DE102018125422B4 - Method for testing or calibrating a stereo imaging device - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Prüfen oder Kalibrieren einer Stereo-Bilderfassungsvorrichtung (10), mit folgenden Schritten:Anordnen (103) der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungvorrichtung (10) in einer vorbestimmten Position und in einer vorbestimmten Orientierung relativ zu einer Linie (51) oder Kante (52), wobei bei der vorbestimmten Position und Orientierung die Linie (51) oder Kante (52) nicht in einer Ebene orthogonal zu der Hauptblickrichtung (18) der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung (10) liegt;Erfassen (104) eines Stereobilds, das ein für die Wahrnehmung mit dem linken Auge bestimmtes Bild und ein für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge bestimmtes Bild umfasst, mittels der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung (10);Überlagern (105) des für die Wahrnehmung mit dem linken Auge bestimmten Bilds und des für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge bestimmten Bilds an einer gemeinsamen Bildwiedergabefläche, um eine Bestimmung einer Position eines Schnittpunkts der Darstellung (91) der Linie (51) oder Kante (52) in dem für die Wahrnehmung mit dem linken Auge bestimmten Bild und der Darstellung (92) der Linie (51) oder Kante (52) in dem für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge bestimmten Bild zu ermöglichen.A method for testing or calibrating a stereo image capture device (10), comprising the following steps: arranging (103) the stereo image capture device (10) to be tested or calibrated in a predetermined position and in a predetermined orientation relative to a line (51) or Edge (52), wherein in the predetermined position and orientation the line (51) or edge (52) does not lie in a plane orthogonal to the main viewing direction (18) of the stereo image capturing device (10); capturing (104) a stereo image that an image intended for perception with the left eye and an image intended for perception with the right eye comprises, by means of the stereo image acquisition device (10); superimposing (105) the image intended for perception with the left eye and the image for Perception with the right eye of a certain image on a common image display surface in order to determine a position of an intersection of the representation (91) of the Line (51) or edge (52) in the image intended for perception with the left eye and the representation (92) of the line (51) or edge (52) in the image intended for perception with the right eye.

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zum Prüfen oder Kalibrieren einer Stereo-Bilderfassungsvorrichtung bezogen.The present invention is related to a method of testing or calibrating a stereo image capture device.

Ein Stereo-Endoskop, ein Stereo-Exoskop, ein Stereo-Mikroskop oder eine andere Stereo-Bilderfassungsvorrichtung erzeugt zwei (oder auch, für alternative Orientierungen der Basis, mehr) Bilder des betrachteten Objekts aus zwei etwas unterschiedlichen Blickrichtungen. Je eines dieser Bilder ist für die Wahrnehmung durch das linke bzw. durch das rechte Auge eines menschlichen Betrachters vorgesehen. Dazu umfasst die Stereo-Bilderfassungsvorrichtung eine entsprechende Anzahl von parallelen oder gegeneinander geneigten Strahlengängen, die allerdings zumindest teilweise im selben Objektiv oder in der selben abbildenden Einrichtung liegen können.A stereo endoscope, a stereo exoscope, a stereo microscope or some other stereo image acquisition device generates two (or, for alternative orientations of the base, more) images of the viewed object from two somewhat different viewing directions. One of these images is intended for perception by the left or right eye of a human observer. For this purpose, the stereo image acquisition device comprises a corresponding number of parallel or mutually inclined beam paths, which, however, can at least partially lie in the same objective or in the same imaging device.

Die von der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung erzeugten Bilder können unmittelbar durch Okulare betrachtet oder von Bildsensoren in Bildsignale, die die Bilder repräsentieren, gewandelt werden. Diese Bildsensoren können Bestandteile der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung oder von mit der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung gekoppelten Kameras sein. Die von Bildsensoren erzeugten Bildsignale können gespeichert und/oder bearbeitet werden und/oder einen Bildschirm oder einen Projektor oder ein am Kopf getragenes visuelles Ausgabegerät (oft auch als Videobrille, im Englischen als Head Mounted Device bezeichnet) oder eine andere Bildwiedergabevorrichtung so steuern, dass diese die Bilder wiedergibt.The images generated by the stereo image acquisition device can be viewed directly through eyepieces or converted by image sensors into image signals that represent the images. These image sensors can be components of the stereo image acquisition device or of cameras coupled to the stereo image acquisition device. The image signals generated by image sensors can be stored and / or processed and / or a screen or a projector or a visual output device worn on the head (often also referred to as video glasses, in English as a head mounted device) or another image display device so that they control reproduces the images.

Ein Bildschirm oder ein Projektor gibt das für die Wahrnehmung mit dem linken Auge vorgesehene Bild und das für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge vorgesehene Bild beispielsweise abwechselnd oder mit unterschiedlicher Polarisation wieder. Ein Betrachter trägt eine Spezialbrille, durch die jedes seiner Augen nur das für dieses Auge bestimmte Bild sehen kann.A screen or a projector reproduces the image intended for perception with the left eye and the image intended for perception with the right eye, for example alternately or with different polarization. A viewer wears special glasses through which each of his eyes can only see the image intended for this eye.

Bei Betrachtung des Bildschirms oder des projizierten Bilds ohne die Spezialbrille nimmt ein Betrachter das für die Wahrnehmung mit dem linken Auge vorgesehene Bild und das für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge vorgesehene Bild gleichzeitig und überlagert wahr. Der räumliche Abstand zwischen der Wiedergabe eines Objekts in dem für die Wahrnehmung mit dem linken Auge vorgesehenen Bild und der Wiedergabe des selben Objekts in dem für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge vorgesehenen Bild wird als Disparität bezeichnet. Die - in der Regel zumindest näherungsweise ebene - Fläche, in der Objekte liegen, die mit der Disparität Null wiedergegeben werden, wird hier als Nullebene bezeichnet. Bei Betrachtung mit der erwähnten Spezialbrille scheinen diese Objekte sich in der Bildwiedergabefläche, also in der Oberfläche des Bildschirms oder in der Ebene, auf die die Bilder projiziert sind, zu befinden.When viewing the screen or the projected image without the special glasses, a viewer perceives the image intended for perception with the left eye and the image intended for perception with the right eye simultaneously and superimposed. The spatial distance between the reproduction of an object in the image intended for perception with the left eye and the reproduction of the same object in the image intended for perception with the right eye is referred to as disparity. The - usually at least approximately flat - surface in which objects lie that are reproduced with the disparity zero is referred to here as the zero plane. When viewed with the aforementioned special glasses, these objects appear to be in the image display area, i.e. in the surface of the screen or in the plane onto which the images are projected.

Nach der Herstellung eines Stereo-Endoskops, eines Stereo-Exoskops, eines StereoMikroskops oder einer anderen Stereo-Bilderfassungsvorrichtung sind deren optische Eigenschaften zu kalibrieren. Dabei muss unter anderem der Abstand der Nullebene von der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung verifiziert oder kalibriert werden.After a stereo endoscope, stereo exoscope, stereo microscope, or other stereo imaging device has been manufactured, its optical properties must be calibrated. Among other things, the distance between the zero plane and the stereo image capture device must be verified or calibrated.

Durch Alterung oder aufgrund unsachgemäßer Behandlung können sich die optischen Eigenschaften einer Stereo-Bilderfassungsvorrichtung, beispielsweise die Position der Nullebene, verändern. Dies hat Einfluss auf die Wahrnehmung eines mittels der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung erfassten Stereobilds. Eine veränderte Position der Nullebene kann von einem Benutzer als irritierend oder ermüdend empfunden werden oder zu einer schnelleren Ermüdung eines Benutzers führen. Deshalb ist es wünschenswert, eine Stereo-Bilderfassungsvorrichtung vor einer Benutzung zu prüfen oder zu kalibrieren.The optical properties of a stereo image acquisition device, for example the position of the zero plane, can change due to aging or improper handling. This has an influence on the perception of a stereo image captured by means of the stereo image capturing device. A changed position of the zero plane can be perceived by a user as irritating or tiring or can lead to a more rapid fatigue of the user. It is therefore desirable to test or calibrate a stereo imaging device prior to use.

In WO 2016/070318 A1 sind ein Verfahren und ein System zum Kalibrieren mehrerer Kameras, insbesondere zur Zuordnung von Bildkoordinaten und globalen Koordinaten, mittels eines Kalibriertarget beschrieben (Absätze [0003], [0004]). Das Kalibriertarget kann dreidimensional sein und mehrere Linien oder andere Referenzmarkierungen umfassen (Absatz [0075]).In WO 2016/070318 A1 describes a method and a system for calibrating multiple cameras, in particular for assigning image coordinates and global coordinates, by means of a calibration target (paragraphs [0003], [0004]). The calibration target can be three-dimensional and comprise several lines or other reference markings (paragraph [0075]).

Die US2010/0245541A1 offenbart eine Vorrichtung in Form eines sogenannten Slanted Edge Targets zur Bestimmung der Modulationstransferfunktion (MTF) eines abbildenden Systems. Das Target weist eine gerade dunkle Linie auf hellem Untergrund auf.The US2010 / 0245541A1 discloses a device in the form of a so-called slanted edge target for determining the modulation transfer function (MTF) of an imaging system. The target has a straight dark line on a light background.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Prüfen oder Kalibrieren einer Stereo-Bilderfassungsvorrichtung zu schaffen.It is an object of the present invention to provide an improved method for testing or calibrating a stereo image capture device.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst.This problem is solved by the subject matter of the independent claim.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beruhen auf der Idee, bei der Prüfung oder Kalibrierung einer Stereo-Bilderfassungsvorrichtung ein Kalibriertarget zu verwenden, das eine derart schräg verlaufende Linie oder Kante aufweist, dass verschiedene Punkte oder Abschnitte der Linie unterschiedliche Abstände zu der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung haben, die Linie oder Kante aber nicht in einer Ebene mit der Basis der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung liegt. Bei einer überlagerten Darstellung des für die Wahrnehmung mit dem linken Auge vorgesehenen Bilds und des für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge vorgesehenen Bilds kreuzt oder schneidet dann die Wiedergabe der Linie oder Kante in dem für die Wahrnehmung mit dem linken Auge vorgesehenen Bild die Wiedergabe der Linie oder Kante in dem für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge vorgesehenen Bild. Die Position der Kreuzung zeigt die Position der Nullebene an.Embodiments of the present invention are based on the idea of using a calibration target when testing or calibrating a stereo image capturing device that has a line or edge running at an angle such that different points or sections of the line are at different distances from the stereo to be tested or calibrated Have the line or edge but not in a plane with the image capture device Base of the stereo image capture device lies. In the case of a superimposed representation of the image intended for perception with the left eye and the image intended for perception with the right eye, the reproduction of the line or edge in the image intended for perception with the left eye then crosses or intersects the reproduction of the line or edge in the image intended for perception with the right eye. The position of the intersection shows the position of the zero plane.

Eine Prüfvorrichtung für die Prüfung oder Kalibrierung einer Stereo-Bilderfassungsvorrichtung umfasst eine Linie oder Kante, die zumindest entweder durchgehend oder unterbrochen oder gestuft ist, und eine Positioniereinrichtung zum Positionieren der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung an einer vorbestimmten Position und in einer vorbestimmten Orientierung relativ zu der Linie oder Kante, wobei bei der vorbestimmten Position und Orientierung der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung die Linie oder Kante nicht in einer Ebene orthogonal zu der Hauptblickrichtung der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung liegt.A test device for testing or calibration of a stereo image capture device comprises a line or edge, which is at least either continuous or interrupted or stepped, and a positioning device for positioning the stereo image capture device to be tested or calibrated at a predetermined position and in a predetermined orientation relative to the line or edge, wherein in the predetermined position and orientation of the stereo image capturing device to be tested or calibrated, the line or edge does not lie in a plane orthogonal to the main viewing direction of the stereo image capturing device.

Die Stereo-Bilderfassungsvorrichtung ist insbesondere für medizinische Anwendungen vorgesehen und umfasst insbesondere ein Stereo-Exoskop, ein Stereo-Endoskop oder ein Stereomikroskop. Die Stereo-Bilderfassungsvorrichtung umfasst insbesondere zwei oder mehr Kameras oder zwei oder mehr Bildsensoren, die Bilder eines betrachteten Objekts aus etwas unterschiedlichen Blickrichtungen erfassen, ähnlich wie dies die beiden Augen eines gesunden menschlichen Betrachters tun.The stereo image capturing device is intended in particular for medical applications and comprises in particular a stereo exoscope, a stereo endoscope or a stereo microscope. The stereo image capturing device comprises, in particular, two or more cameras or two or more image sensors that capture images of a viewed object from somewhat different viewing directions, similar to the way the two eyes of a healthy human observer do.

