Qu’est-ce que la vision nocturne

—Technologie Optoélectronique Sichuan Binock Co., Ltd.—

UnDispositif de vision nocturne (NVD) ouLunettes de vision nocturne (NVG) est un instrument optique qui permet la visibilité dans des environnements en faible luminosité ou complètement obscurs. En amplifiant des sources lumineuses faibles (comme la lumière de la lune ou la lumière des étoiles) ou en utilisant la technologie infrarouge, elle transforme des scènes invisibles en images perceptibles à l’œil humain. Les dispositifs de vision nocturne sont largement utilisés dans les opérations militaires, Application de la loi, Observation de la faune, Navigation nocturne, et missions de recherche et sauvetage.

Comment fonctionne la vision nocturne ?

Les technologies de base des dispositifs de vision nocturne se répartissent en trois grandes catégories: Intensification de l’image (couvrant Générations 1 À 4), Imagerie thermique, etVision nocturne numérique. Voici une explication détaillée du principe de fonctionnement de chaque type:

Ce schéma illustre le principe de fonctionnement d’une génération classique 3 (Gen 3) Dispositif de vision nocturne à intensification d’image, détaillant comment les signaux lumineux sont amplifiés et convertis en une image visible améliorée via les composants internes de l’appareil. Voici un résumé du chemin montré dans le diagramme:

1. Lumière ambiante existante
   • Le dispositif de vision nocturne capte d’abord la faible lumière disponible dans l’environnement (comme la lumière des étoiles ou la lumière de la lune). Cette lumière entre dans le système optique initial de l’appareil.
2. Photocathode
   • Photons entrants (Particules légères) Frappez la photocathode, Génération d’électrons. Ce procédé convertit le signal lumineux en signal électrique (Électrons générés par des photons).
3. Plaque à microcanaux (MCP)
   • Les électrons générés par les photons sont dirigés vers la plaque à micro-canaux (MCP), un multiplicateur d’électrons à haute tension. Le MCP amplifie un seul électron en un grand nombre d’électrons (Électrons multipliés) par de multiples collisions à l’intérieur de ses canaux, amplification significative du signal.
4. Écran au phosphore
   • Les électrons multipliés frappent l’écran de phosphore, excitant le phosphore pour émettre de la lumière visible (typiquement vert). Cela crée l’image finale améliorée (Image intensifiée).
5. Image intensifiée
   • La lumière verte émise par l’écran au phosphore est présentée à l’utilisateur via un oculaire ou un écran, produisant une vision nocturne brillante qui rend la faible lumière ambiante clairement visible.

Le parcours global est: lumière ambiante → photocathode (Lumière vers électrons) → plaque microcanal (Multiplication des électrons) → écran au phosphore (Électrons vers la lumière) → image intensifiée. Ce schéma démontre clairement comment les dispositifs de vision nocturne utilisent la technologie de multiplication électronique pour générer des images visibles dans des environnements sombres.

1. Technologie d’intensification d’image

Les dispositifs de vision nocturne à intensification d’image fonctionnent en collectant et amplifiant la faible lumière ambiante (comme la lumière des étoiles ou la lumière de la lune), les rendant adaptées aux conditions de faible lumière. Le composant central est un tube intensificateur d’image, et le processus fonctionne comme suit:

