EP4490691A1 - Verfahren und kamera zur korrektur eines geometrischen abbildungsfehlers in einer bildaufnahme - Google Patents

Verfahren und kamera zur korrektur eines geometrischen abbildungsfehlers in einer bildaufnahme

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Publication number
EP4490691A1
EP4490691A1 EP23709984.1A EP23709984A EP4490691A1 EP 4490691 A1 EP4490691 A1 EP 4490691A1 EP 23709984 A EP23709984 A EP 23709984A EP 4490691 A1 EP4490691 A1 EP 4490691A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
image
sensor
camera
deformation
determined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23709984.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Ponticelli
Michael Gruber
Helfried Tschemmernegg
Christian Neuner
Helmut JAUK
Zanin Cosic
Marc MUICK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vexcel Imaging GmbH
Original Assignee
Vexcel Imaging GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vexcel Imaging GmbH filed Critical Vexcel Imaging GmbH
Publication of EP4490691A1 publication Critical patent/EP4490691A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G06T5/80—Geometric correction
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/80—Analysis of captured images to determine intrinsic or extrinsic camera parameters, i.e. camera calibration
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10004—Still image; Photographic image
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10032—Satellite or aerial image; Remote sensing

Definitions

  • the present invention relates to a method for correcting a geometric imaging error of a camera with an image sensor, which is formed by a sensor housing, a sensor layer arranged in a sensor recess of the sensor housing with a plurality of pixels and a transparent cover that hermetically closes the sensor housing to the outside, wherein a An object point of an object recorded with the camera is imaged onto a pixel of the sensor layer.
  • the invention also relates to a correspondingly designed camera.
  • image sensors for example CCD (charge coupled device sensors or active pixel sensors (often also called CMOS sensors), are used to record a digital image.
  • the image sensor is arranged in the image plane of the digital camera and converts the incoming light rays (photons). electrical signals that are detected and represent the digital image.
  • An image sensor usually consists of a suitable sensor housing, usually made of a ceramic material, in which an electro-optical sensor consisting of a thin electro-optical sensor layer is arranged, and a transparent cover that closes the sensor housing.
  • the sensor layer is usually glued into the housing and connected to the housing.
  • the image sensor In order to enable sharp image recordings, it is essential that the image sensor is arranged in a defined position and orientation to the optical system of the digital camera in order to provide a precise image of the image recorded with the digital camera object in the image plane.
  • applications of a digital camera in the areas of large format photography, geomatics or photogrammetry place high demands on this imaging accuracy.
  • WO 2021/069382 A1 describes a sensor holder that is adapted to an image sensor in order to enable highly precise positioning of the image sensor in a digital camera using the sensor holder.
  • EP 1 475 960 A2 describes the alignment of a cover of an image sensor to the image sensor. The disadvantage is that the initial alignment or positioning is fixed and cannot be changed later.
  • Influences on the imaging accuracy that occur while using the digital camera can either not be influenced at all with the known approaches, as in WO 2021/069382 A1 or EP 1 475 960 A2, or only to a limited extent or with great effort, as in EP 2 485 474 A1 or DE 100 13 567 A1, be balanced.
  • the image sensor in particular the transparent cover and/or the sensor layer, is mechanically deformed due to a pressure difference between the pressure in the sensor recess of the image sensor and the ambient pressure of the camera at the time the image is captured.
  • This deformation causes the image of an object point recorded with the camera to shift in the image recording (or on the sensor layer) in the form of a geometric imaging error.
  • This shift can be modeled so that the shift can be determined depending on the pressure difference at the time the image is captured and corrected in the image capture.
  • a deformation model is used for modeling, which models the relationship between the pressure difference at the time the image was taken and the deformation.
  • the deformation model can be pre-calibrated for a specific image sensor, for example based on measurements on the image sensor, and can then be used in the operation of the camera.
  • the geometric imaging error is advantageously determined as a shift in the image of the object point onto an expected image point in the case of an undeformed transparent cover and/or undeformed sensor layer to an actual image of the object point onto the resulting actual image point due to the deformation. Since this involves simple geometric relationships on the image sensor, taking into account the law of refraction, this can be accomplished in a simple manner.
  • the geometric imaging error in the image recording can be corrected in a simple manner by shifting the image of the object point onto the actual image point resulting in the image recording in the corrected image recording by the geometric imaging error to another image point.
  • FIGS. 1 to 6 show advantageous embodiments of the invention by way of example, schematically and non-restrictively. This shows
  • FIG. 1 shows an embodiment of an image sensor with a sensor housing, sensor layer and transparent cover
  • Fig.4 shows the use of the image sensor in a camera
  • Fig.5 shows a scheme for correcting the geometric imaging error
  • Fig.6 shows an arrangement for determining or calibrating the deformation model.
  • An image sensor 1 in a typical design is shown in Fig.1.
  • a sensor layer 4, which forms an electro-optical sensor, is arranged in a sensor recess 3 of a sensor housing 2.
  • the sensor housing 2 is usually made of a ceramic material.
  • the sensor housing 2 is hermetically sealed from the outside world with a transparent cover 5, usually made of glass.
  • the sensor recess 3 is surrounded by the sensor housing 2 except for the part that is closed by the transparent cover 5.
  • the sensor layer 4 is normally with the sensor housing 2 connected, for example glued to the bottom of the sensor recess 3, usually opposite the transparent cover 5. Necessary, well-known electrical connections for electrically contacting the sensor layer 4 from the outside are not shown in FIG. 1 for reasons of simplicity.
  • the sensor layer 4 comprises an arrangement of a large number of electro-optical detectors, each of which forms a pixel of the sensor layer 4 and thus also a pixel of the image recording B.
  • the sensor layer 4 can also be designed with several channels, for example as an RGB sensor.
  • the individual electro-optical detectors of the sensor layer 4 can also each be provided with different color filters in order to be able to image several separate wavelength ranges of light with an image sensor 1.
  • Such versions of an image sensor 1 are well known.
  • each object point G becomes one with a camera 10 with an image sensor 1 recorded object (see also Fig. 4) is imaged onto a pixel P of the sensor layer 4 in the image plane 7, and can therefore be assigned to a pixel P of the camera 10.
  • the optical system of the camera 10 includes a lens 11 and may also include other optical components such as an aperture, optical filters, a shutter, etc.
  • the projection center O of the lens 11 (not shown in FIG. 1) can be arranged at a distance of the known focal length fß from the image plane 7.
  • the sensor layer 4 of the image sensor 1 is arranged in the image plane 7.
  • the projection center O does not have to be arranged centrally to the sensor layer 4, but the sensor layer 4 can also be arranged off-center and/or asymmetrically to the projection center O. It is also conceivable that several image sensors 1 are arranged in a camera 10, which can also lead to an image sensor 1, or its sensor layer 4, being eccentric to the projection center O and to the optical axis, which passes through the projection center O and normal to the Image plane 7 runs, is arranged.
  • the lens 11 bundles in a known manner all the light rays emanating from the object point G on the recorded object, which pass through the lens 11 (see Fig. 4), onto the image point P. For the sake of simplicity, only this light bundle is shown in Fig. 1 the light beam 6 running through the projection center O is shown.
  • the refractive indices at the outer interface 5a of the transparent cover 5 do not necessarily have to be the same as at the inner interface 5b from the transparent cover 5 into the sensor housing 2. However, the refractive indices at both optical interfaces 5a, 5b can be assumed to be known.
  • the offset L results from the known refractive indices according to the law of refraction and the known geometric dimensions of the image sensor 1, in particular the thickness of the transparent cover 5 and the distance between the inner interface 5b of the transparent cover 5 and the sensor layer 4.
  • the image sensor 1, or the sensor layer 4 is usually two-dimensional, so that the offset L in the image plane 7 arises from the refraction in two coordinate directions (e.g. x and y see Fig. 6).
  • the offset L at an image point P in the image plane 7 results depending on the angle of incidence öi of a light beam 6, the present refractive indices and the geometry of the image sensor 1, and possibly also on the position of the image sensor 1 in the camera 10 (especially if the image sensor is arranged eccentrically to the optical axis).
  • the sensor recess 3 in which the sensor layer 4 is arranged, is hermetically sealed by the transparent cover 5, there is a certain gaseous medium and a certain internal pressure in the sensor recess 3 for production reasons Pi in front.
  • an image is taken from an aircraft with the image sensor 1
  • the transparent cover 5 can be deformed. If the internal pressure pi in the sensor recess 3 is greater than the ambient pressure p2, the transparent cover 5 will, for example, bulge outwards. If the sensor housing 2 is not sufficiently strong, the sensor housing 2 and thus also the sensor layer 4 can be deformed, for example bulging outwards, if the internal pressure pi is greater than the ambient pressure p2.
  • the pressure difference D will preferably be expressed as a pressure difference (P2-P1), also as a power of the pressure difference, or as a quotient (P2/P1) of the two pressures, whereby the pressure difference D could also be expressed differently.
  • the pressure difference D could also be expressed as the difference in the pressure difference at a first sea level to the pressure difference at another sea level.
  • the internal pressure pi can also be influenced due to other physical effects, in particular by the temperature in the area of the image sensor 1.
  • the pressure of a gas confined in a constant volume depends on the temperature T, according to the relationship In it, pi denotes the pressure at the temperature Ti, which corresponds to the prevailing internal pressure pi, To an initial temperature (for example the temperature prevailing during the production of the image sensor or a certain assumed temperature) and Yo the volume expansion coefficient at the initial temperature To, which is for the in the image sensor 1 trapped gas can be assumed to be known.
  • the temperature T can be measured, for example, with a temperature sensor 13 on the image sensor 1.
  • the volume in the image sensor 1 can be viewed as approximately constant because the image sensor 1 will only deform slightly. But you could also model this influence, for example by using the well-known thermal equation of state for ideal gases.
  • the effects of deformations caused by the pressure difference D in the image sensor 1 are explained with reference to FIGS. 2 and 3, the effects being shown in a greatly exaggerated manner for purposes of illustration.
  • Fig.2 part of the transparent cover 5 is shown in dashed lines in an undeformed starting position.
  • a light beam 6 arriving from an object point G would be refracted at the two boundary surfaces 5a, 5b on the transparent cover 5 due to the law of refraction and would leave the transparent cover 5 as a light beam 6 ', which would hit the sensor layer 4 at the image point P'.
  • a part of the undeformed sensor housing 2 with the undeformed sensor layer 4 is shown in dashed lines.
  • a light beam 6 arriving from an object point G would hit the undeformed sensor layer 4 at the image point P '.
  • the sensor layer 4 Due to a deformation of the sensor layer 4 caused by the pressure difference D, in the example shown the sensor layer 4 is curved outwards, the light beam 6 hits the sensor layer 4 at the image point P", which also leads to a geometric imaging error A.
  • the object point G is therefore no longer mapped onto the image point P' (as expected), but rather onto another actual image point P' of the sensor layer 4.
  • a geometric imaging error A is therefore understood to be a shift in the image of an object point G from an expected image point P 'of the sensor layer 4 to another actual image point P' of the sensor layer 4.
  • the two effects of deformation explained with reference to Figures 2 and 3 can occur together (as will usually be the case), but can also occur individually.
  • the geometric imaging error A can therefore be caused by one of these effects or by both effects.
  • Those created thereby Geometric imaging errors A manifest themselves, for example, in distortion and/or distortion of the recorded image.
  • Such a geometric imaging error A can arise in every pixel P of the image plane 7 or only in certain pixels P, but will not be constant in the entire image plane 7.
  • the knowledge of a deformation V of the transparent cover 5 and / or the sensor layer 4 in the sensor housing 2 due to a pressure difference D between the internal pressure pi in the sensor recess 3 and the ambient pressure p2 of the camera 10, which is at the time of a camera 10 with the image sensor 1 Image recording taken can be used to correct a resulting geometric imaging error A in the image recording B 'to obtain a corrected image recording B.
  • an evaluation unit 21 can be provided, which can also be part of the camera 10.
  • the start of exposure or the end of exposure or a time between the start of exposure and the end of exposure can be considered as the time of image capture B'.
  • a geometric imaging error A can be determined and corrected for each image point P (pixel) of the digital image, but does not have to be determined and corrected for each image point P.
  • the internal pressure pi in the image sensor 1 at the time of image acquisition B' can be assumed to be known.
  • the temperature currently prevailing at the image sensor 1 at the time of image capture B' can be detected by a temperature sensor 13 and a current internal pressure pi can be calculated.
  • the ambient pressure p2 at the image sensor 1 or at the camera 10 can be assumed to be known at the time the image B 'is taken.
  • the camera 10 is mounted on a vehicle 12, for example an airplane.
  • the ambient pressure p2 can be detected by a pressure sensor, for example in a road vehicle, or can be determined from the known flight altitude h using the barometric altitude formula, for example in an aircraft.
  • the ambient pressure p2 could also be detected in an aircraft using a pressure sensor. If the camera 10 is arranged in a pressurized cabin of an aircraft, this corresponds to Ambient pressure P2, for example, the pressure in the pressure cabin.
  • the camera 10 does not necessarily have to be arranged on a vehicle 12.
  • a deformation model 20 is used that represents a deformation V of the transparent cover 5 and/or the sensor layer caused by a pressure difference D between the internal pressure pi in the sensor recess 3 of the image sensor 1 and the ambient pressure p2 of the image sensor 1 or the camera 10 4 modeled.
  • the deformation model 20 describes the relationship between the pressure difference D and the deformation V of the transparent cover 5 and/or the sensor layer 4.
  • the deformation model 20 can be implemented, for example, in an evaluation unit 21 (FIG. 5).
  • the evaluation unit 21 can be a computer or microprocessor-based hardware.
  • the deformation model 20 may be implemented as software running on a microprocessor, but may also be stored in tabular form or as a mathematical formula or function.
  • deformation model 20 is specifically implemented is not relevant to the invention and a wide variety of modeling options are conceivable, as will be explained in more detail below.
  • a deformation V of the transparent cover 5 and/or the sensor layer 4 at the time of the image recording B' can be determined from the known pressure difference D at the time of the image recording B'.
  • the offset L which also occurs with an undeformed image sensor 1 (see above for Fig. 1), must also be corrected. However, this offset L could only be corrected later. However, this offset L could also be taken into account in the geometric imaging error A, so that the geometric imaging error A is used to correct the image point P.
  • geometric imaging error A of a pixel P is described as a displacement in one coordinate direction (x or y) for the sake of simplicity, it is obvious that a pixel P usually has geometric imaging errors A in both coordinate directions of the sensor layer 4 due to the deformation V will occur.
  • the correction of the geometric imaging error A in an image recording B 'due to a deformation V of the transparent cover 5 and/or the sensor layer 4 can be carried out in a correction unit 22.
  • the correction unit 22 can be integrated in the evaluation unit 20 and can be implemented, for example, in the form of software.
  • the correction unit 22 can also be hardware (computer, microprocessor-based hardware, integrated circuit) that is separate from the evaluation unit 21.
  • the image recording B corrected for the geometric imaging error A can then be used further as required, for example by subjecting the corrected image recording B to further optical corrections, for example a known deblurring, or by evaluating the corrected image recording according to the application.
  • the correction of a geometric imaging error A of an image point P" can take place immediately after the image B' has been taken, or at a later point in time. If correction is only made at a later point in time, the pressure difference D prevailing at the time of image recording B' is also saved with the image recording B' in order to be able to determine the deformation V later.
  • the image sensor 1 is arranged in a pressure chamber 30, in which a specific pressure PD is set. If necessary, a specific temperature can also be set in the pressure chamber 30, or the temperature can be kept constant.
  • a measuring device 31 is provided in or on the pressure chamber 30, with which a deformation V of transparent cover 5 and/or the sensor layer 4, or the part of the sensor housing to which the sensor layer 4 is attached, is measured.
  • the deformation V can be measured using any direct or indirect, preferably non-contact measuring devices 31 suitable for this purpose.
  • suitable measuring devices include mechanical measuring devices that determine a shape by means of tactile scanning, such as micrometers or calipers, optical measuring systems that have image, line and/or pixel sensors, such as 1D, 2D, and 3D laser displacement sensors , measuring devices with imaging sensors, whereby the deformation is determined by image evaluation, and measuring devices that use the above measuring methods in combination.
  • a preferred example of a measuring device 31 is an optomechanical measuring device in which the image sensor 1 is positioned mechanically and the measurement is carried out optically. The optomechanical measurement of the image sensor 1 can be carried out, for example, using known industrial optical 3D measuring systems.
  • An example of a usable optomechanical measuring device is the device manufactured under the name “Vertex 251 UC” by the American company Micro Vu, Windsor, CA.
  • visible points can also be arranged on the transparent cover 5 during measurement.
  • the deformation V of the transparent cover 5 and/or the sensor layer 4 is measured in a plurality of measuring points M (indicated in FIG. 6 for the transparent cover 5) to a specific pressure difference D set in the pressure chamber 20.
  • the majority of the measuring points M are distributed in the plane of the transparent cover 5 and/or the sensor layer 4 (for example in the xy plane in FIG. 6) in order to also image the deformation V two-dimensionally.
  • the position of the measuring points M can, for example, be specified in relation to a coordinate system on the image sensor 1.
  • the deformation V could be measured as a distance (for example in the z direction in FIG. 6) between an undeformed reference position and an actual position of a measuring point of the transparent cover 5 and/or the sensor layer 4. From this, a normal to the boundary surfaces 5a, 5b of the deformed transparent cover 5 could also be determined for the transparent cover 5. A difference between a normal to the boundary surfaces 5a, 5b in an undeformed reference position and at a certain pressure difference D could also be determined and by the deformation V be depicted.
  • a normal can, for example, be specified as a vector in a coordinate system of the image sensor 1.
  • the deformations V measured at the measuring points M could be stored in table form and used as a deformation model 20. Interpolation could then be carried out between the measuring points M when using the deformation model 20.
  • two-dimensional mathematical functions are used, for example a two-dimensional polynomial of a certain degree or a free-form surface, which model a surface.
  • the mathematical functions in the two directions could be linked multiplicatively. At any position of the image sensor 1 that is covered by the mathematical functions, a deformation can be determined by the two mathematical functions, which are then multiplied to obtain the overall influence at this position.
  • polynomials of the 6th degree could be used to determine the measurement points M in a certain direction, e.g. x or y direction. This would result in several such polynomials in the xy plane of the image sensor 1, which model the deformation V in the plane.
  • the measuring points M are of course chosen appropriately for this purpose.
  • the polynomials can be used to interpolate between the measuring points.
  • the polynomials could be stored in the form of their polynomial parameters, which are determined during curve approximation.
  • polynomials of the 6th degree could be used for both directions, for example the x and y directions. This means that the deformation V could also be modeled more precisely on the surface.
  • the deformation V of the transparent cover 5 and/or the sensor layer 4 is modeled by the deformation model 20, preferably for different pressure differences D.
  • the deformation V can be measured, for example, for different pressure differences D with the measuring device 31 and can be modeled in the deformation model 20 for each pressure difference D used.
  • certain pressure differences D can be interpolated between determined deformations V, or the deformation V is used for the closest pressure difference D stored in the deformation model 20 to the current pressure difference D.

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Abstract

Für eine genaue Korrektur von Einflüssen auf die Äbbildungsgenauigkeit einer Kamera, die während des Betriebs der Kamera auftreten, ist vorgesehen, dass eine durch einen Druckunterschied (D) zwischen einem Innendruck (pi) in der Sensorausnehmung (3) und einem Umgebungsdruck (P2) der Kamera (10) hervorgerufene Verformung (V) der transparenten Abdeckung (5) und/oder der Sensorschicht (4) durch ein Verformungsmodell (20) modelliert wird, ein aktuell herrschender Druckunterschied (D) zum Zeitpunkt einer Bildaufnahme (B') mit der Kamera (10) anhand des zum Zeitpunkt der Bildaufnahme (B') bekannten Innendrucks (p1) und Umgebungsdrucks (p2) der Kamera (10) ermittelt wird und mit dem ermittelten Druckunterschied (D) mit dem Verformungsmodell (20) eine Verformung (V) der transparenten Abdeckung (5) und/oder der Sensorschicht (4) zum Zeitpunkt der Bildaufnahme (B') ermittelt wird, aus der ermittelten Verformung (V) und den bekannten geometrischen Abmessungen des Bildsensors (1) eine von der Verformung (V) hervorgerufene Verschiebung der Abbildung des Objektpunktes (G) auf einen sich ergebenden tatsächlichen Bildpunkt (P") in der Bildaufnahme (B') als geometrischer Abbildungsfehler (A) ermittelt wird und der ermittelte geometrische Abbildungsfehler (A) in der Bildaufnahme (B') zur Ermittlung einer korrigierten Bildaufnahme (B) korrigiert wird

Description

Verfahren und Kamera zur Korrektur eines geometrischen Abbildungsfehlers in einer Bildaufnahme
Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur eines geometrischen Abbildungsfehlers einer Kamera mit einem Bildsensor, der durch ein Sensorgehäuse, eine in einer Sensorausnehmung des Sensorgehäuses angeordnete Sensorschicht mit einer Vielzahl von Bildpunkten und eine das Sensorgehäuse hermetisch nach außen abschließende transparente Abdeckung ausgebildet ist, wobei ein mit der Kamera aufgenommener Objektpunkt eines Objektes auf einen Bildpunkt der Sensorschicht abgebildet wird. Die Erfindung betrifft auch eine entsprechend ausgebildete Kamera.
In Digitalkameras werden zur Aufnahme eines Digitalbildes Bildsensoren, beispielsweise CCD (Charge Coupled Devicej-Sensoren oder Aktive Pixel Sensoren (häufig auch CMOS- Sensoren genannt), verwendet. Der Bildsensor ist in der Bildebene der Digitalkamera angeordnet und wandelt die eintreffenden Lichtstrahlen (Photonen) in elektrische Signale um, die erfasst werden und das Digitalbild repräsentieren. Ein Bildsensor besteht üblicherweise aus einem geeigneten Sensorgehäuse, üblicherweise aus einem Keramikmaterial, in dem ein elektrooptischer Sensor bestehend aus einer dünnen elektrooptischen Sensorschicht angeordnet ist, und einer transparenten Abdeckung, die das Sensorgehäuse verschließt. Die Sensorschicht ist üblicherweise in das Gehäuse eingeklebt und mit dem Gehäuse verbunden. Um scharfe Bildaufnahmen zu ermöglichen, ist es essentiell, dass der Bildsensor in einer definierten Lage und Ausrichtung zum optischen System der Digitalkamera angeordnet ist, um eine präzise Abbildung des mit der Digitalkamera aufgenommenen Objekts in der Bildebene zu ermöglichen. Insbesondere Anwendungen einer Digitalkamera im Bereich der Großformatfotografie, der Geomatik oder der Photogrammetrie stellen hohe Anforderungen an diese Abbildungsgenauigkeit.
Daher ist es bereits bekannt, den Bildsensor hochgenau in einer Digitalkamera anzuordnen. Beispielsweise beschreibt die WO 2021/069382 A1 eine Sensorhalterung, die an einen Bildsensor angepasst wird, um eine hochgenaue Positionierung des Bildsensors in einer Digitalkamera mit Hilfe der Sensorhalterung zu ermöglichen. Die EP 1 475 960 A2 beschreibt die Ausrichtung einer Abdeckung eines Bildsensors zum Bildsensor. Nachteilig dabei ist, dass die initiale Ausrichtung oder Positionierung fix ist und nachträglich nicht mehr verändert werden kann.
Es ist daher auch schon bekannt, einen Bildsensor in einer Digitalkamera beweglich bzw. verstellbar anzuordnen. Das zeigt beispielsweise die EP 2 485 474 A1. Eine derartige Verstellung ist einerseits konstruktiv aufwendig. Andererseits lassen sich mit einer derartigen mechanischen Verstellung kaum die für die oben genannten Anwendungen hochgenauen Ausrichtungen bzw. Positionierungen erzielen. Nicht zuletzt muss bei einer aktiven Verstellung auch eine Abweichung zu einer Solllage ermittelt werden, um diese Abweichung durch die Verstellung ausgleichen zu können, was die Komplexität noch weiter erhöht.
Einen ähnlichen Ansatz verfolgt die DE 100 13 567 A1 , die allerdings auch die gleichen Schwierigkeiten zur Folge hat. Aus dieser Schrift ist bekannt, zur Verbesserung der Abbildungsschärfe einer Luftbildkamera einem Fokusdrift dadurch entgegenzuwirken, indem in Abhängigkeit von Temperatur und Luftdruck eine Fokusverschiebung vorgenommen wird. Dabei wird mittels einer Korrekturtabelle die erforderliche Fokusverschiebung modelliert, wobei mittels passendem Stellsignal piezoelektrische Translatoren angesteuert werden, um die Fokalebene entgegen der Fokusdrift entlang der optischen Achse zu verschieben.
Einflüsse auf die Abbildungsgenauigkeit, die während der Verwendung der Digitalkamera auftreten, können mit den bekannten Ansätzen entweder gar nicht, wie bei WO 2021/069382 A1 oder EP 1 475 960 A2, oder nur eingeschränkt oder aufwendig, wie bei EP 2 485 474 A1 oder DE 100 13 567 A1 , ausgeglichen werden.
Es besteht daher Bedarf an einer einfachen, aber trotzdem genauen Korrektur von Einflüssen auf die Abbildungsgenauigkeit einer Digitalkamera, die während des Betriebs der Digitalkamera auftreten.
Diese Aufgabe wird für das eingangs genannte Verfahren und die eingangs genannte Digitalkamera mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Es wurde erkannt, dass der Bildsensor, insbesondere die transparente Abdeckung und/oder die Sensorschicht, aufgrund eines zum Zeitpunkt der Bildaufnahme wirkenden Druckunterschiedes zwischen dem Druck in der Sensorausnehmung des Bildsensors und dem Umgebungsdruck der Kamera mechanisch verformt wird. Diese Verformung führt dazu, dass sich die Abbildung eines mit der Kamera aufgenommenen Objektpunktes in der Bildaufnahme (bzw. an der Sensorschicht) in Form eines geometrischen Abbildungsfehlers verschiebt. Diese Verschiebung kann modelliert werden, sodass die Verschiebung abhängig vom wirkenden Druckunterschied zum Zeitpunkt der Bildaufnahme ermittelt und in der Bildaufnahme korrigiert werden kann. Zur Modellierung wird ein Verformungsmodell verwendet, das den Zusammenhang zwischen dem zum Zeitpunkt der Bildaufnahme wirkenden Druckunterschied und der Verformung modelliert. Das Verformungsmodell kann für einen bestimmten Bildsensor vorab kalibriert werden, beispielsweise anhand von Messungen am Bildsensor, und kann dann im Betrieb der Kamera verwendet werden.
Auf diese Weise können geometrische Abbildungsfehler in der Bildaufnahme korrigiert werden, die bisher unkorrigiert blieben. Die Qualität der Bildaufnahme kann dadurch verbessert werden. Vorteilhaft wird der geometrische Abbildungsfehler als Verschiebung der Abbildung des Objektpunktes auf einen erwarteten Bildpunkt bei einer unverformten transparenten Abdeckung und/oder unverformten Sensorschicht zu einer sich aufgrund der Verformung einstellenden tatsächlichen Abbildung des Objektpunktes auf den sich ergebenden tatsächlichen Bildpunkt ermittelt. Nachdem es sich hierbei um einfache geometrische Zusammenhänge am Bildsensor unter Berücksichtigung des Brechungsgesetzes handelt, kann das auf einfache Weise bewerkstelligt werden.
Wenn im geometrischen Abbildungsfehler auch ein Versatz, der durch eine optische Brechung an der unverformten transparenten Abdeckung verursacht wird, berücksichtigt wird, kann die Qualität der Bildaufnahme noch weiter gesteigert werden. Damit kann ein schon bisher bekannter geometrischer Abbildungsfehler im gleichen Schritt mitkorrigiert werden.
Die Korrektur des geometrischen Abbildungsfehlers in der Bildaufnahme kann auf einfache Weise erfolgen, indem die Abbildung des Objektpunktes auf den sich in der Bildaufnahme ergebenden tatsächlichen Bildpunkt in der korrigierten Bildaufnahme um den geometrischen Abbildungsfehler in einen anderen Bildpunkt verschoben wird.
Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 6 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt
Fig.1 eine Ausführung eines Bildsensors mit Sensorgehäuse, Sensorschicht und transparenter Abdeckung,
Fig.2 einen durch die Verformung der transparenten Abdeckung hervorgerufenen geometrischen Abbildungsfehler,
Fig.3 einen durch die Verformung der Sensorschicht hervorgerufenen geometrischen Abbildungsfehler,
Fig.4 die Verwendung des Bildsensors in einer Kamera,
Fig.5 ein Schema zur Korrektur des geometrischen Abbildungsfehlers und
Fig.6 eine Anordnung zur Ermittlung bzw. Kalibrierung des Verformungsmodells.
Ein Bildsensor 1 in typischer Ausführung ist in Fig.1 dargestellt. In einer Sensorausnehmung 3 eines Sensorgehäuses 2 ist eine Sensorschicht 4 angeordnet, die einen elektrooptischen Sensor ausbildet. Das Sensorgehäuse 2 ist üblicherweise aus einem Keramikmaterial gefertigt. Das Sensorgehäuse 2 wird mit einer transparenten Abdeckung 5, üblicherweise aus Glas, hermetisch gegenüber der Außenwelt abgeschlossen. Die Sensorausnehmung 3 ist bis auf den Teil, der durch die transparente Abdeckung 5 geschlossen wird, von dem Sensorgehäuse 2 umgeben. Die Sensorschicht 4 ist normalerweise mit dem Sensorgehäuse 2 verbunden, beispielsweise am Boden der Sensorausnehmung 3, in der Regel gegenüber der transparenten Abdeckung 5, aufgeklebt. Notwendige hinlängliche bekannte elektrische Anschlüsse zur elektrischen Kontaktierung der Sensorschicht 4 von außen sind in Fig.1 aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt.
Die Sensorschicht 4 umfasst eine Anordnung einer Vielzahl von elektrooptischen Detektoren, die jeweils einen Bildpunkt der Sensorschicht 4 ausbilden und damit auch einen Bildpunkt der Bildaufnahme B.
Die Sensorschicht 4 kann auch mit mehreren Kanälen ausgeführt sein, beispielsweise als RGB Sensor. Die einzelnen elektrooptischen Detektoren der Sensorschicht 4 können auch jeweils mit unterschiedlichen Farbfiltern versehen sein, um mit einem Bildsensor 1 mehrere getrennte Wellenlängenbereiche des Lichts abbilden zu können. Solche Ausführungen eines Bildsensors 1 sind hinlänglich bekannt.
Aufgrund der bekannten optischen Eigenschaften des optischen Systems der Kamera 10 mit dem Bildsensor 1 und auch aufgrund der bekannten Geometrie des Bildsensors 1 und der Kamera 10 und der Positionierung des Bildsensors 1 in der Kamera 10 wird jeder Objektpunkt G eines mit einer Kamera 10 mit Bildsensor 1 aufgenommenen Objekts (siehe auch Fig.4) auf einen Bildpunkt P der Sensorschicht 4 in der Bildebene 7 abgebildet, kann also einem Bildpunkt P der Kamera 10 zugeordnet werden. Das ist in Fig.1 angedeutet. Das optische System der Kamera 10 umfasst ein Objektiv 11 und kann auch weitere optischen Komponenten wie eine Blende, optische Filter, einen Verschluss usw. umfassen. Das Projektionszentrum O des Objektivs 11 (in Fig.1 nicht dargestellt) kann im Abstand der bekannten Brennweite fß von der Bildebene 7 angeordnet sein. In der Bildebene 7 ist die Sensorschicht 4 des Bildsensors 1 angeordnet.
Das Projektionszentrum O muss nicht mittig zur Sensorschicht 4 angeordnet sein, sondern die Sensorschicht 4 kann auch außermittig und/oder asymmetrisch zum Projektionszentrum O angeordnet sein. Ebenso ist es denkbar, dass in einer Kamera 10 mehrere Bildsensoren 1 angeordnet sind, was ebenso dazu führen kann, dass ein Bildsensor 1 , oder dessen Sensorschicht 4, exzentrisch zum Projektionszentrum O und zur optischen Achse, die durch das Projektionszentrum O und normal auf die Bildebene 7 verläuft, angeordnet ist.
Ein Lichtstrahl 6, der von einem Objektpunkt G am aufgenommenen Objekt ausgeht und durch das Projektionszentrum O verläuft wird an der transparenten Abdeckung 5 gemäß dem bekannten Brechungsgesetz gebrochen und trifft die Bildebene 7 in Abhängigkeit von den vorliegenden, bekannten Brechungsindizes (z.B. Übergang von Luft zu Glas an der äußeren Grenzfläche 5a und von Glas zu Luft an der inneren Grenzfläche 5b) um den Versatz L versetzt im Bildpunkt P‘ anstatt im eigentlichen Bildpunkt P. Das Objektiv 11 bündelt aber natürlich in bekannter Weise alle vom Objektpunkt G am aufgenommenen Objekt ausgehenden Lichtstrahlen, die durch das Objektiv 11 gehen (siehe Fig.4), auf den Bildpunkt P. Der Einfachheit halber ist in Fig.1 aber von diesem Lichtbündel nur der durch das Projektionszentrum O verlaufende Lichtstrahl 6 dargestellt.
Auch ist anzumerken, dass die Brechungsindizes an der äußeren Grenzfläche 5a der transparenten Abdeckung 5 nicht unbedingt die gleichen sein müssen, wie an der inneren Grenzfläche 5b von der transparenten Abdeckung 5 in das Sensorgehäuse 2. Die Brechungsindizes an beiden optischen Grenzflächen 5a, 5b können jedoch als bekannt vorausgesetzt werden.
Der Versatz L ergibt sich aus den bekannten Brechungsindizes gemäß dem Brechungsgesetz und den bekannten geometrischen Dimensionen des Bildsensors 1, insbesondere der Dicke der transparenten Abdeckung 5 und dem Abstand zwischen der inneren Grenzfläche 5b der transparenten Abdeckung 5 und der Sensorschicht 4.
Es ist bekannt, den Einfluss der optischen Brechung an der transparenten Abdeckung 5 des Bildsensors 1 auf das aufgenommene Bild mathematisch abzubilden und in der Bildaufnahme B zu kompensieren, beispielsweise indem die Abbildung des Objektpunktes G vom Bildpunkt P‘ in der Bildaufnahme B‘ um den Versatz L in den Bildpunkt P der Bildaufnahme B verschoben wird (Fig.1). Dieser durch die Brechung hervorgerufene geometrische Abbildungsfehler wird größer, je stärker der Einfallswinkel öi des Lichtstrahls 6 von der Flächennormale der transparenten Abdeckung 5 abweicht. Der Versatz L ist damit üblicherweise nicht konstant in der ganzen Bildebene 7.
Der Bildsensor 1, oder die Sensorschicht 4, ist in der Regel zweidimensional, sodass der Versatz L in der Bildebene 7 durch die Brechung in zwei Koordinatenrichtungen (z.B. x und y siehe Fig.6) entsteht. Der Versatz L an einem Bildpunkt P in der Bildebene 7 (in beide Koordinatenrichtungen) ergibt sich in Abhängigkeit vom Einfallswinkel öi eines Lichtstrahls 6, den vorliegenden Brechungsindizes und der Geometrie des Bildsensors 1, gegebenenfalls auch von der Position des Bildsensors 1 in der Kamera 10 (insbesondere, wenn der Bildsensors exzentrisch zur optischen Achse angeordnet ist).
In (hoch)genauen Anwendungen, wie der Geomatik oder Photogrammetrie, wurde jedoch festgestellt, dass trotz Kompensation des durch die Brechung hervorgerufenen Versatzes L, ein erkennbarer geometrischer Abbildungsfehler A in der Bildaufnahme B verbleibt, was die Qualität der Bildaufnahme B einschränkt. Es wurde erkannt, dass dieser verbleibende geometrische Abbildungsfehler A in der Ausführung des Bildsensors 1 begründet ist.
Nachdem die Sensorausnehmung 3, in der die Sensorschicht 4 angeordnet ist, durch die transparente Abdeckung 5 hermetisch abgeschlossen wird, liegt produktionsbedingt in der Sensorausnehmung 3 ein bestimmtes gasförmiges Medium und ein bestimmter Innendruck Pi vor. Wird mit dem Bildsensor 1 beispielsweise eine Bildaufnahme aus einem Flugzeug gemacht, herrscht im Bereich der Kamera 10 mit dem Bildsensor 1 im Flugzeug ein Umgebungsdruck p2, der sich vom Innendruck pi unterscheiden wird. Nachdem die Fertigung des Bildsensors 1 auf deutlich niedriger Seehöhe stattfinden wird, als die Flughöhe des Flugzeugs während der Bildaufnahme, wird der in der Sensorausnehmung 3 eingesperrte Innendruck pi üblicherweise größer sein, als der Umgebungsdruck p2 bei Verwendung der Kamera 10. Der Innendruck pi kann aber natürlich auch kleiner sein, als der Umgebungsdruck p2 bei Verwendung der Kamera 10. Hierbei kann es aufgrund des Druckunterschiedes D zu einer Verformung der transparenten Abdeckung 5 kommen. Ist der Innendruck pi in der Sensorausnehmung 3 größer als der Umgebungsdruck p2, wird sich die transparente Abdeckung 5 beispielsweise nach außen wölben. Wenn das Sensorgehäuse 2 nicht ausreichend fest ist, kann auch das Sensorgehäuse 2 und damit auch die Sensorschicht 4 verformt werden, sich beispielswiese nach außen wölben, wenn der Innendruck pi größer als der Umgebungsdruck p2 ist.
Der Druckunterschied D wird vorzugsweise als Druckdifferenz (P2-P1), auch als Potenz der Druckdifferenz, oder als Quotient (P2/P1) der beiden Drücke ausgedrückt werden, wobei der Druckunterschied D auch anders ausgedrückt werden könnte. Der Druckunterschied D könnte auch als Unterschied der Druckdifferenz bei einer ersten Seehöhe zur Druckdifferenz bei einer anderen Seehöhe ausgedrückt werden.
Der Innendruck pi kann aber auch aufgrund anderer physikalischer Effekte beeinflusst werden, insbesondere durch die Temperatur im Bereich des Bildsensors 1. Gemäß dem Gesetz von Amontons ist der Druck eines in einem konstanten Volumen eingesperrten Gases von der Temperatur T abhängig, gemäß der Beziehung Darin bezeichnet pi den Druck bei der Temperatur Ti, der dem herrschenden Innendruck pi entspricht, To eine Ausgangstemperatur (beispielswiese die bei der Fertigung des Bildsensors herrschende Temperatur oder eine bestimmte angenommene Temperatur) und Yo den Volumenausdehnungskoeffizient bei der Ausgangstemperatur To, der für das im Bildsensor 1 eingeschlossene Gas als bekannt vorausgesetzt werden kann. Die Temperatur T kann beispielsweise mit einem Temperatursensor 13 am Bildsensor 1 gemessen werden. p p
Das Gesetz von Amontons kann auch in einer vereinfachten Form — = — angewendet T 1o T A werden.
Für die Anwendung des Gesetzes von Amontons kann das Volumen im Bildsensor 1 als annähernd konstant betrachtet werden, weil sich der Bildsensor 1 nur gering verformen wird. Man könnte aber auch diesen Einfluss mit modellieren, beispielsweise durch Anwendung der bekannten thermischen Zustandsgleichung für ideal Gase. Die Auswirkungen von durch den Druckunterschied D im Bildsensor 1 hervorgerufenen Verformungen werden mit Verweis auf die Figuren 2 und 3 erläutert, wobei die Effekte zur Veranschaulichung stark übertrieben dargestellt sind.
In Fig.2 ist ein Teil der transparenten Abdeckung 5 gestrichelt in einer unverformten Ausgangslage dargestellt. Ein von einem Objektpunkt G eintreffender Lichtstrahl 6 würde aufgrund des Brechungsgesetzes an der transparenten Abdeckung 5 an den beiden Grenzflächen 5a, 5b gebrochen werden und würde die transparente Abdeckung 5 als Lichtstrahl 6‘ verlassen, der am Bildpunkt P‘ auf die Sensorschicht 4 treffen würde. Aufgrund einer durch den Druckunterschied D hervorgerufenen Verformung der transparenten Abdeckung 5, im gezeigten Beispiel ist die transparente Abdeckung 5 nach außen gewölbt, ändern sich die Ausrichtungen der Normalen auf die Grenzflächen 5a, 5b. Damit ändert sich auch der Winkel öi des einfallenden Lichtstrahls 6 zur Normalen auf die äußere Grenzfläche 5a und auch der Winkel Ö3 des austretenden Lichtstrahls 6“ zur Normalen auf die innere Grenzfläche 5b. Der Lichtstrahl 6 wird daher gegenüber einer unverformten transparenten Abdeckung 5 durch die Verformung anders gebrochen. Der austretende Lichtstrahl 6“ trifft die Sensorschicht 4 daher an einem anderen Bildpunkt P“, was zu einem geometrischen Abbildungsfehler A führt. Der Objektpunkt G wird somit nicht mehr auf den Bildpunkt P‘ abgebildet (wie erwartet), sondern auf einen anderen tatsächlichen Bildpunkt P“ der Sensorschicht 4.
Die Verwendung der Bezugszeichen 6‘, 6“ für die gebrochenen, austretenden Lichtstrahlen dienen nur der Erklärung. Der Lichtstrahl 6 bleibt aber natürlich derselbe.
In Fig.3 ist ein Teil des unverformten Sensorgehäuses 2 mit der unverformten Sensorschicht 4 gestrichelt dargestellt. Ein von einem Objektpunkt G eintreffender Lichtstrahl 6 würde die unverformte Sensorschicht 4 am Bildpunkt P‘ treffen. Aufgrund einer durch den Druckunterschied D hervorgerufenen Verformung der Sensorschicht 4, im gezeigten Beispiel ist die Sensorschicht 4 nach außen gewölbt, trifft der Lichtstrahl 6 die Sensorschicht 4 aber am Bildpunkt P“, was ebenso zu einem geometrischen Abbildungsfehler A führt. Der Objektpunkt G wird somit nicht mehr auf den Bildpunkt P‘ abgebildet (wie erwartet), sondern auf einen anderen tatsächlichen Bildpunkt P“ der Sensorschicht 4.
Als geometrischer Abbildungsfehler A wird daher eine Verschiebung der Abbildung eines Objektpunktes G von einem erwarteten Bildpunkt P‘ der Sensorschicht 4 auf einen anderen tatsächlichen Bildpunkt P“ der Sensorschicht 4 verstanden.
Die beiden mit Bezugnahme auf die Fig.2 und 3 erklärten Effekte einer Verformung können gemeinsam auftreten (was üblicherweise der Fall sein wird), können aber auch jeweils einzeln auftreten. Der geometrische Abbildungsfehler A kann daher durch einen dieser Effekte oder durch beide Effekte hervorgerufen werden. Die dadurch erzeugten geometrischen Abbildungsfehler A äußern sich beispielsweise in einer Verzerrung und/oder Verzeichnung des aufgenommenen Bildes. Ein derartiger geometrische Abbildungsfehler A kann in jedem Bildpunkt P der Bildebene 7 entstehen oder auch nur in gewissen Bildpunkten P, wird aber in der ganzen Bildebene 7 nicht konstant sein.
