Nachtsichtgeräte –Bildverstärkertechnologie für die Jagd

NachtsehbrilleGrün schimmernd liegt der Wald bei Neumond, als eine Rotte Sauen aus der Dickung direkt auf die Kirrung wechselt. Was für einen herrlich klaren Anblick diese grüne Szenerie doch bietet. Vom Ansitz aus sind die Stücke in 50m Entfernung klar zu erkennen. Ein Überläuferkeiler macht sich an den Baumstämmen links zu schaffen; er steht frei… Im jagdlichen Gebrauch mehren sich solch tolle Erlebnisse aufgrund einer Technologie: Restlichtverstärker, die bekannteste Form der Nachtsichtgeräte. Wer die Grundlagen dieser Technologie versteht, wird im Hinblick auf die qualitativen Unterschiede nicht mehr auf diese Geräte bei der Nachtjagd verzichten wollen.

Restlichtverstärker als Nachtsichtgeräte basieren wie der Name besagt auf dem Prinzip, bereits vorhandenes Licht so zu verstärken und umzuwandeln, dass es für das menschliche Auge sichtbar wird. Dabei wird schwaches vorhandenes Restlicht, vor allem aber nicht sichtbares IR Licht, ab einer Wellenlänge von ca. 700nm durch das jeweilige Gerät eingefangen, elektronisch verstärkt und in für das Auge sichtbares Licht wiedergegeben. Im Kern basiert diese Technologie immer auf einer Fotokathode, welche das zentrale Bauteil eines restlichtverstärkenden Gerätes ist. Durch die einfallenden Lichtstrahlen werden aus ihr vereinzelte Elektronen herausgelöst, die elektrisch weitergeleitet bzw. beschleunigt werden bis sie auf einen Licht- bzw. Phosphorschirm treffen. Dort wird der elektronische Abdruck wieder in ein Lichtbild umgewandelt und über ein Okular vergrößert an das Auge, als typisch grün schimmerndes Bild, weitergegeben.

Prinzipskizze Restlichtverstärker

Ein Abriss der technologischen Entwicklung

Diese grundlegende Funktionsweise ist bei allen Bildverstärkergeräten gleich. Jedoch gibt es natürlich Unterschiede in der Technik, die zu guten bzw. weniger guten Ergebnissen führen und somit auch maßgeblich die Qualität und den Preis des Produktes bestimmen.
In der Regel kennen die meisten, die sich mit Nachtsichtgeräten beschäftigt haben die Unterscheidung der verschiedenen technologischen Entwicklungen anhand der Einteilung der Restlichtverstärker in verschiedene „Generationen“ die von der 0. bis zur mittlerweile 4. Generation reichen. Wir werden diese hier allerdings nur kurz umreißen, um uns den praktischen Nutzen der Technik vor Augen führen zu können.
Die 1. Generation umfasst die oben beschriebene Funktionsweise, ist aber nach dem heutigen Stand der Technik bei Weitem überholt. Bei diesen Geräten kann es passieren, dass sie nach dem sie ausgeschaltet wurden noch nachleuchten, was charakteristsich für diesen Stand der Technik ist.
Röhren der 2. Generation kennzeichnet das Vorhandensein einer Mikrokanalplatte. Hinter der Fotokathode befindet sich eine dünne Glasplatte, die Millionen von winzigen Röhren aufweist, durch die die Elektronen hindurch müssen. Diese winzigen Kanäle sind dabei um einige Grad geneigt, so dass die Elektronen auf ihrem Weg zwangsläufig auf die Wände treffen. Dort lösen sie aus einer elektrochemischen Beschichtung weitere Elektronen heraus. Bis zu 1000fach vervielfältigt treffen die Elektronen damit auf den Phosphorschirm, der nun ein wesentlich stärkeres Bild reproduziert. Damit beruht diese Funktionsweise im Wesentlichen auf der Vervielfältigung der Elektronen.
Die 3. Generation besitzt als wesentliches Merkmal eine chemisch beschichtete Fotokathode, die mit einem Galliumarsenid (GaAs) Gemisch beschichtet ist. Im Gegensatz zu den anderen, mit Kalium, Natrium, Cäsium und Silber beschichteten, Fotokathoden sind sie besonders empfindlich und erzeugen ein wesentlich helleres Bild. Diese Technik wurde ebenfalls in den USA entwickelt und in dieser Form dort bei Nachtsichtgeräten genutzt.
Mikrokanalplatte SkizzeRöhren der 4. Generation wurden um das Jahr 2000 in den USA entwickelt, werden dort aber teilweise nicht mehr als solche bezeichnet. In Europa sind sie außerdem nicht erhältlich. Für unsere weiteren Betrachtungen fällt diese Generationen weg, weil sie im jagdlichen Bereich damit keine praktische Anwendung finden.
Diese Unterteilung in diverse Generation soll den jeweiligen Stand der Entwicklungen beschreiben, die in Nachtsichtgeräten Einzug gehalten haben. Dabei ist aber ausdrücklich zu betonen, dass die Kennzeichnung mit einer bestimmten Generation noch allein keine qualitativen Unterschiede oder gar einen besseren praktischen Nutzen beschreibt. Die Bezeichnungen sind weder geschützt noch stellen sie Normen in der technologischen Leistung dar. Besonders in den USA sind die Generationenbezeichnungen eher als Marketingstrategie zu verstehen, um die höhere technische Ausgereiftheit des Produktes offenkundig zu machen.

