DE19835284C2 - Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Fokussierung und Belichtung von Bildaufnahmesystemen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatischen Fokussierung und Belichtung von Bildaufnahmesystemen nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 10 sowie die Verwendung der Vorrichtung und/oder des Verfahrens gemäß Anspruch 13.

Zur Aufnahme von Objekten existieren elektronische Bildauf­ nahmesysteme, die statische oder dynamische Objekte aufnehmen und die entsprechenden Bilddaten an ein Anzeigegerät oder ein Datenverarbeitungssystem weiterleiten, welches die Daten ver­ arbeitet bzw. abspeichert. Die bekannten Bildaufnahmesysteme bestehen dabei aus einem Bildaufnahmegerät, beispielsweise einer "CCD-Kamera" (charge coupled device) bzw. aus einer Videokamera mit lichtempfindlichen Fotosensoren, die das ent­ sprechende Objekt aufnehmen und entsprechend analoge oder di­ gitale Bildsignale an ein Datenverarbeitungssystem weiterlei­ ten.

Dieses Datenverarbeitungssystem kann unterschiedlich aufge­ baut sein. Dabei ist es beispielsweise bei CCD-Kameras be­ kannt, die entsprechenden Digitaldaten, die von den licht­ empfindlichen Fotosensoren geliefert werden, entweder auf einem Magnetband oder einer sogenannten "Mini-Disk" abzu­ speichern, oder direkt durch einen Computer zu verarbeiten. Um die Menge der von den lichtempfindlichen Fotosensoren ge­ lieferten Daten besser verwalten zu können, werden diese meist vor ihrer Speicherung auf einem geeigneten Datenträger komprimiert, um die Datenmenge zu reduzieren. Die komprimier­ ten Daten werden dann anschließend entweder dekomprimiert, um auf einem geeigneten Anzeigegerät dargestellt zu werden, oder abgespeichert, um transportabel zu sein.

Bei diesen herkömmlichen Bildaufnahmesystemen bestehen unter­ schiedliche Möglichkeiten, um sowohl die Fokussierung des Ka­ mera-Objektivs entsprechend dem Abstand der Kamera zum Objekt oder um die Belichtungszeit entsprechend der vorhandenen Be­ leuchtung des aufzunehmenden Objekts einzustellen. Aus DD 226 673 A1 ist beispielsweise eine Kamera mit adaptivem Verhalten bekannt, die die Schärfe des aufgenommenen Bildes mittels Grauwert­ stufen einstellt. Dabei wird das Bild zeilenweise sowie spaltenweise in sogenannte "Pixel" aufgelöst, wobei jedes Pixel einem bestimmten Grauwert entspricht. Durch die diskrete Abgrenzung unterschiedlicher Grauwertstufen ("threshold") lassen sich die unterschiedlichen Bereiche des aufgenommenen Objekts innerhalb des Bildes trennen, um so eine gewisse Schärfe zu erreichen. Diese Information eignet sich ebenfalls zur automatischen Fokussierung des Objektivs, indem die entsprechenden Grauwertstufen analysiert und der Fokus derart eingestellt wird, daß bei einem maximalen Gradienten zwischen den Grauwertstufen die beste Trennschärfe und damit auch der optimale Fokus eingestellt werden kann.

Aus US 5 369 430 ist eine weitere Vorrichtung und ein Verfahren zur automatische Fokussierung bekannt. Hier werden Daten eines aufgenommenen Bildes mit Daten einer Referenz­ vorlage korreliert, wobei die Erkennung charakteristischer Muster im Bild eine wichtige Rolle spielt. Die ermittelten Korrelationsdaten werden dann zur Entfernungseinstellung herangezogen.

Herkömmliche Systeme messen die optimale Belichtungszeit zur Aufnahme des Objekts, die jeweils von der vorhandenen Beleuchtung abhängt, ebenfalls mittels der o. g. Grauwertstufen, so daß auch hier bei einem bestimmten Gradienten zwischen den einzelnen Grauwertbereichen bzw. "Pixeln" des Bildes eine optimale Belichtungszeit eingestellt wird. Weiterhin ist in DD 226 673 A1 eine Methode beschrieben, um die optimale Belichtungszeit anhand einer Mittelwertbildung über alle Bildpunkte zu bestimmen.

