WO2023046893A1 - Dispositif d'imagerie infrarouge - Google Patents

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WO2023046893A1
WO2023046893A1 PCT/EP2022/076509 EP2022076509W WO2023046893A1 WO 2023046893 A1 WO2023046893 A1 WO 2023046893A1 EP 2022076509 W EP2022076509 W EP 2022076509W WO 2023046893 A1 WO2023046893 A1 WO 2023046893A1
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lens
camera
infrared
infrared camera
interface element
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PCT/EP2022/076509
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Gabriel JOBERT
Xavier BRENIERE
Alexia GORECKI
Alexandre BRUNNER
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Lynred
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    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices

Definitions

  • the present description relates generally to the field of infrared imaging and relates in particular to an infrared camera in which an image is detected by said infrared camera through a window transparent to infrared radiation.
  • an infrared camera suitable for capturing thermal images of a scene
  • An IR camera generally comprises an arrangement of infrared-sensitive detectors forming a matrix of pixels. Each pixel in the pixel array converts a temperature measured at the pixel level into a corresponding voltage signal, which is converted by a digital-to-analog converter (ADC) into a digital output signal.
  • ADC digital-to-analog converter
  • a micro-bolometer is an example of a pixel used for an uncooled infrared pixel array camera, suitable for capturing thermal images of an image scene.
  • an IR camera can be positioned in an enclosure, or at least be placed behind a wall so that the radiation is detected by the IR camera through the wall.
  • This wall can be inclined at a non-zero angle relative to the vertical.
  • the wall is provided with an element transparent to IR radiation, for example a porthole, this porthole being positioned so that the IR camera can receive the IR radiation through said window.
  • a porthole has the smallest possible side dimensions.
  • One embodiment overcomes all or part of the aforementioned drawbacks.
  • an infrared imaging device comprising an infrared camera having an optical axis and intended to detect infrared radiation in a spectral range through an element transparent to said infrared radiation, said transparent element being surrounded by a frame , the transparent element with the frame being adapted to be inserted into an opening of a wall, the transparent element and at least a part of the wall in which the transparent element is inserted being inclined by an angle of inclination greater than 0° and less than 90° or less than 0° and greater than -90° with respect to the optical axis of the infrared camera; the device further comprising:
  • the transparent element comprises two faces, an input face and an output face, preferably substantially planar and parallel to each other.
  • the transparent element is preferably included in the volume released by the opening of the wall, that is to say the volume corresponding to the opening of the wall.
  • the transparent element does not protrude laterally on either side of the opening.
  • the wall is also inclined by the angle of inclination around the opening.
  • the wall is entirely inclined by the angle of inclination.
  • At least one inner surface of the interface element is shaped so as to reduce the emission of infrared radiation by said interface element towards the camera.
  • At least one inner surface of the interface element is made of a material suitable for reducing the emission of infrared radiation by said interface element towards the camera.
  • At least one inner surface of the interface element is covered with a coating adapted to reduce the emission of infrared radiation by said interface element towards the camera.
  • the interface element comprises a first end adapted to be hooked to the frame of the transparent element, for example by complementarity of shape with said frame.
  • the interface element comprises a second end adapted to be attached to the infrared camera, for example by shape complementarity with at least part of said infrared camera.
  • the interface element comprises a first end shaped to attach to the mount and a second end shaped to attach to the camera.
  • the interface element comprises a body between the first and the second end.
  • the interface element is in two parts assembled on either side of the infrared camera. According to a particular embodiment, the interface element is in one piece.
  • the interface element has a hollow shape.
  • the infrared camera comprises at least one lens and one lens mount, said at least one lens being held by said lens mount, the second end of the interface element being adapted to s cling to the lens frame, for example by form complementarity with said lens frame.
  • the lens frame at least partially surrounds the at least one lens.
  • the infrared camera comprises at least one lens and one lens mount, said at least one lens being held by said lens mount, the interface element and the lens mount being in one piece.
  • the lens frame at least partially surrounds the at least one lens.
  • the infrared camera comprises at least one lens and a lens mount, said at least one lens being held by said lens mount, at least one lens and/or the lens mount comprising a truncated face adapted to be positioned facing the wall.
  • the lens frame at least partially surrounds the at least one lens.
  • the angle of truncation of the truncated face with respect to the optical axis of the infrared camera is substantially equal to the angle of inclination of the wall part and of the transparent element.
  • the interface element comprises at least one part adapted to cover the truncated face, said part forming, for example, thermal protection of the truncated face and/or protection of said truncated face with respect to screw infrared radiation.
  • the infrared camera comprises:
  • the lens frame at least partially surrounds the at least one lens.
  • the interface element is adapted to produce a fluid-tight assembly between the wall and the infrared camera.
  • the interface element is made of a material with low heat conduction, for example with heat conduction of less than 10 Wm -1 .K _1 .
  • the interface element is provided with at least one temperature sensor, at least one temperature sensor being for example connected to a module of processing of parasitic luminous flux, for example a parasitic luminous flux emitted by the device.
  • the device comprises a removable shutter element adapted to shut off the infrared camera.
  • the shutter element is covered with an emissive coating on one face of said shutter element located facing the infrared camera.
  • the interface element comprises an internal emitting surface oriented facing the infrared camera and adapted to be positioned close to the transparent element, for example against the frame of the transparent element.
  • said emitting inner surface is covered with an emissive coating.
  • the interface element comprises a portion adapted to be positioned facing a region of the transparent element, for example an edge of said transparent element, so as to form a screen between said region of the transparent element and the infrared camera, said portion comprising an emitting face oriented facing the infrared camera.
  • said emitting face is covered with an emissive coating.
  • the infrared camera comprises a pixel array image sensor comprising an angular pixel suitable for capturing a light flux originating from an interior zone of the interface element oriented facing the sensor of image and of the field of view of the angular pixel, for example an interior zone intended to be positioned around the transparent element.
  • said interior zone is covered with an emissive coating.
  • One embodiment provides an infrared imaging system comprising: an infrared imaging device according to one embodiment, and
  • a wall comprising an opening in which an element transparent to infrared radiation of a spectral range, surrounded by a mount, is inserted; the infrared camera of the device being adapted to detect infrared radiation of the spectral range through the transparent element; the transparent element and at least a part of the wall in which the transparent element is inserted being inclined by an angle of inclination greater than 0° and less than 90° or less than 0° and greater than -90° by relative to the optical axis of the camera.
  • Figure IB are sectional views of an example of an infrared camera placed behind an inclined wall
  • FIG. 2A is a sectional view of an example of an infrared imaging device according to one embodiment
  • FIG. 2B is a sectional view of a variant of the example of infrared imaging device of FIG. 2A;
  • FIG. 2C is a cross-sectional view of another variant of the example infrared imaging device of FIG. 2A;
  • FIG. 2D is a sectional view of another variant of the example of infrared imaging device of FIG. 2A;
  • Figure 3A is a sectional view of an infrared camera variant
  • Figure 3B is a sectional view of another infrared camera variant
  • Figure 4 is a sectional view of another example of an infrared imaging device according to one embodiment.
  • angle values When reference is made to angle values, it should be understood that these values are given in the counterclockwise direction, represented by the quarter-circle arrow with the "+" sign in the figures. A negative angle value thus corresponds to an angle oriented clockwise.
  • the expressions “about”, “approximately”, “substantially”, and “of the order of” mean to within 10%, preferably within 5%.
  • the infrared camera 110 comprises a housing 112 containing an image sensor 114 sensitive to infrared radiation, as well as a window 116 located opposite the image sensor 114 and able to transmit IR radiation in the spectral range d. using the IR camera.
  • the image sensor is advantageously a matrix image sensor consisting of a matrix of micro-bolometers.
  • the image sensor is a matrix image sensor consisting of a matrix of photodiodes based on semiconductor materials.
  • the IR camera further comprises a plurality of lenses 118 (only one has been shown but there are generally several of them) able to operate in the spectral range of use of the camera so as to form an image on the sensor image (the camera is in the image focal plane of the lenses), the lenses being held in a lens mount 119 assembled to the housing 112.
  • the lens mount 119 is positioned so that the window 116 is disposed between said mount and the image sensor 114.
  • the sensor and the lenses define the optical axis A of the camera. In the example shown, the optical axis is in the horizontal X direction.
  • the IR camera 110 can be positioned in an enclosure, or at least be placed behind a wall 130, so that the radiation is detected by the IR camera through the wall.
  • Such an enclosure or wall can perform a function of mechanical and/or thermal protection of the camera, and/or protection of the camera with respect to the environment, and/or an aerodynamic function, and/or a protection function of a user (for example a shield, in particular a windshield), or even an aesthetic function (for example to hide the camera).
  • the wall 130 can be a planar wall, as shown. Alternatively, it may include locally, in the vicinity of the camera, at least one flat wall portion
  • the wall may not be transparent to IR radiation, be unable to transmit an image, for example be rough or scattering, or may not transmit IR radiation with sufficient quality in the spectral range of use of the camera.
  • IR which is for example between 1 and 20 ⁇ m, preferably between 8 and 14 ⁇ m, even between 8 and 12 pm.
  • a window 132 transparent to IR radiation in the spectral range of use of the IR camera can be inserted into an opening in the wall.
  • the porthole 132 can for example be inserted into the wall using a porthole mount 134.
  • the porthole 132 is suitable for transmitting IR radiation to the IR camera 110.
  • the porthole can be formed from a plate of zinc sulphide (ZnS), zinc selenide (ZnSe), silicon ( Si), germanium (Ge), barium fluoride (BaF 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), sapphire, chalcogenide glass or any other material transparent to IR radiation in the spectral range of use of the IR camera.
  • the porthole 132 is characterized by two substantially parallel faces of a given occupation surface (called "pupil”), the two faces being separated by a distance (thickness).
  • the dimensions of the two faces are for example of the order of a centimeter, or ten centimeters, with a thickness of the order of a few millimeters.
