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À l’encontre des appareils de vision nocturne avec tube amplificateur d’image, les appareils de vision nocturne numériques utilisent un capteur CMOS ou CCD à haute sensibilité et ajusté de façon très sensible. L'amplification de la lumière résiduelle est toutefois la même.

De jour et au crépuscule, bon nombre de ces appareils permettent même une présentation en couleur. De plus, les appareils peuvent être raccordés à un enregistreur de données externe ou bien les photos et les vidéos peuvent être enregistrées sur une carte mémoire. La qualité des appareils de vision nocturne numériques est très souvent comparable à celles des appareils de 1ère génération.