專利名稱：成像設(shè)備和成像控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)置有產(chǎn)生被攝體的獲取圖像的成像単元的成像設(shè)備。
背景技術(shù)：
當使用數(shù)字照相機或類似成像設(shè)備拍攝具有高對比度的場景時(諸如，逆光拍攝，或同時拍攝室內(nèi)和室外)，由于成像元件的不充分的動態(tài)范圍，可能發(fā)生細節(jié)丟失。換言之，圖像的明亮部分可能變得飽和并且爆發(fā)(blown out)(即，過度曝光)，而暗的部分可能變得厚化(即，曝光不足)。即使當執(zhí)行曝光控制時，也可能發(fā)生這種細節(jié)丟失。已經(jīng)公開了用于減輕上述缺點的技術(shù)，其中通過合成以不同的曝光時間設(shè)置進行兩次拍攝而獲得的長曝光圖像和短曝光圖像，成像設(shè)備產(chǎn)生高動態(tài)范圍的合成圖像(例如，見日本待審專利申請公開號No. 2008-271368)。成像設(shè)備配置為通過以下方式來抑制過度曝光首先根據(jù)合成圖像的亮度柱狀圖檢測過度曝光，并且然后確定不發(fā)生過度曝光的短曝光時間。

發(fā)明內(nèi)容
然而，雖然在上面的JP — A — 2008 一 271368中公開的成像設(shè)備中自動調(diào)整短曝光時間，但是該調(diào)整可能不適合地反映場景中的對比度。例如，如果成像設(shè)備被配置為確定被攝體的亮度范圍(即，最大亮度和最小亮度之間的差)，并且然后根據(jù)該亮度范圍設(shè)置不同的曝光時間，則可能有效地利用成像元件(即，成像裝置)的動態(tài)范圍，并且產(chǎn)生滿意的合成圖像。鑒于上述問題，希望提供一種能夠有效地利用成像裝置的動態(tài)范圍，并且通過進行適合地反映被攝體的亮度范圍的多次拍攝，產(chǎn)生滿意的合成圖像的成像設(shè)備的技木。根據(jù)本發(fā)明的實施例的成像設(shè)備包括成像単元，被配置為接收穿過具有光圈機構(gòu)的成像光學(xué)系統(tǒng)的被攝體光，并且產(chǎn)生相應(yīng)于被攝體的獲取圖像；亮度信息獲取器，被配置為對預(yù)定的測光區(qū)域進行測量，并且獲取關(guān)于被攝體的亮度信息；檢測器，被配置為基于由亮度信息獲取器獲取的高亮度信息和低亮度信息檢測被攝體的亮度范圍；成像控制器，被配置為設(shè)置具有步長的曝光控制值的范圍，并且使用成像單元進行多次拍攝(即，多次成像)，所述步長與以預(yù)定系數(shù)k (其中0〈k〈l)乘以由檢測器檢測到的亮度范圍而獲得的值相應(yīng)，其中以曝光控制值范圍內(nèi)的各不同曝光控制值設(shè)置多次拍攝；和圖像合成器，被配置為通過合成從作為成像單元進行多次拍攝的結(jié)果獲得的多個圖像中提取的圖像部分而產(chǎn)生合成圖像。當只進行一次拍攝吋，為該單次拍攝設(shè)置的單個曝光控制值包含在所述曝光控制值的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，檢測與被攝體相符的亮度范圍，并且將曝光控制值范圍的步長設(shè)置為具有相應(yīng)于以預(yù)定系數(shù)k (其中0〈k〈l)乘以該亮度范圍而獲得的值。然后使用成像単元或類似裝置進行以曝光控制值范圍內(nèi)的各個不同曝光控制值設(shè)置的多次拍攝。然后，合成從通過多次拍攝而獲得的多個圖像中提取的圖像部分，以便產(chǎn)生合成圖像。此處，當只進行一次拍攝時，為該單次拍攝設(shè)置的單個曝光控制值包含在所述曝光控制值的范圍內(nèi)。結(jié)果，有效地利用了成像裝置的動態(tài)范圍，并且通過進行適合地反映被攝體的亮度范圍的多次拍攝，產(chǎn)生滿意的合成圖像。


圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的成像設(shè)備的外部配置；圖2示出了根據(jù)第一個實施例的成像設(shè)備的外部配置；圖3是示出了成像設(shè)備的功能配置的方框圖；
圖4是用于解釋測光元件的配置的圖；圖5示出了示例的線圖；圖6A是用于解釋通過圖像合成實現(xiàn)的高動態(tài)范圍的圖；圖6B是用于解釋通過圖像合成實現(xiàn)的高動態(tài)范圍的圖；圖6C是用于解釋通過圖像合成實現(xiàn)的高動態(tài)范圍的圖；圖7是用于解釋用于設(shè)置不同曝光控制值的技術(shù)的圖；圖8是示出了根據(jù)第一個實施例的成像設(shè)備的基本操作的流程圖；圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的成像設(shè)備的基本操作的流程圖；圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的第三個實施例的成像設(shè)備的基本操作的流程圖；圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明的第四個實施例的成像設(shè)備的基本操作的流程圖；圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的第五個實施例的成像設(shè)備的基本操作的流程圖；圖13是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的第六個實施例的成像設(shè)備的操作的圖；圖14是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的第七個實施例的成像設(shè)備中的測光元件的配置的圖；圖15示出了處理從各個測光單元輸出的電荷的處理電路；圖16是示出了處于測光亮度極限或高于該極限的測光單元的數(shù)目和混合比之間的關(guān)系的圖；圖17是示出了根據(jù)第七個實施例的成像設(shè)備的基本操作的流程圖；圖18是示出了根據(jù)本發(fā)明的第八個實施例的場景的絕對亮度和用于成像設(shè)備中的加權(quán)計算的系數(shù)之間的關(guān)系的圖；和圖19是示出了根據(jù)第八個實施例的成像設(shè)備的基本操作的流程圖。
具體實施例方式<第一實施例>[成像設(shè)備的主要配置]圖I和2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的成像設(shè)備IA的外部配置。圖I是成像設(shè)備IA的外部前視圖，而圖2是成像設(shè)備IA的外部后視圖。此處成像設(shè)備IA被配置為可互換鏡頭的數(shù)字單鏡頭反射(DSLR)照相機。
如圖I所示，成像設(shè)備IA具有照相機主體2。可互換鏡頭3，即可互換的照相鏡頭単元，可被自由地附接到照相機主體2上和被從照相機主體2上卸下?？苫Q鏡頭3主要包括透鏡筒36，以及透鏡組37 (見圖3)和設(shè)置在透鏡筒36內(nèi)部的光圈38 (見圖3)。透鏡組37用作成像光學(xué)系統(tǒng)，并且包括透鏡，諸如，用于通過沿著光軸移動來調(diào)整焦點的聚焦透鏡。在照相機主體2的前側(cè)近似中央處，設(shè)有圓形底座Mt，可互換鏡頭3被安裝在圓形底座Mt內(nèi)。在圓形底座Mt附近提供了用于附接和卸下可互換鏡頭3的附接按鈕89。另外，在照相機主體2的前部的左上側(cè)提供了曝光模式標度盤82，而在照相機主體2的前部的右上側(cè)提供了控制值標度盤86。通過操作曝光模式標度盤82，可以從各種模式(諸如將在后面描述的程序曝光模式、光圈優(yōu)先模式、快門速度優(yōu)先模式、手動曝光模式和場景選擇器模式)中進行選擇。另外，通過操作控制值標度盤86，例如，可以設(shè)置曝光模式中的控制值。例如，借助于控制值標度盤86，可以基于用戶輸入指定光圈38的光圈值或 成像元件5 (見圖3)的快門速度(S卩，曝光時間)。另外，在照相機主體2的前部的右邊緣提供了用于用戶握持的手柄14。在手柄14的頂部，提供了用于發(fā)出開始曝光的指令的釋放按鈕11。在手柄14內(nèi)部，提供了電池室和卡室。電池室容納有照相機的電源。該電源可以是二次電池諸如鎳金屬氫化物可再充電電池，或原電池(primary battery)諸如堿性電池。卡室配置為可移動地容納用于記錄拍攝圖像的圖像數(shù)據(jù)的存儲卡90 (見圖3)。釋放按鈕11是能夠檢測兩個狀態(tài)半按壓狀態(tài)(狀態(tài)SI)和完全按壓狀態(tài)(狀態(tài)S2)的兩階段按鈕。當釋放按鈕11被按下一半并且進入狀態(tài)SI時，成像設(shè)備IA進行用于獲取被攝體的記錄靜止圖像(即，原像(primary image))的預(yù)備操作(諸如,例如，AF和AE控制操作)。當進ー步按壓釋放按鈕11并且進入狀態(tài)S2時，成像設(shè)備IA進行獲取原像的拍攝操作(換言之，執(zhí)行一系列操作，其中使用成像元件5 (圖3)對被攝體(更具體地，從被攝體反射的光的圖像)進行曝光，并且然后對作為曝光的結(jié)果獲得的圖像信號執(zhí)行預(yù)定的圖像處理)。在圖2中，在照相機主體2的背部近似中央的上側(cè)提供取景器窗ロ 10。