Qualität „made in Europe“

In Europa werden vor allem Röhren der 2. Generation hergestellt, vertrieben und verwendet. Von vornherein ist dabei explizit anzumerken, dass dies insbesondere keine Technologie- bzw. Qualitätseinbußen zu bedeuten hat. Lediglich die angesprochene Kategorisierung wurde bei europäischen Herstellern, bei höchster Qualität und Leistung, in abgewandelter Form vorgenommen.
Ausgehend von der Funktionsweise der 2. Generation wurde diese kontinuierlich weiterentwickelt und verbessert. Diesen Modellen tragen die Bezeichnung 2+ oder SuperGen.
Dabei wurden die einzelnen Komponenten der Nachtsichtgeräte so verbessert, dass sie als Einheit hervorragende Leistungsmerkmale erzielen. So wurden Röhren neu entwickelt, die Lichtempfindlichkeit verbessert, die Mikrokanalplatten um auf bis zu 12 Millionen Kanäle aufgewertet, die Phosphorschirme verbessert, Objektiv und Okular darauf abgestimmt und Nahfokussierungen integriert. Ebenfalls besitzen moderne Geräte dieser Bauart einen integrierten Blendschutz, so dass sie bei zu starkem Lichteinfall (Tageslicht, Scheinwerfer, etc.) nicht bzw. wesentlich weniger „verblitzen“, wie es bei früheren Geräten der Fall war und die Fotokathode beschädigen. In ihrer Lichtempfindlichkeit wurden die Röhren so angepasst, dass eine Verschiebung in Richtung des Infrarotspektrums des Lichts erfolgte. Damit wird ist nur noch geringes Restlicht (z.B. durch den Mond) von Nöten, da moderne Geräte erst Licht ab 900nm aus dem Infrarotbereich verarbeiten. Gleichzeitig wurde die eigentliche Lichtempfindlichkeit erhöht. Das unangenehme grüne, grelle Eigenleuchten einer Röhre wurde in Laufe der Zeit weiter reduziert.
Durch den Stand der Technik ergeben sich nun Kriterien, welche die Leistungsmerkmale und die Qualität der Nachtsichtgeräte bestimmen.

