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Características generales de la óptica de visión nocturna

Los primeros dispositivos de visión nocturna se desarrollaron en 1935. Los primeros dispositivos fueron utilizados por los alemanes en la Segunda Guerra Mundial, pero eran muy grandes y necesitaban una fuente adicional de luz infrarroja. Estos dispositivos se llamaban visión nocturna de generación 0.

Desde entonces, el desarrollo ha dado lugar a nuevas generaciones, que también funcionaban sin una fuente IR adicional. 

  • Los primeros dispositivos analógicos de visión nocturna que podían funcionar con la luz ambiental se llamaban dispositivos de visión nocturna de Gen. 1. Hoy en día, los dispositivos de visión nocturna Gen. 1 siguen disponibles, pero con tubos intensificadores de imagen mejorados para una calidad de imagen y una amplificación de la luz aún mejores.

  • Más tarde se desarrollaron los dispositivos de visión nocturna de Gen. 2. Estos supusieron el mayor salto en la historia de la visión nocturna entre dos generaciones. Incorporan un tubo intensificador de imagen mejorado con una placa de microcanales integrada para mejorar aún más la amplificación de la luz, y son los primeros dispositivos de visión nocturna que pueden funcionar en oscuridad total sin una fuente de luz artificial como un iluminador infrarrojo.

  • También se mejoraron posteriormente los dispositivos de visión nocturna Gen. 2, y se desarrollaron los tubos intensificadores de imagen Gen. 2+. Los dispositivos con este tipo de tubo intensificador de imagen son los dispositivos de alta calidad más comunes en Europa, ya que ofrecen una calidad de imagen y una resolución extremadamente buenas.

  • Los dispositivos de visión nocturna Gen. 3 son los más avanzados y los más mejorados que existen actualmente en el mercado, y son utilizados por profesionales como fuerzas especiales, policía, ejército, etc. Estos dispositivos incorporan una placa de microcanales como los dispositivos Gen. 2, pero el fotocátodo está hecho de arseniuro de galio.

  • El desarrollo más reciente en visión nocturna son los dispositivos de visión nocturna digital. Estos no tienen un tubo intensificador de imagen integrado, sino un sensor y otra electrónica. 

GSCI PVS-14C - Night Vision Optics

Óptica de visión nocturna GSCI PVS-14C

Características comunes de la óptica de visión nocturna

Las ópticas de visión nocturna se dividen en dispositivos analógicos y digitales. Funcionan con un principio completamente distinto, pero ambos están diseñados para permitir al usuario ver en la oscuridad.

Los dispositivos de visión nocturna analógicos son dispositivos optoelectrónicos que producen una imagen bastante similar a la que ves con tus ojos, solo que con colores diferentes. Los dispositivos de visión nocturna amplifican la pequeña cantidad de luz en la oscuridad con la ayuda de un tubo intensificador de imagen, de modo que se muestra una imagen más brillante para observar de noche. Estos dispositivos de visión nocturna funcionan en el espectro visible y también en el infrarrojo cercano, mientras que los dispositivos de imagen térmica funcionan solo en el espectro infrarrojo.

Los dispositivos de visión nocturna analógicos se clasifican por generaciones, que también indican cuánto amplifica la luz ambiental el tubo intensificador de imagen. Hay 4 generaciones de visión nocturna, y 3 de ellas siguen disponibles en el mercado.

La diferencia con los dispositivos de visión nocturna digital es que ves la imagen directamente a través de la óptica sin una pantalla. Esto significa que la óptica no tiene frecuencia de refresco, por lo que la imagen se muestra en tiempo real sin ningún retraso.

Los dispositivos de visión nocturna digitales funcionan de otra manera. Tienen un sensor detrás de la lente objetiva, que captura la imagen. Este sensor procesa y convierte la imagen que estás observando en una señal eléctrica, que, al final, se muestra en la pantalla del ocular. Como la imagen se convierte, todos los dispositivos de visión nocturna digital tienen una frecuencia de refresco.

Los dispositivos de visión nocturna digitales y analógicos están disponibles en muchas formas y tamaños diferentes, cada uno diseñado para un propósito distinto:

  • Prismáticos de visión nocturna

  • Monoculares de visión nocturna (visores)

  • Gafas de visión nocturna

  • Dispositivos clip-on de visión nocturna

Ópticas de visión nocturna analógicas

Los dispositivos de visión nocturna analógicos se clasifican por generaciones, y estas son las disponibles en el mercado:

El color de la imagen suele ser negro y verde, pero a partir de la 2a generación también hay disponibles tubos intensificadores de imagen mejores con fósforo blanco, que muestran una imagen en blanco y negro. Estos IIT suelen ser más caros, pero ofrecen mejor contraste y reconocimiento del objetivo. Los tubos intensificadores de imagen verdes resultan para la mayoría de los usuarios más cómodos para la vista. 

