Les derniers développements dans le domaine de l'amélioration des performances, de la réduction de la taille et de la consommation d'énergie des caméras thermiques offrent des opportunités sans précédent non seulement aux unités de combat, mais aussi aux forces de l'ordre et aux structures commerciales, ce qui est parfaitement démontré par les images prises par l'appareil fabriqué. par FLIR Systems.
Afin de répondre aux exigences strictes du combat en matière de détection, de reconnaissance et d'identification de cibles par tous les temps et par tous les temps, les capacités des dispositifs infrarouges à ondes moyennes et grandes s'accroissent en permanence en améliorant leurs caractéristiques et en réduisant leur poids, leur taille et les paramètres de consommation d'énergie.
La sensibilité, la résolution et le rapport signal/bruit sont des paramètres clés dans les systèmes refroidis très efficaces et les systèmes non refroidis plus petits. Les développements dans le domaine de l'imagerie infrarouge à ondes courtes (SWIR) de la gamme électromagnétique (0,9 à 1,7 microns) devraient être demandés dans un large éventail d'applications d'imagerie et de détection militaires. La collecte et la synthèse d'images à partir d'équipements de détection sont devenues un besoin dominant dans les opérations de combat, conduisant à des dispositifs à double capteur pour les opérations à pied. Les lunettes de vision nocturne i-Aware TM NVG (Tactical Mobility Night Vision Goggles) d'ITT Exelis, qui combinent un intensificateur d'image avec une caméra thermique non refroidie, ainsi que de nombreux systèmes optoélectroniques / infrarouges pour les applications au sol et dans l'air sont un bon exemple dans ce cas.. Dans le cas des petits drones, ces évolutions ont également permis de passer de configurations mono-capteur à bi-capteur des équipements embarqués, tandis que le développement de l'électronique de généralisation des données des capteurs embarqués a permis d'augmenter la conscience situationnelle du soldat. en réduisant le temps nécessaire à l'identification des cibles.
La troisième et dernière génération de systèmes infrarouges offre des capacités améliorées telles qu'un nombre élevé de pixels, des fréquences d'images élevées, une meilleure résolution thermique, une fonctionnalité multicolore et un traitement de signal intégré pour les matrices de conversion vidéo couleur et non couleur. Dans les systèmes de troisième génération, trois technologies de détection sont actuellement en cours de développement:
• tellurure de cadmium et de mercure (MCT - mercure-cadmium-tellurure) également appelé HgCdTe;
• photodétecteur infrarouge sur puits quantiques - Quantum-Well Infrared Photodetector (QWIP);
• des super-réseaux (SLS) avec des couches sollicitées de type II à base d'antimonides.
À l'heure actuelle, le tellurure de cadmium-mercure est le matériau semi-conducteur le plus répandu pour les photodétecteurs infrarouges, et on s'attend à ce qu'en raison des propriétés de ce matériau, ses possibilités et son domaine d'application ne fassent que s'étendre.
Le photodétecteur QWIP très compact (matrice 384x288, pas de pixel de 25 µm, infrarouge longue onde) de Sofradir est bien adapté aux systèmes embarqués comme le Catherine-XP TI de Thales. L'image montre dans une version stationnaire
La technologie des photodétecteurs QWIP étant à un stade précoce de développement, une structure de super-réseau de type II relativement nouvelle basée sur InAS/Galnsb (Indium Antimonide / Gallium Indium Antimonide) pourrait bien devenir une alternative à la technologie MCT dans le spectre des grandes longueurs d'onde. La matrice microbolométrique VOx (Oxyde de Vanadium) est actuellement la technologie la plus courante dans les détecteurs non refroidis. Plus d'entre eux sont produits que tous les autres réseaux infrarouges combinés, et cette tendance devrait s'intensifier dans un proche avenir. Pendant ce temps, le développement des caméras thermiques se poursuit, par exemple, le DRS travaille sur la miniaturisation des caméras à ondes longues (LWIR) dans le cadre du programme Aware (Advanced Wide-field-of-view Architecture for image Reconstruction and Exploitation - une architecture moderne avec un large champ de vision pour la récupération et l'utilisation d'images), publié par l'Advanced Research Projects Agency du Département de la défense des États-Unis (Darpa). Ce programme a été lancé dans le but d'augmenter le champ de vision, la résolution et les capacités jour/nuit des caméras thermiques avec des caractéristiques de poids, de taille et de consommation d'énergie et de coût réduits. Le développement et le développement ultérieur d'imageurs thermiques fonctionnant dans la région infrarouge à ondes courtes du spectre contribuent à un soutien supplémentaire aux opérations de combat. Les imageurs thermiques de ce type offrent plusieurs avantages, notamment: fonctionnement sous la lumière des étoiles (ils peuvent recevoir une quantité adéquate de lumière provenant de phénomènes naturels subtils connus sous le nom de lueur nocturne atmosphérique), imagerie proche du spectre visible, détection de cibles cachées dans l'obscurité, perméabilité du camouflage, et enfin, la possibilité d'afficher les balises et les lasers utilisés dans les lunettes de vision nocturne.
