gegenstand und jedes Lebewesen geben selbst Infrarotstrahlung ab – um so intensiver, je wärmer sie sind. Diese Strahlung umfasst einen weiten Bereich von Wellenlängen (etwa von 0,8 bis 1000 Mikrometer – demgegenüber besetzt das sichtbare Licht mit 0,4 bis 0,8 Mikrometer nur einen ganz schmalen Spalt des elektromagnetischen Spektrums). Nachtsichtgeräte sind für den größten Teil des Infrarot-Spektrums nicht empfindlich. Echte Infrarot-Sichtgeräte (Wärmebildgeräte) funktionieren dagegen mit Thermosensoren, die einen breiten Ausschnitt des Infrarot-Spektrums wahrnehmen können.

Mit dem Nachtsichtgerät sehen Sie Lebewesen und Gegenstände ungefähr gleich gut. Mit einem reinen Wärmebildgerät, das nicht gerade aus der obersten Leistungsklasse ist (Kostenpunkt für Top-Performer: bis achttausend Euro) sehen Sie in der Dunkelheit dagegen Lebewesen beziehungsweise warme Gegenstände wesentlich besser als kalte.

Und wie funktioniert nun das Nachtsichtgerät?

Ein Nachtsichtgerät wandelt schwaches Licht in ein elektrisches Signal um, verstärkt das Signal und verwandelt es wieder zurück in Licht (diesmal intensiveres). Die Verstärkung kann entweder ganz oldschool in einer unter Spannung stehenden Vakuum-Elektronenröhre passieren, wo von der lichtempfindlichen Photokatode freigesetzte Elektronen weitere Elektronen “mitnehmen” und als Elektronenstrahl eine Phosphorschicht zum Leuchten anregen (Nachtsichtgeräte sind eine der letzten Domänen solcher Bildröhren, und aus diesem Bereich werden sie, wie es aussieht, auch nicht so bald verschwinden) – oder digital, indem das Licht wie bei einer Digitalkamera auf eine Matrix von lichtempfindlichen Halbleiterbauelementen fällt, deren elektrischer Output auf einem LCD-Bildschirm dargestellt wird.

Warum grün?

Dass Nachtsichtgeräte meist grüne Bilder liefern, hat zunächst einmal gar nichts mit dem verstärkten Licht selbst zu tun. Sondern mit den Eigenschaften des Phosphors, der in der Bildröhre des Geräts zu grünem Leuchten angeregt wird. Da unsere Augen nachts für blau-grünes Licht am empfindlichsten sind, erweist sich das Grün auch als ganz praktikabel: Die Bildschirme müssen nicht sehr hell sein und können mit dunkeladaptierten Augen gut wahrgenommen werden. Nachtsichtgeräte mit dgitalen Displays können die Umgebung in Grauabstufungen oder ganz beliebigen anderen Farben darstellen. Eine Echtfarben-Darstellung ist dagegen normalerweise nicht möglich, da die meisten Nachtsichtgeräte zur Erhöhung der Lichtausbeute alle Wellenlängen sozusagen “in einen Topf werfen”.

Nachtsichtgerät als Brille?

Leider nein – so ein Nachtsichtgerät braucht schon mehr Platz als ein Paar Brillengläser. Wenn zwischen Ihren Augen und der Umgebung nicht mehr ist als eine Scheibe, handelt es sich nicht um ein Nachtsichtgerät, sondern um eine Spielerei mit einem grünen Lämpchen aus der Mickymauszeitschrift. Nachtsichtgeräte sehen eher aus wie ein Fernglas (binokular), ein Teleskop oder eine Kamera (monokular). Das Gerät halten Sie sich entweder mit den Händen vor die Augen, oder tragen es an einer Kopfhalterung.

Brillengläser für die Nachtsicht

Eins gibt es allerdings doch: Brillengläser, die für die Sicht bei Nacht und Nebel optimiert sind. Diese Brillengläser zeigen Ihnen zwar nicht wirklich mehr, als Sie mit bloßem Auge prinzipiell auch sehen – aber sie verbessern Kontrast und Schärfe. Zu ihren Eigenschaften gehören

  • im einfachen Fall eine gelbe Tönung, die den Kontrast verbessert, indem sie Anteile des überwiegend blauen Streulichts herausfiltert (dazu allerdings auch blaues Licht, das Träger von Information ist – also eine zweischneidige Sache)
  • im mittelteuren Fall eine asphärische Oberfläche, deren Abbildungsfehler (sphärische Aberration, Koma) minimiert sind
  • und im teuren Fall eine individuell berechnete asphärische Oberfläche, die auch die Abbildungsfehler der Hornhaut mit korrigiert.

Asphärische Brillengläser sind ein Bonus beim Dämmerungs- und Nachtsehen, da insbesondere die Abbildung der durch die Randbereiche von Brillenglas und Hornhaut fallenden Lichtstrahlen durch die genannten Abbildungsfehler verschlechtert wird – und das ist vor allem bei weit gestellter Pupille ein Problem.