DE68929448T2

DE68929448T2 - Automatische Bildstabilisierungsvorrichtung

Info

Publication number: DE68929448T2
Application number: DE68929448T
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Nakajima; Kazuhiro C/O Canon Kabushiki Kaisha Noguchi; Masayoshi Sekine; Koji Takahashi; Masamichi Toyama
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-09-09
Filing date: 1989-09-06
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: DE68929448D1; US5561498A; EP0358196B1; EP0682449A2; US5107293A; EP0682449B1; EP0682449A3; DE68928217T2; EP0358196A1; DE68928217D1

Description

Grundlagen der Erfindung:

Bereich der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Relativbewegung einer Kamera und eines aufzunehmenden Objekts, und zur Verringerung der aus den Bewegungen resultierenden Verwackelung eines Bilds des Objekts.

Beschreibung des Stands der Technik:

Ein fehlerhaftes fotografisches Aufzeichnen aufgrund von Erschütterungen einer Kamera stellt ein erhebliches Problem dar. Im Falle einer speziellen zum Aufnehmen von bewegten Bildern ausgestalteten Videokamera führen Kameraerschütterungen zu erhebliche Verschlechterungen eines Bilds auf einem Monitor oder eines wiedergegebenen Bilds. Zur Lösung dieses Problems wurden daher Bildstabilisierungsvorrichtungen verschiedener Art entwickelt. Eine dieser Vorrichtungen ist beispielsweise vorgesehen zum Stabilisieren von Bildverwackelungen aufgrund der Vibrationen einer die Linse (Objektiv) haltenden Hand durch Ausnutzen der Stabilität eines sich drehenden Kreisels. Eine weitere bekannte Stabilisierungsvorrichtung dient zur Erfassung einer Kameraerschütterung mittels eines auf der Kamera angeordneten Beschleunigungsmessers und zum Bewegen der Linse in einer die Erschütterung ausgleichenden Richtung mittels eines Stellglieds wie beispielsweise eines Motors oder dergleichen.
Obwohl diese bekannten Verfahren eine gute Erschütterungskorrekturwirkung gewährleisten, erfordern sie den Einsatz von Mechanismen wie der sich drehende Kreisel, einen Beschleunigungsmesser und dergleichen. Daher sind diese Möglichkeiten nicht brauchbar für eine Verwendung in einer Videokamera, bei der eine Verringerung der Größe des Gewichts und der Kosten angestrebt wird. Ein weiterer Nachteil dieser Möglichkeiten besteht darin, dass durch die ledigliche Verwendung eines solchen auf dem sich drehenden Kreisel, dem Beschleunigungsmesser oder dergleichen basierenden externen Sensors kaum angemessene Eigenschaften hinsichtlich des Ansprechverhaltens, der Genauigkeit, der Empfindlichkeit und dergleichen erzielt werden.
Zur Verhinderung dieser Nachteile der vorstehend angegebenen Verfahren wurde ein weiteres Verfahren vorgeschlagen. Gemäß diesem Verfahren umfasst der Stand der Technik eine Bildempfangseinrichtung zum Empfangen eines Bilds eines Objekts und zum Erzeugen eines Bildsignals, eine Bewegungserfassungseinrichtung, die das Bildsignal empfängt, und eine Berechnungseinrichtung bestimmt relative Bewegungen der Kamera und des Objekts durch Bewegungsvektoren zur Angabe der Größe und der Richtung der Bildbewegungen innerhalb der Bildebene der Bildempfangseinrichtung. Die Position der gesamten. Objektivlinsenanordnung oder eines Teils derselben wird in einer Richtung zum Ausgleichen einer Bildverwackelung infolge der relativen Bewegungen verschoben. Durch dieses Verfahren sind der sich drehende Kreisel oder der Beschleunigungsaufnehmer verzichtbar, und es ist somit hinsichtlich eine Verringerung von Größe, Gewicht und Kosten vorteilhaft, da die Bildverwackelung ausschließlich elektronisch erfasst wird. Dieses Verfahren wurde in der JP-A-61 269 570 und dem US-Patent Nr. 788 596 und der Druckschrift der US-Patentanmeldung Nr. 880 152 mit dem Anmeldetag 30. Juni 1986 offenbart.
Bei den vorstehend angegebenen Verfahren zur Anwendung des gemessenen Bildsignals ist jedoch die Erschütterung der Kamera kaum von der Bewegung des Objekts unterscheidbar. Falls sich das Objekt bewegt, könnte die Objektbewegung fälschlicherweise korrigiert werden. Daher wurden häufig fehlerhafte Maßnahmen durchgeführt, die zu unnatürlichen Bildern führten. Andere Verfahren zur Erfassung der Bewegung eines Objekts innerhalb einer Bildebene einschließlich derjenigen, die nicht darauf gerichtet sind, eine Bildverwackelung zu stabilisieren wurden offenbart in dem US-Patent Nr. 4 678 323 und der US-Anmeldung Nr. 106 427 mit dem Anmeldetag 8. Oktober 1987, der Anmeldung Nr. 154 078 mit dem Anmeldetag 9. Februar 1988, der Anmeldung Nr. 237 511 mit dem Anmeldetag 26. August 1988, der Anmeldung Nr. 240 915 mit dem Anmeldetag 6. September 1988, der Anmeldung Nr. 264 204 mit dem Anmeldetag 28. Oktober 1988 und der Anmeldung Nr. 319 658 mit dem Anmeldetag 6. März 1989.

Zusammenfassung der Erfindung:

Die Erfindung ist auf die Lösung der vorstehend angegebenen Probleme gerichtet. Es ist daher eine erste Aufgabe der Erfindung, eine Bilderfassungsvorrichtung bereitzustellen, die eine zuverlässige Unterscheidung der Bewegung eines aufzunehmenden Objekts von der Bewegung (Erschütterungen) einer das Gerät verwendeten Kamera ermöglicht wird.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Bilderfassungsvorrichtung bereitzustellen, wobei die Bewegung eines aufzunehmenden Objekts oder die Erschütterung der Vorrichtung aus der Bewegung eines innerhalb einer Bildebene erhaltenen Bilds des Objekts erfasst wird, und ein Bildverwackelungserfassungsvorgang und ein automatischer Fokussiervorgang entsprechen dem Erfassungsergebnis durchgeführt werden können.
Eine dritte Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein hoch wirksames, automatisches Bildstabilisierungsgerät bereitzustellen, das die Nachteile des üblichen Bildstabilisierungsgeräts des vorstehend genannten ausschließlich elektronischen Bildverwackelungserfassungstyps beseitigt.
Eine vierte Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Gerät bereitzustellen, das die Durchführung eines Bildstabilisierungsvorgangs ermöglicht durch klares Unterscheiden eines aufzunehmenden Objekts von der Bewegung einer das Gerät verwendenden Kamera, so dass eine Bildebene in einem natürlichen Zustand erhalten werden kann, wobei ständig in korrekter Weise zwischen einem bewegten Objekt und einem stationären Objekt unterschieden wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Bildempfangsvorrichtung gemäß den Angaben in den zugehörigen Patentansprüchen.
Diese Anordnungen ermöglichen die Unterscheidung einer Bildverwackelung infolge der Bewegung des Objekts von einer durch die Kamera bedingten Bildverwackelung, und zum genauen Korrigieren der Bildverwackelung. Die Bildempfangsvorrichtung und die Bilderfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind in der Weise vorgesehen, dass sie in der Lage sind, eine optimale Bildverwackelungskorrektur unter unterschiedlichen fotografischen Bedingungen durchzuführen.
Abwandlungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der zugehörigen abhängigen Patentansprüche.
Weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen:

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines automatischen Bildstabilisierungsgeräts entsprechend einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm der Betriebsarteinstelloperation des erfindungsgemäßen Bildstabilisierungsgeräts. Fig. 3(a) bis 3(d) zeigen die Operation einer AS-Steuerschaltung anhand des Zustands einer in jeder der verschiedenen Betriebsarten erhaltenen Bildmeßebene. Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild der Anordnung der AS-Steuerschaltung, die in dem Blockschaltbild gemäß Fig. 1 enthalten ist. Fig. 5(a) und 5(b) zeigen die Operation der AS-Steuerschaltung anhand einer auf einer Bildmeßebene erhaltenen Bewegungsvektorverteilung. Fig. 6(a) zeigt ein Blockschaltbild der Anordnung der in dem Blockschaltbild gemäß Fig. 1 enthaltenen AF-Steuerschaltung. Fig. 6(b) zeigt ein Flußdiagramm der Operation derselben AF-Steuerschaltung. Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild der Grundanordnung eines Bildverwacklungskorrektursystems einer erfindungsgemäß angeordneten Bildmeßvorrichtung. Figur B zeigt ein Blockschaltbild der Einzelheiten des Blockschaltbilds gemäß Fig. 7. Fig. 9(a) zeigt ein Flußdiagramm des Berechnungsalgorithmus einer Repräsentativ-Bewegungsvektor-Berechnungsschaltung, die in dem Blockschaltbild gemäß Fig. 8 enthalten ist. Fig. 9(b) zeigt den Zustand eines auf einer Bildmeßebene eingestellten Bewegungsvektor-Erfassungsblocks. Fig. 9(c) und 9(d) zeigen gemessene Bildmuster zur Verwendung bei der Beschreibung des Berechnungsflußdiagramms gemäß Fig. 9(a). Fig. 10(a) bis 10(e) zeigen die Muster der Vektorverteilung, die auf der Bildmeßebene erhalten werden und durch die Repräsentativ-Bewegungsvektor-Berechnungsschaltung voneinander zu unterscheiden sind. Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild der internen Anordnung einer in dem Blockschaltbild gemäß Fig. 8 enthaltenden Korrektursignal-Erzeugungsschaltung. Fig. 12 zeigt die für die in den Fig. 10(a) bis 10(e) gezeigten Bildmuster durchgeführte logische Operation derselben Korrektursignal-Erzeugungsschaltung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele:

