DE19757800A1 - Photographische Vorrichtung - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Videokamera, insbesondere eine verbesserte Videokamera zur Bestimmung eines Bildschärfewertes in Verbindung mit einem Ausgabebild, die es möglich macht, aus der Verbindung zu einem endgültigen Ausgabebild den Bildschärfewert aus einem Bildsignal zu bestimmen, wodurch eine Signalverarbeitung und eine automatische Fokusregelung mit größerer Präzision durchführbar ist.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt eine konventionelle photographische Vorrichtung: ein optisches System 1 mit einer Objektlinse, einer Zoom-Linse und einer Blende, das eine photo-elektrische Umwandlung zur Umwandlung eines Objekt-Bild-Signals in ein elektrisches Signal durchführt; einen automatischen Verstärkungsregler (AGC) 2 zur automatischen Regelung des von dem optischen System 1 ausgegebenen Bildsignals; eine Signalverarbeitungseinheit 3 zur Verarbeitung eines von der automatischen Verstärkungsreglerschaltung 2 ausgegebenen Bildsignals; einen Analog/Digital-Wandler (A/D) 4 zur Umwandlung des verstärkungsgeregelten Bildsignals der automatischen Verstärkungsreglerschaltung 2 in ein digitales Bildsignal; eine Helligkeit/Farb-Trenn­ schaltung (Y/C) 5 zur Trennung des umgewandelten Signals in ein Helligkeitssignal und ein Farbsignal; eine Bereichsvariationseinheit 6 zum Empfang des in dem Analog/Digital-Wandler 4 gewandelten digitalen Helligkeitssignals und zur Ausführung einer Zoom-Bereichsvariationsfunktion; einen Bildschärfedetektor 7 zum Empfang eines Ausgangssignals der Bereichsvariationseinheit 6 und zur Bestimmung eines Bildschärfewertes (Fv) zur Durchführung einer automatischen Fokussierung; einen Regler 8 zum Empfang eines Teleaufnahmesignals und eines Weitwinkelaufnahmesignals und zur Ausgabe eines Steuerungssignals zur Ansteuerung des optischen Systems 1 in Abhängigkeit von dem durch den Bildschärfedetektor 7 bestimmten Bildschärfewert; und eine Treibereinheit 9 zur Ansteuerung des optischen Systems 1 abhängig von den Steuersignalen des Reglers 8.

Die Funktionsweise einer derart aufgebauten konventionellen photographischen Vorrichtung wird im folgenden beschrieben.

Ein von dem optischen System 1 abgebildetes, ein Objekt wiedergebendes optisches Signal wird über ein CCD-Element (charge coupled-device) in ein elektrisches Bildsignal umgewandelt, welches anschließend in der automatischen Verstärkungsreglerschaltung 2 geregelt verstärkt und über die Signalverarbeitungseinrichtung 3 ausgegeben wird. Das verstärkungsgeregelte Bildsignal wird von dem Analog/Di­ gital-Wandler 4 in ein digitales Signal umgewandelt, auf das eine Bereichsvariationsfunktion von der Bereichsvariationseinheit 6 angewandt wird und aus dem zusammen hiermit ein Bildschärfewert Fv für das Helligkeitssignal in dem Bildschärfedetektor 7 bestimmt wird.

Der Bildschärfewert Fv liegt an dem Regler 8 an, der zudem ein extern anliegendes Teleaufnahme/Weit­ winkelaufnahme-Signal T/W zur Ansteuerung des optischen Systems 1 über eine Treibereinheit 9 empfängt. Abhängig hiervon führt der Regler 8 eine Zoom-In/Zoom-Out-Funk­ tion und in Abhängigkeit von dem Bildschärfewert Fv eine automatische Fokussierungseinrichtung (AF) durch.

Im einzelnen verarbeiten das optische System 1, die automatische Verstärkungsreglerschaltung 2, der Analog/Di­ gital-Wandler 4 und die Helligkeitsfarbtrennschaltung 5 ein Bildsignal zur Ableitung eines Helligkeitssignals welches der Bereichsvariationseinheit 6 zur Verfügung gestellt wird. Ohne Berücksichtigung eines die Zoom-Po­ sition wiedergebenden Signals gibt der Regler 8 ein Steuersignal an die Bereichsvariationseinheit 6 aus.

Bei konventionellen Kamerasystemen wird jedoch das Signal zur Durchführung der Funktion der automatischen Fokussierungsregelung so angewendet, daß das Ausgangssignal der CCD-Einheit direkt an ein Bildschärfebestimmungsmittel angelegt wird, was dazu führt, daß, wenn eine Zoom-In/Zoom-Out-Funktion gegenüber einem Objekt außerhalb der Bildschärfereichweite durchgeführt wird, eine genaue Fokussierung schwierig wird.

Aufgrund dessen, daß bei der Generierung eines Schätzwertes zur automatischen Fokussierungsregelung das Eingangssignal auf dem Ausgangssignal der automatischen Verstärkungsregelerschaltung basiert, treten bei der Durchführung eines digitalen Zoomens Schwierigkeiten auf, da die Fokussierung des entsprechend erscheinenden Bildes gegenüber einem Objekt außerhalb des endgültig ausgegebenen aktuellen Bildes erfolgt, was zu einer optischen Parallaxe gegenüber dem aktuellen Objekt führt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine photographische Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine automatische Fokussierung anhand eines von einer digitalen Zoom-Verarbeitungseinheit ausgegebenen Helligkeitssignals als Bildschärfebestimmungssignal vornimmt und hierdurch eine optische Parallaxe ausschließt, so daß eine genaue automatische Fokussierung realisierbar ist.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung (und ein entsprechendes Verfahren) zur Verfügung zu stellen, die einen aus einer optischen Parallaxe resultierenden Fehler vermeidet. Ein solcher Fehler tritt in Situationen auf, in denen der optische Fokus nicht dem Zentrum des digital gezoomten Bildbereiches entspricht. Eine derartige Vorrichtung gemäß der Erfindung kann die Bildschärfe genau einstellen, wenn mehr als ein Objekt innerhalb des gezoomten Bildbereiches liegt.

Zur Lösung der zuvor beschriebenen Aufgaben wird eine photographische Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren zur Bestimmung des Bildschärfewertes auf Grundlage eines Ausgabebildes zur Verfügung gestellt, wobei die Vorrichtung umfaßt: ein Objektaufnahmemittel zur photographischen Aufnahme eines Objektes und zur Umwandlung eines damit verbundenen optischen Bildes in elektrische Signale; Signalverarbeitungsmittel zur Anwendung eines digitalen Signalprozesses und eines digitalen Zoomprozesses auf das umgewandelte Bildsignal zur Erzeugung eines digitalen Helligkeitssignals, eines digitalen Farbsignals bzw. eines digitalen Zoom-Hel­ ligkeitssignals und eines digitalen Zoom-Farbsignals; Bildschärfebestimmungsmittel zum Empfang zumindest eines der digitalen Zoom-Helligkeitssignale und der digitalen Zoom-Farbsignale und zur Bestimmung des Bildschärfewertes hieraus und einen Regler zur Durchführung der automatischen Fokussierungsregelung (AF) unter Verwendung des durch das Bildschärfebestimmungsmittel bestimmten Bildschärfewertes.

Weiter wird zur Lösung der zuvor beschriebenen Aufgaben eine photographische Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren zur Bestimmung des Bildschärfewertes basierend auf einem Ausgabebild zur Verfügung gestellt, bei dem die Vorrichtung umfaßt: Objektaufnahmemittel zur photographischen Aufnahme eines Objektes und zur Umwandlung eines damit verbundenen optischen Bildes in elektrische Signale; Signalverarbeitungsmittel zur Anwendung eines digitalen Signalprozesses auf das umgewandelte Bildsignal zur Erzeugung eines digitalen Helligkeitssignals und eines digitalen Farbsignals; Zoom-Verarbeitungsmittel zum Empfang des digitalen Helligkeitssignals und des digitalen Farbsignals und zur Anwendung einer digitalen Zoom-Verarbeitungsfunktion zur Erzeugung eines digitalen Zoom-Helligkeitssignals und eines digitalen Zoom-Farbsignals; Schaltmittel zur Auswahl entweder des digitalen Helligkeitssignals oder des digitalen Zoom-Helligkeitssignals; Bildschärfebestimmungsmittel zum Empfang des von den Schaltmitteln ausgewählten Signals und zur Bestimmung des Bildschärfewertes hieraus; und einen Regler zur Steuerung der Schaltmittel abhängig von einem Qualitätsgrenzwert des digitalen Zooming-Status und zur Durchführung einer automatischen Fokussierungsregelung (AF) entsprechend dem von dem Bildschärfebestimmungsmittel bestimmten Bildschärfewert.

Die zuvor beschriebenen und weitere Aufgaben und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden sich besonders deutlich in der nun folgenden detaillierten Beschreibung zeigen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die detaillierte Beschreibung und spezifische Ausführungsbeispiele, da sie bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen, lediglich zum Zwecke der Illustration beschrieben sind. Eine Vielzahl von Änderungen und Modifikationen innerhalb der Lehre der Erfindung zeigen sich für den Fachmann besonders deutlich aus der detaillierten Beschreibung.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die vorliegende Erfindung wird im weiteren besonders verständlich unter Bezugnahme auf die, lediglich zum Zwecke der Illustration dienende und somit die vorliegende Erfindung nicht beschränkende Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer konventionellen photographischen Vorrichtung,

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels einer photographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels einer photographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels einer photographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 ein die Verfahrensschritte innerhalb des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung darstellendes Flußdiagramm und

