G
Gelöschtes Mitglied 25985
Guest
Entscheidungshilfe WBK aus technischer Sicht, ohne zu sehr ins Detail zu gehen.
Preis Leistung, Verarbeitungsqualität, Funktionalität, Robustheit, sowie persönliche Empfehlungen werden hier nicht berücksichtigt.
Dies soll zur Vorselektion dienen, als Tutorial, was kann ich von einem Gerät MINIMALST erwarten und was nicht.Wie fängt alles an? Aufwärmphase, erster Kontakt, Begeisterung dass so was möglich ist, Reaktion will ich haben.Danach Ernüchterung über mangelnde Leistungsfähigkeit, da ich mal durch ein anderes Gerät meines Kumpels geguckt habe.
Dann fragt man sich, hab ich vielleicht was übersehen, oder was falsch gemacht?
Anbei die wichtigsten technischen Parameter für den Kauf einer WBK, die über die zu erwartende Leistungsfähigkeit Auskunft geben, was kann ich an Performance erwarten, und was nicht. Wo kann, will und muss ich Abstriche machen?
Sensormaterial: Vox oder aSi ?
Dies ist aus technischer Sicht vollkommen egal, wichtig ist die Empfindlichkeit des Sensors!
Ein VOx mit 70mK zieht gegenüber einem aSi mit 50mK immer den kürzeren!
MERKE:
Je empfindlicher, desto teurer wird ein Sensor, und desto schwieriger ist dieser für den Konsumerbereich zu bekommen.Tatsache ist, dass derzeit in VOx Geräten empfindlichere Sensoren als bei den aSi Geräten, verbaut werden können.Der Unterschied liegt bei mindestens 20mK oder mehr. Europäische aSi Produzenten verkaufen aus gesetzlichen Gründen derzeit nur Sensoren für den Konsumermarkt ab 50mK aufwärts. Dies ist der eigentliche Unterschied zwischen VOx und aSi Sensoren.
Pixel Pitch:
Für Detektion so klein als möglich, je kleiner dieser desto weiter kann ich mit einer WBK bei gleicher Optik, Detektieren. Hier ist 12µm ist für Detektion besser als 17µm
Nachteile, siehe Anhang: Technik für NERD's
Bildwiederholrate:
Minimum 25Hz. Je höher die Bildrate desto ruhiger wird das Bild, aber auch der Batterieverbrauch steigt enorm. Manche Hersteller machen dies deshalb umschaltbar, z.B. von 30Hz auf 60Hz.
MERKE: Finger weg von US-Geräen mit 9 Hz!
Auflösung:
Sensorauflösung, z.B. 320 x 240, 640 x 480 ..usw. Je höher die Auflösung desto mehr Details kann ich erkennen, aber nicht weiter detektieren, dafür ist der Pixel Pitch in Kombination mit der Brennweite der Optik verantwortlich.
Siehe Anhang: Technik für NERD's
Display:
Was bedeuten nun verschiedene Auflösungen von Sensor und Display?
MERKE:
Bei jeder Skalierung auf ein höheres Format, gibt es immer Informationsverluste. Was nicht da ist, wird "einfach" durch Mathematik ersetzt. Für eine qualitativ hochwertige Signalverarbeitung ist erhebliches know-how und spezialisierte Hardware erforderlich, je ausgefeilter diese sind, desto teurer werden diese Komponenten und somit der Preis einer WBK. Als Faustformel gilt: Sensor zu Displayauflösung nicht größer als 1:2
NETD Empfindlichkeit des verbauten Sensor(Moduls):
NETD ( Thermale Empfindlichkeit) von 50mK - 60mK sollte Standard sein.Dies bedeutet, dass bei z.B. 50mK ein Temperaturunterschied von 0,05 Grad noch erkannt werden kann.Sensoren werden auch wie Nachtsichtröhren in Generationen, derzeit (Gen1- Gen4) eingeteilt, und noch dazu in Leistungsklassen. Grob gesagt, in Militär, Industrie, Performance und Kommerziell. Diese erstrecken sich über eine Empfindlichkeitsbereich von 20mK bis 100mK und einen Betriebstemperaturbereich von -40 bis +125 Grad Celsius. Grundsätzlich kann man davon ausgehen, dass für den zivilen Markt nur Sensoren in der Leistungsklasse Kommerziell, ab 50mK aufwärts verfügbar sind, alle anderen unterliegen zumindest bei den EU-Sensor Herstellern, gesetzlichen Beschränkungen.