Die Einzelheiten des erfindungsgemäßen automatischen Bildstabilisierungsgeräts werden nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert:
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäß aufgebauten automatischen Bildstabilisierungsgeräts, wobei die Erfindung in einer Videokamera als deren erstes Ausführungsbeispiel eingesetzt ist. Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm des Wechsels der Operationsbetriebsarten des automatischen Fokussiergeräts (nachfolgend als AF-Gerät) und des automatischen Bildstabilisierungsgeräts (nachfolgend als AS-Gerät bezeichnet) der Videokamera, d. h. des in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels. Die Fig. 3(a) bis 3(d) zeigen die Funktionsweise der Videokamera in verschiedenen Betriebsarten anhand von in den verschiedenen Betriebsarten erhaltenen Bildebenen. Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild mit den Einzelheiten einer in Fig. 1 enthaltenen AS-Schaltung. Die Fig. 5(a) und 5(b) zeigen einen Bewegungsvektorspeicher mit Bildverwacklungen. Fig. 6(a) zeigt ein Blockschaltbild der Einzelheiten einer AF-Steuerschaltung. Fig. 6(b) zeigt ein Flußdiagramm der Funktionsweise derselben AF-Steuerschaltung.
Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Prisma mit variablem Winkel (nachfolgend als VAP bezeichnet) 1 zum Verändern der Richtung der optischen Achse eines Linsensystems angeordnet. Das VAP 1 ist durch Einfügen eines Silikongummis oder einer versiegelten Flüssigkeit 1c zwischen zwei transparenten Platten 1a und 1b aus Glas oder dergleichen gebildet. Die Richtung der optischen Aufnahmeachse des durch das VAP 1 durch einen optischen Prismenvorgang hindurchtretenden Lichts ist dadurch variabel ausgestaltet, daß der Parallelitätsgrad der beiden transparenten Platten durch Druckeinwirkung auf das Endteil des VAP 1 verändert wird. Ein AS-Stellglied 2 wie beispielsweise ein Kolben oder dergleichen ist zum Verändern der Richtung der optischen Achse durch Drücken auf das Endteil des VAP 1 vorgesehen. Ein Positionssensor 3 ist zum Erfassen der Verschiebung des VAP 1 angeordnet. Eine AS-Ansteuerschaltung 4 ist zum Ansteuern des AS-Stellglieds 2 vorgesehen. Eine AS-Steuerschaltung 5 dient zur Stabilisierung eines Bilds durch Steuern der AS-Ansteuerschaltung 4 entsprechend dem Verwacklungsgrad des Bild zum Ausgleichen der Bildverwacklung.
Eine Linseneinheit 6 enthält einen Zoomlinsenmechanismus. Eine Fokussierlinse 7 bildet einen Teil der Linseneinheit 6 und ist zum Einstellen des Brennpunkts der Linseneinheit vorgesehen. Ein Motor 8 dient zum Verändern der Position der Fokussierlinse 7. Ein Linsenkodierer 9 ist zum Ermöglichen einer Erfassung des Zoomzustands der Linseneinheit 6 inklusive einer Brennweite, der Fokussierlinsenposition und eines Blendenwerts (F-Zahl) vorgesehen. Eine AF-Ansteuerschaltung 10 dient zum Verschieben der Position der Fokussierlinse 7 durch Ansteuern des AF-Motors 8. Eine AF-Steuerschaltung 11 erfaßt den Fokussiergrad der Linse auf Grundlage eines gemessenen Bildsignals der Videokamera und stellt den Brennpunkt der Linse automatisch entsprechend dem erfaßten Fokussiergrad ein.
Ein Bildsensor 12 besteht aus einem CCD oder dergleichen und ist zum Umwandeln des auf seiner Bildmeßebene erzeugten Bilds eines Aufnahmeobjekts in ein elektrisches Signal und zum Erzeugen eines gemessenen Bildsignals vorgesehen. Ein Vorverstärker 13 ist zum Verstärken des durch den Bildsensor 12 erzeugten Bildsignals auf einen gegebenen Pegel vorgesehen. Bine Verarbeitungsschaltung 14 dient zum Durchführen von Signalverarbeitungsvorgängen wie beispielsweise eine Gammakorrektur, eine Austastung, ein Synchronisiersignal-Addiervorgang usw. an dem durch den Vorverstärker 13 erzeugten gemessenen Bildsignal und zum Erzeugen eines TV-Signals an einem Ausgangsanschluß Vout. Eine Betriebsarteinstellschaltung 15 dient zum Setzen einer der AF-(Autofokus-)- und AS- (automatische Bildstabilisierungs-)-Betriebsarten im Ansprechen auf eine Betätigung eines Betriebsarteinstellschalters 16, der zum Einstellen verschiedener Betriebsarten vorgesehen ist. Eine Anzeigeschaltung 17 dient zum Durchführen eines Signalverarbeitungsvorgangs zum Anzeigen der Betriebsarten der AF-Steuerschaltung 11 und der AS-Steuerschaltung 5 an einem nicht gezeigten elektronischen Sucher (EVF) der Videokamera. Ein Mischer 18 dient zum Mischen des durch die Verarbeitungsschaltung 14 erzeugten Bildsignals mit dem durch die Anzeigeschaltung 17 erzeugten Anzeigeausgangssignal und zum Erzeugen eines somit an einem Ausgabeanschluß Vevferhaltenen Mischsignals.
Aufgrund dieser Anordnung wird ein durch das Prisma 1 mit variablem Winkel und die Linseneinheit 6 zu dem Bildsensor 12 hindurchtretendes Objektbild in ein Bildsignal umgewandelt und danach einem Monitoranzeigegerät, einem Videorecorder, usw., die nicht gezeigt sind, über den Vorverstärker 13, die Verarbeitungsschaltung 14 und den Videoausgangsanschluß zugeführt. Weiterhin wird das durch den Vorverstärker 13 erzeugte Bildsignal der AS-Steuerschaltung 5 und der AF-Steuerschaltung 11 zur Verwendung bei der Bildverwacklungskorrektur und der automatischen Fokussierung zugeführt.
Weitere Einzelheiten der Anordnung und die Funktionsweise des ersten Ausführungsbeispiels stellen sich wie folgt dar: In den Fig. 3(a) bis 3(d) zeigt eine Spalte (L) eine Bildebene eines elektronischen Suchers (EVF) und eine weitere Spalte (R) die Zustände von innerhalb der Bildebene erhaltenen aufgeteilten Bereichen.
Die AF-Steuerschaltung 11 weist drei Betriebsarten oder insgesamt vier Betriebsarten inklusive ihres Verhältnisses zu dem AS-Vorgang auf. Eine erste Betriebsart ist eine manuelle Fokussierbetriebsart, bei der der Brennpunkt durch manuelles Verschieben der Position der Fokussierlinse 7 eingestellt wird. Eine zweite Betriebsart ist eine AF-Betriebsart, bei der ein AF-Feld fest ist. Wie in Fig. 3(b), Spalte (L) dargestellt ist, wird ein AF-Vorgang unter Verwendung eines Bildsignals durchgeführt, das einem Bereich innerhalb eines durch eine gestrichelte Linie angedeuteten Entfernungsmeßrahmens entspricht. Eine dritte Betriebsart ist eine Nachführungs-AF- Betriebsart, bei der die Position des AF-Felds, d. h. des Entfernungsmeßrahmens, in einer Weise zum Folgen eines Objekts innerhalb der Bildebene geändert wird, wie in Fig. 3(c), Spalte (L) dargestellt ist.
Im Zusammenhang mit der dritten Betriebsart sind Objektnachführungsverfahren verschiedener Art für AF-Geräte vorgeschlagen worden. Beispielsweise wird ein Objektnachführungsrahmen in einer veränderbaren Position auf der Bildabtastebene eingestellt. Die Linse ist normalerweise auf ein Hauptobjekt fokussiert. Eine Hochfrequenzkomponente des Bildsignals wird somit zu einem größeren Anteil von dem Kauptobjektteil erhalten als von dem Hintergrundteil des Signals. Angesichts dieser Tatsache, wird der Objektnachführungsrahmen periodisch nach oben, nach unten, nach rechts und nach links verschoben. Während diesem Verschiebungsvorgang wird die Hochfrequenzkomponente (eine Luminanzdifferenzkomponente) des innerhalb des Nachführungsrahmens befindlichen Bereichs mit derselben Komponente des außerhalb des Nachführungsrahmens befindlichen Bereichs verglichen. Nach diesem Vorgang wird der Objektnachführungsrahmen auf eine Position eingestellt, in der die Differenz der Hochfrequenzkomponente zwischen dem inneren und dem äußeren des Nachführungsrahmes einen Maximalwert ergibt. Diese Anordnung ermöglicht, daß der Nachführungsrahmen durch Verschieben seiner Position das Objekt ständig innerhalb seines Rahmens hält. Daher kann der Brennpunkt unabhängig von der Bewegungsposition des Objekts entweder durch Einstellen des Entfernungsmeßrahmens innerhalb des Objektnachführungsrahmens oder durch Anordnen des letzteren als der erstere auf dem Hauptobjekt beibehalten werden.
Fig. 6(a) zeigte in Blockschaltbild der Einzelheiten der AF- Schaltung vom Objektnachführungstyp. Fig. 6(b) stellt ein Flußdiagramm der Operation der AF-Schaltung dar.
Bezugnehmend auf Fig. 6(a), in der der interne Aufbau der AF- Steuerschaltung 11 gezeigt ist, wird das durch den Vorverstärker 13 erzeugte Bildsignal einem Bandpaßfilter (BPF) 111 zugeführt. Das BPF 111 erfaßt eine Hochfrequenzkomponente eines gegebenen Hochfrequenzbands. Danach läßt die Torschaltung 112 ausschließlich einen Teil des Bildsignals passieren, der einem durch eine AF-Torschaltung 112 zum Einstellen des Entfernungsmeßrahmens bestimmten Teil der Bildebene entspricht. Die Ausgabe der Torschaltung 112 wird einer Erfassungsschaltung 113 zum Durchführen eines Erfassungsvorgangs zugeführt. Die Erfassungsschaltung 113 erzeugt dann eine Gleichspannungsausgabe mit einem der Hochfrequenzkomponente entsprechenden Gleichspannungspegel. Das Gleichspannungspegelsignal wird dann der AF-Ansteuerschaltung 10 zugeführt, die zum Ansteuern des AF-Motors 8 vorgesehen ist. Die AF-Ansteuerschaltung 10 treibt und steuert den AF-Motor 8 zum Verschieben der Position der Fokussierlinse 7 in einer solchen Weise, daß die Gleichspannungsausgabe der Erfassungsschaltung 113 mit einem Maximalpegel erzeugt wird. Die auf diese Weise angeordnete AF-Steuerschaltung 11 ermöglicht ein ständiges automatisches Fokussieren der Linseneinheit auf das Hauptobjekt.
Weiterhin wird die Ausgabe des BPF 111 einer Nachführrahmen- Einstelltorschaltung 114 zugeführt, die zum Einstellen des Nachführrahmens auf der Bildebene vorgesehen ist, und ebenso einer Invertierungstorschaltung 120, die ein über eine Invertierungsschaltung 120 invertiertes Tor aufweist zum Zwecke des Einstellens eines Bereichs auf der Bildebene außerhalb des Nachführungsrahmens, d. h. ein von dem innerhalb des Nachführungsrahmens angeordneten Bereich verschiedener Bereich. Diese Torschaltungen extrahieren die Hochfrequenzkomponente des innerhalb des Nachführungsrahmens erhaltenen Signalabschnitts bzw. die Hochfrequenzkomponente des außerhalb des Nachführungsrahmens erhaltenen Signalabschnitts. Danach werden die Ausgaben dieser Torschaltungen 114 und 117 mittels Integrierschaltungen 115 bzw. 118 für eine Halbbildperiode integriert. Nach dem Integriervorgang werden diese Hochfrequenzkomponenten Bereichskorrekturschaltungen 116 und 119 zugeführt. Danach wird ein aus einem Bereichsunterschied zwischen dem inneren und dem äußeren des Entfernungsmeßrahmens resultierender Größenunterschied zwischen den Hochfrequenzkomponenten durch die Bereichskorrekturschaltungen 116 und 119 normalisiert. Die Ausgaben der Bereichskorrekturschaltungen werden einem Subtrahierer 121 zum Erhalten einer zwischen diesen befindlichen Pegeldifferenz zugeführt. Die Ausgabe des Subtrahierers 121 wird einer Absolutwertschaltung 122 zugeführt zum Erhalten des Absolutwerts der Pegeldifferenz. Die Ausgabe der Absolutwertschaltung 122 wird einer einen Mikrocomputer enthaltenden Nachführsteuerschaltung 123 zugeführt.
Die Nachführ-(oder System-)Steuerschaltung 123 arbeitet entsprechend nachfolgender Beschreibung unter Bezugnahme auf Fig. 6(b):
Schritt 1: Nach dem Beginn der Steuerung wird der Nachführrahmen zuerst in seine Anfangsposition gebracht, die sich im mittleren Teil der Bildabtastebene befindet. Schritt 2: Ein in dieser Position erhaltener Unterschied der Hochfrequenzkomponenten zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Entfernungsmeßrahmens, d. h. die Ausgabe H der Absolutwertschaltung 122, wird als eine Variable H1 gespeichert. Schritt 3: Die Torschaltung 114 wird zum Verschieben des Nachführrahmens um eine Entfernungseinheit nach links gesteuert. Schritt 4: Die in dieser Position erhaltene Ausgabe H der Absolutwertschaltung 122 wird als eine Variable H2 gespeichert. Schritt S: Die Variablen. H1 und H2 werden verglichen. Ist die Variable H2 größer als die Variable H1, so deutet dies an, daß der Hochfrequenzkomponentenunterschied zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Nachführungsrahmens durch die Positionsverschiebung vergrößert wurde. Daher schreitet der Betriebsablauf in diesem Fall zu einem Schritt 10 zum Annehmen der neuen Position als Bezugsgröße und zum Speichern des in dieser Position erhaltenen Hochfrequenzkomponentenunterschieds H als die Variable H1.
Wird festgestellt, daß die Variable H&sub2; kleiner oder gleich der Variablen H1 ist, so schreitet der Ablauf zum Schritt 6. Der Nachführungsrahmen wird um zwei Entfernungseinheiten nach rechtsverschoben. Schritt 7: Die in der neuen Position erhaltene Ausgabe H der Absolutwertschaltung 122 wird als die Variable H2 gespeichert. Schritt 8: Die Variable H2 wird mit der Variablen H1 verglichen. Ist die Variable H2 größer als die Variable 111, so schreitet der Ablauf zum Schritt 10. Wird festgestellt, daß die Variable H2 entweder gleich oder kleiner als die Variable H1 ist, so schreitet der Ablauf zu einem Schritt 9. Schritt 9: Der Nachführungsrahmen wird um eine Entfernungseinheit nach links verschoben. Der Ablauf schreitet dann zum Schritt 10. Durch diese beschriebenen Schritte wird der Objektnachführungsrahmen in eine Position versetzt, in der der Unterschied der Hochfrequenzkomponenten zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Rahmens einen größten Wert aufweist.
In dem Schritt 10: Die Ausgabe H der Absolutwertschaltung 122 wird als die Variable H1 neu gespeichert. Schritt 11: Der Nachführungsrahmen wird um eine Entfernungseinheit nach oben verschoben. Die bei dem in der neuen Position befindlichen Rahmen erhaltene Ausgabe H der Absolutwertschaltung 122 wird als die Variable 112 gespeichert. Schritt 13: Die Variablen H1 und H2 werden miteinander verglichen. Wird festgestellt, daß die Variable H2 größer als die Variable H1 ist, so schreitet der Ablauf zum Schritt 14. Schritt 14: Die Entfernungmeßtorschaltung 112 wird zum Einstellen des Entfernungsmeßrahmens in die Position des Objektnachführungsrahmens gesteuert. Danach kehrt der Ablauf zurück zum Schritt 2, um die vorgenannten Operationsschritte zu wiederholen. Wird im Schritt 13 festgestellt, daß die Variable H2 kleiner oder gleich der Variablen H1 ist, so schreitet der Ablauf zu einem Schritt 15. Schritt 15. Der Nachführungsrahmen wird um 2 Entfernungseinheiten nach unten verschoben. Schritt 16: Die in dieser neuen Position erhaltene Ausgabe H der Absolutwertschaltung 122 wird als die Variable H2 gespeichert. Schritt 17: Die Variablen H1 und H2 werden verglichen. Wird festgestellt, daß die Variable H2 größer als die Variable H1 ist, so schreitet der Ablauf zum Schritt 14, um die Position des Entfernungsmeßrahmens auf die des Nachführungsrahmens einzustellen, und kehrt dann zum Schritt 2 zurück. Wird im Schritt 17 festgestellt, daß die Variable H2 kleiner oder gleich der Variablen 111 ist, so schreitet der Ablauf zu einem Schritt 18 zum Verschieben des Nachführungsrahmens um die Entfernungseinheit nach oben. Danach erreicht der Ablauf den Schritt 14 zum Einstellen des Entfernungsmeßrahmens auf den Objektnachführungsrahmen und kehrt danach zum Schritt 2 zurück, um die vorgenannten Schritte zu wiederholen.
Der Objektnachführungsrahmen ist somit zum ständigen Verschieben in eine Position ausgestaltet, in der der Unterschied der Hochfrequenzkomponenten des Signals zwischen dem Inneren und Äußeren des Rahmens einen Maximalwert darstellt. Dies ermöglicht es der Kamera, der Bewegung des Objekts zu folgen. Die Position des Entfernungsmeßrahmens wird auf das Objekt eingestellt, so daß die Linse der Kamera fortlaufend auf das aufzunehmende Objekt fokussiert werden kann.
Der Aufbau der AF-Steuerschaltung mit der Objektnachführungsfunktion entspricht vorstehender Beschreibung.
Nachfolgend wird die Anordnung und Funktionsweise der AS- Steuerschaltung 5 wie folgt beschrieben: Die AS-Steuerschaltung 5 teilt die Bildabtastebene sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung in vier Blöcke, wie in den Fig. 3(a) bis 3(d) gezeigt ist. Für jeden dieser Blöcke wird der Vektor der Bildverwacklung erhalten. Der der Bildverwacklung entsprechende Vektor (nachfolgend als Erschütterungsvektor oder Bewegungsvektor bezeichnet) kann auf verschiedene Weise erhalten werden. Bei einem dieser verschiedenen Verfahren werden eine Vielzahl von Teilen auf der Bildebene als repräsentative Punkte festgelegt und das Bildmerkmal wird von diesen Punkten abgetastet. Das somit für ein Feld erhaltene Merkmal wird mit dem für ein anderes Feld erhaltene Merkmal zu verschiedenen Zeitpunkten verglichen. Der eine Bewegung anzeigende Vektor wird dann aus einer Veränderung der Korrelation zwischen verglichenen Merkmalspunkten erhalten. Der Vektor kann somit durch das sogenannte Repräsentativpunkt- Übereinstimmungsverfahren oder dergleichen erhalten werden.
Fig. 4 zeigt den internen Aufbau der AS-Steuerschaltung 5. Bezugnehmend auf Fig. 4 ist eine Erschütterungs-Erfassungsschaltung 51 zum Extrahieren des Merkmalspunkts eines jeden Blocks auf der Bildebene aus einem durch den Vorverstärker 13 erzeugten Bildsignal angeordnet und zum Erhalten des Bewegungsvektors eines jeden Blocks durch Berechnen der für eine Feldbildebene extrahierten Merkmalspunkte mit den für eine andere Feldbildebene zu einem anderen Zeitpunkt extrahierten Merkmalspunkten anhand eines Vergleichs. Ein Speicher 52 zum Speichern des Erschütterungsvektors ist zum Speichern des Ausmaßes des Erschütterungs-(oder Bewegungs-)-Vektors einer Bildebene angeordnet, der den durch die Erschütterungs-Erfassungsechaltung 51 für jeden der geteilten Blöcke der Bildebene berechneten Erschütterungsvektor enthält. Eine Repräsentatiwektor-Berechnungsschaltung 53 dient zum Berechnen und Zusammenstellen von in dem Speicher 52 gespeicherten Erschütterungs-(oder Bewegungs-)-Vektordaten der Blöcke gemäß einem vorgegebenen Algorithmus und zum Erzeugen eines Bildebenenausmaßes des repräsentativen Erschütterungsvektors V. Eine Gewichtungsschaltung 54 dient zum Gewichten des Erschütterungsvektors eines jeden Blocks während des Zusammenstellvorgangs der Erschütterungsvektoren der Blöcke durch die Repräsentatiwektor-Berechnungsschaltung 53 entsprechend der später beschriebenen Operationsbetriebsart. Die Information über den Gewichtungsvorgang der Gewichtungsschaltung 54 wird einer Anzeigeschaltung 17 zugeführt. Eine Betriebsarteingabeschaltung 15 dient zum Anweisen der Gewichtungsschaltung 54 und der AF-Steuerschaltung 11 für jede Operationsbetriebsart. Eine Steuerschaltung 56 dient zum Zuführen einer Erschütterungs-Korrekturinformation C zu der AS-Ansteuerschaltung 4 zum Ansteuern des AS-Stellglieds 2 auf Grundlage des durch die Repräsentatiwektor-Berechnungsschaltung 53 erzeugten repräsentativen Erschütterungsvektors V, der Ausgabe des Positionssensors 3 zu dem AS-Stellglied 2 und einer vor der AF- Steuerschaltung 11 erhaltenen AF-Betriebsartinformation in der Weise, daß die Bildverwacklung durch das Prisma 1 mit variablem Winkel ausgeglichen wird. Weiterhin wird die Information über die Bildverwacklung von der Steuerschaltung 56 auch an die AF-Steuerschaltung 11 gesendet.
Die AS-Operation entsprechend jeder der AF-Operationsbetriebsarten wird in nachfolgender Weise durchgeführt:

(1) In der manuellen Fokussierbetriebsart (erste Betriebsart):

In der manuellen Fokussierbetriebsart ist die Information über das aufzunehmende Objekt nicht durch die AF-Steuerschaltung 11 extrahierbar. Es ist daher schwierig, eine Objektbewegung von einer Kameraerschütterung zu unterscheiden. Im Falle des Aufnehmens mit einer Videokamera oder dergleichen ist das aufzunehmende Hauptobjekt im allgemeinen ein bewegtes Objekt wie beispielsweise eine Person. Für die Bedienperson ist es in vielen Fällen wünschenswert, das Hauptobjekt im mittleren Teil der Bildebene festzuhalten. Daher wird bei der Erfassung der Bildverwacklungsinformation der Erschütterungsvektor des gemäß Fig. 3(a), Spalte (R), ein geringeres Bewegungsausmaß aufweisenden peripheren Bildebenenabschnitts durch die Gewichtungsschaltung 54 stärker gewichtet, wobei der repräsentative Erschütterungsvektor durch die Repräsentativvektor-Berechnungsschaltung 53 unter einer solchen Bedingung berechnet wird. Mit anderen Worten wird der das Hauptobjekt umfassende mittlere Teil der Bildebene gemäß Fig. 3(a), Spalte (L) zu einem geringeren Grad gewichtet als der periphere Teil der Bildebene, um ungünstige Einflüsse durch das bewegte Objekt zu verringern. Weiterhin sind die Gewichtungsraten (0,7; 0,4; ---) entweder so ausgestaltet, daß sie in gewünschter Weise automatisch entsprechend der durch die AF- Steuerschaltung 11 erfaßten Größe der Hochfrequenzkomponente des Signals der Bildebene und des Bildschärfegrads oder auf feste Werte eingestellt werden.
Bei der vorgenannten Gewichtungsoperation wird die AS-Ansteuerschaltung 4 entsprechend der durch Berechnung erhaltenen Erschütterungs-Korrekturinformation gesteuert. Die Schaltung 4 steuert das AS-Stellglied 2 zur Korrektur der Bildverwacklung durch Beeinflussen des Prismas 1 mit variablen Winkel an.
Nachfolgend wird die vorstehend beschriebene AS-Operationsbetriebsart als "peripheriegewichtete AS" bezeichnet.

(2) Entfernungsmeßfeld-Fixierbetriebsart (zweite Betriebsart):

Falls die AF-Operation mit in dem mittleren Teil der Bildebene fixiertem Entfernungsmeßfeld gemäß Fig. 3(b), Spalte (L), durchgeführt wird, führt die Gewichtungsschaltung 54 ihren Gewichtungsvorgang so durch, daß die Gewichtungswerte eines jeden Blocks innerhalb des Entfernungsmeßrahmens auf 0 und die eines jeden außerhalb des Rahmens angeordneten Blocks bei der Berechnung des repräsentativen Erschütterungsvektors V auf 1 gesetzt werden. Daher wird ein Erschütterungs-Korrekturvorgang lediglich entsprechend der Information außerhalb des Entfernungsmeßrahmens durchgeführt. Nachfolgend wird diese Operationsbetriebsart als "Außerhalb-Entfernungsmeßrahmen-AS" bezeichnet.

(3) Nachführungs-AF-Betriebsart (dritte Betriebsart):

Für den Fall einer Nachführungs-AF-Betriebsart, bei der die AF-Operation durch Nachführen der Bewegung des Objekts durchgeführt wird, ist es äußerst wahrscheinlich, daß sich ein bewegtes Hauptobjekt innerhalb des Entfernungsmeßrahmens befindet, wie im Falle der zweiten Betriebsart. Daher wird der repräsentative Bilderschütterungsvektor durch die Vektorberechnungsschaltung 53 durch Einstellen der Gewichtungswerte für die außerhalb des Entfernungsmeßrahnens befindlichen Blöcke auf 1 eingestellt. Die Bilderschütterungsinformation wird auf Grundlage des so erhaltenen Erschütterungsvektors erhalten. Das Prisma 1 mit variablem Winkel wird zur entsprechenden Erschütterungskorrektur angesteuert. Nachfolgend wird diese AS- Operationsbetriebsart als "Außerhalb-Nachführungs-AF-Entfernungsmeßrahmen-AS" bezeichnet.

(4) Nachführungsaufnahmebetriebsart (vierte Betriebsart):

In einer Nachführungsaufnahmebetriebsart wird das Prisma 1 mit variablen Winkel so gesteuert, daß der Entfernungsmeßrahmen der Nachführungs-AF-Betriebsart fortlaufend in dem mittleren Teil der Bildebene beibehalten wird. Bei der Bewegtbildaufnahme wird ein stehendes Objekt üblicherweise wie in einem stehenden Zustand und ein bewegtes Objekt wie in einem bewegten Zustand aufgenommen. In einigen Fällen wird jedoch ein bewegtes Objekt mit bewegter Kamera so aufgenommen, daß dem Objekt gefolgt und es stabil innerhalb der Bildebene gehalten wird, wie in Fig. 3(d), Spalte (L) dargestellt ist. Ein Autorennen stellt ein Beispiel dafür dar. In diesen Fällen wird das Bild durch die Nachführungsaufnahmebetriebsart stabilisiert. Da es erforderlich ist, das Hauptobjekt in dem mittleren Teil der Bildebene der Kamera beizubehalten, wird der repräsentative Bewegungs-(Erschütterungs-)-Vektor mit für das Innere des relativ bewegten Entfernungsmeßrahmens auf 1 und für das Äußere des Rahmens auf 0 gesetztem Gewichtungswert berechnet, wie in Fig. 3(a), Spalte (R) dargestellt ist. Daher erfolgt die Bilderschütterungskorrektur in diesem Fall auf Grundlage des innerhalb des Entfernungsmeßrahmens befindlichen Objekts.
Die aktuelle Erschütterungsvektorverteilung auf der Bildebene stellt sich wie folgt dar: Die in die AS-Steuerschaltung 5 eingegebene Ausgabe des Vorverstärkers 13 der Kamera wird der Erschütterungs-Erfassungsschaltung 51 zugeführt. Der Bewegungsvektor aufgrund der Bilderschütterung in jedem Block innerhalb der Bildebene wird berechnet und zusammengestellt. Der so erhaltene Wert wird in dem Speicher 52 gespeichert. In dar dritten Betriebsart, d. h. der Außerhalb-Nachführungs-AF- Entfernungsmeßrahmen-AS-Betriebsart, wie beispielsweise in Fig. 3(c) gezeigt, erscheint der Erschütterungsvektor im Falle eines innerhalb des Nachführungs-AF-Entfernungsmeßrahmens befindlichen Objektbilds aufgrund der Bewegung des Hauptobjekts deutlich auf der aktuellen Bildebene, da das Objekt im bewegten Zustand aufgenommen wird, wie durch einen Bereich a in Fig. 5(a) angedeutet ist. Zwischenzeitlich ist der Erschütterungsvektor für den außerhalb des Entfernungsmeßrahnens befindlichen Hintergrund aufgrund der Erschütterungskorrektur, d. h. durch die Wirkung des automatischen Stabilisierungsvorgangs, sehr gering und nahe bei 0.
Weiterhin wird in der in Fig. 3(d), Spalte (L) gezeigten Nachführungsaufnahmebetriebsart, d. h. in der vierten Betriebsart, die Kamera zum Folgen eines bewegten Hauptobjekts und zum Beibehalten des Objekts in dem mittleren Teil der Bildebene bewegt. In diesem Fall wird der Erschütterungsvektor des Inneren des Entfernungsmeßrahmens daher auf einem Wert nahe bei 0 gehalten, während der Erschütterungsvektor des Hintergrunds in den um den Rahmen angeordneten Blöcken einen großen Wert aufweist, da er für den AS-Vorgang nicht verwendet wird, wie in Fig. 5(b) gezeigt ist.
In den Fällen der Fig. 3(a) und 3(b), die sich von den Betriebsarten der Fig. 3(c) und 3(d) unterscheiden, werden die zu einem großen Ausmaß gewichteten Blöcke einer Erschütterungskorrektur unterzogen, während die nicht gewichteten Blöcke keiner Erschütterungskorrektur unterzogen werden. Für den Erschütterungsvektor ergibt sich ein großer Wert in derselben Weise wie in den Fällen der Fig. 3(c) und 3(d).
Jeder Erschütterungsvektor auf der Bildebene gemäß den Fig. 5(a) und 5(b) kann in dem Erschütterungsvektorspeicher 52 entweder in einem gewichteten Zustand oder ungewichtet gespeichert werden. Im letzteren Fall wird der Vektor nach dem Auslesen aus dem Speicher 52 und beim Durchführen der Berechnungsoperation gewichtet, um den repräsentativen Vektor in der Repräsentativvektor-Berechnungsschaltung 53 zusammenzustellen.
Bezugnehmend auf Fig. 2 erfolgt die Steuerung hinsichtlich eines Betriebsarteinstellvorgangs wie folgt: Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm eines jeden Betriebsarteinstellvorgangs. In einem Schritt 101: Nach dem Beginn der Operation des Ausführungsbeispiels wird die AF-(oder AS-)-Betriebsart durch die Betriebsarteingabeschaltung 15 eingestellt. In einem Schritt 102: Es erfolgt eine Überprüfung zum Feststellen, ob die gewählte Betriebsart die AF-Betriebsart oder eine manuelle Betriebsart ist. Für den Fall der manuellen Betriebsart schreitet der Ablauf zum Schritt 103 zum Auswählen der ersten Betriebsart, die die peripheriegewichtete AS-Betriebsart darstellt. Wird als ausgewählte Betriebsart die Automatikfokussier-(AF)-Betriebsart im Schritt 102 festgestellt, so schreitet der Ablauf zum Schritt 104. In dem Schritt 104: Es erfolgt eine Auswahl zwischen einem festen Entfernungsmeßrahmen und einem bewegbaren Entfernungsmeßrahmen. Im ersteren Fall schreitet der Ablauf zum Schritt 105 zum Auswählen der zweiten Betriebsart, die die Außerhalb-Entfernungsmeßrahmen-AS- Betriebsart darstellt. Wird letzterer gewählt, so schreitet der Ablauf zum Schritt 106 zum Feststellen, ob die Nachführungs-AF gewählt ist. Ist die Nachführungs-AF gewählt, so schreitet der Ablauf zu einem Schritt 107, um das Ausführungsbeispiel in die dritte Betriebsart zu versetzten, die die Außerhalb-AF-Nachführungs-Entfernungsmeßrahmen-AS-Betriebsart darstellt. Wird die Nachführungs-AF in dem Schritt 106 nicht gewählt, so schreitet der Ablauf zu einem Schritt 108, um das Ausführungsbeispiel in die vierte Betriebsart zu versetzen, die die Nachführungsaufnahmebetriebsart darstellt.
Unter nochmaligem Bezugnehmen auf Fig. 4 stellen sich weitere Einzelheiten der Funktionsweise der AS-Steuerschaltung 5 wie folgt dar: Beim Betriebsbeginn des Ausführungsbeispiels werden die vorgenannten vier Betriebsarten durch die Betriebsarteingabeschaltung 15 anhand der Schritte des Flußdiagramns gemäß Fig. 2 für die AF-Steuerschaltung 11 und die AS-Steuerschaltung 5 eingestellt. Im Ansprechen auf die Bedienung der Betriebsarteingabeschaltung 15 ändert die Steuerschaltung 56 die Betriebsart der AF-Steuerschaltung 16 von einer Betriebsart in eine andere. Gleichzeitig stellt die Steuerschaltung 56 die Gewichtungsschaltung 54 der AS-Steuerschaltung 5 gemäß der Spalte (R) der Fig. 3(a) bis 3(d) ein. Danach erhält die Repräsentativvektor-Berechnungsschaltung 53 den Bewegungs- oder Erschütterungsvektor für die gesamte Bildebene unter Berücksichtigung der Gewichtungskoeffizienten und der Anzahl von Blöcken. Danach wird das Prisma mit variablen Winkel (VAP) 1 durch die Steuerschaltung 56 und die AS-Ansteuerschaltung 4 in der Richtung zum Ausgleichen der Bildverwacklung angesteuert. Die Steuerschaltung 56 dient zum Empfangen von Informationen über die Lage, Größe usw. des AF-Entfernungsmeßrabanens von der AF-Steuerschaltung 16, Ferner werden Informationen über die Position des AS-Stellglieds 2 durch den Positionssensor 3 der Steuerschaltung 56 ebenfalls zugeführt. Der Positionssensor 3 dient zum Verhindern, daß der Winkel des VAP 1 fortlaufend gleichspannungsmäßig verschoben wird. Die Steuerschaltung 56 bestimmt einen Fall, für den die AS-Operation nicht mehr erforderlich ist und führt das VAP 1 in diesem Fall allmählich in seinen normalen Ausgangszustand zurück.
Die Anzeigeschaltung 17 dient zum Anzeigen entweder des AF- Entfernungsmeßrahmens in einem mit dem Videosignal gemischten Zustand an dem EVF oder einer der vorgenannten vier Betriebsarten in Form eines Symbols oder dergleichen.
Die Steuerschaltung 56 kann zum Beitragen zur Stabilisierung des AF-Vorgangs durch Senden einer Erschütterungsvektorinfor mation an die AF-Steuerschaltung 16 ausgestaltet sein.
In dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird das optische Erschütterungskorrekturverfahren unter Verwendung des VAP beispielhaft eingesetzt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Verfahren beschränkt. Die Erfindung ist ebenso bei einem elektronischen Erschütterungskorrekturverfahren einsetzbar, bei dem durch die Kamera erhaltene Bildinformationen zeitweise in einem Rasterspeicher gespeichert und ein Lesetaktsignal so verschoben wird, daß ein Erschütterungsvektor ausgeglichen wird.
Das erfindungsgemäße automatische Stabilisierungsgerät gemäß vorstehender Beschreibung bildet ein automatisches Stabilisierungssystem, das durch Erfassen des Verwacklungsgrads von Bildern anhand einer Erfassung der Bewegungsvektoren einer Vielzahl von Teilen einer Bildebene die erfaßten Vektoren der an der Bildstelle stattfindenden Bewegung mit dem entsprechend den Aufnahmebedingungen wie beispielsweise der Operationsbetriebsart des AF-(Automatikfokussier-)Geräts veränderten Gewichtungsgrad gewichtet. Durch diesen Aufbau ermöglicht das Ausführungsbeipiel eine angemessene Auswahl eines Erschütterungskorrekturobjekts unter beliebigen Aufnahmebedingungen, so daß der Stabilisierungsvorgang unter klarer Unterscheidung der Bewegung der gesamten Kamera von der Bewegung des aufzunehmenden Objekts durchgeführt werden kann. Das Gerät ermöglicht somit, daß die Kamera ein natürliches Bild durch richtiges Unterscheiden zwischen einem bewegten Objekt und einem stationären Objekt wiedergibt.
Weiterhin wird der Zustand der Bildabtastebene durch von dem Automatikfokussiergerät erhaltenen Objektinformationen bestimmt. Das Ziel des AS-(Automatikstabilisierungs-)Vorgangs wird gewählt und der Gewichtungsgrad wird entsprechend dem bestimmten Zustand der Bildabtastebene gesteuert. Daher ermöglicht das Ausführungsbeispiel eine optimale AS-Steuerung, selbst im Falle einer Kamera mit automatischen Nachführungs- AF-Gerät, unter beliebigen Bedingungen wie beispielsweise Bildverwacklungen aufgrund der Bewegung des Objekts, der der Kamera und der Bewegtobjektnachführungsbewegung dar Kamera zum Beibehalten eines bewegten Objekts in mittleren Teil der Bildebene.
Vorstehend wurde eine Bilderschütterungserfassungs- und Korrektureinrichtung beschrieben, die zum Erfassen der Verwacklung von Bildern durch Verwenden eines Bildsignals auf Grundlage einer Vektorinformation über die auf der Bildabtastebene stattfindende Bewegung. Es gibt jedoch Bildmuster, bei denen eine angemessene Unterscheidung der Bewegung des Objektbilds von der Bewegung der Kamera unter Verwendung einer ausschließlich aus dem Bildsignal erhaltenen Erschütterungsinformation verhindern wird.
Angesichts dieser Tatsache wird in einem nachstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel eine elektronische Erschütterungserfassungseinrichtung verwendet, in der ein Bildsignal in Kombination mit einem externen Sensor wie beispielsweise einem Beschleunigungssensor oder dergleichen verwendet wird. In Fällen, bei denen ein Anstieg der Teile, Kosten und des Raums aufgrund der Verwendung eines externen Sensors möglich sind, wird durch das zweite Ausführungsbeispiel eine genaue Erfassung der Erschütterung der Kamera mit hohem Zuverlässigkeitsgrad sichergestellt, selbst in Fällen, bei denen die Erschütterung der Kamera aus dem Bildsignal nicht genau erfaßbar ist.
Fig. 7 zeigt den Grundaufbau des Erschütterungskorrektursystems einer Bildabtastvorrichtung (oder einer Videokamera) gemäß dem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Bezugnehmend auf Fig. 7 besteht ein Bildsensor 201 aus einem CCD oder dergleichen. Ein Bildbewegungsvektor-Extraktionsteil 202 dient zum Extrahieren eines Bildbewegungsvektors aus einem durch den Bildsensor 201 erzeugten Videosignal. Der Bewegungsvektor der Kamera wird mittels des Bildsensors 201 und des Vektorextraktionsteils 202 erfaßt. Dabei ist ein Kamerabewegungs-Informations-Erfassungsteil 207 vorgesehen zum Erfassen einer Information über die Bewegung der Kamera auf .Grundlage der Ausgabe eines externen Sensors 206. Der Kamerabewegungsvektor wird somit gemeinsam durch den externen Sensor 206 und den Kamerabewegungs-Informations-Erfassungsteil 207 erfaßt. Ein Vektorvergleicherteil 203 zum Vergleichen dieser Kamerabewegungsvektoren berechnet und erhält einen eine Bildverwacklungskomponente darstellenden Bewegungsvektor. Die Ausgabe des Vergleicherteils 203 wird einem Erschütterungs-Korrektursignal-Erzeugungsteil 204 zugeführt. In dem Teil 204 wird ein Erschütterungskorrektursignal zum Ausgleichen des die Bildverwacklung repräsentierenden Bewegungsvektors erzeugt. Dieses Signal wird einem Erschütterungskorrekturteil 205 zugeführt. Der Erschütterungskorrekturteil 205 verschiebt dann die Position eines Linsensystems in Richtung zum Korrigieren der Erschütterung.
Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild mit beispielhaften Einzelheiten des vorgenannten Erschütterungskorrektursystems der gemäß dem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel aufgebauten Bildabtastvorrichtung. Das Ausführungsbeispiel umfaßt einen Kamerateil A; einen Linsenzustandserfassungsteil B; einen Erschütterungskorrektursignal-Erzeugungsteil C; und einen Korrekturteil D.
Der Kamerateil A besteht aus einem Aufnahmelinsensystem 301, das eine Aufnahmelinse enthält und zum Erzeugen eines Bilds eines Aufnahmeobjekts auf der Bildabtastebene eines Bildsensors 302 ausgestaltet ist; dem Bildsensor 302, der aus einem CCD oder dergleichen besteht und zum Umwandeln des durch das Aufnahmelinsensystem 301 auf der Bildabtastebene erzeugten Objektsignals in ein elektrisches Signal ausgestaltet ist; und aus einer Kamerasignalverarbeitungsschaltung 303 zum Auslesen des durch den Bildsensor 302 erzeugten elektrischen Signals, zum Durchführen eines Signalverarbeitungsvorgangs in vorgegebener Weise an dem durch den Bildsensor 302 erzeugten elektrischen Signal und zum Erzeugen eines Luminanzsignals Y, eines Chrominanzsignals C, usw..
in dem Linsenzustandserfassungsteil B: Ein Winkelgeschwindigkeitssensor 311 ist auf der Kamera montiert. Die Art der Montage des Sensors 311 ist nicht dargestellt. Eine Sensorsignal-Verarbeitungsschaltung 312 dient zum Durchführen eines vorgegebenen Signalverarbeitungsvorgangs an der Ausgabe des Winkelgeschwindigkeitssensors 311 und zum Erzeugen einer dem erfaßten Erschütterungsgrad der Kamera entsprechenden Winkelgeschwindigkeitsinformation. Ein Zoomkodierer 316 dient zum Erfassen einer Information über die aus dem Zoomvorgang der Linse resultierende Brennweite der Linse, falls das Linsensystem eine Zoomlinse enthält.
In dem Erschütterungs-Korrektursignal-Erzeugungsteil C: Ein Analog-nach-Digital-(A/D)-Umsetzer 304 dient zum Umwandeln des durch die Kamerasignalverarbeitungsschaltung 303 erzeugten Videosignals in ein Digitalsignal in Einheiten eines Halbbilds oder eines Vollbilds. Eine Blockbewegungsvektor- Erfassungsschaltung 305 dient zum Aufteilen einer A/D-gewandelten Bildebene in n Blöcke; zum Vergleichen der digitalen Daten eines jeden Blocks mit denen des entsprechenden Blocks der vorangehenden Halbbildebene; zum Erhalten des Blockbewegungsvektors i (i = 1, 2, --, n) eines jeden Blocks aus einer zwischen verglichenen repräsentativen Punkten der beiden Bildebenen erhaltenen Abweichung. Ein A/D-Umsetzer 313 dient zum Umwandeln der Winkelgeschwindigkeitsinformation der Sensorsignal-Verarbeitungsschaltung 312 des Linsenzustandserfassungteils B in ein Digitalsignal. Eine Kamerabewegungsvektor- Berechnungsschaltung 314 dient zum Berechnen des durch die Erschütterung der Kamera verursachten Bewegungsvektors vcam der Kamera usw. entsprechend der nachfolgenden Formel auf Grundlage der durch den A/D-Umsetzer 313 erzeugten digitalen Winkelgeschwindigkeitsinformation und der von dem Zoomkodierer 316 erhaltenen Brennweiteninformation der Linse:
wobei f: Brennweite (mm)
: Winkelgeschwindigkeit (rad/s)
Eine Repräsentativvektor-Berechnungsschaltung 306 dient zum Berechnen und Schätzen des Bildbewegungsvektors i (i = 1, 2, --, n) und des durch die Kamerabewegungsvektor-Berechnungsschaltung 314 erzeugten Kamerabewegungsvektors cam und zum Erzeugen eines repräsentativen Vektors , der eine Gesamtbewegung der Bildebene repräsentiert, und eines Schwenk- Neigungs-Steuersignals PTCONT, das zum Steuern der Bestimmung einer Schwenk-Neigungs-Betriebsart gemäß nachfolgender Beschreibung verwendet wird. Der Algorithmus des Berechnungsvorgangs der Schaltung 306 wird ebenfalls später beschrieben. Eine Schwenk-Neigungs-Bestimmungsschaltung 315 dient zum Bestimmen, ob die Kamerabewegung aus einem Schwenk- oder Neigungsvorgang resultiert, durch Vergleichen des Kamerabewegungsvektors cam eines jeden Halbbilds mit dem eines anderen Halbbilds und zum Erzeugen eines Schwenk-Neigungs-Betriebsartsignals PTMODE, daß das Bestimmungsergebnis anzeigt. Die Schwenk-Neigungs-Bestimmungsschaltung 315 erzeugt ein Schwenk-Neigungs-Betriebsartsignal PTMODE mit einem Wert "0" bei einer normalen Aufnahme und mit einem Wert "1" für den Fall, daß die Richtung des Kamerabewegungsvektors für mehr als eine gegebene aufeinanderfolgende Anzahl von Halbbildern unverändert bleibt, was andeutet, daß eine Schwenk-Neigungs- Betriebsart begonnen hat. Das Signal PTMODE wird fortlaufend auf "1" gesetzt bis der Kamerabewegungsvektor seine Richtung umkehrt.
Eine Korrektursignal-Erzeugungsschaltung 307 dient zum Berechnen eines Gesamterschütterungsgrads unter Verwendung der von dem Zoomkodierer 316 erhaltenen Brennweiteninformation f, dem Schwenk-Neigungs-Betriebsartsignal PTMODE der Schwenk- Neigungs-Bestimmungsschaltung 315, des repräsentativen Bewegungsvektors der Repräsentativ-Bewegungsvektor-Berechnungsschaltung 306 und des Schwenk-Neigungs-Steuersignals PTCONT und zum Erzeugen eines Erschütterungskorrektursignals driv, das dem berechneten Gesamterschütterungsgrad entspricht, und eines Trägersignals R, durch das die Optikachsen-Umkehreinrichtung des Korrekturteils D auf ihre Anfangsposition zurückgesetzt wird. Ein Digital-nach-Analog-(D/A)- Umsetzer 308 dient zum Umwandeln des Erschütterungskorrektursignals driv und des Triggersignals R in Analogsignale zum Steuern des Korrekturteils D.
Eine Systemsteuerschaltung 317 enthält einen Mikrocomputer und dient zum Steuern und Betreiben des Gesamtsystems sowie auch jeder der innerhalb des Erschütterungs-Korrektursignal- Erzeugungsteils C angeordneten Schaltungen zu vorbestimmten Zeitpunkten durch Erzeugen von Steuersignalen C1 bis C8 daraus.
In dem Korrekturteil D: Eine Ansteuerschaltung 309 dient zum Ansteuern eines Korrektursystem 310 entsprechend einem durch D/A-Wandlung des durch die Korrektursignal-Erzeugungsschaltung 307 des Korrektursignal-Erzeugungsteils C erzeugten Erschütterungskorrektursignals vdriv erhaltenen Signal. Das Korrektursystem 310 enthält unter anderem einen Linsenpositions-Steuermechanismus wie beispielsweise eine Optikachsen-Umkehreinrichtung, die nicht dargestellt aber innerhalb des Linsensystem angeordnet ist. Das Korrektursystem 310 betreibt diese Komponenten entsprechend der Ausgabe der Ansteuerschaltung 309 zum Verschieben der Position des Linsensystems in der Richtung zum Korrigieren der Erschütterung der Bildebene.
Die Hauptblöcke des Blockschaltbilds der Bildabtastvorrichtung, die gemäß dem vorstehend erwähnten zweiten Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, werden nachstehend im Einzelnen beschrieben:
Fig. 9(a) zeigt ein Flußdiagramm des Algorithmus zum Berechnen des repräsentativen Bildbewegungsvektors und des Schwenk-Neigungs-Steuersignals PTCONT in der Repräsentativ- Bewegungsvektor-Berechnungsschaltung 306 innerhalb des Erschütterungs-Korrektursignal-Erzeugungsteils C. Bezugnehmend auf das Flußdiagramm wird der Algorithmus wie folgt beschrieben:
In einem Schritt 201: Die Berechnungsschaltung 306 erhält den Bewegungsvektor i (i = 1, 2, ---, n) eines jeden der n Blöcke bi, die auf der Bildabtastebene eingestellt sind, und den Kamerabewegungsvektor cam. Diese Blöcke sind in spiralförmiger Weise beginnend vom oberen linken Teil der Bildebene 200 numeriert, gemäß b1, b2, --- und bn in Fig. 9(b). Der nte Block bn befindet sich im nittleren Teil der Bildebene. In einem Schritt 202: Die Größe des Kamerabewegungsvektors wird überprüft und geschätzt. Wird geschätzt, daß der Vektor cam kleiner als ein gegebener Wert &epsi; ist, so schreitet der Ablauf zu einem Schritt 203 zum Setzen des repräsentativen Bewegungsvektor auf 0 und zum Beenden eines Korrekturvorgangs. Mit anderen Worten, die Bewegung der Kamera wird als ausreichend gering betrachtet, so daß keine Korrektur erforderlich ist.
Wird im Schritt 202 festgestellt, daß der Kamerabewegungsvektor cam größer oder gleich dem gegebenen Wert &epsi; ist, so wird eine Kameraerschütterung angenommen und der Ablauf schreitet zu einem Schritt 204. In dem Schritt 204: Der Bewegungsvektor i eines jeden der Blöcke der Bildebene 200 wird mit dem Kamerabewegungsvektor cam verglichen, wie in Fig. 9(c) dargestellt ist. Die Anzahl der Blockvektoren i, die mit dem Kamerabewegungsvektor cam übereinstimmen, und deren Durchschnittsvektor corl werden berechnet.
Der Ablauf schreitet zu den Schritten 205 und 206, um die Anzahl N der mit dem Kameravektor cam übereinstimmenden Blockbewegungsvektoren i mit vorgegebenen Werten N1 und N2 zu vergleichen. Die Werte N1 und N2 werden gemäß nachfolgender Beziehung festgelegt:
0 ≤ N1 ≤ N2 ≤ n (n: Anzahl von Blöcken auf der Bildebene)
Im Falle eines Bildebenenmusters (1) mit sehr geringer Anzahl N von mit dem Kamerabewegungsvektor cam übereinstimmenden Blockbewegungsvektoren und somit einer Beziehung von 0 ≤ N ≤ N1, schreitet der Ablauf zu einem Schritt 207. In dem Schritt 207: Das Schwenk-Neigungs-Steuersignal PTCONT wird auf "1" gesetzt und der Ablauf schreitet zu einem Schritt 208. Schritt 208: Der Kamerabewegungsvektor cam wird als der repräsentative Vektor und das Schwenk-Neigungs-Steuersignal PTCONT als "1" erzeugt. Im Falle eines Bildebenenmusters (2), bei dem eine sehr große Zahl N der Blockbewegungsvektoren mit dem Kamerabewegungsfaktor cam übereinstimmt und N > N2, schreitet der Ablauf zu einem Schritt 209. In dem Schritt 209: Das Schwenk-Neigungs-Steuersignal PTCONT wird auf "1 " gesetzt und der Ablauf schreitet zu einem Schritt 210. In dem Schritt 210: Der Durchschnittsvektor cor1, der in dem Schritt 204 erhalten wird, wird als der repräsentative Bewegungsvektor erzeugt und gleichzeitig wird das Schwenk-Neigungs-Steuersignal PTCONT als "1" erzeugt.
Weiterhin werden die Einzelheiten der auf der Bildabtastebene bei den vorgenannten Bildebenenmustern (1) und (2) erhaltenen Vektoren später beschrieben.
Für den Fall, daß die Anzahl N von mit dem Kamerabewegungsvektor cam übereinstimmenden Blockbewegungsvektoren i einem zwischen den Werten N1 und N2 befindlichen Wert entspricht, schreitet der Ablauf zu einem Schritt 211. In dem Schritt 211: Die Anzahl M von mit einem Bildebenenmittelpunkt-Bewegungsvektor n übereinstimmenden und in dem mittleren Teil der Bildebene befindlichen Blockbewegungsvektoren i (i = m --- n - 1) wird berechnet und deren Durchschnittsvektor cor2 wird ebenso zusammen mit der Anzahl M erhalten.
In einem Schritt 212: Die in dem Schritt 211 erhaltene Zahl M wird mit einem gegebenen Wert M1 verglichen. Im Falle eines Bildebenenmusters (3), bei dem die Zahl M kleiner als der Wert M1 ist, schreitet der Ablauf zu einem Schritt 215. Schritt 215: Das Schwenk-Neigungs-Steuersignal PTCONT wird auf "1" gesetzt und der Ablauf schreitet zu einem Schritt 216. In dem Schritt 216: Der Durchschnittsvektor cor1 der mit dem Kamerabewegungsvektor cam übereinstimmenden Blockbewegungsvektoren i wird als der repräsentative Vektor erzeugt. Ebenso wird das auf "1" gesetzt Schwenk-Neigungs- Steuersignal PTCONT erzeugt. Wird in dem Schritt 212 festgestellt, daß die Zahl M größer oder gleich den gegebenen Wert M1 ist, somit ein Bildebenenmuster (4) zeigt, so schreitet der Ablauf zu einem Schritt 213. Schritt 213: Das Schwenk- Neigungs-Steuersignal PTCONT wird auf "0" gesetzt. Schritt 214: Der Durchschnittsvektor cor2 der mit dem Bildebenenmittelpunkt-Bewegungsvektor n übereinstimmenden Blockbewegungsvektoren i wird als der repräsentative Bewegungsvektor erzeugt. Das auf "0" gesetzte Schwenk-Neigungs-Steuersignal PTCONT wird ebenfalls erzeugt. Der vorgenannte gegebenen Wert M1 ist eine Konstante, die innerhalb des nachfolgenden Bereichs eingestellt wird:
0 ≤ M1 ≤ n - m --- wobei m die dem ersten Block in dem mittleren Bereich der Bildebene gemäß Fig. 9(d) zugewiesene Nummer kennzeichnet.
Bezugnehmend auf die Fig. 10(a) bis 10(e) werden die Zustände der bei den vier verschiedenen Bildmustern in der Bildebene erhaltenen Blockvektoren wie folgt beschrieben:

1) Bei dem Bildebenenmuster (1), N < N1:

In diesem Fall stimmt eine sehr geringe Anzahl von in der Bildebene erhaltenen Blockbewegungsvektoren i (i = 1, 2, -- -, n) mit dem Kamerabewegungsvektor cam überein. Dies deutet an, daß die Bewegung des Objekts größer als die der Kamera ist. In diesem Beispiel sind zwei verschiedene Fälle vorstellbar. In einem Fall ist jeder Blockbewegungsvektor von dem Kamerabewegungsvektor cam verschieden, wie in Fig. 10(a) dargestellt ist. Im anderen Fall stimmt jeder Blockbewegungsvektor i mit einer Richtung überein, die von dem Kamerabewegungsvektor cam verschieden ist, wie in Fig. 10(b) dargestellt ist. Im Falle der Fig. 10(a) deutet das Bildebenenmuster auf eine Szene hin, bei der sich kleine Objekte in entsprechend verschiedenen Richtungen bewegen. Das Bildebenenmuster gemäß Fig. 10(b) deutet eine Bewegung eines einen großen Teil der Bildebene einnehmenden Objekts in einer Richtung an. Es ist auch ein zwischen den Zuständen gemäß den Fig. 10(a) und 10(b) befindlicher Zwischenzustand vorstellbar.

2) Bei dem Bildebenenmuster (2), N > N2:

Eine große Zahl von Blockbewegungsvektoren i stimmt mit dem Kamerabewegungsvektor cam überein. Mit anderen Worten resultiert die Bildbewegung aus der Erschütterung der Kamera, während sich das Objekt kaum bewegt. Wie in Fig. 10(c) dargestellt ist, weist der Bewegungsvektor i eines jeden Blocks nahezu dieselbe Richtung auf wie der Kamerabewegungsvektor cam.
Die Fälle der Bildebenenmuster (3) und (4) befinden sich zwischen den vorgenannten Bildebenenmustern (1) und (2). Die Bildebene wird durch die Bewegung der Kamera und die des Objekts annähernd in gleichem Ausmaß beeinflußt. Wie in dem Schritt 212 und nachfolgenden Schritten des Betriebsablaufs dargestellt ist, können die Zustände der Bildebene entsprechend den Bedingungen des aufzunehmenden Objekts weiter aufgeteilt werden.

3) Bei dem Bildebenenmuster (3), M < M1:

Da sich das Bildebenenmuster von den Bildebenenmustern (1) und (2) unterscheidet, wird angenommen, daß sich das Objekt hauptsächlich im mittleren Teil der Bildebene befindet. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 10(d) erwähnt wurde, wird die Anzahl M der Blockbewegungsvektoren i (i = m, m + 1, ---, n - 1), die sich in dem mittleren Teil der Bildebene befinden und mit dem Bildebenen-Mittelpunkt-Bewegungsvektor n übereinstimmen, erhalten und ebenso deren Durchschnittsvektor cor2. Danach werden die so erhaltenen Daten untersucht, um festzustellen, ob das beabsichtigte Objekt in dem mittleren Teil existiert oder nicht. Im Einzelnen wird angenommen, daß sich das beabsichtigte Objekt nicht im mittleren Teil der Bildebene befindet, falls festgestellt wird, daß die Anzahl M kleiner als der gegebene Wert M1 ist, wie im Fall des Bildebenenmusters (3). In diesem Falle wird der Durchschnittsvektor cor2 als der repräsentative Bewegungsvektor erzeugt.

4) Bei dem Fall des Bildebenenmusters (4), M ≥ M1:

In diesem Fall befindet sich das beabsichtigte Objekt im mittleren Teil der Bildebene. Wie in Fig. 10(e) dargestellt ist, ist ein von dem Kamerabewegungsvektor cam verschiedener Objektbewegungsvektor im mittleren Teil der Bildebene fest angeordnet. Der Durchschnittsvektor cor2 aller mit dem Bewegungsvektor m des im mittleren Bereich der Bildebene angeordneten mittleren Blocks bn übereinstimmenden Blockbewegungsvektoren i wird als der repräsentative Bewegungsvektor erzeugt.
Unter den vier Bildebenenmustern wird der repräsentative Bewegungsvektor in den Fällen der Muster (1), (2) und (3) auf Grundlage des Kamerabewegungsvektors cam erhalten. Daher ist bei diesen eine Erfassung eines beabsichtigten Kamerabewegungsvorgangs wie beispielsweise Schwenken oder Neigen erforderlich. Bei dem Bildebenenmuster (4) ist eine solche Erfassung jedoch nicht erforderlich, da der auf Grundlage der Objektbewegung erhaltene Bewegungsvektor als repräsentativer Bewegungsvektor verwendet wird. Daher wird das Schwenk-Neigungs-Steuersignal PTCONT in den Fällen der Bildebenenmuster (1), (2) und (3) auf "1" gesetzt, wodurch das Erfordernis einer Berücksichtigung des Schwenkens oder Neigens angezeigt wird. Ferner wird das Schwenk-Neigungs-Steuersignal PTCONT im Falle des Bildebenenmusters (4) auf "0" gesetzt, wodurch keine Berücksichtigung des Schwenkens oder Neigens angezeigt wird, da in diesem Fall keine Berücksichtigung des Schwenkens oder Neigens erforderlich ist.
Daher wird in den Fällen der Bildebenennuster (1), (2) oder (3) das Schwenken oder Neigen erfaßt. Abhängig vom Zustand des Schwenk-Neigungs-Betriebsartsignals PTMODE wird der Erschütterungs-Korrekturvorgang entsprechend der Bildbewegung durchgeführt, wenn kein Schwenken oder Neigen durchgeführt wird. Im Falle des Schwenkens oder Neigens wird der Erschütterungs-Korrekturvorgang nicht durchgeführt. Dagegen wird der Erschütterungs-Korrekturvorgang im Falle des Bildebenenmusters (4) unabhängig von dem Schwenk-Neigungs-Betriebsartsignal PTMODE durchgeführt, da das Bildmuster durch das Schwenken oder Neigen nicht beeinflußt wird.
Bezugnehmend auf das Blockschaltbild gemäß Fig. 8 ist die Erschütterungs-Korrektursignal-Erzeugungsschaltung 307, die den repräsentativen Bewegungsvektor von der Repräsentativ-Bewegungsvektor-Berechnungsschaltung 306 und das Schwenk-Neigungs-Steuersignal PTCONT empfängt, gemäß nachfolgender Beschreibung aufgebaut und weist nachfolgende Funktionsweise auf:
Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild des internen Aufbaus der Korrektursignal-Erzeugungsschaltung 307. Bezugnehmend auf Fig. 11 wird der von der Repräsentativ-Bewegungsvektor-Berechnungsschaltung 306 kommende repräsentative Bewegungsvektor (x, y) einer Vorzeichenumkehrschaltung 401 zugeführt, um dort dessen Vorzeichen zu invertieren. Eine Korrekturwinkel-Berechnungsschaltung 402 dient zum Berechnen von Linsenkorrekturwinkeln θyaw und Bpitch, die zur Korrektur in Gier- bzw. Neigungsrichtung dienen. Diese Linsenkorrekturwinkel werden entsprechend den nachfolgenden Formeln berechnet und erhalten, und als Resultat wird ein Erschütterungskorrektursignal driv erzeugt:
Θyaw = tan&supmin;¹(-x/f)
Θpitch = tan&supmin;¹(-y/f)
Wobei f eine Brennweite und x und y horizontale und vertikale Komponenten des Bewegungsvektors kennzeichnen.
Ein Multiplizierer 404 dient zum Erzeugen eines Signals einer auf Grundlage des durch die Repräsentativ-Bewegungsvektor-Berechnungsschaltung 306 erzeugten Schwenk-Neigungs-Steuersignals PTCONT und des durch die Schwenk-Neigungs-Bestimmungsschaltung 315 erzeugten Schwenk-Neigungs-Bestimmungssignals PTMODE erhaltenen logischen Produkts (UND). Fig. 12 zeigt die UND-Ausgangslogikwerte, die unter den verschiedenen vorstehend erwähnten Bildebenenbedingungen (oder -muster) (1) bis (4) erhalten werden. Die UND-Ausgabe des Multiplizierers 404 wird als ein Umschaltsteuersignal für einen Schalter 403 verwendet. Befindet sich der UND-Ausgang auf "0", so wird die Anschlußposition des Schalters 403 zu einem Kontakt "b" verschoben, um das Erschütterungskorrektursignal driv zu erzeugen, das auf Grundlage der vorgenannten durch die Korrekturwinkel-Berechnungsschaltung 402 erzeugten Korrekturwinkel θyaw und θpitch erhalten wird. Befindet sich der UND-Ausgang des Multiplizierers 404 auf "1", so wird die Position des Schalters 403 zu dem anderen Kontakt "a" verschoben, um das Erschütterungskorrektursignal auf "0" zu setzen.
Eine Anstiegsflanken-Erfassungs-Triggerschaltung 405 dient zum Erzeugen eines Triggersignals R, wenn der Ausgang des Nultiplizierers 404 von "0" auf "1" wechselt. Dieses Triggersignal kennzeichnet, daß die Kamera in die Schwenk-Neigungs- (Schwenken oder Neigen)-Betriebsart versetzt wurde. Allerdings wurde das Linsensystem durch Korrektureinrichtungen bereits zu einem einigen Halbbildern entsprechenden Ausmaß in einer Richtung korrigiert, wenn die Schwenk-Neigungs-Betriebsart erfaßt wird. Wird der Betrieb der Korrektureinrichtung in ihrer unter dieser Bedingung erhaltenen Position gestoppt, so wäre der durch die Korrektureinrichtung korrigierbare Bereich in einer Richtung verstellt, wodurch die Korrektur nach Beendigung des Schwenk- oder Neigungsvorgangs erschwert würde.
Zur Lösung dieses Problems ist die in dem Korrektursystem 310 enthaltene optische Umkehreinrichtung so ausgestaltet, daß sie durch die Ansteuerschaltung 309 mit einer nicht wahrnehmbaren Geschwindigkeit in ihre Anfangsposition zurückgebracht wird, wenn das vorgenannte Triggersignal erzeugt wird. Daher beginnt der Erschütterungs-Korrekturvorgang nach Beendigung des Schwenk- oder Neigungsvorgangs immer in der Anfangsposition. Dieser Aufbau stellt somit einen maximalen Korrekturbereich sicher.
Bezugnehmend auf Fig. 12 kann die Funktionsweise der Repräsentativ-Bewegungsvektor-Berechnungsschaltung 301 und die der Korrektursignal-Erzeugungsschaltung 307 wie folgt rekapituliert werden:
Im Falle der Bildebenenmuster (1), (2) oder (3): Der Bewegungsvektor i eines jeden Blocks auf der Bildebene wird unter dem Einfluß der Bewegung der Kamera erhalten. Daher muß die Möglichkeit eines Schwenkens oder Neigens berücksichtigt werden. In diesem Fall wird das Schwenk-Neigungs-Steuersignal PTCONT daher auf "1" gesetzt, um das Schwenk-Neigungs-Bestimmungssignal PTMODE der Schwenk-Neigungs-Bestimmungsschaltung 315 zu berücksichtigen. Als Resultat kann ein UND-Ausgang mit einem dem Signal PTMODE entsprechenden Wert erhalten werden. Daher führt das Ausführungsbeispiel keine Erschütterungskorrektur durch, wenn sich das Signal PTMODE bei einem Schwenk- oder Neigungsvorgang auf "1" befindet. Wird kein Schwenken oder Neigen durchgeführt und das Signal PTMODE befindet sich auf "0", so führt das Ausführungsbeispiel eine Erschütterungskorrektur durch.
Im Falle des Bildebenenmusters (4): Der Einfluß der Kamerabewegung ist vernachlässigbar. Der Bewegungsvektor des Objekts wird als der repräsentative Bewegungsvektor verwendet. Eine Berücksichtigung des Schwenk-Neigungs-Betriebsartbestimmungssignals PTMODE ist nicht erforderlich. Das Schwenk-Neigungs- Steuersignal PTCONT wird auf "0" gesetzt und der UND-Ausgang befindet sich auf "0". Zusammenfassend führt das Ausführungsbeispiel in diesem Fall immer eine Erschütterungskorrektur durch.
Bai der gemäß dem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel aufgebauten Bildabtastvorrichtung wird die Bewegung der Kamera mittels des Winkelgeschwindigkeitssensors 311 erfaßt, der auf der Kamera montiert ist; es erfolgt eine Überprüfung hinsichtlich eines Schwenkens oder Neigens durch Erfassen mittels der Sensorsignal-Verarbeitungsschaltung 312, des A/D- Umsetzers 313 und der Kamerabewegungsvektor-Berechnungsschaltung 314, ob der Kamerabewegungsvektor cam und die Kamerabewegung in einer Richtung länger als eine vorgegebene Zeitdauer andauern; und das Ergebnis daraus wird in Form des Schwenk-Neigungs-Betriebsartsignals PTMODE erzeugt.
Ein entsprechend dem durch den Bildsensor 302 und die Kamerasignalverarbeitungsschaltung 303 erhaltenen Objektbild erhaltenes Videosignal wird durch den A/D-Umsetzer 304 in ein Digitalsignal umgewandelt. Danach wird anhand des Digitalsignals der Verteilungszustand der Bewegungsvektoren i (i = 1, 2, ---, n) von auf der Bildabtastebene festgelegten n Blöcken durch die Blockbewegungsvektor-Erfassungsschaltung 305 anhand des Digitalsignals erfaßt.
Der Kamerabewegungsvektor cam wird mit dem Bewegungsvektor i eines jeden Blocks auf der Bildabtastebene verglichen. Ihre Korrelation wird durch den vorstehend beschriebenen Algorithmus geschätzt zum Erhalten des die Bildebene repräsentierenden Bewegungsvektor . Gleichzeitig erfolgt eine Überprüfung hinsichtlich dem Erfordernis des Berücksichtigens einer Schwenk- oder Neigungs-Kamerabewegung. Als Resultat wird das Schwenk-Neigungs-Steuersignal PTCONT erzeugt, um anzuzeigen, ob die Schwenk- oder Neigungsbewegung der Kamera berücksichtigt werden muß, oder nicht.
Danach berechnet die Korrektursignal-Erzeugungsschaltung 307 einen Linsenkorrekturgrad driv zur Erschütterungskorrektur entsprechend dem repräsentativen Bewegungsvektor , dem Schwenk-Neigungs-Steuersignal PTCONT und dem Schwenk-Neigungs-Betriebsartsignal PTMODE. Ein somit erhaltenes Linsenkorrektursignal wird der Ansteuerschaltung 309 über den D/A- Umsetzer 308 zugeführt, um dadurch das Korrektursystem 310 zum Korrigieren des Linsensystems entsprechend dem Erschütterungsgrad anzusteuern.
Der Aufbau gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel stellt somit ein Erschütterungs-Korrektursystem bereit, das eine Korrektur der Bildverwacklungen unter Berücksichtigung sowohl der Bewegung der Kamera als auch der des Objekts ermöglicht.
Wie vorstehend beschrieben, umfaßt die erfindungsgemäße Bildabtastvorrichtung eine Einrichtung zum Extrahieren einer Information über die Bewegung des externen Sensors und der Videokamera und eine Einrichtung zum Vergleichen des Bildbewegungsvektors mit der Information über die Bewegung der Videokamera, zusätzlich zum Aufbau zum Extrahieren des Bildbewegungsvektors durch den Bildverarbeitungsvorgang an dem von der Bilderfassungseinrichtung erhaltenen Bildsignal. Der Grad der Erschütterungskorrektur wird auf Grundlage des Ergebnisses eines durch die Vergleichseinrichtung durchgeführten Berechnungsvorgangs erhalten. Das Ausführungsbeispiel übertrifft somit die lediglich von einem externen Sensor abhängigen üblichen Geräte nicht nur hinsichtlich Präzision, Empfindlichkeit und Ansprechverhalten, sondern auch hinsichtlich der Möglichkeit einer Unterscheidung zwischen einer Bildbewegung aufgrund eines bewegten Objekts und einer Bildbewegung aufgrund der Bewegung der Videokamera. Daher ist jede keine Korrektur erfordernde Bildbewegung von einer zu korrigierenden Bildbewegung unterscheidbar. Die Fehlerwahrscheinlichkeit eines Erschütterungs-Korrektursystem kann daher erfindungsgemäß stark verringert werden. Ein weiterer herausragander Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine fehlerhafte Aktion aufgrund der Objektbewegung dadurch verhindert werden kann, daß der Betrieb des Erschütterungskorrektursystems angehalten werden kann, wenn auf Grundlage der Größe des Kamerabewe- gungsvektors festgestellt wird, daß sich die Kamera nicht bewegt.
Eine automatische Bildstabilisierungsvorrichtung, die vorgesehen ist zur Erfassung der Bildbewegungsinformation aus einem aufgenommenen und von einem Bildsensor erzeugten Bildsignal und zur Verminderung der Bildbewegung umfasst eine Bewegungserfassungsschaltung, die eine Bewegungsvektorinformation für jeden einer Vielzahl von Teilen einer Bildebene erhält, und eine Gewichtungseinstellungsschaltung, die vorgesehen ist zum Zuordnen einer Gewichtung zu jeder Bewegungsvektorinformation und zur Veränderung des Gewichtungsgrads in Abhängigkeit von den fotografischen Bedingungen. Eine Kamera zur Verwendung dieser Einrichtung ist vorgesehen zur Korrektur der Verwackelung der Kamera auf der Basis des Ergebnisses eines Berechnungsvorgangs, der durchgeführt wurde entsprechend einer Verwackelung der Kamera, die aus einem von dem Bildsensor erzeugten Signal ermittelt wurde, in Verbindung mit einer Erschütterung der Kamera, die in physikalischer Weise mittels eines Beschleunigungsaufnehmers erfasst wurde.

Claims

1. Bildempfangsvorrichtung zur Erfassung der Bewegung eines zu empfangenden Bilds eines Objekts, mit:

einer Bildempfangseinrichtung (12, 13) zum Empfangen des Bilds des Objekts und zur Erzeugung eines Bildsignals, und

einer Bewegungserfassungseinrichtung (51, 52) zum Empfangen des Bildsignals, wobei die Bewegungserfassungseinrichtung vorgesehen ist zur Bestimmung von Bewegungsvektoren zur Angabe der Größe und Richtung der Bildbewegung innerhalb einer Bildebene der Bildempfangseinrichtung (12, 13),

einer Berechnungseinrichtung (53), die vorgesehen ist zur Berechnung eines Bildbewegungsvektors zur Angabe der Größe und Richtung der Bewegung des Bilds auf der Basis der von der Bewegungserfassungseinrichtung (51, 52) erhaltenen Bewegungsvektoren,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Bewegungserfassungseinrichtung (51, 52) eine Einrichtung (51) umfasst zur Berechnung des Bewegungsvektors innerhalb eines jeweiligen aus einer Vielzahl von Aufteilungsbereichen, die die Bildebene bilden, und

eine Gewichtungseinrichtung (54) mit der Berechnungseinrichtung (53) verbunden ist und unterschiedliche Gewichtungen bei den Bewegungsvektoren in der Mitte und in Randbereichen der Bildebene anwendet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtungssteuerungseinrichtung (54) vorgesehen ist zur Anwendung einer größeren Gewichtung bei den Randbereichen der Bildebene als bei der Anwendung der Gewichtung im mittleren Bereich derselben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtungssteuerungseinrichtung vorgesehen ist zur Anwendung einer vergrößerten Gewichtung im mittleren Bereich und zur Anwendung einer verminderten Gewichtung in dem Randbereich, wenn die Vorrichtung zur Verfolgung eines sich bewegenden Objekts verwendet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine Bewegungskorrektureinrichtung (1, 205, 310) zur Korrektur der Bewegung des Bilds auf der Basis des Bildbewegungsvektors.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit:

einer Bildaufnahmeeinrichtung (201); 302, 303) zum Empfangen eines Bilds eines Objekts und zur Erzeugung eines Bildsignals,

einer ersten Bewegungserfassungseinrichtung (202; 305) zum Empfangen eines Bildsignals, und wobei die Einrichtung vorgesehen ist zur Bestimmung von Bewegungsvektoren zur Angabe der Größe und Richtung der Bildbewegungen innerhalb der Bildebene entsprechend der Bildaufnahmeebene der Bildaufnahmeeinrichtung (201; 302, 303),

einer Erfassungseinrichtung (206; 311), die fest an der Vorrichtung angeordnet ist, zur physikalischen Erfassung der Bewegungen der Kameraeinrichtung und zur Erzeugung eines Bewegungssignals,

einer zweiten Bewegungserfassungseinrichtung (207; 312, 313, 314) zum Empfangen des Bewegungssignals aus der Erfassungseinrichtung (206; 311) zur Erfassung des Bewegungsvektors der Kameraeinrichtung,

einer Berechnungseinrichtung (203; 306) zur Berechnung eines Bildbewegungsvektors zur Angabe der Größe und der Richtung der Bewegung des Bilds auf der Basis des von der ersten Bewegungserfassungseinrichtung (202; 305) und der zweiten Bewegungserfassungseinrichtung (207; 312, 313, 314) erhaltenen Bewegungsvektoren, und

einer Korrektureinrichtung, die vorgesehen ist zur Korrektur der Bewegung des Bilds auf der Basis des Bildbewegungsvektors, so dass der Bewegungsvektor aufgehoben wird.