Black and green color

Óptica de visión nocturna

Ventajas y desventajas de las ópticas de visión nocturna analógicas

Los dispositivos de visión nocturna analógicos de generación 2 y 3 tienen muy buen contraste y amplificación de la luz. La imagen parece real, y no como si estuvieras mirando una pantalla. Los dispositivos de generación 3 rara vez necesitan un iluminador IR adicional. Los dispositivos de generación 2 normalmente tampoco lo necesitan, salvo en oscuridad completa, o si necesitas ver grandes detalles a distancias mayores.

Los dispositivos de visión nocturna analógicos tampoco son tan sensibles a los reflejos, como gotas de agua u otros. Con una visión nocturna digital, los reflejos pueden ser muy brillantes, y no es posible ver los detalles alrededor. Esto puede notarse mucho durante la lluvia, o justo después de la lluvia.

Para observaciones de larga duración, los dispositivos analógicos también resultan mucho más cómodos de usar porque la imagen no es tan brillante como cuando miras una pequeña pantalla en una óptica de visión nocturna digital. El consumo de batería también es extremadamente bajo, ya que una pila pequeña, como una CR 123 o CR2, puede durar incluso hasta 50 horas. 

La mayor desventaja de los dispositivos de visión nocturna analógicos es el precio. Los dispositivos de visión nocturna de generación 1 son muy asequibles, pero comparados con una visión nocturna digital, la calidad de imagen no es tan buena. Los dispositivos de visión nocturna analógicos de generación 2 y 3 son mucho mejores que los digitales, pero también bastante más caros. Esta es también la principal razón por la que los dispositivos de visión nocturna digital están ganando mucha popularidad.

Otro pequeño inconveniente de estos dispositivos es que no tienen algunas funciones especiales como tomar fotos o vídeos, y son muy sensibles a las fuentes de luz intensa. Si la óptica está encendida en un día soleado, el tubo intensificador de imagen puede dañarse fácilmente.

Óptica de visión nocturna digital

Los dispositivos de visión nocturna digital son el desarrollo más reciente para las observaciones nocturnas. Funcionan de una manera completamente distinta a los dispositivos tradicionales de visión nocturna analógicos. Con una óptica de visión nocturna digital, la imagen entra en la óptica mediante un sensor que está justo detrás de la lente objetiva. Este sensor procesa y convierte la imagen que estás observando en una señal eléctrica, que, al final, se muestra en la pantalla del ocular. Como la imagen se convierte, todos los dispositivos de visión nocturna digital tienen una frecuencia de refresco.

La frecuencia de refresco nos indica cuántas imágenes vemos en un segundo. Los buenos dispositivos de visión nocturna digital tienen una frecuencia de refresco de 50 o incluso 60 fotogramas por segundo, por lo que el usuario ve una imagen agradable y fluida. Cuando la frecuencia de refresco es demasiado baja, pueden verse fotogramas que cambian rápidamente, lo que afecta a la experiencia de visualización. También la pantalla que el usuario está mirando desempeña un papel importante. Si la resolución de la pantalla es buena, la imagen mostrada también es mejor, y no se puede ver cada píxel individual. 

Digital NV Optics

Ventajas y desventajas de las ópticas de visión nocturna digital

Los dispositivos de visión nocturna digital también tienen la ventaja de que son bastante más baratos que los dispositivos de visión nocturna Gen. 2 o incluso Gen. 3. Con la combinación de un iluminador IR de alta calidad, la óptica de visión nocturna digital puede ser muy útil también a mayores distancias. En la mayoría de los casos, incluso rinden mejor que los dispositivos de visión nocturna de generación 1.

En comparación con una óptica de visión nocturna Gen. 1, los digitales tienen la ventaja de que se pueden usar iluminadores IR con longitudes de onda largas, que son completamente invisibles para todos los animales. Por ejemplo, los dispositivos de visión nocturna Gen. 1 ven la luz IR hasta 760nm-780nm, y los digitales incluso hasta 980nm. Muchos animales pueden detectar luz hasta 850nm.

Con la visión nocturna digital, el usuario no está obligado a usar solo el aumento fijo, como ocurre con los dispositivos tradicionales de visión nocturna analógicos. El aumento puede cambiarse digitalmente, por lo que el usuario obtiene un mejor reconocimiento de detalles. Sin embargo, con aumentos mayores, los píxeles empiezan a verse notablemente más grandes, lo que a menudo provoca peores detalles.

Los prismáticos de visión nocturna digital tienen una gran ventaja frente a los dispositivos analógicos: puedes tomar fotos e incluso vídeos. Estos pueden enviarse fácilmente a un smartphone o incluso a un ordenador. Muchos fabricantes ofrecen también una aplicación para smartphone, que puede utilizarse para ajustar la configuración, descargar las fotos y los vídeos, etc. Con un dispositivo de visión nocturna analógico, nada de esto es posible.

Los dispositivos de visión nocturna digital también pueden utilizarse durante el día, ya que la luz intensa no puede dañar el sensor. Esto no ocurre con una óptica de visión nocturna analógica, porque exponer la óptica en un día soleado puede dañar el tubo intensificador de imagen.

Como los dispositivos de visión nocturna digital tienen una pequeña pantalla y la imagen aparece más brillante, el usuario puede quedar deslumbrado durante unos segundos después de su uso. Esto solo se nota en la oscuridad total, porque los ojos no pueden adaptarse tan rápido de la imagen brillante al entorno oscuro.

Al mirar un objetivo reflectante cuando el iluminador infrarrojo está encendido, la imagen alrededor de ese punto es en su mayor parte blanca, por lo que resulta muy difícil, o incluso imposible, ver cualquier detalle. Esto puede ocurrir cuando llueve, o justo después de la lluvia, cuando el agua sigue sobre las plantas.

El consumo de batería es bastante mayor que con una óptica de visión nocturna analógica, por lo que las baterías son más grandes y pesadas. Si planeas usar la óptica durante muchas horas seguidas, se necesita una batería adicional.

Iluminadores IR y dispositivos/ópticas de visión nocturna

El ojo humano puede ver luz en longitudes de onda de 380 a 740 nanómetros. Este espectro de longitudes de onda también se llama luz visible. Las longitudes de onda que están más allá del espectro visible son más largas y se llaman longitudes de onda infrarrojas o luz infrarroja.

Características generales

Un iluminador IR es una linterna que emite luz en un espectro infrarrojo, invisible para el ojo humano, pero visible para los dispositivos de visión nocturna. Los iluminadores IR están disponibles en diferentes longitudes de onda. La longitud de onda nos indica, junto con el tipo de visión nocturna para el que están diseñados para usarse.

Por ejemplo;

  • La mayoría de los dispositivos de visión nocturna analógicos del mercado con un IIT de Gen. 1 pueden ver longitudes de onda de hasta 760-780nm.

  • La mayoría de los dispositivos de visión nocturna Gen. 2 pueden detectar la luz de longitudes de onda de hasta 850nm. Algunos IIT especiales de Photonis, como Photonis ECHO o XR-5, pueden detectar luz incluso hasta 900nm.

  • Los dispositivos de visión nocturna Gen. 3 pueden detectar longitudes de onda de hasta 900nm, y los mejores IIT Gen. 3, como Photonis 4G, 4G+ y XR5, pueden detectar longitudes de onda incluso hasta 1000nm.

  • Los dispositivos de visión nocturna digital pueden detectar longitudes de onda de hasta 950nm – 980nm.

Iluminadores IR

Para los dispositivos de visión nocturna analógicos, solo funcionan perfectamente determinados iluminadores infrarrojos. Por eso, al comprar un iluminador IR, hay que tener cuidado con cuál es la longitud de onda máxima que puede detectar tu óptica de visión nocturna. Si la luz emitida por el iluminador IR está fuera del espectro, será invisible para esa óptica.

Recomendamos lo siguiente:

  • Para dispositivos de visión nocturna Gen. 1, un iluminador IR con una longitud de onda entre 750nm y 780nm,

  • Para dispositivos Gen. 2, un iluminador con una longitud de onda de 850nm, o hasta 900nm si la óptica incorpora un IIT de alta calidad

  • Para dispositivos Gen. 3, normalmente no se necesita un iluminador IR, pero un iluminador con una longitud de onda de 850nm - 900nm funcionaría perfectamente con todos los tubos intensificadores de imagen

Iluminadores IR para ópticas de visión nocturna digital

Los dispositivos de visión nocturna digital no son muy exigentes en lo que respecta al iluminador infrarrojo adecuado. Pueden detectar todas las longitudes de onda de hasta 950nm-980nm, según el fabricante. Esto hace mucho más fácil decidir qué iluminador IR comprar, y hay muchos iluminadores en el mercado disponibles a bajo precio.

También es importante saber que, a diferencia de los humanos, algunos animales detectan longitudes de onda de luz más largas. Esto significa que los iluminadores IR con una longitud de onda de 760nm-780nm pueden ser, para ellos, perfectamente visibles. Por este motivo, recomendamos usar iluminadores IR de más de 850nm en combinación con una óptica de visión nocturna digital.

Hay una breve presentación de visión nocturna disponible aquí.

Presentación de Slideshare de dispositivos de visión nocturna