DE3907664C2

DE3907664C2 -

Info

Publication number: DE3907664C2
Application number: DE3907664A
Authority: DE
Inventors: Katsuji Kawasaki Kanagawa Jp Yoshimura; Masamichi Toyama; Akihiro Fujiwara; Hirofumi Yokohama Kanagawa Jp Suda; Kunihiko Tanashi Tokio/Tokyo Jp Yamada; Kitahiro Yokohama Kanagawa Jp Kaneda; Hideo Tokio/Tokyo Jp Homma
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-03-11
Filing date: 1989-03-09
Publication date: 1992-12-17
Also published as: GB9223270D0; GB8905370D0; GB2256988A; GB2216743A; DE3907664A1; GB2258967A; GB2258967B; US5442397A; GB9218070D0; GB2216743B; GB2256988B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Objektbildnachführeinrichtung zur Objektbildnachführung an einer Bildaufnahmeebene sowie auf eine Autofocuseinrichtung zur automatischen Scharfeinstellung bzw. zur Aufrechterhaltung eines Scharfeinstellungszustandes.

In herkömmlichen Bildaufnahmegeräten wie Videokameras wird zum Erfassen des Schärfegrads eines Objektbilds an der Bildaufnahmeebene oder Bildsensorebene eine Hochfrequenzkomponente des Videosignals herangezogen, wobei eine Fokussierlinse derart eingestellt wird, daß die Amplitude der Hochfrequenzkomponente maximal wird, wodurch die Kamera automatisch auf einen Scharfeinstellungszustand eingestellt wird. Im einzelnen ändert sich das Videosignal plötzlich an oder nahe der Grenz- bzw. Umrißlinie des Objekts, was zur Folge hat, daß die Hochfrequenzkomponente zunimmt. Es ist erwiesen, daß bei dem Anstieg der Hochfrequenzkomponente die Fokussierlinse dem Scharfeinstellungszustand umso näher ist, je höher der Pegel des Videosignals ist. Falls dabei bei der Aufnahme eines Objekts sich das Objekt bewegt oder die Kamera bewegt wird, so daß sich das Objekt in bezug auf die Kamera zu bewegen scheint, wird durch diese Bewegung die Hochfrequenzkomponente verringert oder es wird dann, wenn das Objekt aus dem Schärfemeßbereich heraustritt, automatisch auf ein anderes Objekt scharf eingestellt. Zur Lösung dieser sehr schwierigen Probleme wurde vorgeschlagen, den Schärfemeßbereich dem bewegten Objekt nachzuziehen bzw. nachzuführen, sobald eine Bewegung des Objekts erfaßt ist, so daß trotz der Bewegung des Objekts die automatische Nachführung die fortgesetzte Scharfeinstellung der Fokussierlinse auf das Zielobjekt ermöglicht.

Für Nachführeinrichtungen nach dem Stand der Technik wurden vielerlei Verfahren vorgeschlagen, bei denen beispielsweise die Farbe, die Helligkeit oder eine andere Eigenschaft des Objekts zu einem Zeitpunkt abgefragt und gespeichert und danach mit der zum nächsten Zeitpunkt abgefragten verglichen wird, um zu ermitteln, ob sich das Objekt bewegt hat oder nicht. Ein anderes Verfahren besteht darin, daß ein Vergleich hinsichtlich der vertikalen und horizontalen Korrelation in bezug auf unterschiedliche Zeitpunkte vorgenommen wird.

Bei diesen Verfahren bestehen jedoch mancherlei Probleme insofern, als häufig die Eigenschaft des Objekts nicht auf genaue Weise erfaßt werden kann, die Gestaltung der Einrichtung kompliziert wird und die erforderliche Speicherkapazität verhältnismäßig groß ist.

Zur Lösung dieser Probleme wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein gewählter Bereich auf der Bildaufnahmeebene eingestellt wird, hinsichtlich des mittleren Videosignalpegels die Differenz zwischen der Außenseite und der Innenseite des gewählten Bereichs gebildet wird und dann der Schärfemeßbereich derart versetzt wird, daß die Differenz das Maximum erreicht. Durch die Anwendung dieses Verfahrens wird der Aufbau der Einrichtung vereinfacht, so daß damit ein großer Fortschritt erreicht wird.

Bei kürzlichen Versuchen und Untersuchungen wurde jedoch herausgefunden, daß es zur tatsächlichen praktischen Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zur Objektnachführung gemäß der Durchschnittspegeldifferenz des Videosignals zwischen der Außenseite und der Innenseite des gewählten Bereichs noch vieler weiterer Verbesserungen bedarf.

D. h., falls die Helligkeitsdifferenz zwischen dem Objekt und dessen Hintergrund gering ist, ist die Objektnachführeinrichtung sehr empfindlich gegenüber einer Beeinflussung durch ein anderes Objekt. Daher sind die Genauigkeit und die Zuverlässigkeit bei der Erfassung der Bewegung des Objekts derart verringert, daß die ausreichende Fähigkeit zum Aufrechterhalten der Scharfeinstellung auf das Zielobjekt nicht bei irgendeiner beliebigen Objektbewegungsgeschwindigkeit erreicht werden kann.

In der Videokamera wird die Scharfeinstellung des Aufnahmeobjektivs nach einem Verfahren gesteuert, bei dem der Schärfegrad der Abbildung auf der Bildaufnahmeebene aus der Hochfrequenzkomponente des abgegebenen Videosignals ermittelt wird und dann ein Maximalwert der Hochfrequenzkomponente gesucht wird, während die Blendenöffnung der Objektivblende nach einem Verfahren gesteuert wird, bei dem der mittlere Helligkeitspegel des abgegebenen Videosignals herangezogen wird. Bei diesem Verfahren müssen alle Videosignale für die ganze Fläche des Bildfelds verarbeitet werden. Zum Unterschied gegenüber diesen Verfahren wurden Punktmeßverfahren zur Entfernungs- und Lichtmessung (beispielsweise in den japanischen Patentanmeldungen JP-OS 11 20 178 und JP-OS 11 20 180) vorgeschlagen, bei denen auf der Bildaufnahmeebene ein Objekterfassungsbereich derart versetzt wird, daß hinsichtlich des mittleren Videosignalpegels die Differenz zwischen der Innenseite und der Außenseite eines gewählten Bereichs an der Bildaufnahmeebene maximal wird, und ein Entfernungsmeßbereich oder Lichtmeßbereich entsprechend dem Videosignal aus dem Objekterfassungsbereich eingestellt wird.

Das vorstehend beschriebene Punktmeßverfahren beruht auf der allgemeinen Voraussetzung, daß der Pegel des Videosignals für das Objekt stark von dem Pegel des Videosignals für den Hintergrund verschieden ist. Wenn die Differenz der Videosignalpegel zwischen dem Objekt und dessen Hintergrund gering ist, entsteht ein Problem dahingehend, daß die Genauigkeit der Nachführung mit dem bewegten Objekt sehr stark verringert ist.

Mit der Erfindung im Zusammenhang stehende Patentanmeldungen sind folgende: Hinsichtlich der Nachführung die US-Patentanmeldungen Seriennr.
7 37 163 vom 23. Mai 1985 (Nachführung unter Herausgreifen eines charakteristischen Punkts),
2 40 915 vom 6. September 1988 (Nachführung gemäß Helligkeitsdifferenz) und
2 37 511 vom 26. August 1988 (Ermittlung der Bildbewegung).

Als weiteres Beispiel für die Anwendung der Folgetechnik bei einer Einrichtung zur automatischen Belichtung ist die US-Patentanmeldung Seriennr. 2 64 204 vom 28. Oktober 1988 zu nennen.

Weiterhin sind hinsichtlich des allgemeinen Falls der automatischen Scharfeinstellung die US-PS 47 62 986, die US 48 71 906 und die US-Patentanmeldungen Seriennr.
0 17 183 vom 19. Februar 1987
0 46 252 vom 5. Mai 1987
1 21 624 vom 17. November 1987
1 54 078 vom 9. Februar 1988 und
1 54 795 vom 11. Februar 1988 zu nennen.

Die US 47 01 782 beschreibt eine automatische Fokussiereinrichtung, bei der eine Scharfeinstellung aufgrund der Erfassung des Kontrastes oder des Helligkeitsverlaufes des Bildinhaltes eines Fensterausschnittes des Gesamtbildes durchgeführt wird.

Die EP 01 80 186 A1 beschreibt ebenfalls eine automatische Fokussiereinrichtung für eine Videokamera. Eine Scharfeinstellung wird dort entsprechend einer Hochfrequenzkomponente des Videosignals durchgeführt.

Auch die DE 9 50 220 C2 beschreibt eine Autofokus-Einrichtung, bei der das durch Differenzenbildung ermittelte maximale Ausgangssignal der einzelnen Fotoelemente zur Scharfeinstellung herangezogen wird.

Die nachveröffentlichte US 48 72 058 zeigt schließlich eine Autofokus-Einrichtung, die auf der Grundlage einer Spitzenwert-Nachführung arbeitet.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Objektbildführeinrichtung bzw. eine Autofokus- Einrichtung zu schaffen, bei der eine Nachführung bzw. eine Scharfeinstellung auf ein bewegtes Objekt weitgehend unabhängig von dessen Abbildungszustand auf der Bildaufnahmeebenen ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüche 1 bzw. 16 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile werden insbesondere durch das Vorsehen zweier Nachführeinrichtungen erreicht, wobei durch ein selektives Betreiben einer der beiden Nachführeinrichtungen eine einer bestimmten Situation angepaßte Nachführung bzw. Scharfeinstellung sichergestellt werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Blockdarstellung einer Einrichtung zur automatischen Scharfeinstellung als erstes Ausführungsbeispiel der Bildaufnahmeeinrichtung.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das die innere Gestaltung einer in Fig. 1 gezeigten Spitzenwert/Spitzenwertlage-Detektorschaltung 11 zeigt.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das die innere Gestaltung einer in Fig. 1 gezeigten Helligkeitsdifferenz- Detektorschaltung 10 zeigt.

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf eine Bildaufnahme ebene.

Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Algorith mus für das Wählen von Nachführbetriebsarten zeigt.

Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm für einen Kontrast- Nachführungs-Algorithmus.

Fig. 7 ist ein Ablaufdiagramm für einen Hellig keitsdifferenz-Nachführungs-Algorithmus.

Fig. 8 ist eine Blockdarstellung der Bildaufnahme einrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, das ausführlich eine Spitzenwert-Detektorschaltung 38 nach Fig. 8 zeigt.

Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, das ausführlich eine Helligkeitsdifferenz-Detektorschaltung 44 nach Fig. 8 zeigt.

Fig. 11 ist eine Draufsicht zur Erläuterung der Unterteilung einer Bildaufnahmeebene in eine Anzahl von Ab schnitten.

Fig. 12 ist ein Ablaufdiagramm der grundlegenden Funktion einer Nachführsteuerschaltung 42 nach Fig. 8.

Fig. 13 ist ein ausführliches Ablaufdiagramm für eine Helligkeitsdifferenz-Nachführung nach Fig. 12.

Fig. 14 ist eine grafische Darstellung einer Hyste resecharakteristik bei dem Wechsel zwischen Nachführbetriebs arten.

In den Fig. 1 bis 7 ist als erstes Ausführungsbeispiel der Bildaufnahmeeinrichtung eine Einrichtung zur automatischen Scharfeinstellung gezeigt.

Die Einrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Scharfeinstellungseinrichtung, in der eine erste Objektnach führeinrichtung oder eine zweite Objektnachführeinrichtung gemäß voneinander verschiedenen Algorithmen auf geeignete Weise entsprechend dem Zustand einer Bildaufnahmeebene derart gewählt wird, daß eine hochgenaue und optimale Objektnachfüh rung ausgeführt wird, wodurch es ermöglicht ist, einen Schär femeßbereich mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit auf das Objektbild einzustellen.

In der automatischen Scharfeinstellungseinrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind nach Fig. 4 ein Schärfemeßbe reich A für die Scharfeinstellung und ein Objektnachführbe reich B für die Erfassung der Bewegung eines Objekts für die Objektnachführung versetzbar an einer Bildaufnahmeebene 100 eingestellt, an der die Lage des Objekts mittels des Objekt nachführbereichs B erfaßt wird und der Schärfemeßbereich A mit diesem Objekt in Deckung gebracht wird. Die Fig. 1 ist eine Blockdarstellung, die den Aufbau der automatischen Scharfeinstellungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungs beispiel zeigt.

Nach Fig. 1 wird ein Objektiv 1 mittels eines Motors 5 scharf eingestellt. Ein Bildsensor 2 wie ein Ladungskopplungs- bzw. CCD-Bildsensor setzt ein durch das Objektiv 1 auf seiner Bildaufnahmefläche erzeugtes Objektbild in elektrische Sig nale um, die in Form von Videosignalen abgegeben werden. Die von dem Bildsensor 2 abgegebenen Videosignale werden in einem Verstärker 3 verstärkt. An den Videosignalen aus dem Verstär ker 3 werden in einer Aufbereitungsschaltung 4 die Gammakor rektur, die Austastung, das Hinzusetzen von Synchronisiersig nalen und andere Verarbeitungen zum Erzeugen von Fernsehsig nalen ausgeführt, die einem Videoausgangsanschluß V_OUT zuge führt werden. Aus den von dem Verstärker 3 abgegebenen Video signalen wird mit einem Bandpaßfilter 7 eine Hochfrequenzkom ponente für die Schärfemessung herausgegriffen. Anstelle des Bandpaßfilters 7 können eine Differenzierschaltung und eine Absolutwertschaltung zum Erzeugen eines den Absolutwert des Ausgangssignals der Differenzierschaltung darstellenden Aus gangssignals benutzt werden. Ein auf Schaltimpulse aus einem Schaltimpulsgenerator 9 ansprechendes Schaltglied 8 führt von den Videosignalen für ein Halbbild die im Inneren des Schär femeßbereichs A erhaltenen Videosignale einer Spitzenwert/ Spitzenwertlage-Detektorschaltung 11 zu. Auf diese Weise werden hinsichtlich der Bildaufnahmeebene 100 nur Signale innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der Bildaufnahmeebene herausgegriffen und der Spitzenwert/Spitzenwertlage-Detektor schaltung 11 zugeführt, die nachfolgend ausführlich beschrie ben wird. Von der Spitzenwert/Spitzenwertlage-Detektorschal tung 11 wird eine Stelle, die dem höchsten Pegel aus den Ausgangssignalen des Schaltglieds 8 in einer Halbbildperiode entspricht, in Form von Horizontal- und Vertikal-Lageinforma tionen H bzw. V einem Mikrocomputer 12 zugeführt, während dieser höchste Pegel einer Motortreiberschaltung 6 zugeführt wird. Eine Helligkeitsdifferenz-Detektorschaltung 10, die nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, empfängt aus dem Mikrocomputer 12 ein Datensignal G und berechnet die Diffe renz hinsichtlich der Pegel mittlerer Helligkeit zwischen der Innenseite und der Außenseite des Objektnachführbereichs B an der Bildaufnahmeebene. Daten F über diese Differenz werden dem Mikrocomputer 12 zugeführt. Ausgehend von den Spitzen wert-Lageinformationen und der Helligkeitsdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Objektnachführbereichs B steuert der Mikrocomputer 12 den Schaltimpulsgenerator 9 derart, daß damit die Lage des Schärfemeßbereichs A an der Bildaufnahmeebene eingestellt wird. Die Motortreiberschaltung 6 bestimmt entsprechend dem in jeder Halbbildperiode aus der Spitzenwert/Spitzenwertlage-Detektorschaltung 11 zugeführten Spitzenwert für den Kontrast die Richtung, in der der Motor 5 zu einer Aufwärts-Servoregelung in der Weise zu betreiben ist, daß der Spitzenwert maximal wird.

