Qu’est-ce qu’un capteur optique ?
Les capteurs optiques sont des dispositifs qui utilisent des lentilles pour capter la lumière visible, comme la lumière du soleil, et les rayons infrarouges, qui ont des longueurs d’onde plus grandes que la lumière visible, et pour convertir les informations lumineuses en données d’image et autres données. La lumière a des longueurs d’onde. La gamme de longueurs d’onde que les gens peuvent voir directement avec leurs yeux est très limitée, allant de 380 nm à 780 nm. La lumière infrarouge se situe dans la bande des longueurs d’onde supérieures à 780 nm et ne peut être détectée par l’homme. Toutefois, grâce à des capteurs optiques, la lumière infrarouge peut être détectée et stockée sous forme de données électroniques. Cela signifie qu’ils peuvent être utilisés sans problème dans des zones sombres où il n’y a pas de lumière visible.
Utilisations des capteurs optiques
Les principales utilisations des capteurs optiques sont les récepteurs de lumière pour l’acquisition de données d’image dans les caméras numériques, les caméras de sécurité, les satellites et les portes automatiques. Les capteurs optiques les plus simples sont les détecteurs de mouvement utilisés dans les portes automatiques. Le principe est qu’ils détectent seulement si la lumière frappe une personne, et si la lumière est interceptée par une personne, la porte s’ouvre ou se ferme. Les capteurs optiques utilisés dans les caméras numériques, en revanche, sont très sophistiqués et convertissent la lumière en signaux électriques pour acquérir des données. Les caméras de sécurité sont également destinées à être utilisées dans l’obscurité et sont un exemple d’utilisations qui exploite les avantages de la détection de la lumière infrarouge.
Principe des capteurs optiques
Les capteurs optiques utilisent un phénomène connu sous le nom d’effet photoélectrique. L’effet photoélectrique est un phénomène par lequel, lorsque la lumière est irradiée sur un matériau, l’interaction entre la lumière et les électrons donne de l’énergie lumineuse aux électrons, ce qui provoque l’émission d’électrons à la surface du matériau. En général, un capteur optique se compose d’un émetteur de lumière et d’un récepteur de lumière. Si la lumière émise par l’émetteur de lumière est réfléchie ou bloquée par le matériau cible, la quantité de lumière atteignant le récepteur de lumière change. Ce changement est détecté et converti en un signal électrique. Le principe de détection étant différent, le choix doit être fait en fonction de l’utilisation.
Type transmissif
Le type de transmission est une méthode de détection dans laquelle une LED infrarouge est installée dans l’émetteur de lumière et une photodiode dans le récepteur de lumière. Le blocage de la lumière entre l’émetteur et le récepteur est détecté et permet de confirmer le passage d’une personne ou d’une substance.
Type réfléchissant
Dans le type réfléchissant, l’émetteur et le récepteur de lumière sont combinés en une seule unité. La lumière est émise sur la substance à détecter, et la lumière réfléchie est reçue et détectée.
Types de capteurs optiques
Les capteurs optiques peuvent observer la lumière infrarouge et la lumière visible. Il existe deux types de méthodes d’observation utilisant des capteurs optiques.
1. Télédétection dans le visible et le proche infrarouge
La télédétection dans le visible et le proche infrarouge capte et observe les rayons visibles et proches de l’infrarouge réfléchis par la lumière du soleil qui frappent les objets au sol. L’étude de l’intensité de la réflexion de la lumière permet d’étudier l’état de la surface des forêts, des plantes, des rivières, des lacs et des zones urbaines. Cette méthode nécessite la lumière du soleil et ne peut donc pas être utilisée pour des observations nocturnes ou sous une couverture nuageuse.
2. Télédétection par infrarouge thermique
Cette méthode observe le rayonnement infrarouge thermique émis par la surface de la terre, qui est chauffée par la lumière du soleil. Comme elle observe la chaleur, il est également possible de surveiller l’activité volcanique et les incendies de forêt. Cette méthode peut être utilisée pour des observations même la nuit s’il n’y a pas de nuages.
Utilisations de capteurs optiques sur les satellites
Les satellites sont équipés de capteurs optiques pour l’observation. Cependant, les capteurs optiques sont affectés par la vapeur d’eau atmosphérique, car ils utilisent les réflexions pour évaluer la situation. Les orbites quasi récurrentes héliosynchrones sont utilisées pour s’aligner sur cet effet et sur les conditions d’irradiation du soleil.
Les satellites météorologiques, qui observent l’atmosphère avec une haute résolution en ce qui concerne la direction verticale, estiment la distribution verticale de la température et de la teneur en vapeur d’eau. Ceci à partir des courbes d’absorption obtenues à partir des changements de température et de pression dans les différentes couches de l’atmosphère. Les méthodes optiques sont plus précises et plus faciles à utiliser que les méthodes basées sur les micro-ondes. Toutefois, elles doivent être considérées en combinaison avec les informations des micro-ondes car elles sont souvent affectées par les nuages.
Il existe un capteur optique appelé Spectromètre spatial à transformée de Fourier, utilisé pour déterminer le comportement de l’ozone et des gaz responsables du réchauffement de la planète. Cet instrument fournit des données sur le méthane, l’ozone, les oxydes d’azote et le monoxyde de carbone. Cependant, il n’est pas encore suffisant pour analyser la distribution du dioxyde de carbone, qui est un problème dans le réchauffement de la planète.
Souris à capteurs optiques
Outre leur prix abordable, les souris optiques sont plus faciles à utiliser par rapport à d’autres types de souris, telles que les souris à laser, à LED bleues et à capteurs IR : elles ne nécessitent pas de pilote pour être utilisées. En revanche, elles fonctionnent mal sur les matériaux brillants et sur les motifs réguliers, ce qui réduit la capacité de reconnaissance. Cet inconvénient peut être amélioré par l’utilisation d’un tapis de souris.