  • the wall 130 and the porthole 132 can be inclined by an angle of inclination 0 with respect to the focal plane of the lenses (in the example represented, the focal plane is parallel to the vertical plane YZ of which one represented the vertical direction Z in the sectional views), strictly between 0 and 90°, and more specifically between 30° and 70°, for example around 60°.
  • the wall 130 and the window 132 can be inclined by an angle a with respect to the optical axis A which is represented in the horizontal direction X.
  • the angle a is complementary to the angle 0, therefore strictly understood between 0 and 90°, and more specifically between 20° and 60°, for example around 30°.
  • the surface occupied by the wall is subtracted from the surface occupied by the window and possibly by the window frame, this reduces the capacity of the wall to fulfill its function, for example its function of protection or aesthetics.
  • increasing the porthole pupil may alter the mechanical integrity of the wall.
  • the material used to form the pupil of the window has a non-negligible cost, which it is sought to reduce by reducing the pupil and, to a lesser extent, its thickness.
  • the IR camera 110 may exhibit asymmetrical vertical vignetting, for example vignetting favoring the upper part of the vertical field of view. Symmetrical vignetting can be obtained by vertically offsetting the optical axis A of the IR camera 110 by a distance D from the refracted optical axis B of the window 132, as shown in FIG. IB (even if this has the effect to further reduce the spacing between the IR camera and the wall, as can be seen by comparing Figures IA and IB).
  • the inventors propose an infrared imaging device making it possible to meet these needs.
  • the infrared domain is characterized by a spectral range comprising wavelengths from 1 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the infrared camera and the imaging device are adapted to operate in a spectral range comprised in the far infrared range ("LWIR” for "Long-Wave Infrared” in English) which is a spectral range extending between 8 pm and 12 pm.
  • LWIR far infrared range
  • the infrared camera and the imaging device are adapted to operate in a spectral range comprised in the short infrared range (“SWIR” for “Short-Wave Infrared” in English) which is a spectral range extending between 1 ⁇ m and 2.5 ⁇ m.
  • SWIR short infrared range
  • the infrared camera and the imaging device are adapted to operate in a spectral range comprised in the medium infrared range ("MWIR" for "Medium-Wave Infrared” in English) which is a spectral range extending between 3 pm and 5 pm.
  • MWIR medium infrared range
  • MWIR Medium-Wave Infrared
  • the infrared camera and the imaging device are suitable for operating in a spectral range comprised in the very far infrared range ("VLWIR" for "Very Long-Wave Infrared” in English) which is a spectral range extending between 12 pm and 22 pm.
  • VLWIR very far infrared range
  • the infrared camera and the device can be adapted to operate in a spectral range extending over several of the aforementioned ranges.
  • Figure 2A is a sectional view of an example of an IR imaging device according to one embodiment, comprising an infrared camera 210 shown behind a wall 130 (the wall not forming part of the device).
  • the infrared camera 210 comprises a housing 212 containing an image sensor 214 sensitive to radiation in the infrared, as well as a window 216 located in gaze of the image sensor 214 and suitable to transmit the IR radiation in the spectral range of use of the IR camera.
  • the image sensor is advantageously a matrix image sensor comprising a matrix of micro-bolometers.
  • the image sensor is a matrix image sensor comprising a matrix of photodiodes based on semiconductor materials.
  • the IR camera further comprises a plurality of lenses 218 able to operate in the spectral range of use of the camera so as to form an image on the image sensor, the camera being in the image focal plane of the lenses. .
  • the lenses are held in a lens mount 219 assembled to the housing 212, the lens mount 219 being positioned so that the window 216 is disposed between said mount and the sensor 214.
  • the sensor and the lenses define the optical axis A of the camera, represented in the horizontal direction X.
  • the wall 130 is similar to the wall shown in Figures IA and IB. Thus, it comprises a porthole 132 (also referred to as a "transparent element"), the porthole being transparent to infrared radiation in the spectral range of use of the IR camera.
  • the window 132 is inserted with a window mount 134 in an opening of the wall 130.
  • the wall can be a shield, for example a windshield.
  • the wall can be a wall of an enclosure, for example a closed enclosure, in particular a closed enclosure capable of being thermally regulated.
  • the porthole can be formed from a plate of zinc sulphide (ZnS), zinc selenide (ZnSe), silicon (Si), germanium (Ge), barium fluoride (BaF 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), sapphire, chalcogenide glass or any other material transparent to IR radiation in the spectral range of use of the IR camera.
  • the wall 130 and the window 132 are inclined at an angle a with respect to the optical axis A which is shown in the horizontal direction X.
  • the angle of inclination a is strictly between 0 and 90°, and more specifically between 20° and 60°, for example around 30°.
  • the infrared camera is suitable for capturing a thermal image of an image scene through the inclined porthole.
  • the IR imaging device further comprises an interface element 230 positioned between the infrared camera 210 and the window mount 134 .
  • the interface element 230 is adapted to provide an interface between the IR camera and the porthole mount, in order to allow relative positioning of the device with respect to the transparent element.
  • the interface element 230 shown is a rigid element, in one piece, having the shape of a substantially oblique and hollow truncated cone, suitable for connecting the IR camera 210 and the mount 134.
  • the element of interface 230 represented comprises:
  • the body 236 forms an envelope that is preferably opaque to light radiation in a spectral range. Said envelope is thus preferably adapted to block all or part of stray light rays coming from the rear of the wall 132, liable to penetrate into the space between the wall and the IR camera, for example in the optical path between the porthole and the IR camera, the parasitic light rays being able to generate a parasitic image on the image sensor 214.
  • the second end can be shaped to hook onto the housing 212 of the IR camera, or both the lens mount 219 and the housing 212.
  • the interface element 230 makes it possible to precisely position the infrared camera with respect to the porthole, that is to say to fix the distance between the camera and the porthole in the direction of the axis optical A (the horizontal direction X in the example shown), but also the distance between the optical axis A of the infrared camera and the refracted optical axis B of the porthole in a direction perpendicular to the optical axis A (the direction vertical Z in the example shown).
  • the optical axis A of the camera 210 coincides with the refracted optical axis B of the window 132.
  • the optical axis A of the camera is offset by a distance D with respect to the refracted optical axis B of the porthole 132 in the vertical direction Z.
  • the interface element 230 is a separate element from the wall 130 and from the infrared camera 210. This facilitates the replacement of the various elements of the wall and/or of the device. IR imaging, for example in the event of maintenance, or when the interface element must be changed in order to be able to place the infrared camera behind a different wall or behind an identical wall with a different angle of inclination, or even when the wall must be replaced, for example if it is damaged during use.
  • the interface element 230 is capable of producing a fluid-tight closure between the window frame 134 and the IR camera 210.
  • This makes it possible to reduce the variations in composition of the gas, for example of the air, in the space comprised between the porthole and the IR camera and contained in said interface element.
  • this can make it possible to reduce the humidity, particles and/or dust in said space, so as to provide the most constant image quality possible or at least to limit the variations in image quality.
  • the space between the porthole and the IR camera can be saturated with nitrogen, with a low concentration of particles and/or dust before being enclosed in the interface element.
  • At least a first inner surface of the interface element is formed from an absorbent material in the spectral range of use of the IR camera or is covered with an absorbent coating in said spectral range.
  • At least a second inner surface of the interface element is formed from a reflective material in the spectral range of use of the IR camera, for example metal, or is covered with a reflective coating in said spectral range, for example a metallic coating.
  • the interface element comprises at least a first inner surface formed from an absorbent material in the spectral range of use of the IR camera or covered with an absorbent coating in said spectral range. , and at least a second inner surface formed from a reflective material in said spectral range, for example metallic, or covered with a reflective coating in said spectral range, for example a metallic coating.
  • the first and second surfaces are for example defined according to an exposure to radiation stray light and/or depending on a temperature gradient likely to impact them.
  • all or part of the interior surfaces 238 of the interface element 230 is shaped to limit the emission of stray light radiation by said interface element towards the camera, for example the interior surfaces inclined in gaze of the camera are reduced or even excluded.
  • the interface element comprises, inside said element, at least one structure adapted to limit the emission of parasitic light radiation by said interface element towards the camera, for example a structure of the screen, cache and/or light trap type. It may be one (or more) structure(s) arranged regularly around the optical axis in the interface element, or structures arranged irregularly around the optical axis in the element interface.
  • the interface element is made of a material with low heat conduction, for example with heat conduction of less than 10 Wm _1 .K -1 .
  • This promotes thermal insulation between the porthole and the IR camera.
  • the environment around the porthole can undergo temperature variations, in particular depending on the conditions outside the wall, or the temperature variations can degrade the performance of the infrared camera, in particular by generating a parasitic heat flow.
  • the wall is a wall of an enclosure capable of being thermally regulated
  • the combination of thermal regulation in the enclosure and thermal insulation by the interface element makes it possible to obtain better performance of the infrared camera.
  • the interface element 230 is provided with at least one temperature sensor 240.
  • a temperature sensor temperature can preferably be placed inside said interface element, but can also be placed outside said interface element.
  • several temperature probes can be positioned at different locations of the interface element in order to be able to determine a temperature gradient.
  • one or more temperature probes can be positioned (s) in the vicinity of the window 132 so as to estimate a temperature of the window, and/or one or more temperature probes can be positioned ( s) in the vicinity of the lens frame so as to estimate a lens temperature, and/or one or more temperature probes can be positioned (s) on one or more interior surface(s) of the interface element so as to estimate an emission value of parasitic light radiation (parasitic luminous flux) by said surface(s).
  • parasitic light radiation parasitic light radiation
  • At least one temperature sensor is connected to a module for processing the parasitic light flux, that is to say the light flux captured by the infrared camera but coming from at least one source other than the image scene, for example a parasitic luminous flux emitted by the imaging device and/or the porthole.
  • the stray light flux processing module can be included in or connected to an image processing module in order to determine the light flux originating essentially from the image scene, for example by correcting it for the stray light flux.
