AT525579B1

AT525579B1 - Verfahren und Kamera zur Korrektur eines geometrischen Abbildungsfehlers in einer Bildaufnahme

Info

Publication number: AT525579B1
Application number: ATA50151/2022A
Authority: AT
Inventors: Ponticelli Dipl -Ing Martin; Gruber Dipl -Ing Dr Techn Michael; Tschemmernegg Dipl -Ing Helfried; Neuner Dipl -Ing Christian; Jauk Dipl-Ing Helmut (Fh); Cosic Dipl -Ing Zanin (Fh); Muick Msc Marc
Original assignee: Vexcel Imaging Gmbh
Priority date: 2022-03-09
Filing date: 2022-03-09
Publication date: 2023-05-15
Also published as: WO2023170011A1; TWI843475B; AT525579A4; TW202401360A

Abstract

Für eine genaue Korrektur von Einflüssen auf die Abbildungsgenauigkeit einer Kamera, die während des Betriebs der Kamera auftreten, ist vorgesehen, dass eine durch einen Druckunterschied (D) zwischen einem Innendruck (p1) 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

Beschreibung

VERFAHREN UND KAMERA ZUR KORREKTUR EINES GEOMETRISCHEN ABBILDUNGSFEHLERS IN EINER BILDAUFNAHME

[0001] 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.

[0002] In Digitalkameras werden zur Aufnahme eines Digitalbildes Bildsensoren, beispielsweise CCD (Charge Coupled Device)-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.

[0003] 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.

[0004] 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.

[0005] 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.

[0006] 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.

[0007] Es besteht daher Bedarf an einer einfachen, aber trotzdem genauen Korrektur von Einflüssen auf die Abbildungsgenauigkeit einer Digitalkamera, die während des Betriebs der Digital-

kamera auftreten.

[0008] Diese Aufgabe wird für das eingangs genannte Verfahren und die eingangs genannte Digitalkamera mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.

[0009] 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.

[0010] Auf diese Weise können geometrische Abbildungsfehler in der Bildaufnahme korrigiert werden, die bisher unkorrigiert blieben. Die Qualität der Bildaufnahme kann dadurch verbessert werden.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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

[0015] Fig. 1 eine Ausführung eines Bildsensors mit Sensorgehäuse, Sensorschicht und transparenter Abdeckung,

[0016] Fig. 2 einen durch die Verformung der transparenten Abdeckung hervorgerufenen geometrischen Abbildungsfehler,

[0017] Fig. 3 einen durch die Verformung der Sensorschicht hervorgerufenen geometrischen Abbildungsfehler,

[0018] Fig. 4 die Verwendung des Bildsensors in einer Kamera,

[0019] Fig. 5 ein Schema zur Korrektur des geometrischen Abbildungsfehlers und

[0020] Fig. 6 eine Anordnung zur Ermittlung bzw. Kalibrierung des Verformungsmodells. [0021] 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.

[0022] 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.

[0023] 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.

[0024] 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 fe von der Bildebene 7 angeordnet sein. In der Bildebene 7 ist die Sensorschicht 4 des Bildsensors 1 angeordnet.

[0025] 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.

[0026] 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. Ubergang 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.

[0027] 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.

[0028] 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.

[0029] 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.

[0030] 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 ö+ des Lichtstrahls 6 von der Flächennormale der transparenten Abdeckung 5 abweicht. Der Versatz L ist damit üblicherweise nicht konstant in der ganzen Bildebene 7.

[0031] 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 ö+ 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).

[0032] 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.

[0033] 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 p; 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 p», der sich vom Innendruck p+ 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 p+ üblicherweise größer sein, als der Umgebungsdruck p2 bei Verwendung der Kamera 10. Der Innendruck p+ 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 p+ 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 p1 größer als der Umgebungsdruck p» ist.

[0034] 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.

[0035] Der Innendruck p; 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 p,(T) = po (1+7o (Tı — To))- Darin bezeichnet p1 den Druck bei der Temperatur T+, der dem herrschenden Innendruck p-; 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.

[0036] Das Gesetz von Amontons kann auch in einer vereinfachten Form > = = angewendet 0 1 werden.

[0037] 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.

[0038] 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.

[0039] 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 8; des einfallenden Lichtstrahls 6 zur Normalen auf die äußere Grenzfläche 5a und auch der Winkel ös 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.

[0040] Die Verwendung der Bezugszeichen 6°, 6“ für die gebrochenen, austretenden Lichtstrahlen dienen nur der Erklärung. Der Lichtstrahl 6 bleibt aber natürlich derselbe.

[0041] 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 gewöhlbt, 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.

[0042] 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.

[0043] 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.

[0044] Die Kenntnis einer Verformung V der transparenten Abdeckung 5 und/oder der Sensorschicht 4 im Sensorgehäuse 2 aufgrund eines Druckunterschiedes D zwischen dem Innendruck p1 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.

[0045] Als Zeitpunkt der Bildaufnahme B‘ kann beispielsweise der Belichtungsbeginn oder das Belichtungsende oder ein Zeitpunkt zwischen Belichtungsbeginn und Belichtungsende betrachtet werden.

[0046] 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.

[0047] Dabei kann, auch mit Bezugnahme auf Fig.4 und 5, wie folgt vorgegangen werden.

[0048] Der Innendruck p+; im Bildsensor 1 zum Zeitpunkt der Bildaufnahme B* kann als bekannt vorausgesetzt werden. Beispielsweise entspricht der Innendruck p1 dem herrschenden Druck zum Zeitpunkt der Fertigung des Bildsensors 1, der auch durch Normbedingungen (To=273K, p1=1,01325 bar) angenähert werden kann. Ein allfälliger Temperatureinfluss auf den Innendruck p1 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 p; berechnet werden.

[0049] Ebenso kann der Umgebungsdruck p; 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 p» 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 p; beispielsweise dem Druck in der Druckkabine. Die Kamera 10 muss aber nicht zwingend an einem Fahrzeug 12 angeordnet sein.

[0050] Damit kann auch der aktuell herrschende Druckunterschied D zum Zeitpunkt der Bildaufnahme B* als bekannt vorausgesetzt oder ermittelt werden.

[0051] Es wird ein Verformungsmodell 20 verwendet, dass eine durch einen Druckunterschied D zwischen dem Innendruck p:; in der Sensorausnehmung 3 des Bildsensors 1 und dem Umgebungsdruck p» 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.

[0052] 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 Speecific 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.

[0053] 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.

[0054] 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.

[0055] 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.

[0056] 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).

[0057] 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.

[0058] 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.

[0059] 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.

[0060] Zur Ermittlung des Verformungsmodells 20 kann unter Bezugnahme auf die Fig.6 wie folgt vorgegangen werden.

[0061] Der Bildsensor 1 wird in einer Druckkammer 30 angeordnet, in der ein bestimmter Druck po 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.

[0062] 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 1D-, 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 Mes-

sung 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.

[0063] 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.

[0064] 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.

[0065] 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.

[0066] 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.

[0067] 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 Freiformkurven 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.

[0068] 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 yKoordinate 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.

[0069] Die mathematischen Funktionen in den beiden Richtungen könnten multiplikativ verknüpft werden. An einer beliebigen Position des Bildsensors 1, die durch die mathematischen Funktio-

nen 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.

[0070] 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-yEbene 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.

[0071] 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.

[0072] 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.

[0073] 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 (p1) 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 (p:) 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 (p+) in der Sensorausnehmung (3) und einem Umgebungsdruck (p2z) 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 (p+) 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 Aus-

werteeinheit (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.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen