WO2005012860A1 - Elektrisches gerät mit strahlungssensor - Google Patents

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WO2005012860A1
WO2005012860A1 PCT/EP2004/051298 EP2004051298W WO2005012860A1 WO 2005012860 A1 WO2005012860 A1 WO 2005012860A1 EP 2004051298 W EP2004051298 W EP 2004051298W WO 2005012860 A1 WO2005012860 A1 WO 2005012860A1
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image
camera
electrical device
sensor
radiation
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Inventor
Georg Koch
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors

Definitions

  • the invention relates to an electrical device, in particular a communication device, with a radiation sensor for detecting the ambient temperature.
  • NTC materials Materials whose resistance exhibits a strong temperature dependence are mostly used as temperature sensors; In particular, so-called “NTC materials” are used (NTC: Negative Temperature Coefficient). These temperature sensors are thermally coupled to the critical areas so that temperature changes in the device can be taken into account.
  • temperature sensors of this type are not suitable for measuring the ambient temperature, since, as said, they must be strongly coupled to the mobile phone.
  • a camera for recording images is provided for an electrical device.
  • An image can be divided into a number of image acquisition areas.
  • an image capture area can be the central area of the image to be captured.
  • the limits of the image are determined by a camera opening angle, which is specified, for example, by the optics and type of camera, for example the size of a CCD (Charged Coupled Device) - or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor for image acquisition ,
  • CCD Charge Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • a radiation sensor is provided on the electrical device, with which heat radiation can be detected within a measurement field or measurement spot.
  • the size of the measuring field is determined by the radiation sensor, in particular by the radiation sensor opening angle. This can be due to the geometry. If this radiation sensor opening angle is represented as a solid angle element, it is provided that the central axis of the radiation sensor opening angle is aligned with a predetermined image detection area of the camera, preferably the central axes of the radiation sensor opening angle and the camera opening angle are parallel.
  • the electrical device has a display unit on which the image recorded with the camera and also the measurement field can be displayed.
  • the ratio of the radiation sensor opening angle to the camera opening angle is known. For example, this is the case with a fixed focal length camera lens
  • Ratio constant by design, with a zoom lens the ratio between the two can also be con 200311543
  • the distance of the measurement object from the camera has no influence on the size of the measurement spot shown in the image.
  • the representation of the measurement spot on the display unit makes it easy for the user to determine from which object in the image the temperature is currently being detected. As a result, an improved measurement in terms of precision in local resolution can be performed.
  • a pyrometer is particularly suitable as a radiation sensor for temperature detection. These radiation sensors are easy to handle, robust and now have low power consumption, so that the temperature can be determined quickly and easily using simple means.
  • the temperature of an extended object can also be recorded.
  • the measuring field within which the radiation sensor detects radiation is moved over the object.
  • the object and possibly its surroundings are recorded as an image by the camera and displayed on a display unit on a corresponding scale.
  • the size of the measuring field in relation to the image is calculated and the image area assigned to the measuring field is optically identified, for example by a color change, on the display unit. In this way it can be checked from which object the temperature is measured.
  • a user has an overview of the areas in which the object has already been measured.
  • the image area assigned to the measuring field is optically changed after the measurement has been carried out and the measuring field is moved to a different position with respect to the object or to a different image area of the image displayed on the display unit.
  • the optical axis of the camera and the radiation sensor run parallel.
  • the electrical device expediently has a storage unit in which measurement data which have been recorded with the radiation sensor for the measurement field are to be stored.
  • the temperature radiation can be converted into electrical signals, for example.
  • the advantage of using a radiation-sensitive sensor for temperature detection is that the temperature of an object can be measured without being significantly influenced by the temperature of the electrical device.
  • Figure 1 is a schematic drawing of components of an electrical device see
  • FIG. 2 a schematic drawing for determining the measurement spot in relation to the camera image
  • Figure 3 the view of the display when performing a temperature mapping. 200311543
  • components of an electrical device EA can be seen schematically, with which an ambient temperature measurement can be carried out.