Fournisseurs américains
Systèmes Flir
Flir Systems fabrique une variété de modules et de matrices de caméras vidéo pour une intégration dans des systèmes plus importants. La gamme de capteurs à grande longueur d'onde de Flir s'est récemment élargie avec les capteurs non refroidis Quark et Tau 2. Le microbolomètre à oxyde de vanadium non refroidi Quark est disponible en résolutions de matrice de transducteurs vidéo 640x512 ou 336x256 avec un pas de pixel de 17 microns. Il serait le plus petit au monde et, par conséquent, l'option "inégalée" pour les petits drones. Il mesure 17 x 22 x 22 mm, pèse entre 18,3 et 28,8 grammes (selon les objectifs) et consomme moins d'un watt. Les dimensions très compactes ont permis à la société danoise Sky-Watch de remplacer un capteur par deux dans son drone Huginn Xl pesant 1,5 kg. Il est désormais capable d'utiliser à la fois un Quark 640 thermique et une caméra conventionnelle. Aerovironment continue de mettre à niveau des centaines de ses drones Raven Mantis basés sur Quark. La nouvelle firme Trillium a lancé un joint universel à base de Quark en 6, 35 cm et un poids de 227 grammes.
Le microbolomètre Quark non refroidi de Flir Systems est considéré comme le plus petit au monde. Il est disponible en résolution matricielle de convertisseur vidéo 640 x 512 ou 336 x 256 et pas de pixel de 17 microns
La nouvelle génération de caméras thermiques non refroidies Tau 2 est livrée avec une électronique améliorée en trois formats (Tau 640x512, 336x256 et 324x256) avec un pas de deux pixels (17 microns pour 640/336 et 25 microns pour 324) pour une variété d'applications, y compris à distance des machines contrôlées, par exemple l'héliport canadien Draganfly X6, les drones Desert Hawk III de Lockheed Martin et Puma d'Aerovironment. Le réseau Tau a été utilisé dans des centaines de capteurs de conscience de la situation au sol sans surveillance fabriqués par NGC Xetron, L-3 Nova Engineering et Digital Force Technologies.
Présentation de la caméra de vision nocturne thermique tactique FLIR H-Series avec mes sous-titres
Flir présente le Photon HRC avec l'un des plus petits capteurs 640x512 parmi les caméras réfrigérées à ondes moyennes. Une matrice antimoniure d'indium avec un pas de 15 microns pèse moins de 454 grammes et est utilisée dans une grande variété d'applications. Dans la même gamme, Flir propose plusieurs autres de ses produits. C'est la caméra Neutrino la plus petite et la plus légère sur un antimoniure d'indium 640x512, 15 microns, et une famille de détecteurs MCT 640x512 très compacts basés sur des capteurs µCore-275Z et Min-Core HRC avec zoom optique continu, éliminant le besoin de plusieurs objectifs, avancé traitement d'image et optique à champs de vision multiples. Il est rapporté que le modèle de base µCore-275Z a une gamme de détection, de reconnaissance et d'identification des humains et des machines, respectivement, 9, 2, 2, 9, 1, 2 et 15, 5, 6 et 3, 3 km. Enfin, Flir propose la caméra Tau avec un capteur d'arséniure de gallium 640x512 ou 320x240 25 microns. Les deux options ne pèsent que 130 grammes avec un objectif M24, ce qui les rend idéales pour les petites voitures et les appareils de surveillance alimentés par batterie.