通過觀察該取景器窗ロ 10，用戶能夠觀看從可互換鏡頭3導(dǎo)入的被攝體光，并且進行拍攝構(gòu)圖。在圖2中，在照相機主體2的背部近似中央提供后部顯示器12。例如，可以借助于彩色液晶顯示器(LCD)實現(xiàn)后部顯示器12。后部顯示器12能夠顯示用于設(shè)置諸如拍攝參數(shù)的選項的菜單畫面。另外，當處于回放模式中時，后部顯示器12能夠回放(S卩，顯示)記錄在存儲卡90上的拍攝圖像。后部顯示器12還能夠顯示示出被攝體的視頻的實時視圖(即，預(yù)覽)?；谠趯嶋H拍攝(即，為了記錄圖像而執(zhí)行的拍攝)之前由成像元件5連續(xù)產(chǎn)生的圖像信號顯示實時視圖。實時視圖使得用戶能夠觀看將由成像元件5拍攝的被攝體。通過主控制器IOlA (見圖3)設(shè)置實時視圖模式，其中由后部顯示器12執(zhí)行上述的實時視圖顯示。在后部顯示器12的左上方提供了主開關(guān)81。主開關(guān)81是兩點滑動開關(guān)。當開關(guān)觸點被設(shè)置在左側(cè)上的OFF位置吋，關(guān)閉設(shè)備的電源。當開關(guān)觸點被設(shè)置在右側(cè)上的ON位置時，接通設(shè)備的電源。在后部顯示器12的右側(cè)提供了方向鍵84。方向鍵84是圓形按鈕，其配置為分別檢測上下左右四路方向按壓，以及右上、左上、右下和左下的四路斜線(diagonal)按壓。此處，方向鍵84還配置為檢測與上面8個方向按壓分離的中央按壓按鈕的按壓。在后部顯示器12的左側(cè)提供了設(shè)置按鈕組83，設(shè)置按鈕組83包括例如用于執(zhí)行，諸如，指定菜單畫面設(shè)置和刪除圖像的動作的多個按鈕?，F(xiàn)在參考圖3給出成像設(shè)備IA的功能的概述。圖3是示出了成像設(shè)備IA的功能配置的方框圖。如圖3所示，成像設(shè)備IA具有用戶接ロ 80、主控制器101A、鏡頭控制器121、光圈控制器122、快門控制器123和圖像處理器50。用戶接ロ 80包括各種按鈕、開關(guān)和類似元件，包括釋放按鈕11 (見圖I)。響應(yīng)由用戶相對于用戶接ロ 80做出的輸入操作，主控制器IOlA實現(xiàn)各種操作。測光元件44是例如提供在光學(xué)取景器內(nèi)的傳感器。測光元件44接收穿過可互換 鏡頭3的光束，并且檢測被攝體的亮度。如圖4所示，在測光元件44中建立有測光區(qū)域Et。測光區(qū)域Et由成像元件5的成像區(qū)域Rs內(nèi)的以蜂窩結(jié)構(gòu)布置的多個單獨的測光區(qū)Ea構(gòu)成。測光元件44被配置為在每個測光區(qū)Ea中単獨地檢測關(guān)于被攝體的亮度信息。換言之，借助于測光元件44，可以對測光區(qū)域Et進行測光，并且可以獲取關(guān)于被攝體的亮度信息?；趤碜詼y光元件44的亮度信息，測光計45產(chǎn)生被攝體的測光數(shù)據(jù)。如后面所述，借助于測光計45，由測光元件44獲取的最大亮度信息(即，高亮度信息)和最小亮度信息(即，低亮度信息)可被用作檢測關(guān)于被攝體的亮度范圍的基礎(chǔ)。隨后，由測光計45產(chǎn)生的測光數(shù)據(jù)被輸入到曝光控制器102，并且為被攝體計算適合的曝光控制值。使用上面的測光元件44和測光計45，可以在成像設(shè)備IA中選擇下面三個測光模式中的ー個測量模式多段測量模式、中心加權(quán)測量模式和點測量模式。此處，多段測量模式涉及獨立地測量圖4所示的測光區(qū)域Et中的每個測光區(qū)Ea。在多段測量模式中，使用距離信息以及由測光區(qū)Ea給出的被攝體的亮度信息還可以計算適合的亮度值。中心加權(quán)測量模式涉及通過對成像畫面的中心部分進行加權(quán)測量來計算適合的亮度值，其中權(quán)重在中心測光區(qū)Eao的方向上増加。同時，點測量模式涉及通過僅對中心測光區(qū)Eao (見圖4)進行點測量來計算適合的亮度值。換言之，在點測量模式中，測量集中在圖4所示的測光區(qū)域Et內(nèi)的特定點區(qū)域Eao上。例如，可以借助于微處理器實現(xiàn)主控制器101A，并且主控制器IOlA主要具有諸如CPU、RAM和ROM的組件。通過讀出存儲在ROM中的程序，并且然后以CPU執(zhí)行該程序，主控制器IOlA以軟件實現(xiàn)各種功能。例如，主控制器IOlA包括曝光控制器102、AF控制器103和成像控制器104，它們中的每ー個都被以軟件實現(xiàn)。曝光控制器102借助于預(yù)定的曝光計算確定曝光控制值。根據(jù)曝光模式或其它設(shè)置信息，并且根據(jù)當被攝體光入射到測光元件44上時，基于測光元件44的輸出由測光計45獲得的測光數(shù)據(jù)來計算曝光控制值。另外，當為后面描述的圖像合成進行多次拍攝時，曝光控制器102確定相應(yīng)的曝光控制值(即，快門速度和光圈值)。另外，借助于曝光控制器102，可以選擇下列五種曝光模式之一程序曝光模式、場景選擇器模式、光圈優(yōu)先模式、快門速度優(yōu)先模式和手動曝光模式。此處，程序曝光模式(也稱為P模式)是這樣的曝光模式，其中基于例如圖5中所示的程序線形圖(program linechart)得出適合的曝光值。該線圖定義了快門速度TV (其中TV = Iog2 (1/T)，并且T是以秒表示的快門速度)和光圈AV之間的關(guān)系。在場景選擇器模式中，類似于上面的程序曝光模式，準備了定義快門速度和光圈兩者的多個線圖(見圖5)。為諸如人物和風景的不同類型的場景準備所述多個線圖。然后，通過根據(jù)適合于當前場景的線圖確定光圈值和快門速度的組合，獲得適合的曝光。在光圈優(yōu)先模式中(也稱為A模式)，通過根據(jù)已被用戶設(shè)置的光圈值自動確定快門速度，獲得適合的曝光。類似地，在快門速度優(yōu)先模式(也稱為S模式)中，通過根據(jù)已被用戶設(shè)置的快門速度自動確定光圈值，獲得適合的曝光。手動曝光模式使得用戶能夠使用快門速度和光圈值的任意設(shè)置值，以所希望的曝光值進行拍攝。AF控制器103可以例如包括用于接收被攝體光并且使用相檢測技術(shù)(S卩，相檢測AF)檢測聚焦的相檢測AF模塊(未示出)。使用相檢測AF模塊，AF控制器103根據(jù)兩個被攝體圖像之間的間隔檢測聚焦位置的面內(nèi)失準(即，散焦量)。在設(shè)置于被攝體成像區(qū)域內(nèi)的多個AF區(qū)域中的每ー個內(nèi)進行這種散焦檢測。然后適當?shù)剡x擇AF區(qū)域之一的散焦量，并且將聚焦透鏡驅(qū)動到聚焦目標位置。
當拍攝具有相對高對比度的場景時，例如，成像控制器104獲取將被用作合成圖像的基礎(chǔ)的多個拍攝圖像。出于這個原因，成像控制器104以各個不同曝光控制值設(shè)置(稍后詳細描述)進行多次拍攝。通過控制致動器或類似馬達的驅(qū)動，鏡頭控制器121使得可互換鏡頭3的透鏡組37內(nèi)的聚焦透鏡和縮放透鏡移動。鏡頭控制器121通過基于來自主控制器IOlA的輸入信號產(chǎn)生控制信號進行驅(qū)動控制。這樣ー來，可以修改AF控制或焦距(即，縮放因子)。光圈控制器122通過控制致動器或類似馬達的驅(qū)動，修改作為光圈機構(gòu)的光圈38的光圈直徑。光圈控制器122通過基于來自主控制器IOlA的輸入信號產(chǎn)生控制信號進行驅(qū)動控制?？扉T控制器123通過控制致動器或類似馬達的驅(qū)動，控制快門4的打開和關(guān)閉?？扉T控制器123通過基于來自主控制器IOlA的輸入信號產(chǎn)生控制信號進行驅(qū)動控制。成像元件5包括例如以ニ維矩陣布置的多個包含光電ニ極管的像素。為每個像素的光敏表面使用CMOS顏色區(qū)域傳感器。CMOS顏色區(qū)域傳感器例如具有I :2 1的紅(R)、綠(G)和藍(B)Bayer mosaic顏色濾波器，每個濾波器表現(xiàn)出各自不同的譜特性。在如上面那樣配置的成像元件5中，被攝體光被通過光電活動轉(zhuǎn)換為電信號，并且產(chǎn)生相應(yīng)于原像的圖像信號(即，用于圖像記錄的圖像信號)。換言之，成像元件5接收穿過可互換鏡頭3的被攝體光，并且產(chǎn)生相應(yīng)于該被攝體的獲取圖像。響應(yīng)于通過定時控制電路(未示出)從主控制器IOlA輸入的驅(qū)動控制信號(S卩，電荷積聚開始和停止信號)，聚焦在成像元件5的光敏表面上的被攝體圖像被曝光(S卩，通過光電轉(zhuǎn)換積聚電荷)，并且產(chǎn)生相應(yīng)于被攝體圖像的圖像信號。另外，響應(yīng)于通過定時控制電路從主控制器IOlA輸入的讀出控制信號，成像元件5將圖像信號輸出到A/D轉(zhuǎn)換器51。由成像元件5獲取的圖像信號被A/D轉(zhuǎn)換器51轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并且然后被輸入圖像處理器50。圖像處理器50數(shù)字地處理從A/D轉(zhuǎn)換器51輸入的圖像數(shù)據(jù)，并且產(chǎn)生相應(yīng)于獲取圖像的圖像數(shù)據(jù)。此處，圖像處理器50具有黑色電平校正器52、白平衡(WB)校正器53、像素插值器54、色調(diào)校正曲線確定単元55、色調(diào)轉(zhuǎn)換器56和壓縮圖像產(chǎn)生器57。黑色電平校正器52將圖像信號的最深部分設(shè)置為參考黑色電平。
