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Une femme qui regarde dans un appareil de vision nocturne au crépuscule

Le tapetum lucidum est situé dans l’œil derrière la rétine. Cette couche de tissue réfléchissante réfléchit la lumière incidente. On peut observer cet effet quand les phares d’une voiture frappent les pupilles d’un chat la nuit : ses yeux s’allument alors comme de petites lampes. Pour l’animal, la réflexion fait que la lumière traverse deux fois la rétine et qu’elle est donc perçue plus intensément.

Bombardement d’électrons ou image thermique

Pour voir dans l’obscurité, les humains ont besoin d’assistance technique. Cette assistance peut par exemple être apportée par un amplificateur technique de lumière résiduelle. Ce dernier collecte la lumière résiduelle, la dirige dans un tube électronique et, au moyen d’électrons accélérés, produit une densité lumineuse accrue sur un écran fluorescent. Le résultat sont les images vertes des prises de vue nocturnes que l’on voit notamment dans les films d’action et les documentaires.

Comme son nom l’indique, l’amplificateur de lumière résiduelle nécessite un minimum de lumière incidente. Le scintillement des étoiles par exemple peut déjà suffire. Mais pendant une nuit noire sous un ciel nuageux ou lors d’une intervention de pompiers dans un endroit fermé non éclairé, la technologie n’aide en rien. Dans de telles situations, on utilise un rayonnement infrarouge dépendant de la chaleur. Typiquement, les caméras thermiques utilisent la lumière infrarouge de moyenne et grande longueur d’onde pour faire apparaître les objets. Dans le principe, elles sont très similaires à des caméras numériques classiques pour la lumière visible, à ceci près que leurs capteurs photosensibles sont conçus pour la partie infrarouge du spectre lumineux. Sur leurs images, l’« intensité lumineuse » correspond à un profil de température : plus l’objet est chaud, plus il est visible et net. De telles images peuvent notamment servir à identifier des sources de pertes de chaleur dans des bâtiments.

Vue d'un chevreuil à travers un appareil de vision nocturne dans un paysage hivernal et montagneux

Différentes technologies pour l’imagerie infrarouge

Outre le procédé similaire à la photographie classique, d’autres méthodes physiques permettent d’évaluer le rayonnement infrarouge. L’imagerie « thermique » ou IR identifie les différences de température entre le premier plan et l’arrière-plan d’un objet et bien sûr aussi entre des zones à différentes températures. Le microbolomètre, par exemple, est un capteur thermique apte à détecter un très large spectre, des ondes millimétriques aux rayons X en passant par les ultraviolets et les infrarouges. Pour l’imagerie thermique, il est principalement utilisé pour détecter les rayonnements infrarouges de moyenne et grande longueur d’onde au delà de 3 millimètres.

Le photodétecteur infrarouge à puits quantique, ou QWIP, consiste en de fines couches de semi-conducteurs disposés en alternance. Ces couches limitent les états quantiques que peut prendre une particule. Lorsque des ondes infrarouges atteignent le détecteur, celui-ci réagit, ce qui permet de générer des images significatives. Ces images sont particulièrement détaillées et présentent une haute résolution comparable à des couleurs. La technologie est utilisée dans différents domaines comme notamment la recherche atmosphérique et spatiale.

Une troisième approche est l’éclairage actif qui combine une caméra thermique avec une source de lumière infrarouge. De manière similaire à un projecteur classique, cet éclairage sert de source lumineuse pour éclairer la scène qui peut alors être observée au moyen d’un appareil de vision nocturne adéquat. Ce procédé est notamment adapté à l’observation de salles obscures.

Chat noir aux yeux brillants placé devant une ambiance nocturne en arrière-plan

Optimisation des images en combinant les technologies

Afin d’obtenir les meilleurs résultats possible, on combine souvent différentes approches techniques entre elles. Ainsi, la combinaison de l’amplification de la lumière résiduelle, de la technologie d’imagerie thermique et de l’éclairage actif permet d’obtenir davantage d’informations sur l’image, d’augmenter la résolution et d’améliorer la profondeur de champ des images. Des sources d’interférences qui pourraient affecter l’une ou l’autre des méthodes sont compensées par les autres. Mais dans tous les cas, il est nécessaire de capter, de grouper et de diriger les ondes lumineuses pour pouvoir créer les images. Ce processus est fondamentalement similaire à la photographie classique pour la gamme de lumière visible à l’œil humain. C’est pourquoi des éléments optiques connus sont aussi ici en place, comme des objectifs pour la mise au point et le réglage du zoom, les diaphragmes pour ajuster la quantité de lumière, différents filtres et des obturateurs pour contrôler le temps d’exposition.

Pour la mise au point et le zoom dans les appareils classiques et de vision nocturne, des micromoteurs C.C. avec commutation métaux précieux des séries 1516...SR et 1524...SR sont souvent utilisés. Les modèles de la série SR d’un diamètre de 10 ou 13 mm sont également très appréciés. Du fait de leur encombrement minimal, ils rentrent dans les petits objectifs, sans pertes malgré les hautes exigences attendues. Combinés à une vis-mère, les moteurs pas à pas de type AM1020 sont particulièrement adaptés au positionnement des filtres et diaphragmes.

La grande variété et les nombreuses possibilités de combinaison des composants d’entraînement de FAULHABER permettent de trouver la solution optimale pour quasiment toutes les applications optiques.

Produits

Micromoteurs C.C.
1516 ... SR
Commutation métaux précieux
Détails sur le produit
Fiche technique (PDF)
Micromoteurs C.C.
1524 ... SR
Commutation métaux précieux
Détails sur le produit
Fiche technique (PDF)
Moteurs pas à pas
AM1020
Biphasé, 20 pas par tour
Détails sur le produit
Fiche technique (PDF)

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