DE102004035243A1

DE102004035243A1 - Kameraanordnung

Info

Publication number: DE102004035243A1
Application number: DE102004035243A
Authority: DE
Inventors: Ingolf Braune
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2004-07-21
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2024-07-22
Also published as: DE102004035243B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kameraanordnung zur Überwachung eines Gefahrenbereichs mit einer Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Gefahrenbereichs, einem Bildsensor zur Erfassung von Empfangslicht und einer zur Veränderung der Beleuchtung ausgelegten Testvorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Bildsensors. Die Kameraanordnung besitzt einen dem Bildsensor vorgeordneten Strahlteiler zur Auskopplung eines Empfangslichtanteils und einen Lichtsensor zum Empfang des ausgekoppelten Empfangslichts. Die Testvorrichtung ist zum Vergleich des vom Lichtsensor empfangenen Lichts mit dem von zumindest einem Bereich des Bildsensors empfangenen Licht geeignet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kameraanordnung zur Überwachung eines Gefahrenbereichs mit einer Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Gefahrenbereichs, einem Bildsensor zur Erfassung von Empfangslicht und einer Testvorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Bildsensors.

Bei Kameraanordnungen, die in Gefahrenbereichen, beispielsweise im Zusammenhang mit gefährlichen Maschinen, eingesetzt werden, besteht das Erfordernis, mit höchstmöglicher Sicherheit die Funktionsfähigkeit der gesamten Anordnung zu garantieren. Um dies zu erreichen, sind aus dem Stand der Technik beispielsweise die folgenden Maßnahmen bekannt:
In der deutschen Patentanmeldung DE 102 24 031 ist unter anderem ein zweikanaliger Aufbau beschrieben, bei welchem parallel zwei Bildsensoren eingesetzt werden, so dass auch dann, wenn ein Bildsensor defekt ist, über den anderen Bildsensor immer noch eine Überwachung erfolgen kann. Um auch Fehler in der den Bildsensoren nachgeschalteten Auswerteelektronik abzufangen, kann auch diese Auswerteelektronik als zweikanalige Verarbeitungsstruktur ausgelegt werden, so dass bei einem defekten Kanal der andere Kanal immer noch funktioniert.

Die Tatsache, dass bei der beschriebenen Lösung der Bildsensor doppelt vorhanden sein muss, bedingt auf nachteilige Weise einen hohen wirtschaftlichen Aufwand.