Fig. 6 ein die Verfahrensschritte innerhalb des dritten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung darstellendes Flußdiagramm.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung die photographische Vorrichtung zur Bestimmung des Bildschärfewertes basierend auf einem Ausgabebild gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Wie in Fig. 2 anhand eines Blockdiagramms eines ersten Ausführungsbeispiels einer photographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, umfaßt die Vorrichtung: ein optisches System 21 zur photographischen Aufnahme eines Objektes und zur Ausgabe einer elektrischen Entsprechung dieses Objektes und eines Signals Zp; eine automatische Verstärkungsreglerschaltung (AGC) 22 zur automatischen Regelung der Verstärkung des von dem optischen System ausgegebenen Bildsignals; eine digitale Signalverarbeitungseinheit (DSP) 23 zur Trennung der Helligkeit und Farbe aus dem von der automatischen Verstärkerregelungsschaltung 22 ausgegebenen Bildsignal; eine digitale Zoom-Ver­ arbeitungseinheit 24 zum Empfang der von der digitalen Signalverarbeitungseinheit 23 ausgegebenen digitalen Bildsignale und zur Ausführung einer digitalen Zoom-Ver­ arbeitungsfunktion basierend auf einem Steuersignal eines Reglers 27, das eine Funktion des Signals Zp ist; eine Bereichsvariationseinheit 25 zum Empfang eines in der digitalen Zoom-Verarbeitungseinheit 24 verarbeiteten digitalen Helligkeitssignals zur Durchführung einer Bereichsvariationsfunktion; einen Bildschärfedetektor 26 zur Bestimmung des von der Bereichsvariationseinheit 25 ausgegebenen Bildschärfewertes Fv; einen Regler 27 zur Steuerung der Funktion der automatischen Fokussierung unter Verwendung des von dem Bildschärfedetektor 26 bestimmten Bildschärfewertes, für und zur Durchführung einer Zoom-In/Zoom-Out-Steuerung in Abhängigkeit von einem über einen externen Eingang anliegendes Teleaufnahme/Weitwinkelaufnahme-Signal T/W und zur Steuerung der digitalen Zoomverarbeitungseinheit 24 basierend auf dem Signal Zp; und eine Treibereinheit 28 zum Antrieb des optischen Systems 21 gesteuert durch den Regler 27.

Die digitale Signalverarbeitungseinheit 23 konvertiert das anliegende Bildsignal in ein Digitalsignal und trennt es in ein digitales Helligkeitssignal L und ein digitales Farbsignal C. Die Einheit 23 liefert diese getrennten Signale an die digitale Zoomverarbeitungseinheit 24.

Die digitale Zoomverarbeitungseinheit 24 verarbeitet parallel die jeweils anliegenden Signale in der Farb-Zoom­ verarbeitungseinheit 24a und der Helligkeits-Zoom­ verarbeitungseinheit 24b. Die Ausgänge der Einheiten 24a und 24b werden über einen Addierer 24c vereinigt, so daß insgesamt das zoomverarbeitete digitale Bildsignal Y/C ausgegeben wird.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Helligkeits-Zoomsignal der Einheit 24b in seinem Zoombereich durch die Bereichsvariationseinheit 25 variiert. Der Bildschärfewert Fv des gezoomten Bereiches wird von dem Grenzwertdetektor 26 bestimmt.

Der Bildschärfewert Fv bezeichnet einen Wert mit Bezug zu dem zoomverarbeiteten digitalen Signal. Der Regler 27 empfängt den Bildschärfewert Fv und steuert das optische System 21 über die Treibereinheit 28 an. Der Regler 27 empfängt weiter ein Zoompositionsbestimmungssignal Zp zur entsprechenden Ausführung eines Zoom-In/Zoom-Out-Funk­ tion, wodurch das Bildsignal und das Helligkeits-Zoom­ signal, jeweils ausgegeben von der digitalen Zoomverarbeitungseinheit 24, keine optische Parallaxe aufweisen, so daß eine präzise automatische Fokussierungsregelung (AF) für das Aufnahmeobjekt durchführbar ist.

Die in Fig. 2 dargestellte photographische Vorrichtung arbeitet wie folgt: Das optische System 21, die automatische Verstärkungsreglerschaltung 22 und die digitale Signalverarbeitungseinheit 23 verarbeiten ein Bildsignal zur Ableitung eines digitalen Helligkeitssignals und eines digitalen Farbsignals die der digitalen Zoomverarbeitungseinheit 24 zur Verfügung gestellt werden. Die digitale Zoomverarbeitungseinheit 24 liefert ein digital gezoomtes Helligkeitssignal an die Bereichsvariationseinheit 25. Das optische System 21 stellt ein Zoompositionswiedergabesignal Zp für den Regler 27 bereit.

Basierend auf dem Signal Zp gibt der Regler ein Steuersignal an die digitale Zoomeinheit 24 aus. Zusätzlich steuert der Regler 27 ebenfalls die Bereichsvariationsseinheit 25. Der variable Ausschnittsbereich wird dem Bildschärfedetektor 26 zur Verfügung gestellt. Der Bildschärfedetektor 26 liefert einen Bildschärfewert Fv an den Regler 27. Basierend auf dem Bildschärfewert Fv steuert der Regler 27 über die Treibereinheit 28 das optische System 21 zur Gewährleistung eines präzisen Fokussierungs- und Zoomvorgangs.

