DE102014226342A1 - Thermal camera - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine handgehaltene Wärmebildkamera (10) zur kontaktfreien Vermessung einer Temperatur eines auf einer Oberfläche befindlichen Messbereichs (22, 22a, 22b), aufweisend zumindest eine Detektorvorrichtung (32) bestehend aus mindestens einer Detektionsfläche (36) mit einer Vielzahl von Pixeln (40) zur Detektion von aus dem Messbereich (22, 22a, 22b) abgestrahlter Wärmestrahlung sowie zur Erzeugung von Detektionssignalen basierend auf einer detektierten Wärmestrahlung, eine Optik (26, 26’) zur Abbildung von aus dem Messbereich (22, 22a, 22b) abgestrahlter Wärmestrahlung auf die Detektionsfläche (36) unter Beleuchtung einer Mehrzahl von Pixeln (40), sowie eine Auswertevorrichtung (52) zum Empfangen und Auswerten von Detektionssignalen der Detektorvorrichtung (32), wobei jedes Pixel (40) der Detektorvorrichtung (32) mit der Auswertevorrichtung (52) signaltechnisch verbindbar ist. Erfindungsgemäß ist die Wärmebildkamera (10) dadurch gekennzeichnet, dass eine Größe des Messbereichs (22, 22a, 22b) unter Verwendung der Optik (26, 26’) veränderbar ist, die Auswertevorrichtung (52) basierend auf Detektionssignalen zumindest einer Mehrzahl beleuchteter Pixel (40) der Detektorvorrichtung (32) eine Auswertung der Temperatur des Messbereichs (22, 22a, 22b) durchführt und die Auswertevorrichtung (52) und/oder die Detektorvorrichtung (32) eine Binning-Architektur (62) aufweist, die eine signaltechnische Zusammenfassung von Pixeln (40), insbesondere zur Erhöhung der Wärmestrahlungsempfindlichkeit der Detektorvorrichtung (32), vorsieht.The invention relates to a handheld thermal imaging camera (10) for non - contact measurement of a temperature of a measuring area (22, 22a, 22b) located on a surface, comprising at least one detector device (32) comprising at least one detection area (36) with a multiplicity of pixels (40 ) for detecting heat radiation emitted from the measuring region (22, 22a, 22b) and for generating detection signals based on a detected thermal radiation, an optical system (26, 26 ') for imaging thermal radiation emitted from the measuring region (22, 22a, 22b) on the detection surface (36) under illumination of a plurality of pixels (40), and an evaluation device (52) for receiving and evaluating detection signals of the detector device (32), each pixel (40) of the detector device (32) with the evaluation device (52 ) is technically connectable. According to the invention, the thermal imaging camera (10) is characterized in that a size of the measuring area (22, 22a, 22b) can be changed using the optics (26, 26 '), the evaluation device (52) being based on detection signals of at least one plurality of illuminated pixels (40 ) of the detector device (32) carries out an evaluation of the temperature of the measuring region (22, 22a, 22b) and the evaluation device (52) and / or the detector device (32) has a binning architecture (62) which comprises a signal-technical summary of pixels ( 40), in particular for increasing the thermal radiation sensitivity of the detector device (32), provides.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur kontaktfreien Vermessung einer Temperatur eines auf einer Oberfläche befindlichen Messbereichs.The invention relates to a device and a method for non-contact measurement of a temperature of a measurement area located on a surface.

Stand der TechnikState of the art

Vorrichtungen und Verfahren zur kontaktfreien Vermessung einer Oberflächentemperatur eines Messbereichs sind im Stand der Technik bekannt und finden vielseitig Anwendung, beispielsweise zur Sicherheitsüberprüfung elektrischer Schaltungen, zur Fehlersuche in maschinellen Abläufen oder zur Identifikation unzureichender Wärmeisolation im Rahmen einer Wärme- und/oder Kältedämmung. Oftmals werden zum Entdecken und Lokalisieren von Wärmequellen und/oder Wärmesenken Infrarotthermometer verwendet, die gegenüber konventionellen Temperaturmessgeräten den Vorteil des kontaktfreien und schnellen Messens aufweisen und sich somit insbesondere dann einsetzen lassen, wenn zu vermessende Bereiche nur schwer oder gar nicht zugänglich sind. Die Temperaturmessung mittels eines infrarotsensitiven Thermometers basiert dabei auf Detektion von Wärmestrahlung, d.h. Infrarotstrahlung insbesondere in einem Wellenlängenbereich zwischen 3 µm und 50 µm, die von jedem Gegenstand abhängig von seiner Temperatur, insbesondere seiner Oberflächentemperatur, mit unterschiedlicher Intensität emittiert wird. Aus einer gemessenen Intensität der emittierten Wärmestrahlung mittels des Temperaturmessgeräts kann eine Oberflächentemperatur des emittierenden Körpers bestimmt werden.Devices and methods for non-contact measurement of a surface temperature of a measuring range are known in the art and are used in a variety of applications, for example for the safety inspection of electrical circuits, for troubleshooting in machine processes or for the identification of insufficient heat insulation in the context of thermal and / or cold insulation. Infrared thermometers are often used to detect and localize heat sources and / or heat sinks, which have the advantage of non-contact and rapid measurement compared to conventional temperature measuring devices and thus can be used especially when areas to be measured are difficult or impossible to access. The temperature measurement by means of an infrared-sensitive thermometer is based on the detection of thermal radiation, i. Infrared radiation, in particular in a wavelength range between 3 microns and 50 microns, which is emitted by each object depending on its temperature, in particular its surface temperature, with different intensity. From a measured intensity of the emitted heat radiation by means of the temperature measuring device, a surface temperature of the emitting body can be determined.

Im Stand der Technik bekannte Infrarotthermometer lassen sich im Wesentlichen in zwei Ausführungsformen unterscheiden. Vorrichtungen erster Art, sogenannte Spot-Thermometer, weisen typischerweise einen Infrarotsensor, eine Linse und eine Anzeige auf. Die Kombination, d.h. insbesondere die Anordnung des Infrarotsensors mit der Linse, gibt ein typischerweise kegelförmiges, bevorzugt kleines Messvolumen vor, aus dem Wärmestrahlung nachgewiesen wird. Ist die Vorrichtungen erster Art auf eine Oberfläche eines Gegenstands ausgerichtet, bildet der Schnitt des Messvolumens mit der Oberfläche des Gegenstands einen Messbereich. Ein Teil der von diesem Messbereich ausgehenden Wärmestrahlung wird von der Vorrichtung erster Art detektiert, wobei aus der gemessenen Intensität der Wärmestrahlung eine mittlere Oberflächentemperatur in dem Messbereich ausgewertet und mittels der Anzeige ausgegeben wird. Mit Hilfe einer zusätzlichen Laservorrichtung, die derart ausgerichtet ist, dass beispielsweise der Mittelpunkt des Messbereichs während einer Messung durch den Laserstrahl markiert wird, lässt sich die kontaktlose Temperaturmessung mit dem Ort der vorgenommenen Messung korrelieren. US 6,659,639 A1 und US 2009/0304042 A1 beschreiben Vorrichtungen und Verfahren eines Messgeräts dieser Art.Infrared thermometers known in the prior art can essentially be distinguished in two embodiments. Devices of the first kind, so-called spot thermometers, typically comprise an infrared sensor, a lens and a display. The combination, ie in particular the arrangement of the infrared sensor with the lens, provides a typically conical, preferably small measuring volume, from which heat radiation is detected. When the devices of the first kind are aligned with a surface of an object, the intersection of the measurement volume with the surface of the article forms a measurement area. A portion of the thermal radiation emanating from this measuring range is detected by the device of the first type, wherein from the measured intensity of the heat radiation an average surface temperature in the measuring range is evaluated and output by means of the display. With the aid of an additional laser device, which is aligned such that, for example, the center of the measuring range is marked during a measurement by the laser beam, the contactless temperature measurement can be correlated with the location of the measurement made. US 6,659,639 A1 and US 2009/0304042 A1 describe devices and methods of a measuring device of this type.

Infrarotthermometer einer zweiten Art, sogenannte Wärmebildkameras, weisen typischerweise einen infrarotsensitiven Bildsensor, ein Linsensystem sowie einen Bildschirm auf und erlauben, ähnlich einer im visuellen Spektralbereich arbeitenden Kamera, einen zu untersuchenden Gegenstand im infraroten Bereich des Strahlungsspektrums zu vermessen und auf dem Bildschirm als zwei-dimensionales, farbkodiertes Abbild des Gegenstands auszugeben. Mittels einer derartigen Wärmebildkamera lassen sich Wärmequellen und Wärmesenken leicht anhand der Farbkodierung der Temperaturdaten erkennen und lokalisieren. US 2009/0302219 A1 und US 7,652,251 A1 beschreiben Vorrichtungen und Verfahren dieser zweiten Art. Infrared thermometers of a second type, so-called thermal imaging cameras, typically have an infrared-sensitive image sensor, a lens system and a screen and, similar to a working in the visual spectral range camera, to measure an object to be examined in the infrared region of the radiation spectrum and on the screen as a two-dimensional to output a color-coded image of the object. By means of such a thermal imaging camera, heat sources and heat sinks can be easily identified and localized on the basis of the color coding of the temperature data. US 2009/0302219 A1 and US Pat. No. 7,652,251 A1 describe devices and methods of this second type.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird eine handgehaltene Wärmebildkamera zur kontaktfreien Vermessung einer Temperatur eines auf einer Oberfläche befindlichen Messbereichs vorgeschlagen, die zumindest eine Detektorvorrichtung bestehend aus mindestens einer Detektionsfläche mit einer Vielzahl von Pixeln zur Detektion von aus dem Messbereich abgestrahlter Wärmestrahlung sowie zur Erzeugung von Detektionssignalen basierend auf einer detektierten Wärmestrahlung, eine Optik zur Abbildung von aus dem Messbereich abgestrahlter Wärmestrahlung auf die Detektionsfläche unter Beleuchtung einer Mehrzahl von Pixeln, sowie eine Auswertevorrichtung zum Empfangen und Auswerten von Detektionssignalen der Detektorvorrichtung, wobei jedes Pixel der Detektorvorrichtung mit der Auswertevorrichtung signaltechnisch verbindbar ist, aufweist. According to the invention, a hand-held thermal imaging camera is proposed for the non-contact measurement of a temperature of a measuring area located on a surface, comprising at least one detector device comprising at least one detection surface with a plurality of pixels for detecting thermal radiation radiated from the measuring area and for generating detection signals based on a detected thermal radiation , An optics for imaging radiated from the measuring range thermal radiation on the detection surface under illumination of a plurality of pixels, and an evaluation device for receiving and evaluating detection signals of the detector device, each pixel of the detector device with the evaluation device is signal-technically connectable.

Erfindungsgemäß ist die Wärmebildkamera dadurch gekennzeichnet, dass eine Größe des Messbereichs unter Verwendung der Optik veränderbar ist, die Auswertevorrichtung basierend auf Detektionssignalen zumindest einer Mehrzahl beleuchteter Pixel der Detektorvorrichtung eine Auswertung der Temperatur des Messbereichs durchführt und die Auswertevorrichtung und/oder die Detektorvorrichtung eine Binning-Architektur aufweist, die eine signaltechnische Zusammenfassung von Pixeln, insbesondere zur Erhöhung der Wärmestrahlungsempfindlichkeit der Detektorvorrichtung, vorsieht.According to the invention, the thermal imaging camera is characterized in that a size of the measuring range can be changed using the optics, the evaluation device performs an evaluation of the temperature of the measuring range based on detection signals of at least one plurality of illuminated pixels of the detector device and the evaluation device and / or the detector device a binning architecture which provides a signal-technical summary of pixels, in particular for increasing the thermal radiation sensitivity of the detector device.

„Wärmebildkamera“ bezeichnet eine Vorrichtung zum kontaktfreien Vermessen einer Temperatur eines auf einer Oberfläche befindlichen Messbereichs unter Ausgabe zumindest einer die Temperatur betreffenden Information, vorteilhaft eines oder mehrerer Temperaturmesswerte, besonders vorteilhaft eines aus einer Vielzahl von Temperaturmesswerten zusammengesetzten Wärmebilds. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird im Folgenden mit „Auswerten einer Temperatur“, „Bestimmen einer Temperatur“, „Temperaturmesswert“ oder dergleichen jeweils eine die Temperatur der Oberfläche in dem Messbereich betreffende Information gemeint, vorteilhaft ein oder mehrere, insbesondere auch gemittelte, Temperaturmesswerte, besonders vorteilhaft ein aus einer Vielzahl von Temperaturmesswerten zusammengesetztes Wärmebild."Thermal imaging camera" refers to a device for non-contact measurement of a temperature of a measuring area located on a surface with output of at least one temperature information, advantageously one or more temperature readings, particularly advantageously one of a plurality of Temperature readings composite thermal image. For the purpose of simplifying the description, the term "evaluating a temperature", "determining a temperature", "temperature measured value" or the like refers in each case to information relating to the temperature of the surface in the measuring range, advantageously one or more, in particular also averaged, temperature measured values advantageously a composite of a plurality of temperature measurements thermal image.

Unter dem „Messbereich“ wird ein geometrischer, lokal begrenzter Bereich verstanden, der eine Menge von Teilchen des Gegenstands umfasst, deren Wärmestrahlung den Gegenstand in Richtung der Wärmekamera verlässt und von dieser zumindest teilweise erfasst wird. Je nach Material des Gegenstands, insbesondere je nach Transparenz des Gegenstands für Infrarotstrahlung, können Teilchen von der Wärmebildkamera erfasst werden, die sich unterschiedlich weit in dem Gegenstand befinden. Insbesondere kann unter „Gegenstand“ neben einem Festkörper auch ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit und ein Gas verstanden werden, dessen Temperatur in analoger Weise vermessen werden kann. Zur Vereinfachung der folgenden Beschreibung wird mit „Messbereich“ insbesondere der Bereich auf einer Gegenstandsoberfläche gekennzeichnet, der sich im Wesentlichen aus der Schnittmenge zwischen einem Messvolumen – das Volumen aus dem die erfindungsgemäße Vorrichtung Wärmestrahlung erfasst – und einer Oberfläche des zu untersuchenden Gegenstands ergibt. Je nach Materialeigenschaft des Gegenstands kann dieser Messbereich aber auch Wärmestrahlung aus tieferen Schichten des Gegenstands umfassen.The "measuring range" is understood to mean a geometrically, locally limited area which comprises a quantity of particles of the object whose heat radiation leaves the object in the direction of the thermal camera and is at least partially detected by it. Depending on the material of the article, in particular depending on the transparency of the article for infrared radiation, particles can be detected by the thermal imaging camera, which are located at different distances in the object. In particular, by "object" in addition to a solid also a fluid, in particular a liquid and a gas can be understood, the temperature of which can be measured in an analogous manner. To simplify the following description, the term "measuring range" particularly identifies the region on an object surface, which essentially results from the intersection between a measuring volume-the volume from which the device according to the invention detects thermal radiation-and a surface of the object to be examined. Depending on the material property of the article, however, this measuring region may also comprise heat radiation from deeper layers of the article.

Erfindungsgemäß weist die Wärmebildkamera zumindest eine Detektorvorrichtung, eine Optik, insbesondere eine abbildende Optik, sowie eine Auswertevorrichtung auf. According to the invention, the thermal imaging camera has at least one detector device, an optical system, in particular an imaging optical system, and an evaluation device.