Die Kenntnis einer Verformung V der transparenten Abdeckung 5 und/oder der Sensorschicht 4 im Sensorgehäuse 2 aufgrund eines Druckunterschiedes D zwischen dem Innendruck pi in der Sensorausnehmung 3 und dem Umgebungsdruck p2 der Kamera 10, die zum Zeitpunkt einer mit der Kamera 10 mit dem Bildsensor 1 gemachten Bildaufnahme herrschen, kann verwendet werden, um einen dadurch hervorgerufenen geometrischen Abbildungsfehler A in der Bildaufnahme B‘ zu korrigieren, um eine korrigierte Bildaufnahme B zu erhalten. Hierzu kann eine Auswerteeinheit 21 vorgesehen sein, die auch Teil der Kamera 10 sein kann.
Als Zeitpunkt der Bildaufnahme B‘ kann beispielsweise der Belichtungsbeginn oder das Belichtungsende oder ein Zeitpunkt zwischen Belichtungsbeginn und Belichtungsende betrachtet werden.
Ein geometrischer Abbildungsfehler A kann für jeden Bildpunkt P (Pixel) der Digitalaufnahme ermittelt und korrigiert werden, muss aber nicht für jeden Bildpunkt P ermittelt und korrigiert werden.
Dabei kann, auch mit Bezugnahme auf Fig.4 und 5, wie folgt vorgegangen werden.
Der Innendruck pi im Bildsensor 1 zum Zeitpunkt der Bildaufnahme B‘ kann als bekannt vorausgesetzt werden. Beispielsweise entspricht der Innendruck pi dem herrschenden Druck zum Zeitpunkt der Fertigung des Bildsensors 1 , der auch durch Normbedingungen (To=273K, pi=1 , 01325 bar) angenähert werden kann. Ein allfälliger Temperatureinfluss auf den Innendruck pi kann beispielsweise mit Hilfe des Gesetzes von Amontons ermittelt werden. Hierfür kann die zum Zeitpunkt der Bildaufnahme B‘ aktuell herrschende Temperatur am Bildsensor 1 durch einen Temperatursensor 13 erfasst werden und ein aktueller Innendruck pi berechnet werden.
Ebenso kann der Umgebungsdruck p2 beim Bildsensor 1 , bzw. bei der Kamera 10, zum Zeitpunkt der Bildaufnahme B‘ als bekannt vorausgesetzt werden. Beispielsweise ist die Kamera 10 auf einem Fahrzeug 12 befestigt, beispielsweise ein Flugzeug. Der Umgebungsdruck p2 kann durch einen Drucksensor erfasst werden, beispielsweise bei einem Straßenfahrzeug, oder kann anhand der barometrischen Höhenformel aus der bekannten Flughöhe h ermittelt werden, beispielsweise bei einem Luftfahrzeug. Natürlich könnte der Umgebungsdruck p2 auch bei einem Luftfahrzeug mittels Drucksensor erfasst werden. Ist die Kamera 10 in einer Druckkabine eines Flugzeugs angeordnet, entspricht der Umgebungsdruck P2 beispielsweise dem Druck in der Druckkabine. Die Kamera 10 muss aber nicht zwingend an einem Fahrzeug 12 angeordnet sein.
Damit kann auch der aktuell herrschende Druckunterschied D zum Zeitpunkt der Bildaufnahme B‘ als bekannt vorausgesetzt oder ermittelt werden.
Es wird ein Verformungsmodell 20 verwendet, dass eine durch einen Druckunterschied D zwischen dem Innendruck pi in der Sensorausnehmung 3 des Bildsensors 1 und dem Umgebungsdruck p2 des Bildsensors 1 , bzw. der Kamera 10, hervorgerufene Verformung V der transparenten Abdeckung 5 und/oder der Sensorschicht 4 modelliert. Die Verformung V kann durch das Verformungsmodell 20 allgemein als Funktion f des Druckunterschiedes D ausgedrückt werden, also V=f(D). Das Verformungsmodell 20 beschreibt den Zusammenhang zwischen dem Druckunterschied D und der Verformung V der transparenten Abdeckung 5 und/oder der Sensorschicht 4.
Das Verformungsmodell 20 kann beispielsweise in einer Auswerteeinheit 21 implementiert sein (Fig.5). Die Auswerteinheit 21 kann ein Computer oder eine mikroprozessorerbasierte Hardware sein. Auch eine Ausführung als integrierte Schaltung, wie ein FPGA (Field Programmable Gat Array) oder ASIC (Application Specific Intergrated Circuit), ist denkbar. Das Verformungsmodell 20 kann als Software implementiert sein, die auf einem Mikroprozessor ausgeführt wird, kann aber auch in Tabellenform oder als mathematische Formel oder Funktion gespeichert sein.
Wie das Verformungsmodell 20 konkret implementiert ist, ist für die Erfindung nicht von Belang und es sind vielfältigste Modellierungen denkbar, wie weiter unten noch näher ausgeführt wird.
Mit dem Verformungsmodell 20 kann aus dem bekannten Druckunterschied D zum Zeitpunkt der Bildaufnahme B‘ eine Verformung V der transparenten Abdeckung 5 und/oder der Sensorschicht 4 zum Zeitpunkt der Bildaufnahme B‘ ermittelt werden.
Aus der ermittelten Verformung V und den bekannten geometrischen Abmessungen des Bildsensors 1 kann ermittelt werden, an welchem Bildpunkt P“ der Sensorschicht 4 ein durch die Kamera 10 erfasster Lichtstrahl 6 an der Sensorschicht 4 tatsächlich auftrifft und an welchem Bildpunkt P‘ der Lichtstrahl 6 an der Sensorschicht 4 ohne Verformung V auftreffen sollte. Nachdem das einfache geometrische Zusammenhänge sind, lässt sich das einfach ermitteln. Diese ermittelte Verschiebung zwischen dem tatsächlichen Bildpunkt P“ und dem erwarteten Bildpunkt P‘, die den geometrischen Abbildungsfehler A des Bildpunktes P repräsentiert, kann in der Bildaufnahme B‘ zur Korrektur des geometrischen Abbildungsfehlers A korrigiert werden. Dazu wird die Abbildung eines Objektpunktes G vom Bildpunkt P“ in der Bildaufnahme B‘ beispielsweise um den geometrischen Abbildungsfehler A in den Bildpunkt P‘ der korrigierten Bildaufnahme B verschoben. In Zuge dessen könnte auch gleich der Versatz L, der auch bei einem unverformten Bildsensor 1 auftritt (siehe oben zu Fig.1 ) korrigiert werden. Dieser Versatz L könnte aber auch erst später korrigiert werden. Dieser Versatz L könnte aber auch gleich im geometrischen Abbildungsfehler A berücksichtigt werden, sodass mit dem geometrischen Abbildungsfehler A gleich auf den Bildpunkt P korrigiert wird.
Obwohl in der Beschreibung der geometrische Abbildungsfehler A eines Bildpunktes P der Einfachheit halber als Verschiebung in einer Koordinatenrichtung (x oder y) beschrieben wird, ist es offensichtlich, dass zu einem Bildpunkt P aufgrund der Verformung V üblicherweise geometrische Abbildungsfehler A in beide Koordinatenrichtungen der Sensorschicht 4 auftreten werden. Wenn von einer Korrektur des geometrischen Abbildungsfehlers A gesprochen wird, ist damit beides zu verstehen, nämlich eine Verschiebung in nur einer Koordinatenrichtung oder eine Verschiebung in beide Koordinatenrichtungen der Sensorschicht 4 (was der Regelfall sein wird).
Die Korrektur des geometrischen Abbildungsfehlers A in einer Bildaufnahme B‘ aufgrund einer Verformung V der transparenten Abdeckung 5 und/oder der Sensorschicht 4 kann in einer Korrektureinheit 22 durchgeführt werden. Die Korrektureinheit 22 kann in der Auswerteeinheit 20 integriert sein und kann beispielsweise in Form von Software implementiert sein. Die Korrektureinheit 22 kann aber auch eine von der Auswerteeinheit 21 getrennte Hardware (Computer, mikroprozessorerbasierte Hardware, integrierte Schaltung) sein.
Die um den geometrischen Abbildungsfehler A korrigierte Bildaufnahme B kann dann nach Bedarf weiterverwendet werden, beispielsweise indem die korrigierte Bildaufnahme B weiteren optischen Korrekturen unterworfen wird, beispielsweise einem bekannten Deblurring, oder die korrigierte Bildaufnahme der Anwendung gemäß ausgewertet wird.
