专利名称：包含自动亮度调整功能的成像设备和成像方法
技术领域：
本发明涉及一种在例如数码相机等照相设备中使用的、包含自动亮度调整功能的成像设备和成像方法。
背景技术：
通常，在例如数码相机等成像设备中，广泛采用了自动亮度调整的功能，也就是，根据每次CCD曝光时间而重复地进行“计算从成像单元，例如CCD输出的图像信号的亮度平均值，并根据此亮度平均值在下一次CCD曝光中以固定的比率增大/缩小光圈、亮度调整量、增益等等”处理的一种功能，以便能够以适当的亮度在显示器上连续地显示寻像器的图像(通过图像through image)。
图8A是表示在打开电源后根据从CCD输出的图像信号而计算亮度平均值的时间瞬态的视图；图8B是表示在打开电源后CCD的亮度调整量的时间瞬态的视图；图8C是表示在AGC放大器中设定的放大系数的时间瞬态的视图，该放大器用于在打开电源后调整从CCD输出的图像信号的级别(level)；图8D是表示打开电源后在设置于CCD前表面上的光圈装置中设定的光圈大小的时间瞬态的视图。如图所示，当目标很亮时亮度平均值变高，当目标很暗时亮度平均值变低，且亮度平均值是根据从AGC放大器输出的图像信号而计算的。图8A到8D示出了当环境(目标)的亮度几乎不变时的示例情况，图8B到8D示出了在调整图像信号的亮度的情况下，当亮度调整量、光圈大小和增益以均衡的方式被均匀地调整时的示例情况。
如图8A所示，如果打开电源后通过光圈装置立即由CCD获取并由AGC增益放大器放大后的图像信号的亮度平均值高于一个适当值，则在亮度平均值为高的判断被重复的同时，亮度调整量被逐渐地减小，光圈装置的开口区域被逐渐地收缩，而增益被逐渐地降低，如图8B到8D所示，从而可获取具有适当亮度的图像信号。相反的，如果打开电源后通过光圈装置立即由CCD获取并由AGC放大器放大后的图像信号的亮度平均值低于一个适当值，则在亮度平均值为低的判断被重复的同时，亮度调整量被逐渐地增大，光圈装置的开口区域被逐渐地扩大，而增益被逐渐地增加，从而可获取具有适当亮度的图像信号。
然而，由于初始曝光时间、初始光圈大小和初始增益被设定为预定的固定值(预先设定值)，而没有考虑在根据现有技术的成像装置被初始加电时环境是亮或是暗是未知的这样一个事实，因此在某些情况下根据环境亮度在刚打开电源后立即获取的图像的亮度可能相差甚远，在这种情况下，该图像信号达到适当亮度所需的时间就变长了。
发明内容
本发明提出了一种可以从本质上避免由于相关技术的限制和缺点而引起的上述问题的设备和方法。
根据本发明一个方面的一种成像设备，包括用于循环地拾取目标的图像并循环地输出该目标的图像信号的成像装置，该成像装置包括用于调整图像信号的亮度的装置；用于输入一个任意亮度调整级的装置；用于指示开始通过成像装置进行循环拾取的装置；第一控制装置，用于在指示装置指示开始循环拾取时，根据输入装置输入的该任意亮度调整级来设定亮度调整装置的一个亮度调整量；用于检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度的装置；和第二控制装置，用于根据检测装置所检测的图像信号的亮度来控制亮度调整装置的亮度调整量。
根据本发明另一方面的一种成像设备，包括用于循环地拾取目标的图像并循环地输出该目标的图像信号的成像装置，该成像装置包括用于调整图像信号的亮度的装置；用于指示开始通过成像装置进行循环拾取的装置；第一检测装置，用于在指示装置指示开始循环拾取之前，循环地检测环境亮度；第一控制装置，用于在指示装置指示开始循环拾取时，根据第一检测装置检测的环境亮度来设定亮度调整装置的一个亮度调整量；第二检测装置，用于检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度；和第二控制装置，用于根据第二检测装置所检测的图像信号的亮度来控制亮度调整装置的亮度调整量。
根据本发明另一方面的一种成像设备，包括用于循环地拾取目标的图像并循环地输出该目标的图像信号的成像装置，该成像装置包括用于调整图像信号的亮度的装置；用于检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度的装置；第一控制装置，用于根据检测装置检测的亮度来控制亮度调整装置的一个亮度调整量；第一指示装置，用于指示结束通过成像装置进行的循环拾取；第二指示装置，用于指示开始通过成像装置进行的循环拾取；用于在第一指示装置指示结束循环拾取时，存储代表亮度调整装置的亮度调整量的信息的装置；和第二控制装置，用于在第二指示装置指示开始循环拾取时，根据存储装置中存储的代表亮度调整量的信息来控制亮度调整装置的亮度调整量，其中第一控制装置包括，用于根据检测装置所检测的图像信号的亮度来控制由第二控制装置控制的亮度调整装置的亮度调整量的装置。
根据本发明另一方面的一种成像设备，包括用于循环地拾取目标的图像并循环地输出该目标的图像信号的成像装置，该成像装置包括用于调整图像信号的亮度的装置；用于指示开始通过成像装置进行循环拾取的装置；用于在指示装置指示开始循环拾取时，获取当前时间信息的装置；第一控制装置，用于根据获取装置所获取的当前时间信息来设定亮度调整装置的亮度调整量；检测装置，用于检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度；和第二控制装置，用于根据检测装置所检测的图像信号的亮度来控制亮度调整装置的亮度调整量。
根据本发明另一方面的一种成像设备，包括用于循环地拾取目标的图像并循环地输出该目标的图像信号的成像装置，该成像装置包括用于调整图像信号的亮度的装置；模式设定装置，用于输入代表成像装置的任意操作模式的模式信息，该任意操作模式是从多个操作模式中选择出的；指示装置，用于指示开始通过成像装置进行循环拾取；用于在指示装置指示开始循环拾取时，获取模式设定装置输入的成像装置的模式信息的装置；第一控制装置，用于根据获取装置获取的操作模式信息来设定亮度调整装置的亮度调整量；检测装置，用于检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度；和第二控制装置，用于根据检测装置所检测的图像信号的亮度来控制亮度调整装置的亮度调整量。
