Wärmebild-Sensor erklärt: Auflösung, Pixelabstand, NETD und Brennweite

Über die Bildleistung eines Wärmebild-Handgeräts entscheiden vier Zahlen: Sensorauflösung, Pixelabstand (Pitch), Brennweite und NETD. Pixelabstand und Brennweite legen gemeinsam fest, wie viel Detail auf Entfernung ankommt, die Auflösung bestimmt, wie breit das Bild dabei ist. Die NETD sagt, wie fein das Gerät Temperaturunterschiede trennt; diese Herstellerwerte sind allerdings nur grob vergleichbar.

Wie ein Wärmebildsensor arbeitet

Handgeräte für die Naturbeobachtung nutzen ungekühlte Mikrobolometer. Jedes Pixel ist eine winzige, frei aufgehängte Membran, die sich durch einfallende Wärmestrahlung erwärmt und dabei ihren elektrischen Widerstand ändert. Gemessen wird im langwelligen Infrarot, laut HIKMICRO und Guide zwischen 8 und 14 µm, also weit jenseits des sichtbaren Lichts (0,4 bis 0,7 µm). Deshalb braucht ein Wärmebildgerät keinerlei Licht, sieht aber auch nicht durch Glas: Fensterscheiben und Brillengläser sind für diese Wellenlängen undurchsichtig.

Als Sensormaterial sind Vanadiumoxid (VOx) und amorphes Silizium (a-Si) am weitesten verbreitet. HIKMICRO und Leica nennen für ihre Geräte ausdrücklich VOx, Pulsar spricht nur allgemein von Sensoren aus europäischer Fertigung. Für Sie als Käufer ist der Sensortyp weniger wichtig als die vier Kenngrößen, um die es im Folgenden geht.

Sensorauflösung: mehr Pixel, breiteres Bild

Gängig sind derzeit fünf Klassen: 256 × 192 Pixel bei Einsteigergeräten, 384 × 288 (bei HIKMICRO und Guide teils 400 × 300) in der Mittelklasse, 640 × 480 oder 640 × 512 als heutiger Standard für ambitionierte Beobachter, dazu 1024 × 768 und 1280 × 1024 in der Oberklasse.

Ein verbreitetes Missverständnis: Mehr Pixel bedeuten nicht automatisch mehr Reichweite. Bei gleichem Pixelabstand und gleicher Brennweite sieht jedes Pixel denselben Winkel. Ein 640er-Sensor fügt links und rechts Pixel hinzu und zeigt dadurch ein breiteres Bild. Beispiel: HIKMICRO Lynx LH35 3.0 (384 × 288) und LQ35 3.0 (640 × 512) haben beide 12 µm und 35 mm. Die Herstellerreichweite ist bei beiden 1.800 m, das horizontale Sehfeld aber 7,5° gegenüber 12,5°.

Das breitere Bild hat zwei handfeste Vorteile. Sie finden Tiere schneller, weil Sie weniger schwenken müssen. Und Sie können digital zoomen, ohne sofort in grobe Pixelklötze zu laufen. Wer ein 384er-Gerät mit 35 mm kauft, hat im Grunde ein Gerät, dessen Bild durch einen Strohhalm schaut.

Pixelabstand (Pitch): der unterschätzte Wert

Der Pixelabstand ist die Kantenlänge eines Pixels samt Zwischenraum. Ältere und günstigere Sensoren haben 17 µm, aktuelle fast durchweg 12 µm. Kleinere Pixel bedeuten bei gleicher Brennweite einen kleineren Pixelwinkel und damit mehr Pixel auf einem entfernten Tier.

Der Faktor lässt sich direkt ausrechnen: 17 ÷ 12 = 1,42. Ein 17-µm-Gerät mit 35 mm sieht pro Pixel so viel wie ein 12-µm-Gerät mit nur 25 mm. Pulsar hat das in der eigenen Produktpalette gezeigt: Das inzwischen ausgelaufene Axion 2 LRF XQ35 mit 384 × 288 Pixeln bei 17 µm nannte 1.300 m Erfassungsbereich, das baugleiche XG35 mit 640 × 480 bei 12 µm 1.750 m.

Brennweite, Sehfeld und Pixelwinkel

Die Brennweite ist beim Wärmebild das, was bei einem Fernglas die Vergrößerung ist, nur ehrlicher: Sie bestimmt zusammen mit dem Pixelabstand den Pixelwinkel, und der begrenzt die Detailschärfe. Die im Datenblatt angegebene „Grundvergrößerung“ hängt dagegen auch vom Display und vom Okular ab und sagt über Details wenig.