• Collection de photons: La lentille capture les photons de l’environnement (y compris la lumière visible et un peu de lumière proche infrarouge).
• Conversion photoélectrique: Les photons frappent une photocathode, les convertir en électrons. Le matériau de la photocathode varie selon la génération (Par exemple,, S-20 pour Gen 1, Arséniure de gallium pour Gen 3).
• Amplification électronique: Les électrons pénètrent dans une plaque à microcanaux (MCP, présent dans Gen 2 et plus haut), où elles sont accélérées par un champ électrique et entrent en collision avec les parois du canal, déclenchant la libération d’électrons supplémentaires pour l’amplification du signal.
• Génération d’images: Les électrons amplifiés frappent un écran de phosphore, convertissant leur énergie en points de lumière verts ou en niveaux de gris, Former une image visible. Le vert est couramment utilisé car l’œil humain y est le plus sensible, et les écrans au phosphore utilisent généralement des matériaux P22 ou P43.
• Génération 1 (Gen 1)
  Le type d’intensification d’image le plus basique, utilisant uniquement une photocathode et une amplification électronique simple sans MCP. Il offre environ 1000 fois l’amplification, avec possible distorsion des contours, et nécessite un illuminateur infrarouge dans des conditions très sombres. La portée effective est généralement 50-100 Mètres.
• Génération 2 (Gen 2)
  Introduit un MCP, Augmentation significative de l’amplification électronique (environ 20 000 fois), ce qui donne des images plus nettes avec une résolution de 40-50 LP/mm (Paires de lignes par millimètre). Il fonctionne mieux en faible luminosité mais nécessite quand même un peu de lumière ambiante.
• Génération 3 (Gen 3)
  Utilise un arséniure de gallium (Gaas) Photocathode, plus sensible à la lumière infrarouge, associé à un MCP amélioré, atteignant jusqu’à 50 000x d’amplification et une résolution de 64 LP/mm ou plus. Offre une durée de vie plus longue (environ 10,000 Heures) et excelle en très faible luminosité.
• Génération 4 (Gen 4)
  Utilise la technologie sans film à grilles en retirant le film barrière ionique du MCP, réduire la diffusion électronique pour un bruit plus faible et une plage dynamique plus large. La résolution peut atteindre plus de 70 LP/mm, adaptation à la fois à des conditions claires et très sombres, Bien que ce soit rare sur les marchés civils à cause du coût élevé.

2. Technologie d’imagerie thermique

Les dispositifs de vision nocturne à imagerie thermique ne dépendent pas de la lumière ambiante mais détectent le rayonnement thermique infrarouge (Longueurs d’onde de 8-14 Microns) émis par des objets. Tous les objets, Même froids, émettent de la chaleur en fonction des différences de température. Le principe de fonctionnement est le suivant:

• Détection du rayonnement thermique: Derrière la lentille se trouve un réseau de microbolomètres (généralement fabriqués en oxyde de vanadium ou en silicium amorphe), qui détecte le rayonnement infrarouge et le convertit en signaux électriques.
• Traitement du signal: Les signaux sont amplifiés et numérisés pour créer une carte thermique. Les différences de température sont représentées en niveaux de gris ou en pseudo-couleurs (Par exemple,, incandescent, Noir-brûlant, ou modes arc-en-ciel).
• Affichage d’image: Le résultat est affiché à l’écran, les objets plus chauds apparaissant généralement blancs ou rouges et les plus froids noirs ou bleus.
• Fonctionnalités: Les imageurs thermiques ont une résolution plus faible (généralement 320×240 ou 640×480 pixels) Mais le travail dans l’obscurité totale, fumée, ou brouillard, avec des plages de détection allant de plusieurs centaines de mètres à plusieurs kilomètres (Selon la qualité de l’objectif et du capteur).

3 . Technologie de vision nocturne numérique

Les dispositifs de vision nocturne numériques utilisent des capteurs électroniques modernes pour capter la lumière et produire des images numériques, similaire à la technologie des appareils photo numériques ou smartphones. Le principe de fonctionnement est le suivant:

• Capture de la lumière: La lentille capte la lumière visible et proche infrarouge (700-1000 Nm), le projeter sur un capteur (Par exemple,, CCD ou CMOS). Ces capteurs sont sensibles à l’infrarouge, Capturer des longueurs d’onde invisibles à l’œil humain.
• Signal Conversion: Le capteur convertit les photons en signaux électriques, Former des données numériques brutes. Les capteurs CMOS sont plus courants en raison de leur consommation d’énergie et de leur coût réduits, avec des résolutions allant de 480p à 1080p.
• Traitement numérique: Un processeur de signal numérique intégré (DSP) amplifie le signal, Réduit le bruit, et optimise l’image (Par exemple,, Ajustement du contraste ou netteté des bords). Les utilisateurs peuvent sélectionner des modes d’affichage comme le noir et blanc, vert, ou couleur.
• Assistance infrarouge: Dans des conditions sans lumière, un illuminateur infrarouge intégré (typiquement LED de 850 nm ou 940 nm) émet de la lumière infrarouge, qui se réfléchit vers le capteur pour former une image. La longueur d’onde de 940 nm est plus furtive mais légèrement plus faible.
• Sortie image: L’image traitée est affichée sur un écran LCD ou OLED, prise en charge de la prévisualisation et de l’enregistrement en temps réel sous forme de vidéo ou de photos.