Als Blickrichtung einer Kamera wird hier diejenige Halbgerade, auf der alle Objekte liegen, die in die Mitte des Bildsensors der Kamera abgebildet werden, bezeichnet. Im Falle zweier Kameras oder zweier Bildsensoren einer Stereo-Bilderfassungsvorrichtung können sich die Blickrichtungen der beiden Kameras je nach Ausgestaltung schneiden. Der Schnittpunkt - und damit die Nullebene der Stereo-Bilderfassungs-vorrichtung - weist im Idealfall einen vorbestimmten Abstand von einer Lichteintrittsfläche oder einem anderen Bezugspunkt der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung auf. Die Winkelhalbierende beider Blickrichtungen, also die Gerade, die mit den Blickrichtungen beider Kameras oder Bildsensoren in einer einzigen Ebene liegt und mit beiden Blickrichtungen gleiche Winkel kleiner oder deutlich kleiner als 45 Grad einschließt, wird als Hauptblickrichtung der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung bezeichnet.The direction of view of a camera is that half-line on which all objects lie that are imaged in the center of the image sensor of the camera. In the case of two cameras or two image sensors of a stereo image capturing device, the viewing directions of the two cameras can intersect, depending on the configuration. The point of intersection - and thus the zero plane of the stereo image capturing device - ideally has a predetermined distance from a light entry surface or another reference point of the stereo image capturing device. The bisector of both viewing directions, i.e. the straight line that lies in a single plane with the viewing directions of both cameras or image sensors and encloses the same angles smaller or significantly smaller than 45 degrees with both viewing directions, is referred to as the main viewing direction of the stereo image capturing device.

Wenn, beispielsweise aufgrund einer leichten Inperfektion oder einer Fehljustage, die Blickrichtungen beider Kameras oder Bildsensoren windschief sind, also keinen exakten Schnittpunkt aufweisen, oder wenn die Stereo-Bilderfassungsvorrichtung so ausgestaltet ist, dass die beiden Blickrichtungen parallel ausgerichtet sind, ist die Hauptblickrichtung der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung diejenige Gerade, für die gilt, dass bei jeder Ebene orthogonal zu der Geraden der Schnittpunkt der Ebene mit der Geraden genau in der Mitte zwischen den Schnittpunkten der Ebene mit den Blickrichtungen der Kameras oder Bildsensoren liegt.If, for example, due to a slight imperfection or a misalignment, the viewing directions of both cameras or image sensors are skewed, i.e. do not have an exact intersection, or if the stereo image capture device is designed so that the two viewing directions are aligned in parallel, the main viewing direction is the stereo Image capturing device is that straight line for which it applies that for each plane orthogonal to the straight line the point of intersection of the plane with the straight line lies exactly in the middle between the points of intersection of the plane with the viewing directions of the cameras or image sensors.

Die Strecke zwischen den Mitten zweier Bildsensoren einer Stereo-Bilderfassungsvorrichtung wird als Basis oder Stereobasis bezeichnet.The distance between the centers of two image sensors of a stereo image acquisition device is referred to as the base or stereo base.

In vielen Fällen weist eine Stereo-Bilderfassungsvorrichtung zwei gleiche Kameras oder zwei gleiche Objektive oder andere abbildende Vorrichtungen und zwei gleiche Bildsensoren auf, wobei als gleich bezeichnet wird, was im Rahmen der Fertigungstoleranzen identische Eigenschaften aufweist. Zumindest in diesem Fall ist die Basis parallel zu der Geraden durch die Mitten beider Objektive und orthogonal zu der Hauptblickrichtung der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung, und die Hauptblickrichtung liegt in der Symmetrieebene der Basis.In many cases, a stereo image capturing device has two identical cameras or two identical lenses or other imaging devices and two identical image sensors, what is referred to as being identical which has identical properties within the scope of the manufacturing tolerances. At least in this case, the base is parallel to the straight line through the centers of both lenses and orthogonal to the main viewing direction of the stereo image capturing device, and the main viewing direction lies in the plane of symmetry of the base.

Die Linie oder Kante kann durchgehend oder unterbrochen sein, beispielsweise ähnlich einer gestrichelten Linie. Die Linie oder Kante kann gerade oder gekrümmt, glatt (d. h. eine im Sinne der Mathematik stetig differenzierbare Kurve) oder an einer endlichen Zahl von Punkten nicht stetig differenzierbar sein. Ein Beispiel für eine nicht glatte Linie oder Kante ist eine stufenförmige oder gestufte Linie oder Kante. Die Linie oder Kante kann gleichzeitig gestuft und unterbrochenen sein.The line or edge can be continuous or interrupted, for example similar to a dashed line. The line or edge can be straight or curved, smooth (i.e. a continuously differentiable curve in the sense of mathematics) or not continuously differentiable at a finite number of points. An example of a non-smooth line or edge is a stepped or stepped line or edge. The line or edge can be stepped and broken at the same time.

Die Linie kann auf eine entsprechend geformte Fläche, beispielsweise auf eine gegenüber der Hauptblickrichtung gekippte Targetfläche aufgebracht oder in diese eingebracht sein. Die Linie kann beispielsweise gedruckt, gestanzt, geätzt oder gefräst sein. Die Kante kann durch den Rand einer entsprechend geformten Targetfläche oder durch den Rand eines entsprechend geformten Teilbereichs einer Targetfläche gebildet sein.The line can be applied to a correspondingly shaped surface, for example on a target surface that is tilted with respect to the main viewing direction, or can be introduced into it. For example, the line can be printed, punched, etched, or milled. The edge can be formed by the edge of a correspondingly shaped target surface or by the edge of a correspondingly shaped partial area of a target surface.

Insbesondere eine Prüfvorrichtung in Gestalt eines Targets mit einer gegenüber der Hauptblickrichtung gekippten ebenen Targetfläche, an der eine gerade Linie oder Kante angeordnet ist, kann einfach und kostengünstig herstellbar sein und trotzdem eine präzise Bestimmung der Position der Nullebene ermöglichen.In particular, a test device in the form of a target with a flat target surface tilted with respect to the main viewing direction, on which a straight line or edge is arranged, can be manufactured easily and inexpensively and nevertheless enable a precise determination of the position of the zero plane.

Bei einer Prüfvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst die Positioniereinrichtung insbesondere zumindest entweder eine Lehre zum formschlüssigen Definieren der vorbestimmten Position und der vorbestimmten Orientierung der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung relativ zu der Linie oder Kante oder einen Haltearm zum Halten der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung an der vorbestimmten Position und in der vorbestimmten Orientierung relativ zu der Linie oder Kante.In the case of a test device as described here, the positioning device comprises in particular at least either one gauge for defining the predetermined position in a form-fitting manner and the predetermined orientation of the stereo image capturing device to be tested or calibrated relative to the line or edge or a holding arm for holding the stereo image capturing device to be tested or calibrated at the predetermined position and in the predetermined orientation relative to the line or edge.

Die Lehre umfasst insbesondere eine Aufnahme oder einen Adapter für die zu prüfende Stereo-Bilderfassungsvorrichtung oder deren distales bzw. dem zu betrachtenden Objekt zugewandtes Ende. Diese Aufnahme oder dieser Adapter weist eine zu der Gestalt eines Teils der äußeren Oberfläche der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung oder ihres distalen Endes korrespondierende Gestalt auf, die eine spielarme oder spielfreie und damit präzise formschlüssige Verbindung der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung mit der Lehre in einer vorbestimmten relativen Position und Orientierung ermöglicht. Die Aufnahme oder dieser Adapter ist insbesondere starr mit einem Kalibriertarget, an dem die Linie oder Kante angebracht ist, verbunden, beispielsweise durch eine Verbindungsschiene oder einen Verbindungsträger. Die Aufnahme oder der Adapter und damit die Lehre definiert die Position und Orientierung der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung relativ zu der Linie oder Kante insbesondere vollständig eindeutig oder bis auf eine mögliche Rotation um die Hauptblickrichtung der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung eindeutig.The teaching includes, in particular, a receptacle or an adapter for the stereo image acquisition device to be tested or its distal end or end facing the object to be viewed. This receptacle or this adapter has a shape corresponding to the shape of a part of the outer surface of the stereo image capturing device or its distal end, which provides a low-play or backlash-free and thus precisely form-fitting connection of the stereo image capturing device to the gauge in a predetermined relative position and Orientation made possible. The receptacle or this adapter is in particular rigidly connected to a calibration target to which the line or edge is attached, for example by a connecting rail or a connecting support. The receptacle or the adapter and thus the teaching defines the position and orientation of the stereo image capturing device relative to the line or edge in particular completely unambiguously or unambiguously except for a possible rotation around the main viewing direction of the stereo image capturing device.

Im Fall eines Stereo-Endoskops ist die Aufnahme oder der Adapter beispielsweise rohrförmig und umschließt einen Hohlraum, dessen Querschnitt dem Querschnitt des distalen Endes des zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Endoskops bis auf ein unvermeidliches Spiel entspricht. Die Aufnahme oder der Adapter kann an einem der Linie oder Kante zugewandten Ende einen nach radial innen ragenden Kragen oder eine oder mehrere nach radial innen ragende Nasen aufweisen, die einen Abstand des distalen Endes des Stereo-Endoskops von der Linie oder Kante formschlüssig definieren.In the case of a stereo endoscope, the receptacle or adapter is, for example, tubular and encloses a cavity, the cross section of which corresponds to the cross section of the distal end of the stereo endoscope to be tested or calibrated except for an unavoidable clearance. At one end facing the line or edge, the receptacle or the adapter can have a radially inwardly protruding collar or one or more radially inwardly protruding lugs which positively define a distance between the distal end of the stereo endoscope and the line or edge.

Im Falle eines Stereo-Endoskops mit Hauptblickrichtung parallel zur Längsachse von dessen distalem Ende kann die Aufnahme oder der Adapter eine Rotation des Stereo-Endoskops um die Längsachse seines distalen Endes und damit um seine Hauptblickrichtung ermöglichen. Eine geeignete Winkelposition der Linie oder Kante relativ zu der Basis des Stereo-Endoskops (nämlich nicht parallel, sondern möglichst orthogonal zu der Basis) wird in diesem Fall insbesondere unter visueller Kontrolle eingestellt.In the case of a stereo endoscope with the main line of sight parallel to the longitudinal axis of its distal end, the receptacle or the adapter can enable rotation of the stereo endoscope around the longitudinal axis of its distal end and thus around its main line of sight. A suitable angular position of the line or edge relative to the base of the stereo endoscope (namely not parallel, but as orthogonal as possible to the base) is set in this case, in particular under visual control.

Wenn die Positioniereinrichtung einen Haltearm umfasst, ist dieser Haltearm insbesondere motorisch bewegbar und weist einen oder mehrere translatorische und/oder rotatorische Freiheitsgrade auf, in denen er motorisch veränderbar ist. Der Haltearm weist in diesem Fall insbesondere Positionssensoren zum Erfassen von Positionen seiner Freiheitsgrade auf oder weist beispielsweise Schrittmotoren auf, um definierte Positionen anzufahren.If the positioning device comprises a holding arm, this holding arm can in particular be moved by a motor and has one or more translational and / or rotational degrees of freedom in which it can be changed by a motor. In this case, the holding arm has, in particular, position sensors for detecting positions of its degrees of freedom or, for example, has stepping motors in order to move to defined positions.

Eine Prüfvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst insbesondere ferner eine Skale nahe der Linie oder Kante, die bei der vorbestimmten Position und Orientierung Information über Abstände mehrerer Orte an der Linie oder Kante von der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung enthält.A test device, as described here, furthermore comprises, in particular, a scale near the line or edge which, at the predetermined position and orientation, contains information about distances of several locations on the line or edge from the stereo image acquisition device to be tested or calibrated.

Eine Prüfvorrichtung für die Prüfung oder Kalibrierung einer Stereo-Bilderfassungsvorrichtung umfasst eine Linie oder Kante, die zumindest entweder durchgehend oder unterbrochen oder gestuft ist, und die bei einer vorbestimmten Position und Orientierung relativ zu der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung nicht in einer Ebene orthogonal zu der Hauptblickrichtung der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung liegt, und eine Skale nahe der Linie oder Kante, die bei der vorbestimmten Position und Orientierung relativ zu der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung Information über Abstände mehrerer Orte an der Linie oder Kante von der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung enthält.A test device for testing or calibration of a stereo image capture device comprises a line or edge which is at least either continuous or interrupted or stepped, and which is not in a plane at a predetermined position and orientation relative to the stereo image capture device to be tested or to be calibrated is orthogonal to the main viewing direction of the stereo image capturing device, and a scale near the line or edge, which at the predetermined position and orientation relative to the stereo image capturing device to be checked or calibrated information about distances of several locations on the line or edge from the to includes stereo imaging device to be tested or calibrated.

Ein Winkel zwischen der Linie oder Kante einerseits und der Hauptblickrichtung der in der vorgesehenen Position und Orientierung angeordneten Stereo-Bilderfassungsvorrichtung andererseits beträgt insbesondere höchstens 80 Grad oder höchstens 70 Grad oder höchstens 60 Grad oder höchstens 50 Grad oder höchstens 40 Grad.An angle between the line or edge on the one hand and the main viewing direction of the stereo image capturing device arranged in the intended position and orientation on the other hand is in particular at most 80 degrees or at most 70 degrees or at most 60 degrees or at most 50 degrees or at most 40 degrees.