Diese bekannten Systeme weisen den Nachteil auf, daß das Ab­ speichern der unterschiedlichen Grauwerte, das heißt die Bildinformation eines jeden "Pixels" sowie die Berechnung der einzelnen Grauwertstufen des Gradienten sowie der ent­ sprechenden Trennlinie zwischen den einzelnen Grauwertberei­ chen nicht nur einen großen Speicherplatz innerhalb des Da­ tenverarbeitungssystems beansprucht, sondern auch die Berech­ nung der optimalen Einstellungen zur automatischen Fokussie­ rung und Belichtungszeiteinstellung viel Zeit in Anspruch nimmt und schnelle Prozessoren bzw. große und teuere "Cash"- Speicher erfordert.

Ein Nachteil der aus US 5 369 430 bekannten Fokussierungsme­ thode besteht darin, daß sie auf die Erkennung charakteristi­ scher Muster im aufgenommenen Bild angewiesen ist. Darüber hinaus muß mit relativ aufwendigen Verfahren ein Vergleich mit einer Referenzvorlage vorgenommen werden, um die notwendigen Korrelationsdaten zu erhalten.

Die bekannten Systeme sind vergleichsweise aufwendig und teuer und nur mit einem erhöhten "Hardware"-Aufwand realisierbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten Systeme zur automatischen Einstellung des Fokus bzw. der Belichtung dahingehend zu verbessern, daß das Daten­ verarbeitungssystem nicht nur billiger und mit weniger Auf­ wand herstellbar ist, sondern darüber hinaus auch weniger Komponenten aufweist und schnellere Ergebnisse erzielt. Darüber hinaus soll die Fokus- und Belichtungszeiteinstellung benutzerunabhängig sein und die Störanfälligkeit der bekannten Bildaufnahmesysteme verringert werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil der unabhängigen Ansprüche 1 und 10 gelöst. Weitere vorteil­ hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Eine Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Anspruch 13 beschrieben.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur automatischen Fokussierung und Belichtung von Bildaufnahmesystemen, mit einem Bildaufnahmegerät, welches relativ zu dem aufzunehmenden Objekt bewegbar ist und welches mittels einer Fokussiereinrichtung und einer Belichtungs- und/oder einer Beleuchtungseinrichtung Bilder von Objekten mit unterschiedlicher Schärfe und Helligkeit aufnimmt. Dabei lie­ fert das Bildaufnahmegerät Daten an ein Datenverarbeitungs­ system und verwendet das Datenverarbeitungssystem diese Daten dazu, die Fokussierung bzw. die Belichtung zur Aufnahme des Objekts durch das Bildaufnahmegerät automatisch einzustellen.

Dazu dient eine Stellgröße zur Änderung der Fokussierung bzw. der Belichtung zur Aufnahme des Objekts, wobei diese Stellgröße durch die Menge der Daten bestimmt wird, die bei der Verarbeitung durch das Datenverarbeitungssystem erhalten wurden.

Der Erfindung liegt dabei das Prinzip zugrunde, daß der Spei­ cherplatzbedarf der abzuspeichernden Bilddaten um so größer ist, je schärfer das Bild des Objekts auf die Fotosensoren abgebildet wird, bzw. der Speicherplatzbedarf um so größer ist, je mehr sich die Beleuchtungsstärke bzw. die Belich­ tungszeit dem Optimum des Gesamtsystems (Objekt, Linsen, Auf­ nahme-, Übertragungs- und Umwandlungskomponenten) nähert.

Mit dem Durchlaufen des gesamten zur Verfügung stehenden Ent­ fernungseinstellbereichs zwischen dem Objekt und der Kamera, das heißt den lichtempfindlichen Fotosensoren bzw. des Brenn­ weitenbereichs des Objektivs bei konstanter Beleuchtungs­ stärke bestimmt man die Abhängigkeit des Speicherplatzbedarfs der abzuspeichernden Bilddaten von der eingestellten Schärfe. Die bei der Aufnahme entstehenden Bildinformationen werden zunächst in digitale Informationen umgewandelt, um dann von einem Algorithmus komprimiert zu werden. Dieser Algorithmus ist derart ausgelegt, daß sowohl keine Bildinformationen bei der Komprimierung verlorengehen und als auch die Komprimie­ rungsrate variabel ist, so daß sich der Speicherplatzbedarf der abzuspeichernden Bilddaten bei Veränderung der Parame­ terentfernung zwischen dem Objekt und der Kamera bzw. der Brennweiteneinstellung des verwendeten Objektivs der Kamera sowie bei Veränderung der Beleuchtungsstärke des Objekts bzw. der Belichtungsdauer der Fotosensoren ebenfalls ändert.

