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1. 개요
피사체가 발산하는 적외선(열선)을 가시화(可視化)시켜 화상을 구성하는 카메라. 열화상(熱画像)은 서모그래피(thermography)의 한자번역명이다.사람의 눈이나 일반 카메라는 가시광선을 감지하는 데 반해 열화상 카메라는 열을 가진 물체가 발산하는 복사열을 감지하여 화면에 표시한다. 이 덕분에 열화상 카메라는 조명의 유무와 상관없이 물체를 볼 수 있고, 열화상 카메라가 사용하는 장파장 적외선은 가시광선과 달리 연기 등도 잘 투과하기 때문에 육안으론 볼 수 없는 각종 장애물 뒤의 물체도 확인할 수 있어 여러 분야에서 유용하게 쓰이고 있다.
2. 활용
- 검역, 질병 검사에 활용한다. 또한 사람이나 가축의 질병 여부를 손쉽게 판단하는데도 사용된다. 다른 개체에 비해 특별히 열이 더 있는 것으로 관찰되는 생물은 병에 걸렸을 가능성이 높기 때문이다.
- 건축물에 단열이 제대로 되는지 확인하는 데 사용된다. 또한 물이 새는지도 검사할 수 있다.
- 산불 감시활동에 활용한다. 멀리서는 검은 연기도 나지 않는, 눈에 보이지 않을 정도의 작은 화재라고 해도, 열화상 카메라는 이것을 포착할 수 있다. 춘천시에서는 무인항공기( 드론)에 열화상카메라를 장착하여 산불 감시활동에 사용하고 있다.
- 군사용으로도 사용되는데, 열화상카메라를 이용하면 빛이 전혀 없는 밤이라고 할지라도 스스로 열을 발생시키는 차량이나 사람의 몸을 쉽게 찾아낼 수 있어 야간 감시 장비로 사용된다. 군에서 사용하는 장비는 열상감시장비라고 한다. 특히 기갑장비, 공격헬기, 전술기에는 웬만하면 열화상 탐색/조준장치가 장착되며 없어도 추후 개량을 통해 무조건 달아주는 것이 추세이며 개인화기용 열상조준경 또한 비싸지만 존재한다. 야간작전중이나 수풀 등에 숨어있는 차량/병력의 열을 감지해서 색적하는 것. 공개된 군사작전 영상 중 기갑/항공장비에서 촬영된것들은 열영상으로 촬영된 영상들도 많다. 군사용으로 사용되는 것들 중 내부적으로 열화상을 사용하지만 사용자에게 영상을 제공하지 않는 종류는 단거리 열추적 공대공 미사일[1]이나 IRST 등이 있다. 이런 종류의 장비들은 사용자에게는 분석 완료 이후의 정보만을 HUD를 통해 알려주는 것 이상이 필요하지 않기 때문이다. 그러나 이렇게 찾으려는 장비가 있으면 탐지를 피하기 위한 장비도 발전하고 있는데 열에 의한 탐지를 피하기 위해 기갑장비의 경우 배기관의 위치를 후방 하향으로 조정하거나, 위장망 등에 열 차폐 소재와 열 차폐 또는 발열 연막을 사용하고, 보병은 군복에 열 차단처리를 하고 복면을 쓰며, 항공 병기는 IRCM 등을 사용한다.
- 흔히들 '나이트 비전'이라 부르는 캐딜락, 아우디 등 고급 자동차의 야간 시야 확보 기능에도 활용된다. 군사용과 원리 자체는 비슷한데, 열 영상 기술과 적외선 기술이 접목된 시스템이다. 물체가 열에너지를 방출한다는 것에 기초를 두고 만들어진 장치이기에 이 점을 최대한 활용하는 것인데, 모든 사물을 통틀어서도 특히 인간과 동물이 움직일 때는 주변 배경에 비해 높은 열을 발산하기 때문에 소프트웨어 처리를 거쳐 인간과 동물을 대조적으로 분명하게 표시하는 가상 영상을 만들 수 있다. 차량 계기판 등에 띄워지는 가상 영상 자체는 흑백 인화 사진과 같은 느낌을 주는데, 뜨거운 물체는 흰색으로, 차가운 물체는 검은색으로 나타난다. 이 장치와 연계하여 주변에서 물체가 튀어나올 것을 미리 경고하는 시스템도 장착된다. 한국의 경우 전세계에서 유일하게 TAR 등의 승인을 받더라도 차량에 열화상카메라를 부착하여 운전자에게 화상을 보여주거나 자율주행을 위한 데이터 소스로 활용할 수 없기에 무용지물이다. AESA - ESR 및 고정밀 LIDAR 과 함께 열화상 카메라를 사용할 수 없다보니 여러 회사의 ADAS 시스템이 한국에 도입될 때 기능이 대폭 축소되거나 심지어 안전 기능 자체의 성능이 크게 너프되는 원인이기도 하다. 한국도 이러한 부분에 대해 "이중용도품목" 이라는 이름으로 관리하고 있지만 큰 의미는 없으며, 한국을 제외한 대부분의 국가에서 이중용도품목은 민간사용목적에 한해 허용된다.
3. 단점
- 열을 감지하는 장비이다 보니 카메라 자체의 열기 때문에 영상이 흐려지는 것을 막기 위해선 자체적인 냉각 장치가 필요하다. 2021년 발사된 제임스 웹 우주 망원경도 적외선 영역을 주로 관측하기 때문에 차양막, 저전력 컴퓨터 등 각종 발열 방지 방안을 채택했다. 다만 이젠 민간레벨에션 비냉각식 열화상 카메라가 주력을 차지하는중
- 가시광선보다 파장이 긴 적외선을 사용하므로 같은 해상도 기준 일반 카메라보다 큰 센서가 필요하고, 적외선 센서의 가격 자체도 일반 가시광선 센서보다 높다 보니 가격이 비싸다.
- 적외선이 유리를 투과하지 못한다는 점 때문에[2] 눈으로는 보이는 유리 뒤편을 볼수가 없다. 때문에 최신형 열화상 카메라는 일반 가시광 카메라까지 통합해서 일반 가시광 영상+열상 을 혼합해서 보여주는 식으로 이를 극복하고는 하지만 이는 유리의 적외선 발산값을 일반 가시광 이미지에 덧씌우는것 뿐이기 때문에 근본적인 해결책은 아니다.
- 비싸다. 사실 이게 가장 치명적인 단점이다. 같은 가격이더라도 쓸 일이 많은 건물 내부 시공 기술자라던가 하는 업계 관계자에게는 비싼게 아니지만, 쓸 일이 자주 없는 개인에게는 비싼게 되어버린다.[3] 그래도 중국이 본격적으로 열화상 카메라 제작에 뛰어드는 바람에 가격대가 굉장히 내려갔다