Die Skale umfasst beispielsweise mehrere Linien gleicher oder unterschiedlicher Längen und/oder Breiten und/oder Farben an mehreren Positionen. Ferner kann eine Beschriftung vorgesehen sein, die Grenzen des zulässigen Bereichs und/oder Abstände von der Lichteintrittsfläche oder einem anderen Referenzort an einer Stereo-Bildwiedergabevorrichtung, die in der vorbestimmten Position und Orientierung relativ zu der Linie oder Kante angeordnet ist, angibt.The scale includes, for example, several lines of the same or different lengths and / or widths and / or colors at several positions. Furthermore, a label can be provided which indicates the limits of the permissible area and / or distances from the light entry surface or another reference location on a stereo image display device which is arranged in the predetermined position and orientation relative to the line or edge.

In weiteren Merkmalen, Eigenschaften, Funktionen und Anwendungen kann die Prüfvorrichtung den übrigen hier beschrieben Prüfvorrichtungen entsprechen.In further features, properties, functions and applications, the test device can correspond to the other test devices described here.

Bei einer Prüfvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist eine Skalenteilung insbesondere um einen Faktor gestreckt, der dem Inversen des Cosinus eines Winkels zwischen der Skale und der Blickrichtung der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung entspricht.In a test device as described here, a scale division is in particular stretched by a factor which corresponds to the inverse of the cosine of an angle between the scale and the viewing direction of the stereo image acquisition device to be tested or calibrated.

Beispielsweise bei einer Linie oder Kante, die mit der Hauptblickrichtung der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung einen Winkel von 45 Grad einschließt, ist die Skalenteilung um einen Faktor gestreckt, der der Quadratwurzel aus zwei entspricht (ca. 1,41). In diesem Fall beträgt beispielsweise der Abstand zweier Linien oder anderer Zeichen der Skale, die zwei Orte kennzeichnen, deren Abstände von der Lichteintrittsfläche der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung sich um 10 mm unterscheiden, ca. 14,1 mm.For example, in the case of a line or edge that forms an angle of 45 degrees with the main viewing direction of the stereo image capturing device to be tested or calibrated, the scale division is stretched by a factor that corresponds to the square root of two (approx. 1.41). In this case, for example, the distance between two lines or other signs on the scale that identify two locations whose distances from the light entry surface of the stereo image acquisition device to be checked or calibrated differ by 10 mm is approximately 14.1 mm.

Diese Streckung der Skalenteilung kann bei der vorbestimmten Position und Orientierung der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung ein unmittelbares Ablesen des Abstands der Nullebene von der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung ermöglichen.With the predetermined position and orientation of the stereo image capturing device to be checked or calibrated, this stretching of the scale division can enable the distance of the zero plane from the stereo image capturing device to be read directly.

Bei einer Prüfvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist die Linie oder Kante insbesondere zumindest abschnittsweise gerade.In the case of a test device as described here, the line or edge is in particular straight, at least in sections.

Bei einer Prüfvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, schließt die Linie oder Kante insbesondere zumindest abschnittsweise mit der Hauptblickrichtung der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung in ihrer vorbestimmten Position und Orientierung einen Winkel ein, der nicht kleiner als 20 Grad und nicht größer als 70 Grad ist.In the case of a test device as described here, the line or edge in particular at least partially encloses an angle with the main viewing direction of the stereo image capturing device in its predetermined position and orientation which is not less than 20 degrees and not greater than 70 degrees.

Bei der vorbestimmten Position und Orientierung der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung relativ zu der Linie oder Kante schließt die gesamte Linie oder Kante oder zumindest ein Abschnitt der Linie oder Kante mit der Hauptblickrichtung der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung insbesondere einen Winkel ein, der nicht kleiner als10 Grad oder nicht kleiner als 20 Grad oder nicht kleiner als 30 Grad oder nicht kleiner als 40 Grad ist, und der gleichzeitig nicht größer als 80 Grad oder nicht größer als 70 Grad oder nicht größer als 60 Grad oder nicht größer als 50 Grad ist.With the predetermined position and orientation of the stereo image capturing device to be tested or calibrated relative to the line or edge, the entire line or edge or at least a portion of the line or edge with the main direction of view of the stereo image capturing device in particular forms an angle that is not smaller than 10 degrees or not smaller than 20 degrees or not smaller than 30 degrees or not smaller than 40 degrees, and at the same time not larger than 80 degrees or not larger than 70 degrees or not larger than 60 degrees or not larger than 50 degrees.

Bei einer Prüfvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, liegt die Linie oder Kante insbesondere abschnittsweise oder vollständig in einer Ebene, die orthogonal zu einer Basis der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung in ihrer vorbestimmten Position und Orientierung ist, oder schließt mit dieser Ebene einen Winkel ein, der nicht größer als 40 Grad ist.In a test device as described here, the line or edge lies in particular sections or completely in a plane which is orthogonal to a base of the stereo image acquisition device to be tested or calibrated in its predetermined position and orientation, or closes with this plane make an angle no greater than 40 degrees.

Die Linie oder Kante liegt insbesondere abschnittsweise oder vollständig in der Symmetrieebene der Basis der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung in ihrer vorbestimmten Position und Orientierung. Alternativ kann ein Abschnitt der Linie oder Kante oder die gesamte Linie oder Kante einen Winkel einschließen, der nicht größer als 50 Grad oder nicht größer als 40 Grad oder nicht größer als 30 Grad oder nicht größer als 20 Grad oder nicht größer als 10 Grad ist. Dies bedeutet, dass der Winkel zwischen einem Abschnitt der Linie oder Kante oder der gesamten Linie oder Kante einerseits und der Basis andererseits einen Winkel einschließt, der nicht kleiner als 40 Grad oder nicht kleiner als 50 Grad oder nicht kleiner als 60 Grad oder nicht kleiner als 70 Grad oder nicht kleiner als 80 Grad ist.The line or edge lies in particular in sections or completely in the plane of symmetry of the base of the stereo image capturing device to be checked or calibrated in its predetermined position and orientation. Alternatively, a portion of the line or edge or the entire line or edge can enclose an angle that is no greater than 50 degrees, or no greater than 40 degrees, or no greater than 30 degrees, or no greater than 20 degrees, or no greater than 10 degrees. This means that the angle between a section of the line or edge or the entire line or edge on the one hand and the base on the other hand includes an angle which is not less than 40 degrees or not less than 50 degrees or not less than 60 degrees or not less than 70 degrees or not less than 80 degrees.

Bei einer Prüfvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist die Linie oder Kante insbesondere orthogonal zu einer Basis der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung in ihrer vorbestimmten Position und Orientierung, oder der Winkel zwischen der Linie oder Kante und der Basis ist nicht kleiner als 50 Grad.In a test device as described here, the line or edge is in particular orthogonal to a base of the stereo image capturing device to be tested or calibrated in its predetermined position and orientation, or the angle between the line or edge and the base is not smaller than 50 degrees.

Der Winkel zwischen der Linie oder Kante einerseits und der Basis andererseits ist insbesondere nicht kleiner als 40 Grad oder nicht kleiner als 50 Grad oder nicht kleiner als 60 Grad oder nicht kleiner als 70 Grad oder nicht kleiner als 80 Grad.The angle between the line or edge on the one hand and the base on the other hand is in particular not less than 40 degrees or not less than 50 degrees or not less than 60 degrees or not less than 70 degrees or not less than 80 degrees.

Je größer der Winkel zwischen der Linie oder Kante einerseits und der Basis der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung andererseits ist, desto genauer und zuverlässiger kann die Position des Schnittpunkts der Wiedergabe der Linie oder Kante in dem für die Wahrnehmung mit dem linken Auge vorgesehenen Bild und der Wiedergabe der Linie oder Kante in dem für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge vorgesehenen Bild bestimmt werden.The larger the angle between the line or edge on the one hand and the base of the stereo image capturing device on the other hand, the more accurate and reliable the position of the intersection of the reproduction of the line or edge in the image intended for perception with the left eye and the reproduction of the Line or edge in the image intended for perception with the right eye.

Eine Prüfvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst insbesondere ferner eine Targetfläche, die bei der vorbestimmten Position und Orientierung der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung relativ zu der Linie oder Kante der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung zugewandt ist, wobei die Linie oder Kante an der Targetfläche angeordnet ist.A test device, as it is described here, in particular further comprises a target surface which, in the predetermined position and orientation of the stereo image acquisition device, faces relative to the line or edge of the stereo image acquisition device, the line or edge being arranged on the target surface.

Bei einer Prüfvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist die Targetfläche insbesondere zumindest abschnittsweise nicht orthogonal zu der Hauptblickrichtung der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung in ihrer vorbestimmten Position und Orientierung.In the case of a test device as described here, the target surface is in particular at least in sections not orthogonal to the main viewing direction of the stereo image acquisition device in its predetermined position and orientation.

Bei einer Prüfvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist die Targetfläche insbesondere eben und schließt mit der Hauptblickrichtung der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung in ihrer vorbestimmten Position und Orientierung einen Winkel ein, der nicht kleiner als 20 Grad und nicht größer als 70 Grad ist.In the case of a test device as described here, the target surface is in particular flat and forms an angle with the main viewing direction of the stereo image recording device in its predetermined position and orientation which is not less than 20 degrees and not greater than 70 degrees.

Der Winkel zwischen der Targetfläche und der Hauptblickrichtung der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung in ihrer vorbestimmten Position und Orientierung und der Targetfläche ist insbesondere nicht kleiner als10 Grad oder nicht kleiner als 20 Grad oder nicht kleiner als 30 Grad oder nicht kleiner als 40 Grad. Der Winkel zwischen der Targetfläche und der Hauptblickrichtung der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung in ihrer vorbestimmten Position und Orientierung und der Targetfläche ist insbesondere nicht größer als 80 Grad oder nicht größer als 70 Grad oder nicht größer als 60 Grad oder nicht größer als 50 Grad.The angle between the target surface and the main line of sight of the stereo image capture device in its predetermined position and Orientation and the target surface is particularly not less than 10 degrees, or not less than 20 degrees, or not less than 30 degrees, or not less than 40 degrees. The angle between the target surface and the main viewing direction of the stereo image capture device in its predetermined position and orientation and the target surface is in particular not greater than 80 degrees or not greater than 70 degrees or not greater than 60 degrees or not greater than 50 degrees.

Ein Verfahren zum Prüfen oder Kalibrieren einer Stereo-Bilderfassungsvorrichtung umfasst einen Schritt des Anordnens der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung in einer vorbestimmten Position und in einer vorbestimmten Orientierung relativ zu einer Linie oder Kante, wobei bei der vorbestimmten Position und Orientierung die Linie oder Kante nicht in einer Ebene orthogonal zu der Hauptblickrichtung der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung liegt; einen Schritt des Erfassens eines Stereobilds, das ein für die Wahrnehmung mit dem linken Auge bestimmtes Bild und ein für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge bestimmtes Bild umfasst, mittels der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung; einen Schritt des Überlagerns des für die Wahrnehmung mit dem linken Auge bestimmten Bilds und des für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge bestimmten Bilds an einer gemeinsamen Bildwiedergabefläche, um eine Bestimmung einer Position eines Schnittpunkts der Darstellung der Linie oder Kante in dem für die Wahrnehmung mit dem linken Auge bestimmten Bild und der Darstellung der Linie oder Kante in dem für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge bestimmten Bild zu ermöglichen.A method for testing or calibrating a stereo image capturing device comprises a step of arranging the stereo image capturing device to be tested or to be calibrated in a predetermined position and in a predetermined orientation relative to a line or edge, wherein the predetermined position and orientation the line or Edge does not lie in a plane orthogonal to the main viewing direction of the stereo image capturing device; a step of capturing a stereo image including an image intended for perception with the left eye and an image intended for perception with the right eye by means of the stereo image acquisition device; a step of superimposing the image intended for perception with the left eye and the image intended for perception with the right eye on a common image display surface in order to determine a position of an intersection of the representation of the line or edge in the for perception with the specific image and the representation of the line or edge in the image intended for perception with the right eye.

Das Verfahren ist insbesondere auf Stereo-Bilderfassungsvorrichtungen anwendbar oder mit Stereo-Bilderfassungsvorrichtungen ausführbar, für die eine Prüfvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, vorgesehen und ausgebildet ist. Das Verfahren ist insbesondere mit einer Prüfvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ausführbar.The method can in particular be applied to stereo image acquisition devices or can be carried out with stereo image acquisition devices for which a test device as described here is provided and designed. The method can be carried out in particular with a test device as described here.