Die Optik ist vorgesehen, aus dem Messbereich emittierte Wärmestrahlung im Infrarotspektrum, vorzugsweise im mittleren Infrarotspektrum im Wellenlängenbereich zwischen 3 µm und 50 µm, auf eine Oberfläche der aus Sicht des Gegenstands hinter der Optik angeordneten Detektorvorrichtung der Wärmebildkamera zu projizieren, bevorzugt ein Abbild des Messbereichs auf eine Oberfläche der Detektorvorrichtung zu projizieren, besonders bevorzugt ein Abbild des Messbereichs auf eine Oberfläche der Detektorvorrichtung zu fokussieren. Unter „vorgesehen“ soll im Folgenden speziell „programmiert“, „ausgelegt“, „konzipiert“ und/oder „ausgestattet“ verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion „vorgesehen“ ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt oder dazu ausgelegt ist, die Funktion zu erfüllen. Dazu weist die Optik vorteilhaft Wärmestrahlung lenkende, leitende, bündelnde und/oder anderweitig in der räumlichen Ausbreitung beeinflussende optische Komponenten auf, insbesondere beispielsweise Linsen, Fresnel-Linsen, Spiegel, Gitter, Lichtleiter, Prismen, diffraktive Elemente oder andere, einem Fachmann sinnvoll erscheinende optische Komponenten, mittels derer sich die Wärmestrahlung auf die Oberfläche der Detektorvorrichtung projizieren lässt. Vorzugsweise können diese Komponenten insbesondere aus feuchteempfindlichen Salzen wie beispielsweise Natriumchlorid und Silbersalz oder aus einkristallinen Halbleitermaterialien wie beispielsweise Germanium oder Zinkselenid bestehen.The optics is provided to project heat radiation emitted from the measuring region in the infrared spectrum, preferably in the middle infrared spectrum in the wavelength range between 3 μm and 50 μm, onto a surface of the thermal imaging camera's detector device, which is arranged behind the optics, preferably an image of the measuring region to project a surface of the detector device, particularly preferably to focus an image of the measuring area on a surface of the detector device. The term "provided" is to be understood in the following to mean specifically "programmed", "designed", "designed" and / or "equipped". By "providing" an object for a particular function, it should be understood, in particular, that the object fulfills and / or executes this particular function in at least one application and / or operating state or is designed to perform the function. For this purpose, the optics advantageous heat radiation directing, conducting, bundling and / or otherwise in the spatial propagation influencing optical components, in particular for example lenses, Fresnel lenses, mirrors, grids, light guides, prisms, diffractive elements or other, one skilled in the reasonable appearing optical Components by means of which the heat radiation can be projected onto the surface of the detector device. These components may preferably consist in particular of moisture-sensitive salts such as, for example, sodium chloride and silver salt or of monocrystalline semiconductor materials such as, for example, germanium or zinc selenide.

Erfindungsgemäß ist die Wärmebildkamera dazu vorgesehen, eine Größe des auf einer Oberfläche befindlichen Messbereichs unter Verwendung der Optik veränderbar einzustellen. Vorteilhaft kann eine Brennweite der Optik der Wärmebildkamera derart veränderbar, insbesondere zoombar, eingestellt werden, dass eine Anpassung der Größe des Messbereichs über eine Anpassung des mittels der Optik abgebildeten Bildausschnitts möglich ist. Dies gibt einem Benutzer der Wärmebildkamera den Vorteil, sowohl sich einen Überblick über eine zu untersuchende Oberfläche unter Verwendung eines großen Messbereichs zu verschaffen als auch Details der zu untersuchenden Oberfläche unter Verwendung eines kleinen Messbereichs zu untersuchen. Eine derartige Veränderung der Größe des Messbereichs kann auf unterschiedliche Weise realisiert sein, bevorzugt beispielsweise mittels einer Optik, die vorteilhaft eine Einstellung verschiedener Brennweiten in Stufen oder besonders vorteilhaft auch stufenlos erlaubt. Entsprechend der in Folge der veränderbaren, insbesondere zoombaren, Optik veränderbaren Abbildung der aus dem Messbereich emittierten Wärmestrahlung auf die Detektorvorrichtung kann ein beleuchteter Bereich der Detektionsfläche der Detektorvorrichtung, insbesondere ein auf der Detektionsfläche erzeugter Infrarotlichtfleck, in Abhängigkeit eines Abstands zwischen dem die Wärmestrahlung aussendenden Gegenstand und der Wärmebildkamera sowie der exakten Einstellung der veränderbaren Optik im Allgemeinen veränderlich sein.According to the invention, the thermal imaging camera is provided to adjust a size of the measuring area located on a surface using the optics changeable. Advantageously, a focal length of the optics of the thermal imaging camera can be set in such a variable, in particular zoomable, that an adaptation of the size of the measuring range is possible via an adaptation of the image section imaged by means of the optics. This gives a user of the thermal imaging camera the advantage of both gaining an overview of a surface to be examined using a large measuring range and of examining details of the surface to be examined using a small measuring range. Such a change in the size of the measuring range can be realized in different ways, preferably for example by means of optics, which advantageously allows adjustment of different focal lengths in stages or particularly advantageously also steplessly. In accordance with the variable, in particular zoomable, optically changeable mapping of the heat radiation emitted from the measuring area to the detector device, an illuminated area of the detection area of the detector device, in particular an infrared spot generated on the detection area, depending on a distance between the object emitting the heat radiation and The thermal imaging camera as well as the exact setting of the changeable optics in general be changeable.

Die Detektorvorrichtung erfasst aus dem Messbereich abgestrahlte und mittels der abbildenden Optik auf deren Oberfläche projizierte Wärmestrahlung und erzeugt basierend auf der detektierten Intensität ein Detektionssignal. Dazu weist die Detektorvorrichtung an einer der Optik zugewandten Oberfläche eine zweidimensionale Detektionsfläche auf, die aus einer Vielzahl Matrix-artig angeordneter Pixel besteht. Jedes der Pixel der Detektorvorrichtung kann dabei – Beleuchtung mittels Wärmestrahlung vorausgesetzt – eine Bildinformation, insbesondere eine aus einem Raumwinkel des Messbereichs emittierte Wärmestrahlung, vorzugsweise eine auf das Pixel eingestrahlte Intensität der aus einem Raumwinkel des Messbereichs emittierten Wärmestrahlung, ermitteln und daraus ein Detektionssignal erzeugen, wobei das von jedem Pixel generierte Detektionssignal anschließend zur Bestimmung einer Temperatur herangezogen werden kann, vorteilhaft an eine Auswertevorrichtung weitergeleitet werden kann, besonders vorteilhaft von der Auswertevorrichtung einzeln und/oder in Kombination mit anderen Pixeln der Vielzahl von Pixeln der Detektorvorrichtung ausgewertet werden kann.The detector device detects thermal radiation emitted from the measuring area and projected onto the surface thereof by means of the imaging optics and generates a detection signal on the basis of the detected intensity. For this purpose, the detector device on a surface facing the optics on a two-dimensional detection surface, which consists of a plurality of matrix-like pixels arranged. Each of the pixels of the detector device can - provided lighting by means of thermal radiation - image information, in particular one of a solid angle of the measuring range emitted heat radiation, preferably an intensity radiated onto the pixel of the thermal radiation emitted from a solid angle of the measuring range, and generate a detection signal therefrom, wherein the detection signal generated by each pixel can subsequently be used to determine a temperature, can advantageously be forwarded to an evaluation device, can be evaluated particularly advantageous by the evaluation device individually and / or in combination with other pixels of the plurality of pixels of the detector device.

Mittels der abbildenden Optik der Wärmebildkamera, insbesondere mittels der zoombaren Optik, kann vorteilhaft eine Beleuchtung einer Mehrzahl von Pixeln mit von aus dem Messbereich abgestrahlter Wärmestrahlung erreicht werden. Je nach Abstand zwischen der Wärmebildkamera und dem Gegenstand sowie je nach Einstellung der Größe des auf dessen Oberfläche befindlichen Messbereichs kann dabei eine unterschiedliche Anzahl von Pixeln der Detektorvorrichtung beleuchtet werden.By means of the imaging optics of the thermal imaging camera, in particular by means of the zoomable optics, it is advantageously possible to achieve illumination of a plurality of pixels with thermal radiation emitted from the measurement area. Depending on the distance between the thermal imaging camera and the object and depending on the setting of the size of the measuring area located on its surface, a different number of pixels of the detector device can be illuminated.

Jedes Pixel der Detektorvorrichtung stellt ein strahlungsempflindliches, insbesondere infrarotlichtempfindliches, Element dar und ist vorgesehen, Strahlung aus dem Infrarotbereich, insbesondere dem mittleren Infrarotbereich im Wellenlängenbereich zwischen 3 µm und 50 µm, zu erfassen und in ein Signal, insbesondere ein elektrisches Detektionssignal, umzuwandeln. Typischerweise sind die von derartigen strahlungsempfindlichen Elementen erzeugten Detektionssignale abhängig von einer auf dem Element auftreffenden Wärmestrahlungsintensität. Beispiele für infrarotlichtempfindliche Elemente sind unter anderem Fotodioden, Bolometer, pyroelektrische Sensoren, PIN-Dioden, Avalanche Photo Dioden (APD), (modulierte) CCD-Chips und CMOS-Pixel, allerdings können aber auch andere, einem Fachmann sinnvoll erscheinende, beispielsweise auf Siliziumsensoren, Indium-Gallium-Arsenid-Sensoren, Bleisulfid-Sensoren, Indium-Antimon-Sensoren, Cadmium-Quecksilber-Tellurid-Sensoren, Gallium-Arsenid-Quantentopf-Sensoren, Cadmium-Quecksilber-Tellurid-Sensoren oder dergleichen basierende infrarotlichtempfindliche Elemente verstanden werden. Die Anzahl der Vielzahl Matrix-artig angeordneter Pixel, beispielsweise insbesondere 80×80 Pixel, bevorzugt 360×240 Pixel, besonders bevorzugt 640×480 Pixel, definiert die Auflösung der Wärmebildkamera, insbesondere die Auflösung eines mittels der Wärmebildkamera gemessenen Wärmebilds.Each pixel of the detector device is a radiation-sensitive, in particular infrared-sensitive, element and is intended to detect radiation from the infrared range, in particular the middle infrared range in the wavelength range between 3 .mu.m and 50 .mu.m, and to convert it into a signal, in particular an electrical detection signal. Typically, the detection signals generated by such radiation-sensitive elements are dependent on a heat radiation intensity incident on the element. Examples of elements sensitive to infrared light include photodiodes, bolometers, pyroelectric sensors, PIN diodes, avalanche photodiodes (APD), (modulated) CCD chips and CMOS pixels, but it is also possible for other, for example on silicon sensors, to make sense to a person skilled in the art , Indium gallium arsenide sensors, lead sulfide sensors, indium antimony sensors, cadmium mercury telluride sensors, gallium arsenide quantum well sensors, cadmium mercury telluride sensors, or the like based infrared photosensitive elements. The number of the plurality of matrix-like arranged pixels, for example in particular 80 × 80 pixels, preferably 360 × 240 pixels, particularly preferably 640 × 480 pixels, defines the resolution of the thermal imaging camera, in particular the resolution of a thermal image measured by means of the thermal imaging camera.

Erfindungsgemäß ist jedes der Vielzahl von Pixeln der Detektorvorrichtung mit der Auswertevorrichtung direkt oder indirekt über weitere zwischengeschaltete Bauelemente signaltechnisch verbindbar. Insbesondere kann eine indirekte signaltechnische Verbindung der Pixel mit der Auswertevorrichtung auch über Schaltelemente, beispielsweise Multiplexer oder andere Selektionsschaltungen, die dazu ausgelegt sind, Detektionssignale mehrerer Pixel selektiv weiterzuleiten, realisiert werden. Auf diese Weise kann insbesondere erreicht werden, dass Detektionssignale einzelner Pixel oder einer Gruppe von Pixeln unabhängig von Detektionssignalen anderer Pixel an die Auswerteeinrichtung weitergeleitetet und von dieser ausgewertet werden können.According to the invention, each of the plurality of pixels of the detector device can be connected to the evaluation device directly or indirectly via further intermediate components by signal technology. In particular, an indirect signal connection of the pixels with the evaluation device can also be realized via switching elements, for example multiplexers or other selection circuits, which are designed to selectively forward detection signals of several pixels. In this way it can be achieved, in particular, that detection signals of individual pixels or a group of pixels can be forwarded to the evaluation device independently of detection signals of other pixels and evaluated by the latter.

Unter der Auswertevorrichtung zum Empfangen und Auswerten von Detektionssignalen der Detektorvorrichtung soll eine Vorrichtung verstanden werden, die zumindest einen Informationseingang zur Annahme von Detektionssignalen, eine Informationsverarbeitungseinheit zur Bearbeitung, insbesondere Auswertung der angenommenen Detektionssignale, sowie eine Informationsausgabe zur Weitergabe der bearbeiteten und/oder ausgewerteten Detektionssignale aufweist. Vorteilhaft weist die Auswerteeinheit Komponenten auf, die zumindest einen Prozessor, einen Speicher und ein Betriebsprogramm mit Auswerte- und Berechnungsroutinen umfassen. Insbesondere können die elektronischen Bauteile der Auswertevorrichtung auf einer Platine (Leiterplatte) angeordnet sein, bevorzugt auf einer gemeinsamen Platine mit einer Steuervorrichtung der Wärmebildkamera zur Steuerung der Wärmebildkamera, und besonders bevorzugt in Form eines Mikrokontrollers. Des Weiteren können die Steuervorrichtung und die Auswertevorrichtung besonders bevorzugt auch als ein einzelnes Bauteil ausgeführt sein. Die Auswertevorrichtung ist dazu vorgesehen, von der Detektorvorrichtung erzeugte Detektionssignale, insbesondere von den mit der Auswertevorrichtung signaltechnisch verbundenen, insbesondere verbindbaren, Pixeln der Detektorvorrichtung erzeugte Detektionssignale, zu empfangen, auszuwerten und basierend auf Detektionssignalen zumindest einer Mehrzahl beleuchteter Pixel der Detektorvorrichtung eine Auswertung der Temperatur des Messbereichs durchzuführen. Bevorzugt ist die Auswertevorrichtung dazu vorgesehen, basierend auf Detektionssignalen zumindest einer Mehrzahl beleuchteter Pixel der Detektorvorrichtung eine Auswertung eines oder mehrerer Temperaturmesswerte, insbesondere auch gemittelter Temperaturmesswerte, besonders bevorzugt eines Wärmebilds durchzuführen. Die ausgewertete Information, insbesondere ein erzeugter Temperaturmesswert und/oder ein Wärmebild, kann von der Auswertevorrichtung zur weiteren Verarbeitung und/oder Ausgabe einem Benutzer der Wärmebildkamera mittels einer Ausgabevorrichtung und/oder einem externen Gerät mittels einer Datenkommunikationsschnittstelle bereitgestellt werden.The evaluation device for receiving and evaluating detection signals of the detector device should be understood to mean a device which has at least one information input for accepting detection signals, an information processing unit for processing, in particular evaluation of the assumed detection signals, and an information output for passing on the processed and / or evaluated detection signals , Advantageously, the evaluation unit has components which comprise at least one processor, a memory and an operating program with evaluation and calculation routines. In particular, the electronic components of the evaluation device can be arranged on a printed circuit board (printed circuit board), preferably on a common board with a control device of the thermal imaging camera for controlling the thermal imaging camera, and particularly preferably in the form of a microcontroller. Furthermore, the control device and the evaluation device may be particularly preferably designed as a single component. The evaluation device is provided for receiving and evaluating detection signals generated by the detector device, in particular detection signals generated by the evaluation device, in particular connectable pixels of the detector device, and evaluating the temperature of the detector based on detection signals of at least one plurality of illuminated pixels of the detector device Measuring range. Preferably, the evaluation device is provided for carrying out an evaluation of one or more temperature measurement values, in particular also averaged temperature measurement values, particularly preferably a thermal image, based on detection signals of at least one plurality of illuminated pixels of the detector device. The evaluated information, in particular a generated temperature measured value and / or a thermal image, can be provided by the evaluation device for further processing and / or output to a user of the thermal imaging camera by means of an output device and / or an external device by means of a data communication interface.

