Раздел: СТОП-КАДР Тема: Тепловизоры Автор: Вадим Старцев, Аркадий Наумов АО «ОКБ «АСТРОН»
Мировой рынок инфракрасных камер – смена парадигмы развития
Все аналитические агентства в 2017 г. прогнозируют дальнейший рост инфракрасной техники в ближайшие годы (до 2022 г.) с темпом 5,6% в год для военных применений и гражданских – 8,8% в год. Настоящий обзор составлен в основном по последним материалам французской аналитической компании Yole Development. За прошлые десять лет рынок ИК-техники рос прежде всего из-за военных приложений и лишь во второй, значительно меньшей степени, – коммерческих. В настоящее время парадигма развития изменилась – рост обеспечивают гражданская термография, охранное и пожарное наблюдение, персональные системы ночного видения (PVS) и локальные рынки безопасности. Рост степени интеграции тепловых камер в смартфоны и их коммерческое применение вместе с уменьшающимися ценами на тепловые камеры, как ожидают аналитики, будет стимулировать взрывной отраслевой рост. 2016–2017 гг. были хорошими годами для рынка. Продавалось каждый год примерно по 900 000 неохлаждаемых ИК-камер стоимостью в ,7 млрд в год. Именно гражданские коммерческие применения стимулировали этот рост, включая термографию, различные системы наблюдения и пожаротушения и PVS. Термография, безусловно, ведущий коммерческий рынок как по стоимости, так и по объему. Аналитики оценивают, что ежегодно к 2022 г. будет продаваться 500 000 ИК-камер в этом секторе. В то же время цены на камеры продолжают падать, появилось несколько новых продуктов с ценой ниже 00, общие продажи растут. Общие прогнозы рынка ИК-камер
Аналитики ожидают рост рынка ИК-камер к 2022 г. до уровня свыше млрд в финансовом исчислении и свыше 1,7 млн шт. в натуральном исчислении. При этом ожидается, что военные применения будут расти со скоростью 5,6% в год, а гражданские – 8,8% в год. Из графика видно, что гражданские применения уже уверенно опережают военные и к 2022 г. станут доминирующими. Военные применения: рост форматов и диапазонов Новые поколения инфракрасных систем (3-е поколение) усиленно разрабатываются в последние годы многими фирмами США, Франции, Англии, Японии и ряда других стран. Ведущие в научно-техническом отношении государства постоянно увеличивают расходы на исследования в этой области. Контракты ведущих мировых фирм (FUR Systems, ВАЕ Systems, Carl Zeiss Optronics GmbH. Raytheon, Selex Galileo, L-3 Cincinnati Electronics и др.) на разработку ИК-систем для военных и гражданских применений составляют десятки миллионов долларов. Ожидается, что финансирование 4 основных программ развития только ИК- видения в течение ближайших 10 лет в США составит 4 млн. Ведущие фирмы – производители оптических элементов для ИК-систем работают над созданием дешевых облегченных, малогабаритных схем. Основу рынка в ближайшее десятилетие составят ИК-системы 3-го поколения, в которых будут использоваться матричные двух- и многодиапазонные фотоприемные устройства большого формата в сочетании с широкодиапазонными оптическими системами высокого пространственного разрешения. Так, в 2017 г. ряд фирм заявили о подготовке к разработке светосильных оптических систем с угловыми полями более 23°, работающих в 2 и более диапазонах (фирма Edmund Optics), охлаждаемых объективов с фокальным числом 2,84 (фирмы ONERA-SOFRADIR), о разработке технологии изготовления асферических линз и объективов с переменным угловым полем методами моллирования и алмазного точения (фирма Axis Technologies). Управление по приборам ночного видения и оптико-электронным системам армии США (NVESD) финансирует разработку систем с переменным угловым полем – узким в коротковолновом и широким в средневолновом ИК-диапазонах и изменяющимся в 6 крат увеличением фокусного расстояния от 100 до 500 мм. Предполагается кардинальное совершенствование технологии изготовления оптических компонентов для систем 3-го поколения. Во многом развитию отмеченных направлений служат программа перспективных неохлаждаемых тепловизионных датчиков (Advanced Uncooled Thermal Imaging Sensors – AUTIS) и программа дешевых микродатчиков (Low Cost Microsensors – LCSM), работы по которым проводились совместно компаниями Raytheon и NVESD. Среди направлений программы критических военных технологий США указаны лазерные, оптические системы и тепловизионные системы, строящие изображения. Дальнейшим развитием ИК-техники явилось увеличение числа чувствительных элементов фотоприемников и переход от многорядных сканируемых систем к крупноформатным матричным фотоприемным