Grâce à plusieurs facteurs, le marché des caméras et modules d’imagerie thermique infrarouge se développe rapidement, avec une multiplicité de produits proposés.

Il est donc nécessaire que les utilisateurs, les intégrateurs et les fabricants de capteurs soient en mesure de faire la distinction entre ces produits  sur la base d’évaluations précises et indépendantes de leurs performances et fonctionnalités.

Ce rapport est le quatrième du genre, visant à aider les acteurs du marché des caméras et modules d’imagerie thermique à mieux comprendre les caractéristiques de ces produits, permettant une meilleure prise de décision stratégique.

L’avis de PISÉO sur la caméra InfiRay Micro III

Le module de caméra Micro III tel que testé par PISÉO contient un capteur bolométrique très performant, produisant des images de bonne qualité avec un faible nombre de mauvais pixels. Malheureusement, la qualité d’image n’est pas bien améliorée par le micrologiciel de traitement d’image, qui contient des fonctions de mappage de tonalité de base mais avec des erreurs sur certaines d’entre elles.

Du point de vue de l’utilisateur, la plate-forme logicielle n’offre pas une prise en charge suffisante pour tirer le meilleur parti du potentiel de la caméra.
Par rapport au module de caméra Boson de FLIR, qui est un produit de référence dans ce domaine, le module Micro III est basé sur un capteur de qualité supérieure qui devrait fournir une bonne qualité d’image dans de nombreux cas d’utilisations.

Cependant, les algorithmes d’InfiRay pour la correction du signal et le traitement d’image, qui rendent l’approche de la caméra Boson intéressante, sont largement sous-performants.

L’ingénieur système peut être surpris par la difficulté d’atteindre le potentiel du capteur. L’impression que l’on tire de l’analyse du Micro III est que ce module est meilleur pour les applications InfiRay internes que pour les applications externes.

Les multiples interfaces utilisateur et le rapprochement des outils logiciels suggèrent des améliorations au cas par cas inspirées par des contextes d’application spécifiques.

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Objectifs de ce rapport

Aujourd’hui, il n’existe pas d’analyse indépendante des performances des caméras thermiques couvrant à la fois la précision et les caractéristiques du capteur bolométrique et de l’image.
Basée sur des caractérisations, l’analyse par caméra thermique des experts de PISÉO vise à :

• Vérifier les valeurs de performances communiquées par les fabricants,
• Comparer les performances avec d’autres caméras thermiques,
• Etudier les performances dans différentes conditions.

Cette analyse s’adresse aux concepteurs de capteurs, aux architectes système, aux équipes marketing et aux équipes commerciales.

Ce rapport présente :

• Une analyse des fonctions utilisateur de la caméra

• Une analyse des paramètres de performances mesurés du capteur microbolométrique intégré

• Une analyse des performances thermométriques et de l’architecture optique mesurées de la caméra

•Une analyse des fonctions et algorithmes de correction du capteur

•Une analyse du flux de traitement d’image du capteur à l’image, ainsi qu’une évaluation de la qualité de l’image

•Notre avis sur les fonctionnalités de la caméra et performances

• Une comparaison en toute impartialité des performances du produit par rapport à d’autres produits commercialisés

Rapports connexes sur l’analyse des caméras

D’autres rapports seront bientôt disponibles. Ils permettront des comparaisons équitables des fonctionnalités et de performances des produits :  Guide sensmart, HIK Vision… caméras et modules.

PISÉO a participé à la publication d’autres rapports, notamment avec YOLE DEVELOPPEMENT, le cabinet d’études et de conseil en stratégie entreprise :

Analyse des performances des caméras thermiques FLIR Boson
Analyse des performances de la caméra thermique iRAY T3S
Analyse des performances de la caméra thermique Seek Thermal S309SP

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NEMEIO avait besoin de concevoir un composant optique adapté à cette fonction innovante. C’est pour cette raison que cette société pionnière dans le e-commerce français s’est tourné vers PISÉO, spécialiste de la conception de systèmes optiques-photoniques, pour réaliser l’étude optique.

Un clavier lumineux configurable

Les experts de PISÉO ont travaillé en 2 temps.