WB校正器53轉(zhuǎn)換RGB像素數(shù)據(jù)的每個顏色電平，以便校正由于拍攝所使用的光源的色溫引起的顏色不平衡。像素插值器54對作為前面所述的Bayer mosaic模式的結(jié)果在成像元件5的顏色濾波器中出現(xiàn)的缺失顏色像素進行插值。色調(diào)校正曲線確定単元55和色調(diào)轉(zhuǎn)換器56確定用于該獲取圖像的最佳校正曲線(即，伽馬校正曲線)，同時還使用該校正曲線對圖像數(shù)據(jù)(即，RGB數(shù)據(jù))進行色調(diào)校正。壓縮圖像產(chǎn)生器57對處理后的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行例如壓縮處理，諸如JPEG，并且把結(jié)果存儲為記錄在圖像存儲器91內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)。圖像處理器50還具有對齊單元58和圖像合成器59。對齊單元58獲取由成像元件5連續(xù)成像并且存儲在圖像存儲器91內(nèi)的多個獲取 圖像，并且為后續(xù)的圖像合成對齊所述多個獲取圖像。在此處的對齊單元58中，例如，根據(jù)成像設(shè)備IA的搖動信息檢測圖像間的失準，并且然后基于檢測到的失準執(zhí)行對齊。圖像合成器59獲取已被對齊單元58對齊的多個圖像，并且合成所述多個圖像，以便如后面所述，適合地擴展獲得的合成圖像的動態(tài)范圍。換言之，圖像合成器59合成提取自通過用成像元件5進行多次拍攝獲得的多個獲取圖像的圖像部分，并且產(chǎn)生過度曝光和曝光不足兩者都得以抑制的合成圖像。隨后，這樣產(chǎn)生的合成圖像被通過主控制器IOlA記錄在存儲卡90上。當在如上所述配置的成像設(shè)備IA中拍攝具有高對比度的被攝體吋，以不同的曝光控制值連續(xù)拍攝多個圖像，并且然后將它們合成在一起。這樣ー來，可以獲得高動態(tài)范圍的被攝體圖像?，F(xiàn)在將詳細描述不同曝光控制值的上述圖像拍攝。[不同曝光控制值的拍攝]在本實施例的成像設(shè)備IA中，通過以不同曝光控制值進設(shè)置行兩次拍攝，可以獲取兩個圖像。然后可將獲得的兩個圖像合成在一起。結(jié)果，成像設(shè)備IA能夠產(chǎn)生相對于成像元件5具有高動態(tài)范圍的圖像。當將被拍攝的場景中存在高對比度時，成像元件5的動態(tài)范圍可能不能完全覆蓋場景中出現(xiàn)的對比度范圍。出于這個原因，對相同被攝體的單次拍攝可能導(dǎo)致類似于圖6A所示的圖像Ga中的厚化(blocked up)(即，曝光不足)部分Ea,或類似于圖6B所示的圖像Gb中的瀑發(fā)(blown out)(即，過度曝光)部分Eb。因此,在本實施例的成像設(shè)備IA中，通過在修改快門速度(即，改變曝光)的同時拍攝相同的被攝體來獲取多個圖像(諸如例如，兩個圖像Ga和Gb)。通過合成圖像Ga中的未曝光不足圖像部分Da和圖像Gb中的未過度曝光圖像部分Db，可以創(chuàng)建具有偽擴展動態(tài)范圍的被攝體圖像，例如，圖6C所示的合成圖像Ge。更具體地，相同場景被拍攝兩次。在第一次拍攝中，強調(diào)被攝體的明亮部分，并且以使用明亮部分作為參考(下面也稱為明亮參考)的曝光控制值拍攝被攝體。在第二次拍攝中，強調(diào)被攝體的暗部分，并且以使用暗部分作為參考(下面也稱為暗參考)的曝光控制值拍攝被攝體。這樣ー來，以明亮參考曝光拍攝的圖像Ga (見圖6A)包含適合地再現(xiàn)了高亮色調(diào)的圖像部分Da以及曝光不足部分Ea。同吋，以暗參考曝光拍攝的圖像Gb(見圖6B)包含適合地再現(xiàn)了半色調(diào)(shadow tone)的圖像部分Db以及過度曝光部分Eb。通過將從另一個圖像Gb中提取的圖像部分Db插入到由于明亮參考曝光而出現(xiàn)在圖像Ga中的曝光不足部分Ea，并且類似地通過把從另ー個圖像Ga中提取的圖像部分Da插入到由于暗參考曝光而出現(xiàn)在圖像Gb中的過度曝光部分Eb，可以產(chǎn)生包含分別再現(xiàn)了高亮色調(diào)和半色調(diào)的圖像部分Da和Db的合成圖像Ge (見圖6C)，從而使得可以擴展動態(tài)范圍。因 此在上述成像設(shè)備IA中，可以通過合成使用不同的曝光控制值設(shè)置以成像元件5連續(xù)獲取的兩個圖像來擴展動態(tài)范圍。下面，將參考圖7描述用于設(shè)置不同曝光控制值的技木。圖7是用于解釋用于設(shè)置不同曝光控制值的技術(shù)的圖。圖7的上部示出了亮度柱狀圖HG (下面也簡稱為柱狀圖HG)。柱狀圖HG示出了例如由成像元件5在實時視圖模式中獲取的圖像的亮度分布。首先，在示出被攝體的亮度信息的柱狀圖HG中，檢測最大(即，最高)亮度值Bmax和最小(即，最低)亮度值Bmin。換言之，根據(jù)基于成像元件5獲得的圖像的柱狀圖HG，檢測最大亮度值Bmax和最小亮度值Bmin。此處，通過從柱狀圖HG中具有最大亮度值的像素開始，在亮度減小的方向上計數(shù)某個數(shù)目的像素a (其中a例如是若干像素)，尋找最大亮度值Bmax。計數(shù)后得到的像素的亮度值被作為最大亮度值Bmax。類似地，通過從柱狀圖HG中具有最小亮度值的像素開始，在亮度增加的方向上計數(shù)某個數(shù)目的像素a (其中a例如是若干像素)，尋找最小亮度值Bmin。計數(shù)后得到的像素的亮度值被作為最小亮度值Bmin。如果以這種方式設(shè)置最大和最小亮度值Bmax和Bmin,則例如可以將過度曝光或曝光不足的單像素尖峰作為錯誤消除，并且可以獲得適合的最大和最小亮度值Bmax和Bmin。應(yīng)當理解，還可以檢測最大和最小亮度值Bmax和Bmin,而不用基于由成像元件5在實時視圖模式中獲得的被攝體圖像創(chuàng)建柱狀圖HG。而是，可以根據(jù)通過接收被攝體光的測光元件44中的相應(yīng)測光區(qū)Ea (見圖4)獲得的亮度值，檢測最大和最小亮度值。接著，在用戶設(shè)置的測光模式中在正常拍攝情況下(S卩，僅對場景進行單次拍攝)，將基于根據(jù)柱狀圖HG獲得的適合的被攝體亮度值計算適合的曝光控制值Bent。此處，當以上述曝光控制值Bcnt設(shè)置進行拍攝時，僅覆蓋相應(yīng)于成像元件5的動態(tài)范圍的亮度范圍Rd。出于這個原因，采用單次拍攝，可能出現(xiàn)曝光不足部分Ea(見圖6A)或過度曝光部分Eb (見圖6B)。從而，為了滿意地再現(xiàn)具有柱狀圖HG的亮度特性的被攝體，成像設(shè)備IA被配置為合成如前所述通過進行兩次拍攝獲得的兩個圖像。用于這兩次拍攝的相應(yīng)曝光控制值設(shè)置在此處被稱為明亮參考曝光控制值Budr和暗參考曝光控制值Bovr,并且使用下列等式I到4進行計算。ABp=(Bmax-Bcnt)Xk(I)ABq = (Bmin — Bent) Xk(2)Budr = Bcnt +ABp(3)Bovr = Bcnt +ABq(4)等式I和2中的常量k是具有在范圍0到I內(nèi)的值的預(yù)定系數(shù)，此處例如被設(shè)置為 0. 5。通過使用上面的等式I到4進行計算，計算明亮參考曝光控制值Budr和暗參考曝光控制值Bovi*。如以下面的等式5給出的，在這些曝光控制值之間產(chǎn)生曝光步長AB。AB= A Bp — A Bq(5)通過將上面的等式I和2代入等式5，獲得用于曝光步長AB的下列等式6。
AB = (Bmax — Bmin) Xk(6)因此設(shè)置具有相應(yīng)于以系數(shù)k乘以根據(jù)柱狀圖HG檢測到的亮度范圍(Bmax —Bmin)所獲得的值的曝光步長AB的曝光控制值范圍。然后，以落在曝光控制值的上述范圍內(nèi)的相應(yīng)不同曝光控制值Budr和Bovr進行兩次成像。這樣ー來，可以再現(xiàn)被攝體在相應(yīng)于成像元件5的動態(tài)范圍的相應(yīng)高亮度范圍Rdp和低亮度范圍Rdq (見圖7)內(nèi)的色調(diào)。此處，當本實施例的成像被執(zhí)行一次而不是兩次時(即，正常拍攝)，用于一次拍攝的適合的曝光控制值Bcnt (即，單次曝光控制值)設(shè)置被包含在具有曝光步長AB的曝光控制值范圍內(nèi)。結(jié)果，借助于圖像合成，可以適合地再現(xiàn)具有超出成像元件5的動態(tài)范圍的亮度范圍 (Bmax — Bmin)的被攝體,而不會出現(xiàn)過度曝光或曝光不足。下面，將使用特定的例子描述計算明亮參考曝光控制值Budr和暗參考曝光控制值Bovr的技木。下面的例子描述這樣的情況，其中作為用于具有最大亮度值Bmax 8. 0[EV]和最小亮度值Bmin 3. 0[EV]的被攝體的適合的曝光控制值，Bcnt被設(shè)置為6. 0[EV]。根據(jù)上面的等式I 和 2，首先計算 ABp = (8.0 — 6.0)X0.5=+1.0[EV^P ABq= (3. 0 —6. 0)X0. 5=— 1.5[EV]。隨后，將計算出的ABp和ABq代入等式3和4，得到Budr = 6. 0+1. 