Die Korrektur eines geometrischen Abbildungsfehlers A eines Bildpunktes P“ kann unmittelbar nach der Bildaufnahme B‘ erfolgen, oder auch zu einem späteren Zeitpunkt. Falls erst zu einem späteren Zeitpunkt korrigiert wird, wird mit der Bildaufnahme B‘ auch der zum Zeitpunkt der Bildaufnahme B‘ herrschende Druckunterschied D gespeichert, um später die Verformung V ermitteln zu können.
Zur Ermittlung des Verformungsmodells 20 kann unter Bezugnahme auf die Fig.6 wie folgt vorgegangen werden.
Der Bildsensor 1 wird in einer Druckkammer 30 angeordnet, in der ein bestimmter Druck PD eingestellt wird. Gegebenenfalls kann in der Druckkammer 30 auch eine bestimmte Temperatur eingestellt werden, oder die Temperatur konstant gehalten werden. In oder an der Druckkammer 30 eine Messvorrichtung 31 vorgesehen, mit der eine Verformung V der transparenten Abdeckung 5 und/oder der Sensorschicht 4, bzw. des Teils des Sensorgehäuses an der die Sensorschicht 4 angebracht ist, gemessen wird.
Das Messen der Verformung V kann mithilfe beliebiger, zu diesem Zweck geeigneter direkter oder indirekter, vorzugsweise kontaktloser Messvorrichtungen 31 erfolgen. Zu Beispielen geeigneter Messvorrichtungen zählen mechanische Messvorrichtungen, die eine Form mittels eines taktilen Abtastens ermitteln, wie etwa Mikrometer oder Messlehren, optische Messsysteme, die Bild-, Zeilen und/oder Pixelsensoren aufweisen, wie etwa 1 D-, 2D, und 3D-Laser Wegmesssensoren, Messvorrichtungen mit bildgebenden Sensoren, wobei die Ermittlung der Verformung durch eine Bildauswertung erfolgt, und Messvorrichtungen, die die obigen Messverfahren kombiniert anwenden. Ein bevorzugtes Beispiel einer Messvorrichtung 31 ist eine optomechanische Messvorrichtung, bei der die Positionierung des Bildsensors 1 mechanisch erfolgt und die Messung optisch durchgeführt wird. Die optomechanische Vermessung des Bildsensors 1 kann beispielsweise über bekannte industrielle optische 3D-Messsysteme erfolgen. Ein Beispiel einer verwendbaren optomechanischen Messvorrichtung ist das unter der Bezeichnung „Vertex 251 UC“ von der amerikanischen Firma Micro Vu, Windsor, CA, hergestellte Gerät.
Um die Verformung V der transparenten Abdeckung 5 mittels eines optischen Verfahrens durchführen zu können, können an der transparenten Abdeckung 5 beim Messen auch sichtbare Punkt angeordnet werden.
Mit der Messvorrichtung 31 wird die Verformung V der transparenten Abdeckung 5 und/oder der Sensorschicht 4 in einer Mehrzahl von Messpunkten M (in Fig.6 für die transparente Abdeckung 5 angedeutet) zu einem bestimmten, in der Druckkammer 20 eingestellten Druckunterschied D gemessen. Die Mehrzahl der Messpunkte M ist in der Ebene der transparenten Abdeckung 5 und/oder der Sensorschicht 4 verteilt (in Fig.6 beispielsweise in der x-y-Ebene), um die Verformung V auch zweidimensional abzubilden. Die Lage der Messpunkte M kann beispielsweise bezogen auf ein Koordinatensystem am Bildsensor 1 angegeben sein.
Mit welcher Messgröße die Verformung V abgebildet wird, ist hingegen nicht von Belang. Beispielsweise könnte die Verformung V als Distanz (beispielsweise in z-Richtung in Fig.6) zwischen eine unverformten Referenzlage und einer tatsächlichen Lage eines Messpunktes der transparenten Abdeckung 5 und/oder der Sensorschicht 4 gemessen werden. Daraus könnte für die transparente Abdeckung 5 auch eine Normale auf die Grenzflächen 5a, 5b der verformten transparenten Abdeckung 5 ermittelt werden. Auch eine Differenz zwischen einer Normalen auf die Grenzflächen 5a, 5b in einer unverformten Referenzlage und bei einem bestimmten Druckunterschied D könnte ermittelt werden und durch die Verformung V abgebildet werden. Eine Normale kann beispielsweise als Vektor in einem Koordinatensystem des Bildsensors 1 angegeben werden.
Die an den Messpunkten M gemessenen Verformungen V könnten in Tabellenform gespeichert werden und als Verformungsmodell 20 herangezogen werden. Zwischen den Messpunkten M könnte dann bei Verwendung des Verformungsmodell 20 interpoliert werden.
Es ist aber natürlich auch möglich, als Verformungsmodell 20 mathematische Funktionen anzusetzen, die die ermittelten Verformungen V an den Messpunkten M approximieren. Die Messpunkte M oder eine Auswahl der Messpunkte M soll durch die mathematische Funktion interpoliert werden. Hierzu kann es vorteilhaft sein, die Messpunkte M in der Ebene rasterförmig anzuordnen. Beispielsweise könnten als mathematische Funktion Polynome eines bestimmten Grades (z.B. Polynome 6. Grades) oder Freiform kurven wie Bezierkurve, stückweise polynomiale Funktionen (Splines) usw. verwendet werden. Die Approximation von vorgegebenen Stützstellen einer Kurve (Messpunkten M) durch solche mathematischen Funktionen ist hinlänglich bekannt und muss hier nicht näher erläutert werden. Das kann natürlich auch auf Flächen, also eine zweidimensionale Approximation, erweitert werden. Hierfür werden zweidimensionale mathematische Funktionen, beispielsweise ein zweidimensionales Polynom bestimmten Grades oder eine Freiformfläche, verwendet, die eine Fläche modellieren.
Um die Verformung V der gesamten transparenten Abdeckung 5 und/oder der Sensorschicht 4 im Verformungsmodell 20 abzubilden, können mehrere mathematischen Funktionen verwendet werden, die jeweils einen bestimmten Bereich der transparenten Abdeckung 5 und/oder der Sensorschicht 4 abdecken. Beispielsweise werden mehrere in y-Richtung verteilte mathematische Funktionen verwendet, wobei jede mathematische Funktion an einer bestimmten y-Koordinate angesetzt wird und an diese y-Koordinate mehrere Messpunkte M in x-Richtung approximiert. Das kann auch zweidimensional gemacht werden, wenn mehrere mathematische Funktionen in x-Richtung verteilt und in y-Richtung verteilt verwendet werden. Mit einer solchen zweidimensionalen Modellierung kann die Genauigkeit des Verformungsmodells 20 erhöht werden.
Die mathematischen Funktionen in den beiden Richtungen könnten multiplikativ verknüpft werden. An einer beliebigen Position des Bildsensors 1 , die durch die mathematischen Funktionen abgedeckt wird, kann durch die beiden mathematische Funktionen jeweils eine Verformung ermittelt werden, die dann multipliziert werden, um den Gesamteinfluss an dieser Position zu erhalten.
In einer beispielhaften Implementierung des Verformungsmodells 20 könnten Polynome 6. Grades (oder auch eines anderen Grades) verwendet werden, um die Messpunkte M in einer bestimmten Richtung, z.B. x- oder y-Richtung, zu approximieren. Dabei würde man in der x-y-Ebene des Bildsensors 1 mehrere solcher Polynome erhalten, die die Verformung V in der Ebene modellieren. Die Messpunkte M werden hierzu natürlich geeignet gewählt. Mit Hilfe der Polynome kann zwischen den Messpunkten interpoliert werden. Die Polynome könnten in Form ihrer Polynomparameter, die bei der Kurvenapproximation bestimmt werden, gespeichert werden.
Um die Genauigkeit zu erhöhen, könnten Polynome 6. Grades (oder auch eines anderen Grades) für beide Richtungen, also z.B. x- und y-Richtung, verwendet werden. Damit könnte die Verformung V auch in der Fläche genauer modelliert werden.
Wird eine mathematische Funktion zur Approximation der Verformung V verwendet, ist es selbstverständlich, dass die Verformung V der transparenten Abdeckung 5 und der Sensorschicht 4, wenn beide modelliert werden, in der Regel durch unterschiedliche Funktionen approximiert werden. „Unterschiedlich“ kann dabei auch bedeuten, dass zwar die gleiche Funktionsklasse (z.B. Polynom 6. Ordnung) verwendet wird, aber die Funktionsparameter unterschiedlich sind.