Als nächstes wird die Spitzenwert/Spitzenwertlage-Detektor schaltung 11 anhand der Fig. 2 ausführlich beschrieben. Das Ausgangssignal des Schaltglieds 8 wird einer ersten Spitzen wert-Detektorschaltung 111 zugeführt.

Diese Spitzenwert-Detektorschaltung 111 hält während der Aufnahme der Hochfrequenzkomponente aus dem Bandpaßfilter 7 den Spitzenwert des Eingangssignals bei jeder einzelnen Hori zontalabtastung des Schärfemeßbereichs A fest. Hinsichtlich der Abschnittsunterteilung der Bildaufnahmeebene 100 nach Fig. 4 wird durch ein Taktsignal mit einer der Horizontalun terteilung nach Fig. 4 entsprechenden Frequenz, die gleich dem n-fachen einer Horizontalabtastfrequenz f_H ist, in einer Abfrage/Halteschaltung 112 der Ausgangssignalwert der Spit zenwert-Detektorschaltung 111 gespeichert. Von einem Verglei cher 113 wird das Ausgangssignal dieser Abfrage/Halteschal tung 112 mit dem Ausgangssignal der Spitzenwert-Detektor schaltung 111 verglichen. Der Vergleicher 113 erzeugt ein Impulssignal, das zu einem Zeitpunkt ansteigt, an dem sich das Ausgangssignal der Spitzenwert-Detektorschaltung 111 ändert. Die Änderung des Ausgangssignals der Spitzenwert- Detektorschaltung 111 setzt voraus, daß eine Änderung aller Ausgangssignale an einer Umrißlinie einer bestimmten Art von Objektbild auftritt. Je steiler eine solche Änderung ist, umso näher ist das Objektiv 1 dem Scharfeinstellungszustand.

Ein Zähler 114 zählt ein Taktsignal mit einer Frequenz nf_H. Auf das Impulssignal aus dem Vergleicher 113 hin speichert eine Datenhalteschaltung 115 den Zählstand des Zählers 114. Ein Speicherwert H der Datenhalteschaltung 115 zeigt als Anzahl von gezählten Impulsen an, welcher der n Horizontalun terteilungsabschnitte zu der Änderung des Ausgangssignals der Spitzenwert-Detektorschaltung 111, nämlich zum Spitzenwert des Ausgangssignals des Bandpaßfilters 7 beigetragen hat. Falls bei dem dargestellten Beispiel innerhalb des Schärfe meßbereichs A in der Horizontalrichtung mehrere Spitzenwerte auftreten, zeigt der Wert H die Lage des höchsten dieser Spitzenwerte an.

Eine zweite Spitzenwert-Detektorschaltung 116 empfängt das Ausgangssignal der ersten Spitzenwert-Detektorschaltung 111 und hält einen in der Vertikalrichtung innerhalb des Schärfe meßbereichs A erreichten Spitzenwert fest. Eine Abfrage/Hal teschaltung 117 und ein Vergleicher 118 bilden ähnlich wie die Abfrage/Halteschaltung 112 und der Vergleicher 113 ein Signal, das einem Zeitpunkt entspricht, an dem sich das Ausgangssignal der Spitzenwert-Detektorschaltung 116 ändert, wobei die Frequenz eines Abfragetaktsignals für die Abfrage/ Halteschaltung 117 entsprechend der Anzahl der Vertikalunter teilungsabschnitte nach Fig. 4 m-mal so hoch wie eine Fre quenz f_V des Vertikalsynchronisiersignals ist. Infolgedessen zeigt das Ausgangssignal des Vergleichers 118 an, welcher der Vertikalabschnitte zu der Änderung des Ausgangssignals der Spitzenwert-Detektorschaltung 116 beigetragen hat.

Ein Zähler 119 zählt die Taktsignale mit der Frequenz mf_V. Auf das Impulssignal aus dem Vergleicher 118 hin speichert eine Datenhalteschaltung 120 den Zählwert des Zählers 119. Ein Speicherwert V der Datenhalteschaltung 120 zeigt an, in welchem der m Vertikalunterteilungsabschnitte der durch die Änderung des Ausgangssignals der Spitzenwert-Detektorschal tung 116 erfaßte Spitzenwert, nämlich der Spitzenwert des Ausgangssignals des Bandpaßfilters 7 liegt. Falls bei dem dargestellten Beispiel in der vertikalen Richtung innerhalb des Schärfemeßbereichs A mehrere Spitzenwerte auftreten, zeigt der Wert V die Lage des höchsten dieser Spitzenwerte an.

Obwohl dies nicht dargestellt ist, wird der Zähler 114 zu Beginn der Horizontalabtastung gelöscht, während die Spitzen wert-Detektorschaltungen 111 und 116 und der Zähler 119 zu Beginn der Vertikalabtastung gelöscht werden.

Es ist anzumerken, daß der mittels der Spitzenwert-Detektor schaltung 116 zu erfassende Spitzenwert der höchste Wert über der ganzen Fläche der Bildaufnahmeebene ist, der als ein den Scharfeinstellungsgrad bzw. Schärfegrad darstellendes Signal der Motortreiberschaltung 6 zugeführt wird.

