In der Beratungspraxis werden wir häufig gefragt, was der Unterschied zwischen den handgehaltenen Wärmbildbeobachtungsgeräten ist und woher der Preisunterschied kommt. In diesem Artikel wollen wir die Unterschiede zwischen den mittel- bis hochpreisigen Geräten erklären und zeigen, wie sich die Unterschiede in der Realität darstellen.
Die Firma PULSAR bietet unterschiedliche Preisklassen der handgehaltenen Beobachtungsgeräte an. Doch woher kommt der Preisunterschied? Betrachtet man die nebenstehende Tabelle sieht man auf den ersten Blick kaum Unterschiede zwischen den Geräten. Augenscheinlich sind nur die verschieden großen Bildsensoren, der Zoom-Faktor und das daraus resultierende Sichtfeld auf 100m.
| Daten/ Bezeichnung
| PULSAR ACCOLADE 2 LRF XP50 | PULSAR HELION 2 XP50 | PULSAR HELION XQ50F |
| Bildsensorgröße | 640x480 | 640x480 | 384x288 |
| Pixelgröße | 17µm | 17µm | 17µm |
| Objektivlinse | F50/1.2 | F50/1.2 | F50/1.2 |
| Vergrößerung | 2,5-20 (8-fach) | 2,5-20 8(-fach) | 4,1-16,4 (4-fach) |
| Bildfrequenz | 50Hz | 50Hz | 50Hz |
| Sichtfeld, m@100m | 21,8x16,3 | 21,8x16,3 | 7,5x5,6 |
| Bildschirmauflösung | 640x480 | 640x480 | 640x480 |
| Zusatz | Laserrangefinder |
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Um die Unterschiede der einzelnen Geräte zueinander erklären zu können, müssen wir zuerst erläutern, was die einzelnen Kennzahlen aus technischer Sicht bedeuten. Danach werden wir anhand einfacher Grafiken zeigen, wie sich die Unterschiede in der Bildgebung auswirken.
Der Pixelpitch bzw. Pixelgröße
Wärmebildgeräte verwenden Mikrobolometer zur Detektion elektromagnetischer Strahlung. Mikrobolometer sind thermische Sensoren, die Strahlung im Wellenlängenbereich oberhalb von 3µm detektieren. Diese thermischen Sensoren bestehen aus einer thermisch isolierten Membran, die sich beim Auftreffen von Infrarotstrahlung erwärmt, was eine Änderung des elektrischen Widerstands der Sensorschicht zur Folge hat. Diese Änderung des elektrischen Widerstands kann gemessen und ausgelesen werden. Maßgeblich für die Performance der Mikrobolometer sind die Sensormaterialien, meistens amorphes Silizium (ASI Detektoren) oder Vanadiumoxid (VOx Detektoren).
Die Pixelgröße des Mikrobolometers zeigt einfach gesagt, wie groß der Teil ist, der Wärmestrahlung detektieren kann. Aktuell sind im kommerziellen Bereich 17µm Stand der Technik, der Trend geht jedoch zu immer kleiner werden Detektoren, was ein detaillierteres Bild wiedergibt.
Die Bildsensorgröße
Die Bildsensorgröße zeigt wie viele Pixel in Breite und Höhe zum Detektieren eines Bildes zur Verfügung stehen. Die Bildsensorgröße kann somit keine Aussage dazu treffen, wie detailliert ein Bild wiedergegeben wird, sondern nur wie groß der Bildausschnitt ist, der detektiert werden kann.
Zoom-Faktor
Der Zoom-Faktor zeigt wie stark in das detektierte Bild digital hineingezoomt wurde. Auch hier spielt die Bildsensorgröße keine Rolle in Bezug auf den Detaillierungsgrad des wiedergegebenen Bildes. Die unterschiedlichen Zoom-Faktoren zeigen lediglich an, wie weit ein Bildausschnitt vergrößert werden kann bzw. wie weit man in das Bild hineinzoomen kann.