Es sind ferner beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 100 17 333 C2 Anordnungen mit nur einem Bildsensor bekannt, bei denen im Überwachungsbereich ein definiertes Muster vorhanden ist, wobei in regelmäßigen Abständen überprüft wird, ob dieses Muster mit dem Bildsensor korrekt erkannt werden kann. Auf diese Art und Weise kann zwar die Funktionsfähigkeit des Bildsensors überprüft werden, allerdings ist es auf nachteilige Weise nötig, die genannten Muster im Sichtbereich des Bildsensors anzuordnen, was oftmals störend ist. In bestimmten Anwendungsfällen werden die genannten Muster auch in den zu überwachenden Gefahrenbereich periodisch projiziert. Hierbei ist jedoch von Nachteil, dass Bedienungspersonen durch blinkende Muster gestört werden oder der Hintergrund, auf den das Muster projiziert wird, keine ausreichenden Reflexionseigenschaften besitzt, so dass das Muster vom Bildsensor nicht einwandfrei erkannt werden kann.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kameraanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass mit geringem wirtschaftlichem Aufwand ein höchstmögliches Maß an Sicherheit erreichbar ist, wobei die Anordnung insbesondere die Tätigkeit von Bedienungspersonen nur in einem minimalen Maß oder überhaupt nicht beeinträchtigen soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst,
dass die Testvorrichtung zur Veränderung der Beleuchtung ausgelegt ist,
dass dem Bildsensor ein Strahlteiler zur Auskopplung eines Empfangslichtanteils vorgeordnet ist,
dass ein Lichtsensor zum Empfang des ausgekoppelten Empfangslichts vorgesehen ist, und
dass die Testvorrichtung zum Vergleich des vom Lichtsensor empfangenen Lichts mit dem von zumindest einem Bereich des Bildsensors empfangenen Licht ausgelegt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Kameraanordnung wird also das zur Anordnung gelangende Empfangslicht in zumindest zwei Teile aufgeteilt, wobei ein erster Teil zum Bildsensor und ein weiterer Teil zu dem erfindungsgemäß vorgesehenen zusätzlichen Lichtsensor gelangt. Die Testvorrichtung vergleicht dann das vom Lichtsensor empfangene Licht mit dem vom Bildsensor empfangenen Licht. Wenn nun auf Seiten der das Empfangslicht beeinflussenden Beleuchtung eine Veränderung erfolgt, wirkt sich diese Veränderung auf die beiden genannten Teile des Empfangslichts aus, was zur Folge hat, dass die Veränderung sowohl über den Lichtsensor als auch über den Bildsensor erfasst werden kann. Mittels des in der Testvorrichtung stattfindenden Vergleichs kann dann festgestellt werden, ob Lichtsensor und Bildsensor die genannte Veränderung in gleicher Weise erfassen. Wenn dies nicht der Fall ist, kann davon ausgegangen werden, dass entweder der Bildsensor oder der Lichtsensor defekt sind, so dass in diesem Fall ein Warnsignal abgegeben werden kann oder gegebenenfalls die Maschine gestoppt wird.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass anstelle eines zweiten Bildsensors lediglich ein Lichtsensor benötigt wird, welcher beispielsweise kostengünstig als einzelnes photoempfindliches Element oder als Anordnung aus mehreren photoempfindlichen Elementen ausgelegt werden kann. Als photoempfindliche Elemente können einfache Phototransistoren zum Einsatz gelangen, was natürlich mit einem deutlich geringeren Aufwand verbunden ist als der aus dem Stand der Technik bekannte Einsatz eines zweiten Bildsensors.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass es nicht nötig ist, in den Gefahrenbereich Muster zu projizieren oder im Gefahrenbereich stationäre Muster anzuordnen, so dass erfindungsgemäß keine Störung der Bedienperson in ihren Handlungen erfolgt. Die erfindungsgemäß auf Seiten der Beleuchtung vorzunehmenden Veränderungen können so gering sein, dass sie von einer Bedienperson kaum wahrnehmbar, von Bildsensor und Lichtsensor jedoch erfassbar sind. Alternativ können diese Veränderungen auch im nicht sichtbaren Bereich erfolgen, sofern Lichtsensor und Bildsensor zur Erfassung nicht sichtbarer Lichtanteile ausgelegt sind. Bei dieser Ausführungsvariante sind für eine Bedienperson überhaupt keine Veränderungen der Beleuchtung wahrnehmbar.

Um den in der Testvorrichtung stattfindenden Vergleich mit möglichst hoher Qualität durchführen zu können, ist es von Vorteil, wenn der den Lichtsensor beaufschlagende Querschnittsbereich des Empfangslichtstrahls auch denjenigen Bereich des Bildsensors beaufschlagt, welcher letztlich für den Vergleich heranzogen wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sich die beleuchtungsseitig vorgenommenen Veränderungen in identischer Weise auf den Bildsensor wie auch auf den Lichtsensor auswirken.

Bevorzugt ist es, wenn die Testvorrichtung zum Vergleich der vom Lichtsensor ermittelten Beleuchtungsstärke mit der von zumindest einem Bereich des Bildsensors ermittelten Beleuchtungsstärke ausgelegt ist. Die Beleuchtungsstärke lässt sich beleuchtungsseitig auf besonders einfache Weise steuern bzw. verändern. Auch ein Vergleich der vom Bildsensor und vom Lichtsensor gelieferten Signale lässt sich bei einer Veränderung der Beleuchtungsstärke besonders einfach durchführen, da lediglich die von den einzelnen Sensorelementen des Bildsensors erfassten Beleuchtungsstärken addiert werden und mit dem vom Lichtsensor gelieferten Signal verglichen werden müssen. Der den Lichtsensor beaufschlagende Empfangslichtanteil wird nämlich vom Lichtsensor aufgrund der ihm immanenten Funktionsweise zwangsläufig und automatisch integriert, so dass der vom Lichtsensor gelieferte integrale Messwert der genannten Summe der einzelnen Beleuchtungsstärken der Einzelelemente des Bildsensors entspricht.