Leistungsmerkmale moderner Restlichtverstärker

Yukon

Gute, günstige Nachtsichtgeräte*

Um nun ein wirklich gutes restlichtverstärkendes Nachtsichtgerät zu bekommen, sollte man in folgender Reihenfolge auf die anstehenden Faktoren achten:
Zunächst gilt es dass Gerät anhand seiner technischen Ausreifung zu bewerten. Dabei helfen oft die Daten des Herstellers. In den meisten Fällen wird die jeweilige Röhrengeneration angegeben. Daraus kann man in der Regel schon auf einzelne Merkmale bzw. die verwendete Technologie schließen. Weiterhin wird oft die Bezeichnung der jeweiligen Röhre angegeben. Die Röhren mit der Bezeichnung XD-4 bzw. XR-5 haben sich auf dem Markt mittlerweile fest etabliert und liefern zuverlässig höchste Leistungsqualitäten. In allen Fällen muss man bedenken, dass jede Röhre da facto ein Unikat ist und selbst Modelle gleicher Serie und Bauart unterschiedliche Leistungsmerkmale erzeugen. Weiterhin beeinflussen alle atmosphärischen Einwirkungen wie Temperatur, Niederschlag, Mondlicht, usw. die Leistungsfähigkeit eines jeden Gerätes, so dass Abweichungen unter verschiedenen Einsatzbedingungen auftreten können.

Lichtempfindlichkeiten

Dennoch gibt es technische Werte, mit deren Hilfe sich das Leistungsvermögen eines Restlichtverstärkers erschließen lässt. Zum ersten ist hier die spektrale Empfindlichkeit zu nennen. Je höher dieser Wert in nm (z.B.: ab 900nm) ist, desto weniger ist das Gerät von externen Lichtquellen, wie dem Mondlicht abhängig. Dies bedeutet, dass man auch in einer relativ dunklen Nacht noch sehr gut sehen können sollte.
Als nächstes gilt es die Lichtempfindlichkeit der Fotokathode zu bewerten. Modelle der 3. Generation können hier Empfindlichkeiten von über 2500µA/lm aufweisen, wogegen Modelle der 1. Generation es auf ca. 230µA/lm schaffen. Werte von 500 bis 600µA/lm sind jedoch völlig ausreichend und werden von Geräten der 2. Generation erzielt. Da allein die Lichtempfindlichkeit der Fotokathode nicht die Qualität des Bildes bestimmt, muss daher nicht zwingend ein größerer Wert angestrebt werden.

Bildauflösung und Rauschverhältnis

Besonders kommt es aber nun auf die Werte für die Bildauflösung, den Signal-Rauschabstand und das Eigenleuchten der Röhre an. Die Bildauflösung wird in lp/mm angegeben und beziffert wie stark und hell das Bild für den Menschen erscheint. Werte von 40 bis 50lp/mm sind dabei bereits besonders gut, wobei es Geräte gibt die Spitzenwerte von bis zu 80lp/mm erzielen können sollen.
Der Signal-Rauschabstand gibt das Rauschverhältnis an, das bei der Signalübertragung unweigerlich entsteht und im Grunde ein Hintergrundrauschen ergibt. Je höher dieser Wert ist, der entweder in S/R oder S/N angegeben wird desto weniger unangenehmes Hintergrundrauschen wird das Bild negativ beeinflussen. Dies ist besonders bei dunklen Nächten im dichten Wald wichtig, da ein relativ schwaches Bild vom Hintergrundrauschen völlig verschluckt werden könnte.
Als Qualitätsmerkmal lassen sich diese beiden Werte miteinander multiplizieren. Daraus ergibt sich ein Wert der in den USA als FOM bezeichnet wird, in Europa relativ uninteressant ist, für den Kunden aber auch hierzulande durchaus als aussagekräftig herangezogen werden kann. Der FOM gibt den Leistungswert einer Röhre an: FOM = Signal-Rauschabstand x Bildauflösung = S/N x lp/mm.
Ist das Ergebnis FOM nun größer als 1600, würde eine solche Röhre in den USA einem Exportverbot unterliegen und dürfte auch nicht an NATO Mitglieder weitergegeben und verkauft werden. Als indirektes Qualitätsmerkmal lässt sich somit auch in Deutschland und Europa abschätzen in welchem Leistungsspektrum sich ein einheimisches Produkt bewegen würde. Werte bei denen der FOM die Marke von 2000 übersteigt sind dabei wirkliche Spitzenprodukte.

