Noční pozorovací přístroje

09.10.2000 | Myslivost

Při pozorování za dne nebo i za šera vystačíme s běžnými dalekohledy. Pokud bychom ale chtěli v pozorování pokračovat i v noci neobejdeme se bez nočního pozorovacího přístroje (NPP), tzv. noktovizor nebo infradalekohled. Pomocí těchto přístrojů můžeme snadno a nepozorovaně pozorovat pohyb zvěře v honitbě nebo i pohyb a činnost nepovolaných osob, které se v tomto prostoru nacházejí. Obsahem tohoto článku je uvedení hlavních charakteristik, stručné objasnění principu činnosti a obecné zásady pro používání takových přístrojů.

K hlavním charakteristikám všech nočních pozorovacích přístrojů patří: dosah, velikost zorného pole, zvětšení a rozlišovací schopnost.

Dosahem se rozumí největší vzdálenost, na kterou je ještě možno při pozorování zjistit cíl a rozpoznat jej od okolních předmětů. Za minimální dosah můžeme považovat hodnotu 200 m [při osvětlení 3 až 5 mlx (mililuxů) a průzračné atmosféře].

Zorným polem se nazývá část terénu, kterou při pozorování dalekohledem vidíme. Úhel, který ohraničuje tuto část terénu, se nazývá zorným polem. Minimální velikost zorného pole není možné obecně stanovit, protože závisí na zvětšení přístroje. Pro zvětšení 1x můžeme považovat minimální hranici 30o a pro zvětšení 3,5x 8o.

Zvětšením se nazývá, poměr velikosti obrazu k velikosti předmětu (správnější definice používá poměr zorných, úhlů; číselná hodnota je však stejná).

Rozlišovací schopností jakéhokoli optického přístroje se nazývá nejmenší úhlová vzdálenost mezi dvěma předměty, které je možno pomocí přístroje vidět odděleně jeden od druhého. Rozlišovací schopnost se zjišťuje pomocí čárových rastrů. Za spodní hranici rozlišovací schopnosti se považuje 30 čar na milimetr (měřeno na fotokatodě ve středu zorného pole).

Všechny přístroje na trhu (s výjimkou termokamer) využívají ke své činnosti zbytkového záření noční oblohy (rozptýlené sluneční záření v horních vrstvách atmosféry), hvězd a Měsíce, v infračervené části spektra, které se odráží od pozorovaných objektů. Množství odražených paprsků závisí na velikosti ozáření cíle, na kontrastu předmětu a jeho okolí a také na propustnosti atmosféry. Tyto paprsky jsou pro lidské oko neviditelné, protože se jejich vlnová délka pohybuje v rozsahu od 0,78 do 100 #m. NPP využívají při své činnosti pouze část spektra těchto vlnových délek, a to v rozsahu od 0,8 do 1,4 #m. Tento rozsah je zvolen záměrně, protože je pro tyto paprsky atmosféra nejlépe propustná, tzv. "první atmosférické okno". "Druhé atm. okno" je až v pásmu 8 až 14 #m. Tohoto druhého okna se však běžně nepoužívá kvůli ceně optických materiálů, které je možné v tomto pásmu používat. Pro první okno se totiž může používat klasické křemenné optické sklo.

Velikosti osvětlení za různých pozorovacích podmínek jsou uvedeny v tabulce 1. Průměrná velikost osvětlení většiny nocí se pohybuje v rozmezí od 0,003 do 0,005 luxů (tato hodnota platí pro Českou republiku a v závislosti na místě na zemi se mění). Pro možnost porovnání je tabulka ještě doplněna o velikosti osvětlení Sluncem za úsvitu a v pravé poledne.

Schéma NPP je uvedeno na obr. 1. Od pozorovaného cíle dopadají odražené infračervené paprsky na objektiv infradalekohledu. Nejdůležitější součástí každého NPP je elektronooptický převaděč obrazu (EOP) ve kterém dochází ke konverzi obrazu z delších na kratší vlnové délky (antispektrální konverze obrazu dle Stokesova zákona). EOP je vakuová elektronka a skládá se z fotokatody, stínítka a elektrostatické čočky. Objektiv vytváří neviditelný obraz cíle v infračervené části spektra na fotokatodě EOP, ze které se "vyrážejí" (emitují) elektrony. Tyto elektrony jsou silným elektrostatickým polem nasměrovány na stínítko, kde je obraz již ve viditelné části spektra. Rozměry takového obrazu jsou ale velmi malé (od 5 do 10 mm podle typu přístroje) a tak za stínítkem následuje okulár, který slouží jako lupa a tento obraz zvětšuje. Elektrostatické pole vytváří napětí z vysokonapěťového zdroje (15 až 30 kV ). Při zapnutí je slyšet typické pískání (jako když se nabíjí blesk u fotoaparátu).