Alternativ zur Veränderung der Beleuchtungsstärke kann beispielsweise auch in einem von einer Bedienperson kaum wahrnehmbaren Umfang die Farbe des von der Beleuchtung ausgesandten Lichts verändert werden. Wenn Bildsensor und Lichtsensor dann zur Erfassung von Farbveränderungen ausgelegt sind, kann durch die erfindungsgemäß vorgesehene Testvorrichtung auch ein Vergleich der von Lichtsensor und Bildsensor ermittelten Farbveränderungen erfolgen, so dass somit letztlich das gleiche Ziel erreichbar ist, wie mit einer Veränderung der Beleuchtungsstärke.

Wenn mit einer die Beleuchtungsstärke verändernden Beleuchtungseinrichtung gearbeitet wird, kann die Testvorrichtung zur Abgabe eines Fehlersignals für den Fall ausgelegt werden, dass sich die vom Lichtsensor ermittelte Beleuchtungsstärke nicht proportional zu der von zumindest einem Bereich des Bildsensors ermittelten Beleuchtungsstärke ändert. Wenn die Proportionalität nicht gegeben ist, kann nämlich davon ausgegangen werden, dass entweder der Lichtsensor oder der Bildsensor defekt ist, so dass in diesem Fall die Abgabe eines Fehlersignals angezeigt ist.

Der in der Testvorrichtung stattfindende Vergleich kann für jedes oder aber auch für jedes n-te vom Bildsensor erfasste Bild durchgeführt werden. Grundsätzlich ist es sinnvoll, den Vergleich in regelmäßigen, kurzen Zeitabständen durchzuführen, um so sicherzustellen, dass die Funktionsfähigkeit des Bildsensors praktisch kontinuierlich überprüft wird. Auf diese Weise kann mit einer sehr kurzen Reaktionszeit ein Fehlersignal abgegeben werden bzw. ein Abschalten einer gefährlichen Maschine erfolgen, wenn im Rahmen der erfindungsgemäßen Kameraanordnung festgestellt wird, dass der Bildsensor oder der Lichtsensor defekt ist.

Die die Beleuchtungseinrichtung beaufschlagende Testeinrichtung kann zur insbesondere kontinuierlichen Veränderung der Beleuchtungsstärke oder der Lichtfarbe der Beleuchtungseinrichtung ausgelegt sein. Eine solche kontinuierliche Veränderung stellt sicher, dass ständig Veränderungen auftreten, die von der Testvorrichtung erfasst werden können und die eine zeitlich praktisch lückenlose Überwachung des Bildsensors ermöglichen. Bei Veränderung der Lichtfarbe kann ein Bildsensor eingesetzt werden, dessen einzelne Farbpixel separat ausgewertet und mit den Signalen des Lichtsensors verglichen werden. Als Beleuchtungseinrichtung eignet sich in diesem Fall zum Beispiel eine spektral abstimmbare LED-Lichtquelle.

Die Testvorrichtung kann zur Veränderung der Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinrichtung in einem Bereich von +/- 30%, bevorzugt von +/- 5% bis +/- 15%, bezogen auf eine gewünschte Nenn-Beleuchtungsstärke ausgelegt werden. Innerhalb dieses Bereichs kann davon ausgegangen werden, dass eine Bedienungsperson durch eine Variation der Beleuchtungsstärke in ihrer Arbeit nicht oder nur unwesentlich gestört wird.