Als nächstes werden die Einzelheiten der Helligkeitsdiffe renz-Detektorschaltung 10 anhand der Fig. 3 beschrieben. Nach Fig. 3 wird eine Helligkeitskomponente des Videosignals aus dem Verstärker 3 einem Schaltglied 133 zugeführt. Ein Schalt impulsgenerator 131 bildet einen Schaltimpuls, der auf der Bildaufnahmeebene der Lage des Objektnachführbereichs B ent spricht, die durch das Steuersignal G aus dem Mikrocomputer 12 angegeben ist. Auf diesen Schaltimpuls hin führt das Schaltglied 133 von den Videosignalen für ein Halbbild die im Inneren des Objektnachführbereichs B erhaltenen Videosignale einem Integrator 135 zu. Der Integrator 135 führt danach sein Integrationsausgangssignal einer Flächenkorrekturschaltung 137 für das Normieren des Integrationswerts auf die Fläche des Objektnachführbereichs B zu. Ferner führt im Ansprechen auf den mittels eines Inverters 132 invertierten Schaltimpuls aus dem Schaltimpulsgenerator 131 hin ein Inversions-Schalt glied 134 von den Videosignalen für ein Halbbild die aus einem bestimmten Bereich außerhalb des durch das Schaltglied 133 festgelegten Objektnachführbereichs B, nämlich aus der ganzen Bildaufnahmeebene mit Ausnahme des Objektnachführbe reichs erhaltenen Videosignale einem Integrator 136 zu. Der Integrator 136 führt danach sein Integrationsausgangssignal einer Flächenkorrekturschaltung 138 zum Normieren des Inte grationswerts auf die Fläche des bestimmten Bereichs zu. Die Flächenkorrekturschaltungen 137 und 138 werden eingesetzt, da wegen der unterschiedlichen Flächen innerhalb und außerhalb des jeweiligen Bereichs die Ausgangssignale der Integratoren 135 und 136 nicht direkt miteinander verglichen werden kön nen, so daß jeder Integrationswert auf die Fläche des Be reichs normiert werden muß, aus dem der Wert herausgegriffen ist. Auf diese Weise werden die Werte vergleichbar. In einer Subtrahierschaltung 139, der die von den Flächenkorrektur schaltungen 137 und 138 abgegebenen Signale zugeführt werden, wird die Differenz zwischen diesen gebildet. Diese Differenz information wird einer Absolutwertschaltung 140 zugeführt. Die von der Absolutwertschaltung 140 abgegebenen Daten F werden dem Mikrocomputer 12 zugeführt.

Als nächstes wird anhand der Fig. 5 bis 7 der Nachführungs- Algorithmus für den Mikrocomputer 12 erläutert.

Die Fig. 5 veranschaulicht den Algorithmus für die Wahl der Nachführungsart. Bei einem Schritt S1 wird die mittels der Helligkeitsdifferenz-Detektorschaltung 10 als Datenwert F berechnete Differenz der mittleren Helligkeit zwischen der Innenseite und der Außenseite des Objektnachführbereichs B mit einem vorbestimmten Schwellenwert TH verglichen. Falls der Datenwert F größer als der Schwellenwert TH ist, schrei tet der Prozeß zu einem Schritt S2 für einen Helligkeitsdif ferenz-Nachführungs-Algorithmus weiter. Falls der Datenwert F nicht größer als der Schwellenwert TH ist, schreitet der Pro zeß zu einem anderen Schritt S3 für einen Kontrast-Nachfüh rungs-Algorithmus weiter. Die Fig. 6 veranschaulicht den Kontrast-Nachführungs-Algorithmus. Bei einem Schritt S101 wird entsprechend den aus der Spitzenwert/Spitzenwertlage- Detektorschaltung 11 zugeführten Horizontal- und Vertikalko ordinaten für eine Spitzenwertstelle an der Bildaufnahmeebene die Spitzenwertstelle ermittelt. Bei einem Schritt S102 wird der Schaltimpulsgenerator 9 derart gesteuert, daß die Mitte des Schärfemeßbereichs A mit der bei dem Schritt S101 ermit telten Spitzenwertstelle in Übereinstimmung kommt. Danach kehrt der Prozeß zu dem Schritt S1 nach Fig. 5 zurück. Die Fig. 7 veranschaulicht den Helligkeitsdifferenz-Nachführungs- Algorithmus. Vor der Erläuterung dieses Ablaufdiagramms wird kurz das Prinzip beschrieben. Der Objektnachführbereich B wird z.B. Abschnitt um Abschnitt der Unterteilung nach oben, nach unten, nach links und nach rechts verschoben. Die bei aufeinanderfolgenden zwei dieser Lagen erhaltenen Daten wer den überprüft, um zu ermitteln, in welcher Richtung sich das Objekt bewegt hat, da dabei hinsichtlich des mittleren Hel ligkeitswerts der Absolutwert der Differenz zwischen dem Innenbereich und dem Außenbereich des Objektnachführbereichs B zum Maximum ansteigt. Dann wird der Schärfemeßbereich A um einen Unterteilungsabschnitt in dieser Richtung versetzt. Nachstehend wird das Ablaufdiagramm in Fig. 7 erläutert. Bei einem Schritt S201 wird der aus der Helligkeitsdifferenz- Detektorschaltung 10 zugeführte Datenwert F als Wert F1 auf genommen. Bei einem nächsten Schritt S202 wird an die Hellig keitsdifferenz-Detektorschaltung 10 ein Befehl für das Ver schieben des Objektnachführbereichs B um einen Unterteilungs abschnitt nach rechts auf der in Fig. 4 gezeigten Bildaufnah meebene abgegeben. Bei einem Schritt S203 wird wieder der Datenwert F aufgenommen und als Wert F2 bezeichnet. Bei einem nächsten Schritt S204 wird ermittelt, welcher der Werte F1 und F2 der größere ist. Falls F2<F1 ermittelt wird, schrei tet der Prozeß zu einem Schritt S206 weiter. Falls F2≦F1 ermittelt wird, wird bei einem Schritt S205 der Objektnach führbereich B um einen Unterteilungsabschnitt nach links verschoben. Danach wird bei dem Schritt S206 der Schärfemeß bereich A mit dem Objektnachführbereich B in Deckung ge bracht. Darauffolgend wird auf gleichartige Weise in Schrit ten S207 bis S212 eine Verschiebung um einen Unterteilungsab schnitt nach oben mit dem Ergebnis vorgenommen, daß der Objektnachführbereich B dementsprechend versetzt wird. In Schritten S213 bis S218 wird eine Verschiebung um einen Unterteilungsabschnitt nach links mit dem Ergebnis vorgenom men, daß der Objektnachführbereich B dementsprechend versetzt wird. In Schritten S219 bis S224 wird dann eine Verschiebung um einen Unterteilungsabschnitt nach unten mit dem Ergebnis vorgenommen, daß der Objektnachführbereich B dementsprechend versetzt wird. Danach kehrt der Prozeß zu dem Schritt S1 nach Fig. 5 zurück.

Diese Prozedur wird wiederholt, bis der Objektnachführbereich B eine Lage erreicht hat, bei der die Helligkeitsdifferenz zwischen seinem Innenbereich und seinem Außenbereich den maximalen Wert annimmt. Auf diese Weise wird das Objekt fortgesetzt verfolgt bzw. die Objektnachführung ausgeführt. Der betreffende Datenwert F wird dann dem Mikrocomputer 12 zugeführt. Entsprechend der Anweisung aus dem Mikrocomputer 12 steuert der Schaltimpulsgenerator 9 das Schaltglied 8. Abhängig von dem Schaltimpuls aus dem Schaltimpulsgenerator 9 werden von den Videosignalen für ein Halbbild die von dem Innenbereich des Schärfemeßbereichs A erhaltenen Videosignale von dem Schaltglied 8 durchgelassen. Dadurch wird der Schär femeßbereich A in die Lage des Objektnachführbereichs B ver setzt. Hierdurch ist es möglich, trotz einer Bewegung des Objekts die Scharfeinstellung des Objektivs 1 auf das Objekt aufrecht zu erhalten.

