Pimeänäkölaitteet - Yleistä hankinnasta

Laadukas valonvahvistin on useimmalle harrastajille iso investointi. Valveutununeet henkilöt pyrkivät vertailemaan laitteiden teknisiä tietoja –mutta valonvahvistimien kohdalla asiaa hankaloittaa outo terminologia. Kun asiaan hieman perehtyy, käy ilmi että usein tiedot ovat myös puutteellisia– jopa harhaanjohtavia ja virheellisiä. Sekä Suomalaisten että ulkomaalaisten toimittajien kohdalla, tiedot ovat lisäksi turhankin kaunisteltuja, pahasti puutteellisia tai mitä tahansa tältä välitä.

Koottua Suomenkielistä tietoa ei käytännössä ole ollut saatavilla- ja teknisten tietojen vertailemiseksi olisi suotavaa tuntea vähintäänkin laitteiden periaatteellinen toiminta. Tilausta tilanteen selvennykselle siis on. Koska FinnAccuracyn valikoimiin ovat kuuluneet jo pitkään uutta Yhdysvaltalaista sotilastekniikkaa suorituskyvyltään vastaavat katselu – ja tähtäinvalonvahvistimet, päätimme kirjoittaa aihetta selventävän artikkelisarjan. Itsetarkoitus ei kuitenkaan ole esittää tieteellisen tarkkaa faktaa vaan tarjota mahdollisuus tutustua sekä perusasioihin –ja esitellä kiinnostuneimmille teknologiaa hieman pintaa syvemmältä.

Tekniikkapuoli erikseen edempänä - perusasioista liikkeelle:
Laadukas länsimaalainen valonvahvistintekniikka on tarkasti säädeltyä ja valvottua sotilasteknologiaa. Modernit Yhdysvaltalaislaitteet ovat lisäksi vaikeasti (=mahdottomia) saatavia – ja sille on syynsä: erittäin tiukat lait ja tästä seuranneet vientirajoitukset. Kalliit laitteet yhdistettynä vaikeaan saatavuuteen synnyttävät myös arveluttavaa tarjontaa –valitettavasti Suomi ei ole poikkeus t ästä säännöstä.

Isoimpien karikoiden välttämiseksi – laitehankinta on hyvä aloittaa seuraavaa tarkistuslistaa seuraamalla:

  • ”Halvalla ei saa hyvää” pätee valonvahvistimiin jopa paremmin kuin optiikkaan yleensä. Yleensä Englanninkielisillä tuotemerkeillä myytävät ”markettien halpislaitteet” näyttävät fiksuilta ja ovat yleensä houkuttelevan hintaisia. Samoja laitteita voi nähdä myynnissä myös metsästys, erä ja optiikkakauppojen nettisivuilla. Todellisuudessa komeiden nimien takaa löytyy kuitenkin idässä valmistettua länsimaisen Generaatio 0 tai korkeintaan 1 tason teknologiaa. Ja niin edelleen. Itämaiset valmistajat myös poikkeuksetta ”unohtavat” ilmoittaa tärkeitä suoritusarvoja. Yleisimmin jätetään mainitsematta suorituskyvyn kannalta erittäin oleelliset signaali-kohinasuhde (SNR, S/N) ja laitteen valonvahvistuskerroin. (gain) Kuluttajalle ei siten jää mahdollisuutta vertailla käytännön suorituskykyä vaihtoehtoisia laitteita vastaan. Pisteenä iin päälle, jokainen asiaan perehtynyt huomaa laitteiden ”läpi” pimeässä kuvattujen mallikuvien olevan yltiöoptimistisia väärennöksiä.
  • Älä hanki käytettyä laitetta jonka historiaa et tiedä varmasti - vakuuttavatkin myyntipuheet kannattaa jättää omaan arvoonsa. Jos kuitenkin hankit tällaisen laitteen, ostohinnan tulee olla murto-osa yleisestä markkinahinnasta. Esimerkiksi laitteen jäljellä olevaa käyttöikää ei voi päätellä ulkonäöstä. Pahimmillaan halvat komposiittikuoret on vaihdettu uusiin ja laitetta myydään uutena.
  • Älä osta ns. ”paperitonta” laitetta. Valmistajasta riippumatta, jokaisen laadukkaan siviilimarkkinoille valmistetun valonvahvistinlaitteen mukana toimitetaan sarjanumerokohtainen testipöytäkirja, eli ”test sheet”. Testipaperista käyvät ilmi laitteen yksilökohtaiset testatut suoritusarvot sekä tarkat tiedot mm valonvahvistinyksikön valmistajasta ja tyypistä. Mikäli paperi puuttuu tai vaikuttaa epäilyttävältä (väärennös), älä maksa toimivastakaan laitteesta yleistä markkinahintaa. Tarkan suorituskyvyn testaaminen silmämääräisesti ei ole helppoa - käytännössä rinnalle tarvitaan referenssilaite jonka spesifikaatiot ovat tiedossa.
  • ”Aito milspec” tarkoittaa asiakkaan (viranomainen/armeija) ja valmistajan tarkkaan määrittelemillä sopimusehdoilla valmistettua JA toimitettua laite-erää. Myyntipuheissa usein käytetty lause- mutta valonvahvistimien kohdalla kannattaa yleensä suhtautua varauksella. Suorituskyvyltään jopa identtistä ”milspec – vastaavaa” tekniikkaa on kaupallisesti saatavana. Pelkkä suorituskyky ei kuitenkaan tee laitteesta ”aitoa” sanan varsinaisessa merkityksessä.
  • Monokulaarit ovat monikäyttöisiä, ja siksi yleisimmin käytetty valonvahvistintyyppi. Mikäli aiot jossain vaiheessa käyttää monokulaaria aseeseesi kiinnitettynä, älä hanki Gen3 monokulaarilaitetta. Valmistusteknologiastaan sekä alkuperäisestä käyttötarkoituksestaan johtuen, 223Rem / 5.56 NATO kiväärin rekyyli on laitteelle ehdoton maksimi. Laitteen rikkoutuessa valonvahvistinyksikkö on vaihdettava. Yksikkö muodostaa n. 95 % uuden laitteen hinnasta.
  • Yksikään liikeyritys saati yksityishenkilö USA:n ulkopuolella ei voi hankkia Gen3 (tai suorituskykyisiä Gen2) laitteita laillisesti USA:sta haltuunsa. Nykyaikaisten laitteiden maastavientiä säätelee USAssa ”Defence Technology Security Administration” sekä U.S. State Department. DTSA/USSD myöntävät vientilupia ainoastaan valtioiden virallisille organisaatioille, tapauskohtaisen harkintansa perusteella. Poikkeus säännöstä ovat DTSA:n hyväksynnällä muutamassa NATO – maassa toimivat isot tukkuliikkeet. Nämä valtuutetut tahot saavat varastoida laitteita kaupallisisissa valtiollisille organisaatioiden kanssa tehtävää kaupaa varten. Joidenkin vanhempaa teknologiaa edustavien matalamman suorituskyvyn laitteille voisi teoriassa ja tietyin tarkoin edellytyksin saada maastavientiluvan. Luvan myöntää tapauskohtaisesti U.S. State Department.
  • Jos haluat pysyä erossa salakuljetetusta tavarasta, et voi hankkia Yhdysvalloissa valmistettua Gen3 laitetta. Et välttämättä riko Suomalaisia lakeja - mutta olet laiterikon sattuessa täysin omillasi. Luvattomasti salakuljetettua laitetta ei voi lähettää takaisin Yhdysvaltoihin korjattavaksi.
  • Älä hanki varsinkaan Generaatio3 käytettyä laitetta johon on merkitty ”Contract Nuber” ja/tai ”NSN” – numero. Laite on varastettu USA:n armeijalta ja salakuljetettu maasta ulos- U.S. Army ei myy vanhoja laitteitaan ”ylijäämänä” ulkopuolisille missään tapauksessa. Mainittu pätee usein myös uusiin laitteisiin, koska käytännössä valmistajat merkitsevät ”contract” – ja ”NSN” – numerot ainoastaan armeijalle/viranomaisille toimitettuihin laite-eriin. USA:n viranomaiset ovat valonvahvistintekniikan laittoman viennin suhteen lähes vainoharhaisia - eikä ole poissuljettua että laite takavarikoidaan korvauksetta jopa Suomessa.
  • Myös Euroopassa valmistettu sotilaskäyttöön soveltuva moderni valonvahvistintekniikka vaatii vientiluvat lähtömaastaan. Kaikki FinnAccuracyn myymät pimeänäkölaitteet laitteet on hankittu asianmukaisesti ja niillä on täysi valmistajan takuu.

 

Tyypillinen valonvahvistinlaitteen mukana toimitettava testiraportti. Laitteessa käytetyn XX1441AH valonvahvistinyksikön valmistaja on Photonis. Valmiin laitteen - tässä tapauksessa Gen2 S monokulaarin - sarjanumero on C04XXX. Kuva: FinnAccuracy.