  • the electrical device EA initially has a camera C with which an image, for example of an object, possibly in an environment, can be recorded.
  • This camera can have, for example, CCD (Charged Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Se iconductor) detection elements.
  • the camera has a certain opening angle, through which the image that can be captured by the camera is limited.
  • the electrical device has a display or a display device D on which the image captured by the camera can be shown.
  • a radiation sensor RS for example a Pyrome ⁇ ter provided.
  • Pyrometers measure the radiation of a body, the temperature of which is to be determined, in a narrow wavelength range of the invisible spectrum, mostly in the infrared range, according to a photometric method in which, for example, a radiating surface is imaged in a plane by a lens in which the thread of an incandescent lamp is. The current through the filament is changed by changing the resistance R, so that the curved part of the filament disappears on the image of the surface to be photometrized, if one looks at this bent part of the filament through an eyepiece with the interposition of a red filter.
  • the glowing bodies are not black emitters, which is why the measurement must be corrected to an absorption level of less than 1.
  • the temperature of the surface to be photometric can be determined using the Planck radiation laws.
  • the dimensions of the area to be photometric are 200311543
  • the electrical device EA has a processor unit CPU with which a corresponding image can be processed.
  • a storage unit SU can also be provided for storing measurement data.
  • the size of the measuring spot corresponds to a constant area of the image with the fixed focal length lens, with the zoom lens, for which the camera opening angle is variable, the measuring spot must occupy a larger portion of the image, the larger the currently set focal length or the smaller is the camera opening angle.
  • This proportion can be calculated from the two design-related values in the end positions of the zoom lens from the currently set focal length.
  • FIG. 2 shows schematically how the size of an object or an image with an object can be calculated from the sensor opening angle or the camera opening angle.
  • the radiation sensor RS or the camera C as a point-like object.
  • the respective aperture angle can be defined taking this planar extent into account, for example by determining the camera or sensor already at a distance from the point at which the beams converge. In Fig. 2 this would correspond to a section E, for example. 200311543
  • an opening angle ⁇ c is defined.
  • the ratio O- RS / OC is equal to the ratio h RS / h c , regardless of the distance from the camera to the measurement object.
  • the camera opening angle can be changed, which corresponds to a change in the focal length.
  • the camera opening angle can be linearly interpolated, for example, in intermediate positions of the zoom lens from the camera opening angles in the two end positions.
  • FIG. 3 shows the representation on a display or a display unit D.
  • the image shown on the display D is divided into several image areas BB.
  • the number of image areas can be fixed or variably adjustable. Criteria for the number can be the distance to the object shown in the picture, the design of the radiation sensor, etc.
  • Corresponding alignment of the optical axis of the camera C and the optical axis of the radiation sensor RS allows a defined assignment of image areas and measurement fields to be achieved.
  • a parallel alignment of the central axes of the camera and sensor opening angles is particularly advantageous.
  • the measurement field now coincides with a first image area BB (1).
  • the size relationships of the image taken with the camera and the size of the measuring field are also determined.
  • the radiation sensor RS now detects the temperature radiation of the actual object and possibly its surroundings. So that the user of the electrical device knows in which image area the 200311543
  • this image area is optically marked on the display D.
  • the measurement data are stored and the already measured image area BB, 1 is marked on the display D, e.g. visually highlighted or shown in a color corresponding to the measured temperature, as indicated by hatching in FIG. 3b.
  • the temperature detection now takes place in a further image area 2, again the further image area 2 to be measured is optically identified.
  • the temperature of an object can be determined using the radiation detected on the basis of Planck's laws.
  • the radiation sensor RS can be aligned manually from a first image area 1 to a second image area 2, or, if higher precision is desired or small image areas have been selected, by changing the central axis of the opening angle of the radiation sensor RS. This change in the central axis of the sensor can be done mechanically.