Es ist anzumerken, daß zwar bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Nachführungsbereich zum Verfolgen des Objekts durch das Ermitteln der Lage des Objekts gebildet wird und dann der Schärfemeßbereich auf diese Lage einge stellt wird, aber auf andere Weise der Schärfemeßbereich und der Objektnachführbereich nicht einzeln für sich gesteuert werden müssen, sondern ohne irgendeine Beeinträchtigung durch einen gemeinsamen Bereich ersetzt werden können. Es ist ferner anzumerken, daß als weitere mögliche Abwand lungsform der Schärfmeßbereich zugleich auch beispielsweise als Lichtmengenmeßbereich benutzt werden kann.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist bei der automatischen Scharfeinstelleinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel auch dann, wenn die mittlere Helligkeitsdifferenz zwischen dem Objekt und dem Hintergrund so gering ist, daß eine Bewegung des Objekts kaum zu erfassen ist, durch die selektive Nach führung gemäß dem Spitzenwert gewährleistet, daß die Objekt nachführung auf genaue Weise ausgeführt werden kann. Daher kann in Situationen, die immer wieder auftreten, mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit auf das bewegte Objekt scharf eingestellt werden.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nicht mehr ein anson sten für das Erfassen der Bewegung des Objekts erforderlicher groß ausgelegter Speicher verwendet werden muß, was die Ge staltung der Einrichtung vereinfacht.

Als nächstes zeigen die Fig. 8 bis 14 eine automatische Scharfeinstellungseinrichtung als zweites Ausführungsbeispiel der Bildaufnahmeeinrichtung.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden in Abhängigkeit von dem Abbildungszustand auf der Bildaufnahmeebene auf geeignete Weise zwei Objektnachführungs-Betriebsarten mit voneinander verschiedenen Algorithmen gewählt, wodurch es ermöglicht ist, daß die Bildaufnahmeeinrichtung immer unter den besten Bedin gungen die Objektlage erfassen kann, auf die der Schärfemeß bereich und dergleichen eingestellt wird. Bei dem Umschalten von einer der beiden Objektnachführungsarten auf die andere oder umgekehrt haben jeweilige Schwellenwerte für die beiden Schaltrichtungen eine Hysteresecharakteristik, wodurch eine Verbesserung hinsichtlich einer besseren Stabilisierung des Nachführungsvorgangs erreicht wird.

Die Fig. 8 ist eine Blockdarstellung, die den Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels der Bildaufnahmeeinrichtung zur Anwendung für die Scharfeinstellung zeigt. Nach Fig. 8 wird ein Objektiv 20 mittels eines Motors 22 scharf eingestellt. Ein Bildsensor 24 wie ein Ladungskopplungs- bzw. CCD-Bildsen sor setzt ein von dem Objektiv 20 auf der Bildaufnahmefläche des Bildsensors erzeugtes optisches Bild in ein elektrisches Signal um, das in Form von Videosignalen abgegeben wird. Mit 26 ist ein Verstärker für die Videosignale bezeichnet. Eine Signalaufbereitungsschaltung 28 setzt das Ausgangssignal des Verstärkers 26 in ein Helligkeitssignal Y und zwei Farbdiffe renzsignale (R-Y) und (B-Y) um. Ein Codierer 30 setzt die Komponentensignale aus der Signalaufbereitungsschaltung 28 in ein zusammengesetztes bzw. BAS-Signal um.

Von einem Bandpaßfilter 32 wird aus dem Helligkeitssignal Y eine Hochfrequenzkomponente herausgegriffen und einem Schalt glied 34 zugeführt. Das Schaltglied 34 läßt im Ansprechen auf einen Schaltimpuls aus einem Schaltimpulsgenerator 36 die Videosignale durch, die dem Innenbereich eines Entfernungs meßbereichs innerhalb eines Entfernungsmeßrahmens entspre chen, der in einer vorbestimmten Lage auf einer Bildaufnahme ebene gemäß Fig. 11 gebildet ist. Eine nachfolgend ausführli cher beschriebene Spitzenwert-Detektorschaltung 38 erfaßt aus den von dem Schaltglied 34 durchgelassenen Signalen in einer jeden Halbbildperiode einen maximalen Spitzenwert und dessen Lage. Der Spitzenwert wird einer Aufwärts- bzw. Hochrege lungs-Servoschaltung 40 zugeführt, während die Informationen über die horizontale und die vertikale Spitzenwertlage einer Nachführsteuerschaltung 42 zugeführt werden. Die Aufwärtsre gelungs-Servoschaltung 40 vergleicht den Spitzenwert im ge genwärtigen Halbbild mit dem Spitzenwert des letzten Halb bilds, um daraus die Richtung zu bestimmen, in der das Objek tiv 20 nachzustellen ist. Eine Motortreiberschaltung 43 treibt den Motor 22 in der ermittelten Nachstellrichtung an.

Eine Helligkeitsdifferenz-Detektorschaltung 44 berechnet im Ansprechen auf einen Schaltimpuls aus einem Schaltimpulsgene rator 46 die Differenz des Pegels mittlerer Helligkeit zwi schen der Innenseite und der Außenseite eines bestimmten Bereichs bzw. Objekterfassungsbereichs, der gemäß Fig. 11 in einer vorbestimmten Lage auf der Bildaufnahmeebene gebildet ist. Das Rechenergebnis wird der Nachführsteuerschaltung 42 zugeführt. Die nachfolgend ausführlicher beschriebene Nach führsteuerschaltung 42 steuert die Schaltimpulsgeneratoren 36 und 46 entsprechend den Spitzenwertlage-Informationen aus der Spitzenwert-Detektorschaltung 38 und der Helligkeitsmittel wert-Differenz aus der Helligkeitsdifferenz-Detektorschaltung 44. Die Nachführsteuerschaltung 42 wird zweckdienlich als Mikrocomputer mit einem Programm für die Nachführsteuerung gestaltet.