根据本发明另一方面的一种成像设备，包括用于循环地拾取目标的图像并循环地输出该目标的图像信号的成像装置，该成像装置包括用于调整图像信号的亮度的装置；用于指示开始通过成像装置进行循环拾取的装置；用于在指示装置指示开始循环拾取时，获取成像装置的当前位置信息的装置；第一控制装置，用于根据获取装置获取的当前位置信息来设定亮度调整装置的亮度调整量；检测装置，用于检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度；和第二控制装置，用于根据检测装置所检测的图像信号的亮度来控制亮度调整装置的亮度调整量。
根据本发明另一方面的一种成像方法，包括以下步骤输入一个任意的亮度调整级；指示开始通过成像装置进行循环拾取；在指示开始循环拾取时，根据该任意亮度调整级来调整从成像装置输出的图像信号的亮度；检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度；和根据所检测到的从成像装置循环输出的图像信号的亮度来调整图像信号的亮度。
根据本发明另一方面的一种成像方法，包括以下步骤循环地检测环境亮度；指示开始通过成像装置进行循环拾取；在指示开始循环拾取时，根据检测的环境亮度来调整从成像装置输出的图像信号的亮度；检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度；和根据所检测到的从成像装置循环输出的图像信号的亮度来调整图像信号的亮度。
根据本发明另一方面的一种成像方法，包括以下步骤检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度；根据检测的图像信号亮度来调整图像信号的亮度；指示结束通过成像装置进行的循环拾取；存储在指示循环拾取结束时所设定的代表图像信号的亮度调整量的信息；指示开始通过成像装置进行循环拾取；在指示开始循环拾取时，根据存储的信息来设定图像信号的亮度调整量；检测根据设定步骤所设定的亮度调整量而被调整的图像信号的亮度；和根据检测步骤所检测的图像信号的亮度来控制由设定步骤所设定的亮度调整量。
根据本发明另一方面的一种成像方法，包括以下步骤指示开始通过成像装置进行循环拾取；在指示开始循环拾取时，获取当前时间信息；根据检测的时间信息来调整从成像装置输出的图像信号的亮度；检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度；和根据检测的图像信号的亮度来控制成像装置以调整从成像装置循环输出的图像信号的亮度。
并入且构成说明书一部分的附图，图示说明了本发明的实施例，并与上述的简要说明和以下对实施例的详细说明一起，共同阐述了本发明的原理，其中图1是表示根据本发明的成像设备的一个实施例的电路结构的框图；图2A和2B是表示用于初始亮度调整量的手动设定操作和亮度调整操作的实施例的流程图；图3是表示初始亮度调整量的设定屏幕的实施例的示图；图4A、4B、4C、4D是表示在根据本发明的亮度调整方法中，在打开电源后，来自成像装置的输出信号的亮度平均值和对于成像装置的亮度调整量的时间瞬态的示意图；图5是表示根据本发明的成像设备的另一实施例的电路结构的框图；图6A和6B是表示用于初始亮度调整量的自动设定操作的实施例的流程图；图7A、7B、7C、7D是表示用于初始亮度调整量的自动设定操作的另一实施例的流程图；图8A、8B、8C、8D是表示在现有技术的亮度调整方法中，在打开电源后，成像装置的输出信号的亮度平均值和对于成像装置的亮度调整量的时间瞬态的示意图。
具体实施例方式
第一实施例图1是表示根据本发明的成像设备的一个实施例的电路结构的框图，其描述了一个数码相机作为成像设备的一个例子。然而，该成像设备的实施例并不局限于数码相机。
数码相机10包括成像装置11，A/D转换器12，信号处理器13，控制器14，TG(定时门电路)15，LCD单元(显示单元)16，非易失性存储器17，键盘输入装置18，和闪速存储器19。
成像装置11包括光圈装置111，CCD(成像元件)112，和AGC放大器113。
光圈装置111调整射在CCD 112上的输入光量。
CCD 112获取透过光圈装置111进入的目标光学图像，将其转换为图像信号，并将所获取的信号输出到AGC放大器113。
AGC放大器113放大从CCD 112输出的图像信号，并将其输出到A/D转换器12。
A/D转换器12将AGC放大器113输出的图像信号转换为数字信号，并将其输出到信号处理器13。
信号处理器13对A/D转换器12输出的图像信号执行图像处理，例如像素插值处理、白平衡处理、亮度/色差信号转换处理等等，并将结果输出到控制器14。
控制器14包括一些外围电路，例如处理器、程序存储器、RAM和其他电路(未示出)。在控制器14中，处理器控制整个数码相机10的操作，并适时地，根据由主控制程序或用户所选择的操作来读取程序存储器中存储的各种程序(包括初始亮度调整量设定程序和亮度调整程序)，从而执行数码相机10的各种功能。例如，当打开数码相机10的主电源时，它根据初始亮度调整量设定程序来执行初始亮度调整量设定功能，或者当打开主电源时，它根据亮度调整程序来执行亮度调整功能。
TG 15根据从控制器14输出的控制信号来控制CCD 112的亮度调整量或曝光时间。
LCD单元16在成像等待模式中显示通过图像(寻像器图像)，并在图像再现模式中显示再现的图像。为了使操作完备，在选择功能时，可以进行处理菜单的显示，用于设定的画面或图标的显示。
非易失性存储器17存储以下将要说明的初始亮度调整量(调整值)以及即使电源被关闭后也必须被保存的信息。
