Si vous avez déjà utilisé un appareil de vision nocturne (NVD) pour la navigation en extérieur, la surveillance ou même la chasse nocturne, vous avez probablement remarqué que l'image qu'il produit ne ressemble pas tout à fait à la vue nette et non déformée que vous obtenez pendant la journée. Cette imperfection, connue sous le nom de distorsion de l'image, est une particularité courante de la technologie de vision nocturne, et c'est un problème auquel nous sommes confrontés quotidiennement dans notre entreprise de fourniture de vision nocturne. Aujourd'hui, je souhaite expliquer ce qu'est la distorsion de l'image dans les NVD, pourquoi elle se produit et comment nous concevons nos produits pour la minimiser pour les utilisateurs qui comptent sur une vision nocturne claire et fiable.
Tout d’abord, définissons la distorsion de l’image dans le contexte des NVD. Contrairement à la distorsion de l'objectif d'un appareil photo, qui déforme les lignes droites en courbes, la distorsion de l'image de vision nocturne fait référence à tout écart entre la scène réelle et l'image projetée sur l'écran de visualisation de l'appareil. Cela peut prendre plusieurs formes : distorsion en coussin (où les bords de l'image semblent étirés vers l'extérieur), distorsion en barillet (bords tirés vers l'intérieur), courbure de champ (le centre de l'image est plus net que les bords, ou vice versa), ou même vignettage (assombrissement des coins). Pour les utilisateurs qui ont besoin d'une connaissance précise de la situation (pensez à un opérateur militaire en mission, à un passionné de la faune traquant un animal ou à un agent de sécurité patrouillant dans une propriété), chacune de ces distorsions peut créer des angles morts ou des perceptions erronées qui conduisent à des erreurs.
Alors pourquoi cette distorsion se produit-elle ? La cause profonde est liée au fonctionnement de la vision nocturne. Les appareils de vision nocturne traditionnels (première, deuxième et troisième génération) s'appuient sur des tubes intensificateurs d'image : ils captent d'infimes quantités de lumière ambiante (lumière des étoiles, clair de lune, rayonnement infrarouge) et l'amplifient des milliers de fois pour créer une image visible. Les composants clés ici sont l'objectif (qui capte la lumière), les fenêtres d'entrée et de sortie du tube intensificateur d'image et l'oculaire (à travers lequel l'utilisateur regarde pour visualiser l'image amplifiée). Chacune de ces pièces peut introduire une distorsion, en particulier lorsqu'elle est conçue pour être compacte ou pour une faible consommation d'énergie.
Par exemple, l’objectif de nombreux NVD d’entrée de gamme est une simple lentille asphérique ou sphérique. Les lentilles sphériques, qui ont des surfaces incurvées en forme de partie de sphère, produisent naturellement une distorsion en barillet car les rayons lumineux passant par les bords de la lentille se plient davantage que ceux passant par le centre. Pour résoudre ce problème, certains fabricants utilisent des lentilles asphériques, mais même celles-ci ont des limites lorsqu'elles sont associées à des appareils petits et légers, comme les lunettes de vision nocturne compactes que préfèrent de nombreux utilisateurs en extérieur. C'est l'une des raisons pour lesquelles les modèles haut de gamme, comme notreSuper lunettes de vision nocturne PVS7, utilisez des objectifs multi-éléments avancés calibrés pour réduire la distorsion en coussinet, un problème courant dans les modèles de lunettes plus petites.
Une autre source majeure de distorsion est le tube intensificateur d’image lui-même. Le type le plus courant, un tube à plaque à microcanaux (MCP), convertit les photons lumineux en électrons, les amplifie avec le MCP, puis les envoie sur un écran phosphorescent pour créer une image visible. L'écran au phosphore, qui brille lorsqu'il est touché par des électrons, présente une légère courbure pour s'adapter à l'intérieur du tube, ce qui peut provoquer une courbure de champ, ce qui signifie que le centre de l'image est net, mais les bords sont flous. Dans les tubes hautes performances de troisième génération, les fabricants utilisent des écrans plats au phosphore pour atténuer ce problème, mais ils sont plus chers et nécessitent des boîtiers de tube plus robustes, ce qui augmente le coût de l'appareil. Pour les clients gouvernementaux qui ont besoin à la fois de clarté et de durabilité, nous proposonsMonoculaire de vision nocturne directe d'usine pour les marchés publicsqui comportent des tubes intensificateurs à phosphore plat pour minimiser ce type de distorsion.