  • the detected radiation can be converted to ⁇ in the measuring field, for example, into an electrical signal whose magnitude is then stored.
  • the radiation in particular its spectral distribution in a frequency window, can already be assigned to a temperature and the temperature value can be stored.
  • the of the radiation sensor determines the average temperature of the measuring field.
  • the image areas can also have a different geometric shape than shown in FIG. 3, for example circular.
  • the division into image areas has the following purpose: If the temperature of many objects that are in the image is now determined and the temperatures of the individual objects vary, the mean temperature is not very meaningful. More meaningful measurement results, namely those in which an object located in an image area BB can also be assigned to a temperature, are achieved by a division into image areas adapted to the objects.
  • an overlap can be provided at the transition from one measuring field to the next, in order to also, for example, B. to obtain reliable measured values of an image area.
  • a measuring field can also be located in, on and around an image area and can be larger, smaller or congruent with it.

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Elektrisches Gerät (EA)mit einer Kamera (C) zum Erfassen eines Bildes in einem Kamera-Öffungswinkel (αc) , wobei das Bild aus einer Vielzahl von Bild-Erfassungsbereichen besteht, einem Strahlungssensor (RS) zum Erfassen von Wärmestrahlung eines Messfeldes in einem Sensor-Öffungswinkel, wobei die Mittelachse des Sensor-Öffungswinkels (αRS), auf einen vorbestimmten Bild-Erfassungsbereich der Kamera (C) ausgerichtet ist, einer Anzeigeeinheit (D) zur Darstellung des mit der Kamera (C) erfassten Bildes und des vom Strahlungssensor (RS) erfassten, auf den vorbestimmten Bild-Erfassungsbereich ausgerichteten Messfeldes, wobei die Größe des Messfeldes durch den Kamera-Öffungswinkel (αc) und Sensor-­Öffungswinkel (αRS) festgelegt ist.

Description

200311543
Beschreibung
Elektrisches Gerät mit Strahlungssensor
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät, insbesondere ein Kommunikationsgerät, mit einem Strahlungssensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur.
Oft ist es erforderlich oder es wird gewünscht, eine Tempera- turmessung mit einfachen Mitteln vornehmen zu können. Bisher ist dies beispielsweise schon mittels eines Mobiltelefons mit einem integrierten Temperatursensor möglich. In einem Mobiltelefon sind bereits eine Vielzahl von Temperatursensoren integriert, um an einzelnen Punkten des Mobiltelefons die Tem- peratur zu überwachen: So sind zumeist in der Nähe des Akkus, von elektronischen Baugruppen, der Anzeigeeinrichtung oder des VCO (Voltage Controlled Oszillator) solche Temperatursensoren angebracht, da in diesen "kritischen Bereichen" beispielsweise beim VCO die Regelspannung in Abhängigkeit von der Temperatur geregelt werden muss.
Als Temperatursensoren werden zumeist Materialien verwendet, deren Widerstand eine starke Temperaturabhängigkeit aufweist; insbesondere werden sogenannte "NTC-Materialien" verwendet (NTC: Negative Temperature Coefficient) . Diese Temperatursensoren sind thermisch gekoppelt an den kritischen Bereichen angebracht, um Temperaturänderungen im Gerät Rechnung tragen zu können .
Allerdings eignen sich derartige Temperatursensoren nicht zur Messung der Umgebungstemperatur, da bei ihnen wie gesagt eine starke Kopplung mit dem Mobiltelefon vorliegen muss.
Ausgehend von diesen Stand ist es Aufgabe der Erfindung, ein elektrisches Gerät anzugeben, mittels dem die Umgebungstemperatur gemessen werden kann, ohne dass diese Messung von der Temperatur des elektrischen Geräts selbst beeinflusst wird. 200311543
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche 1 und 10 gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche .
Gemäß der Erfindung ist für ein elektrisches Gerät eine Kamera zum Aufnehmen von Bildern vorgesehen. Ein Bild kann hierbei in eine Vielzahl von Bilderfassungsbereichen unterteilt werden. Beispielsweise kann ein Bilderfassungsbereich der Zentralbereich des zu erfassenden Bildes sein. Die Begrenzungen des Bildes sind durch einen Kamera-Öffungswinkel bedingt, welcher beispielsweise durch die Optik und Art der Kamera, beispielsweise die Größe eines CCD (Charged Coupled Device) - oder CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) -Sensors zur Bild-Erfassung, vorgegeben wird.
Weiterhin ist an dem elektrischen Gerät ein Strahlungssensor vorgesehen, mit dem Wärmestrahlung innerhalb eines Messfeldes oder Messflecks erfasst werden kann. Die Größe des Messfeldes ist hierbei durch den Strahlungssensor, insbesondere durch den Strahlungssensor-Öffnungswinkel bedingt. Dieser kann durch die Geometrie bedingt sein. Wird dieser Strahlungssensor-Öffnungswinkel als ein Raumwinkelelement dargestellt, so ist es vorgesehen, dass die Mittelachse des Strahlungssensor- Öffnungswinkels auf einen vorbestimmten Bild-Erfassungsbereich der Kamera ausgerichtet ist, vorzugsweise liegen die Mittelachsen des Strahlungssensor-Öffnungswinkel und des Kamera-Öf nungswinkels parallel.
Weiterhin weist das elektrische Gerät eine Anzeigeeinheit auf, auf der das mit der Kamera aufgenommene Bild und auch das Messfeld darstellbar sind. Um Bild und Messfeld maßstabsgetreu darzustellen, ist das Verhältnis Strahlungssensor- Öffnungswinkel zu Kamera-Öffnungswinkel bekannt. Beispiels- weise ist bei einem Festbrennweiten-Kameraobjektiv dieses
Verhältnis konstruktionsbedingt konstant, bei einem Zoomobjektiv kann das Verhältnis zwischen den beiden ebenfalls kon 200311543
struktionsbedingten Werten in den Endstellungen rechnerisch aus der aktuell eingestellten Brennweite ermittelt werden. Der Abstand des Messobjektes von der Kamera hat dabei keinen Einfluß auf die im Bild dargestellte Größe des Messflecks. Durch die Darstellung des Messflecks auf der Anzeigeeinheit ist es für den Benutzer leicht feststellbar von welchem Objekt im Bild augenblicklich die Temperatur erfasst wird. Folglich kann eine hinsichtlich der Präzision bei der örtlichen auflösung verbesserte Messung durchgeführt werden.
Als Strahlungssensor zur Temperaturerfassung eignet sich insbesondere ein Pyrometer. Diese Strahlungssensoren sind leicht handhabbar, robust und weisen inzwischen geringe Leistungsaufnahmen auf, so dass die Temperatur mit einfachen Mitteln und schnell bestimmt werden kann.
Mit einem so ausgestalteten elektrischen Gerät lässt sich die Temperatur auch eines ausgedehnten Objekts erfassen. Dazu wird das Messfeld, innerhalb dessen der Strahlungssensor Strahlung erfasst, über das Objekt bewegt. Zur Kontrolle durch den Benutzer, welche Teilbereiche des Objekts bereits erfasst sind, wird das Objekt und eventuell seine Umgebung durch die Kamera als Bild erfasst und auf einer Anzeigeeinheit in einem entsprechenden Masststab dargestellt. Die Größe des Messfeldes in Bezug auf das Bild wird berechnet und der dem Messfeld zugeordnete Bildbereich wird optisch gekennzeichnet, beispielsweise durch eine Farbänderung, auf der Anzeigeeinheit dargestellt. So lässt sich kontrollieren, von welchem Objekt die Temperatur gemessen wird. Insbesondere be- hält ein Benutzer bei der Temperaturmessung an ausgedehnten Objekten den Überblick, in welchen Bereichen des Objekts bereits gemessen wurde.