Anhand der Fig. 9 wird die Spitzenwert-Detektorschaltung 38 ausführlich beschrieben. Mit f_V ist ein Vertikalsynchron siersignal bezeichnet. Das Ausgangssignal des Schaltglieds 34 wird einer Spitzenwert-Halteschaltung 50 und einem Verglei cher 52 zugeführt. Die Spitzenwert-Halteschaltung 50 wird bei jeder Halbbildperiode rückgesetzt. Dem Vergleicher 52 wird auch der in der Spitzenwert-Halteschaltung 50 gespeicherte Spitzenwert zugeführt. Daher erzeugt der Vergleicher 52 je desmal dann einen Impuls, wenn von der Spitzenwert-Halte schaltung 50 ein neuer Spitzenwert zu speichern ist. Ein Zähler 54 zählt ein Taktsignal mit einer Frequenz nf_H, wobei f_H die Horizontalsynchronisierfrequenz ist und n eine ganze Zahl ist. Ein weiterer Zähler 56 zählt ein Taktsignal mit einer Frequenz mf_V, wobei f_V die Vertikalsynchronisierfrequenz ist und m eine ganze Zahl ist. D.h., der Zählwert des Zählers 54 zeigt die horizontale Lage auf der in Fig. 11 gezeigten Bildaufnahmeebene an, während der Zählwert des Zählers 56 die vertikale Lage angibt. Die Zählwerte der Zähler 54 und 56 werden jeweils auf den Ausgangsimpuls des Vergleichers 52 hin in Abfrage/Halteschaltungen 58 bzw. 60 aufgenommen und ge speichert. Wenn ein Halbbild fertig ist, zeigt die Abfrage/ Halteschaltung 58 die horizontale Lage des maximalen Spitzen wertes in dem einen Halbbild an, während die Abfrage/Halte schaltung 60 die vertikale Lage anzeigt. Die Abfrage/Halte schaltungen 58 und 60 und der Zähler 56 werden bei jeder Halbbildperiode rückgesetzt, während der Zähler 54 bei jeder Horizontalabtastperiode rückgesetzt wird.

Als nächstes werden anhand der Fig. 10 die Einzelheiten der Helligkeitsdifferenz-Detektorschaltung 44 beschrieben. Das Helligkeitssignal Y aus der Signalaufbereitungsschaltung 28 wird Schaltgliedern 62 und 64 zugeführt. Das Schaltglied 62 läßt im Ansprechen auf einen Schaltimpuls aus dem Schaltim pulsgenerator 46 nur das Helligkeitssignal durch, das in dem durch die Nachführsteuerschaltung 42 bestimmten Bereich (nach Fig. 11) erhalten wird. Dieses Helligkeitssignal wird in einem Integrator 66 integriert. Von einer Flächenkorrektur schaltung 68 wird der Integrationswert aus dem Integrator 66 auf die Fläche des bestimmten Bereichs normiert. Dies ist deshalb der Fall, weil die Flächen innerhalb und außerhalb des Erfassungsbereichs voneinander verschieden sind und daher die Integrationswerte der den jeweiligen Flächen entsprechen den Signale voneinander verschieden sind. Es ist daher not wendig, die Integrationswerte unter Berücksichtigung der Flächengrößen zu korrigieren. Das zweite Schaltglied 64 wird durch den invertierten Schaltimpuls aus einem Inverter 70 gesteuert, nämlich derart, daß das in dem Bereich außerhalb des Erfassungsbereichs (nach Fig. 11) erhaltene Helligkeits signal durchgelassen wird. Ein Integrator 72 integriert das Ausgangssignal des Schaltglieds 64. Auf die vorangehend be schriebene Weise wird der Integrationswert mittels einer Flächenkorrekturschaltung 74 gemittelt bzw. normiert. Eine Subtrahierschaltung 76 subtrahiert das Ausgangssignal der Flächenkorrekturschaltung 74 von dem Ausgangssignal der Flä chenkorrekturschaltung 68. Eine Absolutwertschaltung 78 er zeugt ein Ausgangssignal, das dem Absolutwert des Ausgangs signals der Subtrahierschaltung 76 entspricht. Dieses Aus gangssignal ΔF der Absolutwertschaltung 78 wird der Nach führsteuerschaltung 42 zugeführt.

Anhand der Fig. 12, 13 und 14 wird ein Algorithmus für die Funktion der Nachführsteuerschaltung 42 erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Nachführungsarten vorgesehen, nämlich die Helligkeitsdifferenz-Nachführung und die Spitzen wert-Nachführung. Wenn die Helligkeit des Objekts von der Helligkeit des Hintergrunds stark verschieden ist und das Helligkeitdifferenzsignal ΔF hoch ist, wird die Helligkeits differenz-Nachführung angewandt. Wenn das Signal ΔF so klein ist, daß die Helligkeitsdifferenz-Nachführung nicht anwendbar ist, wird die Spitzenwert-Nachführung angewandt. In diesem Fall wird von der Helligkeitsdifferenz-Nachführung auf die Spitzenwert-Nachführung bei einem Schwellenwert TH1 umge schaltet, während in Gegenrichtung von der Spitzenwert- Nachführung auf die Helligkeitsdifferenz-Nachführung bei einem zweiten Schwellenwert TH2 umgeschaltet wird, der höher als der erste Schwellenwert TH1 ist.

Bei der Wahl der Nachführungsart (oder dem Einschalten der elektrischen Stromversorgung) wird zuerst als Schwellenwert TH für die Nachführungsumschaltung der Schwellenwert TH1 eingesetzt. Dann wird das Helligkeitsdifferenzsignal ΔF aus der Helligkeitsdifferenz-Detektorschaltung 44 mit dem Wert TH verglichen (S301). Falls das Signal ΔF größer als der Wert TH ist, wird als Wert TH der Wert TH1 eingesetzt (S302), um die Helligkeitsdifferenz-Nachführung einzuschalten (S303). Dann wird der Entfernungsmeßrahmen auf einen bei der Wahl der Helligkeitsdifferenz-Nachführung eingestellten Objekterfas sungsbereich eingestellt (S304). Danach kehrt der Prozeß zu dem Schritt S301 zurück. Falls andererseits das Signal ΔF nicht größer als der Wert TH ist, wird als Wert TH der Wert TH2 eingesetzt (S305), um die Spitzenwert-Nachführung einzu schalten (S306). Bei der Spitzenwert-Nachführung wird an der Bildaufnahmeebene der Objekterfassungsbereich derart einge stellt, daß seine Mitte an der mittels der Spitzenwert- Detektorschaltung 38 erfaßten Spitzenwertstelle liegt. Der Entfernungsmeßrahmen wird auf den auf diese Weise eingestell ten Objekterfassungsbereich eingestellt (S307). Danach kehrt der Prozeß zu dem Schritt S301 zurück.

Dadurch kann dann, wenn eine der verschiedenen Nachführungs arten entsprechend einer Objektzustandsänderung gewählt wird, selbst bei einer Helligkeitsdifferenz nahe dem Grenzwert für das Zulassen der Helligkeitsdifferenz-Nachführung der Um schaltvorgang immer auf stabile Weise ausgeführt werden, ohne daß ein wiederholtes Hin- und Herschalten auftritt.

Die Fig. 13 zeigt den grundlegenden Ablauf der Helligkeits differenz-Nachführung bei dem Schritt S303 nach Fig. 12. Es wird kurz das Grundprinzip erläutert. Gemäß Fig. 11 ist die Bildaufnahmeebene in mxn Abschnitte unterteilt. Der bestimmte Bereich bzw. Erfassungsbereich wird z.B. abschnittsweise nach oben, nach unten, nach links und nach rechts verschoben. Bei jeder dieser Lagen wird hinsichtlich des Pegels der mittleren Helligkeit der Absolutwert der Differenz zwischen dem Innen bereich und dem Außenbereich des Erfassungsbereichs berech net. Auf die Beurteilung hin, daß sich das Objekt in die Lage bewegt hat, bei der der Absolutwert maximal wird, wird der Objekterfassungsbereich versetzt. Nach Fig. 13 wird das Aus gangssignal ΔF der Helligkeitsdifferenz-Detektorschaltung 44 aufgenommen und als Variable F1 eingesetzt (S310). Der be stimmte Bereich wird um einen Unterteilungsabschnitt nach rechts verschoben (S311), wonach das Ausgangssignal ΔF der Helligkeitsdifferenz-Detektorschaltung 44 aufgenommen und als Variable F2 eingesetzt wird (S312). Die Werte F1 und F2 werden miteinander verglichen (S313). Falls F2≦F1 ermittelt wird, was anzeigt, daß durch die Rechtsverschiebung der Wert ΔF nicht höher wird, wird der bestimmte Bereich nach links verschoben (S314). Dann wird der Objekterfassungsbereich auf den bestimmten Bereich eingestellt (S315).