Der Speicherplatzbedarf hängt daher mit der maximal erreich­ baren Komprimierungsrate zusammen, die wiederum von der Schärfe bzw. der Helligkeit des Bildes abhängt.

Beispielsweise erhält man beim Durchlaufen des zur Verfügung stehenden Beleuchtungsstärkebereichs (bzw. des Belichtungs­ zeitbereichs) bei konstanter Schärfeeinstellung des Fokus die Abhängigkeit des Speicherplatzbedarfs von der Beleuchtungs­ stärke (bzw. der Belichtungsdauer) des Objekts. Beide Abhän­ gigkeiten, das heißt zum einen die Abhängigkeit des Speicher­ platzbedarfs von der Brennweiteneinstellung bzw. der Entfer­ nung zwischen dem Objekt und den Fotosensoren und zum anderen bei Veränderung der Beleuchtungsstärke bzw. der Belichtungs­ dauer sind voneinander unabhängig und können daher einzeln betrachtet werden. Daß der Speicherplatzbedarf der kompri­ mierten Bildinformationsdaten bei maximal möglicher Kompri­ mierungsrate variabel ist, begründet sich darin, daß z. B. größere homogene Flächen gleichen Intensitätswerts (das heißt ohne Details) zusammengefaßt werden können, ohne daß das Bild an Informationsgehalt verliert. Größere homogene Flächen er­ hält man also bei schlecht eingestellter Schärfe, wobei man viele Details und somit eine geringe mögliche Komprimierungs­ rate (= hoher Speicherplatzbedarf) bei gut eingestellter Schärfe erhält. Das bedeutet, daß es eine gewisse Schärfeein­ stellung gibt, bei der die Dateigröße nach der Komprimierung maximal ist, das heißt der Informationsgehalt im Bild eben­ falls maximal ist. Wird dagegen das Bild unscharf, verschwin­ den Bilddetails, der Informationsgehalt sinkt und mit ihm auch der Speicherplatzbedarf.

Als Stellgröße zur Einstellung der Fokussierung bzw. der Be­ lichtung des Abstandes oder der Beleuchtung dient also die Menge an komprimierten Daten, die Größe der abgespeicherten Datei, die inverse Komprimierrate oder eine Kombination aus diesen Größen. Diese Stellgröße wird an einen Regler weiter­ gegeben, der dann entsprechend dem Abstand zwischen dem Bild­ aufnahmegerät und dem Objekt oder die Brennweite des Objek­ tivs des Bildaufnahmegeräts einstellt oder dementsprechend auch die Belichtungsdauer des Bildaufnahmegeräts oder die Be­ leuchtungsstärke der Beleuchtungsvorrichtung, die das Objekt beleuchtet, entsprechend einstellt.

Ebenfalls ist es möglich, die Stellgröße an einer Anzeige an­ zuzeigen, so daß dann die Qualität des aufgenommenen Bildes festgestellt werden kann. Die maximale Stellgröße, das heißt beispielsweise die minimale Komprimierrate, ist somit ein Maß für die optimale Einstellung des Bildaufnahmesystems.

Dieses Prinzip, das heißt die entsprechende Vorrichtung bzw. das entsprechende Verfahren läßt sich auch bei bereits beste­ henden bildverarbeitenden Systemen verwenden, die derart mit dem erfindungsgemäßen System ausgestattet werden, daß die ge­ nerierten Bilddaten im Sinne des erfindungsgemäßen Prinzips zur automatischen Einstellung der Fokussierung und/oder der Belichtung zur Aufnahme des Objekts durch das Bildaufnahmege­ rät verwendet werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform wird anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau des erfindungsgemäßen Systems;

Fig. 2 die Abhängigkeit des Speicherplatzbedarfs von der Entfernung zwischen Objekt und Kamera;

Fig. 3 die Abhängigkeit des Speicherplatzbedarfs von der Belichtungszeit bzw. der Beleuchtungsstärke und

Fig. 4 die Abhängigkeit des Speicherplatzbedarfs von der Beleuchtungsstärke/Belichtungszeit und des Abstands/Brennweite.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei ist ein Bildaufnahmegerät 2 oberhalb eines Objekts 1 angeordnet, wobei sich das Bildaufnahmegerät 2 in­ nerhalb eines Verstellgeräts 17 befindet, welches den Abstand d zwischen dem Objekt 1 und dem Bildaufnahmegerät 2 mittels vertikaler Bewegung, das heißt Verstellung des Bildaufnahme­ geräts 2, einstellt. Das Bildaufnahmegerät 2 hat dabei einen bestimmten Aufnahmekegel 15, um Objekte 1 unterschiedlicher Größe aufzunehmen.

Das Bildaufnahmegerät 2 liefert Bildsignale 9 an einen Bild­ signalwandler 4, der entweder Analogsignale in Digitalsignale umwandelt oder die digitalen Bildsignale 9 direkt weiterlei­ tet. Darüber hinaus eignet sich der Bildsignalwandler 4, um entsprechende Bildsignale 9 in Digitalsignale 10 umzuwandeln, die durch ein Komprimiersystem 5 komprimierbar sind. Das Kom­ primiersystem 5 komprimiert die vom Bildsignalwandler 4 an­ kommenden Digitalsignale 10 und leitet dann Daten 16 an einen Speicher 6 weiter.

Zur automatischen Einstellung der Fokussierung bzw. der Be­ lichtungszeit dient ein Regler 7, der Stellgrößen 11 entspre­ chend umwandelt. Diese Stellgrößen 11 können sowohl die Kom­ primierrate des Komprimiersystems als auch eine Größe des Speicherplatzbedarfs des Speichers 6 sein, also beispiels­ weise die Dateigröße der im Speicher 6 abgespeicherten Bild­ datei (in KB).

Der Regler 7 liefert die Stellgröße 11 entweder direkt an eine Anzeige 8 oder wandelt die Stellgröße 11 in ein Beleuch­ tungseinstellsignal 12 oder ein Belichtungs- /Schärfeeinstellsignal 13 um, die zur automatischen Fokussie­ rung bzw. Belichtungszeit bzw. Beleuchtung verwendet werden.

Das Beleuchtungseinstellsignal 12 wird an eine Beleuchtungs­ vorrichtung 3 weitergeleitet, die das Objekt 1 mittels eines Lichtkegels 14 beleuchtet. Das Belichtungs-/Schärfeeinstell­ signal 13 wird an das Verstellgerät 17 bzw. das Bildaufnahme­ gerät 2 weitergeleitet, um dort entweder den Abstand d zwi­ schen dem Bildaufnahmegerät 2 und dem Objekt 1 einzustellen oder um die entsprechende Belichtungszeit zu steuern oder um die Brennweite des Bildaufnahmegeräts 2 entsprechend einzu­ stellen.

Verstellgerät 17 mit Bildaufnahmegerät 2, Bildsignalwandler 4, Komprimiersystem 5, Speicher 6 und Regler 7 sowie die ent­ sprechenden Datenleitungen sind dabei in dem Datenverarbei­ tungssystem 18 zusammengefaßt.

Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit der Entfernung zwischen dem Bildaufnahmegerät 2 und dem Objekt 1, das heißt dem Abstand d und der Dateigröße der Bilddatei, die im Speicher 6 abgespei­ chert wird, welche ein Maß für den entsprechenden Speicher­ platzbedarf darstellt. Die Dateigröße ist dabei auf der Y- Achse in kB angegeben.

Die Werte auf der X-Achse entsprechen den Teilstrichen auf dem Schärfeeinstellrad des Bildaufnahmegeräts 2 und sind hier einheitenlos dargestellt. Mit dem Schärfeeinstellrad wird die Entfernung d des Aufnahme-/Linsensystems der eingesetzten Ka­ mera im Verstellgerät 17 zum Objekt 1 verändert. Es kann al­ lerdings auch bei konstantem Objektabstand d die Brennweite des Linsensystems (Objektiv) verändert werden. Beide Arten der Schärfeeinstellung sind vergleichbar und entsprechen der X-Achse in Fig. 2.

Auf der Y-Achse ist der Speicherplatzbedarf der komprimierten Bildinformationen aufgetragen. In Fig. 2 werden 11 Aufnahmen mit unterschiedlicher Schärfeeinstellung hergestellt und kom­ primiert abgespeichert. Je nach gewünschtem Optimierungsgrad sind jedoch auch mehr oder weniger, beispielsweise 20 bzw. 5, Aufnahmen möglich. Die Dateigrößen in kB der komprimierten Bildinformationen (Speicherplatzbedarf) werden dann auf der Y-Achse aufgetragen.

In Fig. 2 ist zu erkennen, daß es eine gewisse Schärfeein­ stellung gibt, bei der die Dateigröße maximal ist (hier: in etwa d = -6).

Fig. 3 zeigt eine ähnliche Abhängigkeit des Speicherplatzbe­ darfs wie in Fig. 2 bei konstanter Schärfeeinstellung zwi­ schen der variablen Belichtungsdauer des eingesetzten Foto­ sensors bzw. der gewählten Beleuchtungsstärke der Beleuch­ tungsvorrichtung 3. Somit kann dieses System gleichzeitig dazu genutzt werden, die Belichtungsdauer bzw. die Beleuch­ tungsstärke des Objekts benutzer- sowie systemunabhängig (un­ abhängig von den verwendeten optischen und elektronischen Komponenten) optimal einzustellen.

In Fig. 3 ist auf der X-Achse der Helligkeitsgrad des aufge­ nommenen Bildes aufgetragen, während die Y-Achse, ähnlich wie in Fig. 2, die Dateigröße der komprimierten und abgespeicher­ ten Bilddaten angibt. Auch hier ist zu erkennen, daß die Dateigröße etwa beim Wert x = 7 maximal ist. Die optimale Be­ lichtungszeit bzw. die optimale Beleuchtungsstärke läßt sich somit daraus ermitteln.

Fig. 4 zeigt die Zusammenhänge zwischen der Beleuchtungs­ stärke/Belichtungszeit, des Abstandes d, das heißt der Ent­ fernung zwischen dem Objekt 1 und dem Bildaufnahmegerät 2 bzw. der Brennweiteneinstellung des verwendeten Objektivs des Bildaufnahmegeräts 2 und der sich daraus ergebenden Datei­ größe des abgespeicherten Bildes, welches ein Maß für den Speicherplatzbedarf darstellt (auch hier in kB).

Da die Einstellung der Beleuchtungsstärke von der Einstellung der Schärfe unabhängig ist bzw. die Einstellung der Belich­ tungszeit von der Einstellung des Abstandes b bzw. vice versa, der Speicherplatzbedarf mit beiden Parametern in Ver­ bindung gebracht werden kann, ist es möglich, diese Zusammen­ hänge in einem dreidimensionalen Diagramm, wie in Fig. 4 ver­ anschaulicht, darzustellen. In Fig. 4 ist zu erkennen, daß es eine bestimmte Schärfeeinstellung und eine Beleuchtungs­ stärke-(Belichtungsdauer)Einstellung gibt, bei der der Spei­ cherplatzbedarf und somit der Informationsgehalt der Aufnahme maximal bzw. die Komprimierungsrate minimal ist.

Die korrekte Einstellung der Beleuchtungsstärke (oder Belich­ tungsdauer) sowie der Schärfe kann gefunden werden, wenn wäh­ rend der eigentlichen Bildaufnahme die Bildinformationen per­ manent den Komprimierungsalgorithmus durchlaufen und die Größe der komprimierten Bilddatei bzw. die Höhe der Kompri­ mierungsrate oder eine entsprechende Hilfsgröße ständig auf dem Monitor angezeigt wird bzw. zur Einstellung der entspre­ chenden Komponenten verwendet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren durchfährt zuerst den gesamten Schärfebereich und findet so schnell den Punkt der maximalen Dateigröße, bezogen auf die Schärfeeinstellung. Danach bewegt man sich im Diagramm nach Fig. 4 auf der Schärfekurve bei einer konstanten Beleuchtungsstärke und hält beim Maximum an. Anschließend durchfährt der Algorithmus bzw. das erfindungs­ gemäße Verfahren den gesamten Beleuchtungsstärkebereich durch Veränderung der Belichtungszeit bzw. der Beleuchtungsstärke der Beleuchtungsvorrichtung 3 oder der Blende des Objektivs und findet so schnell das Maximum in bezug auf die entspre­ chende Dateigröße. Das Verfahren sucht sich so die Beleuch­ tungsstärkekurve bei einer konstanten Schärfeeinstellung oder vice versa. Somit kann von einer beliebigen Position das Ma­ ximum (Gipfel) des "Speicherplatzbedarfs-Gebirges" ermittelt werden.

In einer programmierbaren elektronischen Schaltung ist ein entsprechender Komprimierungsalgorithmus enthalten. Die digi­ talen Bildinformationen der Fotosensoren werden durch den Komprimierungsalgorithmus komprimiert und die komprimierten Bildinformationen (oder auch die identischen Bildinformatio­ nen) zuzüglich einer weiteren Information bezüglich der Kom­ primierungsrate der Dateigröße oder einer entsprechenden Hilfsgröße werden dann dazu verwendet, die Schärfe sowie die Beleuchtungsstärke bzw. die Belichtungszeit automatisch opti­ mal einzustellen.

Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Vorrichtung bei einem bildverarbeitenden System verwendet werden, indem dieses mit der obenerwähnten programmierbaren elektronischen Schaltung ausgestattet wird und die Bildinfor­ mationen permanent mit dem Algorithmus komprimiert und die entsprechende Stellgröße 11 (Komprimierungsrate, Speicher­ platzbedarf oder Hilfsgröße) zur Verfügung gestellt wird. Da­ durch läßt sich dann auch bei herkömmlichen bildverarbeiten­ den Systemen schnell, einfach und kostengünstig die erforder­ liche Schärfe sowie die Beleuchtungsstärke bzw. Belichtungs­ zeit automatisch oder auch manuell optimal einstellen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und/oder das erfindungsge­ mäße Verfahren eignet sich insbesondere für meßtechnische An­ wendungen sowie zur Oberflächen- und Strukturerkennung. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Werkstoffuntersuchun­ gen und Werkstoffprüfungen durchführen. Andererseits ist es möglich, die Vorrichtung und das Verfahren für die Struktur­ analyse im Bereich der Biologie und Chemie einzusetzen, wie zum Beispiel bei der Elektronenmikroskopie. In verhältnismä­ ßig einfacher Weise läßt sich durch geeignete Bildauswertung auch eine Mengenabschätzung bei den aufgenommenen Objekten vornehmen. So kann beispielsweise die Zahl von Personen, Zel­ len, Tieren oder anderen Gegenständen erfaßt werden.

Eine besondere meßtechnische Anwendung ist die Sollabstand­ serkennung und -regelung. Mit der Anwendung der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens las­ sen sich Entfernungen schnell und zuverlässig ermitteln, so daß auch eine Entfernungsregelung, wie zum Beispiel eine Ab­ standsregelung, problemlos möglich ist.

Claims (14)