Bevorzugt ist die Testvorrichtung zur periodischen Veränderung der Beleuchtungsstärke oder der Lichtfarbe der Beleuchtungseinrichtung ausgelegt, so dass die Beleuchtungseinrichtung auf einfache, sich ständig wiederholende Weise angesteuert werden kann. Die Periodendauer der Veränderung kann beispielsweise zwischen einer Millisekunde und 10 Millisekunden betragen, da mit derart schnellen Veränderungen eine Flimmer freiheit der Beleuchtung sichergestellt werden kann. Die Frequenz der Veränderungen der Beleuchtung darf auf der anderen Seite aber nicht über der Aufnahmerate (Frame-Rate) des Bildsensors liegen, da dieser sonst die Veränderungen nicht mehr erfassen könnte. Frame-Rates von 1000 frames pro Sekunde sind jedoch durchaus realisierbar, so dass Periodendauern von 1ms bzw. Frequenzen von 1000 Hz ohne weiteres eingesetzt werden können.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Beleuchtungseinrichtung zur Aussendung von sichtbarem Licht einschließlich eines zusätzlichen Infrarotanteils, die Testvorrichtung zur Veränderung zumindest des Infrarotanteils der Beleuchtung und der Lichtsensor und der Bildsensor neben dem Empfang von sichtbarem Licht auch zum Empfang von Infrarotlicht ausgelegt sind. In diesem Fall kann die Beleuchtungseinrichtung einen im Wesentlichen unveränderlichen sichtbaren Lichtanteil aussenden, welcher zu einer entsprechend unveränderlichen und eine Bedienperson in keiner Weise störenden Ausleuchtung des überwachten Gefahrenbereichs genutzt werden kann. Eine Veränderung des sichtbaren Lichtanteils kann in diesem Fall lediglich zur Anpassung der Beleuchtung an Umgebungs- oder Verschmutzungsbedingungen erfolgen. Neben dem erwähnten sichtbaren Lichtanteil wird der genannte Infrarotanteil, welcher durch die Testvorrichtung verändert wird, genutzt, um die erfindungsgemäße Überprüfung des Bildsensors durchzuführen. Sämtliche Veränderungen des Infrarotanteils, die für den erfindungsgemäßen Test nötig sind, können dementsprechend von einer Bedienperson nicht wahrgenommen werden, da sie im nicht sichtbaren Bereich stattfinden.

Bei bestimmten Ausführungsvarianten der Erfindung können dem Bildsensor mehrere Strahlteiler zur Auskopplung von Empfangslichtanteilen unterschiedlicher Spektralbereiche vorgeordnet werden. Beispielsweise kann mittels eines ersten Strahlteilers ein sichtbarer Lichtanteil ausgekoppelt werden, welcher für eine nachfolgend noch erläuterte Regelung der Beleuchtungsstärke herangezogen wird. Ein zweiter Strahlteiler kann einen Infrarotanteil auskoppeln, der für den vorstehend erläuterten, erfindungsgmäßen Test verwendet wird. Weitere Spektralanteile können mittels weiterer Strahlteiler für beliebige andere Zwecke ausgekoppelt werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung ergibt sich dann, wenn die Testvorrichtung zur Anpassung der mittleren Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinrichtung an die jeweiligen Umgebungsbedingungen ausgelegt ist. Durch eine derartige Anpassung lässt sich eine stets optimale Ausleuchtung des Gefahrenbereichs erreichen, wobei gleichzeitig in energiesparender Weise sichergestellt wird, dass die Beleuchtung weder zu dunkel noch zu hell ist. Weiterhin lässt sich durch die genannte Anpassung erreichen, dass seitens der Kameraanordnung auftretende Verschmutzungen durch eine verstärkte Beleuchtung ausgeglichen werden.

Um die genannte Anpassung der mittleren Beleuchtungsstärke zu realisieren, kann die Testvorrichtung zum Vergleich der vom Lichtsensor ermittelten mittleren Beleuchtungsstärke mit einem Sollwert ausgelegt sein.

Durch diesen Vergleich kann dann die Beleuchtungseinrichtung derart angesteuert werden, dass die mittlere Beleuchtungsstärke jeweils an den Sollwert angepasst wird.