  • Figure 2B is a cross-sectional view of a variation of the example IR imaging device of Figure 2A.
  • Device 201 of FIG. 2B differs from device 200 of FIG. 2A mainly in that:
  • the optical axis A of the camera is offset by a distance D relative to the refracted optical axis B of the window in the vertical direction Z; and the first end 232 of the interface element 230 comprises an inner surface 231 facing the infrared camera 210 and positioned against an edge of the window frame 134.
  • the inner surface 231 is emitting, for example it is covered an emissive coating 233; the emissive coating allows the surface so coated to be captured more effectively by the infrared camera.
  • the inner emitting surface 231 is shown in a lower part of the first end 232, but this is a non-limiting example.
  • the internal emitting surface can be in another part of the first end 232 and/or be another internal surface of the interface element 230, for example another internal surface close to the window when it comes to to determine a parasitic luminous flux emitted by the porthole and/or another interior surface of the interface element when it is a question of determining a parasitic luminous flux emitted by the imaging device.
  • Several internal emitting surfaces may be provided.
  • the temperature determined by the image sensor in this degraded region of the field of view can then be used in a parasitic light flux processing module.
  • Figure 2C is a cross-sectional view of another variant of the example IR imaging device of Figure 2A.
  • Device 202 of FIG. 2C differs from device 200 of FIG. 2A in that:
  • the optical axis A of the camera is offset by a distance D relative to the refracted optical axis B of the window in the vertical direction Z; and the first end 232 of the interface element 230 includes a portion 235 forming a screen for a region 133 of the transparent element 132 with respect to the infrared camera 210; the portion 235 comprises an emitting face oriented facing the infrared camera 210, for example covered with an emissive coating 237.
  • the portion 235 is shown as being an inward extension of the first end 232, in an upper part of said first end, but this is a non-limiting example.
  • the portion forming a screen can be an extension of another part of the first end 232 and/or be positioned elsewhere in the interface element 230, for example close to the window when it is a question of determining a parasitic luminous flux emitted by the porthole, even not necessarily close to the porthole when it is a question of determining a parasitic luminous flux emitted by the imaging device.
  • Several portions forming a screen may be provided.
  • the temperature determined by the image sensor in this degraded region of the field of view can then be used in a parasitic light flux processing module.
  • infrared camera 214 may include a pixel array image sensor comprising image pixels and at least one angle pixel.
  • angular pixel is meant a parasitic luminous flux detection pixel, or parasitic thermal flux, which is a pixel having a field of view modified with respect to that of the image pixels of the pixel matrix, in order to promote the capture of parasitic heat flux.
  • each stray heat flux detection pixel is arranged to capture a larger portion of stray heat flux than each image pixel of the pixel array.
  • the angular pixel is adapted to capture a parasitic light flux originating from an interior zone of the interface element oriented facing the image sensor and in the field of view of said angular pixel, for example an interior zone positioned around the transparent element, the zone being for example covered with an emissive coating.
  • FIG. 2D is a sectional view of another variation of the example IR imaging device of Figure 2A.
  • the device 203 of FIG. 2C differs from the device 200 of FIG. 2A mainly in that it comprises a removable shutter 242 suitable for shuttering the infrared camera 210.
  • the shutter 242 can be in the form of a shutter.
  • the shutter 242 can be assembled with the interface element 230.
  • the shutter 242 is located close to the IR camera, that is to say at a distance less than the hyperfocal distance from the IR camera. This makes it possible to blur the possible inhomogeneities of the shutter, in terms of infrared emission.
  • a uniform shutter makes it possible for example to calibrate the camera, the shutter forming a uniform calibration image in front of the camera when it is closed.
  • the shutter can for example be covered with an emissive coating on one side of the shutter located facing the infrared camera.
  • the shutter 242 is in thermal contact with the interface element 230: in this case, the calibration image makes it possible to quantify the quantity of parasitic flux emitted by the interface element 230 in use.
  • FIGS. 2B to 2D can be combined with each other, as well as with one or more of the examples given in relation to FIG. 2A.
  • the inventors therefore thought of reducing this distance by truncating the lens mount or even by truncating one or more lenses, as represented in FIGS. 3A and 3B.
  • Figure 3A shows a variant of infrared camera 310 comprising an image sensor 314, similar to the image sensor described in relation to Figure 2A, a plurality of lenses 318 and a lens mount 319 truncated at an angle of truncation p with respect to the optical axis A of the infrared camera.
  • the truncation 317 is formed in a portion of the lens frame intended to face an inclined wall, here in the upper rear part of the lens frame.
  • FIG. 3B represents another variant of infrared camera 320 comprising an image sensor 324, similar to the image sensor described in relation to FIG. 2A, a plurality of lenses of which at least one lens 328 is truncated along a truncation angle p with respect to the optical axis A of the infrared camera and a lens mount 329 also truncated by the same truncation angle p in the continuity of the lens truncation.
  • the truncation 327 is formed in a portion of the lens intended to face an inclined wall, here in the rear upper part of the lens.
  • the lens truncation is designed so as not to degrade the optical performance of the lens.
  • a truncated lens has at least one irregular optical surface (free-form type).
  • the irregular optical surface is at least non-axisymmetric.
  • the truncated lens is covered by a lens frame portion or by another covering part, adapted to cover the lens truncation.
  • This makes it possible to limit, or even to eliminate, a degradation of the optical performance of the truncated lens, for example when the truncated lens undergoes temperature variations and/or this makes it possible to protect the environment close to the truncation of the lens from a flux parasitic light that can be induced by said truncation.
  • FIG. 4 represents an example of a device in which the lens mount, which is also the interface element, is adapted to cover a truncation of the lens.
  • FIG. 4 represents another example of an IR imaging device 400 according to an embodiment comprising an image sensor 414, similar to the image sensor described in relation with FIG. 2A, a plurality of lenses of which at least one lens 418 is truncated according to a truncating angle p with respect to the optical axis A of the infrared camera.
  • the device 400 further comprises an interface element 430 also forming a lens mount.
  • the interface element 430 and the lens frame are integral.
  • the interface element 430 comprises a covering part 434, adapted to cover the lens truncation 417, and also adapted to be inserted between the inclined wall 130 and said truncation.
  • At least the cover part 434, or even the entire interface element 430 is made of a material suitable for protecting the truncation 417 of the lens from an external parasitic luminous flux, for example a reflective material. or absorbent.
  • at least the covering part is made of a material suitable for protecting the truncation 417 of the lens from an external parasitic luminous flux, for example a reflective material. or absorbent.
  • interface element 430 is made of a material suitable for dissipating a parasitic heat flow.
  • the interface element 430 of FIG. 4 differs from that of FIG. 2A mainly in that it is integral with the lens frame and that it is suitable for truncation. of lens. This makes it possible to bring the infrared camera closer to the porthole, and thus to reduce the phenomenon of vignetting. This also makes it possible to have a single part, for example compact, thus limiting the clearances between the parts, and allowing more precise positioning between the infrared camera and the inclined window.
  • the interface element 430 of the device 400 comprises a first end 432 shaped to hook onto the window frame 134 by form complementarity with said frame. , thus joining the wall around the porthole.
  • the second end 434 of the interface element is adapted to be assembled with the image sensor 414, generally with a housing integrating the image sensor and the window between the sensor and the lenses.
  • the truncation angle p is substantially equal to the angle of inclination a of the wall, which makes it possible to bring the infrared camera closer to the porthole.

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Abstract

Dispositif d'imagerie infrarouge La présente description concerne un dispositif d'imagerie infrarouge (200) comprenant une caméra infrarouge (210) ayant un axe optique (A) et destinée à détecter un rayonnement infrarouge dans une gamme spectrale à travers un élément transparent (132) audit rayonnement infrarouge, ledit élément transparent étant entouré par une monture (134), l'élément transparent avec la monture étant adapté à être inséré dans une ouverture d'une paroi (130), l'élément transparent et la paroi étant inclinés d'un angle d'inclinaison (α) supérieur à 0° et inférieur à 90° ou inférieur à 0° et supérieur à -90° par rapport à l'axe optique (A) de la caméra infrarouge; le dispositif comprenant en outre : - un élément d'interface (230) adapté à réaliser une interface entre la caméra infrarouge (210) et la monture (134).

Description

DESCRIPTION
Dispositif d'imagerie infrarouge
Domaine technique
[0001] La présente description concerne de façon générale le domaine de l'imagerie infrarouge et concerne en particulier une caméra infrarouge dans lequel une image est détectée par ladite caméra infrarouge à travers un hublot transparent aux rayonnements infrarouges.
Technique antérieure
[0002] Dans le domaine de l'imagerie infrarouge, on peut utiliser une caméra infrarouge ("caméra IR") , adaptée à capturer des images thermiques d'une scène. Une caméra IR comprend en général un agencement de détecteurs sensibles à l'infrarouge formant une matrice de pixels. Chaque pixel de la matrice de pixels convertit une température mesurée au niveau du pixel en un signal de tension correspondant, qui est converti par un convertisseur numérique-analogique (ADC) en un signal de sortie numérique. Un micro-bolomètre est un exemple de pixel utilisé pour une caméra infrarouge non refroidie à matrice de pixels, adaptée à capturer des images thermiques d'une scène d'image.
[0003] Dans certaines applications, une caméra IR peut être positionnée dans une enceinte, ou a minima être disposée derrière une paroi de sorte que les rayonnements sont détectés par la caméra IR au travers de la paroi. Cette paroi peut être inclinée selon un angle non nul par rapport à la verticale. Lorsque le matériau de la paroi n'est pas transparent aux rayonnements IR, la paroi est munie d'un élément transparent aux rayonnements IR, par exemple un hublot, ce hublot étant positionné de manière à ce que la caméra IR puisse recevoir les rayonnements IR au travers dudit hublot. Généralement, un tel hublot présente des dimensions latérales les plus réduites possible.