In Schritten S316 bis S321 wird versuchsweise eine Verschie bung um einen Unterteilungsabschnitt nach oben vorgenommen. Entsprechend dem Ergebnis hieraus wird der Objekterfassungs bereich versetzt. In Schritten S322 bis S327 wird eine Ver schiebung um einen Unterteilungsabschnitt nach links ver sucht. Dem Ergebnis entsprechend wird der Objekterfassungsbe reich versetzt. in Schritten S328 bis S333 wird versuchsweise um einen Unterteilungsabschnitt nach unten verschoben. Dem Ergebnis entsprechend wird der Objektiverfassungsbereich versetzt. Nach dem Schritt S333 kehrt der Prozeß zu dem Schritt S310 zurück.

Obwohl vorstehend als Beispiel die Scharfeinstellung herange zogen wurde, besteht bei der Bildaufnahmeeinrichtung keine Einschränkung hierauf; vielmehr ist natürlich die gleiche Gestaltung auch zur Lichtmengeneinstellung und dergleichen anwendbar.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß mit der Bildaufzeichnungseinrichtung eine gute Objektnachführung selbst dann erreicht werden kann, wenn hinsichtlich des mitt leren Videosignalpegels die Differenz zwischen dem Objekt und dessen Hintergrund gering ist. Da ferner bei dem Ausführungs beispiel das Umschalten zwischen den Nachführungsarten mit einer Hysteresecharakteristik erfolgt, wird ein häufiges Umschalten verhindert. Daher wird durch die Anwendung der geschalteten Nachführungsarten kein abnormaler Betriebsablauf verursacht.

Eine Bildaufnahmeeinrichtung arbeitet in Abhängigkeit von dem Abbildungszustand auf einer Bildaufnahmefläche unter geeigne ter Wahl eines ersten Nachführungsalgorithmus, bei dem einem Objektbild durch Versetzen eines bewegbar an der Bildaufnah meebene gebildeten Erfassungsbereichs in der Weise nachge führt wird, daß die Helligkeitspegeldifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren dieses Bereichs maximal wird, oder eines zweiten Nachführungsalgorithmus, bei dem dem Objektbild durch das Versetzen der Lage des Erfassungsbereichs in der Weise nachgeführt wird, daß eine Stelle, an der der Kontrast maximal wird, mit einem mittigen Teilbereich des Erfassungs bereichs zusammenfällt. Die Schwellenwerte für das Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Nachführungsalgorithmus werden zu einer Hysteresecharakteristik angesetzt.

Claims

1. Objektbildnachführeinrichtung zur Objektbildnachführung an einer Bildaufnahmeebene, mit

(A) einer Einrichtung (9, 12) zum versetzbaren Einstellen eines Erfassungsbereiches (B) an der Bildaufnahmeebene (100) zur Erfassung einer vorbestimmten Information,
(B) einer ersten Objektnachführeinrichtung (10; 44) zum Verändern der Einstellungslage des Erfassungsbereiches an der Bildaufnahmeebene,
(C) einer zweiten Objektnachführeinrichtung (10; 38) zum Verändern der Einstellungslage des Erfassungsbereiches an der Bildaufnahmeebene, wobei die zweite Objektnachführeinrichtung eine Nachführbetriebsart umfaßt, die sich von einer Nachführbetriebsart der ersten Objektnachführeinrichtung unterscheidet, und
(D) einer Steuereinrichtung (12; 42) zum selektiven Betreiben der ersten oder der zweiten Objektnachführeinrichtung.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Objektnachführeinrichtung die Einstellungslage des Erfassungsbereiches an der Bildaufnahmeebene in der Weise verändert, daß hinsichtlich der mittleren Helligkeitspegel die Differenz (F; ΔF) zwischen der Innenseite und der Außenseite des Erfassungsbereiches maximal oder größer wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Objektnachführeinrichtung die Einstellungslage des Erfassungsbereiches an der Bildaufnahmeebene in der Weise verändert, daß eine Stelle, an der der Kontrast an der Bildaufnahmeebene maximal wird, mit einem mittigen Teilbereich des Erfassungsbereiches übereinstimmt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Objektnachführeinrichtung den Erfassungsbereich wiederholt in vorbestimmten Streckeneinheiten nach oben, nach unten, nach links und nach rechts verschiebt, um den Erfassungsbereich in eine Lage zu versetzen, bei der hinsichtlich des mittleren Helligkeitspegels die Differenz zwischen der Innenseite und der Außenseite des Erfassungsbereiches maximal wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Objektnachführeinrichtung Schaltglieder (133, 134; 62, 64) zum Herausgreifen der jeweils der Innenseite und der Außenseite des Erfassungsbereiches entsprechenden Bildsignale, Integrationsschaltungen (135, 136; 66, 72) zum Integrieren der jeweils von den Schaltgliedern abgegebenen Bildsignale, Flächenkorrekturschaltungen (137, 138; 68, 74) zum Korrigieren der Flächendifferenz zwischen der Innenseite und der Außenseite des Erfassungsbereichs hinsichtlich der von den Integrationsschaltungen abgegebenen Integrationswerte und eine Subtrahierschaltung (139; 76) zum Bilden der Differenz zwischen den Ausgangssignalen der Flächenkorrekturschaltungen enthält.

6. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Objektnachführeinrichtung eine Horizontal-Spitzenwert/Spitzenwertlage-Detektoreinrichtung (111 bis 115) mit einer Abfrage/Halteschaltung (112; 58) zum Festhalten eines Spitzenwerts bei jeder einzelnen Horizontalabtastung in dem Erfassungsbereich und mit einem Zähler (114; 54) zum Erfassen bzw. Ermitteln der Stelle, an der bei der Horizontalabtastung der Spitzenwert erfaßt wird, sowie eine Vertikal-Spitzenwert/Spitzenwertlage-Detektoreinrichtung (116 bis 120) mit einer Abfrage/Halteschaltung (117; 60) zum Festhalten eines Spitzenwertes bei jeder einzelnen Vertikalabtastung in dem Erfassungsbereich und mit einem Zähler (119; 56) zum Erfassen bzw. Ermitteln der Stelle enthält, an der der Spitzenwert bei der Vertikalabtastung erfaßt wird.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung die erste oder die zweite Objektnachführeinrichtung entsprechend dem Abbildungszustand an der Bildaufnahmeebene wählt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung die erste oder die zweite Objektnachführeinrichtung entsprechend der Differenz der mittleren Helligkeitspegel zwischen der Innenseite und der Außenseite des Erfassungsbereichs wählt.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung die erste Objektnachführeinrichtung wählt, wenn hinsichtlich der mittleren Helligkeitspegel die Differenz zwischen der Innenseite und der Außenseite des Erfassungsbereiches größer als ein vorbestimmter Wert (TH) ist bzw. die zweite Objektnachführeinrichtung wählt, wenn die Differenz nicht größer als der vorbestimmte Wert ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Schärfemeßeinrichtung (7, 8, 11; 32, 34, 38) zum Ermitteln des Schärfegrades eines Objektbildes aus einem der Innenseite des Erfassungsbereiches entsprechenden Bildsignal.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schärfemeßeinrichtung den Schärfegrad aus der Größe einer Hochfrequenzkomponente in dem Bildsignal ermittelt.

