Sicuramente siete a conoscenza del fatto che la performance dell'equipaggiamento per la visione notturna dipende principalmente dai tubi intensificatori d'immagine utilizzati. In questo breve articolo spieghiamo come funziona un tubo intensificatore d'immagine e quali sono i parametri importanti della performance.

Nel diagramma 1 sono illustrate due sezioni longitudinali di un tubo (tecnologia XD-4™ e III Gen.). Come potete vedere, i tre componenti principali sono: una finestra d'ingresso (fibra ottica o vetro) che include il fotocatodo, un disco a microcanali (MCP) ed una finestra d'uscita (fibra ottica diritta o invertita) con uno schermo al fosforo. Questi componenti, quando combinati in un tubo vuoto, fanno si' che una scena ad un basso livello di luce venga amplificata fino a raggiungere livelli osservabili.

Per raggiungere questo tipo di amplificazione, la lente dell'obiettivo del visore notturno cattura la luce residua (della luna, delle stelle, ecc.) e la proietta nella finestra d'ingresso del tubo intensificatore d'immagine.
Lo strato fotosensibile che si trova all'interno della finestra d'ingresso (fotocatodo), converte la luce in elettroni. Questi elettroni vengono accelerati in un campo elettrico finche' non arrivano al MCP.
All'interno del MCP, gli elettroni, colpendo le pareti dei minuscoli canali dell'MCP causano una valanga di moltiplicazioni.

Quando lasciano l'MCP, gli elettroni vengono nuovamente accelerati finche' non colpiscono lo schermo al fosforo che si trova all'interno della finestra d'uscita. Il fosforo converte gli elettroni in luce.

Ora e' visibile un'immagine chiara.

Rapporto segnale-disturbo (S/N)

Guardando le specifiche dei tubi intensificatori d'immagine, risulta immediatamente chiaro che sono citati molti parametri. Non tutti questi parametri contribuiscono alla performance nello stesso modo. Non e' facile capire cosa e' davvero importante.
Vorremmo mostrarvi i parametri piu' importanti ed illustrare in che modo essi influenzino la performance del tubo.

La visione notturna con scarsi livelli di luce e' una lotta contro il disturbo. Mettete a confronto le figure (diagramma 2).

E' chiaro che un'immagine con meno disturbo rivela piu' dettagli.

Il disturbo di un'immagine dipende da:

Limiting resolution e modulation transfer function (MTF)

Da un certo livello di luce in poi, la qualita' dell'immagine non dipende piu' dal S/N del tubo e dal livello d'illuminazione. Un parametro comune per descrivere la performance ad alti livelli di luce e' la limiting resolution. La risoluzione e' misurata in coppie di linee al mm. (lp/mm.). Il rilevamento, il riconoscimento e l'identificazione, per essere eccellenti richiedono un'alta risoluzione. E' possibile identificare piu' oggetti con un tubo da 60 lp/mm. che con un tubo da 45 lp/mm.

Un altro indicatore di performance e' il Modulation Transfer Function (MTF). L'MTF e' importante in relazione al Limiting Resolution. In alcuni casi e' possibile rilevare di piu' con un tubo da 50 lp/mm. con un alto valore MTF che con un tubo da 60 lp/mm. Un valore MTF inferiore crea un'immagine confusa. L'MTF e' misurato in percentuale per coppie di linee specificate (2,5 &endash; 7,5 &endash; 15 ecc.).

Bisogna prestare attenzione quando si comparano i valori MTF di differenti tipi di sistemi per la visione notturna. Le misurazioni US tendono ad essere piu' alte rispetto a quelle ODETA basate sulle misurazioni europee. E' sempre preferibile testare tubi diversi nello stesso sistema.

La tecnologia dei tubi intensificatori d'immagine Photonis XD-4™ mostra valori rilevanti sia per la risoluzione che per l'MTF e garantisce un'immagine di alta qualita'.