[0004] Cependant, lorsque la paroi est inclinée, le hublot l'est également. La présence d'un hublot incliné dont des dimensions latérales sont réduites peut générer un phénomène de vignettage non souhaité sur l'image capturée par la caméra IR, c'est-à-dire une diminution de la luminosité sur les bords de l'image (dit autrement, une augmentation de l'opacité sur les bords de l'image) . Le phénomène peut s'aggraver lorsque la distance entre le hublot et la caméra IR augmente.
Résumé de l'invention
[0005] Il existe un besoin de maîtriser le phénomène de vignettage d'une caméra infrarouge destinée à être positionnée derrière une paroi.
[0006] Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients précités.
[0007] Un mode de réalisation prévoit un dispositif d' imagerie infrarouge comprenant une caméra infrarouge ayant un axe optique et destinée à détecter un rayonnement infrarouge dans une gamme spectrale à travers un élément transparent audit rayonnement infrarouge, ledit élément transparent étant entouré par une monture, l'élément transparent avec la monture étant adapté à être inséré dans une ouverture d'une paroi, l'élément transparent et au moins une partie de la paroi dans laquelle l'élément transparent est inséré étant inclinés d'un angle d'inclinaison supérieur à 0° et inférieur à 90° ou inférieur à 0° et supérieur à -90° par rapport à l'axe optique de la caméra infrarouge ; le dispositif comprenant en outre :
- un élément d' interface adapté à réaliser une interface entre la caméra infrarouge et la monture. [0008] L'élément transparent comprend deux faces, une face d'entrée et une face de sortie, de préférence sensiblement planes et parallèles entre elles.
[0009] L'élément transparent est de préférence inclus dans le volume libéré par l'ouverture de la paroi, c'est-à-dire le volume correspondant à l'ouverture de la paroi. Par exemple, l'élément transparent ne dépasse pas latéralement de part et d'autre de l'ouverture.
[0010] De préférence, la paroi est également inclinée de l'angle d'inclinaison autour de l'ouverture. Par exemple, la paroi est entièrement inclinée de l'angle d'inclinaison.
[0011] Selon un mode de réalisation, au moins une surface intérieure de l'élément d'interface est conformée de manière à diminuer l'émission de rayonnements infrarouges par ledit élément d'interface vers la caméra.
[0012] Selon un mode de réalisation, au moins une surface intérieure de l'élément d'interface est en un matériau adapté à diminuer l'émission de rayonnements infrarouges par ledit élément d'interface vers la caméra.
[0013] Selon un mode de réalisation, au moins une surface intérieure de l'élément d'interface est recouverte d'un revêtement adapté à diminuer l'émission de rayonnements infrarouges par ledit élément d'interface vers la caméra.
[0014] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface comprend une première extrémité adaptée à s'accrocher à la monture de l'élément transparent, par exemple par complémentarité de forme avec ladite monture.
[0015] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface comprend une deuxième extrémité adaptée à s'accrocher à la caméra infrarouge, par exemple par complémentarité de forme avec au moins une partie de ladite caméra infrarouge. [0016] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface comprend une première extrémité conformée pour s'accrocher à la monture et une deuxième extrémité conformée pour s'accrocher à la caméra. Par exemple, l'élément d'interface comprend un corps entre la première et la deuxième extrémité.
[0017] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface est en deux pièces assemblées de part et d'autre de la caméra infrarouge. Selon un mode de réalisation particulier, l'élément d'interface est d'un seul tenant.
[0018] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface présente une forme creuse.
[0019] Selon un mode de réalisation, la caméra infrarouge comprend au moins une lentille et une monture de lentille, ladite au moins une lentille étant maintenue par ladite monture de lentille, la deuxième extrémité de l'élément d'interface étant adaptée à s'accrocher à la monture de lentille, par exemple par complémentarité de forme avec ladite monture de lentille. Selon un exemple, la monture de lentille entoure au moins partiellement la au moins une lentille.
[0020] Selon un autre mode de réalisation, la caméra infrarouge comprend au moins une lentille et une monture de lentille, ladite au moins une lentille étant maintenue par ladite monture de lentille, l'élément d'interface et la monture de lentille étant d'un seul tenant. Selon un exemple, la monture de lentille entoure au moins partiellement la au moins une lentille.
[0021] Selon un autre mode de réalisation, la caméra infrarouge comprend au moins une lentille et une monture de lentille, ladite au moins une lentille étant maintenue par ladite monture de lentille, au moins une lentille et/ou la monture de lentille comprenant une face tronquée adaptée à être positionnée en regard de la paroi. Selon un exemple, la monture de lentille entoure au moins partiellement la au moins une lentille.
[0022] Selon un exemple, l'angle de troncature de la face tronquée par rapport à l'axe optique de la caméra infrarouge est sensiblement égal à l'angle d'inclinaison de la partie de paroi et de l'élément transparent.
[0023] Selon un exemple, l'élément d'interface comprend au moins une partie adaptée à recouvrir la face tronquée, ladite partie formant par exemple une protection thermique de la face tronquée et/ou une protection de ladite face tronquée vis-à-vis de rayonnements infrarouges.
[0024] Selon un mode de réalisation, la caméra infrarouge comprend :
- au moins une lentille et une monture de lentille, ladite au moins une lentille étant maintenue par ladite monture de lentille ; et
- un capteur d' image sensible au rayonnement infrarouge de la gamme spectrale ; le capteur et la au moins une lentille définissant l'axe optique de la caméra infrarouge, le capteur étant disposé sensiblement dans le plan focal image de ladite au moins une lentille. Selon un exemple, la monture de lentille entoure au moins partiellement la au moins une lentille.
[0025] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface est adapté à réaliser un assemblage étanche aux fluides entre la paroi et la caméra infrarouge.
[0026] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface est en un matériau de faible conduction thermique, par exemple de conduction thermique inférieure à 10 W.m-1.K_1.
[0027] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface est muni d'au moins une sonde de température, au moins une sonde de température étant par exemple reliée à un module de traitement de flux lumineux parasite, par exemple un flux lumineux parasite émis par le dispositif.
[0028] Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un élément d'obturation amovible adapté à obturer la caméra infrarouge. Selon un exemple, l'élément d'obturation est recouvert d'un revêtement émissif sur une face dudit élément d'obturation située en regard de la caméra infrarouge.
[0029] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface comprend une surface intérieure émettrice orientée en regard de la caméra infrarouge et adaptée à être positionnée à proximité de l'élément transparent, par exemple contre la monture de l'élément transparent. Selon un exemple, ladite surface intérieure émettrice est recouverte d'un revêtement émissif .
[0030] Selon un mode de réalisation, l'élément d'interface comprend une portion adaptée à être positionnée en regard d'une région de l'élément transparent, par exemple un bord dudit élément transparent, de manière à former un écran entre ladite région de l'élément transparent et la caméra infrarouge, ladite portion comprenant une face émettrice orientée en regard de la caméra infrarouge. Selon un exemple, ladite face émettrice est recouverte d'un revêtement émissif.
[0031] Selon un mode de réalisation, la caméra infrarouge comprend un capteur d' image à matrice de pixels comprenant un pixel angulaire adapté à capturer un flux lumineux provenant d'une zone intérieure de l'élément d'interface orientée en regard du capteur d' image et du champ de vue du pixel angulaire, par exemple une zone intérieure destinée à être positionnée autour de l'élément transparent. Selon un exemple, ladite zone intérieure est recouverte d'un revêtement émissif.
[0032] Un mode de réalisation prévoit un système d'imagerie infrarouge comprenant : un dispositif d'imagerie infrarouge selon un mode de réalisation, et
- une paroi comportant une ouverture dans laquelle un élément transparent au rayonnement infrarouge d'une gamme spectrale, entouré par une monture, est inséré ; la caméra infrarouge du dispositif étant adaptée à détecter un rayonnement infrarouge de la gamme spectrale à travers l'élément transparent ; l'élément transparent et au moins une partie de la paroi dans laquelle l'élément transparent est inséré étant inclinés d'un angle d'inclinaison supérieur à 0° et inférieur à 90° ou inférieur à 0° et supérieur à -90° par rapport à l'axe optique de la caméra.
Brève description des dessins
[0033] Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
[0034] la figure IA, et
[0035] la figure IB sont des vues en coupe d'un exemple de caméra infrarouge disposée derrière une paroi inclinée ;
[0036] la figure 2A est une vue en coupe d'un exemple de dispositif d'imagerie infrarouge selon un mode de réalisation ;
[0037] la figure 2B est une vue en coupe d'une variante de l'exemple de dispositif d'imagerie infrarouge de la figure 2A ;
[0038] la figure 2C est une vue en coupe d'une autre variante de l'exemple de dispositif d'imagerie infrarouge de la figure 2A ; [0039] la figure 2D est une vue en coupe d'une autre variante de l'exemple de dispositif d'imagerie infrarouge de la figure 2A ;
[0040] la figure 3A est une vue en coupe d'une variante de caméra infrarouge ;
[0041] la figure 3B est une vue en coupe d'une autre variante de caméra infrarouge ;
[0042] la figure 4 est une vue en coupe d'un autre exemple de dispositif d'imagerie infrarouge selon un mode de réalisation .
Description des modes de réalisation
[0043] De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
[0044] Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, l'optique, par exemple les lentilles et leur monture, et le capteur d'image, par exemple le capteur d'image matriciel sous forme de matrice de micro-bolomètres ou de matrice de photodiodes, ne sont détaillés, étant connus par la personne du métier dans le domaine de l'invention.
[0045] Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments. [0046] Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures ou à un dispositif d'imagerie IR dans une position normale d'utilisation.
[0047] Lorsqu'on fait référence aux termes, "devant/derrière" , ou "avant/arrière" , il est fait référence au sens de propagation des rayons/du rayonnement lumineux, c'est-à-dire depuis l'élément transparent vers la caméra infrarouge .
[0048] Lorsqu'on fait référence à des valeurs d'angles, il faut comprendre que ces valeurs sont données dans le sens trigonométrique, représenté par La flèche en quart de cercle avec le signe " + " dans les figures. Une valeur d'angle négative correspond ainsi à un angle orienté dans le sens des aiguilles d'une montre.