12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählfunktion der Steuereinrichtung Hysteresecharakter hat, bei der ein erster Schwellenwert (TH1) für den Wechsel von der ersten auf die zweite Objektnachführeinrichtung von einem zweiten Schwellenwert (TH2) für den Wechsel von der zweiten auf die erste Objektnachführeinrichtung verschieden ist.

13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Objektnachführeinrichtung einen charaktistischen Punkt eines Bildes an der Bildaufnahmeebene erfaßt und der Bewegung des charakteristischen Punktes folgt.

14. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Objektnachführeinrichtung einen charakteristischen Punkt des Bildes mit einer von der ersten Objektnachführeinrichtung verschiedenen Erfassungscharakteristik erfaßt.

15. Einrichtung nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Objektnachführeinrichtung jeweils einen Erfassungsbereich für das Erfassen des charakteristischen Punktes haben.

16. Autofokus-Einrichtung zur automatischen Scharfeinstellung bzw. Aufrechterhaltung eines Scharfeinstellzustandes eines Objektbildes unter Objektbildnachführung an einer Bildaufnahmeebene, mit

(A) einer Schärfemeßeinrichtung (7, 8, 11) zum Ermitteln eines Scharfeinstellungszustandes aus einem Bildsignal, das einen Schärfemeßbereich (A) entspricht, dessen Einstellungslage an der Bildaufnahmeebene (100) veränderbar ist,
(B) einer Einstelleinrichtung zum versetzbaren Einstellen des Schärfemeßbereiches an der Bildaufnahmeebene (100),
(C) einer Einrichtung zum versetzbaren Einstellen eines Objektnachführbereiches (B) an der Bildaufnahmeebene,
(D) einer erste Objektnachführeinrichtung (10) bzw. einer ersten Bereichseinstellrichtung (10) zum Ändern der Einstellungslage des Objektnachführbereiches bzw. des Schärfemeßbereiches an der Bildaufnahmeebene,
(E) einer zweiten Objektnachführeinrichtung (11) bzw. einer Bereichseinstelleinrichtung (11) zum Verändern der Einstellungslage des Objektnachführbereiches bzw. des Schärfemeßbereiches an der Bildaufnahmeebene, wobei die zweite Objektnachführeinrichtung eine Nachführbetriebsart umfaßt, die sich von einer Nachführbetriebsart der ersten Objektnachführeinrichtung unterscheidet,
(F) einer Steuereinrichtung (12) zum selektiven Betreiben der ersten und der zweiten Objektnachführeinrichtung bzw. Bereichseinstelleinrichtung und
(G) einer Nachstelleinrichtung zum Einstellen des Schärfemeßbereiches in die Lage des Objektnachführbereiches.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Objektnachführeinrichtung bzw. die erste Bereichseinstelleinrichtung die Einstellungslage des Erfassungsbereiches an der Bildaufnahmeebene in der Weise verändert, daß hinsichtlich der mittleren Helligkeitspegel die Differenz (F) zwischen der Innenseite und der Außenseite des Objektnachführbereiches bzw. des Schärfemeßbereichs maximal oder größer wird.

18. Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Objektnachführeinrichtung die Einstellungslage des Erfassungsbereiches an der Bildaufnahmeebene in der Weise verändert, daß die Stelle, an der der Kontrast der Bildaufnahmeebene maximal wird, mit einem mittigen Teilbereich des Objektnachführbereiches bzw. des Schärfemeßbereiches übereinstimmt.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Objektnachführbereich und der Schärfemeßbereich als gemeinsamer Bereich ausgebildet sind.

20. Einrichtung nach Anspruch 16, 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Objektnachführeinrichtung den Objektnachführbereich wiederholt in vorbestimmten Streckeneinheiten nach oben, nach unten, nach links und nach rechts verschiebt, um den Objektnachführbereich in eine Lage zu versetzen, bei der hinsichtlich der mittleren Helligkeitspegel die Differenz zwischen der Innenseite und der Außenseite des Objektnachführbereiches maximal wird.

21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Objektnachführeinrichtung Schaltglieder (133, 134) zum Herausgreifen der jeweils der Innenseite und der Außenseite des Objektnachführbereiches entsprechenden Bildsignale, Integrationsschaltungen (135, 136) zum Integrieren der jeweils von den Schaltgliedern abgegebenen Bildsignale, Flächenkorrekturschaltungen (137, 138) zum Korrigieren der Flächendifferenz zwischen der Innenseite und der Außenseite des Objektnachführbereiches hinsichtlich der von den Integrationsschaltungen abgegebenen Integrationswerte und eine Subtrahierschaltung (139) zum Bilden der Differenz zwischen den Ausgangssignalen der Flächenkorrekturschaltungen enthält.

22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Objektnachführeinrichtung bzw. die zweite Bereichseinstelleinrichtung eine Horizontal-Spitzenwert/Spitzenwertlage-Detektoreinrichtung (111 bis 115) mit einer Abfrage/Halteschaltung (112) zum Festhalten eines Spitzenwertes bei jeder einzelnen Horizontalabtastung in dem Objektnachführbereich (B) bzw. dem Schärfemeßbereich und mit einem Zähler zum Erfassen der Stelle, an der bei der Horizontalabtastung der Spitzenwert erfaßt wird, und eine Vertikal-Spitzenwert/Spitzenwertlage-Detektoreinrichtung (116 bis 120) mit einer Abfrage/Halteschaltung (117) zum Festhalten eines Spitzenwertes bei jeder einzelnen Vertikalabtastung in dem Objektnachführbereich bzw. dem Schärfemeßbereich und mit einem Zähler (119) zum Erfassen der Stelle enthält, an der der Spitzenwert bei der Vertikalabtastung erfaßt wird.

23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung die erste oder die zweite Objektnachführeinrichtung bzw. Bereicheinstelleinrichtung entsprechend dem Abbildungszustand an der Bildaufnahmeebene wählt.

24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung die erste oder die zweite Objektnachführeinrichtung entsprechend der Differenz der mittleren Helligkeitspegel zwischen der Innenseite und der Außenseite des Objektnachführbereiches wählt.

25. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung die erste Objektnachführeinrichtung bzw. die erste Bereichseinstelleinrichtung wählt, wenn hinsichtlich der mittleren Helligkeitspegel die Differenz zwischen der Innenseite und der Außenseite des Objektnachführbereiches bzw. des Schärfemeßbereiches größer als ein vorbestimmter Wert (TH) ist, bzw. die zweite Objektnachführeinrichtung bzw. die zweite Bereichseinstelleinrichtung wählt, wenn die Differenz nicht größer als der vorbestimmte Wert ist.