Es kann nun der Fall auftreten, dass sich das Messfeld über die gesamte Anzeigeeinheit erstreckt. Dann ist nach Durchführung der Messung, also der Strahlungserfassung innerhalb des Messfeldes, der Vorgang abgeschlossen. 200311543
Falls das Messfeld nur einen Teilbereich des Bildes bzw. der Anzeigeeinheit einnimmt, wird nach Durchführung der Messung der dem Messfeld zugeordnete Bildbereich optisch verändert und das Messfeld auf eine andere Position bezüglich des Objektes bzw. auf einen anderen Bildbereich des auf der Anzeigeeinheit dargestellten Bildes gebracht.
Zur Darstellung des Messfeldes auf der Anzeigeeinheit ist es vorteilhaft, wenn die optische Achse der Kamera und des Strahlungssensors parallel verlaufen.
Zweckmäßigerweise weist das elektrische Gerät eine Speichereinheit auf, in der Messdaten, welche mit dem Strahlungs- sensor für das Messfeld aufgenommen wurden, zu speichern sind. Zur Speicherung kann die Temperaturstrahlung beispielsweise in elektrische Signale umgewandelt werden.
Der Vorteil an der Verwendung eines strahlungssensitiven Sen- sors zur Temperaturerfassung liegt darin, dass damit die Temperatur eines Objektes gemessen werden kann, ohne durch die Temperatur des elektrischen Geräts wesentlich beeinflusst zu werden .
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von ausgewählten Beispielen näher erläutert, welche teilweise auch in Figuren dargestellt sind. Es zeigen:
Figur 1: eine Schemazeichnung von Komponenten eines elektri- sehen Geräts;
Figur 2: eine Schemazeichnung zur Bestimmung des Messflecks im Verhältnis zum Kamera-Bild;
Figur 3: die Ansicht des Displays bei der Durchführung einer Temperaturkartografie . 200311543
In Figur 1 sind schematisch Komponenten eines elektrischen Geräts EA zu sehen, mit dem eine Umgebungstemperaturmessung durchgeführt werden kann. Dazu weist das elektrische Gerät EA zunächst eine Kamera C auf, mit der ein Bild, beispielsweise eines Objekt ggf. in einer Umgebung, aufgenommen werden kann. Diese Kamera kann beispielsweise CCD (Charged Coupled Device) oder CMOS (Complementary Metal Oxide Se iconductor) -Erfassungselemente aufweisen. Die Kamera weist einen gewissen Öff- nungswinkel auf, durch den das mit der Kamera erfassbare Bild begrenzt wird.
Weiterhin weist das elektrische Gerät ein Display bzw. eine Anzeigeeinrichtung D auf, auf der das mit der Kamera erfasste Bild dargestellt werden kann.
Zur Messung der Temperaturstrahlung oder Wärmestrahlung ist weiterhin ein Strahlungssensor RS, beispielsweise ein Pyrome¬ ter, vorgesehen. Pyrometer messen die Strahlung eines Kör- pers, dessen Temperatur bestimmt werden soll, in einem schmalen Wellenlängenbereich des unsichtbaren Spektrums, meistens im infraroten Bereich, nach einem photometrischen Verfahren, bei dem beispielsweise durch eine Linse eine strahlende Fläche in einer Ebene abgebildet wird, in der sich der Faden ei- ner Glühlampe befindet. Die Stromstärke durch den Faden wird durch Änderung des Widerstands R, dass der gekrümmte Teil des Glühfadens auf dem Bild der zu photometrierenden Fläche verschwindet, wenn man diesen gebogenen Teil des Glühfadens durch ein Okular unter Zwischenschaltung eines Rotfilters be- trachtet.