MERKE: 20mK unterschied sind in der Bildqualität deutlich zu erkennen.
Leider machen einige Hersteller keine Angabe über die Empfindlichkeit ihrer WBK, da hilft dann nur noch selber, mit anderen Geräten einen Vergleich durchzuführen, oder gleich Finger weg von solchen Systemen. Wenn Angaben verfügbar sind, sollte man aber immer darauf achten, wie diese Werte ermittelt wurden. Angegeben wird normalerweise so, 60mK@300- f/1 - 50Hz, dies bedeutet, es wurde bei 300 Kelvin ~ 26 Grad Celsius, bei einer Lichtstärke des Objektives von f/1 und einer Bildwiederholrate von 50 Hz, gemessen. Die Messtemperatur kann auch direkt in Grad angegeben sein 60mK@25-f/1-50Hz hier 25 Grad Celsius bei f/1.
ACHTUNG:
Die Empfindlichkeit nimmt drastisch ab, wenn dann Optiken höher als f/1 verbaut werden.
Beispiel:
Angegebener NETD 50mK@300 f/1, es wurde aber eine Optik mit f/1.2 verbaut.
Berechnung:
NETD der WBK bei f/1.0 = X bei 50mK = Z
NETD der WBK bei f/1.2 = F bei gesucht = Y
SQR(F / X) * Z = Y
SQR(1.2 / 1)*0.05 = 0,072 = NETD 72mK
Dies bedeutet einen Empfindlichkeitsverlust von 22mK, und ist deutlich im Bild zu erkennen.
Durch welche Parameter wird der NETD-Wert noch zusätzlich beeinflusst:
Grundlagen:
a. Je höher die F-Nummer und oder die Messfrequenz desto höher wird der NETD-Wert
b. Je höher die Messtemperatur desto kleiner wird der NETD-Wert
c. Ein Unterschied von 20mK im NETD-Wert sind in der Bildqualität deutlich zu erkennen.
Auswirkungen:
a. Die Angabe eines NETD-Wertes ohne Messtemperatur, Messfrequenz und F-Nummer ist WERTLOS!
b. Ein und derselbe Sensor bei unterschiedlicher Frequenz und oder Temperatur gemessen, ergibt unterschiedliche NETD-Werte.
c. ACHTUNG, um also einen möglichts guten (kleineren) NETD-Wert für Werbe bzw. Verkaufszwecke zu generieren, brauche ich für ein und denselben Sensor, nur bei einer höheren Temperatur und oder kleineren Frequenz messen. Fertig ist der NETD-Traumwert!
Berechnung:
a. NETD-Wert bei unterschiedlichen F-Nummern
z.B. ULIS Pico640P NETD<75mK@30Hz,300K,F/1,
es wurde aber eine Optik mit f/1.6 verbaut (z.B. Pulsar XQ30V - 17µm 50Hz F30.0/1.6)
Berechnung:
Pico384P NETD bei F/1.0 = X bei 70mK = Z
XQ30V NETD bei F/1.6 = F bei gesucht = Y
SQR(F / X) * Z = Y
SQR(1.6 / 1)*0.07 = 0,1792 = NETD 179.2mK
Dies bedeutet einen Empfindlichkeitsverlust von 109.2mK, und ist mehr als deutlich im Bild zu erkennen.
b. NETD-Wert bei unterschiedlichen Frequenzen.
Als Faustformel gilt: Eine Verdoppelung der Framerate, z.B. von 30Hz auf 60Hz ergibt eine Erhöhung des NETD-Wertes um 10mK
Beispiel:
Pico640P NETD<75mK@30Hz bei 50Hz in einem XP50 ergibt ~ einen NETD von 81mK
b. NETD-Wert bei unterschiedlichen Temperaturen
Als Faustformel gilt: Eine Erhöhung der Messtemperatur um 1 Grad Celsius bewirkt eine Veringerung des NETD-Wertes um 1.1mK.
z.B. von 26 Grad Celsius auf 30 Celsius ergibt eine Veringerung des NETD-Wertes um 4.4mK
Preis Leistung, Verarbeitungsqualität, Funktionalität, Robustheit, sowie persönliche Empfehlungen werden hier nicht berücksichtigt.