0=7. 0 [EV]和Bovr = 6. 0 — I. 5=4. 5 [EV]。從而分別在適合的曝光控制值Bcnt之上和之下(明亮參考曝光控制值Budr和暗參考曝光控制值Bovr)進行兩次拍攝。通過隨后合成兩個結(jié)果圖像，即使對于高對比度場景也可以產(chǎn)生具有滿意的色調(diào)再現(xiàn)的被攝體圖像?，F(xiàn)在描述如上配置的成像設(shè)備IA的具體操作。[成像設(shè)備IA的操作]圖8是示出了成像設(shè)備IA的基本操作的流程圖。圖8示出了用于以下情況的曝光控制操作，其中設(shè)置了多段測量模式，并且其中設(shè)置了上述的程序曝光模式或場景選擇器模式作為曝光模式。由主控制器IOlA執(zhí)行圖8所示的曝光控制操作。在步驟ST1，分析相應(yīng)于被攝體的場景的亮度分布。此時，例如可以基于由測光元件44檢測到的被攝體亮度信息，計算最大亮度值Bmax和最小亮度值Bmin。應(yīng)當理解，通過基于由成像元件5在實時視圖模式中獲取的圖像創(chuàng)建圖7以示例方式所示的柱狀圖HG，也可以計算最大亮度值Bmax和最小亮度值Bmin而不使用測光元件44。在步驟ST2，確定用于正常拍攝(S卩，進行單次拍攝的情況)的適合的曝光控制值，并且根據(jù)線圖設(shè)置參考光圈值。更具體地，借助于預(yù)定的曝光計算，計算前面描述的適合的曝光控制值Bcnt，并且然后將光圈值A(chǔ)Vr設(shè)置為參考光圈值。根據(jù)圖5所示的線圖中的表示曝光控制值Bcnt的下降線Le (即，虛線)與程序線Lp (即，粗實線)相交處的點PK，獲得光圈值A(chǔ)Vr。換言之，從線圖中根據(jù)適合的曝光控制值(即，單個曝光控制值)Bcnt確定光圈值A(chǔ)Vr，所述線圖定義了用于成像元件5的快門速度(即，曝光時間)和用于快門4的光圈值之間的關(guān)系。這個光圈值A(chǔ)Vr被設(shè)置為參考光圈值，該參考光圈值對于兩次拍攝保持恒定。在步驟ST3，計算相應(yīng)于為兩次拍攝設(shè)置的相應(yīng)曝光控制值之間的差的曝光步長A B。更具體地，基于在步驟STl中獲得的最大亮度值Bmax和最小亮度值Bmin，使用上述等式6計算曝光步長A B。在步驟ST4，固定光圈，并且為以明亮參考曝光控制值進行拍攝的情況確定快門速度TVp。更具體地，基于在步驟ST2獲得的適合的曝光控制值Bcnt，使用等式I和3計算明亮參考曝光控制值Budr。另外，使用圖5所示的線圖，根據(jù)明亮參考曝光控制值Budr設(shè)置快門速度TVp，而不改變上述光圈值A(chǔ)Vr。此處，快門速度TVp和交點PK處的快門速度之間的差Tk (見圖5)相應(yīng)于在等式I中計算的A Bp。在步驟ST5，為以暗參考曝光控制值進行拍攝的情況確定快門速度TVq。更具體地，基于在步驟ST2獲得的適合的曝光控制值Bcnt，使用上面的等式2和4計算暗參考曝光控制值Bovr。另外，使用圖5所示的線圖，根據(jù)暗參考曝光控制值Bovr設(shè)置快門速度TVq，而不改變上述光圈值A(chǔ)Vr。此處，快門速度TVq和交點PK處的快門速度之間的差Tj (見圖5)相應(yīng)于在等式2中計算的ABq。因此，在上面的步驟ST4和ST5中，基于明亮參考曝光控制值Budr和暗參考曝光控制值Bovr以及參考光圈值A(chǔ)Vr，設(shè)置用于兩次拍攝的相應(yīng)快門速度(即，曝光時間)TVp和TVq0這樣ー來，獲取了以不同曝光拍攝的兩個圖像。如果隨后由圖像合成器59合成這兩個圖像以便產(chǎn)生圖6C所示的合成圖像Ge，可以獲得與成像元件5的動態(tài)范圍相比具有擴展 的動態(tài)范圍的被攝體圖像。在上述成像設(shè)備IA中，檢測被攝體的最大亮度值Bmax和最小亮度值Bmin,并且然后將其代入上面的等式I到5，以便計算具有曝光步長AB的明亮參考曝光控制值Budr和暗參考曝光控制值Bovr。隨后,通過以分別為姆次拍攝設(shè)置的曝光控制值Budr和Bovr進行兩次拍攝，獲得兩個圖像。然后如圖6所示合成這兩個圖像，以便產(chǎn)生具有擴展的動態(tài)范圍的合成圖像。這樣ー來，即使對于高對比度場景，也可以進行適合地反映被攝體的亮度范圍的多次拍攝。因此，可以有效地利用成像元件5的動態(tài)范圍，并且產(chǎn)生抑制了過度曝光和曝光不足的滿意的合成圖像。換言之，當進行兩次拍攝時，如果未適合地設(shè)置根據(jù)場景的亮度范圍的曝光步長AB設(shè)置，則最終的合成圖像中很可能出現(xiàn)色調(diào)中斷。尤其是，如果在場景的亮度范圍較小時定義了過大的曝光步長AB，則將產(chǎn)生其范圍已經(jīng)擴展出了原始場景的范圍的被攝體圖像。這限制了應(yīng)被再現(xiàn)的色調(diào)的范圍，并且最終導(dǎo)致表現(xiàn)出下降的對比度的合成圖像。然而，由于在本實施例的成像設(shè)備IA中設(shè)置的各個曝光控制值取決于場景的亮度范圍，所以可以產(chǎn)生具有滿意對比度的合成圖像?！吹诙嵤├蹈鶕?jù)本發(fā)明的第二實施例的成像設(shè)備IB具有與第一實施例的成像設(shè)備IA類似的配置，但是在主控制器的配置方面不同。換言之，第二實施例的主控制器IOlB在ROM中存儲執(zhí)行下面描述的操作的程序。[成像設(shè)備IB的操作]圖9是示出了成像設(shè)備IB的基本操作的流程圖。圖9示出了用于下述的情況的曝光控制操作，其中設(shè)置了多段測量模式，并且其中設(shè)置了上述的光圈優(yōu)先模式作為曝光模式。由主控制器IOlB執(zhí)行圖9所示的曝光控制操作。在步驟ST11，進行與圖8所示的流程圖中的步驟STl的操作類似的操作。在步驟ST12，為正常拍攝(S卩，進行單次拍攝的情況)確定適合的曝光控制值，其中用戶已經(jīng)使用控制值標度盤86指定了特定的光圈值設(shè)置。更具體地，借助于預(yù)定的曝光計算，計算用于正常拍攝的適合的曝光控制值Bcnt。在步驟ST13，執(zhí)行與圖8所示的流程圖中的步驟ST3類似的操作。
在步驟ST14，為以明亮參考曝光控制值Budr和用戶指定的光圈值進行拍攝的情況確定快門速度TVa。更具體地，基于在步驟ST12中獲得的適合的曝光控制值Bcnt，使用上面的等式I和3計算明亮參考曝光控制值Budr。然后，通過從曝光控制值Budr中減去用戶指定的光圈值，得出快門速度TVa。在步驟ST15，為以暗參考曝光控制值和用戶指定的光圈值進行拍攝的情況確定快門速度TVb。更具體地，基于在步驟ST12獲得的適合的曝光控制值Bcnt，使用上面的等式2和4計算暗參考曝光控制值Bovr。然后,通過從曝光控制值Bovr中減去用戶指定的光圈值，得出快門速度TVb。因此，在上面的步驟ST14和ST15中，用戶指定的光圈值被設(shè)置為對于兩次拍攝保持恒定的參考光圈值，并且基于這個參考光圈值以及明亮參考曝光控制值Budr和暗參考曝光控制值Bovr，設(shè)置用于兩次拍攝的相應(yīng)快門速度TVa和TVb。這樣ー來，獲得了以不同曝光拍攝的兩個圖像。如果隨后合成這兩個圖像以便產(chǎn)生圖6C所示的合成圖像Ge，可以獲 得與成像元件5的動態(tài)范圍相比具有擴展的動態(tài)范圍的被攝體圖像。在上述成像設(shè)備IB中，并且類似于前面描述的第一實施例，即使對于高對比度場景，也可以進行適合地反映被攝體的亮度范圍的多次拍攝。因此，可以有效地利用成像元件5的動態(tài)范圍，并且產(chǎn)生抑制了過度曝光和曝光不足的滿意的合成圖像?！吹谌龑嵤├蹈鶕?jù)本發(fā)明的第三實施例的成像設(shè)備IC具有與第一實施例的成像設(shè)備IA類似的配置，但是在主控制器的配置方面不同。換言之，第三實施例的主控制器IOlC在ROM中存儲執(zhí)行下面描述的操作的程序。[成像設(shè)備IC的操作]圖10是示出了成像設(shè)備IC的基本操作的流程圖。圖10示出了用于下述情況的曝光控制操作，其中設(shè)置了多段測量模式，并且其中設(shè)置了上述的快門速度優(yōu)先模式作為曝光模式。由主控制器101C執(zhí)行圖10所示的曝光控制操作。在步驟ST21，進行與圖8所示的流程圖中的步驟STl的操作類似的操作。在步驟ST22，為正常拍攝(S卩，進行單次拍攝的情況)確定適合的曝光控制值，其中用戶已經(jīng)使用控制值標度盤86指定了特定的快門速度TVs。更具體地，借助于預(yù)定的曝光計算，計算用于正常拍攝的適合的曝光控制值Bcnt。在步驟ST23，執(zhí)行與圖8所示的流程圖中的步驟ST3的操作類似的操作。在步驟ST24，為以明亮參考曝光控制值Budr和用戶指定的快門速度TVs進行拍攝的情況確定光圈值。更具體地，基于在步驟ST22中獲得的適合的曝光控制值Bcnt，使用上面的等式I和3計算明亮參考曝光控制值Budr。然后，通過從曝光控制值Budr中減去用戶指定的快門速度TVs，得出光圈值A(chǔ)Vs。在步驟ST25，為以暗參考曝光控制值Bovr和在步驟ST24確定的光圈值A(chǔ)Vs進行拍攝的情況確定快門速度TVt。更具體地，基于在步驟ST22獲得的適合的曝光控制值Bcnt，使用上面的等式2和4計算暗參考曝光控制值Bovr。然后，基于曝光控制值Bovr得出快門速度TVt而不修改在步驟S24中設(shè)置的光圈值A(chǔ)Vs。