Alle analoge nachtzichtapparaten delen verschillende hoofdcomponenten die bestaan ​​uit een objectieflens, een oogstuk, een voeding, een beeldversterkende fotokathode en een fotomultiplier. De laatste twee gecombineerd worden gewoonlijk een beeldversterkerbuis genoemd. 

Het beeld intensiveren 
De echte magie ligt ongetwijfeld in de beeldversterkerbuis - die in zeer basale termen uitgedrukt - fotonen (lichtenergie) absorbeert en elektronen (elektrische energie) vrijgeeft voordat het weer omgezet wordt in licht in de vorm van een beeld. 

Met dat inzicht in gedachten, laten we een beetje dieper ingaan op hoe het allemaal werkt. 

Aan de voorkant van elk nachtzichtapparaat bevindt zich een objectieflens, wiens taak het is om alle beschikbare omgevings- en kunstmatige infraroodenergie te verzamelen voordat deze naar een elektronisch aangedreven beeldversterkerbuis wordt geleid. 

Deze fotonen passeren een fotokathode, die ze omzet in elektronen. Deze elektronen gaan verder naar een microkanaalplaat (MCP) waar ze met een factor duizenden worden versterkt door een elektrische en chemische kettingreactie die ontstaat wanneer ze de wanden van het microkanaal beïnvloeden. Deze effectief opgeladen elektronen slaan vervolgens tegen een scherm bedekt met fosforen waar ze een aangeslagen toestand bereiken, waarbij fotonen of zichtbaar licht vrijkomen, dat door een oogstuk kan worden bekeken. 

Het beeld zal verschijnen als een heldere en scherpe versterkte weergave van de scène die u waarneemt, maar in een combinatie van groen en zwarte tinten.

Digitale nachtkijkers werken anders dan analoge apparaten, in die zin dat licht dat de objectieflens binnenkomt, wordt omgezet in een digitaal signaal door een beeldsensor van de Complementary Metal Oxide Semiconductor-sensor (CMOS) of Charge Coupled Device (CCD). Dit zijn dezelfde technologieën die in alle digitale camera's worden gebruikt.

Het digitale beeld wordt verschillende keren verbeterd voordat het zichtbaar is op het scherm van het apparaat. Hoe groter de pixelgrootte van de CMOS- of CCD-sensor, hoe beter deze presteert bij weinig licht. SIONYX heeft bijvoorbeeld gepatenteerde technologie die de gevoeligheid voor nabij-infrarode (NIR) golflengten verbetert en daardoor betere prestaties bij weinig licht levert. De CMOS-sensoren produceren extreem goede prestaties bij weinig licht, dankzij een combinatie van de gepatenteerde technologie en een veel grotere pixel om inkomend licht op te vangen. Momenteel is de meest gevoelige sensor van SIONYX de XQE-1350, die een indrukwekkend beeld van 1.3 megapixels produceert bij minder dan 1mLux.

Een alternatief voor nachtzicht is een warmtebeeldcamera. In plaats van te zoeken naar licht om te vergroten, detecteert een warmtebeeldcamera infraroodstraling door middel van microbolometers die de weerstand veranderen op basis van hun temperatuur. Deze weerstandsverandering kan worden gemeten en omgezet in een zichtbaar beeld door duizenden microbolometerpixels. Alle objecten zenden een bepaald niveau van thermisch infrarood licht uit; hoe heter een object is, hoe meer straling het uitzendt en hoe meer licht de weerstand van elke bolometer zal veranderen.

De resolutie ligt doorgaans ver achter bij de huidige apparaten voor nachtzicht, maar de detectiebereiken voor doelen zijn doorgaans groter. De vuistregel is: hoe hoger de resolutie, hoe beter de eenheid is en hoe meer het gaat kosten. Omdat de resolutie lager is dan die van analoge of digitale nachtzichtapparatuur, zijn warmtebeeldcamera's moeilijker te interpreteren en te herkennen, objectdetails en het landschap. Bovendien, als alle objecten in een bepaalde scène dezelfde temperatuur hebben, is er heel weinig contrast tussen hen.

Helemaal onderaan de nachtzichtmarkt wordt speelgoed geadverteerd als nachtzichtapparatuur voor de bescheiden. Deze eenheden zijn meestal goedkoop en beweren dat de gebruiker in het donker kan zien. Een zaklamp van mooie kwaliteit is veel effectiever bij de taak.

Op hun best kunnen deze apparaten vergelijkbare prestaties bieden als goedkope binnenhuisbeveiligingscamera's die zijn uitgerust met een nachtmodus. Om een ​​quasi-zichtbaar beeld te produceren in een omgeving met weinig licht, is een externe infraroodstraler of een gefilterde lichtbron vereist. Zelfs dan is het beeld alleen op zeer korte afstanden waarneembaar en meestal het meest effectief binnen de grenzen van een kleine kamer met lichtgekleurde, reflecterende muren.

Bij weinig / geen licht, zelfs met behulp van een kunstmatige lichtbron, bieden deze apparaten een extreem beperkt bereik en lijden ze aan overmatige, beeldverblindende elektronische ruis. Alles buiten de afstand van de schijnwerper is onherkenbaar.

Hoewel deze nieuwe apparaten een digitale sensor gebruiken, mogen ze niet worden verward met hoogwaardige, met CMOS uitgeruste digitale nachtzichtapparaten.