Valmistajat

Nykyaikaisten valonvahvistinyksiköiden valmistajia ei ole maailmassa kovin montaa, tosin kun valmiita yksiköitä hyödyntävien kokonaisten laitteiden valmistajia. Yleisimmin länsimaissa tavattuja valmistajia ovat Ranskalainen Gen2 tekniikkaa kehittävä Photonis (alkujaan Philips), ja Amerikkalaiset Gen3 tekniikkaan panostavat ITT (nykyään ITT Exelis) sekä Northrop Grumman – yhtymään kuuluva Litton Electro-Optical Systems.

Photoniksesta käytetään joskus nimeä DEP-Photonis. DEP (Delft Electronic Products, Roden, NL) yhdistettiin yrityskaupan myötä Photonikseen (Brive, FR) vuosia sitten. Samalla DEPin omien valonvahvistinyksikköen tuotenimet lakkautettiin vaikka vanhoja nimiä edelleen nettisivuilla ja esitteissä vilahteleekin. Valonvahvistinyksiköitä valmistetaan myös Israelissa sekä Venäjällä.

Photoniksen nykyiset tuotemerkit ovat SuperGen, XD4 ja XR5, joista kahta viimeisintä on saatavana autogate - järjestelmällä. Kaikki mainitut ovat nimellisesti sukupolveen 2 kuuluvia, mutta silti XR5 on suorituskyvyltään lähellä viimeisimpiä Gen3 laitteita. DEPin vanhoja tuotemerkkejä olivat HyperGen, HP SuperGen, SHD-3 ja XH72. Kaikki DEPin tuotteet ovat nykyisin yhteisen ”Photonis” -brändin alla – tiettävästi vieläpä niin että sama Photonis -konserni valmistaa suorituskyvyltään identtisiä tuotteita molemmilla tehtaillaan.

ITT:n viimeisimpien kehitysversioiden yksiköt on nimetty ”Pinnacle” – tavaramerkin alle. Käytännössä ”Pinnacle” tarkoittaa Gen3 yksikköä tietyin parannuksin: merkittävimpänä se että mikrokanavalevyn pinnalla olevaa ioniestettä on ohennettu paremman elektroniläpäisyn aikaansaamiseksi. ”Pinnacle” - nimi antaa siis karkean käsityksen Gen3 laitteen suorituskyvystä. U.S. Army Pinnacle- sarjan valonvahvistinputket alkaen Omnibus VII – tasosta on varustettu aina autogate – järjestelmällä. Virallisesti VII kehitysversion myötä laitesukupolven nimeen lisättiin ”plus” armeijan toimesta: Gen3+. Termi ”Omnibus” tai ”Omni” viittaa Yhdysvaltain armeijan kulloisenkin hankintasopimuksen suorituskykyvaatimuksiin – marraskuussa 2011 solmitun sopimuksen numero VIII (7) ollessa kirjoitushetkellä viimeisimmän. Ioniesteen ensimmäinen ohennettu versio tuli käyttöön vuonna 1996 Omnibus IV – sopimuksen myötä. ITT:n viimeisimpien sukupolvien kohdalla lanseerattu ”Pinnacle” – termi otettiin käyttöön Omnibus VI sopimuksen aikana. ”Pinnacle” ei tosin ole U.S. Armyn käyttämä termi, vaan ITT:n rekiseröimä tavaramerkki siviilipuolella.

Pinnacle – sarjan laitteet kehitettiin alun perin M4 SOPMOD – rynnäkkökiväärin tarpeisiin, ja siksi sen rekyylinkestoa ei ole mitoitettu isompaan kuin 5.56 NATO (223 Rem) – kaliberiseen aseeseen. Valmistajan mukaan valonvahvistinyksikön heikoin kohta on yllämainittu erityisen ohut ionieste. Pinnaclea edeltävä Gen3 kenno kestää rekyyliä hieman paremmin. Silti senkään asentamista edes 308 Win / 7.62x51 NATO kivääriin ei suositella missään nimessä.

Markkinoilla on myös siviilikäyttöön tarkoitettuja laitteita joista käytetään suomalaisessa puhekielessä nimeä ”valonvahvistin”. Esimerkkinä Pulsar Digisight N550. Laitteen toiminta ei perustu valon vahvistamiseen, vaan digitaaliseen kameraan jonka toiminta-alue on lähellä infrapuna-aluetta ja osittain sen sisällä. Digitaalinen kuva siirretään laitteen sisällä olevaan LCD – näyttöön katseltavaksi. Ilman erillistä infrapunavalaisinta laite on käyttökelvoton paikoissa joissa ei ole saatavilla (silmälle näkymätöntä) valo”saastetta”.