Dies soll zur Vorselektion dienen, als Tutorial, was kann ich von einem Gerät MINIMALST erwarten und was nicht.Wie fängt alles an? Aufwärmphase, erster Kontakt, Begeisterung dass so was möglich ist, Reaktion will ich haben.Danach Ernüchterung über mangelnde Leistungsfähigkeit, da ich mal durch ein anderes Gerät meines Kumpels geguckt habe.
Dann fragt man sich, hab ich vielleicht was übersehen, oder was falsch gemacht?
Anbei die wichtigsten technischen Parameter für den Kauf einer WBK, die über die zu erwartende Leistungsfähigkeit Auskunft geben, was kann ich an Performance erwarten, und was nicht. Wo kann, will und muss ich Abstriche machen?
Sensormaterial: Vox oder aSi ?
Dies ist aus technischer Sicht vollkommen egal, wichtig ist die Empfindlichkeit des Sensors!
Ein VOx mit 70mK zieht gegenüber einem aSi mit 50mK immer den kürzeren!
MERKE:
Je empfindlicher, desto teurer wird ein Sensor, und desto schwieriger ist dieser für den Konsumerbereich zu bekommen.Tatsache ist, dass derzeit in VOx Geräten empfindlichere Sensoren als bei den aSi Geräten, verbaut werden können.Der Unterschied liegt bei mindestens 20mK oder mehr. Europäische aSi Produzenten verkaufen aus gesetzlichen Gründen derzeit nur Sensoren für den Konsumermarkt ab 50mK aufwärts. Dies ist der eigentliche Unterschied zwischen VOx und aSi Sensoren.
Pixel Pitch:
Für Detektion so klein als möglich, je kleiner dieser desto weiter kann ich mit einer WBK bei gleicher Optik, Detektieren. Hier ist 12µm ist für Detektion besser als 17µm
Nachteile, siehe Anhang: Technik für NERD's
Bildwiederholrate:
Minimum 25Hz. Je höher die Bildrate desto ruhiger wird das Bild, aber auch der Batterieverbrauch steigt enorm. Manche Hersteller machen dies deshalb umschaltbar, z.B. von 30Hz auf 60Hz.
MERKE: Finger weg von US-Geräen mit 9 Hz!
Auflösung:
Sensorauflösung, z.B. 320 x 240, 640 x 480 ..usw. Je höher die Auflösung desto mehr Details kann ich erkennen, aber nicht weiter detektieren, dafür ist der Pixel Pitch in Kombination mit der Brennweite der Optik verantwortlich.
Siehe Anhang: Technik für NERD's
Display:
Was bedeuten nun verschiedene Auflösungen von Sensor und Display?
MERKE:
Bei jeder Skalierung auf ein höheres Format, gibt es immer Informationsverluste. Was nicht da ist, wird "einfach" durch Mathematik ersetzt. Für eine qualitativ hochwertige Signalverarbeitung ist erhebliches know-how und spezialisierte Hardware erforderlich, je ausgefeilter diese sind, desto teurer werden diese Komponenten und somit der Preis einer WBK. Als Faustformel gilt: Sensor zu Displayauflösung nicht größer als 1:2
NETD Empfindlichkeit des verbauten Sensor(Moduls):
NETD ( Thermale Empfindlichkeit) von 50mK - 60mK sollte Standard sein.Dies bedeutet, dass bei z.B. 50mK ein Temperaturunterschied von 0,05 Grad noch erkannt werden kann.Sensoren werden auch wie Nachtsichtröhren in Generationen, derzeit (Gen1- Gen4) eingeteilt, und noch dazu in Leistungsklassen. Grob gesagt, in Militär, Industrie, Performance und Kommerziell. Diese erstrecken sich über eine Empfindlichkeitsbereich von 20mK bis 100mK und einen Betriebstemperaturbereich von -40 bis +125 Grad Celsius. Grundsätzlich kann man davon ausgehen, dass für den zivilen Markt nur Sensoren in der Leistungsklasse Kommerziell, ab 50mK aufwärts verfügbar sind, alle anderen unterliegen zumindest bei den EU-Sensor Herstellern, gesetzlichen Beschränkungen.