Bezugnehmend auf die ein Blockdiagramm des zweiten Ausführungsbeispiels einer photographischen Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellende Fig. 3 umfaßt die Vorrichtung: ein optisches System 31 zur photographische Aufnahme eines Objektes und zur Ausgabe eines elektrischen Signals; eine automatische Verstärkerregelungsschaltung 32 zur automatischen Verstärkungsregelung des von dem optischen System 1 ausgegebenen Bildsignals; eine digitale Signalverarbeitungseinheit (DSP) 33 zur Trennung der Helligkeit und Farbe aus dem von der automatischen Verstärkerregelungsschaltung 32 ausgegebenen Bildsignal; eine digitale Zoomverarbeitungseinheit 34 zum Empfang der digitalen Helligkeits- und Farbsignale von der digitalen Signalverarbeitungseinheit 33 und zur Ausführung einer digitalen Zoomverarbeitungsfunktion; eine Schalteinheit (SW) 35 zur Auswahl entweder des in der digitalen Signalverarbeitungseinheit 33 verarbeiteten Helligkeitssignals oder des in der digitalen Zoomverarbeitungseinheit 34 verarbeiteten Zoom-Hel­ ligkeitssignals; eine Bereichsvariationseinheit 36 zum Empfang des von der Schalteinheit 35 ausgewählten Signals und zur Durchführung einer Bandvariationsfunktion; ein Bildschärfedetektor 37 zur Ausgabe eines Steuersignals an die Bereichsvariationseinheit 36 und zur Bestimmung eines von der Bereichsvariationseinheit 36 ausgegebenen Bildschärfewertes Fv; einen Regler 38 zur Steuerung der Funktionen der automatischen Fokussierungsregelung unter Verwendung des von dem Bildschärfedetektor 37 bestimmten Bildschärfewertes und zur Durchführung einer Zoom- In/Zoom-Out-Steuerung in Abhängigkeit von einem Teleaufnahme/Weitwinkelaufnahme-Signal T/W, welches an dem Regler 38 über einen externen Eingang anliegt, darüber steuerend die Schalteinheit 35 abhängig von der Qualität des Zoomes über die digitale Zoomverarbeitungseinheit 34; und eine Treibereinheit 39 zur Ansteuerung des optischen Systems 31 gesteuert durch den Regler 38.

Das optische System 31 dient zur Anwendung einer photo­ elektrischen Umwandlung auf ein Objektaufnahme-Bild­ signal, welches anschließend am Eingang der automatischen Verstärkungsreglerschaltung 32 anliegt. Das Bildsignal, welches in der automatischen Verstärkungsreglerschaltung 32 automatisch verstärkungsgeregelt wird, liegt wiederum an dem Eingang der digitalen Signalverarbeitungseinheit 33 an.

Die digitale Signalverarbeitungseinheit 33 konvertiert das anliegende Bildsignal mit Hilfe eines Analog/Di­ gital-Wandlers 33a in ein digitales Signal, wobei das konvertierte digitale Signal in einer Helligkeits/Farb-Tren­ nungsschaltung (Y/C) 33b in ein Helligkeitssignal und ein Farbsignal aufgetrennt wird und wobei die Signale anschließend in einer Farbverarbeitungseinheit 33c und einer Helligkeitsverarbeitungseinheit 33b verarbeitet werden. Die derart verarbeiteten digitalen Signale werden anschließend an die digitale Zoomverarbeitungseinheit 34 angelegt.

Das in der Helligkeitsverarbeitungseinheit 33d verarbeitete digitale Helligkeitssignal DSP_Y liegt an dem Eingang der Schalteinheit 35 an.

Die digitale Zoomverarbeitungseinheit 34 verarbeitet signalmäßig die anliegenden Signale in der Zoom-Farb­ signalverarbeitungseinheit 34a und der Zoom-Hel­ ligkeitssignalverarbeitungseinheit 34b und vereinigt diese Signale in einer Divisionsschaltung 34c, so daß ein zoomverarbeitetes digitales Bildsignal zur Verfügung steht.

Das von dieser Schaltung ausgegebene Zoom-Hellig­ keitssignal D_Y liegt an einem weiteren Eingang der Schalteinheit 35 an.

Die Schalteinheit 35 wird vom Regler 38 gesteuert und umgeschaltet und wählt eines der von der digitalen Signalverarbeitungseinheit 33 ausgegebenen Helligkeitssignale DSP_Y und der von der digitalen Zoomverarbeitungseinheit 34 ausgegebenen Helligkeitssignale D_Y aus. Das ausgewählte Signal liegt an einem Eingang der Bereichsvariationseinheit 36 an.