Das Sichtfeld
Das Sichtfeld einer Optik resultiert aus der Bildsensorgröße, dem Abstand des Bildsensors zum Objektiv und der Größe der Objektivlinse. Bei den oben aufgeführten Optiken sind diese Werte gleich, nur das Helion XQ50F hat einen kleineren Bildsensor wodurch das Sichtfeld insgesamt kleiner ist. Somit ist das Sichtfeld eine Angabe, wie breit und hoch der sichtbare Bildausschnitt auf 100m ist. Auch die Angabe des Sichtfeldes lässt keine direkten Rückschlüsse auf die Bildqualität zu.
Folgerungen
Um Bilder zu schaffen, welche Auswirkungen die unterschiedlichen Faktoren haben, betrachten wir die nebenstehende Grafik. Auf dem Bild sehen Sie eine vereinfachte Darstellung zwei unterschiedlich großer Bildsensoren und dem möglichen Detektionsbereich. Der blaue Bereich zeigt die Fläche, die ein kleiner Bildsensor gleichzeitig detektieren kann und der orangene Bereich, die Detektionsfläche eines großen Bildsensors. Der wesentliche Unterschied liegt hier darin, wie viel Bildausschnitt man gleichzeitig sehen kann, die Qualität des Bildes ist gleich, da der Pixelpitch beider Bildsensoren gleich ist! Lediglich der Zoom-Faktor ist bei dem Helion XQ50F höher (4,1 blau) gegenüber dem Helion 2 bzw. Accolade 2 LRF (2,5 orange), wodurch das Bild beim XQ50F größer wirkt.
Der Detaillierungsgrad ist bei beiden Bildern gleich, was die nächste Grafik zeigen soll. Das rechte Bild zeigt die Aufnahme zweier präparierter Anschussscheiben mit Wärmpflastern. Wir haben das linke Bild mit einem Accolade 2 aufgenommen und das rechte Bild mit einem Helion XQ50F und die gleiche Zoomeinstellung gewählt. Auch hier zeigt sich, dass keine Unterschiede in der Bildqualität bestehen.
Was macht jetzt den Preisunterschied aus und wie finde ich ein Gerät für mich?
Der größte Unterschied liegt zwischen dem Helion XQ50F und dem Helion 2 XP50 beim Bildsensor. Wie in den Grafiken oben gezeigt sieht man durch den großen Bildsensor mehr und man hat die Möglichkeit weiter in das Bild zu zoomen. Möchten man daraus eine Kaufentscheidung ableiten, sollte man sich die Vorteile des größeren Bildsensors vor Augen führen und hieraus eine Abwägung treffen. Mit Hilfe des größeren sichtbaren Detektionsbereichs kann man mehr Fläche zur gleichen Zeit beobachten. Anders gesagt, man muss weniger mit dem Geräte umherschwenken, um in gleicher Zeit eine Fläche zu beobachten. Dieser Vorteil kommt zum Tragen, wenn man Freiflächen beobachtet oder das Gerät auf einem Stativ/ Treemount/ Flachglasadapter montiert und über das Smartphone das Bild betrachtet (hierzu haben wir bereits auf unserem Blog berichtet). Beim Helion 2 XP50 kommt die geringere NETD <40mk hinzu. Der Bildsensor des XP50 kann feinere Temperaturunterschiede wahrnehmen, was gerade an heißen Tagen oder bei viel Nebel/ Niederschlag von Vorteil ist.
Der größte Vorteil des Accolade 2 XP50 LRF gegenüber dem Helion 2 XP50 liegt beim Beobachten mit zwei Augen. Das Accolade 2 erleichtert das lange Beobachten und die Augen ermüden nicht so schnell, wie beim Helion 2. Zudem kann man über Wärmebildgeräte nur sehr schlecht Entfernungen einschätzen, hierfür wurde das Accolade mit einem Laserrangefinder ausgestattet. Daher lautet unsere Empfehlung:
Das Helion XQ50F ist für kleine Beobachtungsbereiche und kurze Beobachtungsstrecken, wie man sie üblicherweise im Wald vorfindet gut geeignet. Das Helion 2 XP50 spielt die Vorteile auf großen Flächen und besonders heißen oder nebeligen Tagen aus. Wer lange, große Flächen beobachtet und zudem Entfernungen einschätzen möchte ist mit dem Accolade 2 gut beraten.