因此，在上面的步驟ST24和ST25中，以用于獲得使用相應(yīng)曝光控制值Budr和Bovr獲得的圖像中的最明亮圖像的明亮參考曝光控制值Budr，根據(jù)用戶指定的快門速度(即，曝光時間)TVs計算光圈值A(chǔ)Vs。然后，將這個光圈值A(chǔ)Vs設(shè)置為對于兩次拍攝保持恒定的參考光圈值?；谶@個參考光圈值以及明亮參考曝光控制值Budr和暗參考曝光控制值Bovr，設(shè)置用于兩次拍攝的相應(yīng)快門速度TVs (用戶指定的快門速度)和TVt。這樣ー來，獲得了以不同曝光拍攝的兩個圖像。如果隨后合成這兩個圖像以便產(chǎn)生圖6C所示的合成圖像Ge，可以獲得與成像元件5的動態(tài)范圍相比具有擴展的動態(tài)范圍的被攝體圖像。在上述成像設(shè)備IC中，并且類似于前面描述的實施例，即使對于高對比度場景，也可以進行適合地反映被攝體的亮度范圍的多次拍攝。因此，可以有效地利用成像元件5的動態(tài)范圍，并且產(chǎn)生抑制了過度曝光和曝光不足的滿意的合成圖像。〈第四實施例〉根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的成像設(shè)備ID具有與第一實施例的成像設(shè)備IA類似的配置，但是在主控制器的配置方面不同。 換言之，第四實施例的主控制器IOlD在ROM中存儲執(zhí)行下面描述的操作的程序。[成像設(shè)備ID的操作]圖11是示出了成像設(shè)備ID的基本操作的流程圖。圖11示出了用于下述情況的曝光控制操作，其中設(shè)置了多段測量模式，并且其中設(shè)置了上述的手動曝光模式作為曝光模式。由主控制器IOlD執(zhí)行圖11所示的曝光控制操作。在步驟ST31和ST32中，進行與圖8所示的流程圖中的步驟STl和ST2的操作類似的操作。在步驟ST33，給定使用控制值標度盤86設(shè)置的用戶指定的和快門速度，確定明亮參考曝光控制值Budr。換言之，對于以明亮參考曝光控制值Budr進行的拍攝，使用用戶指定的光圈值和快門速度。在步驟ST34，為以暗參考曝光控制值和用戶指定的光圈值進行拍攝的情況確定快門速度TVn。更具體地，通過從在步驟ST33中設(shè)置的明亮參考曝光控制值Budr中減去在步驟ST32中計算的曝光步長A B，計算暗參考曝光控制值Bovr。然后，根據(jù)暗參考曝光控制值Bovr設(shè)置快門速度TVn而不修改用戶指定的光圈值。這個快門速度TVn比用戶指定的快門速度TVm長出曝光步長AB的數(shù)量。因此，在上面的步驟ST33和ST34中，根據(jù)用戶指定的光圈值和快門速度(S卩，曝光時間)而獲得的曝光控制值被設(shè)置為用于獲得兩次拍攝中較亮的拍攝的明亮參考曝光控制值Budr。同時，用戶指定的光圈值被設(shè)置為對于兩次拍攝保持恒定的參考光圈值，并且基于這個參考光圈值以及明亮參考曝光控制值Budr和暗參考曝光控制值Bovr，設(shè)置用于兩次拍攝的相應(yīng)快門速度TVm和TVn。這樣ー來，獲得了以不同曝光拍攝的兩個圖像。如果隨后合成這兩個圖像以便產(chǎn)生圖6C所示的合成圖像Ge，可以獲得與成像元件5的動態(tài)范圍相比具有擴展的動態(tài)范圍的被攝體圖像。在上述成像設(shè)備ID中，并且類似于前面描述的實施例，即使對于高對比度場景，也可以進行適合地反映被攝體的亮度范圍的多次拍攝。因此，可以有效地利用成像元件5的動態(tài)范圍，并且產(chǎn)生抑制了過度曝光和曝光不足的滿意的合成圖像?！吹谖鍖嵤├蹈鶕?jù)本發(fā)明的第五實施例的成像設(shè)備IE具有與第一實施例的成像設(shè)備IA的配置類似的配置，但是在主控制器的配置方面不同。
換言之，第五實施例的主控制器IOlE在ROM中存儲執(zhí)行下面描述的操作的程序。[成像設(shè)備IE的操作]圖12是示出了成像設(shè)備IE的基本操作的流程圖。圖12示出了用于下述情況的曝光控制操作，其中設(shè)置了點測量模式，并且其中設(shè)置了上述的光圈優(yōu)先模式作為曝光模式。由主控制器IOlE執(zhí)行圖12所示的曝光控制操作。在步驟ST41和ST42，進行與圖8所示的流程圖中的步驟STl和ST3的操作類似的操作。在步驟ST43，明亮參考曝光控制值Budr被確定為是當借助于測光元件44進行點測量時的適合的曝光值，其中使用控制值標度盤86設(shè)置用戶指定的光圈值。換言之，明亮參考曝光控制值Budr被設(shè)置為等于適合的曝光值，其中基于由點測量獲取的亮度信息、借助于預(yù)定曝光計算計算出該適合的曝光值。因此，圖7所示的明亮參考曝光偏移ABp變?yōu)?O。然后，通過從如上所述那樣設(shè)置的明亮參考曝光控制值Budr中減去用戶指定的光圈值，得出用于以明亮參考曝光拍攝的快門速度TVc。在步驟ST44，為以暗參考曝光控制值和用戶指定的光圈值進行拍攝的情況確定快門速度TVd。更具體地，基于在步驟ST43中被設(shè)置為明亮參考曝光控制值Budr的適合的曝光控制值Bcnt，使用上面的等式2和4計算暗參考曝光控制值Bovr。然后，通過從曝光控制值Bovr中減去用戶指定的光圈值，得出快門速度TVd。因此，使用在上面的步驟ST43和ST44中設(shè)置的相應(yīng)快門速度TVc和TVd進行兩次拍攝。這樣ー來，采用以根據(jù)場景的曝光步長A B修改的曝光拍攝兩個圖像，其中被攝體部分被用作點測量參考(即，根據(jù)被攝體的亮度范圍)。如果隨后合成這兩個圖像以便產(chǎn)生圖6C所示的合成圖像Ge，則可以獲得與成像元件5的動態(tài)范圍相比具有擴展的動態(tài)范圍的被攝體圖像。在上述成像設(shè)備IE中，并且類似于前面描述的實施例，即使對于高對比度場景，也可以進行適合地反映被攝體的亮度范圍的多次拍攝。因此，可以有效地利用成像元件5的動態(tài)范圍，并且產(chǎn)生抑制了過度曝光和曝光不足的滿意的合成圖像?！吹诹鶎嵤├蹈鶕?jù)本發(fā)明的第六實施例的成像設(shè)備IF具有與第一實施例的成像設(shè)備IA類似的配置，但是在主控制器的配置方面不同。換言之，第六實施例的主控制器IOlF在ROM中存儲執(zhí)行下面描述的操作的程序。[成像設(shè)備IF的操作]圖13是用于解釋成像設(shè)備IF的操作的圖。更具體地，圖13解釋進行5次拍攝時設(shè)置的各個曝光值。此處的圖13相應(yīng)于圖7。在成像設(shè)備IF中，并且類似于前面描述的成像設(shè)備1A，根據(jù)柱狀圖HG檢測最大亮度值Bmax和最小亮度值Bmin，并且為正常拍攝(即，進行單次拍攝的情況)計算適合的曝光控制值Bcnt。隨后，使用上面的等式I到4計算明亮參考曝光控制值Budr和暗參考曝光控制值Bovr0在本實施例的成像設(shè)備IF中，以各自不同的曝光進行5次拍攝，每個曝光落在明亮參考曝光控制值Budr和暗參考曝光控制值Bovr之間的曝光步長AB內(nèi)?，F(xiàn)在將描述設(shè)置用于每次拍攝的曝光控制值Ba到Be的方法。
首先，圖13中的最大和最小曝光控制值Ba和Bb被設(shè)置為等于明亮參考曝光控制值Budr和暗參考曝光控制值Bovr,而曝光控制值Be被設(shè)置為等于適合的曝光控制值Bcnt0剩余的兩個曝光控制值Bd和Be被如下設(shè)置Bd被設(shè)置為等于曝光控制值Ba和Be之間的二等分中間值，而Be被設(shè)置為等于曝光控制值Bb和Be之間的二等分中間值。通過這樣設(shè)置曝光控制值Ba到Be，可以用適合的曝光控制值Be以及在附近的曝光控制值Bd和Be進行拍攝。因此，可以在針對諸如人臉的主要被攝體的滿意的曝光狀態(tài)下獲取圖像。另外，當合成通過進行5次拍攝獲得的5個圖像，以便產(chǎn)生高動態(tài)范圍的合成圖像時，主要被攝體(諸如臉)被從以具有曝光控制值Be的適合曝光拍攝的圖像中裁剪出來，并且被合成到拍攝的其它圖像中。由于以這種方式進行的5次拍攝包括以基于被攝體的亮度信息、借助于預(yù)定的曝光計算計算出的適合的曝光值進行的拍攝，所以可以在合成圖像中在適合的曝光條件下再現(xiàn)主要被攝體。應(yīng)當理解，用于上述的5次拍攝的各個曝光控制值還可被設(shè)置為不同 于上述的曝光控制值Ba到Be的落在明亮參考曝光控制值Budr和暗參考曝光控制值Bovr之間的曝光步長AB內(nèi)的值。例如，還可以根據(jù)下面的等式7到9設(shè)置用于每次拍攝的各個曝光控制值BI到B5 (見圖13)。BI = (Bmax — Bcnt) Xk + Bcnt(7)B2 = (Bmin — Bcnt) Xk + Bcnt(8)Bn = [ (BI - B2) /(Ns-I)] X (n - 2) + B2, n>2 (9)此處，Ns表示進行拍攝的次數(shù)(即，在本實施例中為5)。如果使用上面的等式7到9計算各個曝光控制值BI到B5，則以明亮參考曝光控制值Budr和暗參考曝光控制值Bovr之間的曝光步長AB內(nèi)的相等間隔設(shè)置曝光控制值BI到B5。在上述成像設(shè)備IF中，并且類似于前面描述的實施例，即使對于高對比度場景，也可以進行適合地反映被攝體的亮度范圍的多次拍攝。因此，可以有效地利用成像元件5的動態(tài)范圍，并且產(chǎn)生抑制了過度曝光和曝光不足的滿意的合成圖像。應(yīng)當理解，成像設(shè)備IF不限于進行5次拍攝，并且還可以進行分別設(shè)置為不同的曝光控制值的3次、4次或6次或更多次拍攝。在這種情況下，當進行3次拍攝時，可以設(shè)置為3個曝光控制值Ba、Bb和Be，或可替換地，設(shè)置為在圖13中以示例的方式示出的3個曝光控制值B1、B2和B4。當進行4次拍攝時，可以設(shè)置為在圖13中以示例的方式示出的4個曝光控制值Ba到Bd。通過合成通過以這種方式設(shè)置的曝光控制值進行多次拍攝而獲得的圖像，可以獲得具有擴展的動態(tài)范圍的合成圖像。如上所述，在前面的實施例中，使用曝光步長AB可以產(chǎn)生適合地擴展了其動態(tài)范圍的合成圖像。然而，借助于等式6計算足夠的曝光步長AB涉及精確地檢測被攝體的亮度范圍(Bmax — Bmin)。由于使用測光元件的典型測光的屬性，對于低光被攝體存在可靠性減小的趨勢?，F(xiàn)在，將在下面的實施例中描述即使在這些低光場景中也能借助于測光元件滿意地檢測被攝體的亮度范圍的技木?！吹谄邔嵤├蹈鶕?jù)本發(fā)明的第七實施例的成像設(shè)備IG具有與第一實施例的成像設(shè)備IA類似的配置，但是在測光元件和主控制器的配置方面不同。
