DE10017333C2 - Schutzvorrichtung zum Absichern eines Gefahrenbereichs sowie Verfahren zum Überprüfen der Funktionssicherheit einer solchen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung zum Absichern eines Gefahrenbereichs, insbesondere des Gefahren­ bereichs einer automatisiert arbeitenden Maschine, mit einer Bildaufnahmeeinheit zum Aufnehmen eines Objektbildes, die einen Bildsensor mit einer Vielzahl von lichtempfindlichen Bildpunk­ ten beinhaltet, mit einer Auswerte- und Steuereinheit, die in Abhängigkeit von dem aufgenommenen Objektbild eine Sicherheits­ funktion auslöst, und mit einer Testeinrichtung zum Überprüfen der Funktionssicherheit zumindest der Bildaufnahmeeinheit.

Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zum Über­ prüfen der Funktionssicherheit eines Bildsensors, der eine Vielzahl von lichtempfindlichen Bildpunkten beinhaltet, wobei der Bildsensor im Arbeitsbetrieb ein Objektbild aufnimmt, wobei ferner dem Bildsensor zum Überprüfen der Funktionssicherheit ein definiertes Testbild zugeführt wird, und wobei das von dem Bildsensor aufgenommene Testbild mit einer definierten Erwar­ tungshaltung verglichen wird.

Eine solche Schutzvorrichtung sowie ein solches Verfahren sind aus der EP 0 902 402 A2 bekannt.

In dieser Druckschrift ist eine als Überwachungssystem bezeich­ nete Schutzvorrichtung beschrieben, die mindestens eine digita­ le Kamera mit einem Kameramodul und einem A/D-Wandler sowie ei­ ne Auswerteeinheit mit einem Mikroprozessor und einem Bildspei­ cher aufweist. In der Auswerteeinheit werden Grauwerte eines aktuell aufgenommenen Objektbildes mit den Grauwerten eines Re­ ferenzbildes pixelweise verglichen. Auf der Basis dieses Ver­ gleichs kann die Schutzvorrichtung erkennen, ob sich in dem überwachten Bereich ein gefährlicher Fremdgegenstand befindet. In Abhängigkeit davon wird dann das Schließen der Türen eines Aufzugs verhindert.

Da ein Versagen der Schutzvorrichtung aufgrund eines Fehlers eine für Menschen oder materielle Werte gefährliche Situation zur Folge haben kann, ist bei der bekannten Schutzvorrichtung vorgesehen, daß die Auswerteeinheit die Funktionsfähigkeit der Kamera überwacht. Hierzu werden verschiedene Verfahren vorge­ schlagen, nämlich die Überprüfung auf das Vorhandensein eines Synchronsignals der Kamera, die Überprüfung absoluter und/oder relativer Werte der Helligkeit, das periodische Einspeisen eines Testbildes an einen Videomultiplexereingang der Kamera sowie das gezielte Blenden der Kamera mit Hilfe einer Leucht­ diode, wobei das in diesem Fall von der Kamera aufgenommene Bildmuster mit einem Referenzmuster verglichen wird.

Mit Hilfe dieser Verfahren ist es grundsätzlich möglich, eine einfache Überprüfung der Schutzvorrichtung auf Funktionssicher­ heit durchzuführen. Die genannten Verfahren sind jedoch in der beschriebenen Form nicht ausreichend, um die Anforderungen der höheren Sicherheitskategorien der europäischen Norm EN 954-1, insbesondere die Anforderungen der Kategorien 3 und 4, zu er­ füllen. So kann anhand der Überwachung eines Synchronsignals der Kamera beispielsweise nicht festgestellt werden, ob einzel­ ne Bildpunkte (Pixel) des in der Kamera verwendeten Bildsensors fehlerhaft sind. Das Einspeisen von Testbildern und das Blenden der Kamera mit Hilfe einer Leuchtdiode besitzen demgegenüber den Nachteil, daß die Schutzvorrichtung während der Zeit der Funktionsüberprüfung "blind" ist. Eine zeitlich lückenlose Ab­ sicherung eines Gefahrenbereichs ist somit nicht möglich.

In der EP 0 485 274 A2 ist ein Verfahren zum Vergleich zweier Bilder beschrieben. Vor dem Vergleich werden die beiden Bilder um einen einheitlichen Faktor vergrößert oder verkleinert, um ein optimales Größenverhältnis für den Vergleich zu erreichen. Das Verfahren wird eingesetzt bei der Herstellung von Halb­ leiterchips, um zu gewährleisten, daß die benötigten Fotomasken fehlerfrei sind. Die Anwendung eines solchen Verfahrens in dem der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Bereich der Si­ cherheitstechnik ist nicht angedeutet.

In der US 5,444,481 ist ein Verfahren zum Kalibrieren einer CCD-Kamera beschrieben. Dabei wird eine Lichtquelle an insge­ samt vier verschiedene Positionen verschoben. Anhand der ver­ schiedenen aufgenommenen Positionen wird ein Korrekturfaktor bestimmt. Das Verfahren dient zur Erhöhung der Genauigkeit von automatisierten Vorgängen, bei denen Objekte mit der Kamera aufgenommen und anschließend deren Position bestimmt wird. Eine Funktionsüberprüfung der Kamera im laufenden Betrieb ist jedoch auch in dieser Druckschrift nicht angedeutet.

In der DE 44 36 306 C1 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer CCD-Kamera offenbart, bei der die Kamera zur Erhöhung der Bildauflösung kippbar gelagert ist. In DE 41 02 196 A1 und EP 0 366 136 A1 sind Bildverarbeitungsverfahren bzw. entspre­ chende Vorrichtungen offenbart, bei denen Vibrationen bzw. Be­ wegungen der aufgenommenen Objekte kompensiert werden. Bei DE 41 02 196 A1 wird dazu ein Abbildungsabschnitt eines Endoskops bewegt. Gemäß EP 0 366 136 A wird auf das bewegte Objekt fo­ kussiert. Eine Funktionsüberprüfung eines Bildsensors bzw. eine damit ausgerüstete Schutzvorrichtung zum Absichern eines Gefah­ renbereichs sind jedoch auch in diesen Druckschriften nicht er­ wähnt.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ver­ fahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzu­ geben, mit denen eine sichere und zeitlich lückenlose Absiche­ rung eines Gefahrenbereichs möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Schutzvorrichtung dadurch gelöst, daß die Testeinrichtung Mittel aufweist, um ein dem Bildsensor zugeführtes Objektbild gezielt zu dynamisieren.