La nouvelle génération de caméras thermiques LWIR non refroidies Tau 2 Flir Systems présente une électronique améliorée et est disponible pour une variété d'applications, y compris les petits drones tels que le Draganfly X6 du Canada et le Desert Hawk III de Lockheed Martin (photo)
RAYTHEON
Raytheon, également leader mondial des caméras thermiques non refroidies et refroidies, propose la plus large gamme de produits pour les applications spatiales, maritimes, aériennes, terrestres et débarquées. Raytheon propose une gamme étendue de kits multicapteurs aériens en intégrant des caméras thermiques refroidies à ondes moyennes et longues dans des plates-formes contrôlées et télécommandées.
D'autre part, sa technologie de détecteur non refroidi est principalement destinée aux applications terrestres; Les jumelles et les lunettes d'imagerie thermique PhantomIRxr robustes et extrêmement légères capturent les cibles de jour comme de nuit, dans la fumée et le brouillard. Les véhicules à chenilles et à roues, équipés de l'amplificateur de vision du conducteur DVE de Raytheon, ne perdent pas en maniabilité de jour comme de nuit, y compris une mobilité totale dans le brouillard et la brume. Raytheon propose un capteur Vox longue longueur d'onde non refroidi en 320x240 et 640x480 au pas de 25 microns, tandis qu'il propose un capteur non refroidi en 640x512, 1280x1024 et 1920x512 au pas de 20 microns.
L3
Lors du salon des systèmes sans pilote AUVSI, L3 Cincinnati Electronics a présenté son nouveau système à ondes moyennes Night Warrior µCam 640, qui, selon la société, est l'un des plus petits imageurs thermiques refroidis. Cette caméra thermique est basée sur une matrice 640x512 au pas de 15 microns et les technologies HOT (High Operating Temperature). Il fonctionne à des températures plus élevées que les produits antimoniure d'indium, produisant une imagerie de la plus haute qualité comparable aux systèmes d'imagerie thermique non refroidis. Pesant moins de 500 grammes et consommant 6 watts, le NightWarrior 640 est dimensionné pour une batterie C (également désignée R14, 343, Baby), ce qui lui permet d'être ajouté à des systèmes qui ne pouvaient auparavant être utilisés que par des appareils non refroidis. Les ingénieurs de L-3 CE ont conçu le NightWarrior 640 pour une intégration facile dans une variété d'applications, des appareils portables aux stations d'armes télécommandées. L3 CE envisage une variété d'options optiques, y compris des objectifs 250 mm de milieu de gamme.
bébé
Lors du même salon, BAE Systems a présenté ce qu'il appelle la plus petite caméra multispectrale (pesant seulement 144 grammes) conçue pour être installée sur de petits drones. L'entreprise a également mis en place un système avec son propre traitement des données sensorielles et leur intégration afin d'améliorer la conscience situationnelle du soldat en réduisant le temps d'identification des cibles. Grâce au nouveau système de capteurs à fusion numérique (DFSS), le capteur innovant combine l'image d'une caméra de vision nocturne haute sensibilité et l'image d'un imageur thermique à ondes longues non refroidi (fourni par BAE Systems pour les lunettes de visée des systèmes d'armes) sur un seul affichage, qui permet aux soldats dans les plus brefs délais d'évaluer intuitivement la scène à l'aide d'un appareil télécommandé. Avec ce type de technologie de fusion, les soldats n'ont pas à basculer entre les caméras diurnes et infrarouges, selon BAE Systems. Un ensemble de capteurs multispectraux a été montré sur un drone avec quatre rotors Air Robot AR-100B. Le système s'adapte aux conditions extérieures de chaque tâche, de sorte que l'opérateur n'a pas besoin de choisir entre un capteur de jour ou infrarouge avant de commencer. BAE Systems étudie la possibilité d'utiliser une caméra de vision nocturne couleur en plus d'un pointeur laser et d'une caméra thermique non refroidie. Ce système est testé par le Commandement des opérations spéciales des États-Unis. La possibilité d'obtenir des données d'images numériques à des distances allant jusqu'à 3 500 mètres est également envisagée.