1. Vorrichtung zur automatischen Fokussierung und Belichtung von Bildaufnahmesystemen, mit einem Bildaufnahmegerät (2) zur Aufnahme von Objekten (1), welches relativ zum Objekt (1) bewegbar ist und mittels einer Fokussiereinrichtung und einer Belichtungs- und/oder einer Beleuchtungsein­ richtung Bilder unterschiedlicher Schärfe und Helligkeit aufnimmt, und einem Datenverarbeitungssystem (18), das Daten des Bildaufnahmegeräts (2) verarbeitet, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fokussierung und/oder die Belich­ tung zur Aufnahme des Objekts (1) durch das Bildaufnahme­ gerät (2) mittels des Datenverarbeitungssystems (18) ein­ stellbar ist und als Stellgröße (11) zur Änderung der Fokussierung und/oder der Belichtung zur Aufnahme des Objekts (1) die Menge der Daten dient, die bei der Verarbeitung durch das Datenverarbeitungssystem (18) bei den jeweiligen Einstellungen des Bildaufnahmegeräts (2) erhalten wurden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Daten des Bildaufnahmegeräts (2) mittels eines Komprimiersystems (5) des Datenverarbeitungssystems (18) komprimierbar und in einem Speicher (6) des Daten­ verarbeitungssystems (18) speicherbar sind, wobei die komprimierten Daten und/oder die Größen des Speicherplat­ zes im Speicher (6) als Stellgröße (11) dienen.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme durch das Bildaufnahmegerät (2) elektronisch erfolgt und das Datenverarbeitungssystem (18) einen Bildsignalwandler (4) aufweist, der die Daten des Bildaufnahmegeräts (2) in eine für das Komprimiersystem (5) komprimierbare Form wandelt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regler (7) die Stellgröße (11) zur Einstellung des Abstandes (d) zwischen Bildauf­ nahmegerät (2) und Objekt (1) und/oder zur Brennweiten­ einstellung des Objektivs des Bildaufnahmegeräts (2) und/oder zur Einstellung der Belichtungsdauer des Bild­ aufnahmegeräts (2) und/oder der Beleuchtungsstärke einer Beleuchtungsvorrichtung (3) verwendet.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Komprimiersystem (5) ein Digitalsignal (10) des Bildaufnahmegeräts (2) oder des Bildsignalwandlers (4) komprimiert und als Datei im Spei­ cher (6) ablegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellgröße (11) die Menge an komprimierten Daten, die Größe der Datei, die inverse Komprimierrate und/oder eine Kombination aus diesen Größen dient.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße (11) an einer Anzeige (8) angezeigt wird.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Stellgröße (11) ein Maß für die optimale Einstellung des Bildaufnahme­ systems darstellt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildaufnahmegerät (2) eine CCD-Kamera ist.

10. Verfahren zum automatischen Fokussieren und Belichten von Bildaufnahmesystemen, indem Objekte (1) durch ein Bildaufnahmegerät (2) aufgenommen werden, wobei das Bildaufnahmegerät (2) relativ zum Objekt (1) bewegt und mittels einer Fokussiereinrichtung fokussiert wird, und das Objekt (1) mittels unterschiedlicher Belichtungszeiten unterschiedlich lang belichtet, bzw. durch eine Beleuchtungseinrichtung (3) unterschiedlich stark beleuchtet wird, und wobei Daten des Bildaufnahmegeräts (2) an ein Datenverarbeitungssystem (18) weitergeleitet werden dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierung und/oder die Belichtung zur Aufnahme des Objekts (1) durch das Bildaufnahmegerät (2) mittels des Datenverarbeitungssystems (18) eingestellt wird und als Stellgröße (11) zur Änderung der Fokussierung und/oder der Belichtung zur Aufnahme des Objekts (1) die Menge der Daten dient, die bei der Verarbeitung durch das Datenverarbeitungssystem (18) bei den jeweiligen Einstellungen des Bildaufnahmegeräts (2) erhalten wurden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten des Bildaufnahmegeräts (2) mittels eines Komprimiersystems (5) des Datenverarbeitungssystems (18) komprimiert und in einem Speicher (6) des Datenverarbeitungssystems (18) abgespeichert werden, wobei die komprimierten Daten und/oder die Größen des Speicherplatzes im Speicher (6) als Stellgröße (11) zur Einstellung der Fokussierung und/oder der Belichtung verwendet werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße (11) von einem Regler (7) zur Einstellung des Abstandes (d) zwischen Bildaufnahmegerät (2) und Objekt (1) und/oder zur Brennweiteneinstellung des Objektivs des Bildaufnahmegeräts (2) und/oder zur Einstellung der Belichtungsdauer des Bildaufnahmegeräts (2) und/oder der Beleuchtungsstärke einer Beleuchtungsvorrichtung (3) verwendet wird.

13. Verwendung der Vorrichtung und/oder des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche für meßtechnische Anwendungen sowie zur Oberflächen- und Strukturerkennung.

14. Verwendung nach Anspruch 13 zur Sollabstandserkennung und -regelung.