Des Weiteren kann die Auswerte- und/oder die Steuervorrichtung gespeicherte Korrektur- und/oder Kalibriertabellen und/oder Routinen zur Kalibrierung aufweisen, die es erlauben, Auswerteergebnisse zu interpretieren und/oder umzurechnen und/oder zu inter- und/oder extrapolieren sowie die Wärmebildkamera insbesondere hinsichtlich eines Temperaturwertes, insbesondere hinsichtlich eines gemessenen Temperaturmesswertes, zu kalibrieren.Furthermore, the evaluation and / or the control device stored correction and / or calibration tables and / or routines for Have calibration that allow interpretation and / or to re-calculate evaluation results and / or to interpolate and / or extrapolate and to calibrate the thermal imager in particular with respect to a temperature value, in particular with respect to a measured temperature reading.

Erfindungsgemäß weist die Auswertevorrichtung und/oder die Detektorvorrichtung eine Binning-Architektur auf, die eine signaltechnische Zusammenfassung von Pixeln der Detektorvorrichtung zur Erhöhung der Wärmestrahlungsempfindlichkeit der Detektorvorrichtung ermöglicht. According to the invention, the evaluation device and / or the detector device to a binning architecture, which enables a signal-technical summary of pixels of the detector device to increase the heat radiation sensitivity of the detector device.

Dabei ist unter „Binning-Architektur“ eine Architektur und/oder eine Vorrichtung gemeint, die eine signaltechnische Zusammenfassung von mindestens zwei Pixeln, insbesondere von benachbarten Pixeln, bevorzugt von Pixeln vorgebbarer Anzahl, erlaubt. Unter „signaltechnisch zusammenfassen“ und „signaltechnischer Zusammenfassung“ soll dabei insbesondere verstanden werden, dass mindestens zwei Pixel, bevorzugt auch eine Mehrzahl von Pixeln, derart signaltechnisch zusammengefasst, vorteilhaft zusammengeschaltet, besonders vorteilhaft kombiniert werden, dass ein einzelnes Detektionssignal der zusammengeschalteten Pixel ausgegeben wird. Alternativ kann unter „signaltechnischer Zusammenfassung“ auch verstanden werden, dass mehrere Detektionssignale, erzeugt von mehreren Pixeln, zu einem Detektionssignal zusammengefasst, vorteilhaft zusammengeschaltet, besonders vorteilhaft kombiniert werden. Die signaltechnische Zusammenfassung kann dabei bereits mittels der Detektorvorrichtung selbst, beispielsweise vorteilhaft bei der Verwendung von CCD-Sensoren möglich, erfolgen, wobei auf diese Weise die mindestens zwei, vorzugsweise die mehreren Pixel zu einem „Pixel-Block“ zusammengefasst werden. Da die Detektionssignale einzelner Pixel der Detektorvorrichtung unabhängig voneinander weitergegeben und/oder ausgewertet werden können, kann alternativ und/oder zusätzlich auch die Auswertevorrichtung dazu ausgelegt sein, eine signaltechnische Zusammenfassung von Pixeln der Detektorvorrichtung, insbesondere auch von deren Detektionssignalen, vorzusehen. Dabei lässt sich das erzeugte zusammengefasste Detektionssignal als von einem virtuellen Bildpunkt, bestehend aus mindestens zwei bzw. vorteilhaft mehreren Pixeln, interpretieren. In this case, "binning architecture" means an architecture and / or a device which permits a signal-technical combination of at least two pixels, in particular of adjacent pixels, preferably of pixels of a predefinable number. By "summarize signal technology" and "signal-technical summary" is to be understood in particular that at least two pixels, preferably summarized in terms of signal technology, advantageous interconnected, particularly advantageous combined that a single detection signal of the interconnected pixels is output. Alternatively, "signal-technical summary" can also be understood as meaning that a plurality of detection signals, generated by a plurality of pixels, combined to form a detection signal, advantageously interconnected, are combined particularly advantageously. The signal-technical summary can already be done by means of the detector device itself, for example, advantageously when using CCD sensors possible, in which way the at least two, preferably the plurality of pixels are combined to form a "pixel block". Since the detection signals of individual pixels of the detector device can be passed on independently and / or evaluated, the evaluation device can alternatively and / or additionally be designed to provide a signal-technical summary of pixels of the detector device, in particular also of its detection signals. In this case, the generated combined detection signal can be interpreted by a virtual pixel consisting of at least two or advantageously several pixels.

Eine signaltechnische Zusammenfassung von Pixeln kann dabei auf unterschiedliche Weise erfolgen, bevorzugt als analoge Addition physikalischer Ladung beitragender Pixel oder als digitale Addition digitalisierter Werte. Insbesondere kann eine signaltechnische Zusammenfassung von Detektionssignalen mehrerer Pixel vorteilhaft mittels eines Kombinierers, beispielsweise unter Verwendung eines ODER-Gatters, umgesetzt sein.A signal-technical summary of pixels can take place in different ways, preferably as an analogue addition of physical charge-contributing pixels or as a digital addition of digitized values. In particular, a signal-based combination of detection signals of a plurality of pixels can advantageously be implemented by means of a combiner, for example using an OR gate.

Erfindungsgemäß kann auf diese Weise realisiert werden, dass Bereiche bestehend aus mindestens zwei, vorteilhaft bestehend aus einer Mehrzahl von Pixeln, zu Pixel-Blöcken oder virtuellen Bildpunkten derart signaltechnisch zusammengefasst oder kombiniert werden, dass vorteilhaft eine höhere Signalempfindlichkeit pro Pixel-Block bzw. pro virtuellem Bildpunkt der Detektorvorrichtung erreicht wird und sich ein Signal-Rauschverhältnis des jeweiligen Pixel-Blocks bzw. des virtuellen Bildpunkts verbessert. Mit der Zusammenfassung von Pixeln wird die Auflösung der Detektorvorrichtung, d.h. insbesondere auch eine Auflösung eines gemessenen Wärmebilds, entsprechend der Anzahl zusammengefassten Pixel reduziert.According to the invention, it can be realized in this way that regions consisting of at least two, advantageously consisting of a plurality of pixels, are combined or combined in a signal-technically manner into pixel blocks or virtual pixels, that advantageously have a higher signal sensitivity per pixel block or per virtual one Pixel of the detector device is achieved and improves a signal-to-noise ratio of the respective pixel block or the virtual pixel. With the aggregation of pixels, the resolution of the detector device, i. in particular, a resolution of a measured thermal image, corresponding to the number of combined pixels reduced.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der handgehaltenen Wärmebildkamera ist die Auswertevorrichtung und/oder die Detektorvorrichtung dazu vorgesehen, eine signaltechnische Zusammenfassung von Pixeln zur Erhöhung der Wärmestrahlungsempfindlichkeit in Abhängigkeit der Intensität der auf die Detektionsfläche eingestrahlten Wärmestrahlung durchzuführen.In an advantageous embodiment of the hand-held thermal imaging camera, the evaluation device and / or the detector device is provided to perform a signal-technical summary of pixels to increase the heat radiation sensitivity as a function of the intensity of radiated heat radiation on the detection surface.

Viele lichtempfindliche Elemente, insbesondere infrarotlichtempfindliche Elemente, liefern abhängig von einer auftreffenden Lichtintensität ein insbesondere elektronisches Detektionssignal. Allerdings begrenzt bei geringer Intensität des eingestrahlten Lichts oftmals ein hohes Rauschen verglichen mit der tatsächlich detektierbaren Intensität die Nachweisgenauigkeit des lichtempfindlichen Elements. Dies ist insbesondere bei elektronischen Sensoren oftmals der Fall. Erfindungsgemäß lässt sich dieses dem erzeugten Detektionssignal überlagerte Rauschsignal effektiv und vorteilhaft reduzieren, indem Pixel zur Erhöhung der Wärmestrahlungsempfindlichkeit in Abhängigkeit der Intensität der auf die Detektionsfläche eingestrahlten Wärmestrahlung zusammengefasst werden können. Many photosensitive elements, in particular elements sensitive to infrared light, deliver, in particular, an electronic detection signal depending on an incident light intensity. However, with low intensity of the incident light, high noise often limits the detection accuracy of the photosensitive member as compared with the actually detectable intensity. This is often the case in particular with electronic sensors. According to the invention, this noise signal superimposed on the generated detection signal can be effectively and advantageously reduced by combining pixels to increase the thermal radiation sensitivity as a function of the intensity of the thermal radiation radiated onto the detection surface.

Die Zusammenfassung der Pixel kann dabei auf unterschiedliche Weise, insbesondere basierend auf unterschiedlichen Anforderungen an eine Auswertung und hinsichtlich unterschiedlicher Ziele, durchgeführt werden. Vorteilhaft lassen sich jeweils mehrere oder auch die Gesamtheit der Vielzahl von Pixeln zu einem oder mehreren Pixel-Blöcken oder einem oder mehreren virtuellen Bildpunkten zusammenfassen, sodass das von jedem Pixel-Block oder virtuellen Bildpunkt erzeugte Detektionssignal hinsichtlich seines Signal-Rauschverhältnisses verbessert, bevorzugt optimiert ist. Besonders vorteilhaft kann die Zusammenfassung von mehreren Pixeln auch selektiv erfolgen, beispielsweise insbesondere beschränkt auf durch eingestrahlte Wärmestrahlung beleuchtete Pixel und vorteilhaft unter Ausschluss nicht beleuchteter Pixel. Dadurch kann die Zusammenfassung von Pixeln in Anpassung an einen von eingestrahlter Wärmstrahlung beleuchteten Teilbereich der Detektionsfläche, insbesondere an einen auf der Detektionsfläche befindlichen Infrarotlichtfleck, durchgeführt werden, sodass Signal-Beiträge nicht beleuchteter Pixel, insbesondere Signal-Beiträge, die lediglich ein unerwünschtes Hintergrundrauschen darstellen, aus der Bestimmung der Temperatur des Messbereichs auf der Oberfläche ausgenommen werden. Dies ist in besonderem Maße für Randbereiche der beleuchteten Detektionsfläche von Vorteil.The summary of the pixels can be carried out in different ways, in particular based on different requirements for an evaluation and with respect to different goals. Advantageously, in each case several or even the entirety of the multiplicity of pixels can be combined to form one or more pixel blocks or one or more virtual pixels, so that the detection signal generated by each pixel block or virtual pixel is improved, preferably optimized with regard to its signal-to-noise ratio , Particularly advantageously, the combination of a plurality of pixels can also be selective, for example, in particular limited to pixels illuminated by radiated heat radiation and advantageously to the exclusion of unilluminated pixels. This can be used to customize the aggregation of pixels a sub-area of the detection surface illuminated by irradiated heat radiation, in particular to an infrared spot located on the detection surface, so that signal contributions of non-illuminated pixels, in particular signal contributions, which represent only unwanted background noise, are determined from the determination of the temperature of the measurement area on the Surface are excluded. This is particularly advantageous for edge regions of the illuminated detection surface.

Beispielsweise kann in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmebildkamera die Detektorvorrichtung und/oder die Auswertevorrichtung dazu ausgelegt sein, zunächst in einer Vorabmessung unter Verwendung eines Schwellwertes zu ermitteln, welche Pixel der Detektionsfläche tatsächlich Wärmestrahlung detektieren und welche Pixel lediglich Hintergrundstrahlung in Form von Rauschen detektieren. Ferner kann dabei auch die Intensität der jeweils mit jedem Pixel detektierten Wärmestrahlung festgestellt werden. Anschließend können für die tatsächliche Messung der Temperatur lediglich die Detektionssignale der von der Wärmestrahlung beleuchteten Pixel verwendet werden, die insbesondere basierend auf der vorab ermittelten Intensität zur Reduktion des statistischen Rauschens vorteilhaft selektiv zusammengefasst werden.For example, in one embodiment of the thermal imaging camera according to the invention, the detector device and / or the evaluation device may be designed to first determine in a preliminary measurement using a threshold which pixels of the detection surface actually detect heat radiation and which pixels only detect background radiation in the form of noise. Furthermore, it is also possible to determine the intensity of the thermal radiation detected with each pixel. Subsequently, only the detection signals of the pixels illuminated by the heat radiation can be used for the actual measurement of the temperature, which are advantageously combined selectively based in particular on the previously determined intensity for reducing the statistical noise.

Ferner lassen sich Anteile oder die Gesamtheit der Pixel der Detektionsfläche, insbesondere auch selektiv gewählte Pixel, mit dem Ziel der Erzeugung eines Mittelwertes signaltechnisch zusammenfassen, sodass jeweils über die zusammengefassten Pixel gemittelte Detektionssignale, insbesondere ein über die Gesamtheit der Pixel gemitteltes Detektionssignal, ausgegeben werden. Dies ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn ein Interesse an über zumindest Teilbereiche des Messbereichs gemittelte Temperaturmesswerte besteht. Durch Zusammenfassung der Gesamtheit der Pixel wird insbesondere ein die gesamte Detektionsfläche der Detektorvorrichtung abdeckender Pixel-Block oder ein virtueller Bildpunkt erzeugt, wobei das erzeugte Detektionssignal insbesondere einer Mittelung der auf die Detektionsfläche eingestrahlten Wärmestrahlung entspricht. In dieser Verwendungsform weist die erfindungsgemäße Wärmebildkamera die Funktionalität eines Spot-Thermometers auf.Furthermore, portions or the entirety of the pixels of the detection surface, in particular also selectively selected pixels, can be signal-technically combined with the aim of producing an average, so that detection signals averaged over the combined pixels, in particular a detection signal averaged over the entirety of the pixels, are output. This is useful, for example, if there is an interest in temperature measured values which are averaged over at least partial regions of the measuring region. By combining the entirety of the pixels, a pixel block or a virtual pixel covering the entire detection surface of the detector device is generated in particular, wherein the generated detection signal corresponds in particular to an averaging of the thermal radiation radiated onto the detection surface. In this embodiment, the thermal imager according to the invention has the functionality of a spot thermometer.

In Folge einer zunehmenden Zusammenfassung von Pixeln wird die Ortsauflösung der Detektorvorrichtung zunehmend verringert, bei gleichzeitiger Verbesserung eines Signal-Rauschverhältnisses sowie zunehmender Mittelung der einzelnen Detektionssignale der Pixel. Folglich kann eine Zusammenschaltung von Pixeln vorteilhaft zur Erhöhung des Signal-Rauschverhältnisses und/oder zur verstärkten Mittelwertbildung der auf die einzelnen Pixel eingestrahlten Wärmestrahlung durchgeführt werden, insbesondere in Abhängigkeit der Intensität eingestrahlter Wärmestrahlung durchgeführt werden.As a result of an increasing combination of pixels, the spatial resolution of the detector device is increasingly reduced, while at the same time improving a signal-to-noise ratio and increasing the averaging of the individual detection signals of the pixels. Consequently, an interconnection of pixels can advantageously be carried out for increasing the signal-to-noise ratio and / or for averaging the heat radiation radiated onto the individual pixels, in particular as a function of the intensity of radiated heat radiation.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der handgehaltenen Wärmebildkamera ist die Auswertevorrichtung und/oder die Detektorvorrichtung dazu vorgesehen, mit abnehmender Intensität der auf die Detektionsfläche eingestrahlten Wärmestrahlung eine zunehmende Anzahl von Pixeln zur Erhöhung der Wärmestrahlungsempfindlichkeit signaltechnisch zusammenzufassen.In an advantageous embodiment of the hand-held thermal imaging camera, the evaluation device and / or the detector device is provided to summarize an increasing number of pixels to increase the heat radiation sensitivity with decreasing intensity of the irradiated on the detection surface heat radiation signal technology.