換言之，類似于第一實施例，第七實施例中的測光元件440被配置為檢測被攝體的亮度的傳感器，并且例如被設(shè)置在光學(xué)取景器內(nèi)。如圖14所示，測光區(qū)域Eu被劃分為40個區(qū)域，每個區(qū)域能夠獨立地測量亮度。更具體地，測光元件440設(shè)有多個硅光単元(SPC)，它們中的39個是布置在蜂窩結(jié)構(gòu)內(nèi)的小光電單元Ef (下面也被稱為小單元)，并且它們中的I個是以圍繞這些小單元的環(huán)形設(shè)置的大光電單元Eg (下面也被稱為大單元)。換言之，測光元件440設(shè)有劃分測光區(qū)域Eu而形成的39個小單元(S卩，光電單元)Ef和I個大單元(即，光電單元)Eg，并且能夠輸出來自每個光電單元Ef和Eg的測光值作為被攝體的亮度信息。后面將詳細描述測光元件440的特性。另外，還在測光計45 (見圖15)中提供了處理電路450。處理電路450被電連接到每個光電單元Ef和Eg，并且處理從每個光電單元Ef和Eg輸出的電荷。在這種處理電路450中，例如基于來自主控制器IOlG的控制信號Sg，控制每個光電單元Ef和Eg的測光操作(即，光電轉(zhuǎn)換操作)。通過在每個光電單元Ef和Eg中對已被光電轉(zhuǎn)換并且積聚的電荷(即積聚的電荷)執(zhí)行諸如對數(shù)壓縮、溫度補償和增益應(yīng)用的處理，產(chǎn)生輸出電壓Vp作為 測光計的測量值。另外，第七實施例的主控制器IOlG在ROM中存儲執(zhí)行下面描述的成像設(shè)備IG的操作的程序。[使用測光元件440檢測被攝體的亮度范圍]在測光元件440中，借助于光電轉(zhuǎn)換積聚與入射光的量基本成比例的電荷。然而，在接收來自低光被攝體的光的小単元Ef中，這種比例關(guān)系(S卩，線性曲線)不成立。這是因為在光敏面積小的小単元Ef中，由低光場景的光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電荷量也小，并且成為非線性的。在小単元Ef中，存在ー個亮度極限(諸如2EV)，超出該亮度極限就不再補償線性精度。下面，這個極限也被稱為測光亮度極限。同時，由于大單元Eg的光敏面積相對于小單元Ef的光敏面積是較大的，所以即使在低光場景中也能實現(xiàn)線性精度。因此，利用大單元Eg的特性，通過當輸出電壓Vp (見圖15)小并且不可靠時，測光元件440能夠使用大單元Eg的測光值而不是小単元Ef的測光值，改進低光場景中的測光精度。然而，隨著檢測小于測光亮度極限的亮度值(S卩，測光值)的小単元Ef 數(shù)目的増加，以單個大單元Eg的測光值取代這些小単元Ef的測光值，從而導(dǎo)致測光元件440中下降的測光精度。因此，在本實施例的成像設(shè)備IG中，基于來自測光元件440中的各個測光單元Ef和Eg的測光值(即，最大和最小亮度值Bmax和Bmin)，并且附加地考慮事先規(guī)定的亮度范圍(下面也被稱為規(guī)定的亮度范圍)，根據(jù)由測光計45的測量獲得的亮度范圍(下面也被稱為測量的亮度范圍)，得出用于計算曝光步長AB的被攝體的最終亮度范圍(下面也被稱為最終亮度范圍)。此處，規(guī)定的亮度范圍可以例如對于夜景被設(shè)置為2. 0EV,并且對于包含人物的夜景被設(shè)置為I. 0EV。現(xiàn)在將描述用于計算被攝體的最終亮度范圍的具體技木。使用下面的等式10計算被攝體的最終亮度范圍Bcon。Bcon = a XBmes + P XBset(10)此處，Bmes表示測量的亮度范圍，并且Bset表示規(guī)定的亮度范圍。另外，a和運表示用于混合測量的亮度范圍Bmes和規(guī)定的亮度范圍Bset的系數(shù)(S卩，混合比)。系數(shù)a和@根據(jù)圖16所示的圖改變,從而保持關(guān)系a + 0 = I。在圖16所示的圖中,水平軸指示具有測光亮度極限或該極限之上的測光值的光電單元Ef (即，小単元)的數(shù)目，而垂直軸指示上面等式10中的混合比a和3。在圖16所示的圖中，混合比a (g卩，上面等式10中的測量的亮度范圍Bmes的系數(shù))與處于測光亮度極限或在該極限之上的小単元Ef的數(shù)目成比例地増加，并且當所有(此處，39個)小単元Ef處于測光亮度極限或在該極限之上時達到100%。同時，混合比P(SP，上面等式10中的規(guī)定的亮度范圍Bset的系數(shù))改變，使得即使當處于測光亮度極限或在該極限之上的測光單元Ef的數(shù)目改變時，也能保持關(guān)系a + 0 =1。因此，如圖16所示，混合比a和0根據(jù)處于測光亮度極限或在該極限之上的測光單元(S卩，小単元)Ef 的數(shù)目而 改變。通過在成像設(shè)備IG中使用這些混合比a和P，可以計算測量的亮度范圍Bmes和規(guī)定的亮度范圍Bset的適合的混合(S卩，加權(quán)平均)。如果混合比a和0被如圖16的圖中所示那樣設(shè)置，則在以等式10表示的加權(quán)平均計算中，隨著具有測光亮度極限或在該極限之上的測光值的測光單元(即，小単元)Ef的數(shù)目的増加，由測光計45檢測到的測量的亮度范圍(即，關(guān)于被攝體的亮度的范圍)Bmes相對于規(guī)定的亮度范圍Bset的權(quán)重增加。同時，隨著處于測光亮度極限或該極限之上的測光單元Ef的數(shù)目的減少，由測光計45檢測到的測量的亮度范圍Bmes相對于規(guī)定的亮度范圍Bset的權(quán)重減小。結(jié)果，即使當以測光元件440對低光被攝體測光時，也可以得出可靠的被攝體亮度范圍(即，最終亮度范圍Bcon)。下面描述這種成像設(shè)備IG的特定操作。[成像設(shè)備IG的操作]圖17是示出了成像設(shè)備IG的基本操作的流程圖。更具體地，圖17示出了用于使用測光元件440檢測被攝體的亮度范圍的操作。由主控制器IOlG執(zhí)行圖17所示的操作。在步驟ST51，分析相應(yīng)于被攝體的場景的亮度分布。此時，基于由測光元件440的各個測光単元Ef和Eg檢測到的亮度信息，計算被攝體的最大亮度值Bmax和最小亮度值Bmin0在步驟ST52，基于由測光元件440獲得的測量結(jié)果(即，被攝體的亮度信息)，由測光計45檢測表示被攝體的亮度范圍的測量的亮度范圍Bmes。換言之，基于由測光元件440的各個測光単元Ef獲得的測光值卿，最大和最小亮度值Bmax和Bmin )，檢測場景的亮度范圍。在該情況下，可以根據(jù)測光元件440中的39個小單元Ef的測光數(shù)據(jù)檢測測量的亮度范圍Bmes，或可以根據(jù)包括大單元Eg在內(nèi)的所有測光單元Ef和Eg的測光數(shù)據(jù)檢測測量的亮度范圍Bmes。在步驟ST53，計數(shù)測光元件440中的具有測光亮度極限或該極限之上的測光值的測光單元(即，小単元)Ef的數(shù)目。換言之，檢測39個小單元Ef中的具有測光亮度極限(即，閾值)或該極限之上的測光值的小単元Ef的數(shù)目。在步驟ST54，根據(jù)步驟ST53的檢測結(jié)果確定是否存在處于測光亮度極限之下的測光單元(即，小単元)Ef。換言之，確定是否存在具有小于測光亮度極限的測光值的至少ー個小單元Ef。此時，如果檢測到處于測光亮度極限之下的小単元Ef ，則處理進入步驟ST55，并且將被攝體視為低光被攝體。相反，如果未檢測到處于測光亮度極限之下的小単元Ef，則跳過本處理流程。在該情況下，可以確定被攝體不是低光被攝體。因此，不認為由測光元件440檢測到的測光值是不可靠的，并且在步驟ST52中檢測到的測量的亮度范圍Bmes被設(shè)置為被攝體的最終亮度范圍Bcon。在步驟ST55，參考圖16所示的圖，并且根據(jù)在步驟ST53獲得的處于測光亮度極限或該極限之上的測光單元Ef的數(shù)目，確定用于測量的亮度范圍Bmes和規(guī)定的亮度范圍Bset的混合比a和旦。在步驟ST56，將在步驟ST55中確定的混合比a和0代入上面的等式10，并且計算最終的亮度范圍Bcon。