键盘输入装置18包括用于选择各种功能或屏幕(例如，模式键)的功能选择键，包括四个按键即上键、下键、左键和右键的光标键，快门键，设定键和其他键，以及电源开/关键(主电源键)，当这些键被按下时，与操作状态相对应的信号被提供到控制器14中的处理器。
响应于用户对快门键的操作，闪速存储器19存储成像装置11获取的图像数据。该闪速存储器19可附加至数码相机10或从其拆卸，且初始亮度调整量可以被存储在替代非易失性存储器17的闪速存储器19中。
初始亮度调整量的手动设定图2A是表示当设定初始亮度调整量时的操作例子的流程图，图2B是表示当打开主电源时亮度调整操作的例子的流程图，图3是表示在LCD单元16的液晶显示屏的一部分上显示的初始亮度调整量的设定屏幕的例子的示意图。
在图2A和2B中，控制器14中的处理器根据初始亮度调整量设定程序所定义的初始亮度调整量设定步骤，和打开主电源时亮度调整程序所定义的亮度调整步骤来控制数码相机10中各个部分的操作。
在图2A中，当用户打开键盘输入装置18中的主电源键时，一个状态信号被提供给控制器14中的处理器(以下将简称为处理器)，然后处理器在LCD单元16的液晶显示屏上将从成像装置11顺序输出的图像信号显示为通过图像，同时，也在液晶显示屏的一部分上显示一例如图3中的屏幕A1的初始屏幕(步骤T1)。
在此状态下，当用户操作模式按键并选择初始亮度调整量设定模式时，状态信号被提供给处理器(步骤T2中的YES)，然后处理器显示初始亮度调整量设定屏幕20，例如图3中的屏幕A2，替代液晶显示屏上的初始屏幕(步骤T3)。这里显示的初始亮度调整量设定屏幕20是根据非易失性存储器17中当前存储的初始亮度调整量而创建的。当前存储在非易失性存储器17中的初始亮度调整量被读出并存储在控制器14中的RAM中。
随后，处理器检查来自键盘输入装置18的状态信号，并在用户按下光标键中的左键或右键时前进到步骤T5，否则前进到步骤T6(步骤T4)。
就是说，当用户用视觉判断目标(环境)的亮度并认为较亮时，他/她操作光标键中的左键，且当用户认为较暗时，操作光标键中的右键，从而将状态信号提供到处理器。
当在步骤T4中检测到对左键的操作时，如图3中的屏幕A3所示，初始亮度调整量设定屏幕20的初始亮度调整量设定窗口21的深色部分22减小，同时，RAM中存储的初始亮度调整量被改变，控制返回到步骤T3，以便在初始亮度调整量设定窗口21中显示具有与所改变的初始亮度调整量相对应的面积的深色部分22(步骤T5)。当在步骤T4中检测到对右键的操作时，初始亮度调整量设定屏幕20的初始亮度调整量设定窗口21的深色部分22增大，同时，RAM中存储的初始亮度调整量被改变，控制返回到步骤T3。
重复步骤T3到T5的处理，直到可以获取用户所需的初始亮度调整量。
当步骤T4中用户没有操作左键或右键时，处理器检查来自键盘输入装置18的状态信号，当设定键被操作时，控制前进到步骤T7，在其他情况下控制返回到步骤T3。即，步骤T5中的初始亮度调整量的改变处理响应于用户对左键或右键的操作而被重复，直到用户按下设定键(步骤T6)。
当设定键被按下时，处理器更新并存储在步骤T5中通过初始亮度调整量的改变处理而被改变、并被存储在RAM中作为非易示形存储器17中的设定值的初始亮度调整量，另外处理器返回到步骤T1，以便恢复初始屏幕，如图3中的屏幕A4所示(步骤T7)。
以这种方式，通过手动设定一个任意的初始亮度调整量(步骤T3的初始亮度调整量设定屏幕的显示的处理，步骤T4和T5的设定值改变处理，和步骤T7的设定值更新和存储处理)就可以在下次打开电源时使用该手动设定的初始亮度调整量。
上述的初始亮度调整量是一个可以根据调整量而唯一确定初始光圈大小、初始曝光时间和初始增益的一个值，而非易失性存储器17中预先存储有初始亮度调整量、初始光圈大小、初始曝光时间和初始增益的对应表格。
例如，在图2A的流程图中，当操作左键时，使得根据操作量(操作的次数)而缩短初始曝光时间、增大初始光圈大小、减小初始增益的初始亮度调整量被更新并被存储在非易失性存储器17中。当操作右键时，使得根据操作量而增加初始曝光时间、减小初始光圈大小、增大初始增益的初始亮度调整量被更新并被存储在非易失性存储器17中。
在图2A的流程图中，当用户输入表示目标(环境)较亮的信息时，用于降低图像信号初始亮度的初始亮度调整量被设定，而当用户输入表示目标(环境)较暗的信息时，用于增加图像信号初始亮度的初始亮度调整量被设定。然而，当用户判断目标(环境)较暗时，也可以通过直接输入表示希望增加图像信号初始亮度的信息，来设定用于增加图像信号初始亮度的初始亮度调整量，而当用户判断目标(环境)较亮时，可以通过直接输入表示希望降低图像信号初始亮度的信息来设定用于降低图像信号初始亮度的初始亮度调整量，而不必通过由用户输入目标(环境)的亮度信息来原样改变和设定初始亮度调整量。
在图2A的流程图中，任意的初始亮度调整量通过手动输入并设定，且输入和设定的任意初始亮度调整量被存储在非易失性存储器17中。然而，该任意的初始亮度调整量可以被手动输入和设定，且由输入和设定的任意初始亮度调整量唯一确定的初始光圈大小、初始曝光时间和初始增益以及对应表格可以被存储在非易失性存储器17中。
在图2A的流程图中，任意的初始亮度调整量通过手动输入并设定，且输入和设定的任意初始亮度调整量被存储在非易失性存储器17中。然而，也可以使任意的初始光圈大小、任意的初始曝光时间，和任意的初始增益能单独地手动输入和设定，而单独地输入和设定的任意初始光圈大小、任意的初始曝光时间，和任意的初始增益可以被存储在非易失性存储器17中。
在图2A的流程图中，用于确定三个值，即初始光圈大小、初始曝光时间和初始增益的一个任意初始亮度调整量通过手动输入并设定，并被存储在非易失性存储器17中。然而，这三个值中可以只有一个或两个通过手动输入和设定，且输入和设定的值可以被存储在非易失性存储器17中。或者，该三个值中的任何一个可以被设定为一个固定值，而用于确定其余两个值的任意初始亮度调整量可以通过手动设定，并被存储在非易失性存储器17中。
