サーモグラフィー、サーマルカメラとは？温度を視覚化する仕組みについて！

温度を色で視覚化することができるサーモグラフィーを、テレビなどで見た事ある方も多いと思います。しかし、実際にサーモグラフィーやサーマルカメラがどんな場所で使われて、どのように活用されているかご存知ない方も多いのではないでしょうか。
今回は、新型コロナウィルスの影響で注目を集めているサーモグラフィー、サーマルカメラの仕組みや活用事例などをご紹介していきます。

サーマルカメラとサーモグラフィーとは？

サーマルとは「熱の」という意味を持ちます。、サーマルカメラは熱のカメラ、サーモグラフィはサーマルカメラで撮影した物体表面の温度を視覚化する装置のことを言います。

そのため、サーマルカメラで撮った映像を視覚化したものがサーモグラフィーとイメージするとわかりやすいでしょう。
サーモグラフィーは、温度を赤～青のグラデーションで色別に表示することができ、感染症対策を行う医療機関や空港施設など、幅広い分野で活躍しています。

サーマルカメラの仕組み

では、サーマルカメラやサーモグラフィは一体どのような仕組みになっているのでしょうか。
サーマルカメラには熱を検知する機能があり、物体が放つ、目に見えない赤外線という光を直接触れることなく検知することができます。

赤外線の多い部分が赤、少ない部分が青というように表示することができ、この画像を処理して温度分布を視覚化したものがサーモグラフィー。サーマルカメラは温度を検知するのではなく、人やモノなどから発せられる赤外線に対して反応するという部分を覚えておきましょう。

赤外線とは 

赤外線は、地球上にある人やモノなど、温度を持つすべての物体から自然に放射されており、物体の温度が高くなると、放射される赤外線の放射量（熱エネルギー）も大きくなります。赤外線は、温度が高い物体ほど明るく光り、温度が低ければ光も暗くなる性質があり、この性質がサーマルカメラに活用されています。

赤外線がどう活用されているのか

サーマルカメラは赤外線を検知して物体の温度を測り、その検知した赤外線をサーモグラフィーが映像として表示。赤外線量が多い場合は温度が高いということになり、赤く表示され、反対に赤外線量が少ない場合は温度が低いため、青く表示されます。また、温度変化は赤~青にかけてのグラデーションで表示される仕組みとなっています。

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サーマルカメラの特徴

サーマルカメラの特徴は、広範囲の表面温度を非接触で測ることができ、急激な温度の変化にも対応できるところが最大の特徴と言えます。その他にも、暗闇での撮影が可能で透過性が高い点も特徴的でしょう。

普通のカメラで撮影する場合、物体の撮影には「光源」が必要ですが、サーマルカメラは物体自らが持つ光を検知して撮影するため、条件に左右されずに安定した撮影をすることができます。

また、サーマルカメラは遠赤外線の物体をすり抜けるという特性から、霧などの視界の悪い環境下でも霧の向こう側にある物体をきれいに映し出すことが可能。そのため、災害現場などでも活用されています。

サーマルカメラの活用事例

サーマルカメラはその特性を活かして、さまざまな現場で活用されています。
例えば、国境警備や海上での警備。夜の暗闇でも撮影できるため、侵入者を防ぐ安全な警備に役立っています。

また熱検知は電力設備の点検にも活用され、故障の原因に繋がる異常発熱がないかチェックし事故を未然に防いでいます。

そして、熱検知の特性は空港や医療の現場でも活躍しており、その活躍が非常に注目されているのをご存知でしょうか。

現在、世界中で感染拡大している新型コロナウィルスは、感染者の多くが熱症状があるということで、海外渡航者や感染者受け入れ病院などで、サーマルカメラで熱のある方はすぐに隔離するなどして、感染拡大防止に効果的。
最近では、大型商業施設や各文化施設などでも導入され始め、感染防止の安全対策の１つとして活用しています。