隨后，通過將這樣計算的最終亮度范圍Bcon作為被攝體的亮度范圍(Bmax — Bmin)代入等式6,獲得適合的曝光步長A B。在上面的步驟ST54到ST56中，當基于在步驟ST53中獲得的檢測結(jié)果確定存在具 有在測光亮度極限之下的測光值的測光單元Ef時，根據(jù)在步驟ST53中檢測到的處于測光亮度極限或該極限之上的測光單元Ef 的數(shù)目，設(shè)置混合比(S卩，加權(quán)系數(shù))a和P。使用這些混合比a和P，對在步驟ST52中檢測到的測量的亮度范圍(S卩，被攝體的亮度范圍)Bmes和規(guī)定的亮度范圍(即，給定的亮度范圍)Bset進行等式10中的加權(quán)計算。該計算的結(jié)果被設(shè)置為最終亮度范圍(即，被攝體的亮度范圍)Bcon。這樣ー來，即使當以測光元件440對低光被攝體測光時，也可以精確地得出被攝體的亮度范圍。隨后，將在步驟ST56中被設(shè)置為被攝體的亮度范圍(Bmax — Bmin)的最終亮度范圍Bcon乘以系數(shù)k，以便獲得相應(yīng)于曝光步長AB (見等式6)的值。然后，設(shè)置具有曝光步長AB的曝光控制值范圍。結(jié)果，如果以在這個曝光控制值范圍內(nèi)的相應(yīng)曝光值設(shè)置進行多次拍攝并且隨后加以合成，可以產(chǎn)生具有適合地擴展的動態(tài)范圍的合成圖像。在上述的成像設(shè)備IG中，為導(dǎo)致測光元件440中產(chǎn)生不精確性的低光場景計數(shù)具有測光亮度極限或該極限之上的測光值的測光單元Ef的數(shù)目。然后，根據(jù)測光単元Ef的計數(shù)數(shù)目，設(shè)置等式10中的用于測量的亮度范圍Bmes和規(guī)定的亮度范圍Bset的混合比a和因此，可以計算可靠的最終亮度范圍Bcon。結(jié)果，當進行多次拍攝以便產(chǎn)生合成圖像時，可以設(shè)置適合的曝光控制值?！吹诎藢嵤├蹈鶕?jù)本發(fā)明的第八實施例的成像設(shè)備IH具有與第七實施例的成像設(shè)備IG類似的配置，但是在主控制器的配置方面不同。換言之，第八實施例的主控制器IOlH在ROM中存儲執(zhí)行下面描述的成像設(shè)備IH的操作的程序。[使用測光元件440檢測被攝體的亮度范圍]在成像設(shè)備IH中，除了根據(jù)處于測光亮度極限或該極限之上的測光單元(S卩，小単元)Ef 的數(shù)目確定上述混合比a和3之外，還考慮到場景的絕對亮度確定混合比(下面也被稱為絕對場景亮度)。這樣ー來，可以進行更好的混合比控制。此處，以由測光元件440中的每個測光単元Ef和Eg獲得的測光值的平均值作為絕對場景亮度。換言之，被攝體的平均亮度被以示例的方式用作此處的絕對場景亮度?，F(xiàn)在描述用于計算被攝體的最終亮度范圍的具體技術(shù)。在本實施例，首先通過使用下面的等式11進行加權(quán)平均來計算混合比Y。然后，通過將混合比Y代入下面的等式12，根據(jù)測量的亮度范圍Bmes和規(guī)定的亮度范圍Bset計算被攝體的最終亮度范圍Bcon。y =pXa + (l-p)X^(11)Bcon = y XBmes + (I — y ) XBset(12)
等式11中的系數(shù)p和(I 一 p)根據(jù)圖18所示的圖改變。在圖18所示的圖中，水平軸指示場景的絕對亮度，而垂直軸指示等式11中的系數(shù)P。如圖18中的圖所示，等式11中的用于計算混合比a和0的加權(quán)平均的系數(shù)p在絕對場景亮度落在低強度范圍Blw內(nèi)的情況下被固定為0%，并且在絕對場景亮度落在高強度范圍Bhg內(nèi)的情況下被固定為100%。在絕對場景亮度落在上述范圍之間的中間亮度范圍Bmd內(nèi)的情況下，系數(shù)p與絕對場景亮度成比例地改變。這樣ー來，在成像設(shè)備IH中，可以在考慮絕對場景亮度的同時，確定關(guān)于測量的亮度范圍Bmes和規(guī)定的亮度范圍Bset的混合比Y和(I 一 Y)。因此，可以更準確地設(shè)置混合比Y，并且計算被攝體的最佳最終亮度范圍Bcon。下面描述這種成像設(shè)備IH的具體操作。[成像設(shè)備IH的操作]
圖19是示出了成像設(shè)備IH的基本操作的流程圖。更具體地，圖19示出了用于使用測光元件440檢測被攝體的亮度范圍的操作。由主控制器IOlH執(zhí)行圖19所示的操作。在步驟ST61，類似于圖17所示的流程圖的步驟ST51，使用測光元件440分析相應(yīng)于被攝體的場景的亮度分布。在步驟ST62，檢測場景的絕對亮度。例如，可以按照由測光元件440中的各個測光単元Ef和Eg獲得的測光值的平均值，計算絕對場景亮度。在步驟ST63到ST65，進行與圖17所示的流程圖的步驟ST52到ST54類似的操作。在步驟ST66，參考圖16所示的圖，根據(jù)在步驟ST64中檢測到的處于測光亮度極限或該極限之上的測光單元Ef的數(shù)目，確定用于測量的亮度范圍Bmes和規(guī)定的亮度范圍Bset的混合比a和P。另外，參考圖18所示的圖，根據(jù)在步驟ST62檢測到的場景的絕對亮度來確定系數(shù)P。然后，將混合比a和P以及系數(shù)P代入等式11，以便計算混合比Y。在步驟ST67，將在步驟ST66中確定的混合比Y代入等式12，以便計算被攝體的最終亮度范圍Bcon。因此，根據(jù)在步驟ST64中檢測到的處于測光亮度極限或該極限之上的測光單元Ef的數(shù)目，以及在步驟ST62中檢測到的絕對場景亮度(即，被攝體的亮度值)，在等式12的加權(quán)計算中設(shè)置混合比(S卩，加權(quán)系數(shù))Y。這樣ー來使得可以實現(xiàn)對混合比Y的明顯更好的控制，并且即使當借助于測光元件440對低光被攝體進行測光吋，也能滿意地并且精確地得出被攝體的亮度范圍。在上述的成像設(shè)備IH中，可以實現(xiàn)與第七實施例類似的優(yōu)點。另外，如等式11和圖18所證明的，基于絕對場景亮度和處于測光亮度極限或該極限之上的測光單元Ef的數(shù)目，設(shè)置成像設(shè)備IH中的混合比Y。因此，當進行多次拍攝以便產(chǎn)生合成圖像時，可以進行更適合的曝光控制。在此處的成像設(shè)備IH中，通過如圖18所示的圖所示，根據(jù)絕對場景亮度改變在等式11的加權(quán)計算中使用的系數(shù)P計算混合比Y。然而，本發(fā)明的實施例不限于此，并且還可以通過將系數(shù)P固定為與絕對場景亮度無關(guān)的值，諸如0.5，并且然后計算簡單平均，計算混合比Y?！葱薷摹翟谇懊娴膶嵤├校仁?、2和6中表示的系數(shù)k不限于被設(shè)置為諸如0.5的固定值。而是，系數(shù)k可以根據(jù)諸如被攝體的亮度范圍以及最大和最小亮度值Bmax和Bmin的因素在O到I的范圍內(nèi)改變。在前面的實施例中，檢測最大亮度值Bmax和最小亮度值Bmin之間的差作為被攝體的亮度范圍。然而，本發(fā)明的實施例不限于此，可以檢測另ー個值作為被攝體的亮度范圍，諸如高強度平均值(例如，從最大亮度值Bmax開始并且在亮度減小的方向上延伸的預(yù)定范圍(所有像素的P % )中的值的平均)和低強度平均值(例如，從最小亮度值Bmin開始并且在亮度増大的方向上延伸的預(yù)定范圍(所有像素的P %)中的值的平均)之間的差。在第七實施例和第八實施例中，測光區(qū)域Eu不限于被如同圖14所示的測光元件440那樣劃分為40個區(qū)域，而是設(shè)置的區(qū)域的數(shù)目可以是39個或更少，或41個或更多。因此前面詳細描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當理解，前面的描述是所有實施例中的例子，并且本發(fā)明不限于此。應(yīng)當理解，可以做出此處未示出的無數(shù)修改，而不脫離本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明包含關(guān)于2009年6月3日提交日本專利局的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP2009 — 134151以及2009年7月29日提交日本專利局的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP 2009 一176202中公開的主題內(nèi)容，通過引用將它們的完整內(nèi)容結(jié)合在此。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，取決于設(shè)計需要和其它因素，在落在所附權(quán)利要求和其等同物的范圍內(nèi)的情況下，可以出現(xiàn)各種修改、組合、子組合和替換。
權(quán)利要求