Mit abnehmender Intensität der auf die Detektionsfläche eingestrahlten Wärmestrahlung nimmt typischerweise das Signal-Rauschverhältnis elektronischer Sensoren, insbesondere auch infrarotlichtempfindlicher Sensoren, ab, sodass derjenige Signalanteil, der auf ein statistisches Rauschen des Sensors zurückzuführen ist, im Verhältnis zum tatsächlich interessierenden und zu messenden Signal steigt und das Messergebnis zunehmend ungenauer wird. Erfindungsgemäß kann dieser Genauigkeitsverlust in Folge sinkender Intensität eingestrahlter Wärmestrahlung durch Zusammenfassen einer zunehmenden Anzahl von Pixeln ausgeglichen werden, sodass trotz abnehmender eingestrahlter Intensität Messergebnisse hoher Genauigkeit erhalten werden.As the intensity of the thermal radiation radiated onto the detection surface decreases, the signal-to-noise ratio of electronic sensors, in particular infrared-sensitive sensors, typically decreases, so that the signal component due to statistical noise of the sensor increases in relation to the actual signal of interest and to be measured the measurement result becomes increasingly inaccurate. According to the invention, this loss of accuracy due to decreasing intensity of radiated heat radiation can be compensated by combining an increasing number of pixels, so that measurement results of high accuracy are obtained despite decreasing incident intensity.

Bevorzugt kann mit abnehmender Intensität eingestrahlter Wärmestrahlung eine Zusammenfassung einer zunehmenden Anzahl von Pixeln beleuchteter Teilbereiche der Detektionsfläche – vorteilhaft derjenigen Pixel, die durch den Lichtfleck auf der Detektionsfläche abgedeckt sind – durchgeführt werden. Somit werden Signal-Beiträge nicht beleuchteter Pixel, insbesondere Signal-Beiträge, die lediglich ein unerwünschtes Hintergrundrauschen darstellen, aus der Bestimmung der Temperatur des Messbereichs auf der Oberfläche ausgenommen.Preferably, with decreasing intensity of radiated heat radiation, a summary of an increasing number of pixels of illuminated subregions of the detection surface-advantageously of those pixels which are covered by the light spot on the detection surface-can be carried out. Thus, signal contributions from non-illuminated pixels, particularly signal contributions, which are merely unwanted background noise, are excluded from the determination of the temperature of the measurement area on the surface.

Besonders vorteilhaft ist das Zusammenfassen einer zunehmenden Anzahl von Pixeln mit einer Intensitätsabnahme der auf die Detektionsfläche eingestrahlten Wärmestrahlung in Folge einer zunehmenden Verkleinerung des Messbereichs korreliert. Wird mittels der Optik der Messbereich verkleinert, d.h. insbesondere mittels der Optik gezoomt, so wird typischerweise weniger Wärmestrahlung aus dem verkleinerten Messbereich auf die Detektorvorrichtung abgebildet. Folglich sinkt ebenfalls die eingestrahlte Intensität. Einer Abnahme der Messgenauigkeit mit zunehmender Verkleinerung des Messbereichs auf der Oberfläche kann erfindungsgemäß also durch Zusammenfassen einer zunehmenden Anzahl von Pixeln entgegengewirkt werden, sodass trotz abnehmender eingestrahlter Intensität Messergebnisse hoher Genauigkeit erhalten werden können. Durch die Zusammenfassung von Pixel zunehmender Anzahl nimmt die Ortsauflösung der Detektorvorrichtung allerdings ab, sodass der verkleinerte, insbesondere gezoomte, Messbereich lediglich mit geringerer Anzahl getrennt auflösbarer Pixel vermessen werden kann. Da typischerweise im Falle eines stark verkleinerten Messbereichs eine gemittelte, nicht-ortsaufgelöste Temperatur im Sinne einer Punktmessung von Interesse ist – vergleiche Funktionalität und Anwendung des Spot-Thermometers – kann die Auswertevorrichtung und/oder die Detektorvorrichtung besonders vorteilhaft dazu vorgesehen sein, mit abnehmender Intensität der eingestrahlten Wärmestrahlung zunehmend mehr Pixel zusammenzufassen, bis schließlich, vorteilhaft bei Einstellen des kleinsten möglichen Messbereichs, die Zusammenfassung aller Pixel der Detektorvorrichtung durchgeführt wird und das ermittelte Messergebnis einer mittleren Temperatur in dem Messbereich auf der Oberfläche entspricht. Auf diese Weise kann ein stufenloser Übergang von einer indbesondere hochauflösenden Wärmebildkamera zu einem punktuell messenden Spot-Thermometer realisiert sein, sodass im Prinzip zwei unterschiedliche Funktionalitäten – Kamera und Spot-Messgerät – in einem Gerät vereint werden.Particularly advantageous is the combination of an increasing number of pixels correlated with a decrease in intensity of the radiated heat radiation on the detection surface due to an increasing reduction of the measuring range. If the measuring range is reduced by means of the optics, ie zoomed in particular by means of the optics, typically less heat radiation from the reduced measuring range is imaged onto the detector device. Consequently, the radiated intensity also decreases. A decrease in the measurement accuracy with increasing reduction of the measuring range on the surface can thus be counteracted according to the invention by combining an increasing number of pixels, so that measurement results of high accuracy can be obtained despite decreasing incident intensity. By the aggregation of pixels of increasing number the spatial resolution of the Detector device, however, so that the reduced, in particular zoomed, measuring range can be measured only with a smaller number of separately resolvable pixels. Since an average, non-spatially resolved temperature in the sense of a point measurement is typically of interest in the case of a greatly reduced measuring range (compare functionality and application of the spot thermometer), the evaluation device and / or the detector device can be particularly advantageously provided with decreasing intensity radiated heat radiation increasingly pool more pixels, until finally, advantageously, when setting the smallest possible measurement range, the summary of all pixels of the detector device is performed and the determined measurement result of a mean temperature in the measurement area on the surface corresponds. In this way, a stepless transition from a particular high-resolution thermal imaging camera to a point-measuring spot thermometer can be realized, so that in principle two different functionalities - camera and spot meter - are combined in one device.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der handgehaltenen Wärmebildkamera weist die Auswertevorrichtung und/oder die Detektorvorrichtung eine variable Binning-Architektur auf, die insbesondere eine signaltechnische Zusammenfassung von Pixeln unterschiedlicher Anzahl erlaubt.In an advantageous embodiment of the handheld thermal imaging camera, the evaluation device and / or the detector device has a variable binning architecture, which in particular allows a signal-technical combination of pixels of different numbers.

Durch Ausführung der Binning-Architektur als variable Binning-Architektur ist es vorteilhaft möglich, beliebige Pixel der Detektorvorrichtung, insbesondere Pixel beliebiger Zeilen und/oder Spalten der Detektorvorrichtung, signaltechnisch zusammenzufassen, insbesondere zu kombinieren. Ferner kann auch eine signaltechnische Zusammenfassung von Pixeln auf unterschiedliche Weise vorgesehen sein, insbesondere unter Verwendung unterschiedlich arbeitender Kombinierer. Beispielsweise kann derart zwischen analoger Zusammenfassung durch physikalische Ladungsaddition und digitaler Zusammenfassung durch Addition digitalisierter Werte gewechselt werden.By carrying out the binning architecture as a variable binning architecture, it is advantageously possible to combine any pixels of the detector device, in particular pixels of any rows and / or columns of the detector device, by signal technology, in particular to combine them. Furthermore, it is also possible to provide a signal-technical summary of pixels in different ways, in particular using differently operating combiners. For example, it is possible to switch between analogous summary by physical charge addition and digital summarization by addition of digitized values.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der handgehaltenen Wärmebildkamera weist die Auswertevorrichtung und/oder die Detektorvorrichtung eine symmetrische Binning-Architektur auf.In an advantageous embodiment of the hand-held thermal imaging camera, the evaluation device and / or the detector device has a symmetrical binning architecture.

Unter „symmetrischer Binning-Architektur“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Pixel der Detektorvorrichtung in symmetrischer, insbesondere punkt- und/oder spiegelsymmetrischer, Weise zusammengefasst werden können. Insbesondere kann beispielsweise vorgesehen sein, dass Pixel, die jeweils einen identischen Abstand zum geometrischen Mittelpunkt der Detektionsfläche aufweisen, in im Wesentlichen ringförmigen Strukturen zusammengefasst werden können. Vorteilhaft kann eine Zusammenfassung von Pixeln auch jeweils punktsymmetrisch zum geometrischen Mittelpunkt der Detektionsfläche erfolgen, sodass beispielsweise eine Zusammenfassung zweier erster Pixel punktsymmetrisch bezüglich des geometrischen Mittelpunkts der Detektionsfläche zu einer Zusammenfassung zweier weiterer Pixel erfolgt. Auf diese Weise erlaubt die symmetrische Binning-Architektur der Auswertevorrichtung und/oder der Detektorvorrichtung die Realisierung einer besonders einfachen und wirtschaftlich vorteilhaften variablen Binning-Architektur. By "symmetrical binning architecture" is to be understood in particular that the pixels of the detector device can be summarized in a symmetrical, in particular point and / or mirror-symmetric way. In particular, it can be provided, for example, that pixels which each have an identical distance to the geometric center of the detection surface can be combined in essentially annular structures. Advantageously, a combination of pixels can also take place in each case point-symmetrically to the geometric center of the detection surface, so that, for example, a summary of two first pixel point symmetrical with respect to the geometric center of the detection surface to a summary of two other pixels. In this way, the symmetrical binning architecture of the evaluation device and / or the detector device allows the realization of a particularly simple and economically advantageous variable binning architecture.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der handgehaltenen Wärmebildkamera ist die Größe des Messbereichs unter Verwendung der Optik in mindestens zwei Stufen veränderbar.In an advantageous embodiment of the handheld thermal imaging camera, the size of the measuring range can be changed using the optics in at least two stages.

Erfindungsgemäß ist die Wärmebildkamera dazu vorgesehen, eine Größe des auf der Oberfläche befindlichen Messbereichs unter Verwendung der Optik veränderbar einzustellen. Insbesondere ist eine veränderbare Optik mit dem Vorteil verbunden, dass ein Benutzer der Wärmebildkamera sich sowohl einen Überblick über eine zu untersuchende Oberfläche unter Verwendung eines großen Messbereichs verschaffen kann als auch Details der zu untersuchenden Oberfläche des Gegenstands unter Verwendung eines kleinen Messbereichs untersuchen kann. Eine Veränderung der Größe des Messbereichs kann kostensparend und besonders wirtschaftlich mittels einer Optik realisiert werden, die unterschiedliche und veränderbare, insbesondere feste, Brennweiten in mindestens zwei Stufen, vorteilhaft in mehreren Stufen, aufweist. Diese lassen sich beispielsweise durch zueinander verschiebbare, tauschbare, in den optischen Pfad ein- und ausklappbare optische Komponenten, vorteilhaft durch Mittel zur Umschaltung zwischen optischen Pfaden, insbesondere Spiegel, Prismen oder dergleichen, realisieren.According to the invention, the thermal imaging camera is provided to adjust a size of the measurement area located on the surface using the optics changeable. In particular, changeable optics have the advantage that a user of the thermal imager can both gain an overview of a surface to be examined using a large measurement range and also examine details of the object's surface to be examined using a small measurement range. A change in the size of the measuring range can be realized cost-effectively and particularly economically by means of optics having different and variable, in particular fixed, focal lengths in at least two stages, advantageously in several stages. These can be realized, for example, by interchangeable, exchangeable optical components which can be folded in and out of the optical path, advantageously by means for switching between optical paths, in particular mirrors, prisms or the like.

Besonders vorteilhaft können die mindestens zwei Stufen derart gewählt sein, dass in einer ersten Stufe der Messbereich vorzugsweise groß realisiert ist, während in der zweiten Stufe der Messbereich vorzugsweise klein realisiert ist. Auf diese Weise sind mindestens zwei unterschiedliche Größen des Messbereichs vorsehbar, die sich bevorzugt signifikant voneinander unterscheiden, sodass sich mittels der Optik vorteilhaft eine mindestens zweistufige, einfache und schnelle Veränderung der Größe des Messbereichs realisieren lässt.Particularly advantageously, the at least two stages can be selected such that in a first stage the measuring range is preferably realized large, while in the second stage the measuring range is preferably realized small. In this way, at least two different sizes of the measuring range can be provided, which are preferably significantly different from one another, so that advantageously at least two-stage, simple and rapid change of the size of the measuring range can be realized by means of the optics.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der handgehaltenen Wärmebildkamera ist die Größe des Messbereichs unter Verwendung der Optik stufenlos veränderbar.In an advantageous embodiment of the hand-held thermal imaging camera, the size of the measuring range is infinitely variable using the optics.

Vorteilhaft kann auf diese Weise erreicht werden, dass sich die Größe des Messbereichs beliebig zwischen einer maximalen und einer minimalen Größe, die jeweils durch die Optik vorgegeben werden, variieren lässt. Insbesondere lässt sich somit ein Messbereich vorteilhaft an einen den Bediener der Wärmebildkamera interessierenden Oberflächenbereich des Gegenstands anpassen, sodass sich die mittels der Wärmebildkamera gemessene Temperatur ebenfalls vorteilhaft nur auf den tatsächlich interessierenden Bereich auf der Oberfläche bezieht.Advantageously, it can be achieved in this way that the size of the measuring range can be arbitrarily varied between a maximum and a minimum size, which are given by the optics, respectively. In particular, a measuring range can thus advantageously be adapted to a surface area of the object of interest to the operator of the thermal imaging camera, so that the temperature measured by means of the thermal imaging camera also advantageously relates only to the region of interest actually on the surface.

Bevorzugt lässt sich eine stufenlos veränderbare Optik unter Verwendung von Linsenmitteln realisieren, die, insbesondere beweglich zueinander angeordnet, zur Änderung der Größe des Messbereichs geeignet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform der Wärmebildkamera weisen die Linsenmittel zumindest ein verstellbares Linsensystem zum Ändern der Größe des Messbereichs auf. Ein verstellbares Linsensystem kann dazu unter anderem eine oder mehrere Linsen aufweisen, die für Wärmestrahlung, d.h. Strahlung im mittleren Infrarotbereich, durchlässig sind und dazu dienen, Infrarotstrahlung aus dem Messbereich auf die Detektionsfläche der Detektorvorrichtung zu leiten, insbesondere zu projizieren. Ein derartiges verstellbares Linsensystem erlaubt vorteilhaft, die Größe des Messbereichs schnell, zuverlässig, definiert und erfindungsgemäß stufenlos einzustellen. Preferably, a continuously variable optics can be realized by using lens means which, in particular arranged movably relative to one another, are suitable for changing the size of the measuring range. In a preferred embodiment of the thermal imager, the lens means comprise at least one adjustable lens system for changing the size of the measuring area. An adjustable lens system may include, inter alia, one or more lenses suitable for thermal radiation, i. Radiation in the mid-infrared range, are permeable and serve to direct infrared radiation from the measuring range to the detection surface of the detector device, in particular to project. Such an adjustable lens system advantageously allows the size of the measuring range to be set quickly, reliably, defined and infinitely variable according to the invention.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der handgehaltenen Wärmebildkamera weist die Auswertevorrichtung und/oder die Detektorvorrichtung eine Kalibriervorrichtung zum Kalibrieren der Auswertevorrichtung und/oder der Detektorvorrichtung auf, die dazu vorgesehen ist, die Auswertevorrichtung bzw. die Detektorvorrichtung basierend auf gespeicherten Informationen und/oder gemessenen Informationen, insbesondere basierend auf einer in einem Messbereich gemessenen Temperatur TC, zu kalibrieren.In an advantageous embodiment of the hand-held thermal imager, the evaluation device and / or the detector device has a calibration device for calibrating the evaluation device and / or the detector device, which is provided for the evaluation device or the detector device based on stored information and / or measured information, in particular to calibrate based on a measured temperature T in a measuring range C.