例如，当未提供光圈装置111时(光圈装置111的光圈大小是固定的)，用于确定两个值即初始曝光时间和初始增益的任意初始亮度调整量，或任意初始曝光时间和任意初始增益通过手动输入和设定。当CCD 112的曝光时间固定时，用于确定两个值即初始光圈大小和初始增益的任意初始亮度调整量，或任意光圈大小和任意增益通过手动输入和设定。当AGC放大器113的增益固定时，用于确定两个值即初始光圈大小和初始曝光时间的任意初始亮度调整量，或任意初始光圈大小和任意初始曝光时间通过手动输入和设定。
当光圈装置111的光圈大小和CCD 112的曝光时间固定时，任意的初始增益通过手动输入和设定。当CCD 112的曝光时间和AGC放大器113的增益固定时，任意的初始光圈大小通过手动输入和设定。当光圈装置111的光圈大小和AGC放大器113的增益固定时，任意的初始曝光时间通过手动输入和设定。
虽然初始亮度调整量设定屏幕20只在亮度调整量设定窗口21中的亮暗部分中显示亮度调整量，但本发明并不局限于此。例如，亮暗部分的面积比率或亮度调整量可以被数字化并显示在亮度调整量设定窗口21的靠下的部分中。亮度调整量设定窗口21也并不局限于一个矩形(长方形)的形状。例如，其可以是圆形或正方形。亮度调整量设定窗口21还可以是立式的(柱形图)。可以仅数字化并显示亮度调整量而不提供亮度调整量设定窗口21，且该数值可以通过按键操作被增加/减少。
打开电源时的亮度调整在图2B的流程图中，示出了打开主电源时亮度调整操作的例子，当用户操作数码相机10的电源开/关键且主电源被打开时，图像拾取模式被设定，处理器读取非易失性存储器17中存储的初始亮度调整量(步骤S1)，将读取的初始亮度调整量存储在RAM中，通过参照非易失性存储器17中存储的对应表格，将该初始亮度调整量转换为初始光圈大小、初始曝光时间，和初始增益，然后将光圈装置111的光圈大小设定为初始光圈大小，将初始曝光时间提供给TG 15，并将AGC放大器的增益设定为初始增益(步骤S2)。
当控制从步骤S2转换到步骤S3时，在步骤S3中，处理器根据步骤S2中设定的初始光圈大小、初始曝光时间和初始增益(初始亮度调整量)执行第一成像处理。当控制从下文将要描述的步骤S6或S8转换到步骤S3时，处理器根据通过在下文中将要描述的步骤S6或S8的处理而改变和设定的亮度调整量所对应的光圈大小、曝光时间和增益，来执行第二或随后的成像处理。
随后，处理器计算通过步骤S3的成像处理而获取的图像信号的亮度平均值(步骤S4)。可以额外的提供一个积分器，可以用此积分器来计算图像信号的亮度平均值。
然后，处理器将所获取的亮度平均值与一预定的第一亮度值相比较，并判断该亮度平均值是否比第一亮度值更亮(更高)(步骤S5)。
当步骤S5中判断亮度平均值比第一亮度值更亮时，处理从RAM中当前存储的亮度调整量中减去一个预定量，并返回步骤S3(步骤S6)。当从亮度调整量减去一个预定量时，光圈大小被增加一个预定量(光圈的开口区域被缩小)、亮度调整量被减小一个预定时间、增益被减少一个预定量。
当在步骤S5中判断亮度平均值并比第一亮度值更亮时，控制进行到步骤S7，处理器将亮度平均值与第二亮度值相比较，该第二亮度值稍低于(暗于)第一亮度值，并判断该亮度平均值是否暗于(低于)第二亮度值。
当判断该亮度平均值暗于第二亮度值时，处理器将RAM中当前存储的亮度调整量增加一个预定量，并返回步骤S3(步骤S8)。假定亮度调整量增加一个预定量将会使光圈大小减少一个预定量(光圈的开口区域增大)、亮度调整量增加一个预定时间、增益增加一个预定量。
当步骤S7中判断亮度平均值并不暗于第二亮度值时，则亮度平均值为第一亮度值和第二亮度值之间的一个值，由于亮度平均值落在一个适当的亮度值范围中，因此控制返回到步骤S3而并不增加/减少RAM中存储的亮度调整量。
通过上述处理，具有适当亮度的通过图像被显示在LCD单元16的液晶显示屏上，具有适当亮度的图像数据通过快门键的操作被记录在闪速存储器19中。
如上所述，初始亮度调整量(初始光圈大小、初始曝光时间，和初始增益)可根据用户意愿通过图2A所示的初始亮度调整量设定操作而被设定，并可以根据步骤S3到S8设定的初始亮度调整量通过控制光圈大小、曝光时间和增益而接近该亮度。因此，与现有技术中初始亮度调整量为固定值的情况相比，在刚打开电源后获取不合适亮度的图像的频率被降低了。这样，在打开电源后对亮度进行处理所需的时间被缩短了，从而避免了在正确的时刻释放快门或形成不合适亮度的图像的偶然误差。
图4A到4D是表示在根据图2B流程图所示的本发明的亮度调整方法中，在打开电源后来自成像装置11的输出信号的亮度平均值、光圈装置111的光圈大小、CCD 112的曝光时间，和AGC增益放大器113的增益的时间瞬态图。从图中可明显看出，与图8A到8D所示的现有技术相比，打开电源后对亮度进行处理所需的时间被大大缩短了。
当初始亮度调整量以初始光圈大小、初始曝光时间，和初始增益的形式被存储在非易失性存储器17中时，处理器读取非易失性存储器17中存储的初始光圈大小、初始曝光时间，和初始增益，将读取的初始光圈、初始曝光时间，和初始增益存储在RAM中，设定光圈装置111的光圈大小为初始光圈、将初始曝光时间提供给TG 15、并将AGC放大器113的增益设定为初始增益。
当初始光圈大小、初始曝光时间和初始增益中仅有一个或两个被存储在非易失性存储器17中时，或者当仅能唯一确定初始光圈大小、初始曝光时间和初始增益中的两个值的初始亮度调整量被存储在非易失性存储器17中时，可以以类似的方式应用本发明。然而，这种情况通过在自动亮度调整时改变和控制初始光圈大小、初始曝光时间和初始增益中的仅一个或两个值就调整了图像信号的亮度。
在上述实施例中，虽然光圈大小根据初始亮度调整量以均衡的方式对曝光时间、光圈大小和增益进行了均匀的调整，但曝光时间、光圈大小，和增益的调整程度可以彼此不同。例如，当增益的调整量被减少时，曝光时间的调整量可以被增加。
在上述实施例中，曝光时间、光圈大小，和增益被全部调整而并未考虑初始亮度调整量，但在曝光时间、光圈大小，和增益这三个值中将被调整的值可以依据初始亮度调整量的值而被改变。例如，当初始亮度调整量较小时，只有曝光时间被调整，当初始亮度调整量变得较大而曝光时间的单独调整不起作用时，增益调整被启动。
在上述实施例中，当用户通过操作数码相机10的电源开/关键打开主电源时，图像拾取模式被选择，而且图2B所示的流程图的处理被启动，但在主电源打开时当通过用户操作模式键而选择了图像拾取模式时，或者当通过用户操作快门键而命令开始运动图像拾取(运动图像记录)时，图2B所示的流程图的处理也可以被初始化。
第二实施例虽然在第一实施例中初始亮度调整量是通过手动操作(键盘操作)被设定的，但本发明并不局限于此，本发明还可以提供一个自动设定单元，来自动设定初始亮度调整量。以下将说明用于初始亮度调整量的自动设定单元。
图5是表示根据本发明的成像设备的一个例子的电路结构的方框图，图中以数码相机作为成像设备的一个例子。
在图5中，数码相机30包括成像装置11，A/D转换器12，信号处理器13，控制器14，TG 15，LCD单元(显示单元)16，非易失性存储器17，键盘输入装置18，和闪速存储器19，上述装置具有与图1(第一实施例)所示的数码相机10中的装置相同的结构和功能，数码相机30还包括一个简化的低功率光学传感器20。此外，作为下文将要描述的第三实施例中所需的图像拾取环境信息获取装置，还包括时钟(日历)部分21和GPS单元22。
光学传感器20被设置于数码相机30的前面一侧，用于感应照相机周围的光量，并将对应于环境亮度的信息提供给控制器14中的处理器。在此情况下，处理器将此信息保存到RAM或非易失性存储器17中。在非易失性存储器17中，可以存储基于即将关闭主电源之前的光圈大小、曝光时间，和增益的信息，或基于即将关闭主电源之前的对成像装置11所获取的图像信号的亮度的信息。
图6A和6B是表示通过自动设定单元进行的初始亮度调整量设定操作的实施例的流程图，图6A示出了当主电源关闭时，通过使用来自光学传感器20的输出而自动设定初始亮度调整量的例子，图6B示出了即将关闭主电源之前的亮度调整量被自动设定为初始亮度调整量的例子。
根据光学传感器的输出自动设定初始亮度调整量在图6A中，当通过用户操作数码相机10的电源开/关键而关闭主电源时，处理器将一个控制信号提供到光学传感器20以打开光学传感器20，获取来自光学传感器20的传感器输出(光学传感器20所检测的照相机周围的亮度信号)(步骤U1)，根据检测值来计算亮度调整量，将其存储在RAM或非易失性存储器17中作为初始亮度调整量，并启动时间计数器(未示出)的计数处理(步骤U2)。
随后，处理器监测时间计数器的计数值，判断该计数值是否达到一个预定值，也就是，在更新和存储亮度调整量到RAM或非易失性存储器17中之后是否已过去一段预定时间(步骤U3)，若该预定时间还没有过去，则进行到步骤U4，若该预定时间已经过去，则返回到步骤U1，以清除时间计数器并重新获取光学传感器的输出。
处理器检查来自键盘输入装置18的状态信号，判断主电源是否已被打开(步骤U4)，若主电源已被打开则进行到步骤U5，否则返回到步骤U3。即，每隔预定时间就重复执行根据光学传感器20的检测值计算亮度调整量，直到主电源被打开。
当主电源被打开时，控制进行到图2B中的步骤S1，然后根据步骤S1到S8类似的操作进行亮度调整(步骤U5)。
对于图6A的流程图，由于初始亮度调整量(初始光圈大小、初始曝光时间，和初始增益)被自动设定，因此用户就可以从手动设定的繁琐操作中解脱出来。由于亮度调整是在电源打开的状态下根据自动设定的初始亮度调整量，也就是，根据即将打开主电源之前的光学传感器的检测值而设定的初始亮度调整量而进行的，因此与现有技术相比，在刚打开电源后获取不合适亮度的图像的频率被降低了，并有可能在短时间内近似达到适当的亮度。
虽然在图6A的流程图描述中，在步骤U1中检测来自光学传感器20的输出，并在步骤U2中根据该检测值而设定亮度调整量，但CCD11可以被设计为在步骤U1中循环地打开/关闭而不必提供光学传感器20，而且亮度调整量可以根据信号处理器13中获取的图像信号的亮度而在步骤U2中被设定。
虽然在图6A的流程图描述中，亮度调整量在步骤U2中根据检测值而被计算并被存储到RAM或非易失性存储器17中，但光学传感器20的检测值可以被原样存储在RAM或非易失性存储器17中，而且初始亮度调整量可以在打开主电源时根据存储的检测值来计算，从而执行初始亮度调整。
虽然在图6A的流程图描述中，初始亮度调整量被存储在RAM或非易失性存储器17中，但根据光学传感器20的检测值的光圈大小、曝光时间，和增益也可以被存储在RAM或非易失性存储器17中。
虽然在图6A的流程图描述中，用于确定初始光圈大小、初始曝光时间，和初始增益这三个值的初始亮度调整量被自动地确定并存储在RAM或非易失性存储器17中，但也可以仅自动确定这三个值中一个或两个，自动确定的值可以存储在RAM或非易失性存储器17中，或者可以将这三个值中的任何一个设定为固定值，而用于确定其余两个值的初始亮度调整量可以被自动确定并被存储在RAM或非易失性存储器17中。
在图6A所示的流程图描述中，当主电源关闭时步骤U1到U3的处理被重复执行，当主电源打开时，图像拾取模式被设定，图2B所示的流程图中的处理被初始化，但步骤U1到U3的处理可以在主电源打开时，当图像拾取模式以外的一个处理模式(再现模式等等)被设定时被重复地执行，而且图2B所示流程图中的处理可以在通过用户操作模式键选择图像拾取模式时被启动。此外，步骤U1到U3的处理可以在主电源处于打开状态时，当运动图像拾取(运动图像记录)处理未被执行时被重复地执行，而且图2B所示流程图中的处理可以在通过用户操作快门键指示运动图像拾取被启动时被初始化。