1.ー種成像設(shè)備，包括 成像裝置，被配置為接收穿過具有光圈機構(gòu)的成像光學(xué)系統(tǒng)的被攝體光，并且產(chǎn)生相應(yīng)于被攝體的獲取圖像； 成像控制裝置，被配置為設(shè)置具有步長的曝光控制值的范圍，并且使用成像裝置進行以所述曝光控制值的范圍內(nèi)的各不同曝光控制值設(shè)置的多次拍攝，即多次成像，所述步長與以預(yù)定系數(shù)k乘以亮度范圍而獲得的值相對應(yīng)，其中所述亮度范圍由被攝體的亮度信息中的高亮度信息和低亮度信息而獲得的，0〈k〈I ； 其中 當僅進行一次拍攝時，為這一次拍攝設(shè)置的單個曝光控制值被包含在所述曝光控制值的范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求I所述的成像設(shè)備，其中 所述單個曝光控制值是基于被攝體的亮度信息，通過預(yù)定的曝光計算計算出的適合的曝光值，并且 所述成像控制裝置包括 光圈值設(shè)置裝置，配置為根據(jù)所述單個曝光控制值，根據(jù)定義成像裝置的曝光時間和光圈機構(gòu)的光圈值之間的關(guān)系的線圖計算光圈值，并且將計算出的光圈值設(shè)置為對于多次拍攝保持恒定的參考光圈值，和 曝光時間設(shè)置裝置，配置為基于每個曝光控制值和所述參考光圈值，設(shè)置用于多次拍攝的各曝光時間。
3.如權(quán)利要求I所述的成像設(shè)備，還包括 輸入裝置，被配置為接收用戶輸入；和 指定裝置，被配置為基于對輸入裝置做出的用戶輸入，指定光圈機構(gòu)的光圈值； 其中 所述成像控制裝置包括 光圈值設(shè)置裝置，被配置為將由指定裝置指定的光圈值設(shè)置為對于多次拍攝保持恒定的參考光圈值，和 曝光時間設(shè)置裝置，被配置為基于每個曝光控制值和所述參考光圈值，設(shè)置用于多次拍攝的各隱光時間。
4.如權(quán)利要求I所述的成像設(shè)備，還包括 輸入裝置，被配置為接收用戶輸入；和 指定裝置，被配置為基于對輸入裝置做出的用戶輸入，指定成像裝置的曝光時間； 其中 所述成像控制裝置包括 光圈值設(shè)置裝置，被配置為根據(jù)由所述指定裝置指定并且與各曝光控制值中的獲得最亮圖像的曝光控制值相應(yīng)的曝光時間，計算光圈值，并且將計算出的光圈值設(shè)置為對于多次拍攝保持恒定的參考光圈值，和 曝光時間設(shè)置裝置，被配置為基于每個曝光控制值和所述參考光圈值，設(shè)置用于多次拍攝的各隱光時間。
5.如權(quán)利要求I所述的成像設(shè)備，還包括輸入裝置，被配置為接收用戶輸入；和 指定裝置，被配置為基于對輸入裝置做出的用戶輸入，指定光圈機構(gòu)的光圈值和成像裝置的曝光時間； 其中 所述成像控制裝置包括 被配置為將根據(jù)由所述指定裝置指定的光圈值和曝光時間獲得的曝光控制值設(shè)置為各曝光控制值中的獲得最亮圖像的曝光控制值的裝置， 光圈值設(shè)置裝置，被配置為將由所述指定裝置指定的光圈值設(shè)置為對于多次拍攝保持恒定的參考光圈值，和 曝光時間設(shè)置裝置，被配置為基于每個曝光控制值和所述參考光圈值，設(shè)置用于多次拍攝的各隱光時間。
6.如權(quán)利要求I所述的成像設(shè)備，還包括 亮度信息獲取裝置，被配置為對預(yù)定的測光區(qū)域進行測量，并且獲取關(guān)于被攝體的亮度信息，其中 所述亮度信息獲取裝置包括 點測量裝置，被配置為對預(yù)定測光區(qū)域內(nèi)的特定點區(qū)域進行重點測光，并且 所述成像控制裝置包括 被配置為將所述單個曝光控制值設(shè)置為等于適合的曝光值的裝置，其中，所述適合的曝光值是基于由所述點測量裝置獲取的亮度信息，通過預(yù)定的曝光計算而計算出的。
7.如權(quán)利要求I所述的成像設(shè)備，還包括 亮度信息獲取裝置，被配置為對預(yù)定的測光區(qū)域進行測量，并且獲取關(guān)于被攝體的亮度信息；和 圖像合成裝置，被配置為通過合成提取自作為成像裝置進行多次拍攝的結(jié)果而獲得的多個圖像中的圖像部分，產(chǎn)生合成圖像，其中 進行的所述多次拍攝的數(shù)目為3次或更多次，和 所述三次或更多次拍攝包括以適合的曝光值進行的拍攝，其中所述適合的曝光值是基于由亮度信息獲取裝置獲取的亮度信息，通過預(yù)定的曝光計算而計算出的。
8.如權(quán)利要求I所述的成像設(shè)備，還包括 亮度信息獲取裝置，被配置為對預(yù)定的測光區(qū)域進行測量，并且獲取關(guān)于被攝體的亮度信息；和 檢測裝置，被配置為基于由所述亮度信息獲取裝置獲取的高亮度信息和低亮度信息，檢測被攝體的亮度范圍，其中 所述亮度信息獲取裝置包括 具有預(yù)定數(shù)目的測光單元的測光裝置，所述測光単元對預(yù)定的測光區(qū)域內(nèi)的光進行劃分和測量，所述測光裝置能夠輸出來自所述預(yù)定數(shù)目的測光單元中的每ー個的測光值作為被攝體的亮度信息， 所述檢測裝置包括 亮度范圍檢測裝置，被配置為基于由測光裝置獲得的被攝體的亮度信息，檢測被攝體的亮度范圍，単元數(shù)目檢測裝置，被配置為從所述預(yù)定數(shù)目的測光單元中檢測具有等于或大于預(yù)定閾值的測光值的測光單元的數(shù)目，和 亮度范圍設(shè)置裝置，被配置為使得在基于所述単元數(shù)目檢測裝置的檢測結(jié)果確定存在測光值小于所述預(yù)定閾值的測光単元的情況下，使用根據(jù)由所述單元數(shù)目檢測裝置檢測到的測光單元的數(shù)目而設(shè)置的加權(quán)系數(shù)，對由所述亮度范圍檢測裝置檢測到的亮度范圍和預(yù)定的亮度范圍進行加權(quán)計算，并且將加權(quán)計算的結(jié)果設(shè)置為被攝體的亮度范圍， 其中 利用所述成像控制裝置設(shè)置具有步長的曝光控制值范圍，所述步長與以預(yù)定系數(shù)k乘以由亮度范圍設(shè)置裝置設(shè)置的亮度范圍所獲得的值相應(yīng)。
9.如權(quán)利要求8所述的成像設(shè)備，其中 在所述加權(quán)計算中，隨著由単元數(shù)目檢測裝置檢測到的測光單元的數(shù)目的増加，由亮度范圍設(shè)置裝置檢測到的亮度范圍相對于預(yù)定的亮度范圍的權(quán)重増加，而隨著由単元數(shù)目檢測裝置檢測到的測光單元的數(shù)目的減少，由亮度范圍設(shè)置裝置檢測到的亮度范圍相對于預(yù)定的亮度范圍的權(quán)重減小。
10.如權(quán)利要求8所述的成像設(shè)備，其中 在所述加權(quán)計算中，根據(jù)由所述單元數(shù)目檢測裝置檢測到的測光單元的數(shù)目以及由測光裝置獲得的被攝體的亮度值，設(shè)置加權(quán)系數(shù)。
11.ー種成像控制方法，包括如下步驟 通過設(shè)置具有步長的曝光控制值的范圍和通過使用成像裝置，進行用所述曝光控制值的范圍內(nèi)的各個不同曝光控制值設(shè)置的多次拍攝來控制成像，所述步長與以預(yù)定系數(shù)k乘以亮度范圍而獲得的值相應(yīng)，其中所述亮度范圍由被攝體的亮度信息中的高亮度信息和低亮度信息而獲得的，0〈k〈l ； 其中 當僅進行一次拍攝時，為這一次拍攝設(shè)置的單個曝光控制值被包含在所述曝光控制值的范圍內(nèi)。
12.—種曝光控制設(shè)備，包括 曝光控制裝置，被配置為設(shè)置具有步長的曝光控制值的范圍，并且使用成像裝置進行以所述曝光控制值的范圍內(nèi)的各不同曝光控制值設(shè)置的多次拍攝，即多次成像，所述步長與以預(yù)定系數(shù)k乘以亮度范圍而獲得的值相對應(yīng)，其中所述亮度范圍由被攝體的亮度信息中的高亮度信息和低亮度信息而獲得的，0〈k〈I ； 其中 當僅進行一次拍攝時，為這一次拍攝設(shè)置的單個曝光控制值被包含在所述曝光控制值的范圍內(nèi)。
13.ー種曝光控制方法，包括如下步驟 通過設(shè)置具有步長的曝光控制值的范圍和通過使用成像裝置，進行用所述曝光控制值的范圍內(nèi)的各個不同曝光控制值設(shè)置的多次拍攝來控制成像，所述步長與以預(yù)定系數(shù)k乘以亮度范圍而獲得的值相應(yīng)，其中所述亮度范圍由被攝體的亮度信息中的高亮度信息和低亮度信息而獲得的，0〈k〈l ； 其中當僅進行一次拍攝時，為這一次拍攝設(shè)置的單個曝光控制值被包含在所述曝光控制值的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種成像設(shè)備和成像控制方法。在一種成像設(shè)備中，成像單元產(chǎn)生被攝體的獲取圖像。亮度信息獲取器獲取被攝體的亮度信息。檢測器基于獲取的亮度信息，檢測被攝體的亮度范圍。成像控制器設(shè)置具有步長的曝光控制值的范圍，并且使用成像單元進行以所述曝光控制值的范圍內(nèi)的各不同曝光控制值設(shè)置的多次拍攝(即，多次成像)，所述步長與以預(yù)定系數(shù)k(其中0<k<1)乘以檢測到的亮度范圍而獲得的值相應(yīng)。圖像合成器通過合成提取自通過多次拍攝獲得的多個圖像中的圖像部分，產(chǎn)生合成圖像。當僅進行一次拍攝時，為這一次拍攝設(shè)置的單個曝光控制值被包含在所述曝光控制值的范圍內(nèi)。
文檔編號H04N5/232GK102790861SQ201210254870
公開日2012年11月21日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月3日
發(fā)明者上田敬史, 水口淳 申請人:索尼公司