熱放射を利用して体温を測定するなんて、赤外線技術はこんなにも強力なのでしょうか。

2020年に新型コロナウイルス感染症のパンデミックが始まって以来、大きいもの、小さいもの、丸いもの、平たいものなど、さまざまな体温測定器が皆さんにすっかりお馴染みになったことでしょう。おそらく今最もよく耳にする言葉は、「さあ、体温を測りましょう」でしょう。

出典: veer gallery

昔、脇の下に挟んで測っていた水銀体温計と違って、現在の体温測定方法はより「進歩的」であるようだ。ただその前を歩くだけで体温がわかります。私たちの体温をどうやって測るのか興味がありますか?以下に簡単に紹介させていただきます。

まず、0K（-273.15℃）を超える温度の物体は、電磁波とも呼ばれる熱放射を放射するという概念を理解する必要があります。温度が高くなるほど、熱放射は強くなります。つまり、地球上に物体が存在する限り、物体は熱放射を放出することになります。赤外線温度測定はこの原理に基づいています。赤外線温度計は人体から放射される熱放射を取得し、熱放射の強さに応じて体温を表示します。具体的な温度測定プロセスは、赤外線温度計が光学系を通して測定対象物の赤外線を捉え、それを赤外線検出器に送ります。検出器は熱放射を電圧信号に変換し、読み出し回路で処理された後、温度に変換されて出力されます。赤外線温度計の動作原理と動作モードから、測定速度が速く、非接触であるなどの優れた利点があります。これらの利点により、赤外線温度計は伝染病の予防と制御に大きな役割を果たすことができます。

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これらの高度な温度測定方法は、実際には赤外線技術の発展の恩恵を受けています。赤外線技術の応用は温度測定に限定されません。今日は赤外線技術の発展と進化についてお話します。

19 世紀初頭には、赤外線画像技術が世間の注目を集めていました。天体の赤外線放射特性を研究するには、赤外線検出器を使用する方が便利で効果的であることがわかりました。その後、軍事分野における赤外線画像技術の大きな応用可能性により、戦時中、各国は赤外線技術の開発に多大な人的資源と物的資源を投入しました。それ以来、赤外線画像技術の開発が本格化し、赤外線画像、赤外線追跡、赤外線早期警戒、赤外線対抗手段、赤外線誘導などの技術が軍事分野で広く使用されるようになりました。 1970 年以降、赤外線技術は徐々に軍事分野から民間分野へと移行しました。さまざまな高度な赤外線技術（赤外線リモートセンシング、赤外線温度測定、赤外線検出、赤外線セキュリティ、赤外線偽造防止など）があらゆる分野で使用されています。

これらの新技術の導入により、測定精度、製品品質、作業効率、自動化が向上し、これらの産業の繁栄と発展が大きく促進されました。近年、「スマート+」などの新興技術の発展に伴い、赤外線技術の開発空間はさらに拡大しています（図3）。たとえば、赤外線画像技術は民間分野で多くの用途があります。

• 民間の安全：セキュリティ監視

• 自動運転：夜間視力補助

• 消火活動：火災現場での生存者の発見、森林火災の検知

• 産業分野：回路や機械設備の異常検知

民間分野における赤外線技術の応用: (a) 暗視 (b) 追跡 (c) 医療診断 (d) 体温監視 (e) リモートセンシング (f) 電源障害診断

（画像出典：参考文献[1]）

今日では、赤外線技術の応用は私たちの生活のあらゆるところで見られます。これは何世代にもわたる科学者たちの懸命な研究と切り離せないものです。私たちの生活に便利さをもたらすのはテクノロジーです。私たち若い科学研究者は、科学の道が明るい未来に向かって伸び続けるように、前の世代からバトンを引き継ぎ、より多くの志を同じくするパートナーを引き寄せてこの道に乗り出し、より技術的な明日を共に創造しなければなりません。

編集者：王婷婷

参考文献

[1] 白楽適応積分時間調整に基づく赤外線画像不均一性補正法の研究[D]。中国科学院大学、2020年。

制作：中国科学普及協会

著者: 李 婷 (中国科学院光電子研究所)

プロデューサー: 中国科学博覧会