Vision nocturna

Visión Nocturna, consejos para una elección acertada

Prismático, visor, monocular, gafa, ¿cuál es el aparato de visión nocturna que mejor se adapta a mis necesidades?
Medimos la intensidad de la luz en un lugar en lux. En un día sol pueden medirse 10.000 lux, en una oficina 500 lux, una puesta de sol despejada 100 lux y la iluminación de población baja a unos escasos 10 lux. Con esta luz ya es difícil ver bien los colores. La luna llena baja hasta 0,1 lux (ya no hay colores) y una noche estrellada son apenas 0,001 lux. En los países desarrollados sólo los lugares más remotos tienen menos luz.

La luz son pequeñas partículas de energía llamadas fotones. Cuanta menos luz menos fotones. El ojo humano llega a acomodarse a condiciones de muy baja luminosidad si se acostumbra aunque le lleve más de media hora. Una persona de ciudad, que vive siempre rodeado de luz artificial, puede perder esa capacidad.

Al oscurecer llega un momento en el que el ojo necesita ayuda. En zonas desarrolladas y con grandes poblaciones próximas unos prismáticos de buena calidad y óptica grande, como 7×50 u 8×56, agrandan los objetos y los hacen visibles.

Por debajo de esto se hace necesario un visor nocturno.

Los equipos con tubo intensificador son capaces de capturar esos pocos fotones que al ojo ya no le sirven, incluyendo los de luz infrarroja que constituyen el 70% de la de las estrellas.

Es conveniente llevar algún tipo de iluminador IR para ayudar al equipo si la luz que queda no es suficiente aunque la mayoría de las veces el alcance útil de los aparatos de Gen 1/Super Gen 1+ y Gen 2 apenas llegará a los 50 metros con infrarrojo próximo (800-850nm) y se ven como un punto rojo cuando se miran de frente. Sólo los de Gen 3, los HyperGen y los digitales tienen la sensibilidad suficiente para utilizar los IR no visibles (más de 900nm). Los iluminadores láser son el mejor compromiso entre tamaño y potencia pero son muy peligrosos para la vista y pueden quemar una retina incluso bastante lejos. Su uso implica una gran responsabilidad.

El uso de iluminadores IR es la mejor forma de sacarle más rendimiento a un equipo económico de visión nocturna pero hace al usuario muy fácil de detectar por animales y vigilantes.

EL TUBO INTENSIFICADOR

Los visores nocturnos son aparatos “optrónicos” (óptica y electrónica juntas) que intensifican o amplifican la luz. El “alma” del equipo es el Intensificador de Imagen, un tubo de alto vacio.

La óptica frontal capta la luz y la concentra en la parte anterior del tubo donde un fotocátodo convierte los fotones (energía luminosa) en electrones (partículas con carga eléctrica) que se amplifican y proyectan sobre una pantalla de fósforo en la parte posterior que emite la luz visible que vemos. La imagen proyectada se corresponde con la de entrada.

El fósforo empleado es el verde porque es el color en el que el ojo humano distingue más tonos diferentes y se cansa menos que con otros colores. Los tubos grises son una moda cara.

El número de veces que el equipo amplifica la luz se llama ganancia y depende de la capacidad del fotocátodo para convertir en electrones los fotones más débiles y de la capacidad de acelerar estos electrones contra la pantalla de fósforo. Con un fotocátodo determinado, más sensibilidad significa más brillo pero no necesariamente ver mejor. De hecho, una ganancia excesiva suele implicar más “ruido”, menor contraste.

El comprador de un equipo de visión nocturna debe fijarse en la ganancia total. Una mala óptica puede arruinar el mejor tubo.

EL JUEGO DE LAS GENERACIONES

Hay tubos de diferentes formas y tamaños y cuatro generaciones. Gen 0 y Gen 1 se basan en la creación de un campo electrostático y en la aceleración de fotones para intensificar. Distorsionan la imagen por los bordes y, mientras que la Gen 0 siempre necesita IR, la Gen 1 fue la primera en amplificar luz residual, aunque poco. Super Gen 1+ mejora las prestaciones y corrige algo la distorsión. Es la mejor opción actualmente. Una característica común es que permanecen encendidos un rato después de apagarlos porque mantienen algo de carga.

Los tubos de Gen 2 y Gen 3 se apagan inmediatamente y son mucho más pequeños además de consumir mucha menos corriente. Ambos utilizan una placa microcanal (MCP por sus siglas en inglés) para mejorar ganancia y resolución y la Gen 3 añade una barrera de iones para alargar la vida del tubo.

Los fotocátodos de Gen 1 y Gen 2 son ambos iguales (Tri-Alcalinos) mientras que el Gen 3 usa un fotocátodo de Arseniuro de Galio, hasta tres veces más sensible.