Im Allgemeinen sind die glühenden Körper, deren Temperatur mit dem Pyrometer gemessen wird, nichtschwarze Strahler, weshalb die Messung auf einem Absorptionsgrad kleiner als 1 kor- rigiert werden muss. Über die Planck 'sehen Strahlungsgesetze kann die Temperatur der zu photometrierenden Fläche ermittelt werden. Die Ausmaße der zu photometrierenden Fläche sind 200311543
durch einen Sensor-Öffnungswinkel des Strahlungssensors beschränkt .
Pyrometrie und photometrische Messungen sowie weitere dabei vorzunehmende Korrekturen wie etwa die Umrechnung von Farbtemperatur in wahre Temperatur sind bekannt und werden deshalb hier nicht weiter ausgeführt.
Weiterhin weist das elektrische Gerät EA eine Prozessorein- heit CPU auf mit der ein entsprechendes Bild aufbereitet werden kann. Es kann weiterhin eine Speichereinheit SU zum Abspeichern von Messdaten vorgesehen sein.
Die Größe des Messflecks entspricht beim Festbrennweiten- Objektiv einer konstanten Fläche des Bildes, beim Zoom- Objektiv, bei dem der Kamera-Öffungswinkel variabel ist, muß der Messfleck einen umso größeren Anteil des Bildes einnehmen, je größer die aktuell eingestellte Brennweite bzw. desto kleiner der Kameraöffnngswinkel ist. Dieser Anteil läßt sich aus den beiden konstruktionsbedingten Werten in den Endstellungen des Zoom-Objektivs rechnerisch aus der aktuell eingestellten Brennweite ermitteln. Der Zusammenhang zwischen Kamera-Öffungswinkel, Sensor-Offungswinkel, Bildgröße und Sensorfelckgroße wird nun in Figur 2 erläutert.
In Figur 2 ist schematisch dargestellt, wie sich die Größe eines Objekts bzw. eines Bildes mit einem Objekt aus dem Sensor-Öff ungswinkel bzw. dem Kamera-Öffnungswinkel berechnen lässt. Einfachheitshalber sei der Strahlungssensor RS bzw. die Kamera C als punktförmiges Objekt betrachtet. Bei einer flächigen Ausdehnung von Kamera bzw. Sensor kann der jeweilige Öffnungswinkel unter Einbeziehung dieser flächigen Ausde- hung definiert werden, beispielsweise indem man sich Kamera bzw. Sensor bereits entfernt von dem Punkt feststellt, in dem die Strahlen zusammen laufen. In Fig. 2 würde das z.B. einem Schnitt E entsprechen. 200311543
Durch die Geometrie der sensitiven Fläche des Strahlungssensors RS sowie die sich daran anschließende Optik ergibt sich der Winkel o.RS bzw. die Kamera C mitentsprechender Optik ist ein Öffnungswinkel αc definiert Dabei ist das Verhältnis O-RS/OC gleich dem Verhältnis hRS/hc, unabhängig vom Abstand Kamera zum Messobjekt. Bei Zoom-Objektiven kann der Kamera- Öf ungswinkel verändert werden, was einer Änderung der Brennweite entspricht. Der Kamera-Öffnungswinkel kann in Zwischenstellungen de Zoom-Objektivs aus den Kamera-Öffnungswinkeln in den beiden Endstellungen beispielsweise linear interpoliert werden.
In Figur 3 bestehend aus Fig. 3a und 3b ist die Darstellung auf einem Display oder einer Anzeigeeinheit D zu sehen. Das auf dem Display D dargestellte Bild ist in mehrere Bildbereiche BB unterteilt. Die Anzahl der Bildbereiche kann festgelegt sein oder variabel einstellbar. Kriterien für die Anzahl können der Abstand zum auf dem Bild dargestellten Objekt sein, die Ausgestaltung des Strahlungssensors, etc.
Durch eine entsprechende Ausrichtung von der optischen Achse der Kamera C und der optischen Achse des Strahlungssensors RS kann eine definierte Zuordnung von Bildbereichen und Messfeldern erreicht werden. Besonders vorteilhaft ist eine paralle- le Ausrichtung der Mittelachsen von Kamera- und Sensoröffnungswinkel.