Die Auswertevorrichtung und/oder die Detektorvorrichtung kann vorteilhaft vorgesehen sein, Auswerteergebnisse zu interpretieren und/oder umzurechnen und/oder zu inter- und/oder extrapolieren sowie die Wärmebildkamera insbesondere hinsichtlich eines Temperaturwertes, insbesondere hinsichtlich eines gemessenen Temperaturmesswertes TC, zu kalibrieren. Neben der Kalibrierung auf Grundlage eines Temperaturmesswertes TC kann eine Kalibrierung auch mittels gespeicherter Korrektur- und/oder Kalibriertabellen und/oder Kalibrierwerten und/oder Routinen zur Kalibrierung erfolgen. The evaluation device and / or the detector device can be advantageously provided to interpret and / or convert interpolation and / or interpolation and / or extrapolation and to calibrate the thermal imager, in particular with regard to a temperature value, in particular with respect to a measured temperature measurement value T C. In addition to the calibration on the basis of a temperature measurement value T C , calibration can also be carried out by means of stored correction and / or calibration tables and / or calibration values and / or calibration routines.

Insbesondere zur absoluten Bestimmung von Temperaturmesswerten kann eine Kalibrierung der Wärmebildkamera, insbesondere eine Kalibrierung der Auswerte- und/oder der Detektorvorrichtung, vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Kalibriermessung, mittels der ein Temperaturmesswert TC in einem eingestellten Messbereich, insbesondere in einem Messbereich verhältnismäßig kleiner Größe, ermittelt wird, als Grundlage zur Festlegung einer absoluten Temperaturskala und somit zur Kalibrierung der Wärmebildkamera dienen. Alle dann folgenden Messungen, insbesondere auch Messungen unter Verwendung anderer Messbereiche, insbesondere auch unter Verwendung von Messbereichen anderer Größe, werden anschließend in Bezug zu dieser Kalibriermessung ausgewertet. Somit kann beispielsweise ein Temperaturmesswert TC, der in einem kleinen Messbereich, bevorzugt in dem kleinsten einstellbaren Messbereich der Wärmebildkamera, ermittelt wurde, als Grundlage einer Kalibrierung der Wärmebildkamera für alle folgenden Messungen dienen, die insbesondere alle Größen des Messbereichs umfassen können. Bevorzugt eignet sich zur Kalibrierung ein gemittelter, bevorzugt besonders genauer, Messwert, der in dem kleinsten einstellbaren Messbereich der Wärmebildkamera ermittelt wurde.In particular for the absolute determination of temperature measured values, a calibration of the thermal imaging camera, in particular a calibration of the evaluation and / or the detector device, can be provided. For example, a calibration measurement, by means of which a temperature measurement value T C in a set measurement range, in particular in a measurement range of relatively small size, is determined as the basis for establishing an absolute temperature scale and thus for calibrating the thermal imaging camera. All subsequent measurements, in particular also measurements using other measuring ranges, in particular also using measuring ranges of a different size, are then evaluated in relation to this calibration measurement. Thus, for example, a temperature measurement value T C , which was determined in a small measuring range, preferably in the smallest adjustable measuring range of the thermal imaging camera, serve as the basis for a calibration of the thermal imaging camera for all subsequent measurements, which in particular can include all sizes of the measuring range. Preferably, an averaged, preferably particularly accurate, measured value which has been determined in the smallest adjustable measuring range of the thermal imaging camera is suitable for the calibration.

Besonders vorteilhaft kann somit ein Messergebnis, das unter Verwendung eines Messbereichs kleiner Größe erhalten wird, also insbesondere ein möglichst genauer Temperaturmesswert, zur kalibrierten, insbesondere optimierten, Auswertung von Detektionssignalen genutzt werden, die unter Verwendung von Messbereichen insbesondere anderer Größe gemessen werden. Dabei soll unter „optimierter Auswertung“ insbesondere verstanden werden, dass die der Kalibrierung zu Grunde liegende Temperaturmessung genutzt wird, zumindest eine Auswerteroutine und/oder einen Auswertevorgang der Auswertevorrichtung zu beeinflussen, vorteilhaft zu verbessern und/oder zu optimieren, besonders vorteilhaft zu kalibrieren und somit verbesserte und/oder genauere Auswertungen von nachfolgenden Detektionssignalen zu ermöglichen. Thus, a measurement result which is obtained using a measuring range of small size, ie in particular a temperature reading which is as accurate as possible, can be used particularly advantageously for the calibrated, in particular optimized, evaluation of detection signals which are measured using measuring ranges, in particular of a different size. In this context, "optimized evaluation" should be understood in particular to mean that the temperature measurement underlying the calibration is used to influence, advantageously improve and / or optimize at least one evaluation routine and / or an evaluation process of the evaluation device, and to calibrate it particularly advantageously to allow improved and / or more accurate evaluations of subsequent detection signals.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der handgehaltenen Wärmebildkamera ist die Kalibriervorrichtung dazu vorgesehen, die Auswertevorrichtung und/oder die Detektorvorrichtung basierend auf einer Detektion von Hintergrundstrahlung zu kalibrieren.In an advantageous embodiment of the handheld thermal imaging camera, the calibration device is provided to calibrate the evaluation device and / or the detector device based on a detection of background radiation.

Auf diese Weise kann vorteilhaft erreicht werden, dass ein einem Detektionssignal überlagertes Hintergrundrauschen, insbesondere derjenige Anteil des Detektionssignals, der auf eine Detektion von Hintergrundstrahlung zurückzuführen ist, aus dem gemessenen Detektionssignal eliminiert werden kann. Folglich kann somit eine deutliche Genauigkeitssteigerung der Wärmebildkamera erreicht werden, die sich insbesondere bei der Vermessung verhältnismäßig niedriger Temperaturen positiv auswirkt. In einer besonders einfachen Ausführungsform der Funktionalität der Kalibiervorrichtung kann beispielsweise ein Kalibriersignal bei verschlossener Optik (beispielsweise unter Verwendung eines Objektivdeckels) auf Basis eines durch Hintergrundstrahlung erzeugten Rauschsignals ermittelt werden, wobei anschließend bei der Auswertung aller folgenden Temperaturmesswerte das Kalibriersignal von den gemessenen Detektionssignalen subtrahiert wird.In this way, it can advantageously be achieved that a background noise superimposed on a detection signal, in particular that portion of the detection signal which is due to a detection of background radiation, can be eliminated from the measured detection signal. Consequently, thus a significant increase in accuracy of the thermal imager can be achieved, which has a positive effect especially in the measurement of relatively low temperatures. In a particularly simple embodiment of the functionality of the calibration device, for example, a calibration signal with closed optics (for example, using a Lens cap) are determined on the basis of a noise generated by background radiation, which is then subtracted in the evaluation of all subsequent temperature measurements, the calibration signal from the measured detection signals.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der handgehaltenen Wärmebildkamera ist eine Ausgabevorrichtung, insbesondere ein Display und/oder eine kabellose Datenkommunikationsschnittstelle, zur Ausgabe einer Temperaturmessung vorgesehen.In an advantageous embodiment of the handheld thermal imaging camera, an output device, in particular a display and / or a wireless data communication interface, is provided for outputting a temperature measurement.

Eine Ausgabevorrichtung der Wärmebildkamera kann bevorzugt in Form einer Datenkommunikationsschnittstelle und/oder eines Bildschirms vorgesehen sein. Bevorzugt verwendet eine Datenkommunikationsschnittstelle ein standardisiertes Kommunikationsprotokoll zu einer Übertragung von elektronischen, insbesondere digitalen Daten an insbesondere externe Geräte. Dazu kann die Datenkommunikationsschnittstelle vorteilhaft eine drahtlose Schnittstelle, insbesondere beispielsweise eine WLAN-, Bluetooth-, Infrarot-, NFC-, RFID-Schnittstelle oder eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende drahtlose Schnittstelle aufweisen. Alternativ kann die Datenkommunikationsschnittstelle auch einen kabelgebunden Adapter aufweisen, beispielsweise einen USB- oder Mikro-USB-Adapter. Ein Bildschirm, insbesondere ein Display, kann vorgesehen sein, die ausgewerteten Informationen betreffend eine Temperatur eines auf einer Oberfläche befindlichen Messbereichs, bevorzugt auch ein Wärmebild, darzustellen und somit direkt einem Bediener der Wärmebildkamera auszugeben. Beispielhaft kann ein Display als Flüssigkristall-, Dünnschichttransistor-, Surface-Conduction-Electron-Emitter-, Plasma-, Leuchtdioden- oder Feldemissions-Bildschirm ausgestaltet sein. Besonders vorteilhaft kann ein Touch-Display verwendet werden, mittels dem zusätzlich zur Ausgabe der Informationen auch Eingaben durch einen Bediener der Wärmebildkamera möglich sind. An output device of the thermal imaging camera may preferably be provided in the form of a data communication interface and / or a screen. Preferably, a data communication interface uses a standardized communication protocol for transmitting electronic, in particular digital data to, in particular, external devices. For this purpose, the data communication interface can advantageously have a wireless interface, in particular, for example, a WLAN, Bluetooth, infrared, NFC, RFID interface or another wireless interface that appears appropriate to a person skilled in the art. Alternatively, the data communication interface can also have a wired adapter, for example a USB or micro USB adapter. A screen, in particular a display, can be provided to display the evaluated information relating to a temperature of a measuring area located on a surface, preferably also a thermal image, and thus to output it directly to an operator of the thermal imager. By way of example, a display may be configured as a liquid crystal, thin film transistor, surface conduction electron emitter, plasma, light emitting diode or field emission screen. Particularly advantageously, a touch display can be used, by means of which in addition to the output of information also inputs by an operator of the thermal imager are possible.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der handgehaltenen Wärmebildkamera ist eine im visuellen Spektrum arbeitende Kamera vorgesehen, ein visuelles Bild des Messbereichs aufzunehmen, das gemeinsam mit der Temperaturmessung ausgegeben werden kann.In an advantageous embodiment of the hand-held thermal imaging camera, a camera operating in the visual spectrum is provided to record a visual image of the measuring area that can be output together with the temperature measurement.

Mittels einer im visuellen Spektrum arbeitenden Kamera, bevorzugt mittels eines visuellen Bildsensors zur Erfassung einer sichtbaren, insbesondere visuellen, Strahlung eines Bildbereichs, kann vorteilhaft ein auf detektierter sichtbarer Strahlung basierendes Kamerabild erzeugt werden. Bevorzugt umfasst der visuelle Bildbereich den Messbereich der Wärmekamera zumindest teilweise, besonders bevorzugt vollständig. Als Bildsensor kommen Vorrichtungen in Frage, die sichtbare Strahlung zwischen 380 nm und 780 nm Wellenlänge erfassen und daraus ein Kamerabild erstellen. Das Kamerabild kann insbesondere als ein elektronisches Bildsignal ausgestaltet sein. Beispiele für einen erfindungsgemäßen Bildsensor sind unter anderem CCD-Bildsensoren oder CMOS-Bildsensoren. Unter einem Bildbereich im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird die Menge der Teilchen verstanden, von denen sichtbare Strahlung ausgeht, die der Bildsensor erfasst.By means of a camera operating in the visual spectrum, preferably by means of a visual image sensor for detecting a visible, in particular visual, radiation of an image area, advantageously a camera image based on detected visible radiation can be generated. The visual image area preferably comprises the measuring area of the thermal camera at least partially, particularly preferably completely. As an image sensor devices come into question that detect visible radiation between 380 nm and 780 nm wavelength and create a camera image. The camera image can in particular be designed as an electronic image signal. Examples of an image sensor according to the invention include CCD image sensors or CMOS image sensors. In the context of the present application, an image area is understood to be the quantity of particles from which visible radiation emanates which the image sensor detects.

Besonders vorteilhaft kann die Auswerte- und/oder die Steuervorrichtung ein Bild erstellen und mittels einer Ausgabevorrichtung ausgeben. Besonders bevorzugt kann das visuelle Bild gemeinsam mit der Temperaturmessung ausgegeben werden. Auf diese Weise kann erfindungsgemäß erreicht werden, dass ein Benutzer der Wärmebildkamera während der Messung mit seinem Blick nicht zwischen der Wärmebildkamera und dem auf dem Objekt befindlichen Messbereich hin- und herwechseln muss, da der Bildschirm vorteilhaft sowohl zum Anvisieren des Messbereichs als auch zum Ablesen der ermittelten Temperatur verwendet werden kann. Der Benutzer kann sich dadurch besonders vorteilhaft auf ein exaktes Ausrichten der Wärmebildkamera, insbesondere auch auf ein exaktes Einstellen der Größe des Messbereichs, und auf das Ablesen der Messdaten konzentrieren.Particularly advantageously, the evaluation and / or the control device can create an image and output by means of an output device. Particularly preferably, the visual image can be output together with the temperature measurement. In this way, according to the invention, it can be achieved that a user of the thermal imaging camera does not have to switch between the thermal imaging camera and the measurement area located on the object during the measurement because the screen is advantageous both for sighting the measurement area and for reading the measurement area determined temperature can be used. As a result, the user can concentrate particularly advantageously on an exact alignment of the thermal imaging camera, in particular also on an exact setting of the size of the measuring range, and on the reading of the measured data.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der handgehaltenen Wärmebildkamera kann das visuelle Bild zumindest teilweise mit der Temperaturmessung überlagert oder überblendet ausgegeben werden.In an advantageous embodiment of the hand-held thermal imaging camera, the visual image can be at least partially superimposed or superimposed with the temperature measurement.

