スマートフォン向けベストサーマルカメラ（2022年）：FLIR、Seek Thermal、Uni-T、Perfect Prime

写真：Flir

サーマルカメラの簡単な入門

サーマルカメラは、可視光よりも波長が長く、人間の目に赤として捉えられる色よりも長い赤外線を捉えます。黒体放射または熱放射と呼ばれる現象により、周囲のほとんどの物体はこの赤外線を放射しています。物体が熱くなると、放射する波長はどんどん短くなり、最終的には人間の目に鈍い赤色の光として見えるようになります。これが、物体が「赤く熱く」輝くという概念の由来です。つまり、カメラがこの赤外線を捉えることができれば、物体が目に見えるほど熱くなっていなくても、その温度を測ることができるのです。

天文学者なら誰でも言うように、赤外線を捉えるのは可視光を捉えるほど簡単ではありません。通常の光学レンズは赤外線の大部分を遮断し、赤外線カメラのセンサーは、対象物の熱ではなく自身の熱を拾ってしまうという厄介な性質を持っています。こうした技術的な課題により、サーマルカメラは通常のカメラよりもはるかに低い解像度で画像を撮影します。今回紹介するセンサーの中で最も解像度が高いのはSeek Thermalで、わずか206×136ピクセルの画像を撮影します。

写真：Flir

フリアー

第3世代1台

FLIR ONE Gen 3は、私が調べたサーマルカメラの中で最大です。幅約2.6インチ（約6.3cm）、高さ約1.3インチ（約3.8cm）で、内蔵バッテリーと2台のカメラを含む多くの機能をこのスペースに収めています。また、私が調べたカメラの中で最も複雑な構造でもあります。この大型カメラ本体は、角が丸く、側面に2つのゴム製グリップがあり、上部にはUSB-Cポートに差し込むUSB-Cプラグ（iOS対応版はLightningプラグ）があり、これがカメラを固定する唯一の手段となっています。 

FLIRは驚異的な1,440 x 1,080ピクセルの解像度で画像を保存しますが、これはちょっとしたごまかしです。まあ、「ごまかし」という言葉は大げさかもしれませんが、ちょっとした工夫が凝らされています。赤外線センサーは80 x 60ピクセルの画像しか撮影できません。高解像度の画像を作成するために、FLIRは低解像度の熱画像を平滑化して拡大し、赤外線カメラのすぐ隣にある2台目のカメラから得られる、はるかに高解像度の可視光画像と合成します。そう、このデバイスは、スマートフォンに既に搭載されている複数のカメラにさらに2台のカメラを追加するのです。 

少しずる賢いかもしれませんが、効果はあります。可視光カメラは画像にゴーストのようなエッジ描画効果を加えます。これは、窓のどの側から暖かい空気が漏れているか、回路基板のどの部品が過熱しているかなど、熱源を正確に特定する際に非常に役立ちます。視覚的なマップを提供してくれるからです。

この複雑さの欠点は、より多くの電力を必要とすることです。これに対処するため、Flirはカメラに予備バッテリーを搭載しており、デバイス底面のUSB-Cポートから充電する必要があります。充電しないとカメラは動作しません。また、カメラを接続後、デバイス底面のボタンを押してカメラの電源を入れ、Flir Oneアプリ（iOSおよびAndroid対応）がカメラを検出するまで約20秒待つ必要があります。撮影した画像は素晴らしいのですが、他のカメラと比べると操作が複雑すぎるように感じられ、充電が必要なデバイスが1つ増えることになります。 

この製品（および他のサーマルカメラ）の問題点は、スマートフォンの充電ポートに差し込むため、しっかりと差し込む必要があることです。スマートフォンにケースを付けていると、デバイスを完全に差し込めない場合があります。しかし、この調整可能なプラグは優れた解決策です。コネクタの下のホイールを回すと上下に動き、さまざまな厚さのスマートフォンケースに合わせて長さを調節できます。Seek ThermalとPrime Perfectカメラを使用するには、スマートフォンのケースがプラグをスマートフォンのソケットに完全に差し込むのを妨げていたため、スマートフォンのケースを外すか、延長コードを使用する必要がありました。ただし、Flir One Gen 3は、私のFold 4にかなり分厚いSamsungケースを付けた状態でも機能しました。

写真: Seek Thermal

求める

サーマルコンパクト

Seek Thermal Compactは、私がテストしたサーマルカメラの中で最も高い解像度を誇り、206 x 156ピクセルの画像を撮影し、華氏-40度から626度（摂氏-40度から330度）の温度範囲をカバーします。これは、後述のはるかに安価なUni-Tカメラよりもわずかに高い解像度です。また、広い温度範囲は、冷凍エンジニアや火山活動が好きな人でない限り、あまり役に立たないでしょう。Seek Thermal Compactの視野角は他のカメラよりも狭く、36度の広角をカバーします。一方、Flirなどのカメラは約50度の広角をカバーします。つまり、広角レンズというよりはズームレンズのような働きをします。そのため、Seek Thermal Compact は、場合によってはより便利になるかもしれません (狩猟など、視野が狭いと遠くにいる動物を追跡しやすくなります)。しかし、ホットスポットを探すために家の側面の熱画像を撮影するなど、他の場合にはあまり役に立ちません。フレーム内に家全体を入れるには、さらに後ろに立つ必要があります。  