[0049] Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
[0050] Un exemple de caméra infrarouge (IR) est représenté en figures IA et IB. La caméra infrarouge 110 comprend un boîtier 112 contenant un capteur d'image 114 sensible au rayonnement dans l'infrarouge, ainsi qu'une fenêtre 116 située en regard du capteur d'image 114 et apte à transmettre les rayonnements IR dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR. Le capteur d'image est avantageusement un capteur d'image matriciel constitué d'une matrice de micro- bolomètres. De manière alternative, le capteur d'image est un capteur d'image matriciel constitué d'une matrice de photodiodes à base de matériaux semi-conducteurs.
[0051] La caméra IR comprend en outre une pluralité de lentilles 118 (une seule a été représentée mais il y en a généralement plusieurs) aptes à opérer dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra de sorte à former une image sur le capteur d'image (la caméra est dans le plan focal image des lentilles) , les lentilles étant maintenues dans une monture de lentille 119 assemblée au boîtier 112. La monture de lentille 119 est positionnée de sorte que la fenêtre 116 soit disposée entre ladite monture et le capteur d'image 114. Le capteur et les lentilles définissent l'axe optique A de la caméra. Dans l'exemple représenté, l'axe optique est dans la direction horizontale X.
[0052] La caméra IR 110 peut être positionnée dans une enceinte, ou du moins être disposée derrière une paroi 130, de sorte que les rayonnements sont détectés par la caméra IR au travers de la paroi. Une telle enceinte ou paroi peut remplir une fonction de protection mécanique et/ou thermique de la caméra, et/ou une protection de la caméra vis à vis de l'environnement, et/ou une fonction aérodynamique, et/ou une fonction de protection d'un utilisateur (par exemple un bouclier, notamment un pare-brise) , voire une fonction d'esthétisme (par exemple pour masquer la caméra) .
[0053] La paroi 130 peut être une paroi plane, comme représenté. Alternativement, elle peut comprendre localement, au voisinage de la caméra, au moins une portion de paroi plane
[0054] La paroi peut être non transparente aux rayonnements IR, être inapte à transmettre une image, par exemple être rugueuse ou diffusante, ou encore peut ne pas transmettre les rayonnements IR avec une qualité suffisante dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR, qui est par exemple comprise entre 1 et 20 pm, de préférence entre 8 et 14 pm, voire entre 8 et 12 pm. Dans ce cas, un hublot 132 transparent aux rayonnements IR dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR peut être inséré dans une ouverture de la paroi. Le hublot 132 peut par exemple être inséré dans la paroi à l'aide d'une monture de hublot 134.
[0055] Le hublot 132 est adapté à transmettre les rayonnements IR à la caméra IR 110. Par exemple, le hublot peut être formé à partir d'une plaque en sulfure de zinc (ZnS) , séléniure de zinc (ZnSe) , silicium (Si) , germanium (Ge) , fluorure de baryum (BaF2) , fluorure de calcium (CaF2) , saphir, verre de chalcogénure ou de tout autre matériau transparent aux rayonnements IR dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR.
[0056] Le hublot 132 est caractérisé par deux faces sensiblement parallèles d'une surface d'occupation (dite "pupille") donnée, les deux faces étant séparées par une distance (épaisseur) . Les dimensions des deux faces (dimensions de la pupille) sont par exemple de l'ordre du centimètre, ou de la dizaine de centimètres, avec une épaisseur de l'ordre de quelques millimètres.
[0057] Dans certaines applications, la paroi 130 et le hublot 132 peuvent être inclinés d'un angle d'inclinaison 0 par rapport au plan focal des lentilles (dans l'exemple représenté, le plan focal est parallèle au plan vertical YZ dont on a représenté la direction verticale Z dans les vues en coupe) , strictement compris entre 0 et 90°, et plus spécifiquement entre 30° et 70°, par exemple autour de 60°. Dit autrement, la paroi 130 et le hublot 132 peuvent être inclinés d'un angle a par rapport à l'axe optique A qui est représenté dans la direction horizontale X. L'angle a est complémentaire de l'angle 0, donc strictement compris entre 0 et 90°, et plus spécifiquement entre 20° et 60°, par exemple autour de 30°. [0058] En outre, il est parfois recherché que la pupille du hublot soit la plus réduite possible. En effet, étant donné que la surface occupée par la paroi est soustraite de la surface occupée par le hublot et éventuellement par la monture de hublot, cela réduit la capacité de la paroi à remplir sa fonction, par exemple sa fonction de protection ou d'esthétisme. De plus, augmenter la pupille du hublot peut altérer l'intégrité mécanique de la paroi. En outre, le matériau utilisé pour former la pupille du hublot a un coût non négligeable, que l'on cherche à réduire en réduisant la pupille et, dans une moindre mesure, son épaisseur.
[0059] Cependant, la réduction de la pupille du hublot, lorsque celui-ci est incliné, a pour conséquence et inconvénient de limiter le champ de vue de la caméra IR (dit "FOV" pour "Field Of View" en anglais) , en provoquant un phénomène de vignettage, puisque les rayons aux extrémités du champ de vue sont coupés par le bord du hublot. En particulier, le champ de vue vertical ( "VFOV" pour "Vertical Field Of View" en anglais) peut être dégradé par rapport au champ de vue horizontal ("HFOVpour "Horizontal Field Of View" en anglais) en raison de l'inclinaison du hublot.
[0060] Le phénomène de vignettage s'aggrave lorsque la distance entre le hublot et la caméra IR augmente. Ainsi, il est avantageux de positionner la caméra IR au plus proche du hublot, dans la limite de l'espacement entre la caméra IR 110 et la paroi 130 (cette limite est repérée par les cercles en pointillés dans les figures IA et IB) . Cet espacement est d'autant plus réduit que l'angle d'inclinaison 0 par rapport à la direction verticale est important.
[0061] De plus, si l'axe optique A de la caméra IR 110 est centré sur l'axe optique B réfracté du hublot 132, c'est-à- dire l'axe optique après déviation par effet de réfraction dans ledit hublot, comme illustré en figure IA, alors la caméra IR peut présenter un vignettage vertical asymétrique, par exemple un vignettage favorisant la partie supérieure du champ de vue vertical. Un vignettage symétrique peut être obtenu en décentrant verticalement d'une distance D l'axe optique A de la caméra IR 110 par rapport à l'axe optique B réfracté du hublot 132, comme représenté dans la figure IB (même si cela a pour effet de réduire davantage l'espacement entre la caméra IR et la paroi, comme on peut le voir en comparant les figures IA et IB) .
[0062] Il existe donc un besoin de positionner précisément une caméra infrarouge vis-à-vis d'un hublot incliné afin de maîtriser le phénomène de vignettage. De plus, dans certaines applications, par exemple lorsque la caméra IR peut être amenée à subir des accélérations et/ou des chocs, il serait avantageux que le positionnement puisse être maintenu et maîtrisé de manière sûre même en cas d'accélération et/ou de choc. En d'autres termes, il existe un besoin de positionner précisément, et de préférence de manière robuste, une caméra IR vis-à-vis d'un hublot incliné.
[0063] Les inventeurs proposent un dispositif d'imagerie infrarouge permettant de répondre à ces besoins.
[0064] Des exemples de dispositifs d'imagerie infrarouge vont être décrits ci-après. Ces exemples sont non limitatifs et diverses variantes apparaîtront à la personne du métier à partir des indications de la présente description.
[0065] Le domaine infrarouge est caractérisé par une gamme spectrale comprenant les longueurs d'ondes de 1 pm à 20 pm.
[0066] Avantageusement, la caméra infrarouge et le dispositif d' imagerie selon un mode de réalisation sont adaptés à fonctionner dans une gamme spectrale comprise dans le domaine infrarouge lointain ("LWIR" pour "Long-Wave Infrared" en anglais) qui est un domaine spectral s'étendant entre 8 pm et 12 pm.
[0067] Selon un autre exemple, la caméra infrarouge et le dispositif d'imagerie selon un mode de réalisation sont adaptés à fonctionner dans une gamme spectrale comprise dans le domaine infrarouge court ("SWIR" pour "Short-Wave Infrared" en anglais) qui est un domaine spectral s'étendant entre 1 pm et 2,5 pm.
[0068] Selon un autre exemple, la caméra infrarouge et le dispositif d'imagerie selon un mode de réalisation sont adaptés à fonctionner dans une gamme spectrale comprise dans le domaine infrarouge moyen ("MWIR" pour "Medium-Wave Infrared" en anglais) qui est un domaine spectral s'étendant entre 3 pm et 5 pm.
[0069] Selon un autre exemple, la caméra infrarouge et le dispositif d'imagerie selon un mode de réalisation sont adaptés à fonctionner dans une gamme spectrale comprise dans le domaine infrarouge très lointain ("VLWIR" pour "Very Long- Wave Infrared" en anglais) qui est un domaine spectral s'étendant entre 12 pm et 22 pm.
[0070] Evidemment, la caméra infrarouge et le dispositif peuvent être adaptés à fonctionner dans une gamme spectrale s'étendant dans plusieurs des gammes précitées.
[0071] La figure 2A est une vue en coupe d'un exemple de dispositif d'imagerie IR selon un mode de réalisation, comprenant une caméra infrarouge 210 représentée derrière une paroi 130 (la paroi ne faisant pas partie du dispositif) .
[0072] Similairement à la caméra infrarouge 110 décrite en relation avec les figures IA et IB, la caméra infrarouge 210 comprend un boîtier 212 contenant un capteur d'image 214 sensible au rayonnement dans l'infrarouge, ainsi qu'une fenêtre 216 située en regard du capteur d'image 214 et apte à transmettre les rayonnements IR dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR. Le capteur d'image est avantageusement un capteur d' image matriciel comprenant une matrice de micro-bolomètres . De manière alternative, le capteur d' image est un capteur d' image matriciel comprenant une matrice de photodiodes à base de matériaux semi- conducteurs .