Le capteur innovant combine l'image d'une caméra de vision nocturne très sensible et l'image d'un imageur thermique à ondes longues non refroidi (fourni par BAE Systems pour les lunettes d'armes) en une seule image grâce au nouveau système de fusion d'images numériques Digitally Fused Sensor System (DFSS)
Les caméras thermiques SWIR et LWIR d'UTC Sensors Unlimited sont utilisées par la filiale Cloud Cap Technology pour créer une famille de stations optoélectroniques Tase, dont la Tase 150 pour les petits drones.
société UTC
UTC Aerospace Systems - Sensors Unlimited propose une gamme complète de produits d'imagerie SWIR (infrarouge lointain [ondes courtes]). En avril dernier, Sensors Unlimited a présenté une nouvelle génération de caméra SWIR à l'arséniure d'indium et de gallium avec des caractéristiques de poids et de taille et de consommation d'énergie réduites et une sensibilité élevée grâce à une matrice de pixels de 640x512 avec un pas de pixel de 12,5 microns, utilisant des algorithmes d'amélioration d'image propriétaires.
Cette caméra pèse moins de 55 grammes et a une consommation d'énergie allant jusqu'à 3W, fournissant des images en temps réel dans diverses conditions d'éclairage (de la lumière du jour à la faible luminosité), une imagerie thermique qui peut "voir" à travers le brouillard, la brume et l'écran de fumée, comme ainsi que le ciblage laser… En avril 2012, Sensors Unlimited a présenté la nouvelle caméra non refroidie GA640C-15 A "Cubic Inch" avec une résolution de 640x512 pixels par incréments de 15 microns. Pesant moins de 26 grammes sans objectif et une consommation électrique de seulement 1,5 W, c'est un candidat idéal pour l'intégration dans les solutions de soldats débarqués. Des caméras thermiques à ondes courtes et longues sont utilisées par la filiale Cloud Cap Technology pour créer une famille de stations optoélectroniques Tase, dont la Tase 150 pour les petits drones.
La plus petite de la famille de micro-stations proposée par UTC Cloud Cap Technology comprend la Tase 150 de 900 grammes, qui comprend un imageur plein format 640x480 avec deux modes (amélioration de l'image et imageur thermique), un système GPS / INS miniature et associé interfaces
Société DRS
DRS Technologies est l'un des principaux fabricants de chambres de microbolomètre à oxyde de vanadium (Vox) non refroidies et de chambres réfrigérées au tellurure de cadmium et de mercure (MCT). Elle a été la première entreprise à proposer des imageurs non refroidis au pas de 17 microns et plus récemment des imageurs thermiques MCT de 12 microns. DRS Technologies est le principal fournisseur de l'armée américaine et de nombreux fabricants de drones. L'appareil ultra-compact Tamarisk 320 a un poids léger (30 grammes), une faible consommation d'énergie (750 milliwatts). Son cœur est un microbolomètre VOx 320x240 avec un pas de 17 microns et une technologie NIR non refroidie. Il est proposé soit en tant que caméra autonome, soit en tant que module configurable avec différents objectifs et fréquences d'images. En février 2013, DRS Technologies a introduit la variante Tamarisk TI 640x480, qui offre une excellente qualité dans une petite taille (46x40x31 mm sans optique), un poids léger (<60 grammes) et une faible consommation d'énergie (<1,5 W). La famille d'appareils Tamaris est largement utilisée non seulement dans les véhicules, les drones, mais aussi dans le cadre de l'équipement des soldats débarqués. Le modèle 640 de cette famille est installé sur le drone Falcon.
L'Europe et le reste du monde
société SOFRADIR
Sofradir est l'un des leaders mondiaux des technologies de mercure et tellurure de cadmium. Avec l'acquisition des équipements et de la technologie antimoniure d'indium de Sagem, des technologies QWIP (Quantum Well Infrared Photodetector) et des matrices d'arséniure d'indium et de gallium de Thales dans le cadre d'un accord signé en décembre 2012, Sofradir a renforcé son leadership en Europe et dans le monde en tant que fournisseur d'un gamme de technologies et de produits réfrigérés et non réfrigérés. Les articles non réfrigérés sont sous la responsabilité de sa filiale Ulis.
