Réalisation d’une caméra infrarouge à bas coût pour application grand public

par Charles Sion

Thèse de doctorat en Micro et Nano Technologies, Acoustique et Télécommunications

Sous la direction de Didier Leclercq et de Pascale Godts-Poubelle.


  • Résumé

    Le rayonnement émis par un humain peut être détecté par un capteur infrarouge travaillant dans la bande 8-14µm. Les caméras basées sur ce type de détecteur, initialement réservées aux applications militaires, sont en développement constant grâce à la demande croissante d’applications commerciales telles que la détection de personnes ou la thermographie. Les détecteurs « non refroidis » constitués de matrices microbolomètriques représentent aujourd’hui près de 95% du marché industriel mais demeurent néanmoins trop couteux pour des applications grand-public. Pour remédier à ce problème, le travail reporté dans ce mémoire est relatif à la conception et la réalisation d’un système de vision infrarouge intégrant un capteur thermique matriciel développé au laboratoire et principalement destiné à la détection de personnes. Contrairement aux matrices bolométriques basées sur une variation de résistance électrique, ce capteur fonctionnant par effet thermoélectrique ne nécessite pas d’alimentation et l’interface électronique associée est très simple. Une attention particulière a été portée sur la diminution des coûts de fabrication par réduction des dimensions des pixels thermoélectriques associés à un objectif équipé d’une lentille de Fresnel en polyéthylène afin de permettre l’implantation de ce type de système dans l’habitat individuel. Des séries de microcapteurs 5x5, 7x7, 10x10 pixels ont été développées durant cette thèse ainsi qu’un imageur complet utilisant une matrice de 7x7 pixels. Le modèle mathématique mis au point durant ce travail montre que les dimensions des capteurs peuvent être encore réduites pour obtenir un nombre de pixels plus conséquent sans augmentation du coût.

  • Titre traduit

    Realization of a low cost infra-red imaging device for consumer applications


  • Résumé

    The thermal radiation emitted by human body can be detected in the 8-14 µm range by an infra-red sensor. Cameras imagined from this type of detectors were initially reserved for army personal usage but the market is in a large growth due to commercial applications like thermography or human detection. Thermal detectors microbolometers are the most spread technologies with 95% of the market but some others are showing interesting results as thermoelectrical arrays. This document explains the realisation of an infrared camera that can be used for human detection using a technology developed in the group. Contrary to the bolometric matrices based on a variation of electrical resistance, this sensor working by thermoelectric effect does not require power supply and the associated electronic interface is very simple. A special attention was related to the reduction in the manufacturing costs by decreasing the size of the thermoelectric pixels and using a polyethylene Fresnel lens in order to use this type of system in the individual housing. Series of 5x5, 7x7, 10x10 pixels microsensors were modelled and realized during this thesis as well as a complete imaging device using of 7x7 pixels array. The mathematical model developed during this work shows that a further increase in length reduction is possible if more pixels are needed.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (116 p.)
  • Annexes : Bibliogr. à la suite des chapitres

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2011-455
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