利用最后记忆进行初始亮度调整量的自动设定在图6B中，当用户操作数码相机10的电源开/关键以关闭主电源，并且图2B中步骤S3到S8的处理被重复执行时，处理器将即将关闭主电源之前，RAM中存储的亮度调整量，也就是，在即将关闭主电源之前作为初始亮度调整量被显示的通过图像的亮度调整量，存储到非易失性存储器17中(步骤V1)。
处理器检查来自键盘输入装置18的一个状态信号，判断主电源是否已被打开，若主电源已被打开则进行到步骤V3(步骤V2)。
当主电源已被打开时，也就是，当通过图像的显示开始时，在步骤V1中存储在非易失性存储器17中的初始亮度调整量，通过图2B中的步骤S1到S8类似的操作被用于进行亮度调整(步骤V3)。
如上所述，通过图6B所示的结构，用户可以从图6A例示的手动设定的繁琐操作中解脱出来。由于即将关闭主电源之前的亮度调整量被存储在非易失性存储器17中作为初始亮度调整量，因此相对于主电源的第二次或随后的打开，当图像拾取时间或图像拾取位置不是特别远时，获取比如说，当在野外(field)或室内寻找图像拾取目标的同时进行图像拾取，也就是，当在短时间内电源被打开/关闭多次的同时进行图像拾取时，获取亮度所需的时间可以被缩短。
可以在数码相机30中提供一个开关，用于交替的选择根据光学传感器输出自动设定初始亮度调整量(图6A)和根据最后记忆自动设定初始亮度调整量(图6B)，从而用户可以选择所需的自动设定方法。通过以这种方式配置，用户可以选择根据他/她的图像拾取类型、图像拾取位置，或图像拾取时间而选择自动设定方法。
虽然在图6B的流程图描述中，即将关闭主电源之前的亮度调整量被存储在非易失性存储器17中，但也可以存储即将关闭主电源之前所获取的图像信号的亮度值，而且可以根据该亮度值来计算亮度调整量，从而在打开主电源时执行亮度调整。
在图6B所示的流程图描述中，即将关闭主电源之前的亮度调整量被存储，在打开主电源时，图像拾取模式被设定，并根据所存储的亮度调整量，启动图2B所示流程图中的处理。然而，在图像拾取模式被设定时，当通过用户操作模式键选择其他处理模式时，即将切换模式之前的亮度调整量可以被存储，并且当用户操作模式键再次选择图像拾取模式时，图2B所示流程图中的处理可以根据该存储的亮度调整量而被启动。另外，运动图像拾取(运动图像记录)处理即将结束之前的亮度调整量可以被存储，并且当用户操作快门键指示再次开始运动图像拾取时，图2B所示流程图中的处理可以根据该存储的亮度调整量而被启动。
第三实施例虽然在第二实施例中，初始亮度调整量是根据即将打开电源之前的光学传感器输出，或是即将关闭电源之前的亮度调整量而被设定，但初始亮度调整量也可以根据图像拾取环境信息而被自动设定。现在将说明用于根据图像拾取环境信息的初始亮度调整量的自动设定单元。
图7A到7D是表示通过自动亮度设定单元进行初始亮度调整量的设定操作的实施例的流程图。图7A表示初始亮度调整量根据时间被自动设定的例子，图7B表示初始亮度调整量根据日期被自动设定的例子，图7C表示初始亮度调整量根据图像拾取模式的类型被自动设定的例子，图7D表示初始亮度调整量根据图像拾取位置(图像拾取地点)被自动设定的例子。
根据时间对初始亮度调整量进行自动设定在这个例子中，使用到数码相机30中的时钟21。控制器14中的非易失性存储器17或程序存储器等存储器中存储有时间-亮度调整量的对应表格(未示出)，该表格中时间信息与亮度调整量相关联。
在图7A中，当用户打开主电源时，处理器从时钟21获取当前时间信息(步骤W1)，并根据该当前时间由时间-亮度调整量对应表格而设定亮度调整量作为初始亮度调整量。即，在通过参照非易失性存储器17中存储的对应表格将初始亮度调整量转换为初始光圈大小、初始曝光时间和初始增益后，光圈装置111的光圈大小被设定为初始光圈大小，初始曝光时间被提供给TG 15，AGC放大器113的增益被设定为初始增益。例如，在白天时设定用于降低图像信号亮度的初始亮度调整量，在夜晚时设定用于增加图像信号亮度的初始亮度调整量(步骤W2)。然后，利用步骤W2设定的亮度调整量通过与步骤S3到S8类似的操作来进行亮度调整(步骤W3)。可以根据步骤W1获取的时间来区分时间区域，例如白天或夜晚。
根据日期进行初始亮度调整量的自动设定在这个例子中，使用到数码相机30中的具有日历功能的时钟21。控制器14中的非易失性存储器17或程序存储器等存储器中存储有日期-亮度调整量的对应表格(未示出)，该表格中日期信息与亮度调整量相关联。
在图7B中，当用户打开主电源时，处理器从时钟21获取当前日期信息(步骤X1)，并根据该日期信息由日期-亮度调整量对应表格而设定亮度调整量作为初始亮度调整量。例如，在夏天时设定用于降低图像信号亮度的初始亮度调整量，在冬天时设定用于增加图像信号亮度的初始亮度调整量(步骤X2)。随后，使用在步骤X2设定的初始亮度调整量通过与图2B中的步骤S3到S8类似的操作来进行亮度调整(步骤X3)。
可以根据步骤X1获取的日期来确定季节，例如春，夏，秋，冬。
时间信息根据每个日期信息与亮度量调整相关联的用于每个日期的时间-亮度调整量对应表格可以被存储在控制器14的非易失性存储器17或程序存储器等存储器中，从而可以获取当前日期和时间信息，并可以得到获取对应的亮度调整量，从而设定初始亮度调整量。
根据图像拾取模式类型进行初始亮度调整量的自动设定在图7C中，当用户打开主电源时，处理器根据模式键的操作检查图像拾取模式的设定状态，获取并判断当前设定的图像拾取模式类型(步骤Y1)，并根据该图像拾取模式类型设定亮度调整量为初始亮度调整量。例如，若设定的图像拾取模式为夜晚图像拾取模式，则设定用于增加图像信号亮度的初始亮度调整量，而在任何其他图像拾取模式的情况下，设定用于降低图像信号亮度的初始亮度调整量(步骤Y2)。然后，利用步骤Y2设定的初始亮度调整量，通过图2B中的步骤S3到S8类似的操作来执行亮度调整(步骤Y3)。