Sotilaskäytössä on myös nykyisin yhdistelmälaitteita jotka muuttavat lämpökameran ja valonvahvistimen yhdeksi kokonaisuudeksi. Käytännössä laite näyttää lämpö – ja pimeänäkökuvan päällekkäin. Käyttäjä voi säätää kuvien suhteellisen ”voimakkuuden” käsisäätimellä kulloistakin tilannetta vaativaksi.

Valovahvistinteknologiasta

Valitettavasti kaikille alan tekniikkaan liittyville termeille ei löydy virallisia käännöksiä – tarvittaessa tekstissä on käytetty mahdollisimman kuvaavia Suomenkielisiä vastineita asian selventämiseksi. Käännösten ei ole tarkoitus olla sanatarkkoja, vaan mahdollisimman kuvaavia. Kannattaa myös huomata että tekstissä usein käytetty termi ”valonvahvistinyksikkö” pyrkii olemaan kuvaava käännös. Nimellä tarkoitetaan valonvahvistinkiikarin, tähtäimen tai muun tähystyslaitteen sisälle asennettua toisen osapuolen valmistamaa modulia jossa itse valon vahvistaminen tapahtuu. Tämä itsenäinen, virtalähteen sisältävä ”moduli” on jokaisen valonvahvistimen sydän- ja määrittelee käytännössä laitteen suorituskyvyn monilta osin. Käytännön suorituskykyyn vaikuttavat myös objektiivin koko sekä laitteessa käytetyn perinteisen optiikan suorituskyky (prismat, peilit)

Laitteiden välistä vertailua hankaloittaa myös Yhdysvaltalaisten kauppiaiden lievästi väritetyt myyntipuheet sikäläisten Gen3 -tyyppisten laitteiden ylivoimaisuudesta kaikkiin muihin verrattuna. Käytännössä viitataan tiettyyn Eurooppalaiseen valmistajaan joka on kaikessa hiljaisuudessa onnistunut hiomaan kilpailevan Gen2 valonvahvistintekniikkansa yleiseltä suorituskyvyltään lähelle uusimpienkin Gen3 laitteiden tasoa. Tiettyjen yksittäisten ominaisuuksien kohdalla suorituskyky voi olla jopa parempi, joidenkin kohdalla huonompi.

Tiedot uusimpien laitteiden tarkoista teknisistä toteutuksista ovat tarkkaan varjeltuja salaisuuksia - mutta jotakin yleistä tietoa teknologiasta on sentään saatavilla. Viimeisimmätkin valonvahvistimet ovat perusperiaatteeltaan perinteistä ”analogista elektroniikkaa” ilman minkäänlaista kuvan digitalisointia tai tietokoneprosessointia.

Yksinkertaistetusti, kaikki nykyiset (Gen2, Gen3, Gen4) laitteet toimivat kolmessa erillisessä vaiheessa:

1) Muutetaan objektiivilinssin tai kuituoptiikan kautta sisään tuleva valo fotokatodin avulla elektroneiksi
2) Kasvatetaan elektroneiden määrää keinotekoisesti mikrokanavalevyn avulla
3) Muutetaan elektronit fosforinverhon avulla takaisin silmälle soveltuvaksi valoksi

 

 

Photoniksen valmistama XR5 valonvahvistinyksikkö. Yksikön ulkohalkaisija esimerkiksi PVS-14 -tyyppisissä monokulaareissa yleisimmin käytetty n. 35mm. Kuvassa näkyvän linssin halkaisija on 18mm.

Spesifikaatiot

Mainospuheissa vilahtelee toinen toistaan kummallisimpia termejä. Erittäin hyvin suuntaa-antavat tekniset tiedot löytyvät usein valmistajien nettisivuilta. Hankalasta ja monivaiheisesta valmistustavasta johtuen jokainen valmistettu valonvahvistinyksikkö on aina ominaisuuksiltaan yksilö- valmistajasta riippumatta. Laadukkaiden valmistajien tapauksessa yksilöidyt laitekohtaiset tiedot (test sheet) toimitetaan aina ja automaattisesti asiakkaalle valmiin laitteen myyntipakkauksen mukana. Jotkut laitemyyjät, kuten FinnAccuracy, tarjoavat lisäksi asiakkaalle mahdollisuuden hankkia ”hand selected” tai ”selected” tuotteita hieman korkeammalla hinnalla. ”Valikointi” tarkoittaa vähimmillään laitekohtaisen ”test sheetin” perusteella tehtyä valikointia - parhaimmillaan silmävertailua ja laitteiden kokeilua.