Um sicherzustellen, dass eine seitens der Kameraanordnung auftretende Verschmutzung nicht zu groß wird, kann die Testvorrichtung weiterhin zur Abgabe eines Verschmutzungssignals ausgelegt werden, welches immer dann angegeben wird, wenn auch mit einer nach oben angepassten Beleuchtungsstärke der im Rahmen der Testvorrichtung hinterlegte Soll wert oder ein vom Sollwert abweichender Verschmutzungsschwellwert nicht mehr erreicht werden kann.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; in diesen zeigen:

1 ein Blockschaltbild einer möglichen erfindungsgemäßen Anordnung, und

2 den zeitlichen Verlauf der Beleuchtungsstärke einer erfindungsgemäß eingesetzten Beleuchtungseinrichtung.

Das Blockschaltbild gemäß 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kameraanordnung 1, welche u.a. einen Bildsensor 2 umfasst, der zur Aufnahme von Empfangslicht geeignet ist.
Das Empfangslicht wird von einer Beleuchtungseinrichtung 3 generiert, welche einen in 1 nicht dargestellten Gefahrenbereich ausleuchtet. Im Gefahrenbereich befindliche Gegenstände reflektieren das von der Beleuchtungseinrichtung 3 kommende Licht u.a. in Richtung des Bildsensors 2, so dass der Bildsensor 2 letztlich zur Erfassung eines Bildes des ausgeleuchteten Gefahrenbereichs geeignet ist.
Im Empfangslichtweg des Bildsensors 2 ist ein gegenüber der Hauptrichtung des Empfangslichts um 45° geneigter Strahlteiler 4 vorgesehen, durch den ein Teil des Empfangslichts ungehindert durchtreten kann, um auf diese Weise zum Bildsensor 2 zu gelangen. Ein weiterer Anteil des Empfangslichts wird jedoch durch den Strahlteiler 4 um 90° umgelenkt, so dass er zu einem vom Bildsensor 2 entfernt, jedoch innerhalb eines Gehäuses der Kameraanordnung 1 angeordneten Lichtsensor 5 gelangt.
Sowohl die vom Lichtsensor 5 als auch die vom Bildsensor 2 generierten Signale werden einer Testvorrichtung 6 zugeführt, welche in redundanter Weise zweikanalig mit zwei Verarbeitungsblöcken 7, 8 ausgeführt sein kann.
Die Testvorrichtung 6 weist ferner einen Steuerausgang auf, welcher die Beleuchtungseinrichtung 3 beaufschlagt und beispielsweise die Beleuchtungsstärke oder die Lichtfarbe der Beleuchtungseinrichtung 3 beeinflussen kann.
Beim Betrieb einer Anordnung gemäß 1 steuert die Testvorrichtung 6 die Beleuchtungseinrichtung 3 beispielsweise derart an, dass deren Beleuchtungsstärke periodisch in einem geringen Umfang verändert wird. Diese Veränderungen werden dann sowohl vom Bildsensor 2 als auch vom Lichtsensor 5 erfasst und der Testvorrichtung 6 zugeführt. In der Testvorrichtung 6 wird überprüft, ob die von Bildsensor 2 und Lichtsensor 5 ermittelten Veränderungen zueinander proportional sind. Wenn dies der Fall ist, signalisiert dies eine einwandfreie Funktion von Bildsensor 2 und Lichtsensor 5. Sollte die Proportionalität nicht gegeben sein, kann die Testvorrichtung 6 die Abgabe eines Fehlersignals auslösen, welches beispielsweise signalisiert, dass der Bildsensor 2 defekt ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der in 1 dargestellten Anordnung ist in der Testvorrichtung 6 ein Sollwert hinterlegt, welcher eine mittlere Beleuchtungsstärke symbolisiert, die vom Bildsensor 2 empfangen werden muss, um eine sichere Überwachung des Gefahrenbereichs zu gewährleisten. Wenn nun ein in der Testvorrichtung 6 stattfindender Vergleich der vom Bildsensor 2 gelieferten Beleuchtungsstärke mit dem gespeicherten Sollwert zu dem Resultat führt, dass der Bildsensor 2 nicht ausreichend Licht empfängt, kann die Testvorrichtung 6 die Beleuchtungseinrichtung 3 derart ansteuern, dass deren Beleuchtungsstärke so weit erhöht wird, dass der Sollwert wieder erreicht werden kann. In analoger Weise kann die Testvorrichtung 6 für ein Herabsetzen der Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinrichtung 3 sorgen, wenn der gespeicherte Sollwert beispielsweise infolge von starkem Umgebungslicht überschritten wird.
Wenn von der Testvorrichtung 6 festgestellt wird, dass der Sollwert oder ein zusätzlicher Schwellwert auch bei hoher Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinrichtung 3 nicht mehr erreicht werden kann, wird von der Testvorrichtung 6 ein Warnsignal ausgegeben, da in diesem Fall mit hoher Wahrscheinlichkeit die Optik der Beleuchtungseinrichtung 3 oder die dem Bildsensor 2 zugeordnete Optik verschmutzt ist oder eine Alterung der Beleuchtungseinrichtung vorliegt.
2 zeigt einen typischen Verlauf der Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinrichtung 3 gemäß 1 über einen Zeitraum von mehreren Minuten. Dem dargestellten Verlauf kann entnommen werden, dass die Beleuchtungsstärke periodisch und kontinuierlich mit konstanter Amplitude um einen sich verändernden Mittelwert oszilliert, wobei diese Oszillation in der Praxis mit deutlich höherer Frequenz erfolgt als in 2 dargestellt.
Das genannte Oszillieren der Beleuchtungsstärke bewirkt eine ständige und kontinuierliche Veränderung der Empfangssignale von Bildsensor 2 und Lichtsensor 5 gemäß 1, so dass diese Veränderungen in der bereits erläuterten Weise ständig in der Testvorrichtung 6 miteinander verglichen und auf wechselseitige Proportionalität untersucht werden können.
Aus 2 ist ferner ersichtlich ein Sollwert S, welcher einer mittleren Beleuchtungsstärke entspricht, die vom Bildsensor 2 empfangen werden soll. Wenn im Zeitraum vor dem Zeitpunkt t₁ von der Testvorrichtung 6 festgestellt wird, dass die empfangene mittlere Beleuchtungsstärke unterhalb des Sollwerts S liegt, wird die Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinrichtung 3 solange erhöht, bis zum Zeitpunkt t₁ der Sollwert erreicht und somit eine optimale Ausleuchtung des Gefahrenbereichs sichergestellt wird. Im in 2 dargestellten Beispiel dauert diese Zeitdauer der Optimalausleuchtung nur bis zum Zeitpunkt t₂ an. Danach erfolgt ein Anstieg der vom Bildsensor 2 empfangenen Beleuchtungsstärke infolge von einem erhöhten Umgebungslicht. Diesem Anstieg wird von der Testvorrichtung 6 damit begegnet, dass die Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinrichtung 3 reduziert wird, bis zum Zeitpunkt t₃ wieder der Sollwert erreicht wird. Zum Zeitpunkt t₄ beginnt wiederum eine Phase, in der der Sollwert unterschritten wird, so dass die Testvorrichtung 6 dafür sorgt, dass zum Zeitpunkt t₅ wieder eine optimale Ausleuchtung des Gefahrenbereichs gegeben ist.
Nach dem Zeitpunkt t₅ sinkt die empfangene Beleuchtungsstärke infolge von starker Verschmutzung der Empfangsoptik kontinuierlich ab, so dass ihr durch eine Erhöhung der Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinrichtung 3 nicht mehr in ausreichender Weise begegnet werden kann. In diesem Fall kann dann beispielsweise zum Zeitpunkt t₆ ein Verschmutzungssignal abgegeben werden, wenn zum Zeitpunkt t₆ trotz maximaler Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinrichtung ein unterhalb des Soll werts S liegender Verschmutzungsschwellwert V nicht mehr erreicht werden kann.

