Visori notturni

I visori notturni sono intensificatori di luce residua usati per l’osservazione naturalistica e la sorveglianza notturna. Prevedono l’utilizzo di diverse tecnologie.

I visori notturni sono intensificatori di luce residua per osservare oggetti di notte come se fosse giorno. Un tempo venivano usati principalmente in ambiti militari e avevano un costo proibitivo, oggi invece trovano impiego anche nell’osservazione naturalistica e nella sorveglianza, a un prezzo accessibile che consente di acquistare un buon dispositivo per usi privati con un investimento ridotto.

I visori notturni si appoggiano a diverse tecnologie. Da una parte troviamo i dispositivi con intensificazione di immagine: si tratta degli intensificatori di luce residua. Sono suddivisi in tre categorie, meglio conosciute come generazioni e si distinguono principalmente per le prestazioni luminose. Dall’altra troviamo da alcuni anni anche i visori notturni digitali e le termocamere.

Tutti i visori notturni con tubi intensificatori sono dotati, nella parte frontale, di un'ottica che raccoglie la luce e la dirige verso un convertitore di immagini. Qui è posizionato un fotocatodo che raccoglie i fotoni (le particelle di luce) in arrivo e li trasmuta in elettroni.

Dopo aver subito una forte accelerazione, questi elettroni vengono proiettati su uno schermo al fosforo, che permette di ottenere di nuovo energia sotto forma di luce visibile, quindi fotoni liberi, molto più intensificati rispetto a prima. Per nessun motivo si dovrebbe usare un visore notturno alla luce del giorno, pena gravi danni al dispositivo.

I visori notturni di prima generazione sono i più semplici e anche i più economici. Questi dispositivi funzionano come descritto sopra e intensificano la luce residua. Sono dotati inoltre di un illuminatore infrarosso, da usare solo in condizioni di buio assoluto. Questo emette un raggio infrarosso invisibile all'occhio umano, che è sensibile a una lunghezza d'onda di 550 nanometri. Il visore notturno invece, contrariamente ai nostri occhi, è in grado di cogliere la lunghezza d'onda dell'infrarosso, permettendo l'osservazione anche nell'assoluta oscurità. Lo svantaggio tuttavia è che questo strumento non è utilizzabile su lunghe distanze. I dispositivi di prima generazione sono dotati di un fattore di intensificazione della luce di circa 1000x.

Perché vediamo immagini verdi?

L'immagine appare verde, perché la componente blu della luce è slittata nello spettro del verde, e quella rossa nello spettro dell'infrarosso. L'osservazione con un visore di questo tipo mostra un rumore che si presenta sotto forma di una grana sottile. Una volta spento, lo schermo rimane verde per qualche minuto, per tornare poi lentamente al nero. Di solito i dispositivi di prima generazione hanno una durata di circa 2000 ore.

I dispositivi di seconda generazione funzionano sostanzialmente come quelli della prima. La differenza è che la luce viene intensificata fino a 20.000 volte, con il risultato che questi strumenti permettono di vedere fino a una distanza sensibilmente maggiore. Il merito è di una piastra a microcanali posizionata dietro al fotocatodo, dotata di numerosissimi tubicini in vetro. Gli elettroni prodotti vengono quindi di nuovo estremamente intensificati. Oltre alla maggiore luminosità, l'immagine risulta anche più nitida.

I dispositivi di seconda generazione non presentano la sfocatura ai margini riscontrabile negli strumenti di prima generazione, e sono comunque dotati di un illuminatore infrarosso.

La maggior parte dei visori notturni ha un fattore di ingrandimento di circa 2 o 2,5x. Esistono però versioni particolari che raggiungono ingrandimenti fino a 10x.

Quasi tutti i dispositivi sono molto compatti e dotati di visione monoculare; tuttavia esistono strumenti - soprattutto della seconda generazione - con visione binoculare che hanno l'aspetto di un paio di occhiali. Inoltre un supporto da testa permette di usare il visore senza mani. Di solito i dispositivi di seconda generazione hanno una durata di 4.000 ore.

Alcuni dispositivi funzionano con un tubo intensificatore che fornisce immagini in bianco e nero, invece che verdi e bianche. L'immagine così ha un contrasto maggiore ed è più confortevole, specie durante le osservazioni più lunghe.

I visori notturni di terza generazione permettono immagini notevolmente più luminose e limpide rispetto agli strumenti di seconda generazione. Questo risultato è ottenuto grazie all’uso di fotocatodi con arseniuro di gallio, che riducono al minimo il rumore e, rispetto alle generazioni precedenti, aumentano notevolmente il ciclo di vita del dispositivo.

I visori notturni di terza generazione in Germania non sono acquistabili. Ciò è dovuto principalmente alle regolamentazioni sui brevetti e al fatto che gli Stati Uniti vietano la spedizione di questi dispositivi.

Tuttavia esistono già ottimi dispositivi di generazione 2 ½, ovvero di seconda generazione Super Plus, che corrispondono agli standard di qualità della terza generazione. Nitidezza, luminosità e rumore sono infatti paragonabili.

Rispetto ai visori notturni con tubo intensificatore, i dispositivi digitali usano un sensore CMOS o CCD estremamente sensibile, che può essere regolato con grande precisione. L’intensificazione della luce è la stessa.