Besonders vorteilhaft kann die Auswerte- und/oder die Steuervorrichtung ein visuelles Bild gemeinsam mit einer Temperaturmessung, insbesondere gemeinsam mit einem Temperaturmesswert und/oder gemeinsam mit einem gemessenen Wärmebild, ausgeben. Dabei kann ein ausgegebenes gemeinsames Bild zumindest teilweise mittels Überlagerung, Überblendung, Beschneidung zumindest eines Teils des Kamerabilds mit zumindest einer mittels der Wärmebildkamera erzeugten Information, insbesondere einer gemessenen Temperatur eines auf einer Oberfläche befindlichen Messbereichs, bevorzugt mit zumindest einem Teil eines erzeugten Wärmebilds, erzeugt werden.Particularly advantageously, the evaluation and / or the control device can output a visual image together with a temperature measurement, in particular together with a temperature measurement value and / or together with a measured thermal image. In this case, an output common image can be generated at least partially by superimposing, superimposing, trimming at least one part of the camera image with at least one information generated by the thermal imager, in particular a measured temperature of a measuring area located on a surface, preferably with at least a part of a generated thermal image ,

Auf diese Weise kann eine vorteilhaft intuitive und leicht interpretierbare Darstellung sowohl der Messergebnisse als auch der visuellen Bilder realisiert werden.In this way, an advantageously intuitive and easily interpretable representation of both the measurement results and the visual images can be realized.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der handgehaltenen Wärmebildkamera ist ein Projektionsmodul vorgesehen, das zur Erzeugung einer sichtbaren Markierung des Messbereichs dient. Dabei weist das Projektionsmodul insbesondere eine Lichtquelle im sichtbaren Bereich des Strahlungsspektrums, bevorzugt eine einen kollimierten Lichtstrahl erzeugende Lichtdiode oder Laserdiode, auf, die zur Erzeugung einer Lichtmarkierung auf der Oberfläche des Gegenstands geeignet ist. Ferner können weitere Mittel zur Strahlformung vorgesehen sein, beispielsweise Kollimatorlinse, Spiegel, Prismen oder dergleichen. Bevorzugt kann mittels des Projektionsmoduls auch ein Lichtmuster aus dem im Wesentlichen kollimierten Lichtstrahl erzeugen werden, sodass sich Muster, beispielsweise in Form eines Vielecks, Kreuzes oder eines Kegelschnitts, insbesondere eines Kreises, auf die Oberfläche projizieren lassen. Diese Ausführungsform ist mit dem Vorteil verbunden, dass sich der Messbereich auch ohne Betrachtung eines Bildschirms einem Ort auf der Oberfläche des Gegenstands zuordnen lässt, insbesondere auch dessen Ausdehnung erkennen lässt, sodass besonders vorteilhaft eine sehr schnell Ausrichtung der Wärmebildkamera auf einen zu untersuchenden Gegenstand und Einstellung der gewünschten Größe des Messbereichs durch den Benutzer möglich ist.In an advantageous embodiment of the hand-held thermal imaging camera, a projection module is provided which serves to generate a visible marking of the measuring area. In particular, the projection module has a Light source in the visible region of the radiation spectrum, preferably a collimated light beam generating light diode or laser diode, which is suitable for generating a light mark on the surface of the object. Furthermore, further means for beam shaping may be provided, for example collimator lens, mirrors, prisms or the like. Preferably, a light pattern can also be generated from the essentially collimated light beam by means of the projection module, so that patterns, for example in the form of a polygon, cross or a conic section, in particular a circle, can be projected onto the surface. This embodiment has the advantage that the measuring range can be assigned to a location on the surface of the object even without viewing a screen, and in particular also indicates its extent, so that a very fast orientation of the thermal imaging camera to an object to be examined and adjustment can be particularly advantageous the desired size of the measuring range is possible by the user.

Erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zur kontaktfreien Vermessung einer Temperatur eines auf einer Oberfläche befindlichen Messbereichs, insbesondere ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen handgehaltenen Wärmebildkamera, vorgeschlagen, wobei Pixel einer Detektorvorrichtung der Wärmebildkamera zur Erhöhung einer Wärmestrahlungsempfindlichkeit der Detektorvorrichtung in Abhängigkeit einer Intensität eingestrahlter Wärmestrahlung unter Verwendung einer Binning-Architektur der Detektorvorrichtung und/oder einer Auswertevorrichtung signaltechnisch zusammengefasst werden, und zumindest die Temperatur des Messbereichs basierend auf Detektionssignalen zumindest einer Mehrzahl beleuchteter Pixel der Detektorvorrichtung ausgewertet wird. According to the invention, a method is also proposed for non-contact measurement of a temperature of a measurement area located on a surface, in particular a method for operating a handheld thermal imaging camera according to the invention, wherein pixels of a thermal imaging camera detector device increase thermal radiation sensitivity of the detector device as a function of an intensity of radiated heat radiation using a Binning architecture of the detector device and / or an evaluation device are summarized by signal technology, and at least the temperature of the measuring range based on detection signals of at least one plurality of illuminated pixels of the detector device is evaluated.

Vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Verfahren einem Benutzer der Wärmebildkamera ermöglichen, präzise Temperaturmessungen in Messbereichen verschiedener Größe durchzuführen, die sich insbesondere in Stufen, bevorzugt stufenlos mittels einer Optik der Wärmebildkamera einstellen lassen. Auf diese Weise kann ein Benutzer der Wärmebildkamera beispielsweise Temperaturen in großen Messbereichen im Rahmen einer Übersichtsmessung ermitteln, oder gezielt mittels Einstellung eines kleinen Messbereichs Temperaturen in einem Messbereich reduzierter Größe, bevorzugt punktuell, untersuchen. Während bei der Verwendung eines kleinen Messbereichs ein Gegenstand gezielt abgefahren werden muss, um eine Wärmequelle oder Wärmesenke zu lokalisieren, kann das erhaltene Messergebnis vorteilhaft als besonders genau und als auf lokal begrenztem Messbereich ermittelt angesehen werden. Hingegen erlaubt die Verwendung eines großen Messbereichs eine schnelle und intuitive Ermittlung von Temperaturverläufen, insbesondere unter Verwendung eines aus der Temperaturmessung erzeugten Wärmebilds, sodass insbesondere anhand einer Farbkodierung von auf einem Display der Wärmebildkamera ausgegebenen Temperaturmessdaten, bevorzugt einem Wärmebild, sich warme und/oder kalte Oberflächen augenblicklich erkennen lassen. Advantageously, the method according to the invention enables a user of the thermal imaging camera to perform precise temperature measurements in measuring ranges of different sizes, which can be set in steps, preferably steplessly, by means of optics of the thermal imaging camera. In this way, a user of the thermal imager can, for example, determine temperatures in large measuring ranges within the scope of an overview measurement, or specifically investigate temperatures in a measuring range of reduced size, preferably at points, by setting a small measuring range. While, when using a small measuring range, an object has to be traversed in order to locate a heat source or heat sink, the measurement result obtained can advantageously be regarded as being particularly accurate and determined as being of a locally limited measuring range. On the other hand, the use of a large measuring range allows a rapid and intuitive determination of temperature profiles, in particular using a thermal image generated from the temperature measurement, so that in particular on the basis of a color coding issued on a display of the thermal imager temperature measurement data, preferably a thermal image, warm and / or cold surfaces instantly recognize.

Insbesondere kann ein Benutzer der Wärmebildkamera mittels der Optik der Wärmebildkamera einen Messbereich besonders klein einstellen, d.h. auf ein Detail des zu untersuchenden Gegenstands zoomen, um in einem möglichst genau und lokal sehr begrenzten Messbereich einen Temperaturmesswert zu bestimmen. Erfindungsgemäß erlaubt die mit abnehmender Intensität eingestrahlter Wärmestrahlung, insbesondere also auch mit abnehmender Größe des eingestellten Messbereichs, durchgeführte signaltechnische Zusammenfassung einer zunehmenden Anzahl von Pixeln der Detektorvorrichtung unter Verwendung einer Binning-Architektur der Detektorvorrichtung und/oder der Auswertevorrichtung einem Anstieg des Signal-Rauschverhältnis, der ebenfalls mit abnehmender Intensität eingestrahlter Wärmestrahlung erfolgt, entgegenzuwirken. In particular, a user of the thermal imaging camera can set a measuring range very small by means of the optics of the thermal imaging camera, i. Zoom to a detail of the object to be examined in order to determine a temperature reading in a very precise and locally very limited range. According to the invention allows the irradiated with decreasing intensity heat radiation, especially so with decreasing size of the set measuring range, carried out signal-technical summary of an increasing number of pixels of the detector device using a binning architecture of the detector device and / or the evaluation device an increase in the signal-to-noise ratio, the also with decreasing intensity radiated heat radiation takes place to counteract.

Zeichnungen drawings

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreicher Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche Elemente. The invention is explained in more detail in the following description with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawings. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations. Like reference numerals in the figures indicate like elements.

Es zeigen: Show it:

1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wärmebildkamera in einer perspektivischen, schematischen Darstellung, 1 an embodiment of a thermal imaging camera according to the invention in a perspective, schematic representation,

2 eine perspektivische, schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wärmebildkamera, 2 a perspective, schematic sectional view of an embodiment of a thermal imaging camera according to the invention,

3a/b eine schematische Darstellung zweier möglicher Strahlengänge von Wärmestrahlung in je einer Ausführungsform der Optik der erfindungsgemäßen Wärmebildkamera, in (a) unter Realisierung eines großen Messbereichs und in (b) unter Realisierung eines kleinen Messbereichs, 3a / b is a schematic representation of two possible beam paths of thermal radiation in one embodiment of the optics of the thermal imager according to the invention, in (a) with realization of a large measuring range and in (b) with realization of a small measuring range,

4 eine schematische Darstellung einer Detektorvorrichtung, bestehend aus einer eine Vielzahl von Pixeln aufweisenden Detektionsfläche und einer Binning-Architektur 4 a schematic representation of a detector device, consisting of a one Variety of pixels having detection surface and a binning architecture

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the embodiments

1 und 2 zeigen eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wärmebildkamera 10 in perspektivischer Gesamtdarstellung bzw. in einer Schnittdarstellung, die den inneren Aufbau der Wärmebildkamera wiedergibt. Die Wärmebildkamera 10 umfasst ein Gehäuse 12 mit einem Griff 14. Mit dem Griff 14 kann die Wärmebildkamera 10 während ihrer Benutzung bequem in einer Hand gehalten werden. Das Gehäuse 12 der Wärmebildkamera 10 weist weiterhin auf einer einem Benutzer während der Benutzung der Wärmebildkamera 10 zugewandten Seite eine Ausgabevorrichtung in Form eines Touch-Displays 16 sowie Bedienelemente 18 zur Benutzereingabe und Steuerung der Wärmebildkamera 10 auf. Auf der einem Benutzer abgewandten Seite des Gehäuses 12 ist eine Eintrittsöffnung 20 in dem Gehäuse 12 vorgesehen, durch die von einem Gegenstand ausgestrahlte, insbesondere aus einem Messbereich 22 (vergleiche 3) auf einer Oberfläche des Gegenstands ausgestrahlte, Wärmestrahlung in die Wärmebildkamera 10 eintreten kann. Unmittelbar hinter der Eintrittsöffnung 20 befindet sich in einem Streulicht mindernden Lichttubus 24 ein Linsensystem 26‘ als Optik 26, bestehend aus zwei getrennten Linsenpaaren 28, wobei das der Eintrittsöffnung 20 abgewandte Linsenpaar 28b über eine Schiebevorrichtung 30 in seiner Position bezüglich dem der Eintrittsöffnung 20 zugewandten Linsenpaar 28a verschoben werden kann, insbesondere stufenlos verschoben werden kann. Die Linsenpaare 28, insbesondere die umfassten Linsen, sind für Strahlung im mittleren Infrarotbereich durchlässig und dienen primär der Abbildung, insbesondere der Projektion, bevorzugt der Fokussierung, von Wärmestrahlung auf die Detektorvorrichtung 32. Beide Linsenpaare 28 sowie die Eintrittsöffnung 20 sind kollinear entlang einer Achse 34 mit der Detektorvorrichtung 32 der Wärmebildkamera 10 angeordnet. Insbesondere ist auch der Abstand des Linsenpaars 28b zu der Detektorvorrichtung 32 verstellbar. 1 and 2 show an exemplary embodiment of a thermal imaging camera according to the invention 10 in a perspective overall view or in a sectional view, which reproduces the internal structure of the thermal imaging camera. The thermal imager 10 includes a housing 12 with a handle 14 , With the handle 14 can the thermal imager 10 be conveniently held in one hand during use. The housing 12 the thermal imager 10 also indicates a user while using the thermal imager 10 side facing an output device in the form of a touch display 16 as well as operating elements 18 for user input and control of the thermal imager 10 on. On the side facing away from a user of the housing 12 is an entrance opening 20 in the case 12 provided by the radiated from an object, in particular from a measuring range 22 (see 3 ) radiated on a surface of the object, heat radiation in the thermal imaging camera 10 can occur. Immediately behind the entrance opening 20 is located in a stray light-reducing light tube 24 a lens system 26 ' as optics 26 consisting of two separate lens pairs 28 , Wherein the entrance opening 20 remote lens pair 28b via a sliding device 30 in its position with respect to the inlet 20 facing lens pair 28a can be moved, in particular, can be moved continuously. The lens pairs 28 , in particular the lenses included, are transparent to radiation in the mid-infrared range and serve primarily for imaging, in particular projection, preferably focusing, of thermal radiation on the detector device 32 , Both lens pairs 28 as well as the entrance opening 20 are collinear along an axis 34 with the detector device 32 the thermal imager 10 arranged. In particular, the distance of the lens pair is also 28b to the detector device 32 adjustable.

Die Detektorvorrichtung 32 erfasst Wärmestrahlung aus dem infraroten Strahlungsspektrum, die ausgehend von dem Messbereich 22 auf einer zu untersuchenden Oberfläche kegelförmig in die Eintrittsöffnung 20 der Wärmebildkamera 10 eintritt und mittels Linsensystem 26’ auf die Detektorvorrichtung 32, insbesondere auf eine der Eintrittsöffnung 20 zugewandte Detektionsfläche 36 (vgl. 3) der Detektorvorrichtung 32 unter Beleuchtung einer Mehrzahl von Pixeln 40 (vgl. 4) abgebildet wird. Bevorzugt ist eine Symmetrieachse des kegelförmigen Erfassungsbereichs 38 der Wärmebildkamera 10 ebenfalls entlang der Achse 34 ausgerichtet. Der Öffnungswinkel des kegelförmigen Erfassungsbereichs 38 lässt sich über die Position des Linsenpaars 28b des verstellbaren Linsensystems 26, insbesondere über den Abstand des Linsenpaars 28b zu der Detektorvorrichtung 32 und dem Linsenpaar 28a, verändern. Dementsprechend kann die Größe des Messbereichs 22 über die Einstellung der Schiebevorrichtung 30 des verstellbaren Linsensystems 26 verändert werden.The detector device 32 detects heat radiation from the infrared radiation spectrum, which starts from the measuring range 22 on a surface to be examined conical in the inlet opening 20 the thermal imager 10 enters and by lens system 26 ' on the detector device 32 , in particular to one of the inlet opening 20 facing detection surface 36 (see. 3 ) of the detector device 32 under illumination of a plurality of pixels 40 (see. 4 ) is displayed. An axis of symmetry of the conical detection area is preferred 38 the thermal imager 10 also along the axis 34 aligned. The opening angle of the cone-shaped detection area 38 can be over the position of the lens pair 28b the adjustable lens system 26 , in particular about the distance of the lens pair 28b to the detector device 32 and the lens pair 28a , change. Accordingly, the size of the measuring range 22 about the adjustment of the pusher 30 the adjustable lens system 26 to be changed.

Die Detektorvorrichtung 32 ist in der dargestellten Ausführungsform als ein zweidimensionales Detektorarray, bestehend aus einer Detektionsfläche 36 mit einer Vielzahl von Pixeln 40 (vgl. 4), insbesondere mit 640×480 infrarotlichtempfindlichen Pixeln 40, vorgesehen. Jedes Pixel 40 erzeugt dabei basierend auf einer detektierten Wärmestrahlung, bevorzugt in Abhängigkeit einer detektierten Intensität eingestrahlter Wärmestrahlung, ein elektrisches Detektionssignal.The detector device 32 is in the illustrated embodiment as a two-dimensional detector array, consisting of a detection surface 36 with a variety of pixels 40 (see. 4 ), in particular with 640 × 480 infrared photosensitive pixels 40 , intended. Every pixel 40 generates an electrical detection signal based on a detected thermal radiation, preferably as a function of a detected intensity of radiated heat radiation.