[0073] La caméra IR comprend en outre une pluralité de lentilles 218 aptes à opérer dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra de sorte à former une image sur le capteur d'image, la caméra étant dans le plan focal image des lentilles. Les lentilles sont maintenues dans une monture de lentille 219 assemblée au boîtier 212, la monture de lentille 219 étant positionnée de sorte que la fenêtre 216 soit disposée entre ladite monture et le capteur 214. Le capteur et les lentilles définissent l'axe optique A de la caméra, représenté dans la direction horizontale X.
[0074] La paroi 130 est similaire à la paroi représentée dans les figures IA et IB. Ainsi, elle comprend un hublot 132 (également désigné par "élément transparent") , le hublot étant transparent aux rayonnements infrarouges dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR. Le hublot 132 est inséré avec une monture de hublot 134 dans une ouverture de la paroi 130. La paroi peut être un bouclier, par exemple un pare-brise. La paroi peut être une paroi d'une enceinte, par exemple une enceinte fermée, notamment une enceinte fermée apte à être régulée thermiquement.
[0075] Par exemple, le hublot peut être formé à partir d'une plaque en sulfure de zinc (ZnS) , séléniure de zinc (ZnSe) , silicium (Si) , germanium (Ge) , fluorure de baryum (BaF2) , fluorure de calcium (CaF2) , saphir, verre de chalcogénure ou de tout autre matériau transparent aux rayonnements IR dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR. [0076] La paroi 130 et le hublot 132 sont inclinés d'un angle a par rapport à l'axe optique A qui est représenté dans la direction horizontale X. L'angle d'inclinaison a est strictement compris entre 0 et 90°, et plus spécifiquement entre 20° et 60°, par exemple autour de 30°.
[0077] La caméra infrarouge est adaptée à capturer une image thermique d'une scène image au travers du hublot incliné.
[0078] Le dispositif d'imagerie IR comprend en outre un élément d'interface 230 positionné entre la caméra infrarouge 210 et la monture 134 de hublot. L'élément d'interface 230 est adapté à réaliser une interface entre la caméra IR et la monture de hublot, et ce, afin de permettre un positionnement relatif du dispositif par rapport à l'élément transparent.
[0079] L'élément d'interface 230 représenté est un élément rigide, d'un seul tenant, présentant une forme de tronc de cône sensiblement oblique et creux, adaptée pour relier la caméra IR 210 et la monture 134. L'élément d'interface 230 représenté comprend :
- une première extrémité 232 conformée pour s'accrocher à la monture 134 de hublot par complémentarité de forme avec ladite monture, venant ainsi s'assembler à la paroi tout autour du hublot ;
- une deuxième extrémité 234 conformée pour s'accrocher à la monture de lentille 219 par complémentarité de forme avec ladite monture de lentille ;
- un corps 236 entre la première et la deuxième extrémité.
[0080] Le corps 236 forme une enveloppe de préférence opaque au rayonnement lumineux dans une gamme spectrale. Ladite enveloppe est ainsi de préférence adaptée à bloquer tout ou partie de rayons lumineux parasites provenant de l'arrière de la paroi 132, susceptibles de pénétrer dans l'espace entre la paroi et la caméra IR, par exemple dans le chemin optique entre le hublot et la caméra IR, les rayons lumineux parasites pouvant générer une image parasite sur le capteur d'image 214.
[0081] Selon un exemple alternatif, la deuxième extrémité peut être conformée pour s'accrocher au boîtier 212 de la caméra IR, ou à la fois à la monture de lentille 219 et au boîtier 212.
[0082] Ainsi, l'élément d'interface 230 permet de positionner de manière précise la caméra infrarouge par rapport au hublot, c'est-à-dire de fixer la distance entre la caméra et le hublot dans la direction de l'axe optique A (la direction horizontale X dans l'exemple représenté) , mais également la distance entre l'axe optique A de la caméra infrarouge et l'axe optique réfracté B du hublot dans une direction perpendiculaire à l'axe optique A (la direction verticale Z dans l'exemple représenté) . Dans l'exemple de la figure 2A, l'axe optique A de la caméra 210 coïncide avec l'axe optique réfracté B du hublot 132. Dans les exemples des figures 2B et 2C, décrites plus après, l'axe optique A de la caméra est décalé d'une distance D par rapport à l'axe optique réfracté B du hublot 132 dans la direction verticale Z.
[0083] Dans l'exemple représenté, l'élément d'interface 230 est un élément distinct de la paroi 130 et de la caméra infrarouge 210. Cela permet de faciliter le remplacement des différents éléments de la paroi et/ou du dispositif d'imagerie IR, par exemple en cas de maintenance, ou lorsque l'élément d' interface doit être changé afin de pouvoir placer la caméra infrarouge derrière une paroi différente ou derrière une paroi identique avec un angle d'inclinaison différent, ou encore lorsque la paroi doit être remplacée, par exemple si elle est endommagée au cours de son utilisation.
[0084] Selon un exemple avantageux, l'élément d'interface 230 est apte à réaliser une fermeture étanche aux fluides entre la monture de hublot 134 et la caméra IR 210. Cela permet de réduire les variations de composition du gaz, par exemple de l'air, dans l'espace compris entre le hublot et la caméra IR et contenu dans ledit élément d'interface. Par exemple, cela peut permettre de réduire l'humidité, les particules et/ou les poussières dans ledit espace, de manière à fournir une qualité d' image la plus constante possible ou du moins de limiter les variations de qualité d'image. Par exemple, l'espace compris entre le hublot et la caméra IR peut être saturé en azote, avec une faible concentration en particules et/ou en poussières avant d'être enfermé dans l'élément d' interface .
[0085] Selon un exemple, au moins une première surface intérieure de l'élément d'interface est formée à partir d'un matériau absorbant dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR ou est recouverte d'un revêtement absorbant dans ladite gamme spectrale.
[0086] Selon un exemple, au moins une deuxième surface intérieure de l'élément d'interface est formée à partir d'un matériau réfléchissant dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR, par exemple métallique, ou est recouverte d'un revêtement réfléchissant dans ladite gamme spectrale, par exemple un revêtement métallique.
[0087] Selon un exemple, l'élément d'interface comprend au moins une première surface intérieure formée à partir d'un matériau absorbant dans la gamme spectrale d'utilisation de la caméra IR ou recouverte d'un revêtement absorbant dans ladite gamme spectrale, et au moins une deuxième surface intérieure formée à partir d'un matériau réfléchissant dans ladite gamme spectrale, par exemple métallique, ou recouverte d'un revêtement réfléchissant dans ladite gamme spectrale, par exemple un revêtement métallique.
[0088] Les première et deuxième surfaces sont par exemple définies en fonction d'une exposition à un rayonnement lumineux parasite et/ou en fonction d'un gradient de température susceptible de les impacter.
[0089] Selon un exemple, tout ou partie des surfaces intérieures 238 de l'élément d'interface 230 est conformée pour limiter l'émission de rayonnement lumineux parasite par ledit élément d' interface vers la caméra, par exemple les surfaces intérieures inclinées en regard de la caméra sont réduites, voire exclues.
[0090] Selon un exemple, l'élément d'interface comprend, à l'intérieur dudit élément, au moins une structure adaptée à limiter l'émission de rayonnement lumineux parasite par ledit élément d' interface vers la caméra, par exemple une structure de type écran, cache et/ou piège à lumière. Il peut s'agir d'une (ou de) structure (s) disposée (s) régulièrement autour de l'axe optique dans l'élément d'interface, ou de structures disposées irrégulièrement autour de l'axe optique dans l'élément d'interface.
[0091] Selon un exemple, l'élément d'interface est en un matériau à faible conduction thermique, par exemple de conduction thermique inférieure à 10 W.m_1.K-1. Cela permet de favoriser l'isolation thermique entre le hublot et la caméra IR. En effet, l'environnement autour du hublot peut subir des variations de température, notamment en fonction des conditions extérieures à la paroi, or les variations de température peuvent dégrader les performances de la caméra infrarouge, notamment en générant un flux thermique parasite. Par exemple, lorsque la paroi est une paroi d'une enceinte apte à être régulée thermiquement, la combinaison régulation thermique dans l'enceinte et isolation thermique par l'élément d'interface permet d'obtenir de meilleures performances de la caméra infrarouge.
[0092] Selon un exemple, l'élément d'interface 230 est muni d'au moins une sonde de température 240. Une sonde de température peut être disposée de préférence à l'intérieur dudit élément d'interface, mais peut également être disposée à l'extérieur dudit élément d'interface. Par exemple, plusieurs sondes de températures peuvent être positionnées à différents endroits de l'élément d'interface afin de pouvoir déterminer un gradient de température. Par exemple, une ou plusieurs sondes de température peu(ven)t être positionnée ( s ) au voisinage du hublot 132 de manière à estimer une température du hublot, et/ou une ou plusieurs sondes de température peu(ven)t être positionnée ( s ) au voisinage de la monture de lentille de manière à estimer une température de lentille, et/ou une ou plusieurs sondes de température peu(ven)t être positionnée ( s ) sur une ou plusieurs surface (s) intérieure ( s ) de l'élément d'interface de manière à estimer une valeur d'émission de rayonnement lumineux parasite (flux lumineux parasite) par ladite ou lesdites surface (s) .
[0093] Selon un exemple, au moins une sonde de température est reliée à un module de traitement du flux lumineux parasite, c'est-à-dire du flux lumineux capturé par la caméra infrarouge mais provenant d'au moins une source autre que la scène image, par exemple un flux lumineux parasite émis par le dispositif d'imagerie et/ou le hublot. Le module de traitement du flux lumineux parasite peut être inclus dans ou relié à un module de traitement d' image afin de déterminer le flux lumineux issu essentiellement de la scène image, par exemple en le corrigeant du flux lumineux parasite.