Die Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, daß das Objektbild mit Hilfe einer Testeinrichtung ge­ zielt dynamisiert wird und daß das dynamisierte Objektbild als Testbild verwendet wird.

Im Unterschied zu dem bekannten Verfahren wird bei der vor­ liegenden Erfindung ein im normalen Arbeitsbetrieb der Schutz­ vorrichtung aufgenommenes Objektbild als Testbild zum Überprü­ fen der Funktionssicherheit verwendet. Das Objektbild wird mit Hilfe nachfolgend beschriebener, bevorzugter Maßnahmen gezielt verändert, d. h. es wird mit Hilfe der Testeinrichtung dynami­ siert. Diese Zwangsdynamisierung erfolgt determiniert, d. h. auf der Basis von zumindest theoretisch exakt bestimmbaren Zusam­ menhängen. Aufgrund dieser bekannten Zusammenhänge muß das dy­ namisierte Objektbild bei einer fehlerfrei funktionierenden Vorrichtung einer bekannten oder zumindest theoretisch exakt bestimmbaren Erwartungshaltung entsprechen. Andernfalls liegt ein Fehler der Vorrichtung vor. Die Erwartungshaltung kann bei­ spielsweise in Form eines Referenzbildes in einem Speicher ab­ gelegt sein. Sie kann jedoch alternativ hierzu auch rechnerisch aus der jeweiligen Dynamisierung des Objektbildes abgeleitet sein.

Wie anhand der nachfolgenden bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung erläutert wird, kann die ursprüngliche Bildinformati­ on des Objektbildes zerstörungsfrei erhalten bleiben, so daß die Schutzvorrichtung auch während der Funktionsüberprüfung nicht blind ist. Infolgedessen ist eine zeitlich lückenlose Ab­ sicherung des Gefahrenbereichs möglich.

Die genannte Aufgabe ist daher gelöst.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung weist die Testeinrichtung Mittel auf, um das dem Bildsensor zugeführte Objektbild in Bezug auf definierte Bildpunkte zu dynamisieren. Dementsprechend wird das Objektbild bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt in Bezug auf de­ finierte Bildpunkte dynamisiert.

Aufgrund dieser Maßnahmen ist es möglich, insbesondere den Bildsensor der Bildaufnahmeeinheit gezielt auf einzelne Fehler hin zu überprüfen. Mögliche Fehler des Bildsensors sind vor al­ lem sogenannte Stuck-at-Fehler in einzelnen Bildpunkten, bei denen der entsprechende Bildpunkt sein Ausgangssignal unab­ hängig von dem aufgenommenen Objektbild nicht mehr verändert. Eine weitere Fehlerquelle sind statische oder dynamische Kopp­ lungen zwischen einzelnen Bildpunkten, die sowohl einzeln als auch cluster- oder zeilen- bzw. spaltenweise auftreten können. In diesem Fall ist das Ausgangssignal eines Bildpunktes von ei­ nem anderen Bildpunkt fehlerhaft beeinflußt. Des weiteren kön­ nen Adressierungsfehler auftreten, d. h. es wird fälschlicher­ weise die Bildinformation eines ersten Bildpunktes ausgelesen, obwohl von der Auswerteeinheit ein zweiter, anderer Bildpunkt adressiert worden ist. Schließlich können Fehler dadurch auf­ treten, daß einzelne Bildpunkte durch äußere Einflüsse, wie beispielsweise UV-Strahlung oder elektrische Störungen in ihrem Informationsgehalt geändert werden.

In der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann jeder die­ ser denkbaren Fehler sehr zuverlässig und in Echtzeit erkannt werden. Dies ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die An­ forderungen der höheren Sicherheitskategorien der europäischen Norm EN 954-1.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Testeinrichtung Mit­ tel auf, um das dem Bildsensor zugeführte Objektbild in Bezug auf einzelne Bildpunkte zu dynamisieren.

Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß die zuvor beschriebenen Fehler für jeden einzelnen Bildpunkt individuell festgestellt werden können. Dadurch ist eine sehr flexible Fehlerüberprüfung möglich, die verhältnismäßig einfach an wechselnde Anforderun­ gen angepaßt werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Test­ einrichtung Mittel zum Dynamisieren auf, die den Bildsensor und das Objektbild relativ zueinander verschieben. Dementsprechend werden der Bildsensor und das Objektbild bei dieser Ausgestal­ tung relativ zueinander verschoben.

Mit Hilfe dieser Maßnahme ist es auf einfache Weise möglich, ein im Arbeitsbetrieb der Schutzvorrichtung aufgenommenes Ob­ jektbild gezielt und im Hinblick auf definierte Bildpunkte zu dynamisieren. Dabei besitzt diese Maßnahme den Vorteil, daß das Objektbild trotz seiner Dynamisierung im wesentlichen unverän­ dert erhalten bleibt, was die nachfolgende Bildauswertung ver­ einfacht. Die Funktionssicherheit der Schutzvorrichtung kann daher mit vergleichsweise geringen Modifikationen in der norma­ len Datenverarbeitung für das Objektbild überprüft werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahme wird der Bildsensor mit Hilfe der Testeinrichtung in seiner räumlichen Position verschoben.

Bevorzugt wird der Bildsensor dabei quer zu einer optischen Achse der Bildaufnahmeeinheit verschoben.

Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß die Aufnahmeoptik der Bildaufnahmeeinheit starr sein kann, was einerseits deren Kon­ struktion vereinfacht und andererseits eine hohe Abbildungsqua­ lität und Lichtstärke ermöglicht. Bei einer Verschiebung quer zur optischen Achse, insbesondere entlang der Brennebene der Aufnahmeoptik, bleibt darüber hinaus die Schärfe des Objektbil­ des im wesentlichen erhalten, was dessen Auswertung nochmals vereinfacht.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist die Bild­ aufnahmeeinheit eine Aufnahmeoptik mit einem Strahlengang für das Objektbild auf, und es wird mit Hilfe der Testeinrichtung der Strahlengang verändert. In bevorzugten Ausgestaltungen wird die Aufnahmeoptik in Bezug auf den Bildsensor verschoben und/oder ein rotierendes optisches Element wird im Strahlengang der Aufnahmeoptik angeordnet.

Auch durch die Veränderung des Strahlengangs für das Objektbild ist es möglich, den Bildsensor und das Objektbild relativ zu­ einander zu verschieben. Dabei sind große Verschiebungen mit relativ kleinen Bewegungshüben erreichbar. Darüber hinaus kann bei dieser Ausgestaltung der Erfindung der Bildsensor in seiner räumlichen Position fixiert bleiben. Man erhält somit eine hohe Flexibilität bezüglich der Konstruktion und technischen Reali­ sierung der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung. Sämtliche zu­ letzt genannten, an sich alternativen Ausgestaltungen können dabei vorteilhaft auch miteinander kombiniert werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden der Bild­ sensor und das Objektbild pixelweise zueinander verschoben.

Diese Maßnahme besitzt wiederum den Vorteil, daß auftretende Fehler des Bildsensors im Hinblick auf einzelne Bildpunkte feststellbar sind. Infolgedessen können mit einer Schutzvor­ richtung dieser Ausgestaltung die Anforderungen der Sicher­ heitskategorien 3 und 4 der bereits genannten europäischen Norm besonders gut erfüllt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Objekt­ bild ein definiertes Muster mit hellen und dunklen Bereichen auf.

Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß das Objektbild aufgrund des hohen Eigenkontrastes Möglichkeiten bietet, durch das Ver­ schieben Grauwertveränderungen in einzelnen Bildpunkten hervor­ zurufen. Diese determinierten Grauwertveränderungen sind beson­ ders geeignet, um die Funktionssicherheit des jeweiligen Bild­ punktes zuverlässig zu überprüfen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Test­ einrichtung eine Lichtquelle auf, um dem Objektbild ein verän­ derbares Lichtsignal zu überlagern. Dementsprechend wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dieser Ausgestaltung dem Ob­ jektbild ein veränderbares Lichtsignal überlagert.

Das Lichtsignal kann sowohl ein zusätzlich erzeugtes Lichtsi­ gnal als auch eine globale Variation der vorhandenen Gesamtbe­ leuchtung sein. Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß eine Dynamisierung des Objektbildes erfolgt, ohne in dessen optischen Signalweg einzugreifen. Es ist daher möglich, die Abbil­ dungseigenschaften der Bildaufnahmeeinheit unabhängig von der Testeinrichtung zu optimieren. Des weiteren ist es hierdurch einfach möglich, das erfindungsgemäße Verfahren auch bei älte­ ren gattungsgemäßen Schutzvorrichtungen nachzurüsten. Ein wei­ terer Vorteil ist schließlich, daß eine Dynamisierung des Ob­ jektbildes in der Objektebene, d. h. im Bereich des aufgenomme­ nen Objektes, möglich ist. In diesem Fall kann die Funktionssi­ cherheit der Schutzvorrichtung auf Systemebene überprüft wer­ den, ohne daß eine Ansteuerung und Auswertung einzelner Bild­ punkte des Bildsensors erforderlich ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahme ist die Lichtquelle eine Laserlichtquelle.

Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß eine gezielte Dynami­ sierung einzelner Bildpunkte des Bildsensors möglich ist. Dies ist wiederum im Hinblick auf das Erreichen der Sicherheits­ kategorien 3 oder 4 von besonderem Vorteil.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung beleuchtet die Lichtquelle einen Objektbereich.

Diese Maßnahme besitzt den bereits erwähnten Vorteil, daß die Schutzvorrichtung auf der Systemebene überprüft werden kann, ohne daß einzelne Komponenten der Schutzvorrichtung für sich genommen getestet werden müssen. Infolgedessen kann die gesamte Schutzvorrichtung sehr schnell auf ihre Funktionssicherheit hin überprüft werden.

In einer alternativen Ausgestaltung der zuvor genannten Maß­ nahme beleuchtet die Lichtquelle den Bildsensor.

Diese Maßnahme ist besonders dann vorteilhaft, wenn der be­ obachtete Objektbereich keine geeigneten Gegenstände oder Hin­ dernisse beinhaltet, die mit der Lichtquelle beleuchtet werden können. Infolgedessen kann bei dieser Ausgestaltung der Erfin­ dung eine unter Umständen aufwendige Anpassung des Objektbe­ reichs entfallen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Schutz­ vorrichtung eine Abtastoptik auf, die dem Bildsensor das Ob­ jektbild in zeitlich aufeinanderfolgenden Teilabschnitten zu­ führt. Das erfindungsgemäße Verfahren dieser Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Objektbild dem Bildsensor in zeitlich aufeinanderfolgenden Teilabschnitten zugeführt wird.

Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß das Objektbild bereits systemtechnisch bedingt dynamisch ist. Eine zusätzliche Dynami­ sierung kann daher bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ent­ fallen.

In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahme weist der Bildsensor eine zeilenförmige Anordnung von Bildpunk­ ten auf.

Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß die Anzahl der er­ forderlichen Bildpunkte und infolgedessen auch die Anzahl der möglichen Fehlerquellen reduziert ist. Hinzu kommt, daß ein be­ trachteter Bildpunkt bei einer zeilenförmigen Anordnung nur je­ weils zwei unmittelbar benachbarte Bildpunkte besitzt, durch die sein Ausgangssignal beeinflußt werden könnte. Auch hier­ durch wird die Anzahl möglicher Fehler reduziert. Das erfin­ dungsgemäße Verfahren somit wird einfacher und schneller.

In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahmen weist die Schutzvorrichtung ein räumlich ausgedehntes koopera­ tives Ziel auf, dessen Verlauf schräg zu einer Abtastrichtung der Abtastoptik angeordnet ist.

Ein kooperatives Ziel in diesem Sinne ist eine sich kontra­ streich vom umgebenden Hintergrund unterscheidende Struktur, die von der Auswerteeinheit der Schutzvorrichtung leicht iden­ tifiziert werden kann. Ein schräger Verlauf dieser Struktur in Bezug zu der Abtastrichtung führt auf sehr einfache und damit kostengünstige Weise zu einer effektiven Dynamisierung des auf­ genommenen Objektbildes, da die Position der Struktur in dem abgetasteten Objektbild schrittweise über den Bildsensor wan­ dert.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungs­ gemäße Schutzvorrichtung;

Fig. 2 die Bildaufnahmeeinheit einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung mit einem verschieblichen Bildsen­ sor;

Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines verschieblichen Bildsensors;

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines verschiebli­ chen Bildsensors;

Fig. 5 einen Bildsensor mit einem schematisch dargestellten Objektbild;

Fig. 6 den Bildsensor aus Fig. 5 mit einem relativ ver­ schobenen Objektbild;

Fig. 7 einen Bildsensor mit einem streifenförmigen Objekt­ bild sowie einem theoretischen Grauwertprofil;

Fig. 8 den Bildsensor aus Fig. 7 mit einem tatsächlichen Grauwertprofil;

Fig. 9a) bis c) Ausführungsbeispiele für definierte Muster mit hel­ len und dunklen Bereichen;

Fig. 10 eine Bildaufnahmeeinheit mit einer Testeinrichtung zum Verändern des Strahlengangs für das Objektbild;

Fig. 11 eine Bildaufnahmeeinheit mit einer Testeinrichtung zum Überlagern eines Lichtsignals;

Fig. 12 ein Objektbild der Bildaufnahmeeinheit aus Fig. 11;

Fig. 13 eine weitere Bildaufnahmeeinheit mit einer Test­ einrichtung zum Überlagern eines Lichtsignals;

Fig. 14 eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung mit einer Abtastoptik; und

Fig. 15 die Abtastoptik der Schutzvorrichtung aus Fig. 14.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.

Die Schutzvorrichtung 10 dient zum Absichern eines Gefahren­ bereichs 12, der sich dadurch ergibt, daß eine automatisiert arbeitende Maschine 14 in Richtung des Pfeils 16 beweglich ist.

Mit der Bezugsziffer 18 ist eine Bildaufnahmeeinheit bezeich­ net, deren Aufbau anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert wird. Die Bildaufnahmeeinheit 18 nimmt das Ab­ bild eines kooperativen Ziels 20 auf. Sie bildet damit eine virtuelle Barriere 22, die den Gefahrenbereich 12 absichert, da ein Durchbrechen der virtuellen Barriere 22 vor dem Hintergrund des kooperativen Ziels 20 leicht erkannt werden kann.

Die Bildaufnahmeeinheit 18 ist mit einer Auswerte- und Steuer­ einheit 24 verbunden, die bei einem Durchbrechen der virtuellen Barriere 22 eine Sicherheitsfunktion auslöst. Die Sicherheits­ funktion beinhaltet beispielsweise, daß die Auswerte- und Steu­ ereinheit 24 die Maschine 14 abschaltet oder anderweitig in ei­ nen gefahrlosen Zustand versetzt.

In Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Bildauf­ nahmeeinheit für die Schutzvorrichtung 10 insgesamt mit der Be­ zugsziffer 30 bezeichnet.

Die Bildaufnahmeeinheit 30 weist einen Bildsensor 32 auf, der eine Vielzahl von einzelnen Bildpunkten 34 beinhaltet. Die ein­ zelnen Bildpunkte 34 werden in der Fachsprache häufig als Pixel bezeichnet. Mit der Bezugsziffer 36 ist eine Positioniereinheit bezeichnet, auf der der Bildsensor 32 angeordnet ist. Die Posi­ tioniereinheit 36 ist in Richtung des Pfeils 38 sowie senkrecht zur Papierebene bewegbar.

Mit der Bezugsziffer 40 ist eine Sensoransteuerung bezeichnet, die bevorzugt mit Hilfe eines sogenannten FPGA (Field Pro­ grammable Gate Array) oder eines digitalen Signalprozessors realisiert ist. Die Sensoransteuerung 40 adressiert unter ande­ rem die einzelnen Bildpunkte 34 des Bildsensors 32 und liest deren Bildinhalt aus.

Mit der Bezugsziffer 42 ist eine Testeinrichtung zum Überprüfen der Funktionssicherheit der Bildaufnahmeeinheit 30 und insbe­ sondere des Bildsensors 32 bezeichnet. Die Testeinrichtung 42 beinhaltet eine Auswerteeinheit 44, in der eine Erwartungshal­ tung 46 rechnerisch ermittelt wird und/oder in anderer geeigne­ ter Form abgelegt ist. Die Erwartungshaltung 46 beinhaltet Er­ wartungswerte für die einzelnen Bildpunkte, die ein fehlerfreier Bildsensor 32 beim Überprüfen seiner Funktionssicherheit liefern muß.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet die Aus­ werteeinheit 44 hier auch die Funktion der Auswerte- und Steu­ ereinheit 24 aus Fig. 1. Dies ist jedoch für die Realisierung der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt erforderlich.

Die Testeinrichtung 42 beinhaltet des weiteren eine Positions­ steuerung 48, die über die Positioniereinheit 36 die räumliche Position des Bildsensors 32 bestimmt.