Types d’appareils de vision nocturne

Basé sur la génération et l’application technologiques, Les dispositifs de vision nocturne sont classés comme suit:

• Génération 1 (Gen 1): Intensification d’image de base, Faible coût, nécessite une assistance IR.
• Génération 2 (Gen 2): Avec MCP, Images plus nettes.
• Génération 3 (Gen 3): Arséniure de gallium, Grade militaire.
• Génération 4 (Gen 4): Technologie sans film, Meilleures performances.
• Vision nocturne numérique: Capteurs numériques, Multifonctionnel et abordable.
• Imagerie thermique: Détection de chaleur, Œuvres dans l’obscurité totale.

Caractéristiques et avantages de la vision nocturne numérique

La vision nocturne numérique a attiré l’attention ces dernières années en raison de ses avantages uniques:

• Versatilité: De nombreux appareils prennent en charge l’enregistrement d’images et de vidéos, avec des options de transmission Wi-Fi vers téléphones ou ordinateurs et des emplacements intégrés pour cartes mémoire. Par exemple, leBINOCK NVG30 propose 2K (2560×1440) enregistrement vidéo et streaming Wi-Fi en temps réel, avec un mode de mouvement sans délai de 40Hz; leBINOCK NVG50 Ajoute une télécommande basée sur une application pour un enregistrement et un partage améliorés.
• Durabilité: Basé sur des capteurs électroniques, Ils sont moins sensibles à la lumière vive et utilisables de jour comme de nuit. Les deuxNVG30etNVG50 Étanchéité IPX7, les rendant résistantes dans des conditions extérieures difficiles.
• Rapport coût-efficacité: Coûts de production plus faibles comparés à Gen 2 ou Gen 3 Les appareils les rendent plus abordables. LeNVG30 offre une forte valeur ajoutée sous $500, tandis que leNVG50, lancé dans 2024, propose un design plus léger (192g) pour une efficacité financière encore meilleure.
• Qualité d’affichage: Les écrans électroniques permettent des réglages de luminosité et de résolution, avec plusieurs modes de couleur (Par exemple,, noir et blanc, vert, phosphore blanc). LeNVG30 Affiche un champ de vision de 40° (FOV) et un écran OLED pour une vision quasi naturelle; leNVG50 améliorations vers un champ de vision à 45° et un écran 1440p pour un écran plus large, Visuels plus nets.
• Avantages techniques: Le traitement numérique du signal permet l’intégration avec des fonctionnalités modernes comme le GPS, Timestamps, et l’auto-luminosité. LeNVG30 comprend un réglage intelligent de l’intensité IR selon les conditions de lumière variables; leNVG50Ajoute un écran rabattable et une assistance au réticule, compatibles avec les lunettes de visée, Amélioration des performances en vision nocturne d’environ 30%.
• Portabilité et compatibilité: LeNVG30 Supporte le montage du casque et les systèmes de jumelles, avec un illuminateur furtif infrarouge de 940 nm et une portée de 600 mètres; leNVG50, à 87x65x20mm, est compact, Prend en chargement les batteries internes ou externes, et équipe de rails Picatinny pour un usage tactique.

Applications des dispositifs de vision nocturne

Armée et application de la loi: Opérations nocturnes, surveillance; Types numériques pour l’enregistrement.

Usage civil: Chasse, camping; Mannequins numériques pour la photographie.

Divertissement et technologie: Exploration nocturne, Imaginaire créatif.

AVANTAGES ET INCONVÉNIENTS

Avantages:

• Prolonge la visibilité dans l’obscurité.
• Technologies diverses, très adaptable.
• Les modèles numériques offrent des fonctionnalités riches à moindre coût.

Inconvénients:

• Les modèles haut de gamme sont chers.
• L’intensification de l’image nécessite un peu de lumière.
• Les types numériques peuvent avoir un retard en performance à longue portée.

CONCLUSION

Les dispositifs de vision nocturne ont dépassé les limites de la lumière naturelle, évolution à partir deIntensification d’image ÀImagerie thermique etTechnologie numérique. Des dispositifs comme leBINOCK NVG30 etNVG50, avec leurs fonctionnalités avancées et leur accessibilité financière, apportent la vision nocturne numérique dans la vie quotidienne. À mesure que les performances s’améliorent et que les coûts diminuent, La technologie de vision nocturne est sur le point de se répandre encore davantage.