IR 카메라 원리 — NIR 중심·940nm 학습서

운전석 카메라가 어떻게 깜깜한 밤에도 운전자를 보는가. 이 한 질문에서 출발해, 근적외(NIR) IR 카메라의 원리를 빛의 물리부터 응용까지 한 권으로 쌓아 올린 학습서다. 학부 1~2학년이 사전 지식 없이 처음부터 통독하도록 썼다. 기준 응용은 DMS(운전자 모니터링)지만, 일반 IR 카메라 원리서로 읽힌다.

읽는 순서

00장부터 07장까지 차례대로 읽으면 된다. 앞 장이 뒤 장의 바탕이 되도록 쌓았으므로, 되짚어 읽지 않고 한 번에 통독하도록 설계했다.

00 → 01 → 02a → 02b → 03 → 04a → 04b → 05 → 06 → 07

• 00. 빛과 적외선 — 전자기 스펙트럼과 IR 밴드, 광자 에너지 E=hc/λ, "IR 카메라"가 사실 두 종류라는 큰 그림.
• 01. 반사냐 방사냐 — 흑체복사·Wien·Planck로 "940nm는 열을 보지 않는다"를 증명하고, 그래서 반사광·능동조명이 필요함을 밝힌다.
• 02a. 실리콘 센서 — 양자효율의 파장 의존, 밴드갭 컷오프, 940nm 페널티, BSI/Nyxel.
• 02b. 셔터와 센서 종류 — 글로벌 셔터와 펄스 strobe의 한 흐름, mono vs RGB-IR.
• 03. 왜 940nm인가 — 가시 글로우 억제와 태양광 물 흡수 노치, 850 vs 940 트레이드오프.
• 04a. 능동 조명 — LED vs VCSEL, 복사 vs 측광 단위(lux를 IR에 쓰면 안 되는 이유).
• 04b. 눈 안전 — 눈 안전(IEC 62471·60825·MPE)과 "비가시 ≠ 안전".
• 05. 광학 필터 — IR-cut, 940nm band-pass, dual-band의 정반대 역할.
• 06. 응용 — DMS·Face ID·홍채·야간감시가 각각 왜 그 방식을 고르나, active vs passive.
• 07. 정리 — 핵심 수치와 결정 관점을 한자리에. (결론은 이 장에 단일화했다.)

용어가 헷갈리면 GLOSSARY에서 짧게 확인하고 해당 절로 이동할 수 있다.

그림

본문 곳곳에 데이터 플롯 8개가 관련 개념 옆에 들어 있다(assets/). QE 곡선, 태양광 노치, 흑체복사, 850 vs 940 비교, 필터 투과, 셔터·strobe 타이밍, 눈 안전 MPE 등이다. 곡선은 교육용 근사·예시이며 각 그림 캡션에 그 사실과 출처를 밝혔다.