Mit der Bezugsziffer 50 ist ein Objektbild bezeichnet, das von dem Bildsensor 32 in Richtung des Pfeils 52 (Bildeinfalls­ richtung) über eine Aufnahmeoptik 54 aufgenommen wird. Die Auf­ nahmeoptik besitzt eine optische Achse, die mit der Bezugszif­ fer 55 bezeichnet ist. Der Strahlengang der Aufnahmeoptik 54 ist mit der Bezugsziffer 56 bezeichnet.

In den Fig. 3 und 4 sind Ausführungsbeispiele für die Posi­ tioniereinheit 36 dargestellt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dabei dieselben Elemente wie in den vorhergehenden Figuren.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 beinhaltet die Positio­ niereinheit 36 einen Träger 58 für den Bildsensor 32, der aus einem Piezomaterial besteht. Der Träger ist mit einer Span­ nungsquelle 60 verbunden. In Abhängigkeit von der jeweils ange­ legten Spannung U ändern sich die geometrischen Abmessungen des Trägers 58 aufgrund des bekannten Piezoeffektes, wodurch der Bildsensor 32 in Richtung der Pfeile 62, 64 verschoben wird. Eine derartige Verschiebung eines Bildsensors 32 mit Hilfe eines Piezoantriebs ist aus einem anderen Bereich der Bildverar­ beitung, nämlich der Herstellung von hochauflösenden Kameras bekannt. Eine auf diesem Prinzip basierende, hochauflösende Ka­ mera ist beispielsweise in einem Prospekt, der Firma Jenoptik, 85386 Eching, Deutschland beschrieben.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist die Positionier­ einheit zur Unterscheidung von dem vorhergehenden Ausführungs­ beispiel mit der Bezugsziffer 36' bezeichnet. Die Positio­ niereinheit 36' weist einen Träger 66 auf, der mit Hilfe eines mikromechanischen Antriebs 68 in Richtung des Pfeils 62 beweg­ bar ist. Der Bildsensor 32 ist seinerseits verschieblich auf dem Träger 66 befestigt, und zwar über einen zweiten mikrome­ chanischen Antrieb 70 in Richtung des Pfeils 64.

In beiden Ausführungsbeispielen kann der Bildsensor 32 quer zur optischen Achse 55 und damit quer zur Einfallsrichtung 52 des Objektbildes 50 verschoben werden.

In den Fig. 5 und 6 wird die Auswirkung der relativen Ver­ schiebung des Bildsensors 32 und des Objektbildes 50 erkennbar. Das hier schematisch dargestellte Objektbild 50 umfaßt einen zentralen helleren Bereich 72, der von einem dunklen Außenbe­ reich 74 umgeben ist. Mit der Bezugsziffer 46 ist ein zwischen diesen beiden Bereichen liegender, grauer Übergangsbereich be­ zeichnet. Entsprechend diesen unterschiedlich verteilten Bild­ bereichen nehmen die einzelnen Bildpunkte 34 des Bildsensors 32 unterschiedliche Bildinformationen auf.

In Fig. 5 befindet sich der hellere Bereich 72 mittig auf dem Bildsensors 32. Demgegenüber ist der hellere Bereich 72 in Fig. 6 aufgrund einer Verschiebung des Bildsensors 32 nach links verschoben. Dies hat zur Folge, daß beispielsweise der Bildpunkt 78 am linken Rand des Bildsensors 32 eine andere, nämlich hellere Bildinformation erhält. Wenn nun der Bildpunkt 78 beispielsweise einen Stuck-at-Fehler hätte, könnte die Aus­ werteeinheit 44 anhand der Erwartungshaltung 46 diesen Fehler erkennen, da der Bildpunkt 78 in diesem Fall bei seinem fehler­ haften, konstanten Bildinhalt bliebe.

Wie hieran nachzuvollziehen ist, ermöglicht eine pixelweise re­ lative Verschiebung des Objektbildes 50 und des Bildsensors 32 eine individuelle Funktionsüberprüfung der einzelnen Bildpunkte 34. Dabei ist im vorliegenden Fall sogar eine analoge Funkti­ onsüberprüfung der einzelnen Bildpunkte 34 möglich, da die Grauwerte im Übergangsbereich 76 gegenüber dem helleren Bereich 72 und dem dunklen Bereich 74 eine eigene Bildinformation dar­ stellen.

Ein besonderer Vorteil des hier beschriebenen Verfahrens be­ steht darin, daß implizit die Modulationsübertragungsfunktion, die jede Aufnahmeoptik 54 aufweist, ausgenutzt werden kann. Die Modulationsübertragungsfunktion beschreibt die Veränderungen des Objektbildes 50, die aufgrund von Beugung und der nicht­ idealen Übertragungseigenschaften der Aufnahmeoptik 54 hervor­ gerufen werden. Anschaulich schlägt sich die Modulationsüber­ tragungsfunktion vor allem in einer Streuung nieder, infolge der zwischen dem helleren Bereich 72 und dem dunklen Bereich 74 stets ein Übergangsbereich 76 entsteht.

Fig. 7 zeigt beispielhaft das theoretische Objektbild 50 eines kooperativen Ziels 20, das einen hellen, weißen Streifen 80 vor einem dunklen Hintergrund 82 beinhaltet. Nimmt man das Grau­ wertprofil dieses Objektbildes entlang der Linie 84 auf, erhält man einen theoretischen Verlauf entsprechend dem Diagramm 86 in Fig. 7. Tatsächlich ergibt sich auf dem Bildsensor 32 aufgrund der Modulationsübertragungsfunktion ein Objektbild, wie es bei­ spielhaft in Fig. 8 dargestellt ist. Der weiße Streifen 80 "streut" in den dunklen Hintergrund 82 hinein und es entsteht ein Übergangsbereich 88 mit einer mittleren Helligkeit. Der Verlauf des realen Grauwertprofils entlang der Linie 84 ist in dem Diagramm 90 dargestellt.