устройствам (МФПУ) «смотрящего» типа, которые можно отнести к ФПУ 3-го поколения. Крупноформатные (640 х 512 элементов и более) МФПУ позволяют существенно увеличить угловое поле зрения без потери детальности изображения и полностью освободить оптико-электронную систему от элементов оптико-механического сканирования, переводя тем самым ее на качественно новый уровень по габаритным характеристикам, энергопотреблению и повышению надежности. Такие МФПУ особенно эффективны для решения задач систем обеспечения безопасности, оборонного и космического назначения. Основным приоритетным направлением развития научно-технической и технологической деятельности является увеличение форматов и уменьшение размеров фоточувствительных элементов МФПУ для тепловизионных и теплопеленгационных оптико-электронных систем. Увеличение числа чувствительных элементов МФПУ существенно повышает разрешающую способность приборов, а уменьшение шага чувствительных элементов до 20–15 мкм по сравнению с 30–35 мкм в настоящее время приводит к снижению весогабаритных характеристик, энергопотребления и увеличению надежности. В результате существенно повышаются достоверность распознавания объектов и целей, дальность обнаружения объектов, информативность, эксплуатационные характеристики, надежность. Основными тенденциями развития военного ИК-рынка в настоящее время являются: • Переход зарубежными разработчиками и производителями тепловизионной техники в основном на ОЭС 3-го поколения на основе полноформатных фотоприемных матриц с числом элементов 640 × 480, 640 × 512, 1024 х 768 и 1024 × 1024 в диапазоне 1–12 мкм и до 2048 × 2048 в диапазоне 0,6–5,5 мкм. • Предложения фирмами – производителями широкого спектра бескорпусных тепловизионных модулей, в которые интегрированы приемник инфракрасного излучения, субмодуль электроники для формирования, обработки и выдачи конечного видеосигнала в цифровой форме, что минимизирует стоимость изделий и позволяет потребителям на их основе создавать тепловизионные каналы под свои специфические задачи. Рынок тепловых камер для военных и охранных применений, как предсказывают аналитики, превысит ,4 млрд США к 2023 г. Гражданские применения – снижение стоимости Растущий спрос в таких областях, как обнаружение электрических дефектов в сетях и приборах, оценка влажности, идентификация утечек, будет далее способствовать росту рынка тепловых камер. Сниженные цены на датчики длинноволнового инфракрасного излучения (LWIR) будут повышать применимость ИК-систем в индустрии безопасности и автомобильном секторе. До недавнего времени ИК-камеры прежде всего использовались в системах наблюдения «высокого уровня» для правительственной инфраструктуры и критически важных государственных объектов. Теперь возникает новый сектор муниципального и коммерческого применения, включая автомобильное движение, парковку, электростанции и проч., с более низкими ценами. Эксперты оценивают, что этот сегмент рынка вырастет почти на 17% за 2017–2022 гг., с тем чтобы достигнуть продаж 300 000 единиц к 2022 г. Ключевым при этом является вопрос снижения цены. Например, для снижения стоимости ИК-оптики, которая составляет значительную часть общей стоимости, фирма LightPath Technologies разрабатывает технологии изготовления атермализированных линз методами прессования (моллирования) халькогенидных стекол на основе GeAsSe и GeSbSc и алмазного точения с объемом производства до 50 000 линз в год. Уже на конец 2012 г. объем продаж этих линз составил ,64 млн. Кроме того, современные высокопроизводительные продукты включают цветную сигнальную аналитику, которая позволяет пользователю выбирать температуру под свои цели и увеличивает удовлетворенность потребителя. Инновации повысили эффективность таких функций, как встроенная визуальная обработка изображений и автоматизация. Растущий спрос на надежные продукты с надежной температурной аналитикой по всему миру, как ожидают, повышает рост сегмента в ближайшем будущем. Кроме того, увеличение инвестиций в охранный сектор в странах Азиатско-Тихоокеанского региона, может далее способствовать промышленному росту. Способность современной аналитики своевременно обнаружить ошибки в управлении различными технологическими процессами, в работе оборудования и контроле качества далее приведет к увеличению спроса. Коммерческая доля рынка тепловых камер, как предполагается, существенно вырастет. Совокупный среднегодовой темп роста составит более чем 10% с 2017 по 2023 гг. вследствие увеличения различных запросов для пожарных и спасательных