Die in Fig. 3 dargestellte photographische Vorrichtung arbeitet wie folgt: Das optische System 31, die automatische Verstärkungsreglerschaltung 32 und der digitale Signalprozessor 33 verarbeiten ein Bildsignal zur Ableitung eines digitalen Helligkeitssignals DSP_Y und eines digitalen Farbsignals welche der digitalen Zoomverarbeitungseinheit 34 zur Verfügung gestellt werden. Das digitale Helligkeitssignal DSP_Y liegt ebenfalls an der Schalteinheit 35 an. Die digitale Zoomeinheit 34 stellt der von dem Regler 38 gesteuerten Schalteinheit 35 ein digital gezoomtes Helligkeitssignal D_Y zur Verfügung.

Das optische System 31 liefert ein Zoompositionswiedergabesignal Zp an den Regler 38. Basierend auf dem Signal Zp gibt der Regler 38 ein Steuersignal an die digitale Zoomeinheit 34 aus. Zusätzlich steuert der Regler 38 die Bereichsvariationseinheit 36. Der variierte Fokusbereich wird an den Bildschärfedetektor 37 geliefert. Der Bildschärfedetektor 37 liefert wiederum einen Bildschärfewert Fv an den Regler 38. Basierend auf dem Bildschärfewert Fv steuert der Regler 38 außerdem über eine Treibereinheit 39 das optische System 31 zur Gewährleistung eines genauen Fokussierungs- und Zoomvorganges.

Im digitalen Zoom-Modus veranlaßt der Regler 38 die Schalteinheit 35 zur Auswahl des digital gezoomten Helligkeitssignals D_Y. Alternativ, nicht im digitalen Zoom-Modus, veranlaßt der Regler 38 die Schalteinheit 35 zur Auswahl des nicht gezoomten Helligkeitssignals DSP_Y. Auch wenn der Regler 38 feststellt, daß der Bildschärfewert Fv nicht größer als ein bestimmter Grenzwert ist, steuert er die Schalteinheit 35 so an, daß diese das nicht gezoomte Signal DSP_Y auswählt.

Eingangs wird der Bildschärfewert Fv basierend auf einem vorgegebenen Bereich bestimmt und, wenn möglich, eine automatische Fokussierung durchgeführt. Wenn dies nicht möglich ist, wird ein neuer Bildschärfewert Fv bestimmt und anschließend eine automatische Fokussierung durchgeführt.

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm, welches die Funktionsweise des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels detailliert beschreibt. In Fig. 5 empfängt der Regler 38, nachdem im Schritt 502 der AF-Modus gesetzt ist, ein von dem optischen System 31 detektiertes Zoompositionssignal ZP im Schritt 504 und bestimmt im Schritt 506 ob der digitale Zoom-Modus momentan gesetzt ist.

Wenn der digitale Zoom-Modus gesetzt ist, veranlaßt der Regler 38 im Schritt 508 die Schalteinheit 35 zur Verbindung des Helligkeitssignals D_Y von der digitalen Zoomverarbeitungseinheit 34 zu der Bereichsvariationseinheit 36.

Im Schritt 510 bestimmt der Bildschärfedetektor 37 den Bildschärfewert des Helligkeitssignals D_Y das digital zoomverarbeitet worden ist. In Schritt 512 bestimmt der Regler 38, ob der Bildschärfewert oberhalb eines vorbestimmten oder Referenz-Grenzwertes liegt.

Die Beurteilung des Grenzwertvergleichs in Kasten 512 bezeichnet den Schritt, in dem bestimmt wird, ob eine Fokussierung möglich ist. Ist hier der Bildschärfewert Fv größer als der vorgegebene Grenzwert, führt der Regler 38 anschließend die Schritte 514 und 516 aus und steuert das optische System 31 über die Treibereinheit 39 zur Durchführung der automatischen Fokussierungsregelungsfunktion.

Auch steuert der Regler 38 im Schritt 514 die digitale Zoomverarbeitungseinheit 34 und im Schritt 516 die Bereichsvariationseinheit 36 in Abhängigkeit des Teleaufnahme/Weitwinkelaufnahme-Signals T/W so, daß das digitale Zoom-Band variabel wird und daß der Bildschärfedetektor 37 den Bildschärfewert Fv bei gleichzeitiger Zoombearbeitung des Bildsingals bestimmt, wodurch im Ergebnis die Signalverarbeitung und die automatische Fokussierungsregelung während der automatischen Fokussierung präzise kontrolliert werden kann.

Auch für den Fall, daß nichtdigital gezoomt wird, steuert der Regler 38 im Schritt 520 die Schalteinheit 35 und legt an den Bildschärfedetektor 37 das von der digitalen Signalverarbeitungseinheit 33 ausgegebene Helligkeitssignal DSP_Y über die Bereichsvariationseinheit 36 an.

Bleibt das digitale zoomverarbeitete Helligkeitssignal D_Y unter einem vorgegebenen Grenzwert, was der Fall ist, wenn eine Fokussierung des Bildes basierend auf einem digitalen Zoom schwierig wird, d. h., die Höhe einer gegebenen Hochfrequenzkomponente ist zu gering, um zuverlässig eine Stufe zu erkennen, wählt die Steuereinheit 35 das Helligkeitssignal DSP_Y. Unter diesen Umständen wird nach dem Schritt 512 der Schritt 520 ausgeführt.

In diesem Fall wird der Bildschärfewert Fv des digital verarbeiteten Helligkeitssignals DSP_Y im Schritt 522 bestimmt und der Regler 38 erhält den Bildschärfewert Fv, um anhand dieses Bildschärfewertes eine automatische Fokussierungsregelung im Schritt 514 und eine Bereichsvariationsfunktion im Schritt 516 auszuführen.

In Fig. 4, die ein drittes Ausführungsbeispiel einer photographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, umfaßt die Vorrichtung: ein optisches System 41 zur photographischen Aufnahme eines Objektes und zur Ausgabe eines elektrischen Signals; eine automatische Verstärkungsreglerschaltung 42 zur automatischen Verstärkungsregelung des vom optischen System 41 ausgegebenen Bildsignals; eine digitale Signalverarbeitungseinrichtung 43 zur Trennung der Helligkeit und Farbe aus dem von der automatischen Verstärkungsreglerschaltung 42 gelieferten Bildsignal; eine digitale Zoomverarbeitungseinheit 44 zum Empfang eines von der digitalen Signalverarbeitungseinheit 42 ausgegebenen digitalen Bildsignals und zur Ausführung einer digitalen Zoomverarbeitungsfunktion; eine Bereichsvariationseinheit 45 zum Empfang des in der digitalen Zoomverarbeitungseinheit 44 verarbeiteten Helligkeitssignals und zur Durchführung einer Bereichsvariationsfunktion; einen Bildschärfedetektor 46 zur Bestimmung eines von der Bereichsvariationseinheit 45 ausgebenen Bildschärfewertes Fv; einen Regler 47 zur Steuerung eines automatischen Fokussierungsvorganges unter Verwendung eines in dem Bildschärfedetektor 46 detektierten Bildschärfewertes und zur Durchführung einer Zoom-In/Zoom-Out-Steuerung in Abhängigkeit von einem Teleaufnahme/Weitwinkelaufnahme-Signal T/W, welches an dem Regler 47 über einen externen Eingang anliegt, so daß die digitale Zoomverarbeitungseinheit 44 gesteuert wird; und eine Treibereinheit 48 zur Ansteuerung des optischen Systems 41 abhängig von der Steuerung des Reglers 47.

Das optische System 41 dient zur Anwendung einer photo­ elektrischen Umwandlung auf ein Objektauf­ nahme-Bildsignal, welches anschließend am Eingang der automatischen Verstärkungsreglerschaltung 42 anliegt. Das Bildsignal, welches in der automatischen Verstärkungsreglerschaltung 42 automatisch verstärkungsgeregelt wird, liegt wiederum an dem Eingang der digitalen Signalverarbeitungseinheit 43 an.

Die digitale Signalverarbeitungseinheit 43 konvertiert das anliegende Bildsignal mit Hilfe eines Analog/Di­ gital-Wandlers 43a in ein digitales Signal, wobei das konvertierte digitale Signal in einer Helligkeits/Farb-Tren­ nungsschaltung (Y/C) 43b in ein Helligkeitssignal und ein Farbsignal aufgetrennt wird und wobei die Signale anschließend in einer Farbverarbeitungseinheit 43c und einer Helligkeitsverarbeitungseinheit 43b verarbeitet werden. Diese Signale werden anschließend wieder vereint, z. B. mit Hilfe einer nicht dargestellten Divisionsschaltung. Die derart summierten oder vereinten digitalen Bildsignale werden anschließend an die digitale Zoomverarbeitungseinheit 44 angelegt.

Die digitale Zoomverarbeitungseinheit 44 verarbeitet signalmäßig die anliegenden Signale in der Zoom-Farb­ signalverarbeitungseinheit und der Zoom-Hel­ ligkeitssignalverarbeitungseinheit, so daß insgesamt ein zoomverarbeitetes digitales Bildsignal ausgegeben wird.

Das von der digitalen Signalverarbeitungseinheit 43 ausgegebene Zoom-Helligkeitssignal D_Y liegt an der Bereichsvariationseinheit 45 an und das in der Bereichsvariationseinheit 45 verarbeitete Signal wird zur Ermittlung des Bildschärfewertes Fv in dem Bildschärfedetektor 46 verwendet, woraufhin der Bildschärfewert Fv an den Regler 47 geliefert wird.

Der Regler 47 vergleicht und bestimmt den anliegenden Bildschärfewert und führt damit eine automatische Fokussierungsregelung durch.

Fig. 6 stellt ein Flußdiagramm dar, welches die Funktionsweise des in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiels zeigt. In Fig. 6 empfängt der Regler 47, nachdem ein AF-Modus im Schritt 602 ermittelt wurde, ein Zoompositionssignal Zp, welches vom optischen System 41 im Schritt 604 ermittelt wurde, und bestimmt in Schritt 606, ob ein digitaler Zoom-Modus gesetzt ist.