Fig. 9 zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele von Mustern 92, 94, 96 mit hellen und dunklen Bereichen, die eine besonders einfache Funktionsüberprüfung der einzelnen Bildpunkte 34 des Bildsensors 32 durch Verschieben ermöglichen. Mit Hilfe der­ artiger Muster sind sämtliche der eingangs beschriebenen Feh­ lerquellen einzelner Bildpunkte leicht feststellbar.

Bei der nachfolgenden Beschreibung weiterer Ausführungs­ beispiele der Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen wei­ terhin dieselben Elemente wie in den vorhergehenden Figuren.

In Fig. 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Bildauf­ nahmeeinheit für die Schutzvorrichtung 10 in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 100 bezeichnet.

Die Bildaufnahmeeinheit 100 unterscheidet sich von der Bildauf­ nahmeeinheit 30 gemäß Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß der Bildsensor 32 ortsfest angeordnet ist, während das Objektbild 50 durch Veränderung des Strahlengangs 56 relativ dazu verscho­ ben werden kann. Zu diesem Zweck weist die Bildaufnahmeeinheit 100 eine in Richtung des Pfeils 102 verschiebliche Aufnahmeop­ tik 54 auf, deren jeweilige Position über die Positionssteue­ rung 48 bestimmt wird. Die Bezugsziffer 104 bezeichnet eine Linse der Aufnahmeoptik 54. In Abhängigkeit von der jeweiligen Position der Linse 104 verschiebt sich die relative Lage des Objektbildes 50 auf dem Bildsensor 32.

In einem weiteren, hier nicht näher dargestellten Ausführungs­ beispiel wird der Strahlengang 56 des Objektbildes 50 elektro­ mechanisch verschoben. Dieses Prinzip ist beispielsweise von einer Bildaufnahmeeinheit der Firma Pixera Corp., Los Gatos, California, USA bekannt, die unter der Bezeichnung DiRactor^TM vertrieben wird.

In weiteren Ausführungsbeispielen wird die relative Verschie­ bung des Objektbildes mit Hilfe eines Scanspiegels und/oder ei­ nes Wendeprismas erzeugt. Des weiteren kann die Zwangsdynami­ sierung mit Hilfe eines rotierenden optischen Elements im Strahlengang der Bildaufnahmeeinheit erzeugt werden. Beispiels­ weise bewirkt ein rotierendes Prisma im Strahlengang eine Dre­ hung des gesamten Objektbildes auf dem Bildsensor. Eine rotie­ rende Keilplatte, d. h. eine lichtdurchlässige Platte mit einem quer zur optischen Achse zunehmenden Querschnitt bewirkt eine Bewegung jedes Bildpunktes auf einer definierten Kreisbahn.

Auch bei diesen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist eine pixelweise relative Verschiebung des Objektbildes 50 und des Bildsensors 32, d. h. eine Verschiebung in Schritten von etwa 10 µm möglich. Die Auswertung eines verschobenen Objektbildes und die Funktionsüberprüfung der Bildaufnahmeeinheit 100 er­ folgt dabei entsprechend der vorhergehenden Beschreibung.

In Fig. 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Bild­ aufnahmeeinheit für die Schutzvorrichtung 10 in seiner Gesamt­ heit mit der Bezugsziffer 120 bezeichnet.

Die Bildaufnahmeeinheit 120 weist im Unterschied zu den vorher­ gehenden Ausführungsbeispielen eine Lichtquelle 122 in Form ei­ nes Lasermoduls auf. Das Lichtsignal 124 der Lichtquelle 122 beleuchtet ein Objekt 126 im Beobachtungsbereich der Bildauf­ nahmeeinheit 120. Bevorzugt ist das Objekt 126 das kooperative Ziel 20 gemäß Fig. 1.

Die Testeinrichtung 42 der Bildaufnahmeeinheit 120 weist des weiteren eine Ablenkeinheit 128 auf, mit der das Lichtsignal 124 im Bereich des Objektes 126 in Richtung des Pfeils 130 so­ wie senkrecht zur Papierebene positionierbar ist. Mit Hilfe der Ablenkeinheit 128 ist es daher möglich, einen beliebigen Punkt im Bereich des Objektes 126 gezielt zu beleuchten.

Dies ist am Beispiel eines Objektbildes 50 in Fig. 12 darge­ stellt, in dem der Lichtpunkt des Lichtsignals 124 mit der Be­ zugsziffer 132 bezeichnet ist. Die Bildaufnahmeeinheit 120 nimmt das Objektbild 150 in der üblichen Art und Weise auf und wertet dieses zum Absichern des Gefahrenbereichs 12 aus. Dar­ über hinaus bestimmt die Auswerteeinheit 44 in dem auf­ genommenen Objektbild 50 die Position des Lichtpunktes 132 und überprüft anhand der Erwartungshaltung 46 die Funktionsfähig­ keit des Bildsensors 32.

Es versteht sich, daß anstelle eines Lichtpunktes 132 auch Lichtflecke oder gezielte Lichtmuster verwendet werden können.

In Fig. 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Bildauf­ nahmeeinheit für die Schutzvorrichtung 10 in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 140 bezeichnet.

Die Bildaufnahmeeinheit 140 unterscheidet sich von dem vorher­ gehenden Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 im wesentlichen da­ durch, daß das Lichtsignal 124 der Lichtquelle 122 nicht den Objektbereich, sondern den Bildsensor 32 beleuchtet. Im übrigen entspricht die Auswertung des Objektbildes 50 sowie das Verfah­ ren zum Überprüfen der Funktionssicherheit den vorhergehenden Erläuterungen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Zwangsdynami­ sierung des Objektbildes erzeugt, indem die Bildhelligkeit glo­ bal variiert wird. Dies ist ebenfalls mit einer zusätzlichen Lichquelle möglich.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 14 weist die im übrigen nicht näher dargestellte Bildaufnahmeeinheit eine Abtastoptik 150 auf, mit deren Hilfe dem Bildsensor das Objektbild 50 in zeitlich aufeinanderfolgenden Teilabschnitten 152 zugeführt wird. Die Abtastoptik 150 beinhaltet hier einen drehbar gela­ gerten Spiegel 154, dessen reflektiertes Abbild mit Hilfe eines Pinhole-Objektivs 156 aufgenommen wird. Das Pinhole-Objektiv 156 fokussiert das aufgenommene Abbild des Teilabschnitts 152 auf einen zeilenförmigen Bildsensor 158, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel 1024 × 1 Bildpunkte aufweist.