Zunächst falle nun, wie in Fig. 3a gezeigt, das Messfeld mit einem ersten Bildbereich BB zusammen (1) . Wie bereits ausge- führt werden zur massstabsgetreuen Darstellung auf der Anzeigeeinheit auch die Größenverhältnisse des mit der Kamera aufgenommen Bildes und die Größe des Messfeldes ermittelt.
In diesem ersten Bildbereich 1 erfasst der Strahlungssensor RS nun die Temperaturstrahlung des tatsächlichen Objekts und gegebenenfalls seiner Umgebung. Damit der Benutzer des elektrischen Geräts weiß, in welchem Bildbereich derzeit die 200311543
Strahlungserfassung durchgeführt wird, ist dieser Bildbereich auf dem Display D optisch gekennzeichnet. Nach Durchführung der Strahlungserfassung werden die Messdaten abgespeichert und der bereits ausgemessene Bildbereich BB, 1 auf dem Dis- play D gekennzeichnet, z.B. optisch abgehoben bzw. in einer der gemessenen Temperatur entsprechenden Farbe dargestellt, wie in Fig. 3b durch Schraffur angedeutet. Die Temperaturerfassung findet nun in einem weiteren Bildbereich 2 statt, wiederum ist der zu vermessende weitere Bildbereich 2 optisch gekennzeichnet.
Auf diese Weise lässt sich über die erfasste Strahlung die Temperatur eines Objekts auf Grundlage der Planck 'sehen Gesetze ermitteln.
Die Ausrichtung des Strahlungssensors RS von einem ersten Bildbereich 1 zu einem zweiten Bildbereich 2 kann durch den Benutzer manuell erfolgen, oder, wenn höhere Präzision erwünscht ist oder kleine Bildbereiche ausgewählt wurden, durch eine Veränderung der Mittelachse des Öffnungswinkels des Strahlungssensors RS erfolgen. Diese Veränderung der Mittelachse des Sensors kann mechanisch erfolgen.
Zur Abspeicherung der Messdaten kann die erfasste Strahlung in dem Messfeld beispielsweise in ein elektrisches Signal um¬ gewandelt werden, dessen Größe dann abgespeichert wird. Alternativ kann bereits eine Zuordnung der Strahlung, insbesondere ihrer spektralen Verteilung in einem Frequenzfenster, zu einer Temperatur erfolgt sein und der Temperaturwert abge- speichert werden.
Natürlich kann es für einzelne Anwendungen auch ausreichend sein, nur einen einzigen Bildbereich zu definieren. Dies ist dann der Fall, wenn es sich beispielsweise um bildfüllende Objekte handelt oder die Temperatur eines verhältnismäßig kleinen Teiles bestimmt werden soll. Es wird nämlich mittels 200311543
des Strahlungssensors die mittlere Temperatur des Messfeldes bestimmt .
Die Bildbereiche können auch eine andere geometrische Form aufweisen als in Fig. 3 dargestellt, beispielsweise kreisförmig sein.
Die Einteilung in Bildbereiche hat folgenden Zweck: Wird nun die Temperatur von vielen Objekten, welche sich auf dem Bild befinden, ermittelt und variieren die Temperaturen der einzelnen Objekte, so ist die mittlere Temperatur wenig aussagekräftig. Aussagekräftigere Messergebnisse, nämlich solche, bei denen einer Temperatur auch ein Objekt, das sich in einem Bildbereich BB befindet, zuordenbar ist, werden durch eine an die Objekte angepasste Aufteilung in Bildbereiche erzielt.
Weiterhin kann beim Übergang von einem Messfeld zum nächsten ein Überlapp vorgesehen sein, um auch in den Randbereichen z. B. eines Bildbereichs zuverlässige Messwerte zu erhalten.
Ein Messfeld kann sich weiterhin in einem, an einem und um einen Bildbereich angeordnet befinden und größer, kleiner o- der deckungsgleich mit diesem sein.