Wird ein digitaler Zoom-Modus bestimmt, steuert der Regler 47 die Bereichsvariationseinheit 45 und führt in Schritt 608 eine Zoom-In/Zoom-Out-Steuerung durch. Dabei wird ein optischer Zoombereich im Schritt 610 gespeichert.

In einem digitalen Zoom-Modus wird die Bereichsvariationsseinheit 45 so gesteuert, daß in Schritt 612 eine Bereichsvariationsfunktion ausgeführt wird, und in Übereinstimmung hiermit der von dem Bildschärfedetektor 46 gelieferte Bildschärfewert im Schritt 614 empfangen wird. Im Schritt 616 wird ermittelt, ob der Bildschärfewert Fv oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes bleibt.

Die Verzweigung basierend auf dem Vergleich des Grenzwertes im Schritt 616 bezeichnet den Schritt, in dem bestimmt wird, ob eine Fokussierung möglich ist, wobei, wenn der Bildschärfewert größer als ein vorgegebener Grenzwert ist, eine automatische Fokussierungsregelung im Schritt 618 durch die Steuerung des optischen Systems 41 mittels der Treibereinheit 48 über den Regler 47 durchgeführt wird. Anderenfalls wird der Ablauf mit Schritt 622 fortgesetzt.

Bleibt hier allerdings der Bildschärfewert Fv bei der vergleichenden Verzweigung im Ergebnis unterhalb des vorgegebenen Grenzwertes, wird also die Bildfokussierung schwierig, wird im Schritt 622 eine Bereichsvariationsfunktion gegenüber dem zuvor gespeicherten optischen Zoombereich Fo ausgeführt, um hierdurch eine automatische Fokussierungsregelung durchzuführen.

Wie oben beschrieben, wird in der photographischen Vorrichtung zur Bestimmung des Bildschärfewertes basierend auf einem Ausgabebild der Vorgang einer automatischen Fokussierung basierend auf einem Ausgangssignal der digitalen Signalverarbeitungseinheit oder der digitalen Zoomverarbeitungseinheit gesteuert, da das am hinteren Anschluß der digitalen Signalverarbeitungseinheit oder dem hinteren Anschluß der digitalen Zoomverarbeitungseinheit anliegende Bildsignal als Bildschärfewert zur Durchführung einer Fokussierungsfunktion verwendet wird, um hierdurch präzise die Verarbeitung eines Objektaufnahmesignals und des automatischen Fokussierungsvorganges durchzuführen und eine Störung des fokussierten Bildes während eines digitalen Zoomvorgangs zu verhindern.

Es ist offensichtlich, daß die beschriebene Erfindung in einer Vielzahl von Variationen verwirklicht werden kann. Derartige Variationen sind nicht als Abweichungen von der Lehre der Erfindung zu verstehen, und alle derartigen Variationen, die ein Fachmann als offensichtlich entnimmt, sollen vom Schutzumfang der Patentansprüche umfaßt sein.

Claims (13)

1. Photographische Vorrichtung zur Bestimmung des Bildschärfewertes basierend auf einem Ausgabebild, wobei die Vorrichtung umfaßt:

• - Objektaufnahmemittel zur photographischen Aufnahme eines Objektes und zur Umwandlung eines damit verbundenen optischen Bildes in elektrische Signale,
• - Signalverarbeitungsmittel zur Anwendung eines digitalen Signalprozesses und eines digitalen Zoomprozesses auf das umgewandelte Bildsignal zur Erzeugung eines digitalen Helligkeitssignals, eines digitalen Farbsignals bzw. eines digitalen Zoom-Helligkeitssignals und eines digitalen Zoom-Farbsignals,
• - Bildschärfebestimmungsmittel zum Empfang zumindest eines der digitalen Zoom-Helligkeitssignale und der digitalen Zoom-Farbsignale und zur Bestimmung des Bildschärfewertes hieraus und
• - einen Regler zur Durchführung der automatischen Fokussierungsregelung (AF) unter Verwendung des durch das Bildschärfebestimmungsmittel bestimmten Bildschärfewertes.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler einsetzbar ist zum Vergleich des Bildschärfewertes gegen einen vorgegebenen Grenzwert, zur Auswahl entweder des digitalen Helligkeitssignals oder des digitalen Zoom-Hel­ ligkeitssignals und zur Durchführung der automatischen Fokussierungsregelung (AF) basierend auf dem ausgewählten Signal.