Ein Verfahren, wie es hier beschrieben ist, umfasst insbesondere ferner einen Schritt des Bestimmens einer Position eines Schnittpunkts der Darstellung der Linie oder Kante in dem für die Wahrnehmung mit dem linken Auge bestimmten Bild und der Darstellung der Linie oder Kante in dem für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge bestimmten Bild. A method as described here further comprises, in particular, a step of determining a position of an intersection point of the representation of the line or edge in the image intended for perception with the left eye and the representation of the line or edge in the image with the right eye.

Der Schritt des Bestimmens der Position des Schnittpunkts wird insbesondere nach dem Schritt des Überlagerns ausgeführt. Der Schritt des Bestimmens der Position des Schnittpunkts kann von einem Computerprogrammprodukt oder mit Hilfe eines solchen durch einen Menschen ausgeführt werden.The step of determining the position of the intersection point is carried out in particular after the step of overlaying. The step of determining the position of the intersection point can be carried out by a computer program product or, with the aid of such, by a human being.

Ein Verfahren, wie es hier beschrieben ist, umfasst insbesondere ferner einen Schritt des Projizierens einer Skale oder einer Kennzeichnung eines zulässigen Bereichs oder einer Kennzeichnung eines unzulässigen Bereichs oder einer Markierung einer Grenze zwischen einem zulässigen Bereich und einem unzulässigen Bereich auf das Kalibriertarget oder auf eine Targetfläche oder einen Schritt des Einblendens einer Skale zumindest entweder in das für die Wahrnehmung mit dem linken Auge bestimmte Bild oder in das für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge bestimmte Bild oder in eine Überlagerung des für die Wahrnehmung mit dem linken Auge bestimmten Bilds und des für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge bestimmten Bilds, wobei die Skale ausgebildet ist, um ein quantitatives Bestimmen der Position des Schnittpunkts der Darstellungen der Linie oder Kante zu ermöglichen.A method as described here also includes, in particular, a step of projecting a scale or an identification of a permissible area or an identification of an inadmissible area or a marking of a boundary between an admissible area and an inadmissible area onto the calibration target or onto a target surface or a step of fading in a scale at least either in the image intended for perception with the left eye or in the image intended for perception with the right eye or in a superimposition of the image intended for perception with the left eye and that for the Perception of a certain image with the right eye, the scale being designed to enable the position of the intersection of the representations of the line or edge to be determined quantitatively.

Die Skale kann auf analoge Weise oder digital, insbesondere durch eine Modifikation von Bildsignalen für eine Bildwiedergabevorrichtung eingeblendet werden.The scale can be displayed in an analog manner or digitally, in particular by modifying image signals for an image display device.

Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, umfasst das Anordnen der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung insbesondere ein Anordnen der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung in einer vorbestimmten Position und in einer vorbestimmten Orientierung relativ zu einer Prüfvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist.In a method as described here, arranging the stereo image capturing device to be tested or calibrated comprises, in particular, arranging the stereo image capturing device to be tested or calibrated in a predetermined position and in a predetermined orientation relative to a test device like them is described here.

Die vorliegende Erfindung ist als Computer-Programm mit Programmcode zur Durchführung oder Steuerung eines Verfahrens, wie es hier beschrieben ist, implementierbar.The present invention can be implemented as a computer program with program code for performing or controlling a method as described here.

FigurenlisteFigure list

Nachfolgend werden Ausführungsformen anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Stereo-Exoskops und einer Prüfvorrichtung;
  • 2 eine weitere schematische Darstellung des Stereo-Exoskops und der Prüfvorrichtung aus 1;
  • 3 eine schematische Darstellung einer Targetfläche an der Prüfvorrichtung aus den 1 und 2;
  • 4 eine schematische Darstellung einer überlagerten Wiedergabe zweier für die Wahrnehmung mit jeweils einem Auge vorgesehenen Bilder der Targetfläche aus 3;
  • 5 eine schematische Darstellung eines Stereo-Exoskops und einer weiteren Prüfvorrichtung;
  • 6 eine schematische Darstellung eines Stereo-Exoskops und einer weiteren Prüfvorrichtung;
  • 7 eine schematische Darstellung eines Stereo-Endoskops und einer weiteren Prüfvorrichtung;
  • 8 ein schematisches Flussdiagramm.
In the following, embodiments are explained in more detail with reference to the accompanying figures. Show it:
  • 1 a schematic representation of a stereo exoscope and a test device;
  • 2 a further schematic representation of the stereo exoscope and the test device 1 ;
  • 3 a schematic representation of a target surface on the test device from FIG 1 and 2 ;
  • 4th a schematic representation of a superimposed reproduction of two images of the target area provided for perception with one eye each 3 ;
  • 5 a schematic representation of a stereo exoscope and a further test device;
  • 6th a schematic representation of a stereo exoscope and a further test device;
  • 7th a schematic representation of a stereo endoscope and a further test device;
  • 8th a schematic flow diagram.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10, die bei diesem Beispiel als Stereo-Exoskop ausgebildet ist, und einer Prüfvorrichtung 40. Eigenschaften des Stereo-Exoskops 10 selbst sind insbesondere insofern relevant, als die Prüfvorrichtung 40 an die Eigenschaften des Stereo-Exoskops 10 angepasst ist. Deshalb sind lediglich Konturen des Gehäuses des Stereo-Exoskops 10 und von inneren Bestandteilen, die für die Funktionsweise der Prüfvorrichtung 40 relevant sind, dargestellt. Die Prüfvorrichtung 40 ist in einem Schnitt entlang einer Ebene dargestellt, wobei Schnittflächen der Prüfvorrichtung 40 schraffiert dargestellt sind. 1 shows a schematic representation of a stereo image capturing device 10 , which is designed as a stereo exoscope in this example, and a test device 40 . Features of the stereo exoscope 10 themselves are particularly relevant insofar as the test device 40 of the properties of the stereo exoscope 10 is adapted. Therefore, there are only contours of the housing of the stereo exoscope 10 and internal components necessary for the functioning of the test device 40 are relevant. The testing device 40 is shown in a section along a plane, with cut surfaces of the test device 40 are shown hatched.

Das Stereo-Exoskop 10 umfasst eine erste Kameras 20 zur Erfassung eines für die Wahrnehmung mit dem linken Auge vorgesehenen Bilds. Die erste Kamera umfasst einen Bildsensor 21 und ein Objektiv 23. Die Darstellung des Objektivs zeigt zur intuitiven Erkennbarkeit die Konturen eines Schnitts entlang seiner optischen Achse. Bei dem dargestellten Beispiel sind die lichtempfindliche Fläche des Bildsensors 21 und die Hauptebenen des Objektivs 23 jeweils orthogonal zu der Schnittebene der 1.The stereo exoscope 10 a first includes cameras 20th for capturing an image intended for perception with the left eye. The first camera includes an image sensor 21st and a lens 23 . The representation of the lens shows the contours of a section along its optical axis for intuitive recognition. In the example shown, the light-sensitive surface is the image sensor 21st and the main planes of the lens 23 each orthogonal to the cutting plane of the 1 .

Das Stereo-Exoskop 10 umfasst ferner eine zweite Kamera zur Erfassung eines für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge vorgesehenen Bilds. Diese zweite Kamera liegt vor der Schnittebene der 1 und ist deshalb in 1 nicht sichtbar. Die Basis des Stereo-Exoskops 10, d. h. die gerade Strecke zwischen der Mitte 22 des Bildsensors 21 der ersten Kamera und der Mitte des Bildsensors der zweiten Kamera ist orthogonal zu der Zeichenebene der 1.The stereo exoscope 10 furthermore comprises a second camera for capturing an image intended for perception with the right eye. This second camera is in front of the cutting plane 1 and is therefore in 1 not visible. The base of the stereo exoscope 10 , ie the straight line between the center 22nd of the image sensor 21st of the first camera and the center of the image sensor of the second camera is orthogonal to the plane of the drawing 1 .

Als Blickrichtung der ersten Kamera 20 oder der zweiten Kamera wird diejenige Halbgerade bezeichnet, auf der alle Objekte liegen, die in die Mitte 22 des Bildsensors 21 der jeweiligen Kamera 20 abgebildet werden. Die Blickrichtung der ersten Kamera 20 und die Blickrichtung der zweiten Kamera liegen in einer Ebene und schneiden einander im vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Nullebene unter einem Winkel. Als Hauptblickrichtung 18 des Stereo-Exoskops 10 wird die Winkelhalbierende dieses Winkels bezeichnet. Sie schließt mit beiden Blickrichtungen jeweils einen Winkel deutlich kleiner als 45 Grad ein. Die Hauptblickrichtung 18 des Stereo-Exoskops 10 liegt in der Schnittebene der 1.As the direction of view of the first camera 20th or that of the second camera is the half-line on which all objects lie in the center 22nd of the image sensor 21st the respective camera 20th be mapped. The direction of the first camera 20th and the direction of view of the second camera lie in one plane and in the present exemplary embodiment intersect at an angle in the zero plane. As the main line of sight 18th of the stereo exoscope 10 is called the bisector of this angle. With both directions of view, it forms an angle that is significantly smaller than 45 degrees. The main line of sight 18th of the stereo exoscope 10 lies in the cutting plane of the 1 .

Das Stereo-Exoskop 10 weist ferner ein Fensterbauteil 15 mit einer Lichteintrittsfläche 16 auf. Das Fensterbauteil 15 aus Glas, Saphir oder einem anderen optisch transparenten Material verschließt eine Öffnung in dem Gehäuse des Stereo-Exoskops 10 fluiddicht. Durch das Fensterbauteil 15 kann Licht, das von einem beobachteten Objekt ausgeht, zu der ersten Kamera 20 und zu der zweiten Kamera gelangen.The stereo exoscope 10 also has a window component 15th with a light entry surface 16 on. The window component 15th made of glass, sapphire or another optically transparent material closes an opening in the housing of the stereo exoscope 10 fluid-tight. Through the window component 15th can light emanating from an observed object to the first camera 20th and get to the second camera.

Ein proximales Ende 17 des Stereo-Exoskops 10 ist großteils rechts außerhalb des dargestellten Bereichs angeordnet. An dem proximalen Ende 17 sind beispielsweise eine Benutzerschnittstelle und/oder ein oder mehrere Steckverbinder, die in 1 nicht sichtbar sind, angeordnet. Über die Steckverbinder kann das Stereo-Exoskop 10 Steuersignale und/oder elektrische und/oder optische Leistung empfangen und ein Bildsignal, das ein von dem Stereo-Exoskop 10 erfasstes Stereobild repräsentiert, bereitstellen.One proximal end 17th of the stereo exoscope 10 is mostly arranged to the right outside the area shown. At the proximal end 17th are for example a user interface and / or one or more connectors that are included in 1 are not visible, arranged. The stereo exoscope 10 Receive control signals and / or electrical and / or optical power and an image signal from the stereo exoscope 10 represents captured stereo image.

Die Prüfvorrichtung 40 umfasst ein Kalibriertarget 50. Bei dem dargestellten Beispiel hat das Kalibriertarget die Gestalt eines Prismas, also eines Zylinders mit polygonalem, nämlich im Wesentlichen dreieckigem, Querschnitt. Der Rand des in 1 dargestellten Querschnitts liegt in der Mantelfläche des Prismas. Die Erzeugenden oder Mantellinien des Prismas sind orthogonal zu der Schnittebene der 1, alle Bereiche der Mantelfläche des Prismas sind orthogonal zu der Schnittebene der 1.The testing device 40 includes a calibration target 50 . In the example shown, the calibration target has the shape of a prism, that is to say a cylinder with a polygonal, namely essentially triangular, cross section. The edge of the in 1 The cross section shown lies in the lateral surface of the prism. The generatrices or generatrices of the prism are orthogonal to the cutting plane of the 1 , All areas of the outer surface of the prism are orthogonal to the cutting plane of the 1 .

Ein ebener Bereich der Mantelfläche des Prismas (nämlich der Bereich, dessen Bestandteil die in 1 unten dargestellte Kante des Querschnitts ist) ist orthogonal zu der Hauptblickrichtung 18 des Stereo-Exoskops 10. Ein weiterer ebener Bereich der Mantelfläche des Prismas (nämlich der Bereich, dessen Bestandteil die in 1 rechts dargestellte Kante des Querschnitts ist) ist parallel zu der Hauptblickrichtung 18 des Stereo-Exoskops 10. Ein weiterer ebener Bereich der Mantelfläche des Prismas bildet eine Targetfläche 53. Die Hauptblickrichtung 18 des Stereo-Exoskops 10 schließt mit der Targetfläche 53 einen Winkel α ein, der deutlich größer als 0 Grad und deutlich kleiner als 90 Grad ist. Der Winkel α liegt insbesondere im Bereich von 20 Grad bis 80 Grad oder im Bereich von 30 Grad bis 60 Grad oder im Bereich von 40 Grad bis 50 Grad. Bei dem dargestellten Beispiel beträgt der Winkel α ca. 45 Grad.A flat area of the outer surface of the prism (namely the area of which the in 1 edge of the cross-section shown below) is orthogonal to the main viewing direction 18th of the stereo exoscope 10 . Another flat area of the outer surface of the prism (namely the area of which the in 1 The edge of the cross-section shown on the right is parallel to the main viewing direction 18th of the stereo exoscope 10 . Another flat area of the outer surface of the prism forms a target surface 53 . The main line of sight 18th of the stereo exoscope 10 closes with the target surface 53 an angle α that is significantly greater than 0 degrees and significantly smaller than 90 degrees. The angle α is in particular in the range from 20 degrees to 80 degrees or in the range from 30 degrees to 60 degrees or in the range from 40 degrees to 50 degrees. In the example shown, the angle α is approximately 45 degrees.

Die Prüfvorrichtung 40 umfasst ferner eine Lehre 60 zum formschlüssigen Definieren einer vorbestimmten Position und Orientierung des Stereo-Exoskops 10 relativ zu dem Kalibriertarget 50. Die Lehre 60 umfasst eine Aufnahme 61 für das Stereo-Exoskop 10. Bei dem dargestellten Beispiel ist die Aufnahme für das in 1 links dargestellte distale Ende des Stereo-Exoskops 10 vorgesehen und weist im Wesentlichen die Gestalt eines Bechers mit einer Öffnung im Boden auf. Die Gestalt der Aufnahme 10 korrespondiert so genau zu der Gestalt eines Teils der äußeren Oberfläche des Stereo-Exoskops 10, dass das Stereo-Exoskop 10 relativ zu der Aufnahme 61 eine vorbestimmte Position und Orientierung einnimmt.The testing device 40 also includes a teaching 60 for the positive definition of a predetermined position and orientation of the stereo exoscope 10 relative to the calibration target 50 . The teaching 60 includes a recording 61 for the stereo Exoscope 10 . In the example shown, the recording is for the in 1 Distal end of the stereo exoscope shown on the left 10 is provided and has essentially the shape of a cup with an opening in the bottom. The shape of the shot 10 thus corresponds exactly to the shape of a part of the outer surface of the stereo exoscope 10 that the stereo exoscope 10 relative to the recording 61 occupies a predetermined position and orientation.

Die Lehre 60 der Prüfvorrichtung 40 umfasst ferner einen starren Verbindungsarm 65, der die Aufnahme 61 einerseits und das Kalibriertarget 50 andererseits mechanisch starr verbindet. Damit nimmt das Stereo-Exoskop 10 die durch die Geometrie der Aufnahme 61 und des Verbindungsarms 65 vorbestimmte Position und Orientierung relativ zu dem Kalibriertarget 50 ein, sobald das Stereo-Exoskop 10 in der vorgesehenen Weise flächig an der Aufnahme 61 anliegt.The teaching 60 the testing device 40 further comprises a rigid link arm 65 taking the shot 61 on the one hand and the calibration target 50 on the other hand, mechanically rigidly connects. This takes the stereo exoscope 10 due to the geometry of the recording 61 and the link arm 65 predetermined position and orientation relative to the calibration target 50 one as soon as the stereo exoscope 10 flat on the receptacle in the intended manner 61 is applied.

2 zeigt eine weitere schematische Darstellung des Stereo-Exoskops 10 und der Prüfvorrichtung 40 aus 1. Die Zeichenebene der 2 ist orthogonal zu der Zeichenebene der 1 und enthält die Hauptblickrichtung 18 des Stereo-Exoskops 10. Im Übrigen entspricht die Art der Darstellung des Stereo-Exoskops 10 und der Aufnahme 61 in 2 der Art ihrer Darstellung in 1. Die Aufnahme 61 der Lehre 60 ist in 2 wie in 1 im Schnitt dargestellt. Der Verbindungsarm 65 der Lehre 60 befindet sich hinter der Schnittebene der 2, entsprechend sind nur seine Konturen dargestellt. Das Kalibriertarget 50 ist in 2 nicht im Schnitt, sondern in der Draufsicht dargestellt, um seine gesamte Targetfläche 53 darstellen zu können. 2 shows another schematic representation of the stereo exoscope 10 and the testing device 40 out 1 . The drawing plane of the 2 is orthogonal to the plane of the drawing 1 and contains the main line of sight 18th of the stereo exoscope 10 . Otherwise, the type of display corresponds to the stereo exoscope 10 and the recording 61 in 2 the way they are represented in 1 . The recording 61 the teaching 60 is in 2 as in 1 shown in section. The connecting arm 65 the teaching 60 is behind the cutting plane of the 2 , accordingly only its contours are shown. The calibration target 50 is in 2 not shown in section, but in plan view, around its entire target area 53 to be able to represent.

In 2 ist neben der ersten Kamera 20 für die Erfassung eines für die Wahrnehmung mit dem linken Auge vorgesehenen Bilds die bereits erwähnte, jedoch in der Darstellung in 1 nicht sichtbare zweite Kamera 30 sichtbar. Die zweite Kamera 30 ist für die Erfassung eines für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge vorgesehenen Bilds vorgesehen und ausgebildet. Die zweite Kamera 30 umfasst wie die erste Kamera 20 einen Bildsensor 31 und ein Objektiv 33. Die erste Kamera 20 und die zweite Kamera 30 sind insbesondere gleich, weisen also identische Eigenschaften auf.In 2 is next to the first camera 20th for the acquisition of an image intended for perception with the left eye, the one already mentioned, but in the illustration in 1 invisible second camera 30th visible. The second camera 30th is intended and designed for the acquisition of an image intended for perception with the right eye. The second camera 30th includes like the first camera 20th an image sensor 31 and a lens 33 . The first camera 20th and the second camera 30th are in particular the same, that is, they have identical properties.

Die Basis 12, die gerade Verbindungsstrecke zwischen der Mitte 22 des Bildsensors 21 der ersten Kamera 20 und der Mitte 32 des Bildsensors 31 der zweiten Kamera 30, ist in 2 etwas von den Bildsensoren 21, 31 weg versetzt dargestellt, um sie von diesen sichtbar abzuheben. Die Basis 12 liegt in der Schnittebene der 2 und ist orthogonal zu der Hauptblickrichtung 18 des Stereo-Exoskops 10. Die Symmetrieebene 14 der Basis 12 ist orthogonal zu der Schnittebene der 2 und entspricht der Schnittebene der 1. Die Hauptblickrichtung 18 des Stereo-Exoskops 10 liegt in der Symmetrieebene 14 der Basis 12.The base 12th , the straight line connecting the middle 22nd of the image sensor 21st the first camera 20th and the middle 32 of the image sensor 31 the second camera 30th , is in 2 something from the image sensors 21st , 31 staggered away to make them stand out from the crowd. The base 12th lies in the cutting plane of the 2 and is orthogonal to the main line of sight 18th of the stereo exoscope 10 . The plane of symmetry 14th the base 12th is orthogonal to the cutting plane of the 2 and corresponds to the cutting plane of 1 . The main line of sight 18th of the stereo exoscope 10 lies in the plane of symmetry 14th the base 12th .

In 2 sind die Blickrichtung 28 der ersten Kamera 20 und die Blickrichtung 38 der zweiten Kamera 30 sichtbar. Die Blickrichtungen 28, 38 beider Kameras 20, 30 und die Hauptblickrichtung 18 des Stereo-Exoskops 10 liegen in der Schnittebene der 2 und schneiden sich in einem Punkt. Die Ebene 19 orthogonal zu der Hauptblickrichtung 18, die den Schnittpunkt der Blickrichtungen 28, 38 enthält, wird als Nullebene bezeichnet.In 2 are the direction of view 28 the first camera 20th and the direction of view 38 the second camera 30th visible. The directions of view 28 , 38 both cameras 20th , 30th and the main line of sight 18th of the stereo exoscope 10 lie in the cutting plane of the 2 and intersect at one point. The level 19th orthogonal to the main line of sight 18th which is the intersection of the lines of sight 28 , 38 is called the zero level.

In 2 ist ferner die Targetfläche 53 des Kalibriertargets 50 sichtbar, das nicht im Schnitt, sondern in Draufsicht dargestellt ist. Die Targetfläche 53 ist nicht parallel zu der Zeichenebene der 2, sondern schließt mit Ihr den Winkel α (vgl. 1) ein.In 2 is also the target area 53 of the calibration target 50 visible, which is not shown in section, but in plan view. The target area 53 is not parallel to the plane of the drawing 2 , but closes with it the angle α (cf. 1 ) a.

An der Targetfläche 50 ist eine Linie 51 vorgesehen, die orthogonal zu der Basis 12 des Stereo-Exoskops 10 ist. Bei dem dargestellten Beispiel liegt die Linie 51 in der Symmetrieebene 14 der Basis 12 des Stereo-Exoskops 10. Deshalb erscheint die Linie 51 in der Projektion der 2 als Verlängerung der Hauptblickrichtung 18 des Stereo-Exoskops 10.At the target surface 50 is a line 51 provided which is orthogonal to the base 12th of the stereo exoscope 10 is. In the example shown, the line lies 51 in the plane of symmetry 14th the base 12th of the stereo exoscope 10 . That is why the line appears 51 in the projection of the 2 as an extension of the main line of sight 18th of the stereo exoscope 10 .

An der Targetfläche 53 ist ferner eine Skale 71 mit einer Skalenteilung 72 und einer Beschriftung 73 vorgesehen. Die Skalenteilung 72 besteht aus Linien orthogonal zu der Linie 51 und orthogonal zu der Hauptblickrichtung 18 des Stereo-Exoskops 10. Die Linien der Skalenteilung 72 weisen verschiedene Abstände von der Lichteintrittsfläche 16 des Stereo-Exoskops 10 in seiner in 2 dargestellten vorbestimmten Position und Orientierung relativ zu dem Kalibriertarget 50 auf. Beispielsweise weisen zwei benachbarte Linien Abstände von der Lichteintrittsfläche 16 des Stereo-Exoskops 10 auf, die sich um 1 mm unterscheiden. Bei dem dargestellten Beispiel weisen einige Linien der Skalenteilung 72 eine größere Länge auf. Zwei benachbarte längere Linien der Skalenteilung 72 weisen beispielsweise Abstände von der Lichteintrittsfläche 16 des Stereo-Exoskops 10 auf, die sich um 5 mm unterscheiden.At the target surface 53 is also a scale 71 with a scale division 72 and a label 73 intended. The scale division 72 consists of lines orthogonal to the line 51 and orthogonal to the main line of sight 18th of the stereo exoscope 10 . The lines of the scale division 72 have different distances from the light entry surface 16 of the stereo exoscope 10 in his in 2 shown predetermined position and orientation relative to the calibration target 50 on. For example, two adjacent lines are at a distance from the light entry surface 16 of the stereo exoscope 10 that differ by 1 mm. In the example shown, some lines show the scale division 72 a greater length. Two adjacent longer lines of the scale division 72 have, for example, distances from the light entry surface 16 of the stereo exoscope 10 that differ by 5 mm.

Bei dem dargestellten Beispiel umfasst die Beschriftung 73 eine geläufige Abkürzung für eine Untergrenze, nämlich die Buchstabenfolge „min“, und eine geläufige Abkürzung für eine Obergrenze, nämlich die Buchstabenfolge „max“. Alternativ oder zusätzlich kann die Beschriftung 73 Zahlenwerte umfassen, die die Abstände zugeordneter Linien der Skalenteilung 72 von der Lichteintrittsfläche 16 des Stereo-Exoskops 10 angeben.In the example shown, the label includes 73 a common abbreviation for a lower limit, namely the letter sequence "min", and a common abbreviation for an upper limit, namely the letter sequence "max". Alternatively or additionally, the label 73 Numerical values comprise the distances between assigned lines of the scale division 72 from the light entry surface 16 of the stereo exoscope 10 specify.

An der Targetfläche 53 ist ferner eine Kennzeichnung 75 eines zulässigen Bereichs vorgesehen. Die Kennzeichnung 75 weist die Gestalt zweier spiegelsymmetrisch angeordneter Dreiecke mit einander zugewandten und leicht überlappenden Ecken auf (in der Seefahrt als Stundenglas bezeichnet). Eine Taille der Kennzeichnung 75 liegt bei dem erwünschten oder optimalen Abstand der Nullebene 19 von der Lichteintrittsfläche 16 des Stereo-Exoskops 10.At the target surface 53 is also a marking 75 within a permissible range. The marking 75 has the shape of two mirror-symmetrically arranged triangles with facing and slightly overlapping corners (referred to in seafaring as an hourglass). A waist of identification 75 lies at the desired or optimal spacing of the zero plane 19th from the light entry surface 16 of the stereo exoscope 10 .

Innerhalb der Kennzeichnung 75 sind bei dem dargestellten Beispiel viele gleiche und regelmäßig angeordnete kleine Kreise, Sechsecke oder andere Strukturen angeordnet, die eine visuelle Bestimmung der Fokusebene, also derjenigen Ebene, die durch das Stereo-Exoskop optimal scharf erfasst wird, ermöglicht.Inside the marking 75 In the example shown, many identical and regularly arranged small circles, hexagons or other structures are arranged which enable a visual determination of the focal plane, that is to say that plane that is optimally captured by the stereo exoscope.

An der Targetfläche 53 sind ferner zwei Kennzeichnungen 77 nicht zulässiger Bereiche vorgesehen. Die Kennzeichnungen 77 der nicht zulässigen Bereiche schließen sich an voneinander abgewandten Seiten an die Kennzeichnung 75 des zulässigen Bereichs an. Bei dem dargestellten Beispiel umfasst jede Kennzeichnung 77 die Zeichenfolge „n.i.O.“, als Abkürzung für „nicht in Ordnung“.At the target surface 53 are also two labels 77 areas not permitted. The markings 77 of the non-permissible areas are adjacent to the marking on sides facing away from one another 75 of the allowable range. In the example shown, each label includes 77 the string "not ok", as an abbreviation for "not ok".

Die Linie 51, die Skale 71, die Beschriftung 73, die Kennzeichnungen 75, 77 können jeweils auf den die Targetfläche 53 bildenden Oberflächenbereich des Kalibriertargets 50 aufgedruckt oder durch Ätzen, Fräsen oder auf andere Weise erzeugt sein.The line 51 who have favourited the scale 71 , the caption 73 , the markings 75 , 77 can each on the target surface 53 forming surface area of the calibration target 50 printed or produced by etching, milling or in any other way.

3 zeigt eine schematische Darstellung der Targetfläche 53 an dem Kalibriertarget 50 der anhand der 1 und 2 dargestellten Prüfvorrichtung 40. In Unterschied zu 2 ist die Zeichenebene der 3 parallel zu der Targetfläche 53. 3 shows a schematic representation of the target area 53 on the calibration target 50 based on the 1 and 2 test device shown 40 . In contrast to 2 is the drawing plane of the 3 parallel to the target surface 53 .

In 3 ist deutlicher als in 2 erkennbar, dass die Linie 51 bei dem dargestellten Beispiel sich nur innerhalb des durch die Beschriftung 73 und durch die Kennzeichnung 75 gekennzeichneten zulässigen Bereichs erstreckt. Alternativ kann die Linie 51 sich auch über die Grenzen des zulässigen Bereichs hinaus erstrecken.In 3 is clearer than in 2 recognizable that the line 51 in the example shown only within the area indicated by the label 73 and by marking 75 marked permissible range. Alternatively, the line 51 also extend beyond the limits of the permissible range.

Die gesamte Targetfläche 53 mit allen daran vorgesehenen sichtbaren Strukturen ist um einen Faktor 1/cos(α) gestreckt. Bei dem dargestellten Beispiel mit α = 45 Grad ist die gesamte Targetfläche 53 um einen Faktor 1,41 (Quadratwurzel aus 2) gestreckt.The entire target area 53 with all of the visible structures provided is stretched by a factor of 1 / cos (α). In the example shown with α = 45 degrees, the entire target area is 53 stretched by a factor of 1.41 (square root of 2).

4 zeigt eine schematische Darstellung einer überlagerten Wiedergabe eines für die Wahrnehmung mit dem linken Auge vorgesehenen Bilds und eines für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge vorgesehenen Bilds der Targetfläche 53 aus 3. 4th shows a schematic representation of a superimposed reproduction of an image intended for perception with the left eye and an image of the target surface intended for perception with the right eye 53 out 3 .

Durch die Schrägstellung der Targetfläche 53 gegenüber der Hauptblickrichtung 18 (vgl. 1) ist die Targetfläche 53 in beiden Bildern verzerrt, jedoch in unterschiedlicher Weise. Insbesondere sind die Wiedergabe 91 der Linie 51 in dem für die Wahrnehmung mit dem linken Auge bestimmten Bild etwas nach rechts geneigt und die Wiedergabe 92 der Linie 51 in dem für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge bestimmten Bild etwas nach links geneigt. Die Wiedergabe 91 der Linie 51 in dem für die Wahrnehmung mit dem linken Auge bestimmten Bild und die Wiedergabe 92 der Linie 51 in dem für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge bestimmten Bild schneiden sich in einem Schnittpunkt 93.Due to the inclination of the target surface 53 opposite the main line of sight 18th (see. 1 ) is the target area 53 distorted in both images, but in different ways. In particular, the playback 91 the line 51 in the image intended for perception with the left eye, inclined slightly to the right and the reproduction 92 the line 51 inclined slightly to the left in the image intended for perception with the right eye. The playback 91 the line 51 in the image intended for perception with the left eye and the reproduction 92 the line 51 in the image intended for perception with the right eye intersect at an intersection 93 .

Die Position dieses Schnittpunkts 93 gibt die Position der Nullebene 19 (vgl. 2) des Stereo-Exoskops 10 an. Deshalb kann in der in 4 dargestellten überlagerten Wiedergabe der beiden Bilder die Position der Nullebene 19 abgelesen werden. Bei dem hier dargestellten Beispiel befinden sich der Schnittpunkt 93 und damit die Nullebene 19 des Stereo-Exoskops 10 innerhalb des zulässigen Bereichs, jedoch nicht genau in dessen Mitte. The location of this intersection 93 gives the position of the zero plane 19th (see. 2 ) of the stereo exoscope 10 at. Therefore, in the in 4th The superimposed rendering of the two images shows the position of the zero plane 19th can be read. In the example shown here, the intersection is located 93 and thus the zero level 19th of the stereo exoscope 10 within the allowable range, but not exactly in the middle.

5 zeigt eine schematische Darstellung des anhand der 1 und 2 dargestellten oder eines ähnlichen Stereo-Exoskops 10 sowie einer Prüfvorrichtung 40, die in einigen Merkmalen, Eigenschaften und Funktionen der anhand der 1 bis 4 dargestellten Prüfvorrichtung gleicht oder ähnelt. Die Art der Darstellung in 5 entspricht derjenigen der 2. Nachfolgend sind insbesondere Merkmale, Eigenschaften und Funktionen der in 5 gezeigten Prüfvorrichtung 40 beschrieben, in denen diese sich von der anhand der 1 bis 4 dargestellten Prüfvorrichtung unterscheidet. 5 shows a schematic representation of the based on 1 and 2 shown or a similar stereo exoscope 10 as well as a test device 40 that are based on some features, properties and functions of the 1 to 4th test device shown is the same or similar. The type of representation in 5 corresponds to that of 2 . Features, properties and functions of the in 5 test device shown 40 in which these differ from the 1 to 4th test device shown differs.

Die in 5 gezeigte Prüfvorrichtung 40 unterscheidet sich von der anhand der 1 bis 4 dargestellten Prüfvorrichtung insbesondere in der Gestalt des Kalibriertargets 50. Die in Richtung parallel zu der Basis 12 des zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Exoskops 10 (d. h. in 5 horizontal gemessene) Breite der Targetfläche 53 des Kalibriertargets 50 ist kleiner als bei der anhand der 1 bis 4 dargestellten Prüfvorrichtung.In the 5 Test device shown 40 differs from the one based on the 1 to 4th test device shown in particular in the form of the calibration target 50 . The direction parallel to the base 12th of the stereo exoscope to be tested or calibrated 10 (i.e. in 5 horizontally measured) width of the target area 53 of the calibration target 50 is smaller than the one based on the 1 to 4th test device shown.

Die Targetfläche 53 erstreckt sich nur auf einer Seite (in 5: der rechten Seite) der Symmetrieebene 14 der Basis 12 des Stereo-Exoskops 10 in seiner vorbestimmten Position und Orientierung. In der Symmetrieebene 14 weist die Targetfläche 53 eine Kante 52 auf. Auf der anderen Seite (in 5: der linken Seite) der Symmetrieebene weist das Kalibriertarget 50 eine Kontrastfläche 54 auf, die sich orthogonal zu der Zeichenebene der 5 und orthogonal zu der Hauptblickrichtung 18 erstreckt. Die Kontrastfläche 54 weist insbesondere eine Kontrastfarbe zu der Targetfläche 53 auf.The target area 53 extends only on one side (in 5 : the right side) of the plane of symmetry 14th the base 12th of the stereo exoscope 10 in its predetermined position and orientation. In the plane of symmetry 14th shows the target area 53 an edge 52 on. On the other hand (in 5 : the left side) of the plane of symmetry shows the calibration target 50 a contrasting surface 54 which is orthogonal to the plane of the drawing 5 and orthogonal to the main line of sight 18th extends. The contrast surface 54 in particular has a contrasting color to the target surface 53 on.

Anstelle der Linie 51 (vgl. 2 bis 4) wird die Kante 52 an der Targetfläche 53 von dem Stereo-Exoskop 10 erfasst. Ein Vorteil besteht darin, dass keine Linie erzeugt werden muss, sondern lediglich eine ohnehin beispielsweise an jeder ebenen Targetfläche 53 als Rand vorliegende Kante anders, nämlich nahe der Hauptblickrichtung, platziert werden muss. Ein Hell-Dunkel-Kontrast oder ein farbiger Kontrast zwischen der Targetfläche 53 und der Kontrastfläche 54 kann ein Erkennen der Kante 52 und eine genaue Bestimmung der Position des Schnittpunkts beider Darstellungen der Kante 52 vereinfachen.Instead of the line 51 (see. 2 to 4th ) becomes the edge 52 at the target surface 53 from the stereo exoscope 10 detected. One advantage is that no line has to be generated, but only one, for example, on each flat target surface 53 The edge present as the edge must be placed differently, namely near the main viewing direction. A light-dark contrast or a colored contrast between the target surface 53 and the contrast area 54 can detect the edge 52 and an accurate determination of the position of the intersection of both representations of the edge 52 simplify.

6 zeigt eine schematische Darstellung des anhand der 1, 2 und 5 dargestellten oder eines ähnlichen Stereo-Exoskops 10 sowie einer Prüfvorrichtung 40, die in einigen Merkmalen, Eigenschaften und Funktionen den anhand der 1 bis 5 dargestellten Prüfvorrichtungen gleicht oder ähnelt. Die Art der Darstellung in 6 entspricht derjenigen der 1. Nachfolgend sind insbesondere Merkmale, Eigenschaften und Funktionen der in 6 gezeigten Prüfvorrichtung 40 beschrieben, in denen diese sich von den anhand der 1 bis 5 dargestellten Prüfvorrichtungen unterscheidet. 6th shows a schematic representation of the based on 1 , 2 and 5 shown or a similar stereo exoscope 10 as well as a test device 40 which in some features, properties and functions are based on the 1 to 5 test devices shown is the same or similar. The type of representation in 6th corresponds to that of 1 . Features, properties and functions of the in 6th test device shown 40 in which these differ from the 1 to 5 different test devices shown.

Die in 6 gezeigte Prüfvorrichtung 40 unterscheidet sich von den anhand der 1 bis 5 dargestellten Prüfvorrichtungen insbesondere dadurch, dass sie keine Lehre zum formschlüssigen Definieren der vorbestimmten Position und Orientierung des zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Exoskops 10 relativ zu dem Kalibriertarget 50 und damit relativ zu der Linie 51 (vgl. 2 bis 4) oder Kante 52 (vgl. 5) umfasst.In the 6th Test device shown 40 differs from the 1 to 5 Test devices shown in particular in that they do not have any teaching for the form-fitting definition of the predetermined position and orientation of the stereo exoscope to be tested or to be calibrated 10 relative to the calibration target 50 and thus relative to the line 51 (see. 2 to 4th ) or edge 52 (see. 5 ) includes.

Stattdessen wird das Stereo-Exoskop 10 von einem Haltearm 80 gehalten. Der Haltearm 80 umfasst ein Fundament 81, das beispielsweise auf der selben Tischplatte ruht und/oder mit ihr verbunden ist, auf der auch das Kalibriertarget 50 ruht. Ferner umfasst der Haltearm 80 mehrere Segmente 83, die untereinander und mit dem Fundament 81 jeweils durch ein Gelenk 84 verbunden sind. Ein freies Ende 88 des Haltearms 80 ist - beispielsweise durch eine nicht dargestellte Kupplung - mit einer Aufnahme 61 für das Stereo-Exoskop 10 mechanisch verbunden. Die Aufnahme 61 weist beispielsweise Merkmale und Eigenschaften der Aufnahme der anhand der 1 und 2 dargestellten Lehre 60 auf. Alternativ und abweichend von der Darstellung in 6 kann das distale Ende 88 des Haltearms 80 durch einen Greifer mit dem Stereo-Exoskop 10 lösbar verbunden sein.Instead, the stereo exoscope is used 10 from a holding arm 80 held. The holding arm 80 includes a foundation 81 , which rests, for example, on the same table top and / or is connected to it on which the calibration target is also located 50 rests. The holding arm also includes 80 multiple segments 83 with each other and with the foundation 81 each by a joint 84 are connected. A free end 88 of the holding arm 80 is - for example by a coupling, not shown - with a recording 61 for the stereo exoscope 10 mechanically connected. The recording 61 has for example features and properties of the recording based on the 1 and 2 illustrated teaching 60 on. Alternatively and different from the representation in 6th can the distal end 88 of the holding arm 80 by a gripper with the stereo exoscope 10 be releasably connected.

Der Haltearm weist in 6 nicht sichtbare Antriebe und Positionssensoren für alle durch die Gelenke 84 definierten Freiheitsgrade auf. Der Haltearm kann deshalb innerhalb gegebener Grenzen das Stereo-Exoskop 10 in beliebigen Positionen und Orientierungen halten. Zur Prüfung oder Kalibrierung wird der Haltearm so gesteuert, dass das Stereo-Exoskop 10 relativ zu dem Kalibriertarget 50 die für die Prüfung oder Kalibrierung vorbestimmte Position und Orientierung relativ zu dem Kalibriertarget 50 (und insbesondere zu einer Linie oder Kante an diesem) einnimmt.The holding arm has in 6th invisible drives and position sensors for all through the joints 84 defined degrees of freedom. The holding arm can therefore be the stereo exoscope within given limits 10 hold in any positions and orientations. For testing or calibration, the holding arm is controlled in such a way that the stereo exoscope 10 relative to the calibration target 50 the position and orientation relative to the calibration target predetermined for the test or calibration 50 (and especially to a line or edge on it).

Das in den 1 bis 6 gezeigte Stereo-Exoskop 10 ist nur ein Beispiel einer Stereo-Bilderfassungsvorrichtung, die mittels der anhand der 1 bis 6 dargestellten, aber an die jeweilige Stereo-Bilderfassungsvorrichtung angepassten Prüfvorrichtungen 40 geprüft oder kalibriert werden kann.That in the 1 to 6th shown stereo exoscope 10 is just one example of a stereo image capturing device that can be made using the FIG 1 to 6th shown, but adapted to the respective stereo image capture device testing devices 40 can be checked or calibrated.

7 zeigt eine schematische Darstellung eines distalen Endes eines Schafts eines Stereo-Endoskops 10 und einer weiteren Prüfvorrichtung 40. Die Art der Darstellung in 7 entspricht derjenigen der 1 und 6. Die in 7 gezeigte Prüfvorrichtung 40 ähnelt oder gleicht in einigen Merkmalen, Eigenschaften und Funktionen den anhand der 1 bis 6 dargestellten Prüfvorrichtungen. Nachfolgend sind insbesondere Merkmale, Eigenschaften und Funktionen der in 7 gezeigten Prüfvorrichtung 40 beschrieben, in denen diese sich von den anhand der 1 bis 4 dargestellten Prüfvorrichtungen unterscheidet. 7th shows a schematic representation of a distal end of a shaft of a stereo endoscope 10 and another test device 40 . The type of representation in 7th corresponds to that of 1 and 6th . In the 7th Test device shown 40 is similar or identical in some features, properties and functions to those based on the 1 to 6th test devices shown. Features, properties and functions of the in 7th test device shown 40 in which these differ from the 1 to 4th different test devices shown.

Das Stereo-Endoskop 10 weist einen langen dünnen Schaft mit einem kreisförmigen oder im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf, dessen distales Ende in 7 gezeigt ist. Am distalen Ende des Schafts des Stereo-Endoskops 10 sind nebeneinander eine erste Kamera 20 zur Erfassung eines für die Wahrnehmung mit dem linken Auge vorgesehenen Bilds und eine zweite Kamera zur Erfassung eines für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge vorgesehenen Bilds angeordnet. Ähnlich wie bei den Darstellungen in den 1 und 6 ist die Basis des in 7 gezeigten Stereo-Endoskops 10 orthogonal zu der Zeichenebene der 7. Die zweite Kamera liegt deshalb vor der Schnittebene der 7 und ist in 7 nicht sichtbar.The stereo endoscope 10 has a long thin shaft with a circular or substantially circular cross-section, the distal end of which in 7th is shown. At the distal end of the shaft of the stereo endoscope 10 are next to each other a first camera 20th for capturing an image provided for perception with the left eye and a second camera for capturing an image provided for perception with the right eye. Similar to the representations in the 1 and 6th is the basis of the in 7th shown stereo endoscope 10 orthogonal to the plane of the drawing 7th . The second camera is therefore in front of the cutting plane 7th and is in 7th not visible.

Bei dem dargestellten Beispiel umfassen die erste Kamera 20 und die zweite Kamera des Stereo-Endoskops 10 jeweils einen Bildsensor 21 und ein Objektiv 23, das ein reelles Bild eines betrachteten Objekts auf dem Bildsensor 21 erzeugt. Ein Fensterbauteil 15 mit einer Lichteintrittsfläche 16 verschließt eine Öffnung am distalen Ende des Endoskops 10 fluiddicht, aber optisch transparent, so dass Licht von einem beobachteten Objekt in die Kameras 20 gelangen kann.In the example shown, the first include cameras 20th and the second camera of the stereo endoscope 10 one image sensor each 21st and a lens 23 , which is a real image of a viewed object on the image sensor 21st generated. A window component 15th with a light entry surface 16 closes an opening at the distal end of the endoscope 10 fluid-tight, but optically transparent, so that light from an observed object enters the cameras 20th can arrive.

Die in 7 gezeigte Prüfvorrichtung 40 unterscheidet sich von den anhand der 1 bis 6 dargestellten Prüfvorrichtungen insbesondere dadurch, dass die Aufnahme 61 der Lehre 60 an das distale Ende des Stereo-Endoskops 10 angepasst ist. Die Aufnahme 61 umschließt das distale Ende des Stereo-Endoskops 10 spielarm und definiert somit formschlüssig eine vorbestimmte Position und Orientierung des Stereo-Endoskops 10 relativ zu dem Kalibriertarget 50.In the 7th Test device shown 40 differs from the 1 to 6th test devices shown in particular by having the inclusion 61 the teaching 60 to the distal end of the stereo endoscope 10 is adapted. The recording 61 encloses the distal end of the stereo endoscope 10 with little play and thus defines a predetermined position and orientation of the stereo endoscope in a form-fitting manner 10 relative to the calibration target 50 .

Dies gilt aber beispielsweise in dem beschriebenen Fall eines kreisförmigen Querschnitts des distalen Endes des Schafts 10 nicht für die Winkelposition des Stereo-Endoskops bezüglich der Längsachse des distalen Endes seines Schafts. Vielmehr kann in diesem Fall das distale Ende des Stereo-Endoskops 10 in der Aufnahme 61 um seine Längsachse rotiert werden. Eine geeignete Winkelposition wird in diesem Fall insbesondere unter visueller Kontrolle eingestellt. Alternativ kann die Lehre 60 abweichend von der Darstellung in 7 bis zu einem proximalen und nicht rotationssymmetrischen Ende des Stereo-Endoskops 10 reichen und dort formschlüssig eine vorbestimmte Winkelposition definieren.However, this applies, for example, in the described case of a circular cross section of the distal end of the shaft 10 not for the angular position of the stereo endoscope with respect to the longitudinal axis of the distal end of its shaft. Rather, the distal end of the stereo endoscope can in this case 10 in the recording 61 be rotated about its longitudinal axis. In this case, a suitable angular position is set in particular under visual control. Alternatively, the teaching 60 different from the representation in 7th to a proximal and non-rotationally symmetrical end of the stereo endoscope 10 range and define a predetermined angular position there in a form-fitting manner.

8 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Prüfen einer Stereo-Bilderfassungsvorrichtung, insbesondere eines Stereo-Endoskops, eines Stereo-Exoskops oder eines Stereomikroskops. Das Verfahren ist insbesondere auf Stereo-Bilderfassungsvorrichtungen anwendbar und mittels einer Prüfvorrichtung ausführbar, wie sie hier beschrieben sind. Das Verfahren ist jedoch auch auf Stereo-Bilderfassungsvorrichtungen anwendbar und mittels Prüfvorrichtungen ausführbar, die Merkmale, Eigenschaften und Funktionen aufweisen, die von den Darstellungen anhand der 1 bis 7 abweichen. Trotzdem sind nachfolgend beispielhaft Bezugszeichen aus den 1 bis 7 verwendet, um das Verständnis zu vereinfachen. 8th FIG. 8 shows a schematic flow diagram of a method for testing a stereo image acquisition device, in particular a stereo endoscope, a stereo exoscope or a stereo microscope. The method can be used in particular on stereo image acquisition devices and can be carried out by means of a test device as described here. However, the method can also be applied to stereo image acquisition devices and can be carried out by means of test devices that have features, properties and functions that are derived from the representations based on 1 to 7th differ. Nevertheless, the following are examples of reference numerals from the 1 to 7th used to simplify understanding.

Bei einem ersten Schritt 101 wird ein Kalibriertarget 50 bereitgestellt. Das Kalibriertarget 50 weist insbesondere Merkmale und Eigenschaften auf, wie sie anhand der 1 bis 7 dargestellt sind.With a first step 101 becomes a calibration target 50 provided. The calibration target 50 in particular has features and properties as they are based on 1 to 7th are shown.

Bei einem optionalen zweiten Schritt 102 werden eine oder mehrere Linien 51 und/oder eine Skale 71 und/oder eine Kennzeichnung 75 eines zulässigen Bereichs und/oder eine Kennzeichnung 77 eines nicht zulässigen Bereichs und/oder weitere Markierungen auf eine Targetfläche 53 projiziert. Alternativ oder zusätzlich sind eine oder mehrere Linien 51 und/oder eine Skale 71 und/oder eine Kennzeichnung 75 eines zulässigen Bereichs und/oder eine Kennzeichnung 77 eines nicht zulässigen Bereichs und/oder weitere Markierungen durch Drucken, Ätzen, Fräsen oder auf andere Weise bereits auf die Targetfläche 53 der beim ersten Schritt 101 bereitgestellten Prüfvorrichtung 40 dauerhaft aufgebracht. Alternativ oder zusätzlich kann das Kalibriertarget 50 eine Kante 52 aufweisen.In an optional second step 102 become one or more lines 51 and / or a scale 71 and / or a label 75 a permissible range and / or a marking 77 an impermissible area and / or further markings on a target surface 53 projected. Alternatively or additionally there are one or more lines 51 and / or a scale 71 and / or a label 75 a permissible range and / or a marking 77 an impermissible area and / or further markings by printing, etching, milling or in some other way already on the target surface 53 the one at the first step 101 provided testing device 40 permanently applied. Alternatively or additionally, the calibration target 50 an edge 52 exhibit.

Bei einem dritten Schritt 103 wird die zu prüfende oder zu kalibrierende Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 in einer vorbestimmten Position und Orientierung relativ zu dem Kalibriertarget angeordnet. Dies erfolgt insbesondere mittels einer Lehre 60, die mit dem Kalibriertarget 50 starr verbunden ist und die vorbestimmte Position und Orientierung der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 relativ zu dem Kalibriertarget formschlüssig definiert. Alternativ kann der dritte Schritt 103 beispielsweise mittels eines motorisch bewegbaren Haltearms 80 ausgeführt werden.In a third step 103 becomes the stereo imaging device to be tested or calibrated 10 arranged in a predetermined position and orientation relative to the calibration target. This is done in particular by means of a teaching 60 with the calibration target 50 is rigidly connected and the predetermined position and orientation of the stereo image acquisition device to be tested or to be calibrated 10 Defined positively relative to the calibration target. Alternatively, the third step 103 for example by means of a motor-driven holding arm 80 are executed.

Bei der vorbestimmten Position und Orientierung der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 ist die an dem Kalibriertarget 50 vorliegende oder auf eine Targetfläche 53 des Kalibriertargets projizierte Linie 51 oder die an dem Kalibriertarget 50 vorliegende Kante 52 nicht orthogonal zu der Hauptblickrichtung 18 der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10. Ein Winkel zwischen der Linie 51 oder Kante 52 einerseits und der Hauptblickrichtung 18 andererseits beträgt insbesondere mindestens 10 Grad und höchstens 80 Grad oder mindestens 20 Grad und höchstens 70 Grad oder mindestens 30 Grad und höchstens 60 Grad. Die Linie 51 oder Kante 52 liegt insbesondere in einer Symmetrieebene 14 der Basis 12 der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 in ihrer vorbestimmten Position und Orientierung oder parallel zu dieser Symmetrieebene 14.At the predetermined position and orientation of the stereo image capturing device to be tested or calibrated 10 is the one on the calibration target 50 present or on a target surface 53 line projected from the calibration target 51 or the one on the calibration target 50 present edge 52 not orthogonal to the main line of sight 18th the stereo image capture device 10 . An angle between the line 51 or edge 52 one hand and the main line of sight 18th on the other hand is in particular at least 10 degrees and at most 80 degrees or at least 20 degrees and at most 70 degrees or at least 30 degrees and at most 60 degrees. The line 51 or edge 52 lies in particular in a plane of symmetry 14th the base 12th the stereo imaging device to be tested or calibrated 10 in their predetermined position and orientation or parallel to this plane of symmetry 14th .

Bei einem vierten Schritt 104 wird mittels der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 ein Stereobild des Kalibriertargets erfasst. Das von der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 erfasste Stereobild umfasst ein für die Wahrnehmung mit dem linken Auge vorgesehenes Bild und ein für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge vorgesehenes Bild.In a fourth step 104 is by means of the stereo image acquisition device to be tested or calibrated 10 a stereo image of the calibration target is captured. That from the stereo image capture device 10 The captured stereo image includes an image intended for perception with the left eye and an image intended for perception with the right eye.

Bei einem fünften Schritt 105 werden das für die Wahrnehmung mit dem linken Auge vorgesehene Bild und das für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge vorgesehene Bild überlagert dargestellt. Dies erfolgt beispielsweise durch einen Bildschirm oder mittels eines Projektors auf einer Projektionsfläche. Dabei können beide Bilder bereits vor der Wiedergabe durch eine Bildverarbeitung überlagert sein. Alternativ können die beiden Bilder beispielsweise in unterschiedlicher Polarisation oder abwechselnd dargestellt und dann ohne eine Spezialbrille, die jedem Auge nur eines der Bilder sichtbar machte, betrachtet werden.On a fifth step 105 the image intended for perception with the left eye and the image intended for perception with the right eye are displayed superimposed. This is done, for example, by a screen or by means of a projector on a projection surface. Both images can be superimposed by image processing before they are displayed. Alternatively, the two images can be displayed in different polarization or alternately, for example, and then viewed without special glasses that only made one of the images visible to each eye.

Die überlagerte Wiedergabe der Bilder enthält insbesondere die Wiedergabe 91 einer Linie 51 oder Kante 52 an der Targetfläche 53 in dem für die Wahrnehmung durch das linke Auge vorgesehenen Bild und die Wiedergabe 92 der selben Linie 51 oder Kante 52 in dem für die Wahrnehmung durch das rechte Auge vorgesehenen Bild. Aufgrund der Neigung der Linie 51 oder Kante 52 gegenüber der Hauptblickrichtung 18 der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung und der etwas unterschiedlichen Blickrichtungen, aus denen das für die Wahrnehmung durch das linke Auge vorgesehenen Bild und das für die Wahrnehmung durch das rechte Auge vorgesehenen Bild erfasst wurden, sind die beiden Wiedergaben 91, 92 der Linie 51 oder Kante 52 in den beiden Bildern nicht parallel.The superimposed rendering of the images includes the rendering in particular 91 one line 51 or edge 52 at the target surface 53 in the image intended for perception by the left eye and reproduction 92 the same line 51 or edge 52 in the image intended for perception by the right eye. Because of the slope of the line 51 or edge 52 opposite the main line of sight 18th the stereo image capturing device and the slightly different viewing directions from which the image intended for perception by the left eye and the image intended for perception by the right eye were captured are the two reproductions 91 , 92 the line 51 or edge 52 not parallel in the two pictures.

Bei einem optionalen sechsten Schritt 106 wird die Position eines Schnittpunkts 93 der Wiedergabe 91 der Linie 51 oder Kante 52 in dem für die Wahrnehmung mit dem linken Auge vorgesehenen Bild und die Wiedergabe 92 der selben Linie 51 oder Kante 52 in dem für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge vorgesehenen Bild bestimmt. Diese Position entspricht der Position der Nullebene der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung. Anhand einer Skale 71 oder einer Kennzeichnung 75 eines zulässigen Bereichs oder einer Kennzeichnung 77 eines nicht zulässigen Bereichs kann festgestellt werden, an welcher Position die Nullebene sich befindet und/oder ob die Nullebene sich innerhalb eines zulässigen Bereichs befindet. Der sechste Schritt 106 kann von einem Benutzer der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 ausgeführt werden.At an optional sixth step 106 becomes the position of an intersection 93 playback 91 the line 51 or edge 52 in the image intended for perception with the left eye and the reproduction 92 the same line 51 or edge 52 determined in the image intended for perception with the right eye. This position corresponds to the position of the zero plane of the stereo image capturing device. Using a scale 71 or a label 75 an allowable range or a label 77 of a non-permissible range, it can be determined at which position the zero plane is located and / or whether the zero plane is located within a permissible range. The sixth step 106 can by a user of the stereo image capture device 10 are executed.

Bei einem optionalen siebten Schritt 107 wird die Position einer Fokusebene, das heißt der Ebene (oder allgemeiner Fläche), in der Objekte liegen, die von der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 optimal scharf abgebildet werden, erfasst. Gleichzeitig können die Grenzen des Schärfentiefenbereichs der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 erfasst werden, das heißt die Grenzen des Bereichs innerhalb dessen Objekte liegen, die von der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 im Rahmen der Auflösung der Bildsensoren 21, 31 oder entsprechend anderen Kriterien scharf abgebildet werden.At an optional seventh step 107 becomes the position of a focal plane, i.e. the plane (or, more generally, surface) in which objects lie that are captured by the stereo image acquisition device 10 are mapped in an optimally sharp manner. At the same time, the limits of the depth of field of the stereo image capturing device 10 are detected, that is, the boundaries of the area within which objects lie, which are detected by the stereo image detection device 10 within the resolution of the image sensors 21st , 31 or are imaged in focus according to other criteria.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
Stereo-Bilderfassungsvorrichtung, insbesondere Stereo-Exoskop oder Stereo-EndoskopStereo image acquisition device, in particular a stereo exoscope or stereo endoscope
1212
Basis der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 Base of the stereo image capture device 10
1414th
Symmetrieebene der Basis 12 der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 Plane of symmetry of the base 12th the stereo image capture device 10
1515th
Fensterbauteil der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 Window component of the stereo image capture device 10
1616
Lichteintrittsfläche an dem Fensterbauteil 15 Light entry surface on the window component 15th
1717th
proximales Ende der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 proximal end of the stereo imaging device 10
1818th
Hauptblickrichtung der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 Main line of sight of the stereo image capture device 10
1919th
Nullebene der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 Zero level of the stereo image capture device 10
2020th
erste Kamera der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10, zur Erfassung eines für die Wahrnehmung mit dem linken Auge vorgesehenen Bildsfirst camera of the stereo image capture device 10 , for capturing an image intended for perception with the left eye
2121st
Bildsensor der ersten Kamera 20 First camera image sensor 20th
2222nd
Mitte des Bildsensors 21 der ersten Kamera 20 Center of the image sensor 21st the first camera 20th
2323
Objektiv der ersten Kamera 20 Lens of the first camera 20th
2828
Blickrichtung der ersten Kamera 20 Direction of view of the first camera 20th
3030th
zweite Kamera der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 20, zur Erfassung eines für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge vorgesehenen Bildssecond camera of the stereo image capture device 20th , for capturing an image intended for perception with the right eye
3131
Bildsensor der zweiten Kamera 30 Image sensor of the second camera 30th
3232
Mitte des Bildsensors 31 der zweiten Kamera 30 Center of the image sensor 31 the second camera 30th
3333
Objektiv der zweiten Kamera 30 Second camera lens 30th
3838
Blickrichtung der zweiten Kamera 30 Direction of view of the second camera 30th
4040
PrüfvorrichtungTesting device
5050
Kalibriertarget, insbesondere Bestandteil der Prüfvorrichtung 40 Calibration target, in particular part of the test device 40
5151
Linie an dem Kalibriertarget 50 Line on the calibration target 50
5252
Kante an dem Kalibriertarget 50 Edge on the calibration target 50
5353
Targetfläche an dem Kalibriertarget 50, an dem die Linie 51 oder die Kante 52 angeordnet ist, oder dessen Rand die Kante 52 bildetTarget area on the calibration target 50 on which the line 51 or the edge 52 is arranged, or the edge of which is the edge 52 forms
5454
schwarze Hintergrundfläche an dem Kalibriertarget 50 black background area on the calibration target 50
5555
Abschnitt der Linie 51, der orthogonal zu der Hauptblickrichtung 18 der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 istSection of the line 51 which is orthogonal to the main line of sight 18th the stereo image capture device 10 is
5656
Lichtquelle des Kalibriertargets 50 Light source of the calibration target 50
6060
Lehre zum formschlüssigen Definieren einer vorbestimmten Position und Orientierung der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 Teaching for the positive definition of a predetermined position and orientation of the stereo image acquisition device to be tested or to be calibrated 10
6161
Aufnahme zum spielarmen Aufnehmen der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung 10 in einer vorbestimmten Position und OrientierungRecording for low-clearance recording of the stereo image capture device 10 in a predetermined position and orientation
6565
starrer Verbindungsarm zum mechanisch starren Verbinden der Aufnahme 61 mit dem Kalibriertarget 50 rigid connecting arm for mechanically rigid connection of the mount 61 with the calibration target 50
7171
Skale an der Targetfläche 53 Scale on the target surface 53
7272
Skalenteilung der Skale 71 Graduation of the scale 71
7373
Beschriftung an der Skale 71 Labeling on the scale 71
7575
Kennzeichnung eines zulässigen BereichsIdentification of an allowable area
7777
Kennzeichnung eines nicht zulässigen BereichsIdentification of a prohibited area
8080
HaltearmHolding arm
8181
Fundament des Haltearms 80 Foundation of the holding arm 80
8383
Segment des Haltearms 80 Segment of the holding arm 80
8484
Gelenk zwischen zwei Segmenten des Haltearms 80 Joint between two segments of the holding arm 80
8888
freies Ende des Haltearms 80 free end of the holding arm 80
9191
Darstellung der Linie 51 in dem für die Wahrnehmung mit dem linken Auge bestimmten BildRepresentation of the line 51 in the image intended for perception with the left eye
9292
Darstellung der Linie 51 in dem für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge bestimmten BildRepresentation of the line 51 in the image intended for perception with the right eye
9393
Schnittpunkt der beiden Darstellungen 91, 92 der Linie 51 Intersection of the two representations 91 , 92 the line 51
101101
erster Schritt (Bereitstellen eines Kalibriertargets)first step (provision of a calibration target)
102102
zweiter Schritt (Projizieren einer Skale auf das Kalibriertarget)second step (projecting a scale onto the calibration target)
103103
dritter Schritt (Anordnen einer Stereo-Bilderfassungsvorrichtung in vorbestimmter Position und Orientierung relativ zu dem Kalibriertarget)third step (arranging a stereo image acquisition device in a predetermined position and orientation relative to the calibration target)
104104
vierter Schritt (Erfassen eines Stereobilds des Kalibriertargets mittels der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung)Fourth step (acquisition of a stereo image of the calibration target by means of the stereo image acquisition device)
105105
fünfter Schritt (Überlagerte Darstellung des Stereobilds)fifth step (superimposed display of the stereo image)
106106
sechster Schritt (Bestimmen einer Position eines Schnittpunkts)sixth step (determining a position of an intersection)
107107
siebter Schritt (Bestimmen der Position einer Fokusebene)seventh step (determining the position of a focal plane)

Claims (1)

Verfahren zum Prüfen oder Kalibrieren einer Stereo-Bilderfassungsvorrichtung (10), mit folgenden Schritten: Anordnen (103) der zu prüfenden oder zu kalibrierenden Stereo-Bilderfassungvorrichtung (10) in einer vorbestimmten Position und in einer vorbestimmten Orientierung relativ zu einer Linie (51) oder Kante (52), wobei bei der vorbestimmten Position und Orientierung die Linie (51) oder Kante (52) nicht in einer Ebene orthogonal zu der Hauptblickrichtung (18) der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung (10) liegt; Erfassen (104) eines Stereobilds, das ein für die Wahrnehmung mit dem linken Auge bestimmtes Bild und ein für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge bestimmtes Bild umfasst, mittels der Stereo-Bilderfassungsvorrichtung (10); Überlagern (105) des für die Wahrnehmung mit dem linken Auge bestimmten Bilds und des für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge bestimmten Bilds an einer gemeinsamen Bildwiedergabefläche, um eine Bestimmung einer Position eines Schnittpunkts der Darstellung (91) der Linie (51) oder Kante (52) in dem für die Wahrnehmung mit dem linken Auge bestimmten Bild und der Darstellung (92) der Linie (51) oder Kante (52) in dem für die Wahrnehmung mit dem rechten Auge bestimmten Bild zu ermöglichen.A method for testing or calibrating a stereo image capture device (10), comprising the following steps: Arranging (103) the stereo image acquisition device (10) to be checked or calibrated in a predetermined position and in a predetermined orientation relative to a line (51) or edge (52), the line (51) in the predetermined position and orientation or edge (52) does not lie in a plane orthogonal to the main viewing direction (18) of the stereo image capturing device (10); Capturing (104) a stereo image comprising an image intended for perception with the left eye and an image intended for perception with the right eye by means of the stereo image acquisition device (10); Overlaying (105) the image intended for perception with the left eye and the image intended for perception with the right eye on a common image display surface in order to determine a position of an intersection of the representation (91) of the line (51) or edge ( 52) in the image intended for perception with the left eye and the representation (92) of the line (51) or edge (52) in the image intended for perception with the right eye.
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