Curva spettrale S/N

Un'ampia gamma di sensibilita' spettrale assicura un brillante rilevamento in molti ambienti. Cio' significa che il vostro equipaggiamento per la visione notturna non solo lavora bene in mezzo al fogliame (foreste, ecc.), ma anche in zone costiere, sulla neve, nel deserto, sul mare, in ambienti rocciosi ed aridi.

La tecnologia dei tubi intensificatori d'immagine Photonis XD-4™ ha un netto vantaggio sugli altri tubi grazie alla sua ampia gamma di sensibilita' spettrale che e' mostrata nel diagramma sottostante (3).

Vantaggi per chi li usa

Quali sono i vantaggi pratici che la tecnologia Photonis XD-4™ offre a chi si avvale di un equipaggiamento per la visione notturna?

Gli intensificatori d'immagine riproducono le immagini in condizioni di scarsa luminosita' tramite l'amplificazione della luce. Si possono adattare ad un'ampia gamma di sistemi. In questa brochure delineiamo le varie possibilita' di utilizzo degli intensificatori d'immagine Photonis nelle attivita' di sorveglianza.

Gli intensificatori d'immagine nella sorveglianza

I prodotti Photonis per la sorveglianza si possono dividere in due gruppi: visione diretta e CCD (ICCD) intensificati.

Con la visione diretta, l'immagine prodotta dall'intensificatore e' direttamente visibile. Sia che si tratti di un monoculare, di un binocolo o di occhiali, Photonis e' in grado di fornire il tubo intensificatore adatto. Questi visori (portatili) sono particolarmente adatti per: e.g., forze di polizia e di sicurezza, sport, osservatori della natura.

ICCD e CCD sono uniti ad un intensificatore d'immagine tramite lenti o fibre ottiche. Photonis preferisce utilizzare l'unione di fibre ottiche di alta qualita' dal momento che garantiscono una buona performance. E' necessaria una telecamera per leggere l'immagine. Quando la telecamera e' fornita di ICCD, produce un segnale video composito, monocromatico, che puo' essere visto su un monitor. Il sistema compatto ICCD da' la garanzia alle telecamere di funzionare con bassi livelli di luce, fattore essenziale in casi di sorveglianza e sicurezza.

Le telecamere ICCD sono di grande aiuto nella sorveglianza di territori o proprieta' in cui non e' disponibile o non e' ammessa l'illuminazione artificiale. Altri utilizzi sono: sorveglianza da parte della polizia, pattugliamento delle autostrade e registrazione di filmati sulla natura. Puo' essere inserita una funzione di velocita' dell'otturatore quando ICCD deve operare in condizioni di luce molto variabili, esempio durante il giorno e la notte.

Confronto tra tecnologia XD-4™ e III Gen.

Il confronto e' supportato dal diagramma 4. La differenza principale e' costituita dallo strato fotosensibile. Negli intensificatori di III Gen. uno strato GaAs (arsenuro di gallio) e' applicato alla finestra d'entrata. GaAs rivela una eccellente sensibilita' nel vicino-infrarosso (sensibilita' > 1800mA/lm non sono insolite).

Lo svantaggio principale di un fotocatodo con GaAs e' la durata relativamente breve del materiale dovuta al problema del feedback degli ioni.
Per aumentare la durata, negli intensificatori di III Gen. viene introdotta una barriera di ioni che previene i danni causati al fotocatodo dal bombardamento di ioni.

Ovviamente, tale barriera assorbe anche una elevata quantita' di elettroni provenienti dal fotocatodo e, per questo motivo, i benefici effetti dello strato di GaAs sono completamente bilanciati. Infatti, la sensibilita' effettiva e' decisamente inferiore alla sensibilita' dichiarata in molte brochure.

Di conseguenza, gli intensificatori d'immagine con tecnologia XD-4™ operano allo stesso livello o ad un livello superiore rispetto a quelli di III Gen. in rapporto al S/N e superano sempre gli intensificatori di III Gen. in rapporto all'MTF (Diagramma 1).

Photonis offre prodotti con un'ampia gamma di tipologie, di diametri e di specifiche. Questo consente soluzioni su misura per le esigenze dei clienti.