Auf der einem Benutzer während der Benutzung der Wärmebildkamera 10 abgewandten Seite des Gehäuses 12 ist weiterhin eine im visuellen Spektrum arbeitende Kamera 42 vorgesehen, mittels der ein visuelles Bild des Messbereichs 22 aufgenommen wird, das gemeinsam mit der Temperaturmessung ausgegeben wird, insbesondere zumindest teilweise mit der Temperaturmessung überlagert oder überblendet ausgegeben wird. Die Kamera 42 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als ein CCD-Bildsensor realisiert. Ferner kann ein weiteres Linsensystem (nicht näher dargestellt), insbesondere ein variables Linsensystem, verwendet werden, um den mittels Kamera 42 betrachteten Bildausschnitt zumindest teilweise überlappend mit dem Messbereich 22 der Wärmebildkamera 10 zu realisieren.On the one user while using the thermal imager 10 opposite side of the housing 12 is still a working in the visual spectrum camera 42 provided by means of a visual image of the measuring range 22 is recorded, which is output together with the temperature measurement, in particular at least partially superimposed with the temperature measurement or blended output. The camera 42 is realized in the illustrated embodiment as a CCD image sensor. Furthermore, another lens system (not shown in detail), in particular a variable lens system, can be used to control the camera 42 considered image section at least partially overlapping with the measuring range 22 the thermal imager 10 to realize.

Auf der Unterseite der Wärmebildkamera 10 weist der Griff 14 eine Aufnahme 46 zur Aufnahme eines Energiespeichers auf, der beispielhaft als wiederaufladbarer Akkumulator oder Batterien ausgeführt sein kann.On the bottom of the thermal imager 10 has the handle 14 a recording 46 for receiving an energy storage device, which can be embodied by way of example as a rechargeable accumulator or batteries.

Auf einer Systemplatine 48, insbesondere einer Leiterplatte, sind die elektrischen Bauteile der Wärmebildkamera 10 verschaltet. Ebenfalls sind auf der Systemplatine 48 eine Steuervorrichtung 50 und eine Auswertevorrichtung 52 untergebracht. Die Steuervorrichtung 50 stellt insbesondere eine Vorrichtung dar, die zumindest eine Steuerelektronik sowie Mittel zur Kommunikation mit den anderen Komponenten der Wärmebildkamera 10 umfasst, insbesondere Mittel zur Steuerung und Regelung der Wärmebildkamera 10. Die Steuervorrichtung 50 ist dazu vorgesehen, die Wärmebildkamera 10 zu steuern und deren Betrieb zu ermöglichen. Dazu ist die Steuervorrichtung 50 mit den anderen Komponenten des Messgeräts, insbesondere der Detektorvorrichtung 32, der Auswertevorrichtung 52, den Bedienelementen 18, dem Touch-Display 16 sowie der Datenkommunikationsschnittstelle 54 signaltechnisch verbunden. Die Auswertevorrichtung 52 dient dem Empfangen und Auswerten von Detektionssignalen der Detektorvorrichtung 32, wobei jedes Pixel 40 der Detektorvorrichtung 32 mit der Auswertevorrichtung 52 signaltechnisch verbindbar ist. Die Steuervorrichtung 50 und/oder die Auswertevorrichtung 52 und/oder die Detektorvorrichtung 32 umfasst darüber hinaus eine Kalibriervorrichtung (nicht näher dargestellt), mittels der die Auswertevorrichtung 52 und/oder die Detektorvorrichtung 32 basierend auf gespeicherten Informationen, insbesondere unter Verwendung von Kalibrierwerten und/oder -tabellen, und/oder gemessenen Informationen, insbesondere basierend auf einer in einem Messbereich gemessenen Temperatur TC, kalibriert werden kann.On a system board 48 , in particular a printed circuit board, are the electrical components of the thermal imager 10 connected. Also on the system board 48 a control device 50 and an evaluation device 52 accommodated. The control device 50 represents in particular a device which comprises at least one control electronics and means for communication with the other components of the thermal imaging camera 10 includes, in particular means for controlling and regulating the thermal imaging camera 10 , The control device 50 is intended to use the thermal imager 10 to control and enable their operation. This is the control device 50 with the other components of the measuring device, in particular the detector device 32 , the evaluator 52 , the controls 18 , the touch display 16 as well as the data communication interface 54 signally connected. The evaluation device 52 serves to receive and evaluate detection signals of the detector device 32 where each pixel 40 the detector device 32 with the evaluation device 52 can be connected by signal technology. The control device 50 and / or the evaluation device 52 and / or the detector device 32 moreover comprises a calibration device (not shown in detail), by means of which the evaluation device 52 and / or the detector device 32 based on stored information, in particular using calibration values and / or tables, and / or measured information, in particular based on a temperature measured in a measuring range T C , can be calibrated.

Ferner ist auf der Systemplatine 48 eine Datenkommunikationsschnittstelle 54, insbesondere eine WLAN- und/oder Bluetooth-Schnittstelle, untergebracht, die zur Ausgabe einer Temperaturmessung an ein externes Gerät vorgesehen ist. Ebenfalls können weitere Sensoren 56 in, auf oder an dem Gehäuse 12 der Wärmebildkamera 10 untergebracht sein, die einer erweiterten Funktionalität der Wärmebildkamera 10 dienen. Beispielsweise können in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmebildkamera 10 weitere Sensor 56 aus einer Gruppe von Sensoren vorgesehen sein, die zumindest induktions-, kapazitäts-, ultraschall-, temperatur-, feuchte-, strahlungs-, neigungs-, winkel-, magnetfeld-, beschleunigungs- sowie drehratensensitive Sensoren umfasst.Further, on the system board 48 a data communication interface 54 , In particular a WLAN and / or Bluetooth interface housed, which is provided for outputting a temperature measurement to an external device. Also, other sensors 56 in, on or on the case 12 the thermal imager 10 be housed, the extended functionality of the thermal imager 10 serve. For example, in one embodiment of the thermal imaging camera according to the invention 10 additional sensor 56 be provided from a group of sensors that includes at least induction, capacitance, ultrasound, temperature, humidity, radiation, inclination, angle, magnetic field, acceleration and rotational rate sensitive sensors.

Ein durch einen Bediener der Wärmebildkamera 10 leicht erreichbarer und bedienbarer Schalter 58 dient dem Auslösen einer Temperaturmessung.One by an operator of the thermal imager 10 easy to reach and operate switch 58 serves to trigger a temperature measurement.

In der Darstellung in 3 sind die Komponenten der Optik 26 der aus 1 und 2 bekannten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmebildkamera 10 zu erkennen, umfassend insbesondere die Detektorvorrichtung 32 mit Detektionsfläche 36, Lichttubus 24, Linsensystem 26’ bestehend aus einem der Eintrittsöffnung 20 zugewandten Linsenpaar 28a, einem der Eintrittsöffnung 20 abgewandten, stufenlos verschiebbaren Linsenpaar 28b, sowie der Eintrittsöffnung 20. Ferner sind zwei beispielhafte optische Strahlengänge 60 dargestellt, über die ein Messbereich 22, hier am Beispiel des Schriftzugs „ABCDE“, auf die Detektionsfläche 36 abgebildet wird. Insbesondere wird in 3a in einer ersten Anordnung des Linsensystems 26 ein großer Messbereich 22a, d.h. der gesamte Schriftzug „ABCDE“, in Folge eines großen Erfassungsbereichs 38a der Optik 26 der Wärmebildkamera entsprechend Strahlengang 60a auf die Detektionsfläche 36 abgebildet. Dabei befindet sich das Linsenpaar 28b exemplarisch in einem verhältnismäßig großen Abstand zu der Detektorvorrichtung 32. In the illustration in 3 are the components of optics 26 the out 1 and 2 known embodiment of the thermal imaging camera according to the invention 10 to detect, in particular comprising the detector device 32 with detection surface 36 , Light tube 24 , Lens system 26 ' consisting of one of the inlet opening 20 facing lens pair 28a , one of the inlet opening 20 facing away, continuously movable lens pair 28b , as well as the entrance opening 20 , Furthermore, two exemplary optical beam paths 60 represented, over which a measuring range 22 , here by the example of the lettering "ABCDE" on the detection surface 36 is shown. In particular, in 3a in a first arrangement of the lens system 26 a large measuring range 22a , ie the entire lettering "ABCDE", as a result of a large coverage area 38a the optics 26 the thermal imaging camera according to beam path 60a on the detection surface 36 displayed. This is the lens pair 28b exemplary in a relatively large distance to the detector device 32 ,

Demgegenüber wird in 3b in einer zweiten Anordnung des Linsensystems 26 ein kleiner Messbereich 22b, d.h. nur ein Ausschnitt „C“ des Schriftzugs „ABCDE“, in Folge eines kleinen Erfassungsbereichs 38b der Optik 26 der Wärmebildkamera 10 entsprechend Strahlengang 60b auf die Detektionsfläche 36 abgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel befindet sich das Linsenpaar 28b in einem verhältnismäßig kleinen Abstand zu der Detektorvorrichtung 32.In contrast, in 3b in a second arrangement of the lens system 26 a small measuring range 22b , ie only a section "C" of the lettering "ABCDE", as a result of a small detection area 38b the optics 26 the thermal imager 10 according to beam path 60b on the detection surface 36 displayed. In this embodiment, the lens pair is located 28b at a relatively small distance to the detector device 32 ,

Zwischen den beiden gezeigten beispielhaften Strahlengängen 60 kann insbesondere stufenlos variiert werden, indem das Linsenpaar 28b per Schiebevorrichtung 30 in seiner Position verändert wird. Besonders vorteilhaft lässt sich auf diese Weise einfach und schnell die Größe des Messbereichs 22 auf dem Gegenstand insbesondere stufenlos variieren.Between the two exemplary beam paths shown 60 In particular, it can be varied steplessly by the pair of lenses 28b by sliding device 30 is changed in his position. The size of the measuring range can be particularly easily and quickly achieved in this way 22 vary on the subject in particular continuously.

Erfindungsgemäß weist die Auswertevorrichtung 52 und/oder die Detektorvorrichtung 32 eine Binning-Architektur 62 auf, die eine signaltechnische Zusammenfassung von Pixeln 40, insbesondere zur Erhöhung der Wärmestrahlungsempfindlichkeit der Detektorvorrichtung 32, ermöglicht. In 4 ist eine erfindungsgemäße Detektorvorrichtung 32 dargestellt, die in einer beispielhaften Ausführungsform eine derartige Binning-Architektur 62 sowie eine eine Vielzahl von Pixeln 40 aufweisende Detektionsfläche 36 umfasst.According to the invention, the evaluation device 52 and / or the detector device 32 a binning architecture 62 on, which is a signal summary of pixels 40 in particular for increasing the thermal radiation sensitivity of the detector device 32 , allows. In 4 is a detector device according to the invention 32 shown in an exemplary embodiment, such a binning architecture 62 as well as a variety of pixels 40 having detection surface 36 includes.

Die Detektionsfläche 36 der Detektorvorrichtung 32 weist exemplarisch 6 × 6 × 9 = 324 infrarotlichtempfindliche Pixel 40 auf, von denen eine Mehrzahl durch eingestrahlte Wärmestrahlung, die einen Lichtfleck 64 auf der Detektionsfläche 36 erzeugt, beleuchtet werden. Jedes Pixel 40 ist über elektrische Verschaltung entweder direkt oder über zwischengeschaltete elektrische Bauteile, insbesondere beispielsweise Multiplexer, mit einem Kombinierer 66 verbunden. Dabei ist ein Kombinierer 66 dazu vorgesehen, über einen Eingang 68 eingehende Detektionssignale, die insbesondere von verschiedenen Pixeln 40 kommen, über eine Kombinierfunktion, vorzugsweise ein ODER-Gatter, signaltechnisch zusammenzufassen, insbesondere zusammenzuschalten, insbesondere zu kombinieren. In Folge dessen werden Detektionssignale verschiedener infrarotlichtempfindlicher Pixel 40 angenommen und an einen Ausgang 70 des Kombinierers 66 als ein zusammengefasstes, insbesondere kombiniertes, Detektionssignal der entsprechenden Pixel 40 ausgegeben. Der Ausgang 70 des Kombinierers 66 ist ferner signaltechnisch mit der Auswertevorrichtung 52 der Wärmebildkamera 10 verbunden.The detection area 36 the detector device 32 exemplifies 6x6x9 = 324 infrared photosensitive pixels 40 on, of which a majority by radiated heat radiation, the light spot 64 on the detection surface 36 be generated, illuminated. Every pixel 40 is via electrical interconnection either directly or via intermediate electrical components, in particular, for example, multiplexer, with a combiner 66 connected. There is a combiner 66 provided via an entrance 68 incoming detection signals, in particular from different pixels 40 come together via a Kombinierfunktion, preferably an OR gate, signal technology, in particular interconnect, in particular to combine. As a result, detection signals of various infrared photosensitive pixels become 40 accepted and sent to an exit 70 of the combiner 66 as a combined, in particular combined, detection signal of the corresponding pixels 40 output. The exit 70 of the combiner 66 is also signal technology with the evaluation device 52 the thermal imager 10 connected.

Die signaltechnische Zusammenfassung erlaubt vorteilhaft eine Erhöhung der Wärmestrahlungsempfindlichkeit der Detektorvorrichtung 32, da in Folge des Zusammenschaltens ein dem Detektionssignal überlagertes, insbesondere statistisches, Rauschen verringert werden kann. The signal-technical summary advantageously allows an increase in the thermal radiation sensitivity of the detector device 32 , as a result of Zusammenschalts a the Detection signal superimposed, in particular statistical, noise can be reduced.

Besonders vorteilhaft lassen sich Pixel 40 variabel hinsichtlich Anzahl und Geometrie signaltechnisch zusammenfassen. Exemplarisch sind in 4a jeweils neun Pixel 40 mit einem Kombinierer 66 verbunden, angedeutet durch eine signaltechnische Verbindung 72 einer als Pixel-Block 74 zusammengefassten Mehrzahl von neun Pixeln 40 zu einem Kombinierer 66. Particularly advantageous are pixels 40 variable in terms of number and geometry summarize signal technology. Exemplary are in 4a nine pixels each 40 with a combiner 66 connected, indicated by a signaling connection 72 one as a pixel block 74 combined plurality of nine pixels 40 to a combiner 66 ,

Eine derartige signaltechnische Verschaltung ist aus Gründen der Übersicht nur für vier Pixel-Blöcke 74 beispielhaft dargestellt. Such a signaling connection is, for reasons of clarity, only four pixel blocks 74 exemplified.

Erfindungsgemäß kann mittels der variablen signaltechnischen Zusammenfassung von Pixeln 40 der Detektorvorrichtung 32 erreicht werden, dass in Abhängigkeit der Intensität der auf die Detektionsfläche 36 eingestrahlten Wärmestrahlung eine unterschiedliche Anzahl von Pixeln 40 zusammengefasst wird. Bevorzugt wird dabei mit abnehmender Intensität der auf die Detektionsfläche 36 eingestrahlten Wärmestrahlung eine zunehmende Anzahl von Pixeln 40 zur Erhöhung der Wärmestrahlungsempfindlichkeit signaltechnisch zusammengefasst.According to the invention, by means of the variable signal technology summary of pixels 40 the detector device 32 be achieved that, depending on the intensity of the detection surface 36 radiated heat radiation a different number of pixels 40 is summarized. Preference is given to the detection surface with decreasing intensity 36 radiated heat radiation an increasing number of pixels 40 summarized by signal technology to increase the heat radiation sensitivity.