Die Formel trifft die Herstellerangaben gut. Für das HIKMICRO Condor CQ35L 2.0 nennt HIKMICRO 21,9 m auf 100 m, für das Pulsar Telos LRF XL50 (1024 Pixel, 50 mm) rechnerisch 24,6 m und laut Hersteller 14°, was ebenfalls passt. Weichen eigene Rechnung und Datenblatt um mehr als ein paar Prozent voneinander ab, lohnt eine Nachfrage beim Händler. Bei manchen Geräten ist das senkrechte Sehfeld kleiner, als der Sensor hergäbe, weil das Bild auf ein anderes Displayformat zugeschnitten wird.

Welche Brennweite für welche Entfernung und welches Tier reicht, rechnet unser Artikel zur Wärmebild-Reichweite nach Johnson ausführlich durch.

NETD: Wärmeempfindlichkeit in Millikelvin

NETD steht für Noise Equivalent Temperature Difference. Gemeint ist der Temperaturunterschied, bei dem das Nutzsignal gerade so groß ist wie das Rauschen des Sensors. Ein Wert von 40 mK bedeutet: Ein Temperaturunterschied von 0,04 °C erzeugt ein Signal, das gerade so groß ist wie das Rauschen. Deutlich größere Unterschiede heben sich klar ab, deutlich kleinere gehen im Rauschen unter. Ungekühlte Sensoren liegen typischerweise zwischen 30 und 200 mK, aktuelle Handgeräte werben mit Werten unter 40, unter 20 oder sogar unter 15 mK.

Die niedrige NETD zahlt sich vor allem in kontrastarmen Situationen aus: bei Regen und Nebel, am warmen Sommerabend, wenn Boden und Fell fast gleich warm sind, oder wenn Sie ein Tier im Gras von dessen Umgebung trennen wollen. Bei klarem, kaltem Winterwetter sehen auch Geräte mit 40 mK sehr kontrastreich.

Eng mit der NETD verbunden ist die Blendenzahl des Objektivs. Eine Germaniumlinse mit F0,9 sammelt rechnerisch (1,0 ÷ 0,9)² = 1,23-mal so viel Strahlung wie eine mit F1,0. Nocpix wirbt für die Vista-Serie mit 20 Prozent mehr Lichtaufnahme, was zu dieser Rechnung passt. Leicas F1,1 sammelt umgekehrt rund 17 Prozent weniger als F1,0.

Bildwiederholrate und Display

Für die Beobachtung reicht eine Bildwiederholrate von 50 Hz völlig, damit ziehende Tiere und Ihre eigenen Schwenks flüssig wirken. Alle Handgeräte in der Tabelle unten liegen laut Datenblatt bei 50 oder 60 Hz.

Beim Display gilt: Es ist die Ausgabe, nicht die Quelle. Ein OLED mit 1920 × 1080 Pixeln vor einem 640 × 512-Sensor rechnet das Bild hoch. Das sieht glatter aus und macht die Menüschrift schärfer, Details über dem Tier entstehen dadurch nicht. Nocpix verbaut in der Vista-Serie ein rundes Display mit 2560 × 2560 Pixeln, HIKMICRO beim Condor CQ35L 2.0 eines mit 1920 × 1080, beim Lynx LE10 3.0 ein AMOLED mit 1024 × 768 Pixeln. Wichtiger als die Displayauflösung sind für die meisten Nutzer Helligkeitsregelung und ein Okular, das auch mit Brille gut einsehbar ist.

Datenblätter aktueller Handgeräte im Vergleich

Die Tabelle fasst die Herstellerangaben zusammen, die wir auf den Herstellerseiten oder in den Handbüchern geprüft haben. Das horizontale Sehfeld haben wir zusätzlich nachgerechnet. Bis auf eine Ausnahme weicht die Rechnung höchstens um 0,1° vom Datenblatt ab: Für die Leica Calonox 2 View ergeben 640 × 0,012 mm ÷ 42 mm rechnerisch 10,45°, Leica nennt 10,3°. In der Tabelle steht jeweils der Herstellerwert.

Guide Outdoor bietet in der TD-Gen3-Reihe ebenfalls 12-µm-Sensoren mit 400 × 300 oder 640 × 512 Pixeln an, NETD laut Hersteller 15 bis 25 mK je nach Modell, mit 35- oder 50-mm-Objektiven. Die Herstellerreichweiten liegen dort wie bei HIKMICRO bei 1.800 und 2.600 m.