コロナ対策で注目！体温の測定方法

サーマルカメラでの体温測定は、普段私たちが利用する電子体温計とは異なり、触れることなく測定することができます。
サーマルカメラを設置するだけで、カメラに映った人のリアルタイム体温を約1～3秒という早さで測定することができ、1度に最大20人の測定が可能。

また設定した体温より高い方がいた場合は、アラートがなる仕様になっているため、人員配置の必要もなく安全に対応することができます。感染症などの場合２次感染も懸念されるため、１度にたくさん計測でき、設置にあたって人員配置の必要がないサーマルカメラは、集団感染防止の観点からも非常に有効と言えるでしょう。

サーマルカメラ運用の注意点

ここでは新型コロナウイルス感染拡大防止策などで、サーマルカメラを設置・運用していくにあたっての注意点について解説していきます。運用上の注意事項のほか、サーマルカメラの運用にかかるコストの目安など、ポイントを押さえておきましょう。

運用上の注意点

新型コロナウイルスの感染防止策として、サーマルカメラを導入し運用していく際の注意点には、大きく2つあります。

測定環境を安定させること

サーマルカメラで対象を測定する際、原則として計測物とサーマルカメラの「距離」「角度」が変わってしまうと、計測値が変動してしまいます。さらに計測場所をコロコロ変えてしまうと、外気温や室温といった温度環境も計測値の変化を生む要因となります。

そのためサーマルカメラを設置して測定する場所は固定し、測定対象者の位置も一定の距離で統一して計測できるようにする必要があります。
なおサーマルカメラを設置する場所も、蛍光灯が強く当たる場所や、直射日光の入りやすい窓際、風通しの良い場所などは、温度変化が激しいため、定期的に機器の調整が必要となりますので注意しておきましょう。

対象者の肌が見えるようにすること

サーマルカメラで計測する際には、対象者の肌が見えていないと、実際の体温を計測することができません。たとえばマスクや帽子、サングラスなどを装着している場合に計測すると、体温ではなく身に着けている服飾品の表面温度を計測することになってしまいます。

計測場所では、帽子などは外してもらい、おでこを出して計測しやすくしてもらうよう、強力を促す対策が必要となります。

運用コスト

では、実際にサーマルカメラを導入して運用していく場合、どのぐらいのコストがかかってくるのでしょうか。

一般的に、サーマルカメラの導入にかかる費用は、10数万円～500万円以上のものまでさまざまです、ただし、一概に高ければ良いというわけでもありません。高いから良いものだと考えて導入してしまって、実際には求めていた用途とは合わないということも起こります。

またサーマルカメラは、設備点検や機器の発熱、人や動物の有無を確認する目的で作られているものも多いため、新型コロナウイルス感染拡大防止策として、サーマルカメラを体温計測のために導入する場合には、細かい温度を計測できるカメラを選ぶ必要があるので注意しましょう。

現在、よく見かけるサーマルカメラには、大きく分けて3つのタイプがあり、特徴や費用相場は以下の通りです。なお、カメラ本体以外にも、ネットワーク環境やモニターといった設備を揃える必要があります。

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まずはサーマルカメラを手軽に始めてみたいという場合におすすめなのは、体表面温度監視カメラシステム。
サーマルカメラの機能を備えながら、SDカードの挿入で映像記録ができ、届いてすぐに使用することができます。

また、日本語の音声ガイダンス機能もあるため、対応スタッフを配置する必要もありません。高額になりがちなサーマルカメラも、体表面温度監視カメラシステムなら手頃な価格で利用できるため安心です。

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まとめ

いかがでしたでしょうか。
今回はサーモグラフィー、サーマルカメラの仕組みについてご紹介してきました。赤外線によって多数の人の体温計測ができ、手間がかからずにすぐに導入することができます。

また、サーマルカメラの導入はパンデミック予防には効果的であるため、今後オフィスや実店舗でも導入が進んでいく可能性があるでしょう。

新型コロナウィルスの対策だけでなく、今後起こりうる予期せぬ事態にすぐに対応するためにも、今から導入しておくのも選択肢の１つかもしれません。

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