WO2012156131A1 - Prüfvorrichtung für eine kamera sowie ein verfahren zur prüfung einer kamera - Google Patents

Prüfvorrichtung für eine kamera sowie ein verfahren zur prüfung einer kamera Download PDF

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WO2012156131A1
WO2012156131A1 PCT/EP2012/054895 EP2012054895W WO2012156131A1 WO 2012156131 A1 WO2012156131 A1 WO 2012156131A1 EP 2012054895 W EP2012054895 W EP 2012054895W WO 2012156131 A1 WO2012156131 A1 WO 2012156131A1
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WO
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camera
light
test
light sources
holder
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PCT/EP2012/054895
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French (fr)
Inventor
Ulrich Seger
Uwe Apel
Carina RAIZNER
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N17/00—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details
    • H04N17/002—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details for television cameras
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/62—Optical apparatus specially adapted for adjusting optical elements during the assembly of optical systems
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B43/00—Testing correct operation of photographic apparatus or parts thereof

Definitions

  • the invention relates to a test device for a camera and a method for testing a camera.
  • the invention also relates to the use of a
  • Test device and a test system.
  • Cameras are used in various ways in the prior art, including in the automotive industry. You can, for example, related to
  • Driver assistance systems serve to observe the traffic space in front of a motor vehicle. These cameras have a high dynamic range and a large brightness range in order to enable shooting in the desired quality both during the day and at night. Due to the large brightness range, these cameras are sensitive to errors in the optics, which cause stray light or stray light. Optical aberrations can be caused by frame reflexes, lens compensation errors, particles or scratches. In the field of view of the camera then the spurious or scattered light in the form of artifacts can be seen. Artifacts can on
  • the interference light causes an overshoot of certain details and / or darker objects, which are then no longer recognizable in the image of the camera.
  • the highly dynamic camera is irradiated in a dark environment with light from a light source and evaluated the corresponding recorded image of the camera from the light source.
  • the highly dynamic camera is rotated or tilted, so that the entire image area of the highly dynamic camera irradiated with light from the light source and correspondingly recorded image of the highly dynamic camera can be evaluated.
  • a visual inspection is performed by a viewer who, for example, on a Screen displayed on the highly dynamic camera recorded image for artifacts examined. This study is based on an error catalog that shows typical errors. The viewer then evaluates corresponding artifacts based on the error catalog. Error criteria are, for example, brightness, width and / or length of the corona-like rays emanating from a location of the light source.
  • a test device for a camera is defined, in particular of driver assistance systems in a motor vehicle, comprising a holder for a camera, at least two light sources for emitting test light to the camera, wherein the holder and at least one of the at least two light sources their relative position and position are fixed to each other, and a control device which is designed to actuate the at least two light sources such that in each case a light source is switched on in chronological order and the at least one further light source is turned off and wherein the control device is formed, to actuate the at least two light sources in synchronism with a picture feed of an image of the camera.
  • Claim 7 defines a test method for a camera, in particular for cameras in driver assistance systems in a motor vehicle, preferably suitable for execution on a test apparatus according to at least one of claims 1-6, comprising the steps of arranging the camera in a holder, emitting test light the camera by means of at least two light sources, recording the test light by the camera, and evaluating the recorded test light, wherein the holder and at least one of the at least two light sources are fixed relative to each other with respect to their relative position and position and wherein the at least two light sources are actuated in such a way so that in each case one light source is switched on in chronological order and the at least one further light source is switched off and the at least two light sources are actuated in synchronism with a picture feed of an image of the camera.
  • a test system for an at least partially transparent object comprising a test device according to at least one of claims 1-6, a camera and an object holder for an object to be tested, at least partially transparent object, wherein the object holder in the light path between the at least two light sources and the camera is arranged, and an evaluation device which is connected to the camera for, in particular automatic, evaluation of recorded by the camera test light.
  • test apparatus the test method and the test system have the advantage that a review of a highly dynamic camera and / or an at least partially transparent object can be performed easily and quickly.
  • test system and the test device can be made more compact.
  • At least one of the at least two light sources comprises a collimator device and / or is designed as a light-emitting diode.
  • the advantage achieved is that it allows an even more compact device to be provided.
  • the LEDs are compared to conventional light sources faster switchable and produce a more stable in intensity and wavelength light.
  • an evaluation device which can be connected to a camera to be tested is arranged for the automatic evaluation of the test light received by the camera.
  • an optical path between each one light source and the camera is substantially the same. In this way, it is ensured that each of the light sources irradiates the camera with the same intensity, thus enabling maximum reliability and accuracy in the evaluation of images of the camera by means of the light sources and thus the detection of artifacts.
  • the light path is less than 75 cm, in particular less than 50 cm, preferably less than 40 cm. In this way, an extremely compact testing device is provided.
  • the at least two light sources and the camera to be tested are arranged such that the light sources are arranged in a regular grid on a recording of test light of the light sources through the camera.
  • the light sources in the image taken by the camera generate a regular grid of spots of the respective light sources, thus simplifying the examination of the camera for artifacts.
  • the object holder is arranged to be movable and in particular controllable by means of the control device.
  • the camera has a dynamic range of at least 10 4 , in particular at least 10 5 , preferably 10 7 .
  • the advantage achieved here is that even more simple surface defects of optics, their degree of occupancy, etc. can be checked by means of the test system.
  • FIG. 1 shows a cross section of a testing device according to a first embodiment of the present invention in a schematic form.
  • FIG. 2 shows an image of a light source taken by a camera to be tested with a test device according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a light source with a collimator device of a test device according to FIG. 1.
  • Fig. 1 shows a cross section of a test apparatus according to a first embodiment of the present invention in a schematic form.
  • reference numeral 1 denotes a test apparatus for a camera 4 comprising an optic 4a.
  • the camera 4 is connected to an evaluation device 7, 8, wherein reference numeral 7 designates an evaluation device which automatically evaluates a recorded image of the camera 4.
  • Reference numeral 8 denotes a monitor on which the image of the camera 4 and optionally the evaluated
  • Results of the evaluation device 7 are displayed for a user.
  • the camera 4 is arranged in a holder 5, which in particular firmly against the
  • Light sources 2a-2e is arranged.
  • the light sources 2a-2e are at least partially arranged in a circle around the imaging optics 4a of the camera 4 so that they can act on the camera 4 with respective light L 2 , L 3 .
  • the light sources 2a-2e each comprise a collimator device 3, which essentially parallelizes light from a respective light-emitting diode 3 'for acting on the imaging optics 4a of the camera 4 with the light.
  • the light sources 2a-2e are each connected to a control device 6. In Fig. 1, a connection of the light sources 2b and 2c to the control device 6 is shown. Of course, the other light sources 2a, 2d and 2e are each connected to the control device 6.
  • the test apparatus is in particular designed such that Background radiation, so for example, reflections through the imaging optics 4a, which can meet again of the walls of the test apparatus 1 on the imaging optics 4a, are reduced as much as possible.
  • these are for example arranged at the light sources slats 1 1, which prevent such backscatter. This improves the recognizability of artifacts on the camera 4
  • the test apparatus 1 is designed so that of darker areas in the test apparatus 1, a radiation power of less than 0, 1%, in particular less than 0.05%, preferably less than 0.02% of the beam density of a light source 2a-2e is reflected ,
  • the control device 6 is likewise designed so that it can control the light sources 2a-2e in such a way that a respective light field of the light sources 2a-2e, their brightness and / or saturation can be changed or adjusted.
  • the light sources 2a-2e are formed as stabilizable light sources 2a-2e, that is, they have a substantially constant emission power in a given one
  • the control device 6 is also connected to the evaluation device 7 and designed so that the control device 6 synchronizes an image intake of the camera 4 when taking a picture and the switching on and off of the light sources 2a-2e.
  • the light sources 2a-2e are now switched on one after the other for a predefined period of time, one after the other, and on the basis of the camera 4
  • Image processing performed, in particular, the evaluation of an image of the camera 4 from a light source 2a-2e in real time and thus allows an extremely fast and objective evaluation of scattered light artifacts in the optics.
  • artifacts can be characterized by their characteristic properties, such as length, thickness and angle of a jet-shaped artifact, by means of automated processing,
  • results of the analysis of possibly occurring scattered light artifacts in the optics of the camera 4 are buffered in the evaluation device 7 and later serve as reference patterns when at least partially transparent objects 10 in the beam path between the light sources 2a-2e and the camera 4 are examined.
  • the test apparatus 1 is calibrated and can now be used to measure surface defects of at least partially transparent objects 10. In this way, their occupancy rate, for example, by condensation, contamination, icing, etc. are analyzed or lens qualities of lenses are characterized.
  • Scratch marks on, for example, an objective are then displayed in the image of the light sources 2a-2e as radially symmetric rays away from the center of the image of the recorded light source 2a-2e when the at least partially transparent object 10 is placed in a holder 12.
  • any scattered light artifacts of the imaging optics 4a of the camera 4 in the previous
  • Calibration of the test apparatus 1 were cached, taken into account in the evaluation of the at least partially transparent object 10 and excluded in the analysis in particular.
  • test apparatus 1 It is also possible to measure with the test apparatus 1 a manufacturing quality, such as polishing grades, etc. of optical surfaces, as these the
  • the lens is provided with an anti-reflection coating, based on a means of the test device. 1
  • a windshield 10 of a vehicle is shown as an at least partially transparent object. This is in the test apparatus 1 in the optical path between light sources 2a-2e and the camera 4 to detect defects, soiling or wear of the windshield 10. Then, as described above, the light sources 2a-2e are turned on alternately, and the transmission of the light of the light sources 2a-2e through the
  • Windshield 10 recorded and evaluated by the camera 4. If the image captured by the camera 4 has stray light artifacts, then
  • control device 6 is with the
  • Evaluation device 7 is connected and designed so that the control device 6 synchronizes the image intake of the camera 4 and the switching on and off of the light sources 2a-2e.
  • FIG. 2 shows an image of a light source taken by a camera to be tested with a test apparatus according to FIG. 1.
  • FIG. 2 shows an image of the light source 2b shown on a monitor 8 by means of the camera 4.
  • a grid dimension 100 can be seen, which is substantially square and is placed over the image. Each crossing point of the grid corresponds substantially to a light source 2a-2e.
  • the recorded light L 2 of the light source 2b is shown in the upper right area.
  • a substantially symmetrical bright spot 20 having a substantially circular corona 20a.
  • Background lifting beams 20b shown. These deviate from the ideal, that is radially symmetrical, light distribution of the light source 2b and thus show a scattered light artifact. Depending on the length, thickness and / or the rays 20b, this is called
  • FIG. 3 shows a collimator device of a light source of a test device according to FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a light source 2a with a collimator device 3.
  • the light source 2a comprises in a housing a light emitting diode 3 ', which light 30 in
  • the light rays of the light 30 are thus not parallel. These now encounter a collimator device 3, comprising a diaphragm 20, the outer light beams, ie those which are farther away from the center of the diaphragm as given, hides.
  • the remaining light rays 30 pass through the Aperture 20 through and reach an objective 21, in particular an achromatic NIR lens. After passage of the light rays through the objective 21, they are essentially parallel (provided with reference number 31 in FIG. 3).
  • the invention has several advantages.
  • the invention enables the reliable measurement of lens reflections, which in particular lead to the reduction of lens performance in highly dynamic applications.
  • the present invention makes it possible to check and evaluate cameras, objectives, coverslips, cover disks or at least partially optically transparent and / or reflective interfaces for optical defects based on scattered and / or stray light.
  • Another advantage is that the

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung für eine Kamera, insbesondere von Fahrerassistenzsystemen in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Halterung für eine Kamera für zumindest zwei Lichtquellen zur Aussendung von Testlicht auf die Kamera, wobei der Halterung und zumindest eine der zumindest zwei Lichtquellen hinsichtlich ihrer relativen Lage und Position fest zueinander angeordnet sind und eine Steuereinrichtung, welche ausgebildet ist, um die zumindest zwei Lichtquellen derart zu betätigen, sodass jeweils in zeitlicher Reihenfolge eine Lichtquelle eingeschaltet und die zumindest eine weitere Lichtquelle ausgeschaltet ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Prüfverfahren für eine Kamera sowie ein Prüfsystem.

Description

Beschreibung Titel
Prüfvorrichtung für eine Kamera sowie ein Verfahren zur Prüfung einer Kamera
Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung für eine Kamera sowie ein Verfahren zur Prüfung einer Kamera. Die Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung einer
Prüfvorrichtung sowie ein Prüfsystem.
Stand der Technik
Kameras werden in vielfältiger Weise im Stand der Technik eingesetzt, unter anderem auch in der Automobiltechnik. Sie können beispielsweise im Zusammenhang mit
Fahrerassistenzsystemen dazu dienen, den Verkehrsraum vor einem Kraftfahrzeug zu beobachten. Diese Kameras weisen eine hohe Dynamik und einen diesbezüglichen großen Helligkeitsbereich auf, um sowohl bei Tag als auch bei Nacht Aufnahmen in gewünschter Qualität zu ermöglichen. Aufgrund des großen Helligkeitsbereichs sind diese Kameras empfindlich gegen Fehler in der Optik, welche Störlicht oder Streulicht hervorrufen. Optikfehler können durch Fassungsreflexe, Fehler in der Vergütung von Linsen, Partikel oder Kratzer hervorgerufen werden. Im Bildfeld der Kamera ist dann das Stör- oder Streulicht in Form von Artefakten erkennbar. Artefakte können an
verschiedenen Stellen im Bildfeld der Kamera auftreten und werden von Betrachtern des Bildes als störend oder qualitätsmindernd wahrgenommen. Darüber hinaus ist es möglich, dass durch das Störlicht eine Überstrahlung von bestimmten Details und/oder dunkleren Objekten erfolgt, welche dann nicht mehr im Bild der Kamera erkennbar sind.
Um eine solche hochdynamische Kamera auf Fehler in der Optik zu überprüfen, wird üblicherweise die hochdynamische Kamera in einer dunklen Umgebung mit Licht von einer Lichtquelle bestrahlt und das entsprechende aufgenommene Bild der Kamera von der Lichtquelle ausgewertet. Die hochdynamische Kamera wird dabei gedreht oder gekippt, sodass der gesamte Bildbereich der hochdynamische Kamera mit Licht der Lichtquelle bestrahlt und entsprechend aufgenommene Bild der hochdynamische Kamera ausgewertet werden kann. Zur Auswertung des Bildes der hochdynamische Kamera wird eine Sichtprüfung durch einen Betrachter durchgeführt, der das, beispielsweise auf einem Bildschirm dargestellte, von der hochdynamische Kamera aufgenommene Bild auf Artefakte untersucht. Diese Untersuchung erfolgt anhand eines Fehlerkatalogs, der typische Fehler zeigt. Der Betrachter bewertet dann anhand des Fehlerkatalogs entsprechende Artefakte. Fehlerkriterien sind beispielsweise Helligkeit, Breite und/oder Länge der von einem Ort der Lichtquelle ausgehenden koronaartigen Strahlen.
Offenbarung der Erfindung In Anspruch 1 ist eine Prüfvorrichtung für eine Kamera definiert, insbesondere von Fahrerassistenzsystemen in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Halterung für eine Kamera, zumindest zwei Lichtquellen zur Aussendung von Testlicht auf die Kamera, wobei die Halterung und zumindest eine der zumindest zwei Lichtquellen hinsichtlich ihrer relativen Lage und Position fest zueinander angeordnet sind, und eine Steuereinrichtung, welche ausgebildet ist, um die zumindest zwei Lichtquellen derart zu betätigen, sodass jeweils in zeitlicher Reihenfolge eine Lichtquelle eingeschaltet und die zumindest eine weitere Lichtquelle ausgeschaltet ist und wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die zumindest zwei Lichtquellen synchron zu einem Bildeinzug eines Bildes der Kamera zu betätigen.
In Anspruch 7 ist ein Prüfverfahren für eine Kamera definiert, insbesondere für Kameras in Fahrerassistenzsystemen in einem Kraftfahrzeug, vorzugsweise zur Ausführung auf einer Prüfvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1-6 geeignet, umfassend die Schritte Anordnen der Kamera in einer Halterung, Aussenden von Testlicht auf die Kamera mittels zumindest zwei Lichtquellen, Aufnehmen des Testlichts durch die Kamera, und Auswerten des aufgenommenen Testlichts, wobei die Halterung und zumindest eine der zumindest zwei Lichtquellen hinsichtlich ihrer relativen Lage und Position fest zueinander angeordnet werden und wobei die zumindest zwei Lichtquellen derart betätigt werden, sodass jeweils in zeitlicher Reihenfolge eine Lichtquelle eingeschaltet und die zumindest eine weitere Lichtquelle ausgeschaltet ist und wobei die zumindest zwei Lichtquellen synchron zu einem Bildeinzug eines Bildes der Kamera betätigt werden.
In Anspruch 8 ist ein Prüfsystem für ein zumindest teilweise transparentes Objekt definiert, umfassend eine Prüfvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1-6, eine Kamera und eine Objekthalterung für ein zu prüfendes, zumindest teilwese transparentes Objekt, wobei die Objekthalterung im Lichtweg zwischen den zumindest zwei Lichtquellen und der Kamera angeordnet ist, sowie eine Auswerteeinrichtung, welche mit der Kamera zur, insbesondere automatischen, Auswertung von von der Kamera aufgenommenen Testlichtes verbunden ist.
Vorteile der Erfindung
Die Prüfvorrichtung, das Prüfverfahren sowie das Prüfsystem weisen den Vorteil auf, dass damit eine Überprüfung einer hochdynamischen Kamera und/oder eines zumindest teilweise transparenten Objektes einfach und schnell durchgeführt werden kann. Darüber hinaus kann das Prüfsystem sowie die Prüfvorrichtung kompakter ausgeführt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst zumindest eine der zumindest zwei Lichtquellen eine Kollimatoreinrichtung und/oder ist als Leuchtdiode ausgebildet. Der erzielte Vorteil dabei ist, dass damit ein noch kompaktere Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden kann. Darüber hinaus sind die Leuchtdioden gegenüber herkömmlichen Lichtquellen schneller schaltbar und erzeugen ein an Intensität und Wellenlänge stabileres Licht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine an eine zu prüfende Kamera anschließbare Auswerteeinrichtung angeordnet zum automatischen Auswerten von dem von der Kamera empfangenen Testlicht. Der erzielte Vorteil dabei ist, dass damit auf einfache und zuverlässige Weise Fehler der Kamera oder Artefakte schnell und kostengünstig ausgewertet werden können.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein Lichtweg zwischen jeweils einer Lichtquelle und der Kamera im Wesentlichen gleich. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass jede der Lichtquellen mit gleicher Intensität auf die Kamera einstrahlt und somit ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit und Genauigkeit bei der Auswertung von Bildern der Kamera mittels der Lichtquellen und damit der Detektion von Artefakten ermöglicht wird. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung beträgt der Lichtweg weniger als 75 cm, insbesondere weniger als 50 cm, vorzugsweise weniger als 40 cm. Auf diese Weise wird eine äußerst kompakte Prüfvorrichtung zur Verfügung gestellt. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die zumindest zwei Lichtquellen in regelmäßiger weise, insbesondere gitterförmig, angeordnet. Auf diese Weise erzeugen die Lichtquellen in dem durch die Kamera aufgenommenen Bild ein regelmäßiges Rastermaß an Spots der jeweiligen Lichtquellen, sodass die Prüfung der Kamera auf Artefakte vereinfacht wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Prüfsystems sind die zumindest zwei Lichtquellen und die zu prüfende Kamera derart angeordnet, sodass die Lichtquellen in einem regelmäßigen Rastermaß auf einer Aufnahme von Testlicht der Lichtquellen durch die Kamera angeordnet sind. Auf diese Weise erzeugen die Lichtquellen in dem durch die Kamera aufgenommenen Bild ein regelmäßiges Rastermaß an Spots der jeweiligen Lichtquellen, sodass die Prüfung der Kamera auf Artefakte vereinfacht wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Prüfsystems ist die Objekthalterung fahrbar angeordnet und insbesondere mittels der Steuereinrichtung steuerbar. Der erzielte Vorteil dabei ist, dass einfach und schnell das gesamte durch die Kamera aufgenommene Bild des durch das zumindest teilweise transparenten Objektes transmittierten Testlichts auf mögliche Artefakte insbesondere automatisiert untersucht und so Rückschlüsse beispielsweise auf eine Oberflächenbeschaffenheit des zumindest teilweise transparenten Objektes erhalten werden können.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Kamera einen Dynamikbereich von zumindest 104, insbesondere zumindest 105, vorzugsweise 107 auf. Der erzielte Vorteil dabei ist, dass so noch einfacher Oberflächendefekte von Optiken, deren Belegungsgrad, etc. mittels des Prüfsystems überprüft werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Folgenden anhand der Zeichnungen. Dabei zeigt Fig. 1 einen Querschnitt einer Prüfvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in schematischer Form;
Fig. 2 ein von einer zu prüfenden Kamera aufgenommenes Bild einer Lichtquelle mit einer Prüfvorrichtung gemäß Fig. 1 ; und
Fig. 3 eine Lichtquelle mit einer Kollimatoreinrichtung einer Prüfvorrichtung gemäß der Fig. 1.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt einer Prüfvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in schematischer Form.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Prüfvorrichtung für eine Kamera 4, die eine Optik 4a umfasst. Die Kamera 4 ist mit einer Auswerteeinrichtung 7, 8 verbunden, wobei mit Bezugszeichen 7 eine Auswerteeinrichtung bezeichnet ist, der automatisch ein aufgenommenes Bild der Kamera 4 auswertet. Bezugszeichen 8 bezeichnet einen Monitor, auf dem das Bild der Kamera 4 und gegebenenfalls die ausgewerteten
Ergebnisse der Auswerteeinrichtung 7 für einen Benutzer dargestellt werden. Die Kamera 4 ist in einer Halterung 5 angeordnet, welche insbesondere fest gegenüber den
Lichtquellen 2a-2e angeordnet ist. Die Lichtquellen 2a-2e sind zumindest teilweise kreisförmig um die Abbildungsoptik 4a der Kamera 4 angeordnet, sodass diese die Kamera 4 mit jeweiligem Licht L2, L3 beaufschlagen können. Die Lichtquellen 2a-2e umfassen dabei jeweils eine Kollimatoreinrichtung 3, welche Licht von einer jeweiligen Leuchtdiode 3' zum Beaufschlagen der Abbildungsoptik 4a der Kamera 4 mit dem Licht im Wesentlichen parallelisiert. Die Lichtquellen 2a-2e sind dabei jeweils mit einer Steuereinrichtung 6 verbunden. In Fig. 1 ist eine Verbindung der Lichtquellen 2b und 2c zu der Steuereinrichtung 6 gezeigt. Selbstverständlich sind auch die weiteren Lichtquellen 2a, 2d und 2e jeweils mit der Steuereinrichtung 6 verbunden.
Um möglichst zuverlässig lediglich das Licht der Lichtquellen 2a bis 2e mittels der Kamera 4 aufnehmen zu können, ist die Prüfvorrichtung insbesondere so ausgebildet, dass Hintergrundstrahlungen, bei also beispielsweise Reflexionen durch die Abbildungsoptik 4a, die von Wänden der Prüfvorrichtung 1 erneut auf die Abbildungsoptik 4a treffen können, soweit wie möglich reduziert werden. Hierzu sind diese beispielsweise an den Lichtquellen Lamellen 1 1 angeordnet, welche eine solche Rückstreuung verhindern. Dies verbessert die Erkennbarkeit von Artefakten auf einem durch die Kamera 4
aufgenommenen Bild. Die Prüfvorrichtung 1 ist dabei so ausgebildet, dass von dunkleren Bereichen in der Prüfvorrichtung 1 eine Abstrahlleistung von weniger als 0, 1 %, insbesondere weniger als 0,05 %, vorzugsweise weniger als 0,02 % der Strahldichte einer Lichtquelle 2a-2e reflektiert wird.
Die Steuereinrichtung 6 ist dabei ebenfalls so ausgebildet, dass sie die Lichtquellen 2a-2e derart steuern kann, so dass ein jeweiliges Lichtfeld der Lichtquellen 2a-2e, ihre Helligkeit und/oder Sättigung verändert oder angepasst werden kann. Darüber hinaus sind die Lichtquellen 2a-2e als stabilisierbare Lichtquellen 2a-2e ausgebildet, das heißt, sie haben eine im Wesentlichen konstante Abstrahlleistung in einem vorgegebenen
Wellenlängenband. Die Steuereineinrichtung 6 ist ebenso mit der Auswerteeinrichtung 7 verbunden und so ausgebildet, dass die Steuereinrichtung 6 dabei einen Bildeinzug der Kamera 4 beim Aufnehmen eines Bildes und das Ein- und Ausschalten der Lichtquellen 2a-2e synchronsiert.
Um die in der Halterung 5 angeordnete Kamera 4 auf optische Artefakte etc. zu untersuchen, werden nun nacheinander die Lichtquellen 2a-2e jeweils einzeln für eine vorgegebene Zeitspanne eingeschaltet und anhand des von der Kamera 4
aufgenommenen Bildes, beispielsweise mit Hilfe des Monitors 8, jeweils analysiert, ob und/oder inwieweit Artefakte auf den aufgenommenen Bildern durch die Kamera 4 vorliegen. Die Analyse wird vorteilhafter Weise mittels computergestützter
Bildverarbeitung durchgeführt, insbesondere erfolgt die Auswertung eines Bildes der Kamera 4 von einer Lichtquelle 2a-2e in Echtzeit und ermöglicht so eine äußerst schnelle und objektive Bewertung von Streulichtartefakten in der Optik. Hierzu können Artefakte hinsichtlich ihrer charakteristischen Eigenschaften, wie beispielsweise Länge, Dicke und Winkel eines strahlförmigen Artefaktes, mittels automatisierter Verarbeitung,
beispielsweise mittels hell/dunkel-Vergleichs umliegender rasterförmig angeordneter Pixel, ermittelt werden und diese dann anhand eines Fehlerkatalogs klassifiziert werden. Wrd dann zum Beispiel jedem Artefakt eine Kennzahl zugeordnet, kann anhand der Kennzahl und/oder einer Summe von Kennzahlen verschiedenartige Artefakte
entschieden werden, ob die Kamera eine gewünschte Fehlerfreiheit erfüllt.
Diese Ergebnisse der Analyse von gegebenenfalls auftretenden Streulichtartefakten in der Optik der Kamera 4 werden in der Auswerteeinrichtung 7 zwischengespeichert und dienen später als Referenzmuster, wenn zumindest teilweise transparente Objekte 10 im Strahlengang zwischen den Lichtquellen 2a-2e und der Kamera 4 untersucht werden. Nach dem Analysieren und Auswerten von Streulichtartefakten der Kamera 4 ist die Prüfvorrichtung 1 kalibriert und kann nun zur Messung von Oberflächendefekten von zumindest teilweise transparenten Objekten 10 verwendet werden. Auf diese Weise kann auch deren Belegungsgrad, zum Beispiel durch Betauung, Verschmutzung, Vereisung, etc. analysiert werden oder Objektivgüten von Objektiven charakterisiert werden.
Kratzspuren beispielsweise auf einem Objektiv werden dann bei Beaufschlagung des zumindest teilweise transparenten Objekts 10, welches in einer Halterung 12 angeordnet ist, in dem Bild der Lichtquellen 2a-2e als radialsymmetrische Strahlen weg vom Zentrum des Bildes der aufgenommenen Lichtquelle 2a-2e dargestellt. Hierbei werden eventuelle Streulichtartefakte der Abbildungsoptik 4a der Kamera 4, die bei der vorherigen
Kalibrierung der Prüfvorrichtung 1 zwischengespeichert wurden, bei der Auswertung des zumindest teilweise transparenten Objektes 10 entsprechend berücksichtigt und bei der Analyse insbesondere herausgerechnet.
Ebenso ist es möglich, mit der Prüfvorrichtung 1 eine Fertigungsqualität, beispielsweise Polier-Güten, etc. von optischen Oberflächen zu messen, da diese die
Streulichteigenschaften im optischen Pfad zwischen Lichtquellen 2a-2e und Kamera 4 verändern. Schließlich können auch Objektivreflexe gemessen werden, die zu einer Minderung der Objektivperformance bei Kameras in hochdynamischen Anwendungen führen können. Derartige Anwendungen sind beispielsweise Fahrzeugkameras in
Fahrerassistenzsystemen sowie Sicherheitskameras, deren Leistungsfähigkeit
beispielsweise durch ins Sichtfeld einfallende Sonnenstrahlen, stark beeinträchtigt oder reduziert werden kann. Ebenso ist es möglich, falls das Objektiv mit einer Anti- Reflexbeschichtung versehen ist, anhand einer mittels der Prüfvorrichtung 1
durchgeführten Streulichtprüfung die Qualität der Beschichtung zu bestimmen und/oder zu überprüfen. In Fig. 1 ist als zumindest teilweise transparentes Objekt eine Windschutzscheibe 10 eines Fahrzeugs gezeigt. Diese wird in der Prüfvorrichtung 1 in den optischen Pfad zwischen Lichtquellen 2a-2e und der Kamera 4 eingebracht, um Defekte, Verschmutzungen oder eine Abnutzung der Windschutzscheibe 10 zu detektieren. Es werden dann abwechselnd, wie vorstehend beschrieben, die Lichtquellen 2a-2e eingeschaltet und die Transmission des Lichts der Lichtquellen 2a-2e durch die
Windschutzscheibe 10 mittels der Kamera 4 aufgenommen und ausgewertet. Falls das mittels der Kamera 4 aufgenommene Bild Streulichtartefakte aufweist, wird
gegebenenfalls ein Defekt detektiert. Die Steuereineinrichtung 6 ist dabei mit der
Auswerteeinrichtung 7 verbunden und so ausgebildet, dass die Steuereinrichtung 6 dabei den Bildeinzug der Kamera 4 und das Ein- und Ausschalten der Lichtquellen 2a-2e synchronsiert.
Fig. 2 zeigt ein von einer zu prüfenden Kamera aufgenommenes Bild einer Lichtquelle mit einer Prüfvorrichtung gemäß Fig. 1. In Fig. 2 ist ein mittels der Kamera 4 auf einem Monitor 8 dargestelltes Bild der Lichtquelle 2b gezeigt. In dem Bild ist ein Rastermaß 100 zu erkennen, welches im Wesentlichen quadratisch ausgebildet ist und über das Bild gelegt ist. Jeder Kreuzungspunkt des Rasters entspricht dabei im Wesentlichen einer Lichtquelle 2a-2e. In Fig. 2 ist im oberen rechten Bereich das aufgenommene Licht L2 der Lichtquelle 2b gezeigt. In der Mitte des aufgenommenen Lichtes ist ein im Wesentlichen symmetrischer heller Fleck 20 zu sehen, der eine im Wesentlichen kreisförmige Korona 20a aufweist. Des Weiteren sind in radialer Richtung und gemäß Fig. 2 nach links unten zwei sich gegenüber dem dunklen
Hintergrund abhebende Strahlen 20b gezeigt. Diese weichen von der idealen, das heißt radial symmetrischen Lichtverteilung der Lichtquelle 2b ab und zeigen somit einen Streulichtartefakt. Je nach Länge, Dicke und/oder der Strahlen 20b wird dies als
Abbildungsfehler oder Streulichtartefakt klassifiziert.
Fig. 3 zeigt eine Kollimatoreinrichtung einer Lichtquelle einer Prüfvorrichtung gemäß der Fig. 1.
In Fig. 3 ist eine Lichtquelle 2a mit einer Kollimatoreinrichtung 3 gezeigt. Die Lichtquelle 2a umfasst dabei in einem Gehäuse eine Leuchtdiode 3', welche Licht 30 im
Wesentlichen in radialer Richtung abstrahlt. Die Lichtstrahlen des Lichts 30 sind somit nicht parallel. Diese treffen nun auf eine Kollimatoreinrichtung 3, umfassend eine Blende 20, die äußere Lichtstrahlen, also solche, die vom Mittelpunkt der Blende weiter als vorgegeben entfernt sind, ausblendet. Die verbleibenden Lichtstrahlen 30 treten durch die Blende 20 hindurch und gelangen auf ein Objektiv 21 , insbesondere ein achromatisches NIR-Objektiv. Nach Hindurchtreten der Lichtstrahlen durch das Objektiv 21 sind diese im Wesentlichen parallel (in Figur 3 mit Bezugszeichen 31 versehen)
Insgesamt hat die Erfindung mehrere Vorteile. Die Erfindung ermöglicht die zuverlässige Messung von Objektivreflexen, die insbesondere zur Minderung der Objektivperformance in hochdynamischen Anwendungen führen. Ebenso ermöglicht die vorliegende Erfindung Kameras, Objektive, Deckgläser, Abdeckscheiben oder zumindest teilweise optisch transparente und/oder reflektierende Grenzflächen auf optische Fehler zu überprüfen und zu bewerten anhand von Streu- und/oder Störlicht. Darüber hinaus ist es möglich, Beschichtungen, Polier-Qualitäten von Oberflächen oder Beschichtungen, beispielsweise bei Anti-Reflexbeschichtungen, zu überprüfen. Ein weiterer Vorteil ist, dass die
Überprüfung auf einfache und zuverlässige Weise objektiv und schnell mittels der Prüfvorrichtung beziehungsweise des Prüfsystems erfolgen kann.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.

