Het tapetum lucidum bevindt zich achter het netvlies van het kattenoog. Het is een laagje reflecterend weefsel, dat binnenvallend licht terugkaatst. Dit effect is goed te zien als de kattenogen oplichten in het schijnsel van een koplamp. De reflectie zorgt ervoor dat het licht twee keer door het netvlies valt, waardoor de kat zijn omgeving veel duidelijker kan zien.
Elektronenbombardement of thermisch beeld
Mensen hebben hulp nodig om goed te kunnen zien in het donker. Eén methode is restlichtversterking, waarbij het resterende licht wordt opgevangen en in een elektronenbuis wordt geleid. Op een fluorescerend scherm produceren versnelde elektronen vervolgens een beeld met verhoogde lichtdichtheid. Dit is het bekende groene beeld van nachtopnamen in actiefilms en documentaires.
Voor restlichtversterking is een minimale hoeveelheid invallend licht vereist. Het licht van de sterren kan al voldoende zijn, maar in een donkere nacht met dichte bewolking of in een gesloten ruimte zonder verlichting levert deze technologie geen beelden op. In dat soort situaties kan warmte-afhankelijke infraroodstraling uitkomst bieden. Warmtebeeldcamera's gebruiken meestal infraroodlicht in de middellange en lange golf om objecten in beeld te brengen. De opbouw van de camera lijkt op die van een gewone digitale camera voor zichtbaar licht, maar de lichtgevoelige sensoren in een warmtebeeldcamera zijn gemaakt voor het infraroodgedeelte van het lichtspectrum. In de beelden die deze camera's genereren, komt de lichtintensiteit overeen met het gemeten temperatuurprofiel: hoe warmer het object, des te duidelijker het zichtbaar is. Warmtebeeldcamera's worden daarom ook ingezet om warmteverlies bij gebouwen op te sporen.
Verschillende technologieën om infraroodbeelden te genereren
Naast het proces dat vergelijkbaar is met standaard fotografie, zijn er nog andere methoden om infraroodstraling te evalueren. Thermische of IR-beeldvorming wordt gebruikt om temperatuurverschillen te detecteren tussen de achtergrond en voorgrond van een object, en tussen gebieden met verschillende temperaturen. Een microbolometer is bijvoorbeeld een thermische sensor die een bijzonder breed spectrum kan detecteren, van millimetergolven tot aan UV en van infrarood- tot aan röntgenstraling. In de thermische beeldvorming worden microbolometers met name ingezet om infraroodstraling met middellange en lange golven te detecteren met golflengtes van meer dan drie micrometer.
Daarnaast zijn er ook QWIP's: quantum-well infrared photodetectors, infraroodfotodetectoren die zijn opgebouwd uit dunne laagjes afwisselend gepositioneerde halfgeleiders. De laagjes beperken de kwantummechanische toestanden die een deeltje kan hebben. De detector reageert als er infraroodgolven op vallen, en is zo in staat om samenhangende beelden te genereren. Deze beelden zijn bijzonder gedetailleerd en bieden een hoge resolutie, die vergelijkbaar is met kleuren. De technologie wordt onder andere ingezet in atmosferisch onderzoek en in ruimteonderzoek.
Een andere toepassing is actieve verlichting, waarbij een warmtebeeldcamera wordt gecombineerd met een infraroodlichtbron. Net als een gewone lamp verlicht de lichtbron de omgeving, waarna de bijbehorende nachtzichtkijker deze in beeld brengt. Deze aanpak is onder andere geschikt om donkere ruimtes te observeren.
Technologieën combineren voor beeldoptimalisatie
Voor optimale resultaten worden verschillende technologische benaderingen vaak gecombineerd. Door restlichtversterking, thermische beeldvorming en actieve verlichting te combineren, kan meer informatie worden verkregen voor een hogere resolutie en meer dieptescherpte in de beeldvorming. Mogelijke storingsbronnen die het beeld van één methode kunnen beïnvloeden, worden gecompenseerd door de andere methoden. Alle methoden hebben echter één ding gemeen: ze moeten lichtgolven opvangen, bundelen en aansturen om beelden te kunnen genereren. De principes hierachter zijn vergelijkbaar met die van de conventionele fotografie in het lichtspectrum dat zichtbaar is voor het menselijk oog. Daarom werkt ook nachtzichtapparatuur met bekende optische elementen: lenzen om scherp te stellen en in te zoomen, diafragma's om de hoeveelheid licht aan te sturen, filters voor aanpassingen en sluiters die de blootstelling bepalen.
DC-micromotoren uit de series 1516...SR en 1524...SR met edelmetaalcommutatie drijven vaak de bewegingen aan voor het scherpstellen en inzoomen, zowel in conventionele camera's als in nachtzichtapparatuur. Ook de DC-micromotoren uit de SR-serie met diameters van 10 en 13 mm zijn een geliefde keuze bij ontwikkelaars: dankzij hun compacte omvang zijn ze geschikt voor kleine lenzen, zonder functieverliezen en met uitstekende prestaties. Voor het positioneren van filters en diafragma's zijn de stappenmotoren van het type AM1020 met een spindel bijzonder geschikt.
Door de ruime keus en vele combinatiemogelijkheden biedt het FAULHABER-assortiment met componenten voor aandrijvingen voor vrijwel iedere optische toepassing een optimale oplossing.
