Les systèmes optroniques peuvent être utilisés dans différents domaine comme la surveillance, la défense, l’industrie, l’agro-alimentaire, la santé … Ces systèmes doivent être testés pendant leur conception, leur fabrication, leur calibrage et leur installation. Il est donc indispensable de les caractériser en laboratoire.

Introduction

Dans cet article, nous parlons de la façon dont on caractérise un système optronique (senseurs thermiques et visibles) en laboratoire. L’objectif est de quantifier les performances d’une caméra. Lorsqu’on parle de caméra, on parle enfaite de toute la chaine image : optique, capteur, électronique d’acquisition et de conversion, traitement d’images, écran de visualisation et même l’œil de l’observateur !

Notez que l’on ne rentrera pas dans les détails des paramètres mesurés car ce n’est pas l’objectif de cet article. En revanche, ils seront documentées pour ceux qui veulent en avoir plus.

Matériels utilisés pour la caractérisation d’un système optronique

Pour la caractérisation d’un système optronique, nous avons généralement besoin d’un banc optique composé comme suit :

• une table optique, monté sur 4 pieds amortisseurs
• un collimateur de grande focale (typiquement F=1000 mm) et avec un grand diamètre de pupille de sortie (par exemple D=145 mm)
• une roue porte-mires motorisée à six positions avec les mires suivantes :
  • deux mires à trou de diamètres 0.3 et 1 mrad pour la mesure d’axe optique
  • deux mires demi-lunes verticale et horizontale inclinées pour la mesure MTF
  • une mire carrée de 15×15 mrad pour la mesure NETD
  • une mire MRTD avec différents motifs de fréquences 0.5, 1, 1.5, 2.5 et 4 cy/mrad
• un corps noir absolu et différentiel composé d’une tête d’émission et d’un contrôleur pour la gestion des consignes de température
• une baie électronique pour piloter et alimenter tous les équipements électriques

Méthodes et mesures effectuées sur le banc optique

Pour tous les paramètres le principe est le même : le collimateur permet d’obtenir une image d’une mire sur le capteur (considérée à l’infini). La mire est éclairée par une source lumineuse homogène pour les capteurs visibles, ou par le corps noir pour les capteurs infrarouges. Des traitements numériques permettent ensuite de traiter les images automatiquement et d’extraire, en fonction du signal perçu, les données utile à l’interprétation normée de l’opérateur.

Sur ce type de banc optique, il est utile de mesurer un certains nombres de paramètres en fonction de la bande spectrale comme :

• le NETD (Noise Equivalent Temperature Difference)
• le FOV (Field Of View)
• la MTF (Modulation Transfert Function)
• le MRTD (Minimum Resolvable Temperature Difference)
• le NUC (Non Uniformity Correction)
• le RMS (Root Mean Square)
• la distorsion optique
• l’alignement optique et mécanique

Généralement, lors de la caractérisation d’un système optronique, toutes ces mesures sont effectuées à la suite pour affiner la compréhension du système et en déterminer précisément ses spécifications. Par exemple, lorsqu’on répond à un appel d’offre sur cahier des charges, il s’agit de la meilleur façon de justifier des aspects techniques du système proposé.

Il est possible de comparer ensuite les courbes expérimentales aux théoriques. Par exemple, sur le graphique ci-dessous, on observe les courbes MTF théoriques d’un système, de son optique et du détecteur. Il est alors aisé de superposer la mesure MTF expérimentale et de la comparer avec la courbe jaune. On pourra ainsi juger de la qualité du système en fonction de ses paramètres intrinsèques.

Conclusion

J’espère que vous êtes maintenant convaincu que ces mesures sont indispensables pour caractériser un système optronique fonctionnant dans le spectre de la lumière visible ou dans celui de l’infrarouge.

Dans le domaine de la surveillance et de la défense militaire, les mesures MRTD permettent ensuite d’estimer expérimentalement des distances de Détection, de Reconnaissance et d’Identification (DRI) en fonction d’une cible spécifique.

Si vous êtes intéressé par une prestation de caractérisation d’un système optronique, sachez que nous disposons du matériel et du savoir-faire nécessaire. Alors, pourquoi pas nous contacter ?

Enfin, pour en savoir plus sur les solutions proposées par Imasolia, vous pouvez consulter cette page. N’hésitez pas à me laisser un commentaire ci-dessous, je serai ravi de vous répondre.