целей, для систем безопасности и наблюдения, для термографии и частных задач ночного видения. Медицинский сегмент ИК-изображений, как ожидают аналитики, также продемонстрирует значительный рост за следующие несколько лет. Диагностирование болезней, таких как рак или другие опухоли, побуждает рынок ИК-камер к стремительному росту. Ночное видение в автомобилях, включая автономные транспортные средства, безусловно, даст колоссальный толчок рынку. Существующие системы наблюдения используют комбинацию видимого света и СВЧ-радара. Но возможности этих систем ограничены, они не могут различить тип обнаруженного объекта: является ли это человеком, животным или неодушевленным препятствием. Тепловые системы отображения смогли ощутить, обнаружить и определить препятствия даже на больших расстояниях в диапазоне километра в условиях плохой видимости ночью и при плохой погоде. Например, Китай сегодня – это большой рынок для систем автомобильного ночного видения, потребляющий 25% общего их количества. В ближайшие годы Китай продолжит составлять высокую долю этого рынка с перспективой его роста. Новые применения в смартфонах – главный драйвер развития Современные ИК-камеры обеспечивают инновационные функции, такие как черная/белая/серая палитра изображения либо палитра «разноцветной радуги», которые увеличивают комфорт восприятия. Предложения цветовой палитры компании Rainbow совершенствуют тепловую чувствительность и позволяют наглядно вывести на экран различия в температуре объекта. Компания Avio Infrared Technologies представила камеру R300S с высококачественным тепловым формированием изображения для целей энергетического аудита, строительной инспекции, геологии, гражданского строительства и ветеринарии. Другой пример – коммерческий успех 2016 г. модели CATS60 FLIR – первого смартфона с функцией ИК-видения. Аналитики допускают возможный рост рынка ИК-камер, связанного с применением их в смартфонах, до уровня 12 млн шт. к 2022 г. Ведущие игроки данной отрасли промышленности – компании FLIR Systems, DRS, Axis Communications, Samsung, Fluke, and Seek Thermal, Raytheon Company, Testo AG заняты снижением цены, улучшением рабочих характеристик продукта, обслуживанием клиентов и т. д. Основными конкурентами в мире являются ведущие оптико-электронные фирмы развитых зарубежных стран: Raytheon Co (США) – 32%, Sofradir (Франция) – 8%, Semiconductor Devices (Израиль) – 8%. Усовершенствования в инфракрасной технологии формирования изображений могут стимулировать промышленность в ближайшие годы. Производители заняты массовым производством ИК-камер. Например, ASELSAN начал массовое производство тепловых камер, которые могут обнаружить и анализировать потоки тепла в помещении. Разработки в технологии микроболометров привели к высокой степени коммерциализации продукта, что способствует росту рынка ИК-камер. Новички внедряют свои продукты, например, Teledine, Dalsa выпустили свои первые микроболометры Vox в 2017 г. Многие компании в Китае разрабатывают свои собственные микроболометры. Они пока не производят большие объемы, но у их внутреннего рынка, без сомнения, есть большой потенциал. Дальнейшее развитие рынка определяют два ключевых драйвера. • Рост числа новых военных применений, интенсивный рост потребительской базы фотоприемных устройств в основном за счет совершенствования средств вооружений стран НАТО и увеличения числа поставляемых систем в действующие воинские формирования в горячих точках Азии и Африки. • Опережающее активное развитие новых невоенных применений ИК-техники в профессиональных сегментах в областях предотвращения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, нейтрализации террористических угроз в энергетике, на транспорте и т. д. Активное применение ИК-техники ожидается в медицине, в системах обеспечения пожарной и экологической безопасности. В этих областях произойдет опережающий рост рынка с появлением прорывных технологий. Нас ожидает появление новых продуктов и новых игроков на мировом рынке инфракрасных камер.
Внимание! Копирование материалов, размещенных на данном сайте допускается только со ссылкой на ресурс http://www.tzmagazine.ru Рады сообщить нашим читателям, что теперь нашем сайте работает модуль обратной связи. Нам важна ваша оценка наших публикаций! Также вы можете задавать свои вопросы.Наши авторы обязательно ответят на них. Ждем ваших оценок, вопросов и комментариев!

Добавить комментарий или задать вопрос

Правила комментирования статей

Версия для печати

Средняя оценка этой статьи: 4  (голосов: 1)
Ваша оценка: