Die Erfindung betrifft eine Kamera, insbesondere CCD-Kamera, zur Objekterkennung, Objektvermessung oder dergleichen, mit zumindest einem Objektiv, einem lichtempfindlichen Sensor und einer Auswertelektronik für von dem Sensor empfangene Videosignale, wobei die Mittelebene des Objektivs und die Mittelebene des mit vorgegebenem Abstand nachgeordneten Sensors zueinander ausgerichtet sind. Bei dem Sensor kann es sich um Fotodioden bzw. eine CCD-Zeile oder -Matrix handeln.The invention relates to a camera, in particular a CCD camera,for object detection, object measurement or the like, withat least one lens, a light sensitive sensor andevaluation electronics for video received by the sensorsignals, with the median plane of the lens and the medianlevel of the sensor downstream with a predetermined distanceare aligned. The sensor can beAct photodiodes or a CCD line or matrix.
CCD-Kameras kennt man nur mit unveränderlichen Gerätkonstanten. Dabei ist beim Einsatz solcher Kameras in der automatisierten Teileerkennung (Geometrie) oder zur Vermessung (Größe) unabdingbar eine rechtwinklige konstante und unveränderbare Lage zum Objekt erforderlich, wenn die Meßergebnisse reproduzierbar sein sollen und auf zusätzliche Abstands- und/oder Raumlagemeßgeräte verzichtet werden soll. Dies ist bei bestimmten Meßaufgaben, wie z.B. dem Erkennen oder Vermessen heißer Materialien nicht immer möglich, da die Kamera in einem solchen Fall in einem geschützten Bereich untergebracht, beispielsweise seitlich versetzt und mit Neigung zu der Objektfläche angeordnet werden muß. Nach den Gesetzen der geometrischen Optik ist eine perspektivische Verzerrung auf dem lichtempfindlichen Sensor bzw. Detektor die Folge.- Diese Nachteile will die Erfindung vermeiden.CCD cameras are only known with unchangeable device constants. When using such cameras in automated part recognition (geometry) or for measurement (size), a right-angled constant and unchangeable position to the object is essential if the measurement results are to be reproducible and additional distance and / or spatial position measuring devices are to be dispensed with . This is not always possible for certain measuring tasks, such as the detection or measurement of hot materials, since the camera must be accommodated in a protected area in such a case, for example laterally offset and arranged with an inclination to the object surface. According to the laws of geometric optics, perspective distortion on the light-sensitive sensor or detector is the result.- These disadvantages will avoid the invention.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kamera und insbesondere eine CCD-Kamera der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei welcher sich perspektivische Verzerrungen in einfacher und funktionsgerechter Weise ausgleichen lassen.The invention has for its object a camera and insespecially a CCD camera of the type described at the beginningcreate perspective distortions inbalance easier and functionally.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Kamera und insbesondere CCD-Kamera dadurch, daß der Sensor um eine parallel zur Mittelebene des Objektivs verlaufende Querachse schwenkbar gelagert ist und selbst bzw. seine Mittelebene mittels einer zu betätigenden Stellvorrichtung zu der Mittelebene des Objektivs neigungsverstellbar ist. - Die Erfindung macht sich die Regel nach "Scheimpflug" zu Nutze, wonach eine Entzerrung der Perspektive dann erfolgt, wenn sich die Objektebene, Objektivebene und Bildebene in einem Punkt schneiden. Eine derartige Schnitteinstellung gelingt mit Hilfe des schwenkbar gelagerten Sensors bei vorgegebener Objektebene und Objektivebene. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Querachse des Sensors orthogonal zur Objektivachse auf der Objektivachse angeordnet. Weiter sieht die Erfindung vor, daß die Stellvorrichtung als aus dem Kameragehäuse austretende Stellspindel ausgebildet ist, die endseitig an den Sensor angreift und parallel zur Objektivachse bzw. orthogonal zur Querachse des Sensors verläuft, so daß einwandfreie geometrische Verhältnisse durch eine leichte sowie funktionsgerechte Verstellung des drehbar gelagerten Sensors erreicht werden. Jedenfalls gelingt nach Lehre der Erfindung die gerätetechnische Realisierung einer perspektivische Verzerrungen ausgleichenden CCD-Kamera mit von außen verstellbarer