Die Verformung V der transparenten Abdeckung 5 und/oder der Sensorschicht 4 wird durch das Verformungsmodell 20 vorzugsweise für verschiedene Druckunterschiede D modelliert. Dazu kann die Verformung V beispielsweise für verschiedene Druckunterschiede D mit der Messvorrichtung 31 gemessen werden und für jeden verwendeten Druckunterschied D im Verformungsmodell 20 modelliert sein. In Verwendung kann zwischen ermittelten Verformungen V zu gewissen Druckunterschieden D interpoliert werden, oder es wird die Verformung V für den zum aktuellen Druckunterschied D im Verformungsmodell 20 gespeicherten nächstliegenden Druckunterschied D herangezogen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Korrektur eines geometrischen Abbildungsfehlers (A) einer Kamera (10) mit einem Bildsensor (1), der durch ein Sensorgehäuse (2), eine in einer Sensorausnehmung (3) des Sensorgehäuses (2) angeordnete Sensorschicht (4) mit einer Vielzahl von Bildpunkten (P) und eine das Sensorgehäuse (2) hermetisch nach außen abschließende transparente Abdeckung (5) ausgebildet ist, wobei ein mit der Kamera (10) aufgenommener Objektpunkt (G) eines Objektes auf einen Bildpunkt (P) der Sensorschicht (4) abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch einen Druckunterschied (D) zwischen einem Innendruck (pi) in der Sensorausnehmung (3) und einem Umgebungsdruck (P2) der Kamera (10) hervorgerufene Verformung (V) der transparenten Abdeckung (5) und/oder der Sensorschicht (4) durch ein Verformungsmodell (20) modelliert wird, dass ein aktuell herrschender Druckunterschied (D) zum Zeitpunkt einer Bildaufnahme (B‘) mit der Kamera (10) anhand des zum Zeitpunkt der Bildaufnahme (B‘) bekannten Innendrucks (pi) und Umgebungsdrucks (P2) der Kamera (10) ermittelt wird und mit dem ermittelten Druckunterschied (D) mit dem Verformungsmodell (20) eine Verformung (V) der transparenten Abdeckung (5) und/oder der Sensorschicht (4) zum Zeitpunkt der Bildaufnahme (B‘) ermittelt wird, dass aus der ermittelten Verformung (V) und den bekannten geometrischen Abmessungen des Bildsensors (1) eine von der Verformung (V) hervorgerufene Verschiebung der Abbildung des Objektpunktes (G) auf einen sich ergebenden tatsächlichen Bildpunkt (P“) in der Bildaufnahme (B‘) als geometrischer Abbildungsfehler (A) ermittelt wird und dass der ermittelte geometrische Abbildungsfehler (A) in der Bildaufnahme (B‘) zur Ermittlung einer korrigierten Bildaufnahme (B) korrigiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der geometrische Abbildungsfehler (A) als Verschiebung der Abbildung des Objektpunktes (G) auf einen erwarteten Bildpunkt (P‘) bei einer unverformten transparenten Abdeckung (5) und/oder unverformten Sensorschicht (4) zu einer sich aufgrund der Verformung (V) einstellenden tatsächlichen Abbildung des Objektpunktes (G) auf den sich ergebenden tatsächlichen Bildpunkt (P“) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im geometrischen Abbildungsfehler (A) auch ein Versatz (L), der durch eine optische Brechung an der unverformten transparenten Abdeckung (5) verursacht wird, berücksichtigt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der geometrische Abbildungsfehler (A) in der Bildaufnahme (B‘) korrigiert wird, indem die Abbildung des Objektpunktes (G) auf den sich in der Bildaufnahme (B‘) ergebenden tatsächlichen Bildpunkt (P“) in der korrigierten Bildaufnahme (B) um den geometrischen Abbildungsfehler (A) in einen anderen Bildpunkt (P, P‘) verschoben wird.
5. Kamera mit einem Bildsensor (1), der durch ein Sensorgehäuse (2), eine in einer Sensorausnehmung (3) des Sensorgehäuses (2) angeordnete Sensorschicht (4) mit einer Vielzahl von Bildpunkten und eine das Sensorgehäuse (2) hermetisch nach außen abschließende transparente Abdeckung (5) ausgebildet ist, und mit einer Auswerteeinheit (21) zum Bearbeiten einer mit der Kamera (10) gemachten Bildaufnahme (B‘), wobei ein mit der Kamera (10) aufgenommener Objektpunkt (G) eines Objektes auf einen Bildpunkt (P) der Sensorschicht (4) abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinheit (21) ein Verformungsmodell (20) implementiert ist, das eine durch einen Druckunterschied (D) zwischen einem Innendruck (pi) in der Sensorausnehmung (3) und einem Umgebungsdruck (P2) der Kamera (10) hervorgerufene Verformung (V) der transparenten Abdeckung (5) und/oder der Sensorschicht (4) modelliert, dass die Auswerteeinheit (21) einen aktuell herrschenden Druckunterschied (D) zum Zeitpunkt der Bildaufnahme (B‘) mit der Kamera (10) anhand des zum Zeitpunkt der Bildaufnahme (B‘) bekannten Innendrucks (pi) und Umgebungsdrucks (P2) der Kamera (10) ermittelt und aus dem ermittelten Druckunterschied (D) mit dem Verformungsmodell (20) eine Verformung (V) der transparenten Abdeckung (5) und/oder der Sensorschicht (4) zum Zeitpunkt der Bildaufnahme (B‘) ermittelt, dass die Auswerteeinheit (21) eine von der Verformung (V) hervorgerufene Verschiebung der Abbildung des Objektpunktes (G) auf einen sich ergebenden tatsächlichen Bildpunkt (P“) in der Bildaufnahme (B‘) als geometrischen Abbildungsfehler (A) ermittelt und dass eine Korrektureinheit (22) vorgesehen ist, die den ermittelten geometrische Abbildungsfehler (A) in der Bildaufnahme (B‘) zur Ermittlung einer korrigierten Bildaufnahme (B) korrigiert.
6. Kamera nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (21) den geometrischen Abbildungsfehler (A) als Verschiebung der Abbildung des Objektpunktes (G) auf einen erwarteten Bildpunkt (P‘) bei einer unverformten transparenten Abdeckung (5) und/oder unverformten Sensorschicht (4) zu einer sich aufgrund der Verformung (V) einstellenden tatsächlichen Abbildung des Objektpunktes (G) auf den sich ergebenden tatsächlichen Bildpunkt (P“) ermittelt.
7. Kamera nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (21) im geometrischen Abbildungsfehler (A) auch einen Versatz (L), der durch eine optische Brechung an der unverformten transparenten Abdeckung (5) verursacht ist, berücksichtigt.
8. Kamera nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektureinheit (22) den geometrischen Abbildungsfehler (A) in der Bildaufnahme (B‘) korrigiert, indem die Korrektureinheit (22) die Abbildung des Objektpunktes (G) auf den sich in der Bildaufnahme ergebenden tatsächlichen Bildpunkt (P“) in der korrigierten Bildaufnahme (B) um den geometrischen Abbildungsfehler (A) in einen anderen Bildpunkt (P, P‘) verschiebt.
EP23709984.1A 2022-03-09 2023-03-07 Verfahren und kamera zur korrektur eines geometrischen abbildungsfehlers in einer bildaufnahme Pending EP4490691A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7054504B2 (en) * 1999-02-25 2006-05-30 Ludwig Lester F Relative optical path phase reconstruction in the correction of misfocused images using fractional powers of the fourier transform
DE10013567B4 (de) * 2000-03-14 2005-04-28 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Luftbildkamera für die Photogrammetrie
JP4510403B2 (ja) 2003-05-08 2010-07-21 富士フイルム株式会社 カメラモジュール及びカメラモジュールの製造方法
WO2012040911A1 (en) * 2010-09-28 2012-04-05 Ether Precision, Inc. Lens module for image capture
EP2485474B1 (de) 2011-02-08 2013-05-01 Axis AB Digitalkamera mit einstellbarem Sensor
US9217714B2 (en) * 2012-12-06 2015-12-22 Seagate Technology Llc Reflective surfaces for surface features of an article
US9639935B1 (en) * 2016-05-25 2017-05-02 Gopro, Inc. Apparatus and methods for camera alignment model calibration
JP2019008215A (ja) * 2017-06-27 2019-01-17 オリンパス株式会社 観察装置および観察装置のフォーカス制御方法
EP3557523B1 (de) * 2018-04-18 2021-07-28 B&R Industrial Automation GmbH Verfahren zur erzeugung eines korrekturmodells einer kamera zur korrektur eines abbildungsfehlers
KR102762580B1 (ko) * 2018-04-28 2025-02-05 알마렌스, 인코포레이티드 디지털 가능하게 보정된 수차가 있는 혼합 현실 광학 시스템
DE102018222903A1 (de) * 2018-12-25 2020-06-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Verarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten von Messdaten eines Bildsensors
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