Mit den Bezugsziffern 160 und 162 sind zwei winklig zueinander angeordnete Wände bezeichnet, über deren Innenflächen sich eine schräg verlaufende Struktur 164 erstreckt. Die Struktur 164 bildet ein kooperatives Ziel, mit dessen Hilfe eine im vor­ liegenden Fall horizontal liegende virtuelle Barriere erzeugt wird. Die Struktur 164 verläuft dabei unter einem Winkel 166 zur Abtastrichtung 168 der Abtastoptik 150. Dies hat zur Folge, daß in den nacheinander aufgenommenen Objektbildern der Teil­ abschnitte 152 die Position der Struktur 164 jeweils unter­ schiedlich ist. Anschaulich gesprochen wandert das Abbild 170 der Struktur 164 mit zunehmendem Abtastvorgang in Richtung des Pfeils 172 über den zeilenförmigen Bildsensor 158. Infolge­ dessen ergibt sich bereits systembedingt eine Zwangsdynamisie­ rung des aufgenommenen Objektbildes. Da diese Zwangsdynamisie­ rung aufgrund der räumlichen Anordnung determiniert ist, kann sie zum Überprüfen der Funktionssicherheit der Schutzvorrich­ tung in gleicher Weise, wie zuvor beschrieben, verwendet wer­ den.

Da Objektbild für den gesamten abgetasteten Objektbereich wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem hier nicht dargestellten Bildspeicher der Bildaufnahmeeinheit aus den einzelnen aufgenommenen Teilabschnitten wieder zusammenge­ setzt, so daß sich auch bei diesem Ausführungsbeispiel der Er­ findung ein vollständiges Abbild des aufgenommenen Objekt­ bereichs als Objektbild ergibt. Die eigentliche Auswertung des Objektbildes kann daher in bekannter Weise erfolgen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel dieser Anordnung, das in Fig. 15 nur ausschnittsweise mit dem Pinhole-Objektiv 156 und dem Zeilensensor 158 dargestellt ist, ist der drehbare Spiegel 174 auf seiner Vorderseite 176 und seiner Rückseite 178 ver­ spiegelt. Des weiteren ist der Spiegel 174 in seiner Drehachse um etwa 1 bis 2° zur Vertikalen geneigt. Eine derartige Anordnung hat zur Folge, daß auch eine gleichmäßig horizontal verlaufende Struktur 164 dynamisch auf den Zeilensensor 158 ab­ gebildet wird, da nämlich das Abbild der Struktur 164 in diesem Fall wechselweise zwischen zwei zueinander versetzten Positio­ nen hin- und herspringt.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann anstelle oder er­ gänzend zu einer schräg verlaufenden Struktur 164 auch die ge­ samte Abtastoptik 150 geneigt sein, vorzugsweise um etwa 10° zur Horizontalen. Auch in diesem Fall ergibt sich aufgrund der Abtastung eine automatische Dynamisierung des aufgenommenen Ob­ jektbildes.

Anstelle eines Pin-Hole-Objektives kann in den zuvor beschrie­ benen Ausführungsbeispielen auch ein Scanobjektiv oder ein tele­ zentrisches Objektiv verwendet werden.

Alternativ oder ergänzend zu den bisher beschriebenen Aus­ führungsbeispielen ist es darüber hinaus möglich, den Bildsen­ sor 32 einem optisch/elektrischen Funktionstest ähnlich demje­ nigen zu unterziehen, wie er bei der Funktionsüberprüfung von Halbleiterspeichern bekannt ist. Der Bildsensor kann dabei als optischer, analoger Speicher angesehen werden, in den Bildin­ formationen optisch eingeschrieben werden. Eine Funktionsüber­ prüfung kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß der Bildsen­ sor in an sich bekannter Weise mit Hilfe einer Lichtquelle der­ art stark geblendet wird, daß eine Ladungssättigung in allen Bildpunkten entsteht. Anschließend werden dann einzelne Bild­ punkte mit Hilfe einer Reset-Schaltung zurückgesetzt, um ein gewünschtes Testmuster zu erzeugen. Durch geeignete Wahl dieses Testmusters ist es möglich, mehrere Fehler während eines Testzyklus zu erkennen. Wenn zudem die Leuchtdiode während des Tests eingeschaltet bleibt, baut sich in den zurückgesetzten Bildpunkten erneut eine Ladung auf, deren Größe von der zur Verfügung stehenden Integrationszeit abhängig ist. Auf diese Weise können zusätzlich zu den beiden Maximalwerten unter­ schiedliche Grauwerte realisiert werden.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel nach diesem Prinzip ist es möglich, anstelle einer Reset-Funktion einzelne Bild­ punkte beim Blenden des Bildsensors gezielt abzudecken, so daß auf diese Weise ein auswertbares Testmuster erzeugt wird. Das Abdecken einzelner Bildpunkte erfolgt vorzugsweise mit Hilfe einer LCD-Matrix, die vor dem Bildsensor angeordnet ist. Ebenso können zu diesem Zweck jedoch auch die an sich bekannten elek­ tronischen Shutter verwendet werden, sofern diese eine Abdec­ kung einzelner Bildpunkte oder Cluster erlauben.