1: Kameraanordnung
2: Bildsensor
3: Beleuchtungseinrichtung
4: Strahlteiler
5: Lichtsensor
6: Testvorrichtung
7: erster Verarbeitungsblock
8: zweiter Verarbeitungsblock

Claims

Kameraanordnung zur Überwachung eines Gefahrenbereichs mit einer Beleuchtungseinrichtung (3) zur Beleuchtung des Gefahrenbereichs, einem Bildsensor (2) zur Erfassung von Empfangslicht und einer Testvorrichtung (6) zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Bildsensors (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Testvorrichtung (6) zur Veränderung der Beleuchtung ausgelegt ist, dass dem Bildsensor (2) ein Strahlteiler (4) zur Auskopplung eines Empfangslichtanteils vorgeordnet ist, dass ein Lichtsensor (5) zum Empfang des ausgekoppelten Empfangslichts vorgesehen ist, und dass die Testvorrichtung (6) zum Vergleich des vom Lichtsensor (5) empfangenen Lichts mit dem von zumindest einem Bereich des Bildsensors (2) empfangenen Licht ausgelegt ist.
Kameraanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsensor (5) als einzelnes photoempfindliches Element oder als Anordnung aus mehreren photoempfindlichen Elementen ausgelegt ist.
Kameraanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der den Lichtsensor (5) beaufschlagende Querschnittsbereich des Empfangslichtstrahls auch denjenigen Bereich des Bildsensors (2) beaufschlagt, welcher für den in der Testvorrichtung (6) stattfindenden Vergleich herangezogen wird.
Kameraanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Testvorrichtung (6) zum Vergleich der vom Lichtsensor (5) ermittelten Beleuchtungsstärke mit der von zumindest einem Bereich des Bildsensors (2) ermittelten Beleuchtungsstärke ausgelegt ist.
Kameraanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Testvorrichtung (6) zur Abgabe eines Fehlersignals für den Fall ausgelegt ist, dass sich die vom Lichtsensor (5) ermittelte Beleuchtungsstärke nicht proportional zu der von zumindest einem Bereich des Bildsensors (2) ermittelten Beleuchtungsstärke ändert.
Kameraanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Testvorrichtung (6) stattfindende Vergleich für jedes vom Bildsensor (2) erfasste Bild durchführbar ist.
Kameraanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Testvorrichtung (6) zur insbesondere kontinuierlichen Veränderung der Beleuchtungsstärke oder der Lichtfarbe der Beleuchtungseinrichtung (3) ausgelegt ist.
Kameraanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Testvorrichtung (6) zur Veränderung der Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinrichtung (3) in einem Bereich von +/- 30%, bevorzugt von +/- 5% bis +/- 15%, bezogen auf eine gewünschte Nenn-Beleuchtungsstärke ausgelegt ist.
Kameraanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Testvorrichtung (6) zur periodischen Veränderung der Beleuchtungsstärke oder der Lichtfarbe der Beleuchtungseinrichtung (3) ausgelegt ist, wobei die Veränderung zumindest mit einer Frequenz von 100 Hz erfolgt.
Kameraanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (3) zur Aussendung von sichtbarem Licht einschließlich eines zusätzlichen Infrarotanteils, die Testvorrichtung (6) zur Veränderung zumindest des Infrarotanteils der Beleuchtung und der Lichtsensor (5) sowie der Bildsensor (2) zum Empfang von Infrarotlicht ausgelegt sind.
Kameraanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bildsensor (2) mehrere Strahlteiler (4) zur Auskopplung von Empfangslichtanteilen unterschiedlicher Spektralbereiche vorgeordnet sind.
Kameraanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Testvorrichtung (6) zur Anpassung der mittleren Beleuch tungsstärke der Beleuchtungseinrichtung (3) an die jeweiligen Umgebungsbedingungen ausgelegt ist.
Kameraanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Testvorrichtung (6) zum Vergleich der vom Lichtsensor ermittelten mittleren Beleuchtungsstärke mit einem Sollwert (S) und zu einer Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung (3) ausgelegt ist, wobei die Ansteuerung derart durchführbar ist, dass die mittlere Beleuchtungsstärke an den Sollwert (S) angepasst wird.
Kameraanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Testvorrichtung (6) zur Abgabe eines Verschmutzungssignals ausgelegt ist, wenn der Sollwert (S) oder ein Verschmutzungsschwellenwert (V) nicht mehr erreichbar ist.