Hay que tener cuidado con los tubos que dicen ser ITT (US) Gen 2+ porque en Estados Unidos sólo se fabrican tubos Gen 3 desde hace diez años. Con toda probabilidad procederán de saldos de liquidación del ejército americano. Con suerte habrán pasado años en una estantería sin estrenar aunque con tecnología ya superada. En el peor de los casos tendrán muchas horas de uso y una vida muy limitada.

A pesar de que la tercera generación es la más sensible, su uso en situaciones con luz residual ofrece una imagen blanquecina, de poco contraste. No aportan nada sobre equipos más económicos. Sólo en zonas rurales apartadas se les saca todo el partido.

Lo último que se ha desarrollado son los tubos con “auto-gating”. Están diseñados para reducir los reflejos y brillos cuando hay focos o se pasa de zonas oscuras a otras iluminadas. No están diseñados para su uso con luz de día de forma continua.

En visión nocturna es más cierto que en otros muchos productos que consigue lo que paga. La mejora de prestaciones es espectacular a medida que sube en la escala de los tubos intensificadores pero también es espectacular el incremento de precio.

Generación 0 – Normalmente usa un fotocátodo S-1 con un pico de respuesta en la zona verde-azul y una foto sensibilidad de 60 µA/lm. Se basan en la creación de un potente campo electrostático para acelerar los electrones. Este tipo de tubos distorsiona bastante la imagen y necesitan siempre ayuda de luz IR emitida.

Generación 1 – Normalmente usa un fotocátodo S-10 o S-20 con una foto sensibilidad de 120-200 µA/lm. Se basan en la creación de un potente campo electrostático para acelerar los electrones. Al ser mucho más sensibles se son los primeros que no siempre necesitan ayuda de IR (ven algo más que el ojo desnudo).

Los Gen 1 tienen fuentes de alimentación de alto voltaje, distorsión en los bordes y un comportamiento decente con poca luz. El tubo mantiene algo de carga y se sigue viendo unos segundos después de apagarlo. La ganancia del tubo suele estar en 100-500x con una resolución de 25-30 lp/mm aunque algunos fabricantes pongan cifras superiores. Tienen un elevado consumo y es frecuente que se vean manchas que son normales. Los tubos fabricados en Rusia y Bielorrusia acaparan el 95% del mercado. La vida útil normal es de unas 1.000 horas.

CF Super/Super Generation 1+ – Son tubos fabricados por Yukon que incorporan una placa de fibra óptica delante del tubo (no MCP) que reduce la distorsión en los bordes y permite llegar a resoluciones de 42 lp/mm en el centro. La vida útil normal es de unas 1.000 horas.

Generación 2 – Normalmente usa un fotocátodo S-25 (infrarrojo próximo) con una foto sensibilidad de 240-350 µA/lm con una placa microcanal (MCP) para aumentar la ganancia. Los tubos de Gen 2 ya tienen unas prestaciones suficientes para utilizarlos en la grabación de imágenes y para fotografía y su distorsión es pequeña. Tienen control automático de ganancia, protección contra deslumbramiento y la misma resolución en los bordes que en el centro. La resolución en el centro varía entre 28-32 lp/mm y son más adecuados para zonas urbanas que la Gen 3. La relación señal/ruido (SNR) típica es de 11 y la vida útil normal de 2.000 horas.

Generación 2+ – Basados en la tecnología de la Gen 2, tienen más sensibilidad en el fotocátodo. De 350-450 µA/lm. La resolución en el centro varía entre 32-40 lp/mm. La relación señal/ruido (SNR) típica es de 13 y la vida útil normal de 2.000 horas.

SuperGen – Basados en la tecnología de la Gen 2, tienen todavía más sensibilidad en el fotocátodo. De 500-600 µA/lm. La resolución en el centro varía entre 45-54 lp/mm. La relación señal/ruido (SNR) típica es de 18-21 y la vida útil normal de 10.000 horas.

HyperGen – Es la máxima calidad basada en la tecnología de la Gen 2, con un fotocátodo aún más sensible. De 600-800 µA/lm. Ahora están disponibles con la opción “autogating” para un mejor comportamiento en situaciones de luminosidad variable. La resolución en el centro varía entre 55-78 lp/mm. La relación señal/ruido (SNR) típica es de 20-28 y la vida útil normal de 15.000 horas.

Algunas versiones superan en prestaciones a la Gen 3, sobre todo en lo que se refiere a resolución. Estos tubos cumplen las mismas especificaciones que los Gen 3 para uso militar y son los utilizados por la mayoría de los países europeos.

Generación 3 – Utiliza arseniuro de galio para el fotocátodo y una placa microcanal. Puede superar los 800 µA/lm en la región que va desde los 450 hasta los 950 nm. Son tubos de muy alta sensibilidad y con una gran vida útil, sin apenas distorsión. La resolución en el centro varía entre 45-64 lp/mm (sensiblemente inferior a los mejores HYperGen). La relación señal/ruido (SNR) típica es de 18-28 y la vida útil normal de 10.000 a 15.000 horas.