MERKE: 20mK unterschied sind in der Bildqualität deutlich zu erkennen.
Leider machen einige Hersteller keine Angabe über die Empfindlichkeit ihrer WBK, da hilft dann nur noch selber, mit anderen Geräten einen Vergleich durchzuführen, oder gleich Finger weg von solchen Systemen. Wenn Angaben verfügbar sind, sollte man aber immer darauf achten, wie diese Werte ermittelt wurden. Angegeben wird normalerweise so, 60mK@300- f/1 - 50Hz, dies bedeutet, es wurde bei 300 Kelvin ~ 26 Grad Celsius, bei einer Lichtstärke des Objektives von f/1 und einer Bildwiederholrate von 50 Hz, gemessen. Die Messtemperatur kann auch direkt in Grad angegeben sein 60mK@25-f/1-50Hz hier 25 Grad Celsius bei f/1.
ACHTUNG:
Die Empfindlichkeit nimmt drastisch ab, wenn dann Optiken höher als f/1 verbaut werden.
Beispiel:
Angegebener NETD 50mK@300 f/1, es wurde aber eine Optik mit f/1.2 verbaut.
Berechnung:
NETD der WBK bei f/1.0 = X bei 50mK = Z
NETD der WBK bei f/1.2 = F bei gesucht = Y
SQR(F / X) * Z = Y
SQR(1.2 / 1)*0.05 = 0,072 = NETD 72mK
Dies bedeutet einen Empfindlichkeitsverlust von 22mK, und ist deutlich im Bild zu erkennen.
Durch welche Parameter wird der NETD-Wert noch zusätzlich beeinflusst:
Grundlagen:
a. Je höher die F-Nummer und oder die Messfrequenz desto höher wird der NETD-Wert
b. Je höher die Messtemperatur desto kleiner wird der NETD-Wert
c. Ein Unterschied von 20mK im NETD-Wert sind in der Bildqualität deutlich zu erkennen.
Auswirkungen:
a. Die Angabe eines NETD-Wertes ohne Messtemperatur, Messfrequenz und F-Nummer ist WERTLOS!
b. Ein und derselbe Sensor bei unterschiedlicher Frequenz und oder Temperatur gemessen, ergibt unterschiedliche NETD-Werte.
c. ACHTUNG, um also einen möglichts guten (kleineren) NETD-Wert für Werbe bzw. Verkaufszwecke zu generieren, brauche ich für ein und denselben Sensor, nur bei einer höheren Temperatur und oder kleineren Frequenz messen. Fertig ist der NETD-Traumwert!
Berechnung:
a. NETD-Wert bei unterschiedlichen F-Nummern
z.B. ULIS Pico640P NETD<75mK@30Hz,300K,F/1,
es wurde aber eine Optik mit f/1.6 verbaut (z.B. Pulsar XQ30V - 17µm 50Hz F30.0/1.6)
Berechnung:
Pico384P NETD bei F/1.0 = X bei 70mK = Z
XQ30V NETD bei F/1.6 = F bei gesucht = Y
SQR(F / X) * Z = Y
SQR(1.6 / 1)*0.07 = 0,1792 = NETD 179.2mK
Dies bedeutet einen Empfindlichkeitsverlust von 109.2mK, und ist mehr als deutlich im Bild zu erkennen.
b. NETD-Wert bei unterschiedlichen Frequenzen.
Als Faustformel gilt: Eine Verdoppelung der Framerate, z.B. von 30Hz auf 60Hz ergibt eine Erhöhung des NETD-Wertes um 10mK
Beispiel:
Pico640P NETD<75mK@30Hz bei 50Hz in einem XP50 ergibt ~ einen NETD von 81mK
b. NETD-Wert bei unterschiedlichen Temperaturen
Als Faustformel gilt: Eine Erhöhung der Messtemperatur um 1 Grad Celsius bewirkt eine Veringerung des NETD-Wertes um 1.1mK.
z.B. von 26 Grad Celsius auf 30 Celsius ergibt eine Veringerung des NETD-Wertes um 4.4mK
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