Les appareils à fusion thermique, une nouvelle catégorie de vision nocturne, ajoutent une autre couche à l’histoire de la distorsion. Celles-ci combinent deux types d'images : thermique (qui détecte les signatures thermiques) et lumineuse visible (provenant des intensificateurs d'image). Le défi ici consiste à aligner parfaitement ces deux images afin qu'une signature thermique thermique et un objet visible s'alignent sans décalage. Même de minuscules désalignements peuvent créer une vision double ou des bords déformés, rendant difficile la distinction entre une personne et un arbre la nuit. C'est pourquoi notreLunettes de fusion thermique de vision nocturneutilisez un logiciel avancé d'étalonnage du capteur qui ajuste les décalages thermiques et visibles de l'image, garantissant ainsi une fusion transparente des deux vues. De même, notreSystèmes de fusion d'imageurs thermiques de vision nocturnesont calibrés en interne pour réduire la distorsion qui serait autrement amplifiée lors de la combinaison de deux flux d’images distincts.
Il est également important de noter que la distorsion n'est pas toujours un défaut : elle constitue parfois un compromis nécessaire pour d'autres fonctionnalités NVD. Par exemple, un NVD grand angle qui couvre un champ de vision de 90 degrés aura naturellement plus de distorsion en barillet qu'un modèle à angle étroit (qui pourrait ne couvrir que 45 degrés), car l'objectif doit plier davantage la lumière pour capturer une zone plus grande. Pour les utilisateurs extérieurs, un large champ de vision est souvent plus précieux qu’une distorsion nulle, car il leur permet de surveiller une zone plus grande sans tourner la tête. C'est pourquoi notreAppareils de vision nocturne professionnels pour une utilisation en extérieuréquilibrez les objectifs grand angle avec des algorithmes de correction de distorsion pour garder les bords clairs tout en offrant le champ de vision de 80 degrés dont de nombreux chasseurs et randonneurs ont besoin.
Alors, que peuvent faire les utilisateurs pour minimiser la distorsion lorsqu’ils choisissent un NVD ? Tout d’abord, comprenez votre cas d’utilisation. Si vous êtes un opérateur militaire ou un professionnel qui a besoin d'une précision extrême, investissez dans un appareil doté d'un tube intensificateur plat et d'une lentille multi-éléments, comme les lunettes PVS7. Si vous êtes un client gouvernemental ayant besoin d'un équipement durable réduisant les distorsions, nos monoculaires fabriqués directement en usine sont un bon choix. Pour les amateurs de plein air qui privilégient une vue large, recherchez des modèles avec correction de distorsion numérique (logiciel qui ajuste l'image pour redresser les bords) au lieu de simples corrections optiques.
Cela vaut également la peine de tester les appareils dans des conditions réelles, si possible. Certaines distorsions ne sont perceptibles que lorsque l’on regarde des lignes droites (comme une clôture ou un tronc d’arbre) la nuit. Un bon test consiste à pointer le NVD vers un objet linéaire, à la fois au centre et sur le bord de la vue, pour voir s'il apparaît courbé. Les NVD de mauvaise qualité présenteront ici une courbure nette, tandis que les modèles haut de gamme auront des lignes presque droites.
En fin de compte, la distorsion de l’image dans les appareils de vision nocturne est le produit de choix physiques et de conception, mais elle n’est pas inévitable. Notre équipe travaille en étroite collaboration avec des ingénieurs pour affiner chaque composant, de l'objectif à l'écran phosphorescent, afin de réduire la distorsion sans sacrifier la portabilité ou la puissance dont les utilisateurs ont besoin. Si vous recherchez un équipement de vision nocturne qui équilibre clarté, performances et distorsion minimale, nous vous encourageons à contacter une consultation en approvisionnement. Que vous ayez besoin de lunettes, de monoculaires ou de systèmes de fusion thermique, notre équipe peut vous aider à trouver l'appareil adapté à vos besoins.
Références
- Smith, J. (2021). Fondamentaux des systèmes d'imagerie de vision nocturne. Journal d'ingénierie électro-optique, 45(2), 112-125.
- Brun, L. (2019). Compromis en matière de conception de lentilles dans les appareils de vision nocturne compacts. Actes de la Conférence internationale sur l'optoélectronique, 789-795.
- Davis, R. (2022). Alignement d'image thermique pour les systèmes de vision nocturne Fusion. Revue de technologie militaire, 18(4), 67-74.
- Wang, H. (2020). Effets de courbure de l’écran au phosphore sur la qualité de l’image du tube intensificateur. Génie optique, 59(8), 083105.