Durante il giorno o al crepuscolo molti di questi strumenti permettono perfino la riproduzione cromatica. Inoltre possono essere collegati a un registratore di dati esterno e permettono il salvataggio di foto o video in una scheda di memoria. La qualità dei visori notturni digitali è di solito paragonabile a quella dei dispositivi di prima generazione.

Rispetto ai visori notturni di prima, seconda o ultima generazione e ai dispositivi digitali, le camere termiche non necessitano di luce residua. Infatti, le camere termiche non sfruttano l'intensificazione della luce riflessa da un oggetto, ma la radiazione termica emessa. Ecco perché questi dispositivi possono essere usati anche nella totale oscurità, e in condizioni di nebbia o pioggia.

Oltre agli usi in ambito militare e di ordine pubblico, le camere termiche vengono usate anche per testare l'isolamento termico degli edifici. I vigili del fuoco e la polizia hanno bisogno di questi strumenti nella ricerca di persone scomparse o per individuare le braci residue dopo un incendio. Cacciatori e agricoltori possono invece usare le camere termiche nel freddo del mattino per cercare e mettere in salvo i cerbiatti prima che i campi vengano falciati.

Ma la termografia ricopre ruoli sempre più interessanti anche in ambito industriale. Le camere termiche infatti permettono di individuare velocemente e con precisione perdite di acqua e gas dagli impianti, e in parte vengono usate anche per testare motori e individuare in tempo, per esempio, un surriscaldamento.

Naturalmente le camere termiche sono utili nella caccia notturna, per perlustrare i prati e i margini della boscaglia alla ricerca di selvaggina, che eventualmente può essere fatta fuggire.
Dopo il tiro, in caso di brevi fughe ai margini del bosco, l'individuazione e quindi la sofferenza dell'animale può concludersi più velocemente rispetto a una ricerca alla luce del giorno.

Rispetto a un visore notturno con tubo intensificatore, la riproduzione dell'immagine con una camera termica è diversa, perché permette di scegliere tra diverse rappresentazioni cromatiche. La radiazione termica di persone e animali può quindi essere riprodotta in bianco e nero - in base alla regolazione denominata “white hot” o “black hot”. Con questa impostazione l'ambiente circostante viene riprodotto in un bianco e nero meno marcato. C'è però anche la possibilità di visualizzare le differenze di temperatura con colori diversi, una funzionalità utile soprattutto nell'individuazione di perdite di calore negli edifici o di braci residue dopo un incendio.

Lo zoom digitale permette inoltre di ingrandire una porzione di immagine per ottenere una visione più dettagliata. La qualità di riproduzione non raggiunge la precisione di un visore notturno di seconda generazione, tuttavia una camera termica è in grado di rilevare fonti di calore che un visore notturno non può individuare, per esempio un branco di cinghiali in un campo di mais.

Oltre al tipo di tecnologia impiegata, i dispositivi si distinguono anche in base alla loro struttura. La distinzione principale è tra dispositivi monoculari e binoculari.

I visori notturni binoculari possono essere a loro volta suddivisi in due categorie: i dispositivi dotati di due obiettivi e due sistemi per l'intensificazione della luce, e i dispositivi dotati di due oculari ma un solo obiettivo, e quindi un solo sistema per l'intensificazione della luce. Questi dispositivi sono più convenienti e offrono condizioni osservative più piacevoli rispetto ai monoculari, ma l'immagine risulta meno tridimensionale.

Illuminatore infrarosso

La presenza di luce ambientale è sempre necessaria, sia per i visori classici che per quelli digitali. Quando si affievolisce, il cielo notturno è coperto da nubi o la Luna nuova non basta, è possibile ampliare il range delle prestazioni con un illuminatore IR, che spesso è già integrato nel dispositivo. Tuttavia di solito si tratta di componenti poco performanti oppure in grado di illuminare solo una parte del campo visivo. Un altro problema degli illuminatori IR integrati è l’effetto abbagliamento che si ottiene quando la luce colpisce per esempio il legno di un capanno. In questi casi è consigliabile usare un illuminatore IR separato.

Lenti addizionali

Soprattutto chi opera nell’ambito della sicurezza usa dispositivi senza ingrandimento, o con un ingrandimento minimo. Questo perché altrimenti camminare lungo corridoi non illuminati richiederebbe molto tempo per abituare la vista, dato che l’ingrandimento diminuisce il campo visivo e il limite di messa a fuoco ravvicinata sposta in avanti il punto di messa a fuoco. Tuttavia, poiché l’ingrandimento è utile nella sorveglianza di grandi strutture all’aperto, esistono per i visori notturni delle lenti addizionali che permettono di aumentare le possibilità del dispositivo.

Adattatore per fotocamera

Questi adattatori ti permettono di collegare al visore notturno una fotocamera o una videocamera compatibile. Il fissaggio avviene tramite dei supporti su cui vengono montati sia il visore e che la camera. Tuttavia questo metodo è valido in genere solo per le fotocamere compatte. Per le camere SRL o mirroless digitali consigliamo un adattatore che si fissa all’oculare del visore e si avvita tramite raccordo filettato all’obiettivo della fotocamera.