[0094] Alternativement, tout ou partie du flux lumineux parasite peut être déterminé sans sonde de température, et ainsi simplifier le dispositif d'imagerie IR. Des exemples de moyens adaptés à déterminer un flux lumineux parasite sans sonde de température sont décrits dans la description qui suit, en relation avec les figures 2B et 2C. [0095] La figure 2B est une vue en coupe d'une variante de l'exemple de dispositif d'imagerie IR de la figure 2A. Le dispositif 201 de la figure 2B se distingue du dispositif 200 de la figure 2A principalement en ce que :
- l'axe optique A de la caméra est décalé d'une distance D par rapport à l'axe optique réfracté B du hublot dans la direction verticale Z ; et la première extrémité 232 de l'élément d'interface 230 comporte une surface intérieure 231 orientée en regard de la caméra infrarouge 210 et positionnée contre un bord de la monture de hublot 134. La surface intérieure 231 est émettrice, par exemple elle est recouverte d'un revêtement émissif 233 ; le revêtement émissif permet à la surface ainsi recouverte d'être capturée plus efficacement par la caméra infrarouge.
[0096] La surface intérieure émettrice 231 est représentée dans une partie inférieure de la première extrémité 232, mais ceci est un exemple non limitatif. Alternativement, la surface intérieure émettrice peut être dans une autre partie de la première extrémité 232 et/ou être une autre surface intérieure de l'élément d'interface 230, par exemple une autre surface intérieure à proximité du hublot lorsqu'il s'agit de déterminer un flux lumineux parasite émis par le hublot et/ou une autre surface intérieure de l'élément d'interface lorsqu'il s'agit de déterminer un flux lumineux parasite émis par le dispositif d'imagerie. Plusieurs surfaces intérieures émettrices peuvent être prévues.
[0097] Ceci est un exemple de configuration permettant de dégrader volontairement le vignettage sur une région du champ de vue de la caméra infrarouge, de préférence une région non critique pour l'application visée, et de réaliser une image de la surface intérieure de l'élément d'interface en vis-à- vis de ladite région dégradée du champ de vue. La température déterminée par le capteur d' image dans cette région dégradée du champ de vue peut ensuite être utilisée dans un module de traitement de flux lumineux parasite.
[0098] La figure 2C est une vue en coupe d'une autre variante de l'exemple de dispositif d'imagerie IR de la figure 2A. Le dispositif 202 de la figure 2C se distingue du dispositif 200 de la figure 2A en ce que :
- l'axe optique A de la caméra est décalé d'une distance D par rapport à l'axe optique réfracté B du hublot dans la direction verticale Z ; et la première extrémité 232 de l'élément d'interface 230 comporte une portion 235 formant écran d'une région 133 de l'élément transparent 132 vis à vis de la caméra infrarouge 210 ; la portion 235 comprend une face émettrice orientée en regard de la caméra infrarouge 210, par exemple recouverte d'un revêtement émissif 237.
[0099] La portion 235 est représentée comme étant une extension vers l'intérieur de la première extrémité 232, dans une partie supérieure de ladite première extrémité, mais ceci est un exemple non limitatif. Alternativement, la portion formant écran peut être une extension d'une autre partie de la première extrémité 232 et/ou être positionnée ailleurs dans l'élément d'interface 230, par exemple à proximité du hublot lorsqu'il s'agit de déterminer un flux lumineux parasite émis par le hublot, voire non nécessairement à proximité du hublot lorsqu'il s'agit de déterminer un flux lumineux parasite émis par le dispositif d'imagerie. Plusieurs portions formant écran peuvent être prévues.
[0100] Ceci est un autre exemple de configuration permettant de dégrader volontairement le vignettage sur une région du champ de vue de la caméra infrarouge, de préférence une région non critique pour l'application visée, et de réaliser une image de la surface intérieure de la portion de l'élément d' interface en vis-à-vis de ladite région dégradée du champ de vue. La température déterminée par le capteur d'image dans cette région dégradée du champ de vue peut ensuite être utilisée dans un module de traitement de flux lumineux parasites .
[0101] Dans un autre exemple, la caméra infrarouge 214 peut comprendre un capteur d' image à matrice de pixels comprenant des pixels d'image et au moins un pixel angulaire.
[0102] Par pixel angulaire, on entend un pixel de détection de flux lumineux parasite, ou flux thermique parasite, qui est un pixel ayant un champ de vue modifié par rapport à celui des pixels d'image de la matrice de pixels, afin de favoriser la capture de flux thermique parasite. Par exemple, chaque pixel de détection de flux thermique parasite est agencé pour capturer une plus grande portion de flux thermique parasite que chaque pixel d'image de la matrice de pixels.
[0103] Le pixel angulaire est adapté à capturer un flux lumineux parasite provenant d'une zone intérieure de l'élément d'interface orientée en regard du capteur d'image et dans le champ de vue dudit pixel angulaire, par exemple une zone intérieure positionnée autour de l'élément transparent, la zone étant par exemple recouverte d'un revêtement émissif.
[0104] Des exemples de caméra infrarouge à pixel de détection de flux thermique parasite, de procédé d'étalonnage d'une telle caméra infrarouge, et de procédé de correction d'une image capturée par une telle caméra infrarouge sont décrits dans les demandes internationales de brevet WO2019234215A1 et WO2019234216A1, le contenu de ces demandes étant incorporées ici par référence.
[0105] Par rapport aux solutions décrites en relation avec les figures 2B et 2C, cela permet de ne pas avoir à dégrader le champ de vue de la caméra, et en particulier de ne pas avoir à dégrader le vignettage.
[0106] La figure 2D est une vue en coupe d'une autre variante de l'exemple de dispositif d'imagerie IR de la figure 2A. Le dispositif 203 de la figure 2C se distingue du dispositif 200 de la figure 2A principalement en ce gu' il comprend un obturateur amovible 242 adapté à obturer la caméra infrarouge 210. L'obturateur 242 peut être sous la forme d'un volet obturant. L'obturateur 242 peut être assemblé à l'élément d'interface 230. De préférence, l'obturateur 242 est situé proche de la caméra IR, c'est à dire à une distance inférieure à la distance hyperfocale de la caméra IR. Cela permet de flouter les possibles inhomogénéités de l'obturateur, en termes d'émission infrarouge.
[0107] Un obturateur uniforme permet par exemple d'étalonner la caméra, l'obturateur formant une image d'étalonnage uniforme devant la caméra lorsqu'il est fermé.
[0108] L'obturateur peut être par exemple recouvert d'un revêtement émissif sur une face de l'obturateur située en regard de la caméra infrarouge.
[0109] Selon un exemple, l'obturateur 242 est en contact thermique avec l'élément d'interface 230 : dans ce cas, l'image d'étalonnage permet de quantifier la quantité de flux parasite émis par l'élément d'interface 230 en utilisation.
[0110] Les variantes des figures 2B à 2D peuvent être combinées l'une avec l'autre, ainsi qu'avec un ou plusieurs des exemples donnés en relation avec la figure 2A.
[0111] Comme décrit dans la description en relation avec les figures IA et IB, le phénomène de vignettage s'aggrave lorsque la distance entre le hublot et la caméra IR augmente, et il est donc avantageux de positionner la caméra IR au plus proche du hublot, dans la limite de l'espacement entre la caméra IR et la paroi. Comme on peut le comprendre dans les figures IA et IB, dans l'exemple où la paroi est inclinée d'un angle strictement compris entre 0 et 90° par rapport à l'horizontale, lorsque la partie supérieure de la monture de lentille vient en contact avec la paroi inclinée, il n'est plus possible de réduire la distance entre la caméra IR et le hublot.
[0112] Les inventeurs ont donc pensé à réduire cette distance en tronquant la monture de lentille voire en tronquant une ou plusieurs lentilles, comme représenté dans les figures 3A et 3B.
[0113] La figure 3A représente une variante de caméra infrarouge 310 comprenant un capteur d'image 314, similaire au capteur d' image décrit en relation avec la figure 2A, une pluralité de lentilles 318 et une monture de lentille 319 tronquée selon un angle de troncature p par rapport à l'axe optique A de la caméra infrarouge. La troncature 317 est formée dans une portion de la monture de lentille destinée à être en regard d'une paroi inclinée, ici en partie supérieure arrière de la monture de lentille.
[0114] La figure 3B représente une autre variante de caméra infrarouge 320 comprenant un capteur d'image 324, similaire au capteur d' image décrit en relation avec la figure 2A, une pluralité de lentilles dont au moins une lentille 328 est tronquée selon un angle de troncature p par rapport à l'axe optique A de la caméra infrarouge et une monture de lentille 329 également tronquée du même angle de troncature p dans la continuité de la troncature de lentille. La troncature 327 est formée dans une portion de la lentille destinée à être en regard d'une paroi inclinée, ici en partie supérieure arrière de la lentille.
[0115] De préférence, la troncature de lentille est conçue pour ne pas dégrader les performances optiques de la lentille. Selon un exemple, une lentille tronquée présente au moins une surface optique irrégulière (de type free-form) . La surface optique irrégulière est au moins non axisymétrique .
[0116] Selon un exemple avantageux, la lentille tronquée est recouverte par une portion de monture de lentille ou par une autre pièce de recouvrement, adaptée à recouvrir la troncature de lentille. Cela permet de limiter, voire de supprimer, une dégradation des performances optiques de la lentille tronquée, par exemple lorsque la lentille tronquée subit des variations de température et/ou cela permet de protéger l'environnement proche de la troncature de lentille d'un flux lumineux parasite pouvant être induit par ladite troncature. La figure 4 représente un exemple de dispositif dans lequel la monture de lentille, qui est également l'élément d'interface, est adaptée à recouvrir une troncature de lentille.