在步骤Y2，可以根据图像拾取模式，例如常规图像拾取模式、特写模式、全景图像拾取模式等以及夜晚图像拾取模式来设定初始亮度调整量。当利用电子开关取代机械开关来切换和选择图像拾取模式时，在即将关闭主电源之前设定的图像拾取模式的信息被存储在非易失性存储器17中，并在打开主电源时通过读取此信息来获取当前设定的图像拾取模式类型。
根据图像拾取位置进行初始亮度调整量的自动设定在这个例子中，使用到数码相机30中的GPS单元22。控制器14中的非易失性存储器17或程序存储器等存储器中存储有位置-亮度调整量的对应表格(未示出)，该表格中地点(位置)与亮度调整量相关联。
在图7D中，当用户打开主电源时，处理器从GPS单元22获取当前位置信息(步骤Z1)，并根据该当前位置由位置-亮度调整量对应表格而得出亮度调整量，并将其设定为初始亮度调整量。例如，在室外时设定用于降低图像信号亮度的初始亮度调整量，而在室内时设定用于增加图像信号亮度的初始亮度调整量(步骤Z2)。随后，利用步骤Z2设定的初始亮度调整量通过与步骤S3到S8类似的操作来进行亮度调整(步骤Z3)。
从图7A到7D的流程图说明中可明显看出，由于初始亮度调整量可以根据打开电源时的图像拾取环境而被自动设定，因此用户可以从手动设定的繁琐中解脱出来。在打开电源时的亮度调整是利用自动设定的初始亮度调整量而进行的，因此能够获取与第二实施例相类似的优点。
虽然在图7A到7D的流程图说明中，光圈大小根据获取的图像拾取环境信息而自动设定了初始光圈大小、初始曝光时间，和初始增益这三个值，但也可以仅自动设定这三个值中一个或两个值。
在图7A到7D的流程图说明中，当主电源被打开时，获取图像拾取环境信息，并根据此图像拾取环境信息而自动设定初始亮度调整量。然而，当用户操作模式键以便选择当前设定的图像拾取模式以外的一个处理模式(再现模式等等)时，也可以获取图像拾取环境信息，并可以根据此图像拾取环境信息而自动设定初始亮度调整量。此外，在主电源打开的状态下，当用户操作快门键以便指示开始运动图像拾取时，也可以获取图像拾取环境信息，并可以根据此图像拾取环境信息而自动设定初始亮度调整量。
虽然上面已描述了根据本发明的几个实施例，但本发明并不局限于前述实施例，并且不言而喻，可以对本发明进行各种各样的修改。
权利要求
1.一种成像设备，包括用于循环地拾取目标的图像并循环地输出该目标的图像信号的成像装置(11)，该成像装置包括用于调整图像信号的亮度的装置，其特征在于该成像设备包括用于输入一任意亮度调整级的装置(18)；用于指示开始通过成像装置进行循环拾取的装置(18)；第一控制装置(14)，用于在指示装置指示开始循环拾取时，根据输入装置输入的该任意亮度调整级来设定亮度调整装置的亮度调整量；用于检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度的装置(14)；和第二控制装置(14)，用于根据检测装置所检测的图像信号的亮度来控制亮度调整装置的亮度调整量。
2.如权利要求1所述的成像设备，其特征在于所述成像装置(11)包括图像拾取装置(112)；所述输入装置输入任意曝光时间信息；所述第一控制装置在所述指示装置指示开始循环拾取时，根据所述输入装置输入的任意曝光时间信息来设定该图像拾取装置的曝光时间；和所述第二控制装置根据所述检测装置所检测的图像信号的亮度来控制该图像拾取装置的曝光时间。
3.如权利要求1所述的成像设备，其特征在于所述成像装置(11)包括图像拾取装置(112)和用于调整入射至该图像拾取装置的光量的光圈装置(111)；所述输入装置输入任意光圈大小信息；所述第一控制装置在所述指示装置指示开始循环拾取时，根据所述输入装置输入的任意光圈大小信息来设定该光圈装置的光圈大小；和所述第二控制装置根据所述检测装置所检测的图像信号的亮度来控制该光圈装置的光圈大小。
4.如权利要求1所述的成像设备，其特征在于所述成像装置(11)包括图像拾取装置(112)和用于放大该图像拾取装置的输出信号的放大器(113)；所述输入装置输入任意增益信息；所述第一控制装置在所述指示装置指示开始循环拾取时，根据所述输入装置输入的任意增益信息来设定该放大器的增益；和所述第二控制装置根据所述检测装置所检测的图像信号的亮度来控制该放大器的增益。
5.如权利要求1所述的成像设备，其特征在于所述指示装置包括用于指示该成像设备电源打开的装置。
6.如权利要求1所述的成像设备，其特征在于所述第二控制装置根据所述检测装置所检测的图像信号的亮度将所述亮度调整装置的亮度调整量改变一个量。
7.一种成像设备，包括用于循环地拾取目标的图像并循环地输出该目标的图像信号的成像装置(11)，该成像装置包括用于调整图像信号的亮度的装置，其特征在于该成像设备包括用于指示开始通过成像装置进行循环拾取的装置(18)；第一检测装置(20)，用于在指示装置指示开始循环拾取之前，循环地检测环境亮度；第一控制装置(14)，用于在指示装置指示开始循环拾取时，根据第一检测装置检测的环境亮度来设定亮度调整装置的亮度调整量；第二检测装置(14)，用于检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度；和第二控制装置(14)，用于根据第二检测装置所检测的图像信号的亮度来控制亮度调整装置的亮度调整量。
8.如权利要求7所述的成像设备，其特征在于还包括用于存储代表所述第一检测装置检测的环境亮度的信息的装置(19)，并且，当所述指示装置指示开始循环拾取时，所述第一控制装置根据该存储装置中存储的代表环境亮度的信息来设定所述亮度调整装置的亮度调整量。
9.如权利要求7所述的成像设备，其特征在于所述指示装置包括用于指示该成像设备电源打开的装置。