CCD-Zeile oder -Matrix.The invention solves this problem with a generic oneCamera and in particular CCD camera in that the sensoraround a parallel to the center plane of the lensTransverse axis is pivotally mounted and himself or his Mittelebene by means of an actuating device to be operatedthe center plane of the lens is adjustable. - TheInvention makes use of the "Scheimpflug" rule,after which the perspective is rectified ifthe object plane, lens plane and image plane in oneIntersect point. Such a cut setting succeedswith the help of the swivel-mounted sensor at a givenObject plane and lens plane. According to a preferred embodimentForm of the invention is the transverse axis of the sensor orthoarranged gonal to the lens axis on the lens axis.The invention further provides that the adjusting device asadjusting spindle emerging from the camera housingis that attacks the end of the sensor and parallel toVer objective axis or orthogonal to the transverse axis of the sensorruns so that perfect geometrical relationshipseasy and functional adjustment of the rotatablestored sensor can be reached. In any case, succeedsTeaching of the invention the implementation of a deviceperspective distortion compensating CCD camera withexternally adjustable CCD line or matrix.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:In the following, the invention is based on only oneExemplary embodiment of the drawing explained in more detail;show it:
Fig. 1 in schematischer Darstellung das Scheimpflug-Prinzip undFig. 1 shows a schematic representation of the Scheimpflug principle and
Fig. 2 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße CCD-Kamera.Fig. 2 shows a schematic representation of a CCD camera according to the invention.
Bei der in den Figuren dargestellten Kamera handelt es sich um eine CCD-Kamera1 zur Objekterkennung, Objektvermessung oder dergleichen. Eine solche Kamera1 weist zumindest ein Objektiv2, einen lichtempfindlichen Sensor3 und eine CCD-Zeile4 oder CCD-Matrix und eine Auswertelektronik5 für von dem Sensor3 empfangene Videosignale auf, wobei die MittelebeneMo des Objektivs2 und die MittelebeneMs des mit vorgegebenem Abstand nachgeordneten Sensors3 zueinander ausgerichtet sind. Der Sensor3 ist um eine parallel zur MittelebeneMo des Objektivs2 verlaufende Querachse6 schwenkbar gelagert. Der Sensor3 und folglich seine MittelebeneMs ist mittels einer zu betätigenden Stellvorrichtung7 zu der MittelebeneMo des Objektivs2 neigungsverstellbar. Dadurch läßt sich die BildebeneB stets so einstellen, daß sich unabhängig von der Positionierung der Kamera1 die ObjektebeneO, ObjektivebeneMo und die BildebeneB schneiden, folglich die Regel nach Scheimpflug erfüllt wird und eine Entzerrung der Perspektive erreicht wird. Die Querachse6 des Sensors3 ist orthogonal zur Objektivachse8 auf der Objektivachse angeordnet. Die Stellvorrichtung ist als aus dem Kameragehäuse austretende Stellspindel7 ausgebildet, die endseitig an den Sensor3 angreift und parallel zur Objektivachse8 bzw. orthogonal zur Querachse6 des Sensors3 verläuft.The camera shown in the figures is a CCD camera1 for object detection, object measurement or the like. Such a camera1 has at least one lens2 , a light-sensitive sensor3 and a CCD line4 or CCD matrix and evaluation electronics5 for video signals received by the sensor3 , the center planeMo of the lens2 and the center planeMs of the are aligned with each other before a given distance downstream sensor3 . The sensor3 is pivotally mounted about a transverse axis6 running parallel to the central planeMo of the objective2 . The sensor3 and consequently its central planeMs can be tilted by means of an actuating device7 to be actuated relative to the central planeMo of the objective2 . As a result, the image planeB can always be set such that the object planeO , lens planeMo and the image planeB intersect regardless of the positioning of the camera1 , consequently the rule according to Scheimpflug is fulfilled and an equalization of the perspective is achieved. The transverse axis6 of the sensor3 is arranged ortho gonal to the lens axis8 on the lens axis. The actuating device is designed as an actuating spindle7 emerging from the camera housing, which engages at the end of the sensor3 and runs parallel to the objective axis8 or orthogonally to the transverse axis6 of the sensor3 .