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赤外線カメラの原理と仕組み

赤外線エネルギーは電磁スペクトルの一部ですが、波長が長いために人の目で見ることはできません。赤外線カメラを使うことで、対象物や状況の温度変化を熱画像として可視化できます。赤外線は絶対零度以上のあらゆる物質から放射されており、温度上昇に伴い赤外線放射量は増加します。

サーマルイメージャーは、熱エネルギーの差異から画像を作成するため、熱を生み出すものであればその熱を利用してすべて可視化できます。人、動物、機械システム、工業プロセスはすべて個別の熱的特性を持つため、赤外線カメラを使って検知できます。LeptonやBosonのような非冷却式の赤外線カメラモジュールでは常温で画像を作成できるため、冷却式に比べて小型で軽量となり、複雑さやコストも軽減されます。

構造

カメラモジュールはレンズ、サーマルセンサ、処理電子機器、メカニカルな筐体で構成されます。 BosonやLeptonには酸化バナジウム（VOx）が採用され、検出器には検出素子が配列されております。解像度はBosonがQVGA (320×256)とVGA (640×512)、Leptonが80×60と160×120です。

熱エネルギーが検出器に当たると、読み出し用の電子回路がそのエネルギーを信号に変換します。この信号は、カメラから外部機器に渡すことができます。（Bosonであればシステムオンチップ（SoC）回路で直接処理することができます。このようなSoCでは、インテグレーターによって開発されたバックエンド電子機器を必要とする画像処理、分析などの高度な機能をカメラに内蔵できます。）

Bosonに使用されるレンズの素材にはゲルマニウム、Leptonには、シリコンが使用されています。可視光カメラと同じ素材をサーマルカメラに使用することはできません。可視光カメラの素材では検出器に届くまでにすべての赤外線エネルギーがブロックされてしまうためです。サーマルカメラが窓（ガラス）の外を撮影できないのも同じ理由です。

必要な解像度とレンズ

必要な解像度とレンズは、画像化する対象物、対象までの距離、画像に求める詳細レベルによって決まります。

BosonはQVGAやVGAの解像度で、水平視野角（FOV）は4度から92度です。Leptonの場合は80×60や160×120で、解像度が低くなります。

カメラの解像度は画像の詳細さに直接影響し、検出範囲に影響を及ぼす場合もあります。人、動物、車両といった対象の認識が必要な場合は、より多くのピクセルが必要になります。

必要な感度

カメラの感度は雑音等価温度差（NEDT）で表されます。これは、信号対ノイズ比で、カメラが解決できる最低温度差の指標です。通常、NETDはミリケルビン（mK）で表され、数値が少ないほど高性能であることを示します。

主な用途と市場

赤外線カメラモジュールBosonは車載カメラをはじめ、ドローン搭載、セキュリティ対策システム、工場での設備監視システムなど幅広い分野に応用できます。

コーンズテクノロジーでは、Bosonの他にも多種多様な赤外線カメラを取り扱っています。

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