Dans un premier temps, ils se sont concentrés sur la prise en compte de l’ensemble des besoins d’usage et contraintes liées à la réalisation du composant et à rechercher des solutions. La performance des différents concepts a été évaluée grâce à des simulations optiques réalisées avec le logiciel de conception optique ZEMAX.

Cette phase nécessitait un bon niveau d’interaction entre PISÉO, le client et les concepteurs du clavier.

Dans un second temps, nos experts se sont consacrés à l’étude détaillée du composant optique sur la base du concept retenu, en accord avec le client.

Conception optique imageante

Lors de la conception, les contraintes d’usage ont dû être prises en compte avant tout :

• Ergonomie du poste

• Ergonomie visuelle 

Le risque principal concernait la déformation de l’image lorsque l’utilisateur s’écarte de la direction optimale pour laquelle les surfaces sont conçues.

Par ailleurs, l’éclairage ambiant était également à considérer afin d’obtenir suffisamment de luminance au niveau de la touche ( valeurs moyennes, maximales et minimales de  l’éclairement sur le clavier, angles privilégiés…)

Les experts de PISÉO ont ainsi dû prendre en compte notamment le facteur de réflexion du blanc et du noir, les dimensions de la surface maximale de la touche, la résolution maximale possible…

Pour répondre à ces problématiques, nos experts ont réalisé une simulation à l’aide du logiciel ZEMAX : écran émetteur, composant plastique optique, génération d’une image à l’infini.

Cette étude a reposé sur l’évaluation par simulation de différents principes optiques: courbure simple, matrices de micro-lentilles, freeform, optique à réflecteur, …

Le Nemeio, une innovation prochainement commercialisée

Grâce à la contribution des experts de PISÉO, notre client va pouvoir commercialiser ce clavier numérique innovant configurable à l’infini..

En effet, Nemeio s’adapte à tous les alphabets, caractères et symboles, et permet de définir des comportements spécifiques en fonction des besoins. Doté de 81 touches, le clavier Nemeio est entièrement personnalisable grâce à son large écran e-paper intégré et connecté à une application dédiée.

Autre projet optique

Ce client a une nouvelle fois fait confiance aux experts de PISÉO qui se sont vus confier le projet d’un sabre laser SOLAARI.

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Cependant, dans certaines configurations exigeantes, la scène nécessite d’être « éclairée » au moyen d’un illuminateur.

Ainsi, cet illuminateur devra ainsi être spécifiquement conçu pour permettre au logiciel de traitement d’image et aux algorithmes associés de discriminer correctement les détails présents dans le champ de vision de la caméra.

Conception & prototypage d’un système IR bloc

A la demande d’un client spécialiste du domaine de la détection, les experts de PISÉO ont conçu et qualifié un système innovant d’illumination infrarouge haute puissance. Ce système utilise ainsi des LED infrarouge pilotées en mode pulsé et des lentilles spécifiques permettant de contrôler précisément le flux lumineux et par conséquent d’éclairer une scène à longue distance avec une lumière invisible à l’œil nu.

Prestations réalisées :

• Définition des besoins applicatifs (cas d’usage, performances et réglementation) et économiques.
• Analyse de l’état de l’art technologique (LED infrarouge).
• Proposition de concepts optiques et électroniques.
• Évaluation des performances atteignables par calcul et simulation avec LightTools.
• Spécification de l’architecture du système optique et du système électronique choisis.
• Calculs thermiques.
• Evaluation du risque photobiologique par calcul, simulation et essais.
• Conception détaillée du système optique et du système électronique.
• Réalisation d’un prototype en vue d’industrialisation.
• Test et qualification du prototype.

Essais en laboratoire sur système optique infrarouge à LED

Caractérisation des performances atteintes par goniophotométrie infrarouge

Analyse de fiabilité en enceinte d’essais climatiques ( -40°C / + 180°C )

PISÉO dispose d’une enceinte d’essais climatiques. Cette enceinte permet de tester la performance et la robustesse de vos systèmes d’illumination, de détection et d’imagerie.

Cet équipement de laboratoire permet un contrôle extrêmement précis et des variations rapides de température. Il est particulièrement utile pour analyser le comportement optique des systèmes photoniques mais également pour vérifier leur fiabilité lors des travaux de conception et de qualification que nous réalisons pour nos clients.

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