Ferner erlaubt die Detektorvorrichtung 32, insbesondere unter Verwendung der Binning-Architektur 62, Detektionssignale nur derjenigen Pixel 40 an die Auswertevorrichtung 52 weiterzuleiten, die tatsächlich durch eingestrahlte Wärmestrahlung beleuchtet sind, d.h. insbesondere durch den Lichtfleck 64 bedeckt sind. Auf diese Weise wird vorteilhaft eine aktive Detektionsfläche 76 definiert, die bevorzugt durch eingestrahlte Wärmestrahlung beleuchtete Pixel 40 umfasst, anhand derer eine Auswertung der Temperatur durchgeführt werden soll. In 4a sind die von dem Lichtfleck 64 bedeckten Pixel 40 über 14 Pixel-Blöcke 74 signaltechnisch über Kombinierer 66 mit der Auswertevorrichtung 52 verbunden. Diese derart definierte aktive Detektionsfläche 76 ist durch eine bemusterte Fläche dargestellt. Pixel 40, die nicht Teil der aktiven Detektionsfläche 76 sind, werden im Rahmen der Auswertung von Detektionssignalen nicht berücksichtigt, sodass vorteilhaft ein vergleichsweise hoher Rausch-Anteil, zurückzuführen auf nicht beleuchtete Pixel 40, aus der Auswertung ausgenommen wird. Besonders vorteilhaft wird die aktive Detektionsfläche 76 bei allen Messungen, insbesondere bei allen eingestellten Größen des Messbereichs 22, optimal an die Größe des tatsächlich abgebildeten Lichtflecks 64 in der Detektionsfläche 36 angepasst, d.h. entsprechend minimiert. Auf diese Weise werden gezielt die Detektionssignale von ausschließlich denjenigen einzelnen infrarotlichtempfindlichen Pixeln 40 ausgewertet, die tatsächlich Wärmestrahlung empfangen. Dadurch kann die aktive Detektionsfläche 76 reduziert und der Rauschbeitrag von Hintergrundstrahlung minimiert werden, was gleichbedeutend mit einer Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses ist. Die Bestimmung von Pixeln 40, die tatsächlich Wärmestrahlung empfangen, kann beispielsweise im Rahmen einer Vormessung und anschließendem Vergleich von gemessenen Detektionssignalen mit einem Schwellwert und/oder Kalibrierwerten der Wärmebildkamera 10 erfolgen.Furthermore, the detector device allows 32 , in particular using the binning architecture 62 , Detection signals of only those pixels 40 to the evaluation device 52 forward, which are actually illuminated by radiated heat radiation, ie in particular by the light spot 64 are covered. In this way, an active detection surface becomes advantageous 76 defined, preferably by irradiated heat radiation illuminated pixels 40 includes, based on which an evaluation of the temperature is to be performed. In 4a are those of the light spot 64 covered pixels 40 above 14 Pixel blocks 74 Signaling about combiners 66 with the evaluation device 52 connected. This so defined active detection area 76 is represented by a patterned surface. pixel 40 that are not part of the active detection area 76 are not taken into account in the evaluation of detection signals, so that advantageously a comparatively high noise component attributed to non-illuminated pixels 40 , is excluded from the evaluation. Particularly advantageous is the active detection surface 76 for all measurements, in particular for all set values of the measuring range 22 , optimally to the size of the actually pictured light spot 64 in the detection area 36 adapted, ie minimized accordingly. In this way, the detection signals of exclusively those individual infrared photosensitive pixels are targeted 40 evaluated that actually receive heat radiation. As a result, the active detection area 76 reduces and the noise contribution of background radiation is minimized, which is equivalent to an improvement of the signal-to-noise ratio. The determination of pixels 40 , which actually receive heat radiation, for example, in the context of a pre-measurement and subsequent comparison of measured detection signals with a threshold value and / or calibration values of the thermal imager 10 respectively.

In 4b sind weitere Beispiele für Binning-Muster einer signaltechnischen Zusammenfassung von Pixeln 40 dargestellt. Während eine periodische Zusammenfassung von Pixeln 40 in jeweils 2×2-Pixel-Blöcke (links, vergleiche auch 3×3-Pixel-Blöcke in 4a) eine besonders homogene und dadurch besonders schnelle und einfache Auswertung ermöglicht, kann mittels komplexerer Binning-Muster (rechts) eine verbesserte Anpassung an zu messende Lichtflecke 64 erfolgen. Beispielsweise kann besonders vorteilhaft eine feine Auflösung im Zentrum des Lichtflecks 64, entsprechend einer feinen Auflösung im Zentrum des Messbereichs 22, erreicht werden, während die Auflösung zu den Randbereichen des Lichtflecks 64, insbesondere entsprechend zu den Randbereichen des Messbereichs 22, abnimmt. In 4b are further examples of binning patterns of a signal aggregation of pixels 40 shown. While a periodic summary of pixels 40 in each case 2 × 2 pixel blocks (left, also compare 3 × 3 pixel blocks in 4a ) allows a particularly homogeneous and thus particularly fast and simple evaluation, by means of complex binning patterns (right) an improved adaptation to be measured light spots 64 respectively. For example, a fine resolution in the center of the light spot can be particularly advantageous 64 , corresponding to a fine resolution in the center of the measuring range 22 , can be achieved while the resolution to the peripheral areas of the light spot 64 , in particular corresponding to the edge regions of the measuring range 22 , decreases.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • US 2009/0302219 A1 [0004] US 2009/0302219 A1 [0004]
  • US 7652251 A1 [0004] US 7652251 A1 [0004]

Claims (13)

Handgehaltene Wärmebildkamera (10) zur kontaktfreien Vermessung einer Temperatur eines auf einer Oberfläche befindlichen Messbereichs (22, 22a, 22b), aufweisend zumindest • eine Detektorvorrichtung (32) bestehend aus mindestens einer Detektionsfläche (36) mit einer Vielzahl von Pixeln (40) zur Detektion von aus dem Messbereich (22, 22a, 22b) abgestrahlter Wärmestrahlung sowie zur Erzeugung von Detektionssignalen basierend auf einer detektierten Wärmestrahlung, • eine Optik (26, 26’) zur Abbildung von aus dem Messbereich (22, 22a, 22b) abgestrahlter Wärmestrahlung auf die Detektionsfläche (36) unter Beleuchtung einer Mehrzahl von Pixeln (40), sowie • eine Auswertevorrichtung (52) zum Empfangen und Auswerten von Detektionssignalen der Detektorvorrichtung (32), wobei jedes Pixel (40) der Detektorvorrichtung (32) mit der Auswertevorrichtung (52) signaltechnisch verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass • eine Größe des Messbereichs (22, 22a, 22b) unter Verwendung der Optik (26, 26’) veränderbar ist, • die Auswertevorrichtung (52) basierend auf Detektionssignalen zumindest einer Mehrzahl beleuchteter Pixel (40) der Detektorvorrichtung (32) eine Auswertung der Temperatur des Messbereichs (22, 22a, 22b) durchführt und • die Auswertevorrichtung (52) und/oder die Detektorvorrichtung (32) eine Binning-Architektur (62) aufweist, die eine signaltechnische Zusammenfassung von Pixeln (40), insbesondere zur Erhöhung der Wärmestrahlungsempfindlichkeit der Detektorvorrichtung (32), vorsieht.Handheld thermal imaging camera ( 10 ) for non-contact measurement of a temperature of a measurement area located on a surface ( 22 . 22a . 22b ), comprising at least one detector device ( 32 ) consisting of at least one detection surface ( 36 ) with a plurality of pixels ( 40 ) for the detection of out of the measuring range ( 22 . 22a . 22b ) radiated heat radiation and for generating detection signals based on a detected heat radiation, • an optic ( 26 . 26 ' ) for mapping from the measuring range ( 22 . 22a . 22b ) radiated heat radiation on the detection surface ( 36 ) illuminating a plurality of pixels ( 40 ), and • an evaluation device ( 52 ) for receiving and evaluating detection signals of the detector device ( 32 ), each pixel ( 40 ) of the detector device ( 32 ) with the evaluation device ( 52 ) is signal-technically connectable, characterized in that • a size of the measuring range ( 22 . 22a . 22b ) using the optics ( 26 . 26 ' ), • the evaluation device ( 52 ) based on detection signals of at least a plurality of illuminated pixels ( 40 ) of the detector device ( 32 ) an evaluation of the temperature of the measuring range ( 22 . 22a . 22b ) and • the evaluation device ( 52 ) and / or the detector device ( 32 ) a binning architecture ( 62 ), which comprises a signal-technical summary of pixels ( 40 ), in particular for increasing the heat radiation sensitivity of the detector device ( 32 ). Handgehaltene Wärmebildkamera (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (52) und/oder die Detektorvorrichtung (32) dazu vorgesehen ist, eine signaltechnische Zusammenfassung von Pixeln (40) zur Erhöhung der Wärmestrahlungsempfindlichkeit in Abhängigkeit der Intensität der auf die Detektionsfläche (36) eingestrahlten Wärmestrahlung durchzuführen. Handheld thermal imaging camera ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the evaluation device ( 52 ) and / or the detector device ( 32 ) is intended to provide a signal summary of pixels ( 40 ) for increasing the thermal radiation sensitivity as a function of the intensity of the detection surface ( 36 ) radiated heat radiation to perform. Handgehaltene Wärmebildkamera (10) nach einem der Ansprüche 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (52) und/oder die Detektorvorrichtung (32) dazu vorgesehen ist, mit abnehmender Intensität der auf die Detektionsfläche (36) eingestrahlten Wärmestrahlung eine zunehmende Anzahl von Pixeln (40) zur Erhöhung der Wärmestrahlungsempfindlichkeit signaltechnisch zusammenzufassen.Handheld thermal imaging camera ( 10 ) according to any one of claims 1-2, characterized in that the evaluation device ( 52 ) and / or the detector device ( 32 ) is provided with decreasing intensity of the on the detection surface ( 36 ) radiated heat radiation an increasing number of pixels ( 40 ) to increase the heat radiation sensitivity signal technology summarized. Handgehaltene Wärmebildkamera (10) nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (52) und/oder die Detektorvorrichtung (32) eine variable Binning-Architektur (62) aufweist, die insbesondere eine signaltechnische Zusammenfassung von Pixeln (40) unterschiedlicher Anzahl erlaubt.Handheld thermal imaging camera ( 10 ) According to any one of claims 1-3, characterized in that the evaluation device ( 52 ) and / or the detector device ( 32 ) a variable binning architecture ( 62 ), in particular a signal-technical summary of pixels ( 40 ) of different numbers allowed. Handgehaltene Wärmebildkamera (10) nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (52) und/oder die Detektorvorrichtung (32) eine symmetrische Binning-Architektur (62) aufweist.Handheld thermal imaging camera ( 10 ) according to one of claims 1-4, characterized in that the evaluation device ( 52 ) and / or the detector device ( 32 ) a symmetric binning architecture ( 62 ) having. Handgehaltene Wärmebildkamera (10) nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Messbereichs (22, 22a, 22b) unter Verwendung der Optik (26, 26’) in mindestens zwei Stufen veränderbar ist.Handheld thermal imaging camera ( 10 ) according to any one of claims 1-5, characterized in that the size of the measuring range ( 22 . 22a . 22b ) using the optics ( 26 . 26 ' ) is variable in at least two stages. Handgehaltene Wärmebildkamera (10) nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Messbereichs (22, 22a, 22b) unter Verwendung der Optik (26, 26’) stufenlos veränderbar ist.Handheld thermal imaging camera ( 10 ) according to any one of claims 1-6, characterized in that the size of the measuring range ( 22 . 22a . 22b ) using the optics ( 26 . 26 ' ) is infinitely variable. Handgehaltene Wärmebildkamera (10) nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (52) und/oder die Detektorvorrichtung (32) eine Kalibriervorrichtung zum Kalibrieren der Auswertevorrichtung (52) und/oder der Detektorvorrichtung (32) aufweist, die dazu vorgesehen ist, die Auswertevorrichtung (52) bzw. die Detektorvorrichtung (32) basierend auf gespeicherten Informationen und/oder gemessenen Informationen, insbesondere basierend auf einer in einem Messbereich (22, 22a, 22b) gemessenen Temperatur TC, zu kalibrieren.Handheld thermal imaging camera ( 10 ) according to any one of claims 1-7, characterized in that the evaluation device ( 52 ) and / or the detector device ( 32 ) a calibration device for calibrating the evaluation device ( 52 ) and / or the detector device ( 32 ), which is provided to the evaluation device ( 52 ) or the detector device ( 32 ) based on stored information and / or measured information, in particular based on a in a measuring range ( 22 . 22a . 22b ) measured temperature T C , to calibrate. Handgehaltene Wärmebildkamera (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriervorrichtung dazu vorgesehen ist, die Auswertevorrichtung (52) und/oder die Detektorvorrichtung (32) basierend auf einer Detektion von Hintergrundstrahlung zu kalibrieren.Handheld thermal imaging camera ( 10 ) according to claim 8, characterized in that the calibration device is provided to the evaluation device ( 52 ) and / or the detector device ( 32 ) to calibrate based on detection of background radiation. Handgehaltene Wärmebildkamera (10) nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgabevorrichtung, insbesondere ein Display (16) und/oder eine kabellose Datenkommunikationsschnittstelle (54), zur Ausgabe einer Temperaturmessung vorgesehen ist.Handheld thermal imaging camera ( 10 ) according to any one of claims 1-9, characterized in that an output device, in particular a display ( 16 ) and / or a wireless data communication interface ( 54 ), is provided for outputting a temperature measurement. Handgehaltene Wärmebildkamera (10) nach einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass eine im visuellen Spektrum arbeitende Kamera (42) vorgesehen ist, ein visuelles Bild des Messbereichs (22, 22a, 22b) aufzunehmen, das gemeinsam mit der Temperaturmessung ausgegeben werden kann.Handheld thermal imaging camera ( 10 ) according to any one of claims 1-10, characterized in that a working in the visual spectrum camera ( 42 ), a visual image of the measuring range ( 22 . 22a . 22b ), which can be output together with the temperature measurement. Handgehaltene Wärmebildkamera (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das visuelle Bild zumindest teilweise mit der Temperaturmessung überlagert oder überblendet ausgegeben werden kann.Handheld thermal imaging camera ( 10 ) according to claim 11, characterized in that the visual image at least partially with the Temperature measurement can be superimposed or blended output. Verfahren zur kontaktfreien Vermessung einer Temperatur eines auf einer Oberfläche befindlichen Messbereichs (22, 22a, 22b), insbesondere Verfahren zum Betrieb einer handgehaltenen Wärmebildkamera (10) nach einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass • Pixel (40) einer Detektorvorrichtung (32) der Wärmebildkamera (10) zur Erhöhung einer Wärmestrahlungsempfindlichkeit der Detektorvorrichtung (32) in Abhängigkeit einer Intensität eingestrahlter Wärmestrahlung unter Verwendung einer Binning-Architektur (62) der Detektorvorrichtung (32) und/oder einer Auswertevorrichtung (52) signaltechnisch zusammengefasst werden, und • zumindest die Temperatur des Messbereichs (22, 22a, 22b) basierend auf Detektionssignalen zumindest einer Mehrzahl beleuchteter Pixel (40) der Detektorvorrichtung (32) ausgewertet wird.Method for non-contact measurement of a temperature of a measuring area located on a surface ( 22 . 22a . 22b ), in particular method for operating a hand-held thermal imaging camera ( 10 ) according to any one of claims 1-12, characterized in that 40 ) a detector device ( 32 ) of the thermal imager ( 10 ) for increasing a thermal radiation sensitivity of the detector device ( 32 ) as a function of an intensity of radiated heat radiation using a binning architecture ( 62 ) of the detector device ( 32 ) and / or an evaluation device ( 52 ) are summarized by signal technology, and • at least the temperature of the measuring range ( 22 . 22a . 22b ) based on detection signals of at least a plurality of illuminated pixels ( 40 ) of the detector device ( 32 ) is evaluated.
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