Ce groupe industriel français propose un nouveau détecteur non refroidi (42x30x9mm) basé sur une matrice InGaAs (640x512, 15 microns, SWIR) appelé Snake. Il a une sensibilité et une résolution élevées et est bien adapté à une grande variété d'applications, telles que les appareils de vision nocturne portables et portables et les stations optoélectroniques embarquées.
Le photodétecteur QWIP très compact (384x288, 25 microns, LWIR) est bien adapté aux systèmes embarqués tels que le Thales Catherine-XP TI, tandis que l'imageur thermique à ondes longues Scorpio est le plus récent ajout à la famille répandue (640x512, 15 microns). Cette famille offre les qualités nécessaires pour les applications terrestres telles que la haute sensibilité, la haute résolution et la portée étendue.
Les détecteurs infrarouges Sofradir sont utilisés dans une grande variété d'applications déjà éprouvées, notamment le missile MBDA Storm Shadow / SCALP EG, les conteneurs de ciblage et de navigation Thales Damocles et Navflir, les imageurs thermiques portables et embarqués Thales Sophie Catherine, et Sagem Iris et Sada II imageurs thermiques (pour les véhicules blindés américains).
L'entreprise travaille sur de nouveaux détecteurs pour innover, améliorer les capacités et la compacité de ses produits. Les produits récents incluent l'e-APD (photodiode à avalanche), les convertisseurs vidéo double bande avec une très faible différence de température de bruit équivalente (NETD) et d'autres nouvelles applications. La principale direction de développement à Sofradir est de réduire davantage la taille de l'élément d'image minimum, ce qui augmentera le nombre de pixels dans un détecteur et maintiendra la taille globale du système. À cet égard, la société a déjà démontré une matrice avec un pas de 10 microns. Sofradir explore également la possibilité d'augmenter les températures de fonctionnement jusqu'à 150K afin de proposer des matrices de refroidissement plus petites, plus légères et plus fiables pour créer des produits avec un poids, des dimensions et une consommation d'énergie inférieurs.
CASSIDIEN
Cassidian Optronics propose des imageurs thermiques refroidis et non refroidis dans le cadre de la famille Attica (imageurs thermiques avancés avec matrice CMOS IR bidimensionnelle), qui utilise une technologie de pointe pour les cœurs de longueur d'onde moyenne et longue. Ils peuvent être montés sur des trépieds et dans des véhicules, tandis qu'une caméra thermique LWIR miniature non refroidie est préférable pour les appareils portables. Cassidian Optronics propose des produits pour une variété d'applications, y compris des systèmes de surveillance pour les systèmes aériens Goshawk-II HD / HDT.
société AIM
Aim Infrarot-Module (Aim) est détenu à parité par Diehl BGT Defence et Rheinmetall et fournit des cœurs et modules pour toute la gamme spectrale de 1 à 15 microns basés sur des détecteurs infrarouges MCT et Type II avec super réseau (InAs / GaSb). Aujourd'hui, Aim propose des imageurs thermiques HiPIR-640 (MWIR ou LWIR, 3e génération, 640x512, pas de pixel de 15 microns) à base de tellurure de cadmium et de mercure, avec des détecteurs de type MWIR fonctionnant à des températures supérieures à 120K. Le portefeuille d'Aim comprend des imageurs thermiques de la série µCAM-640 (MWIR refroidi basé sur MCT et LWIR non refroidi) pour les drones Luna et Aladin, ainsi que le viseur d'imagerie thermique HuntIR / RangIR pour l'armée allemande. La machine cryogénique bicolore MWIR / MWIR basée sur le super réseau de type II fournit des solutions révolutionnaires pour les systèmes d'alerte aux attaques de missiles, tandis que le capteur double bande 640x512 MWIR / LWIR de la machine cryogénique est en cours de développement pour la caméra de nouvelle génération.