Bei all diesen Verfahren zum Überprüfen der Funktionssicherheit ist es erforderlich, auftretende Fehler in einzelnen Bild­ punkten 34 des Bildsensors 32 zu entdecken, um mit der gesamten Schutzvorrichtung 10 die Sicherheitskategorie 3 oder 4 der eu­ ropäischen Norm EN 954-1 zu erreichen. Je nach Größe des ver­ wendeten Bildsensors sind dabei unterschiedliche Testmuster möglich.

Claims (30)

1. Schutzvorrichtung zum Absichern eines Gefahrenbereichs (12), insbesondere des Gefahrenbereichs einer automati­ siert arbeitenden Maschine (14), mit einer Bildaufnahme­ einheit (18; 30; 100; 120; 140) zum Aufnehmen eines Ob­ jektbildes (50), die einen Bildsensor (32; 158) mit einer Vielzahl von lichtempfindlichen Bildpunkten (34, 78) bein­ haltet, mit einer Auswerte- und Steuereinheit (24), die in Abhängigkeit von dem aufgenommenen Objektbild (50) eine Sicherheitsfunktion auslöst, und mit einer Testeinrichtung (42) zum Überprüfen der Funktionssicherheit zumindest der Bildaufnahmeeinheit (18; 30; 100; 120; 140), dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Testeinrichtung (42) Mittel (36, 48; 48, 102; 48, 128; 150) aufweist, um ein dem Bildsensor (32) zugeführtes Objektbild (50) gezielt zu dynamisieren.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Testeinrichtung (42) Mittel (36, 48; 48, 102; 48, 128; 150) aufweist, um das dem Bildsensor (32) zugeführte Objektbild (50) in Bezug auf definierte Bildpunkte (78) zu dynamisieren.

3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Testeinrichtung (42) Mittel (36, 48; 48, 102; 48, 128; 150) aufweist, um das dem Bildsensor (32) zugeführte Objektbild (50) in Bezug auf einzelne Bildpunk­ te (78) zu dynamisieren.

4. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Testeinrichtung (42) Mittel zum Dynamisieren (36, 48, 58, 60; 36', 48, 68, 70; 48, 102) aufweist, die den Bildsensor und das Objektbild rela­ tiv zueinander verschieben.

5. Schutzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsensor (32) in seiner räumlichen Position ver­ schiebbar ist.

6. Schutzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsensor (32) quer zu einer optischen Achse (55) der Bildaufnahmeeinheit (30) verschiebbar ist.

7. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmeeinheit (100) eine Aufnahmeoptik (54) mit einem Strahlengang (56) für das Objektbild (50) aufweist, wobei der Strahlengang (56) mit Hilfe der Testeinrichtung (42) veränderbar ist.

8. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Bildsensor (32) und das Ob­ jektbild (50) pixelweise zueinander verschiebbar sind.

9. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Testeinrichtung (42) eine Lichtquelle (122) aufweist, um dem Objektbild (50) ein veränderbares Lichtsignal (124) zu überlagern.

10. Schutzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (122) eine Laserlichtquelle ist.

11. Schutzvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lichtquelle (122) einen Objektbereich (126) beleuchtet.

12. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (122) den Bild­ sensor (32) beleuchtet.

13. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß sie eine Abtastoptik (150) auf­ weist, die dem Bildsensor (158) das Objektbild (50) in zeitlich aufeinanderfolgenden Teilabschnitten (152) zuzu­ führen.

14. Schutzvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der Bildsensor (158) eine zeilenförmige Anordnung von Bildpunkten (34) aufweist.

15. Schutzvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie ein räumlich ausgedehntes kooperati­ ves Ziel (164) aufweist, dessen Verlauf schräg zu einer Abtastrichtung (168) der Abtastoptik (150) angeordnet ist.

16. Verfahren zum Überprüfen der Funktionssicherheit eines Bildsensors (32; 158), der eine Vielzahl von lichtempfind­ lichen Bildpunkten (34, 78) beinhaltet, wobei der Bildsen­ sor (32; 158) im Arbeitsbetrieb ein Objektbild (50) auf­ nimmt, wobei ferner dem Bildsensor (32; 158) zum Überprü­ fen der Funktionssicherheit ein definiertes Testbild zuge­ führt wird, und wobei das von dem Bildsensor (32; 158) aufgenommene Testbild mit einer definierten Erwartungshaltung (46) verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektbild (50) mit Hilfe einer Testeinrichtung (42) ge­ zielt dynamisiert wird und daß das dynamisierte Objektbild als Testbild verwendet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektbild (50) in Bezug auf definierte Bildpunkte (78) dynamisiert wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeich­ net, daß das Objektbild (50) in Bezug auf einzelne Bild­ punkte (78) dynamisiert wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bildsensor (32) und das Objektbild (50) relativ zueinander verschoben werden.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsensor (32) mit Hilfe der Testeinrichtung (42) verschoben wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsensor (32) quer zu einer optischen Achse (55) verschoben wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bildsensor (32) mit einer Auf­ nahmeoptik (54) mit einem Strahlengang (56) für das Ob­ jektbild (50) gekoppelt ist und daß mit Hilfe der Testein­ richtung (42) der Strahlengang (56) verändert wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bildsensor (32) und das Objektbild (50) pixelweise zueinander verschoben werden.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Objektbild (50) ein definiertes Mu­ ster (92; 94; 96) mit hellen und dunklen Bereichen auf­ weist.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dem Objektbild (50) zum Dynamisieren ein veränderbares Lichtsignal (124) überlagert wird.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtsignal (124) mittels eines Laserstrahls erzeugt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeich­ net, daß das Lichtsignal (124) einen Objektbereich (126) beleuchtet.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Lichtsignal (124) den Bildsensor (32) beleuchtet.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 28, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Objektbild (50) dem Bildsensor (158) in zeitlich aufeinanderfolgenden Teilabschnitten (152) zu­ geführt wird.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bildsensor (158) mit einer zeilenförmigen Anordnung von Bildpunkten verwendet wird.