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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.
영화 존 오브 인터레스트에서 촬영하는데 쓰였고 실제 영화에 열화상카메라로 촬영한 장면이 존재한다. 해당 장면
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.
- 실종자 수색에 굉장히 유용하다 헬리콥터를 투입하더라도 육안수색은 한계가 있을수밖에 없는데 열화상 카메라를 투입하면 이야기가 달라진다. 거무칙칙한 화면속에 하얀게 있다면 사람 아니면 동물이니까. 그래서 열화상 카메라를 탑재한 헬리콥터나 드론이 투입되면 실종자의 생존확률이 급상승한다. 다만 특성상 이미 실종자가 사망해 시신이 식어버렸다면 육안보다 수색능력이 떨어진다.
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