Zwei Beobachtungen aus der Tabelle: Die Reichweitenangaben von HIKMICRO, Pulsar und Guide folgen erkennbar derselben Rechnung, denn bei gleichem Pitch und gleicher Brennweite stehen dort fast dieselben Zahlen. Und die beiden Spitzengeräte mit 1024 × 768 bzw. 1280 × 1024 Pixeln reichen nicht weiter als die 640er mit 50 mm. Sie zeigen auf dieselbe Detailschärfe ein deutlich breiteres Bild, was beim Absuchen großer Flächen tatsächlich hilft.

Worauf Sie beim Datenblattvergleich achten sollten

• Pitch und Brennweite zuerst: Daraus ergibt sich der Pixelwinkel, die eigentliche Detailgröße. Kleiner ist besser.
• Dann die Auflösung: Sie entscheidet bei gleichem Pixelwinkel über die Breite des Bildes. 640er-Sensoren sind heute das, was sich für die meisten lohnt.
• NETD nur innerhalb eines Herstellers vergleichen: Zwischen Marken unterscheiden sich die Messbedingungen.
• Reichweitenangabe nicht als Ansprechentfernung lesen: Sie meint fast immer das bloße Entdecken.
• Display und Digitalzoom zuletzt: Beides verändert die Darstellung, nicht die Information.

Welche dieser Geräte für die Tierbeobachtung in welcher Preisklasse sinnvoll sind, steht in der Kaufberatung Wärmebildkamera zur Tierbeobachtung. Den Unterschied zwischen Wärmebild und Restlicht- oder Digitaltechnik erklärt der Artikel Nachtsicht oder Wärmebild. Für die Reichweite Ihres Wunschgeräts nutzen Sie den Wärmebild-Reichweitenrechner.

Häufige Fragen

Was ist besser, 384 × 288 oder 640 × 512 Pixel?

Bei gleichem Pixelabstand und gleicher Brennweite zeigt der 640er-Sensor ein etwa 1,7-mal breiteres Bild bei gleicher Detailschärfe. Das hilft beim Absuchen und lässt mehr Spielraum für Digitalzoom.

Was bedeutet NETD beim Wärmebildgerät?

NETD (Noise Equivalent Temperature Difference) ist der Temperaturunterschied, bei dem das Signal gerade so groß ist wie das Rauschen. Ein kleinerer Wert in Millikelvin bedeutet ein ruhigeres, kontrastreicheres Bild bei schwachen Unterschieden.

Was bedeutet der Pixelabstand von 12 µm?

Das ist der Mittenabstand zweier Sensorpixel in Mikrometern. Je kleiner er ist, desto kleiner ist der Winkel, den ein Pixel durch das Objektiv sieht, und desto mehr Pixel fallen auf ein entferntes Tier.

Wie berechne ich das Sehfeld eines Wärmebildgeräts?

Sehfeld auf 100 m = Pixelzahl × Pixelabstand ÷ Brennweite × 100. Für 640 Pixel, 12 µm und 35 mm ergibt das 640 × 0,012 ÷ 35 × 100 = 21,9 m.

Sind 50 Hz bei Wärmebildgeräten wichtig?

Für die Beobachtung ziehender Tiere ja: 50 oder 60 Hz zeigen Bewegungen flüssig. Aktuelle Handgeräte von HIKMICRO, Pulsar, Leica und Nocpix liegen laut Datenblatt bei 50 bis 60 Hz.

Peter Mathematiker & Drohnenpilot

Peter hat Mathematik studiert und ist als FPV- und Drohnenpilot viel draußen unterwegs. Er schreibt die Rechner dieser Seite selbst und prüft jede Formel nach. So entstehen unsere Ratgeber.

Quellen

1. HIKMICRO: LYNX 3.0 Thermal Monocular, Spezifikationen
2. HIKMICRO: CONDOR LRF 2.0, Spezifikationen
3. HIKMICRO: FALCON 2.0, Spezifikationen
4. Pulsar: Bedienungsanleitung Axion 2 LRF, Technische Daten
5. Leica Camera: Calonox 2 View / View LRF, Technische Daten (08/2025)
6. Nocpix: Vista Series
7. Guide Outdoor: TD Gen3 Thermal Monocular
8. Noise-equivalent temperature (Wikipedia, englisch)
9. Microbolometer (Wikipedia, englisch)
10. Pulsar: Telos, Produktübersicht und technische Daten