10.一种成像设备，包括用于循环地拾取目标的图像并循环地输出该目标的图像信号的成像装置(11)，该成像装置包括用于调整图像信号的亮度的装置，其特征在于该成像设备包括用于检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度的装置(14)；第一控制装置(14)，用于根据检测装置检测的亮度来控制亮度调整装置的亮度调整量；第一指示装置(18)，用于指示结束通过成像装置进行的循环拾取；第二指示装置(18)，用于指示开始通过成像装置进行循环拾取；用于在第一指示装置指示结束循环拾取时，存储代表亮度调整装置的亮度调整量的信息的装置(19)；和第二控制装置(14)，用于在第二指示装置指示开始循环拾取时，根据存储装置中存储的代表亮度调整量的信息来控制亮度调整装置的亮度调整量，其特征在于所述第一控制装置(14)包括，用于根据检测装置所检测的图像信号的亮度，来控制由第二控制装置控制的亮度调整装置的亮度调整量的装置。
11.如权利要求10所述的成像设备，其特征在于所述第一指示装置包括用于指示该成像设备电源关闭的装置，和所述第二指示装置包括用于指示该成像设备电源打开的装置。
12.一种成像设备，包括用于循环地拾取目标的图像并循环地输出该目标的图像信号的成像装置(11)，该成像装置包括用于调整图像信号的亮度的装置，其特征在于该成像设备包括用于指示开始通过成像装置进行循环拾取的装置(18)；用于在指示装置指示开始循环拾取时，获取当前时间信息的装置(14)；第一控制装置(14)，用于根据获取装置所获取的当前时间信息来设定亮度调整装置的亮度调整量；检测装置(14)，用于检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度；和第二控制装置(14)，用于根据检测装置所检测的图像信号的亮度来控制亮度调整装置的亮度调整量。
13.如权利要求12所述的成像设备，其特征在于所述指示装置包括用于指示该成像设备电源打开的装置。
14.一种成像设备，包括用于循环地拾取目标的图像并循环地输出该目标的图像信号的成像装置(11)，该成像装置包括用于调整图像信号的亮度的装置，其特征在于该成像设备包括模式设定装置(18)，用于输入代表成像装置的任意操作模式的模式信息，该任意操作模式是从多个操作模式中选择出的；指示装置(14)，用于指示开始通过成像装置进行循环拾取；用于在指示装置指示开始循环拾取时，获取模式设定装置输入的成像装置的模式信息的装置(14)；第一控制装置(14)，用于根据获取装置获取的操作模式信息来设定亮度调整装置的亮度调整量；检测装置(14)，用于检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度；和第二控制装置(14)，用于根据检测装置所检测的图像信号的亮度来控制亮度调整装置的亮度调整量。
15.如权利要求14所述的成像设备，其特征在于所述指示装置包括用于指示该成像设备电源打开的装置。
16.一种成像设备，包括用于循环地拾取目标的图像并循环地输出该目标的图像信号的成像装置(11)，该成像装置包括用于调整图像信号的亮度的装置，其特征在于该成像设备包括用于指示开始通过成像装置进行循环拾取的装置(18)；用于在指示装置指示开始循环拾取时，获取成像装置的当前位置信息的装置(14)；第一控制装置(14)，用于根据获取装置获取的当前位置信息来设定亮度调整装置的亮度调整量；检测装置(14)，用于检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度；和第二控制装置(14)，用于根据检测装置所检测的图像信号的亮度来控制亮度调整装置的亮度调整量。
17.如权利要求16所述的成像设备，其特征在于所述指示装置包括用于指示该成像设备电源打开的装置。
18.一种成像方法，其特征在于包括以下步骤输入一任意的亮度调整级；指示开始通过成像装置进行循环拾取；在指示开始循环拾取时，根据该任意亮度调整级来调整从成像装置输出的图像信号的亮度；检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度；和根据从成像装置循环输出的图像信号的检测亮度来调整图像信号的亮度。
19.一种成像方法，其特征在于包括以下步骤循环地检测环境亮度；指示开始通过成像装置进行循环拾取；在指示开始循环拾取时，根据检测的环境亮度来调整从成像装置输出的图像信号的亮度；检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度；和根据从成像装置循环输出的图像信号的检测亮度来调整图像信号的亮度。
20.一种成像方法，其特征在于包括以下步骤检测从一成像装置循环输出的图像信号的亮度；根据检测的图像信号亮度来调整图像信号的亮度；指示结束通过成像装置进行的循环拾取；存储在指示循环拾取结束时所设定的代表图像信号的亮度调整量的信息；指示开始通过成像装置进行循环拾取；在指示开始循环拾取时，根据存储的信息来设定图像信号的亮度调整量；检测根据设定步骤所设定的亮度调整量而被调整的图像信号的亮度；和根据检测步骤所检测的图像信号的亮度，来控制由设定步骤设定的亮度调整量。
21.一种成像方法，其特征在于包括以下步骤指示开始通过成像装置进行循环拾取；在指示开始循环拾取时，获取当前的时间信息；根据获取的时间信息来调整从成像装置输出的图像信号的亮度；检测从成像装置循环输出的图像信号的亮度；和根据检测的图像信号的亮度来控制成像装置，以调整从成像装置循环输出的图像信号的亮度。
全文摘要
当用户通过操作数码相机(10)上设置的键盘输入设备(18)的模式键来选择初始亮度调整量设定模式时，初始亮度调整量设定屏幕(20)替代初始屏幕而被显示在LCD单元(16)的液晶显示屏上。当用户通过光标键操作而输入和设定一个任意初始亮度调整量时，该输入和设定的初始亮度调整量被存储在非易失性存储器(17)中。随后，当通过操作电源开/关键而关闭电源然后再次打开电源时，可利用非易失性存储器(17)中存储的初始亮度调整量来执行对于成像装置(11)的亮度调整操作。
文档编号H04N5/235GK1533667SQ0380065
公开日2004年9月29日 申请日期2003年3月5日 优先权日2002年3月12日
发明者篠崎芳彦, 崎芳彦 申请人:卡西欧计算机株式会社