Todos los países que fabrican tubos de tercera generación (Estados Unidos y Rusia) mantienen un estricto control sobre las exportaciones y sólo las permiten para su uso por tropas o policías de países amigos. La exportación no autorizada suele ser considerada contrabando y tener graves consecuencias en caso de ser detectada.

Generación 4 – NO EXISTE. Algunos distribuidores dicen tener tubos de cuarta generación pero no existe esa tecnología. Son tubos de Gen 3 con “autogating”. Picaresca comercial.

VN Digital – Utiliza un CCD sensible al espectro IR y una pequeña pantalla. Destinados, principalmente, al mercado de consumo, necesitan casi siempre ayuda de iluminadores IR aunque aprovechan bien los no visibles (940 nm) y no se estropean con la luz del día. La resolución equivale, aproximadamente, a 40 lp/mm.

COMO VALORAR LAS PRESTACIONES DE UN EQUIPO

El uso concreto para el que necesitamos el equipo de visión nocturna nos marca las características del mismo. ¿Qué necesitamos ver? ¿A qué distancia? ¿En qué condiciones de luz? Cuanto más pequeño, más lejos y más oscuro, más difícil y caro será.

Los actuales equipos de Gen 1 pueden ser suficiente para usos no profesionales en condiciones de luz favorables (con luna) y distancias cortas pero si necesita ver con luz de estrellas o lejos o con mucho detalle, entonces deberá subir peldaños en la escala de las prestaciones. Desde Super Gen 1+ o Gen 2+ hasta SuperGen o HyperGen (damos por supuesto que Gen 3 está fuera del alcance legal de un particular en España).

Es muy difícil elegir un equipo u otro con sólo leer las características técnicas. No sólo son difíciles de entender para un aficionado si no que es aún más difícil saber qué implican desde el punto de vista práctico. Comparar tablas tiene el problema añadido de que no podemos tener la certeza de que las mediciones se hayan hecho en condiciones idénticas y con el mismo equipo.

Lo mejor para valorar un aparato nocturno es salir al campo con él y probarlo en las mismas condiciones en que se va a utilizar posteriormente.

Los factores a tener en cuenta son:

• Fotosensibilidad (µA/lm ) – Es la capacidad del equipo para convertir fotones en electrones. Cuanto más alta mejor pero teniendo en cuenta que es importante una alta sensibilidad en la zona del infrarrojo. La sensibilidad en la zona visible no es útil de noche.

• Ganancia – Suele ser un término confuso. Cuanta menos luz y más distancia más ganancia necesitamos pero la ganancia que nos interesa es la del equipo completo. El mejor tubo no sirve para nada con una óptica de mala calidad. También es importante que una ganancia alta se de con una relación señal-ruido elevada porque, en caso contrario, no tendremos contraste, sólo brillo. Mucha ganancia es importante en lugares remotos y lejos de las poblaciones. Una vez más, lo mejor es desconfiar del papel y probarlo en el campo.

• Alcance – El alcance eficaz depende de la ganancia del sistema, la resolución, los aumentos de la lente y la luz ambiental. Una lente de muchos aumentos hará los objetos más grandes pero absorberá más luz y se perderá ganancia total. También es importante tener en cuenta que, cuantos más aumentos, menos campo vemos.

• Calidad de imagen – Si reunimos alta resolución con un buen contraste y poca distorsión y ruido tendremos el equipo ideal. Una alta resolución permite incluso identificar personas o animales a grandes distancias en lugar de conformarse con saber que hay un bulto.

• Resolución – Normalmente medido en el tubo (lp/mm). Cuanto más alta, más nítida la imagen. Los aparatos Gen 1 tienen una resolución decente en el centro pero pierden en los bordes.

• Ergonomía – Tamaño, peso y facilidad de uso son factores esenciales. Cuanto más ligero más fácil de transportar y unos botones bien situados facilitan el uso por la noche.

• Distorsión – Es un factor muy importante en fotografía, vídeo o miras. Sólo Gen 2 y Gen 3 producen una imagen sin distorsión apreciable gracias a la placa microcanal.

• Tiempo de uso – Si necesita mirar mucho rato seguido es muy conveniente utilizar gafas o binoculares de visión nocturna. Los monoculares cansan mucho la vista.

• Resistencia a la intemperie – La mayoría de los equipos de visión nocturna aguantan una lluvia moderada pero si desea usarlo con mal tiempo o en ambiente marino necesita especificaciones militares.

• Confianza – Con un cuidado adecuado la mayoría de los equipos modernos no dan ningún problema en años. Es especialmente importante no someter los tubos a exposiciones altas de luz. Tenga en cuenta que solo el tubo puede suponer el 60-80% del precio del equipo.

• Servicio – ¿Tiene Buena reputación el vendedor? ¿Dispone de servicio técnico propio? Más importante que el precio es la garantía. Son equipos caros y si se guía sólo por el precio puede haber tirado el dinero en caso de avería.

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