Tolik suchá teorie a nyní několik praktických poznatků. EOP mohou být jedno nebo dvoustupňové (více stupňů se běžně nepoužívá) a navíc mohou obsahovat tzv. mikrokanálkovou destičku (MD) což je v podstatě velké množství miniaturních fotonásobičů, které tak zvyšují citlivost. Při koupi je proto vhodné si podle návodu zjistit jaké provedení měniče se v daném přístroji používá. EOP bez MD jsou konstrukčně starší a mají nižší citlivost, vyšší spotřebu elektrické energie a vyšší hmotnost. Dosah pozorování silně závisí na tom, za jakých povětrnostních podmínek pozorujeme. Ideální podmínky pro pozorování jsou jasná bezoblačná noc, nízká vlhkost vzduchu a bezvětří. Naopak dosah pozorování je velmi silně omezen za mlhy, sněžení nebo za deště. Největším absorbérem IČ záření v atmosféře jsou totiž vodní páry. Přidá-li se k tomu ještě zatažená obloha je dosah přístroje podstatně snížen. Pomocí může být přídavný infračervený ozařovač, který tak vlastně nahrazuje přírodní zdroje IC záření. Tuto pomůcku můžeme také využít při pozorování např. v uzavřených místnostech, kde se záření z přirozených zdrojů nevyskytuje. Konstrukčně je tento doplněk velmi jednoduchý, protože obsahuje pouze zdroj IC záření v podobě infradiody (jako v dálkovém ovladači k televizoru) a napájecího zdroje. U lepších konstrukcí se můžeme ještě setkat s jednoduchou optickou soustavou, která vytváří úzký svazek infračervených paprsků a zvyšuje tak dosah pozorovaní. Ozařovač již může být zabudován přímo v přístroji, nebo je možné jej dokoupit jako samostatné příslušenství. V takovém případě je však třeba seřídit optické osy NPP a přídavného IC ozařovače tak, aby byly rovnoběžné.

Dále bych se chtěl stručně zmínit o zásadách, které je třeba dodržovat při provozu NPP. Jak jsem již uvedl v teoretické části na úvod, tyto přístroje obsahují EOP, jehož nejcitlivějším prvkem je fotokatoda. Na tom jak se k této části budeme chovat závisí životnost celého přístroje. Fotokatoda je tvořena tenkou vrstvou látky (vrstva oxidu stříbra dotovaná parami césia), která je velmi citlivá na záření nejen infračervené, ale i na viditelné. Čím více ji ozáříme, tím více elektronů se z jejího povrchu uvolní. Protože ale množství světlocitlivé látky je konečné, tak i doba její činnosti je omezena. (Podobný jev můžeme např. vidět u obyčejné televizní obrazovky. Čím větší jas nastavíme, tím více se zkracuje její životnost.) Jak tedy s přístrojem zacházet? Především je třeba chránit fotokatodu před denním světlem a snímat krytku z objektivu jenom za slabého vnějšího osvětlení (ještě lépe za tmy) a tím chránit fotokatodu před zbytečným ozařováním. Denní světlo vyřazuje přístroje z činnosti. Při vlastním pozorování je dobře se vyvarovat sledování světelných zdrojů (pouliční lampy, reflektory automobilů, oheň, záblesk při výstřelu). Při pozorování ve směru proti Měsíci nebo jiným světelným zdrojům je třeba na objektiv nasadit sluneční clonu, která odstíní rušivé paprsky a zvýší tak kontrast pozorovaného cíle. Silné světelné zdroje způsobují na stínítku temné skvrny. Kdo chce šetřit napájecí zdroj a prodloužit tak dobu činnosti s jednou sadou baterií až pětinásobně může využít zajímavého jevu, kterým je poměrně dlouhý dosvit stínítka. Toho lze využít tak, že přístroj zapneme, necháme "rozzářit" stínítko, a opět ho vypneme. V pozorování můžeme pokračovat dokud jas stínítka neklesne tak, že již není skoro nic vidět. Potom stačí opět pouze na krátkou dobu přístroj zapnout. Po použití přístroje opět nasadíme na objektiv ochrannou krytku. U některých modelů NPP se můžeme setkat s malým otvorem uprostřed ochranné krytky. Tento otvor slouží jako clona, která snižuje množství zářivého toku, dopadajícího na objektiv. Pokud je tedy při pozorování ještě dostatečně velká hladina vnějšího osvětlení, pozorujeme i s nasazenou krytkou. Dalším doplňkem, kterým jsou vybaveny nejlepší konstrukce NPP, jsou světelné filtry (např. neutrální šedý, IC), které se nasouvají na objektiv a tak nejen chrání fotokatodu, ale zvyšují též kontrast pozorovaných objektů. Ještě jedna poznámka na závěr. Přístroj nemusí být vůbec zapnutý k tomu, aby se fotokatoda vyčerpávala. Kdo tomu nevěří může nový přístroj zamířit na chvilku na Slunce a tak jej prakticky zničit. Jak je patrno z tabulky l osvětlení ve dne je více než stomilionkrát větší než za běžných pozorovacích podmínek, na které je přístroj konstruován. Kupujeme-li již použitý přístroj, doporučuji jej vždy vyzkoušet za tmy (za dne se nedá zjistit je-li citlivost dostatečná a navíc se vyčerpává fotokatoda). Přístroje s vyčerpanou fotokatodou mají totiž velmi nízkou citlivost a tak vidíme to, co bychom viděli samotnýma očima. Za takový přístroj to jsou pak doslova vyhozené peníze.

Při dodržování výše uvedených doporučení můžeme mnohonásobně prodloužit životnost těchto přístrojů a to při jejich cenách může ušetřit mnoho finančních prostředků např. na nákup nové zbraně. (Pro úplnost zde musím uvést, že používání zaměřovacích dalekohledů patří podle zákona o myslivosti i o zbraních a střelivu k nedovoleným způsobům lovu, resp. k zakázaným doplňkům zbraní.)

Použitá literatura:

VAŠKO, A.: Elektronické obrazové měniče

ZAORAL, Z.: Fotografujeme