Les capteurs Sofradir sont utilisés pour une grande variété de technologies éprouvées, notamment le missile MBDA Storm Shadow / Scalp EG, les conteneurs de ciblage et de navigation Thales Damocles et Navflir, les caméras Catherine et Iris et la famille de systèmes portables Thales Sophie (photo)
Détecteur Scorpio LW - le dernier membre de la famille 640x512 15 microns
THERMOTEKNIX
La société britannique Thermoteknix Systems propose la famille de convertisseurs vidéo Miricle avec la technologie sans obturateur XTI. Il comprend le modèle 110KS ultra-compact non refroidi sans pièces mobiles (pas d'obturateur), tandis que la société belge Xenics Infrared Solutions propose une famille de caméras haute résolution basées sur le soi-disant « Xenics Core ». Construites sur une plateforme commune (SWIR et MWIR FGA), la caméra Xenics SWIR XSW-640 et la caméra LWIR XTM-640 pèsent moins de 100 grammes et consomment moins de 2 watts. Elles se combinent facilement, les images correspondantes obtenues par tous les temps et sous toutes les lumières, se superposent et fusionnent en une image spectrale complexe au contenu informatif accru.
La station optoélectronique M-STAMP de la famille Controp Stamp ne pèse que 1,2 kg. Il comprend une caméra à zoom diurne et une caméra thermique non refroidie. Cela fonctionne bien pour les drones légers comme Elbit Systems Skylark-I et Aeronautics Orbiter (photo)
Société ASELSAN
Afin de répondre aux besoins nationaux et internationaux, Aselsan a développé une famille de drones stabilisés à cardan biaxiaux pour petits et grands drones, qui comprennent un pointeur laser et un capteur, soit une caméra couleur de jour, soit une caméra infrarouge de nuit non refroidie. La version avec caméra infrarouge a été présentée à l'IDEF 2013 sur les minidrones et giravions ARI-1T.
Les besoins militaires, puis d'exportation, ont contraint l'industrie israélienne à développer ses capacités nationales dans ce secteur. Détenue à parts égales par Rafael et Elbit Systems, Opgal Optronic Industries propose une large gamme de capteurs d'imagerie thermique ultra-compacts et de faible puissance qui servent de base aux systèmes d'imagerie thermique fabriqués en Israël et à l'étranger. Les capteurs d'imagerie thermique Opgal prenant en charge les photodétecteurs basés sur VOx et ASi sont idéaux pour les applications démontées, au sol et aériennes. Il convient également de mentionner Semiconductor Devices (SCD), une coentreprise entre Elbit Systems et Rafael. Elle conçoit et fabrique une gamme complète de détecteurs infrarouges InSb, MCT et VOx et est le plus grand fournisseur mondial de matrices 2D d'antimoniure d'indium.
Controp a récemment présenté son T-Stamp de 3 kg, qui abrite une caméra de jour, une caméra de nuit et un pointeur laser. La caméra d'imagerie thermique op est disponible en versions refroidie ou non refroidie, mais les deux utilisent une technologie unique de zoom optique continu
société CONTROP
Le spécialiste Controp, détenu par Rafael et le fabricant de drones Aeronautics, est le leader mondial de l'avionique pour drones légers, bien qu'il fabrique également des produits pour les plates-formes terrestres, aériennes et offshore. Le plus petit membre de la famille Stamp M-Stamp ne pèse que 1,2 kg avec une caméra diurne et une caméra thermique non refroidie et est bien adapté pour une installation sur des drones tels que Skylark-I d'Elbit et Aeronautics' Orbiter et divers systèmes Bluebird Aero.
Présentation du drone Skylark-I-LE d'Elbit
En juin 2013, Controp a introduit une station optoélectronique T-stamp entièrement stabilisée à trois capteurs pesant moins de 3 kg, qui comprend une caméra jour et nuit et un pointeur laser. La caméra thermique peut être refroidie ou non refroidie et, comme la plupart des caméras thermiques Controp, ces options disposent d'un objectif à zoom optique continu unique. La société fournit également la famille de caméras FOX avec des zooms x22, x36, x55, qui comprennent des capteurs de 3e génération dans les longueurs d'onde moyennes 320x258 ou 640x512, ainsi que des détecteurs à grande longueur d'onde non refroidis avec des objectifs à zoom optique continu brevetés.