[0117] La figure 4 représente un autre exemple de dispositif d'imagerie IR 400 selon un mode de réalisation comprenant un capteur d'image 414, similaire au capteur d'image décrit en relation avec la figure 2A, une pluralité de lentilles dont au moins une lentille 418 est tronquée selon un angle de troncature p par rapport à l'axe optique A de la caméra infrarouge. Le dispositif 400 comprend en outre un élément d'interface 430 formant également monture de lentille. En d'autres termes, l'élément d'interface 430 et la monture de lentille sont d'un seul tenant. En outre, l'élément d'interface 430 comprend une partie de recouvrement 434, adaptée à recouvrir la troncature 417 de lentille, et également adaptée à s'insérer entre la paroi inclinée 130 et ladite troncature.
[0118] Selon un exemple, au moins la partie de recouvrement 434, voire tout l'élément d'interface 430, est en un matériau adapté à protéger la troncature 417 de lentille d'un flux lumineux parasite externe, par exemple un matériau réfléchissant ou absorbant. [0119] Selon un exemple, au moins la partie de recouvrement
434, voire tout l'élément d'interface 430, est en un matériau adapté à dissiper un flux thermique parasite.
[0120] Ainsi, l'élément d'interface 430 de la figure 4 se distingue de celui de la figure 2A principalement en ce qu' il est d'un seul tenant avec la monture de lentille et qu'il est adapté à une troncature de lentille. Cela permet de rapprocher la caméra infrarouge du hublot, et ainsi de diminuer le phénomène de vignettage. Cela permet en outre de disposer d'une seule pièce, par exemple compacte, limitant ainsi les jeux entre les pièces, et permettant un positionnement plus précis entre la caméra infrarouge et le hublot incliné.
[0121] Similairement à l'élément d'interface 230 de la figure 2A, l'élément d'interface 430 du dispositif 400 comprend une première extrémité 432 conformée pour s'accrocher à la monture 134 de hublot par complémentarité de forme avec ladite monture, venant ainsi s'assembler à la paroi autour du hublot. La deuxième extrémité 434 de l'élément d'interface est adaptée à s'assembler avec le capteur d'image 414, généralement avec un boîtier intégrant le capteur d' image et la fenêtre entre le capteur et les lentilles. Les autres exemples donnés dans la description de la figure 2A concernant l'élément d'interface peuvent s'appliquer à l'élément d'interface 430 de la figure 4.
[0122] Dans l'exemple représenté, l'angle de troncature p est sensiblement égal à l'angle d'inclinaison a de la paroi, ce qui permet de rapprocher au mieux la caméra infrarouge du hublot .
[0123] Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d'autres variantes apparaîtront à la personne du métier. En particulier, tous les modes de réalisation peuvent être réalisés avec ou sans décalage entre l'axe optique de la caméra infrarouge et l'axe optique réfracté. En outre, dans les modes de réalisation, le boîtier du capteur d' image et la monture de lentille peuvent être en un seul tenant.
[0124] Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus.

Claims

REVENDICATIONS Dispositif d'imagerie infrarouge (200, 201, 202, 203, 400) comprenant une caméra infrarouge (210, 410) ayant un axe optique (A) et destinée à détecter un rayonnement infrarouge dans une gamme spectrale à travers un élément transparent (132) audit rayonnement infrarouge, ledit élément transparent comprenant deux faces, une face d'entrée et une face de sortie, sensiblement planes et parallèles entre elles, et étant entouré par une monture (134) , l'élément transparent avec la monture étant adapté à être inséré dans une ouverture d'une paroi (130) , l'élément transparent et au moins une partie de la paroi dans laquelle l'élément transparent est inséré étant inclinés d'un angle d'inclinaison (a) supérieur à 0° et inférieur à 90° ou inférieur à 0° et supérieur à -90° par rapport à l'axe optique (A) de la caméra infrarouge ; le dispositif comprenant en outre :
- un élément d'interface (230, 430) adapté à réaliser une interface entre la caméra infrarouge (210, 410) et la monture ( 134 ) . Dispositif (200, 201, 202, 203, 400) selon la revendication
1, au moins une surface intérieure (238, 438) de l'élément d'interface (230, 430) étant conformée de manière à diminuer l'émission de rayonnements infrarouges par ledit élément d'interface vers la caméra, et/ou étant en un matériau adapté à diminuer l'émission de rayonnements infrarouges par ledit élément d' interface vers la caméra et/ou étant recouverte d'un revêtement adapté à diminuer l'émission de rayonnements infrarouges par ledit élément d'interface vers la caméra. Dispositif (200, 201, 202, 203, 400) selon la revendication 1 ou 2, l'élément d'interface (230, 430) comprenant une première extrémité (232, 432) adaptée à s'accrocher à la monture (134) de l'élément transparent (132) , par exemple par complémentarité de forme avec ladite monture. Dispositif (200, 201, 202, 203) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, l'élément d'interface (230) comprenant une deuxième extrémité (234) adaptée à s'accrocher à la caméra infrarouge (210) , par exemple par complémentarité de forme avec au moins une partie de ladite caméra infrarouge. Dispositif (200, 201, 202, 203) selon la revendication 4, la caméra infrarouge (210) comprenant au moins une lentille (218) et une monture de lentille (219) , ladite au moins une lentille étant maintenue par ladite monture de lentille, la deuxième extrémité (234) de l'élément d'interface (230) étant adaptée à s'accrocher à la monture de lentille (219) , par exemple par complémentarité de forme avec ladite monture de lentille. Dispositif (400) selon la revendication 4, la caméra infrarouge (410) comprenant au moins une lentille (418) et une monture de lentille, ladite au moins une lentille étant maintenue par ladite monture de lentille, l'élément d'interface (430) et la monture de lentille étant d'un seul tenant . Dispositif (400) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, la caméra infrarouge (410) comprenant au moins une lentille (418) et une monture de lentille, ladite au moins une lentille étant maintenue par ladite monture de lentille, au moins une lentille (418) et/ou la monture de lentille comprenant une face tronquée (417) adaptée à être positionnée en regard de la paroi (130) . Dispositif (400) selon la revendication 7, l'angle de troncature (p) de la face tronquée (417) par rapport à l'axe optique (A) de la caméra infrarouge étant sensiblement égal à l'angle d'inclinaison (a) de la paroi (130) et de l'élément transparent (132) . Dispositif (400) selon la revendication 7 ou 8, l'élément d'interface (430) comprenant au moins une partie (434) adaptée à recouvrir la face tronquée (417) , ladite partie formant par exemple une protection thermique de la face tronquée et/ou une protection de ladite face tronquée vis- à-vis de rayonnements infrarouges. . Dispositif (200, 201, 202, 203, 400) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, la caméra infrarouge (210, 410) comprenant : au moins une lentille (218, 418) et une monture de lentille (219) , ladite au moins une lentille étant maintenue par ladite monture de lentille ; et
- un capteur d'image (214, 414) sensible au rayonnement infrarouge de la gamme spectrale ; le capteur et la au moins une lentille définissant l'axe optique (A) de la caméra infrarouge, le capteur étant disposé sensiblement dans le plan focal image de ladite au moins une lentille. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, l'élément d'interface étant adapté à réaliser un assemblage étanche aux fluides entre la paroi et la caméra infrarouge . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, l'élément d'interface étant en un matériau de faible conduction thermique, par exemple de conduction thermique inférieure à 10 W.m_1.K-1. Dispositif (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, l'élément d'interface étant muni d'au moins une sonde de température (240) , au moins une sonde de température étant par exemple reliée à un module de traitement de flux lumineux parasite, par exemple un flux lumineux parasite émis par le dispositif. Dispositif (203) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, comprenant un élément d'obturation amovible (242) adapté à obturer la caméra infrarouge (210) , ledit élément d'obturation étant par exemple recouvert d'un revêtement émissif sur une face dudit élément d'obturation située en regard de la caméra infrarouge. Dispositif (201) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, l'élément d'interface (230) comprenant une surface intérieure émettrice (231) orientée en regard de la caméra infrarouge (210) et adaptée à être positionnée à proximité de l'élément transparent (132) , par exemple contre la monture (134) de l'élément transparent, ladite surface intérieure émettrice étant par exemple recouverte d'un revêtement émissif (233) . Dispositif (202) selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, l'élément d'interface (230) comprenant une portion (235) adaptée à être positionnée en regard d'une région (133) de l'élément transparent (132) , par exemple un bord dudit élément transparent, de manière à former un écran entre ladite région de l'élément transparent et la caméra infrarouge (210) , ladite portion comprenant une face émettrice orientée en regard de la caméra infrarouge (210) , par exemple recouverte d'un revêtement émissif (237) . Dispositif (200, 201, 202, 203) selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, la caméra infrarouge (210) comprenant un capteur d'image (214) à matrice de pixels comprenant un pixel angulaire adapté à capturer un flux lumineux provenant d'une zone intérieure de l'élément d'interface (230) orientée en regard du capteur d'image et du champ de vue du pixel angulaire, par exemple une zone intérieure destinée à être positionnée autour de l'élément transparent (132) , ladite zone intérieure étant par exemple recouverte d'un revêtement émissif. Système d'imagerie infrarouge comprenant :
- un dispositif d'imagerie infrarouge (200, 201, 202, 203, 400) selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, et
- une paroi (130) comportant une ouverture dans laquelle un élément transparent (132) au rayonnement infrarouge d'une gamme spectrale, entouré par une monture (134) , est inséré ; la caméra infrarouge (210, 410) du dispositif étant adaptée à détecter un rayonnement infrarouge de la gamme spectrale à travers l'élément transparent ; l'élément transparent (132) et au moins une partie de la paroi (130) dans laquelle l'élément transparent est inséré étant inclinés d'un angle d'inclinaison (a) supérieur à 0° et inférieur à 90° ou inférieur à 0° et supérieur à -90° par rapport à l'axe optique (A) de la caméra. Dispositif d'imagerie infrarouge selon l'une quelconque des revendications 1 à 17 ou système d'imagerie infrarouge selon la revendication 18, dans lequel l'élément transparent est inclus dans le volume correspondant à l'ouverture de la paroi, et/ou ne dépasse pas latéralement de part et d'autre de l'ouverture de la paroi.
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