Valmistajat ilmoittavat myös mallisarjalle minimi/tyypillinen arvoja joista minimi tarkoittaa käytännössä hylkyrajaa. Ilmoitustapa on yleinen varsinkin resoluution kohdalla. Liikkeellä on myös suoranaista ”sekundaa” eli takaovesta myytyjen paperittomien ”Grade B” - luokan vahvistinyksiköiden ympärille kasattuja laitteita. ”Grade B” voi kuitenkin tarkoittaa hyvää, kohtuullista tai surkeaa – luotettava myyjä ja viimeistään ”test sheet” kertovat myös näiden laitteiden todellisen suorituskyvyn.

Laitesukupolvet - eli ”Generaatiot”

Tekniikan hullunkurinen kehitys on johtanut pisteeseen jossa laitteen sisällä olevan valovahvistinputken (IIT = image intensifer tube, tai I2 = image intensifier) sukupolvi ei kerro käytännön suorituskyvystä oikeastaan yhtikäs mitään. Edellämainittu pätee sukupolven 2 (Gen2), sukupolven 3 (Gen3) ja varauksin jopa tulevan sukupolven 4 (Gen4) laitteiden keskinäisen vertailuun. Venäläiset, Neuvostoliittolaiset sekä nykyisin Kaukoidässä valmistetut laitteet ovat oma lukunsa – Nimelliset laitesukupolvet eivät täsmää lainkaan. Esimerkiksi, länsimaissa sukupolvet on nimetty Gen0 – Gen4, kun taas halpatuotantomaissa numerointi saattaa alkaa numerosta yksi. Pahimmillaan siis asiakas saakin ”venäläisen kolmosen” ostaessaan ”länsimaisen kakkosen” – laskentapa on yleensä eri.

NVESD (U.S. Army Night Vision and Electronic Sensors Directorate) määrittelee laitteiden viralliset nimelliset sukupolvet. Perinteisesti uuden vahvistinsukupolven virallinen nimeäminen on ajoitettu käytetyn teknologian päivittymisestä seuranneeseen suorituskyvyn harppaukseen. Sääntö on kuitenkin täynnä poikkeuksia. Erilaisia GenX+/GenX++/GenX½/GenX ultrasuperhyper- jne termejä, myyntipuheilla höystettyinä, käytetään surutta markkinointitarkoituksissa. Jopa Gen4 sukupolven laitteita myydään vaikka niitä ei ole virallisesti ja NVESD:n siunaamana edes olemassa. NVESD on Yhdysvaltojen armeijan sisällä toimiva organisaatio- eivätkä sen ohjeistukset siten sido kauppiaita millään tavalla.

Länsimaisen määritelmän mukaan laitesukupolvet jaetaan seuraavasti:
Gen0, Gen1, Gen1+, Gen2, Gen2+, Gen3, Gen3+ sekä Gen4. Valmistajat käyttävät lisäksi Gen2 laitesukupolven merkinnän jatkona käytettyyn teknologiaan viittaavia kirjainlyhenteitä - näitä ei ole standardoitu.

Tuotekehityksen suuntautuminen kahteen eri koulukuntaan on aiheuttanut entistäkin sekavamman tilanteen. Gen2 laite voi joltain osin olla jopa suorituskykyisempi kuin nimelliseltä laitesukupolveltaan uudempi Gen3 laite. Lisäksi rinnakkaisten tekniikoiden kehitys ei ole edennyt tasaisesti – ensimmäiset Gen3 laitteet olivat suorituskyvyltään jopa aikalaisiaan Gen2 laitteita heikompia. Kaiken kukkuraksi, uusimmat Gen3 laitteet ovat periaatteessa Gen4 laitteita!

Nykyisin Gen2/Gen3/Gen4 eroja tasoittaa osaltaan teknologian ristiinkäyttömahdollisuus sukupolvien välillä - kuten esimerkiksi ”autogaten” kohdalla on tapahtunut. Siksi ainoa oikea tapa verrata laitteita keskenään ovat valmistajien tarjoamat tekniset tiedot – ja ihan tarkkaan ottaen paras tapa on verrata laitteiden mukana toimitettavia valonvahvistinyksikön testipöytäkirjoja toisiinsa. Aina tämä ei ole valitettavasti mahdollista.

8.11.2012 Copyright - JL/FinnAccuracy

 

  Contact