200311543
10
Bezugszeichenliste
BB Bildbereich
C Kamera CPU Prozessoreinheit d Abstand
D Display, Anzeigevorrichtung
EA Elektrisches Gerät h Höhe des Objekts oder Bildes RS Strahlungssensor
SU Speichereinheit
Ctc Kameraöffnungswinkel
OCRS Sensoröffnungswinkel

Claims

20031154311Patentansprüche
1. Elektrisches Gerät (EA)mit
- einer Kamera (C) zum Erfassen eines Bildes in einem Kame- ra-Öffungswinkel ((c) , wobei das Bild aus einer Vielzahl von Bild-Erfassungsbereichen besteht, einem Strahlungssensor (RS) zum Erfassen von Wärmestrahlung eines Messfeldes in einem Sensor-Offungswinkel, wobei die Mittelachse des Sensor-Offungswinkels (OCRS) , auf ei- nen vorbestimmten Bild-Erfassungsbereich der Kamera (C) ausgerichtet ist,
- einer Anzeigeeinheit (D) zur Darstellung des mit der Kamera (C) erfassten Bildes und des vom Strahlungssensor (RS) erfassten, auf den vorbestimmten Bild-Erfassungsbereich ausgerichteten Messfeldes, wobei die Größe des Messfeldes durch den Kamera-Öffungswinkel (OCc) und Sensor- Öffungswinkel (C(RS) festgelegt ist.
2. Elektrisches Gerät (EA) nach Anspruch 1, bei dem die Kame- ra (C) ein CCD- oder CMOS-Erfassungselement aufweist.
3. Elektrisches Gerät (EA) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Strahlungssensor (RS) durch einen pyrometrischen Sensor gebildet wird.
4. Elektrisches Gerät (EA) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kamera (C) eine optische Einrichtung aus zumindest einer Linse oder einem Spiegel aufweist.
5. Elektrisches Gerät (EA) nach einem der vorhergehendes Ansprüche, bei dem die optische Achse der Kamera (C) und des Strahlungssensors (RS) parallel verlaufen.
6. Elektrisches Gerät (EA) mit einer Speichereinheit (SU), mittels der zum Messfeld gehörende Messdaten speicherbar sind. 200311543
12
7. Elektrisches Gerät (EA) nach Anspruch 6, mit einem Funkmodul, mittels dem der Inhalt oder ein Teil des Inhalts der Speichereinheit (SU) an ein weiteres elektrisches Gerät ü- bertragbar ist.
8. Elektrisches Gerät (EA) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, bei dem es sich um ein Kommunikationsgerät, insbesondere ein Mobilfunkgerät, ein Mobiltelefon, einen tragbaren Computer, handelt.
9. Verfahren zur Durchführung einer Temperaturkartographie mit einem elektrischen Gerät umfassend einen Strahlungssensor zur Erfassung von Temperaturstrahlung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit folgenden Schritten: - Erfassen eines Bildes und Darstellung des Bildes auf einer Anzeigeeinheit des elektrischen Gerätes;
- Definieren eines Messfeldes mittels der Geometrie eines Strahlungssensors;
- Ermitteln der relativen Größe des Messfeldes in Bezug auf die Bildgröße;
- Ausrichten des Messfeldes auf einen ersten ausgewählten Bild-Erfassungsbereich und Kennzeichnen dieses Bild- Erfassungsbereichs auf der Anzeigeeinheit;
- Erfassen von Messdaten in diesem Messfeld; - Ändern der Darstellung des ersten ausgewählten Bild- Erfassungsbereichs auf der Anzeigeeinheit, um diesen als bereits erfasst zu kennzeichnen;
- Ausrichten des Messfeldes auf einen weiteren Bild- Erfassungsbereich, welcher sich an den ersten Bild- Erfassungsbereich anschließt, um dort Messdaten zu erfas¬ sen.
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