このカメラは Compact と名付けられており、コンパクトなパッケージです。幅はわずか 1.5 インチで、丈夫なプラスチック ケースとレンズを保護するフォーカス リングが付いています。インストールは簡単で、携帯電話の充電ポートに差し込むだけでしっかりと固定されます。テストしたカメラの中で、焦点を調整できるのはこれが唯一です。ほとんどのカメラは固定焦点で、約 30 センチ未満の距離を撮影すると画像がぼやけてしまいますが、Seek Thermal Compact は数センチの距離まで焦点を合わせることができます。繰り返しますが、これは一長一短です。回路基板上の過熱しているコンポーネントを 1 つ見つけるために近づく必要がある場合は便利ですが、解像度が低いため、熱画像に焦点を合わせるのが難しい場合があります。 

写真: Perfect Prime

パーフェクトプライム

IR203 サーマルカメラ

Perfect Prime IR 203は、私が調べた中で最も安価なサーマルカメラで、Android版が約130ドル、iPhone版が約140ドルでした。価格の割にはまともなサーマルカメラですが、80×60ピクセルの解像度は他の機種よりも低く、撮影した画像も精細度が低いです。家の断熱材のホットスポットを見つけるのには十分ですが、ダークナイトのクマと木を見分けるのは難しいかもしれません。カメラ自体はSeek Thermal Compactよりも少し大きく、前面レンズが突き出ているため、破損しやすいかもしれません。嬉しい点として、Lightningポートエクステンダーが付属しており、スマホケースを付けたままでも使用できます。iOS 12.2以降を搭載したiPhoneであれば、どの機種でも動作するはずです。 

SenXorProViewerというコンパニオンアプリは、iOSとAndroidで利用可能です。かなり優秀で、わかりやすいインターフェースにはカメラの視野内の最高気温と最低気温など、便利な情報が表示されます。400×310ピクセルに拡大された静止画を撮影できるだけでなく、1秒あたり15フレームというややぎくしゃくした速度で動画を撮影します。このアプリには、平均と予測という少し変わったモードもいくつかあります。平均モードは、複数のフレームを平均化することで、粗い動画を滑らかにします。これにより、ノイズなどの不具合が軽減され、画像が少し滑らかになります。予測モードは、フレーム間の補間を試みることで動きのぎくしゃくさを軽減し、ゴーストを軽減しますが、結果として得られる動画に大きな違いは感じられませんでした。

写真：Uni-T

ユニット

UTi120M

Uni-T UTI-120M は、携帯電話の底部に装着できる小型のサーマルカメラです。プラグの周りに小さなスリーブが付いているので、ほとんどの携帯電話ケースに装着できます。この幅 2 インチのデバイスは、比較的低い 120 x 90 ピクセルの解像度で赤外線画像を撮影しますが、低解像度を回避して結果をより受け入れやすいものにするいくつかの追加モードがあります。ブレンド モードでは、サーマル画像と携帯電話のカメラの画像を合成しますが、これはあまり役に立ちませんでした。私の Samsung Fold 4 では、サーマル カメラが携帯電話の一方の端にあり、内蔵の可視光カメラがもう一方の端にありました。携帯電話の両端にカメラが 2 つあると、視差が大きすぎて、遠くの物体で視差がほとんど目立たない場合を除き、ぼやけた画像以外のものに合成できませんでした。ピクチャー イン ピクチャー モードはさらに便利で、携帯電話のカメラからの可視光画像のサムネイルをサーマル画像の隅に追加します。これは、Flir カメラからの結合画像ほど効果的ではありませんが、低解像度の熱画像で熱源を見つけるのに役立ちます。 

いくつか良い点があります。Uni-Tには短い延長ケーブルが付属しており、カメラをスマートフォンから離して使用したり、かさばるケースを付けたスマートフォンに接続したりできます。ただし、私のSamsung Fold 4では厚いケースを付けた状態でも問題なく動作しました。Android版にはUSB-C - mini USBアダプターも付属しており、USB-Cポートを搭載していない古いAndroidスマートフォンでもカメラを使用できます。付属の防水ケースは、繊細な赤外線レンズが工具バッグの中で損傷するのを防ぎます。

Thermal Mobileアプリもかなり優れていますが、私はAndroid版しかテストしていません（iOS版も利用可能です）。このアプリには、画像内の高温と低温を同時に追跡する機能があり、冷蔵庫などの熱伝達装置をテストする場合に便利です。