Eigenleuchten und Lebensdauer

Technische Daten 1 NIR G

Technische Daten der Nachtsichtbrille NIR G von NITEHOG

Als nächstes sollte man das Eigenleuchten der Röhre mit in Betracht ziehen. Dies ist dahingehend wichtig, dass das Bild durch das eigentliche grüne Leuchten zu stark aufgehellt oder überlagert werden kann. In dunklen Nächten ist es daher möglich, dass zwar ein helles grünes Bild ohne jeglichen Kontrast und Inhalt wiedergegeben wird. Das Eigenleuchten wird in µlx angegeben und sollte so klein wie nur möglich sein. Allerdings geben viele Herstelle diesen Wert nicht direkt offensichtlich an. Abhilfe kann man aber schaffen indem man Geräte vergleicht und bei eingeschaltetem Nachtsichtgerät das Objektiv einfach mit der Hand direkt komplett abdeckt. Je grüner und heller das nun vorhandene Bild noch erscheint, desto größer ist das Eigenleuchten.
Zu guter Letzt ist ebenfalls ein Blick auf die angegebene Lebensdauer der Röhren zu werfen. Moderne Nachtsichtgeräte sollten dabei mit 10.000 bis 15.000 Betriebsstunden ausgewiesen sein. Da im Laufe ihres Lebens die Röhren Leistungseinbußen aufgrund von Verschleiß hinnehmen müssen, ist hier ein besonders hoher Wert anzustreben. Aufgrund der fehlenden Dokumentation raten wir auch aus diesem Grund vom Kauf von gebrauchten Nachtsichtgeräten ab.

Der Wert in der jaglichen Praxis

Man muss natürlich wählen, ob man ein Monokulares oder Binokulares Nachtsichtgerät nutzen möchte. Binokulare Geräte wie Nachtsichtferngläser ermöglichen ein langes, relativ ermüdungsfreies beobachten. Monokulare Geräte, im handlicheren kleinen Packmaß, erlauben einen schnellen Blick auf der Pirsch und Nachtsichtbrillen einen dauerhaften Einsatz. Mit einer Nachtsichtbrille ist es sogar erlaubt und praktisch möglich, unter Wegfall eines integrierten IR Strahlers, über ein Rotpunktvisier unter Nachtsehfähigkeit zu schießen. In jedem Fall muss der Verbraucher mit den rechtlichen Rahmenbedingungen in Deutschland vertraut sein und danach entscheiden in welcher Form Nachtsichtmodelle seinen jagdlichen Einsatz bereichern können und den Erfordernissen gerecht werden.
In der Praxis kommt es beim jeweiligen Nachtsichtgerät nicht zwangsläufig auf die absoluten Spitzenwerte des Gerätes an. Viel wichtiger ist es eine ausgeglichene Balance zwischen den jeweiligen Eigenschaften zu finden und diese auf den Einsatzzweck abzustimmen. Für den jagdlichen Gebrauch sind aus unserer Sicht dabei folgende Dinge entscheidend: Bei Nacht auf Distanzen bis 100m müssen Rauschverhältnis, Eigenleuchten und Bildauflösung so aufeinander abgestimmt sein, dass auch bei wenig Mondlicht im Wald ein kontrastreiches, ruhiges Bild entsteht, mit dem sich Details erkennen lassen.
Damit muss man in der Lage sein Wild vor dem Schuss klar und einwandfrei anzusprechen. Besonders beim nächtlichen Ansitz an der Kirrung muss das Nachtsichtgerät seine Vorteile ausspielen. Die Entfernung sollte sich dabei an der auch noch bei Nacht möglichen Schussentfernung orientieren, die hier mit 56er Nachtglas deutlich unter 100m liegen sollte. Daran sollte sich dennoch auch der Fokus des Nachtsichtgerätes orientieren. Es ist daher nicht zwingend erforderlich für diesen Zweck alle technisch möglichen Werte abzurufen.

Um jedoch nun herauszufinden, ob die angegebenen technischen Werte des Herstellers den Vorstellungen und Anforderungen in der jagdlichen Praxis auch gerecht werden, bleibt nur der Praxistest, um sich wirklich ein vergleichendes Bild machen zu können. Derartige Möglichkeiten finden sich auf einem Nachtjagdseminar, bei dem man verschiedenste Geräte live testen kann.
Überzeugen die Leistungswerte in Theorie und Praxis kann diese Hochtechnologie bei der Nachtjagd ausgesprochene Freude bereiten und effektiv eingesetzt werden.

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