Claims

Ansprüche 1. Prüfvorrichtung (1) für eine Kamera (4), insbesondere von
Fahrerassistenzsystemen in einem Kraftfahrzeug, umfassend,
eine Halterung (5) für eine Kamera (4),
zumindest zwei Lichtquellen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) zur Aussendung von Testlicht (L2, L3) auf die Kamera (4),
wobei die Halterung (5) und zumindest eine der zumindest zwei Lichtquellen (2a,
2b, 2c, 2d, 2e) hinsichtlich ihrer relativen Lage und Position fest zueinander angeordnet sind, und
eine Steuereinrichtung (6), welche ausgebildet ist, um die zumindest zwei Lichtquellen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) derart zu betätigen, sodass jeweils in zeitlicher Reihenfolge eine Lichtquelle (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) eingeschaltet und die zumindest eine weitere Lichtquelle (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) ausgeschaltet ist und wobei die Steuereinrichtung (6) ausgebildet ist, die zumindest zwei Lichtquellen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) synchron zu einem Bildeinzug eines Bildes der Kamera (4) zu betätigen. 2. Prüfvorrichtung gemäß Anspruch 1 , wobei
zumindest eine der zumindest zwei Lichtquellen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) eine
Kollimatoreinrichtung (3, 20, 21) umfasst und/oder als Leuchtdiode (3') ausgebildet ist. 3. Prüfvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei
eine an eine zu prüfende Kamera (4) anschließbare Auswerteeinrichtung (7) angeordnet ist zum automatischen Auswerten von von der Kamera (4)
empfangenen Testlichts (L2, L3). 4. Prüfvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1-3, wobei
ein Lichtweg (L2, L3) zwischen jeweils einer Lichtquelle (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) und der Kamera (4) im Wesentlichen gleich ist.
5. Prüfvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1-4, wobei
der Lichtweg (L2, L3) weniger als 75cm, insbesondere weniger als 50cm, vorzugsweise weniger als 40cm beträgt. Prüfvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1-5, wobei
die zumindest zwei Lichtquellen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) in regelmäßiger Weise, insbesondere gitterförmig, angordnet sind.
Prüfverfahren für eine Kamera (4), insbesondere für Kameras in
Fahrerassistenzsystemen in einem Kraftfahrzeug, vorzugsweise zur Ausführung auf einer Prüfvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1-6 geeignet, umfassend die Schritte
Anordnen der Kamera (4) in einer Halterung (5),
Aussenden von Testlicht (L2, L3) auf die Kamera (4) mittels zumindest zwei Lichtquellen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e),
Aufnehmen des Testlichts (L2, L3) durch die Kamera (4), und
Auswerten des aufgenommenen Testlichts (L2, L3), wobei
die Halterung (5) und zumindest eine der zumindest zwei Lichtquellen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) hinsichtlich ihrer relativen Lage und Position fest zueinander angeordnet werden und wobei die zumindest zwei Lichtquellen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) derart betätigt werden, sodass jeweils in zeitlicher Reihenfolge eine Lichtquelle (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) eingeschaltet und die zumindest eine weitere Lichtquelle (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) ausgeschaltet ist und wobei die zumindest zwei Lichtquellen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) synchron zu einem Bildeinzug eines Bildes der Kamera (4) betätigt werden.
Prüfsystem für ein zumindest teilweise transparentes Objekt (10), umfassend eine Prüfvorrichtung (1) gemäß zumindest einem der Ansprüche 1-6,
eine Kamera (4) und
eine Objekthalterung (12) für ein zu prüfendes, zumindest teilwese transparentes Objekt (10), wobei die Objekthalterung (12) im Lichtweg zwischen den zumindest zwei Lichtquellen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) und der Kamera (4) angeordnet ist, sowie eine Auswerteeinrichtung (7), welche mit der Kamera (4) zur, insbesondere automatischen, Auswertung von von der Kamera (4) aufgenommenen Testlichtes (L2, L3) verbunden ist.
Prüfsystem gemäß Anspruch 8, wobei
die zumindest zwei Lichtquellen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) und die zu prüfende Kamera (4) derart angeordnet sind, sodaß die Lichtquellen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) in einem regelmäßigen Rastermaß (100) auf einer Aufnahme von Testlicht (L2, L3) durch die Kamera (4) angeordnet sind.
10. Prüfsystem gemäß zumindest einem der Ansprüche 8 und 9, wobei
die Objekthalterung (12) verfahrbar angeordnet ist und insbesondere mittels der Steuereinrichtung (6) steuerbar ist.
1 1. Prüfsystem gemäß zumindest einem der Ansprüche 8-10, wobei
die Kamera (4) einen Dynamikbereich von zumindest 104, insbesondere zumindest 105, vorzugsweise 107 aufweist.
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