3. Photographische Vorrichtung zur Bestimmung des Bildschärfewertes basierend auf einem Ausgabebild, wobei die Vorrichtung umfaßt:

• - Objektaufnahmemittel zur photographischen Aufnahme eines Objektes und zur Umwandlung eines damit verbundenen optischen Bildes in elektrische Signale,
• - Signalverarbeitungsmittel zur Anwendung eines digitalen Signalprozesses auf das umgewandelte Bildsignal zur Erzeugung eines digitalen Helligkeitssignals und eines digitalen Farbsignals,
• - Zoom-Verarbeitungsmittel zum Empfang des digitalen Helligkeitssignals und des digitalen Farbsignals und zur Anwendung einer digitalen Zoom-Ver­ arbeitungsfunktion zur Erzeugung eines digitalen Zoom-Helligkeitssignals und eines digitalen Zoom-Farbsignals,
• - Schaltmittel zur Auswahl entweder des digitalen Helligkeitssignals oder des digitalen Zoom-Hel­ ligkeitssignals,
• - Bildschärfebestimmungsmittel zum Empfang des von den Schaltmitteln ausgewählten Signals und zur Bestimmung des Bildschärfewertes hieraus und
• - einen Regler zur Steuerung der Schaltmittel abhängig von einem Qualitätsgrenzwert des digitalen Zooming-Sta­ tus und zur Durchführung einer automatischen Fokussierungsregelung (AF) entsprechend dem von dem Bildschärfebestimmungsmittel bestimmten Bildschärfewert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler einsetzbar ist zum Vergleich des Bildschärfewertes mit einem vorgegebenen Grenzwert, zur Auswahl entweder des digitalen Helligkeitssignals oder des digitalen Zoom-Hel­ ligkeitssignals basierend auf dem Vergleich und zur Durchführung der automatischen Fokussierungsregelung (AF) basierend auf dem ausgewählten Signal.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der Bildschärfewert unter einem vorgegebenen Grenzwert liegt, der Regler einsetzbar ist zur Auswahl des digitalen Helligkeitssignals auf dem basierend die automatische Fokussierungsregelung (AF) ausführbar ist.

6. Verfahren zur automatischen Fokussierung einer photographischen Vorrichtung, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

• - die Bereitstellung einer elektrischen Entsprechung des optischen Bildes über ein opto-elektrisches System,
• - die Digitalisierung der elektrischen Entsprechung zur Bereitstellung eines ersten digitalen Signales,
• - die Auftrennung des ersten digitalen Signales in ein digitales Grundhelligkeitssignal und ein digitales Grundfarbsignal,
• - die Zoom-Verarbeitung des digitalen Grundhelligkeitssignals und des digitalen Grundfarbsignals zur Bereitstellung eines digitalen Zoom-Helligkeitssignals und eines digitalen Zoom-Farbsignals,
• - die Bestimmung eines Bildschärfewertes aus dem digitalen Zoom-Helligkeitssignal,
• - den Vergleich des Bildschärfewertes mit einem vorgegebenen Grenzwert,
• - die Auswahl entweder des digitalen Zoom-Helligkeitssignals oder des digitalen Grundhelligkeitssignals entsprechend dem Vergleich und
• - die automatische Fokussierung des opto-elektrischen Systems basierend auf dem ausgewählten Signal.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Auswahlschritt das digitale Zoom-Helligkeitssignal ausgewählt wird, wenn der Bildschärfewert größer oder gleich dem vorgegebenen Grenzwert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektaufnahmemittel ebenfalls einsetzbar sind zur Bereitstellung eines Signals (Zp), welches die Zoom-Po­ sition wiedergibt, für den Regler und daß der Regler ebenfalls einsetzbar ist zur Steuerung des digitalen Zoom-Vorgangs als eine Funktion des Signals (Zp).

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektaufnahmemittel ebenfalls einsetzbar sind zur Bereitstellung eines Signals (Zp), welches die Zoom Position wiedergibt, für den Regler und daß der Regler ebenfalls einsetzbar ist zur Steuerung des digitalen Zoomvorgangs als eine Funktion des Signals (Zp).

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Zoom-Position wiedergebendes Signal (Zp) bereitgestellt wird und daß der Schritt der Zoomverarbeitung entsprechend dem Signal (Zp) gesteuert wird.

11. Verfahren zur automatischen Fokussierung einer photographischen Vorrichtung, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

• - über ein opto-elektrisches System die Bereitstellung einer elektrischen Entsprechung eines optischen Bildes und eines die Zoom-Position wiedergebenden Signals (Zp),
• - die Bereitstellung eines digitalen Helligkeitssignals basierend auf der elektrischen Entsprechung,
• - die digitale Zoomverarbeitung des digitalen Helligkeitssignals entsprechend dem Signal (Zp) zur Bereitstellung eines gezoomten Helligkeitssignals und
• - die automatische Fokussierung des opto-elektrischen Systems basierend auf dem gezoomten Helligkeitssignal.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschärfewert (Fv) des gezoomten Helligkeitssignals bestimmt wird und daß der Schritt der automatischen Fokussierung eine Fokussierung entsprechend dem Bildschärfewert (Fv) durchführt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschärfebereich in dem gezoomten Helligkeitssignal basierend auf dem Bildschärfewert (Fv) variiert wird.