专利名称：图像拍摄设备及其控制方法和程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图像拍摄控制技术。
背景技术：
在包括图像传感器的数字相机中，通常可以改变图像传感器感光度 (在下文中也称作"成像感光度")。例如，当假定图像传感器的固有感 光度是最小感光度时，通过放大图像传感器的输出可以实现等于或高于
最小感光度的感光度。更具体地讲，当传感器的固有感光度等于ISO感 光度100时，通过将图像传感器的输出放大到两倍可以实现ISO感光度 200，并且通过将图像传感器的输出放大到四倍可以实现ISO感光度 400。
由于为了进行这种感光度改变而对输出进行放大不仅会导致图像信 号的放大还会导致图像信号中的噪声的放大，所以当成像感光度被设置 为ISO感光度200时，与成像感光度被设置为ISO感光度100的情况 相比，噪声量加倍。
当成像感光度高时，图像传感器的输出被放大；因此，曝光时间 短。另一方面，当成像感光度低时，曝光时间长。因此，当在相对较长 的时间内执行曝光时，例如当拍摄夜景或天体的图像时，曝光时间根据
设置的ISO感光度而大幅变化。例如，可以按照ISO感光度800用7.5 秒的曝光时间来拍摄通常在ISO感光度100下必须曝光1分钟的被摄体。
如上所述，由于成像感光度影响膝光时间和包括在拍摄图像中的噪 声，所以优选的是，当拍摄图像时，恰当地设置成像感光度以缩短膝光
时间，同时将噪声量抑制到可接受水平。换言之，当拍4聂图4象时，优选
考虑曝光时间与噪声量之间的平衡来设置成像感光度。根据环境光或闪光的使用自动设置成像感光度，或者由拍摄者基于 经验手动设置成像感光度。
在通常的拍摄操作中，拍摄操作即刻完成。因此，如果在拍摄图像
后通过利用诸如LCD的显示部分检查拍摄图像后确定成像感光度不适 当，则再次执行拍摄操作相对容易。然而，在执行长时间爆光的拍摄操 作(也称作"长时间曝光图像拍摄")的情况下，拍摄操作所需的时间 长，从而直到利用显示部分检查拍摄图像的等待时间长。当由于不适当 的成像感光度而再次执行拍摄操作时，消耗更多时间。因此，对于不能 确定设置的成像感光度的拍摄者而言，执行长时间曝光图像拍摄是非常 麻烦的。
作为处理与长时间膝光图像拍摄相关的问题的技术，有这样一种技 术，其中，在曝光时间内在任何时间通过显示部分显示正在拍^f聂的图 像，从而可以在长时间曝光图像拍摄过程中检查图像(例如，日本未审 查专利申请公才艮No. 2003-69897)。通过利用这种4支术，可以检查随曝 光时间的流逝而发生的正在拍摄的图像的变化。因此，可以在曝光期间 确定曝光量是否充足。
发明内容
然而，在日本未审查专利申请公报No. 2003-69897中公开的该技术 是这样一种技术，其使得在长时间曝光图像拍摄中在曝光期间能够确定 曝光量是否适当，但是该技术无法实现除了考虑曝光时间外还考虑噪声 量的拍摄操作。
因此，根据本发明的实施例，提供了一种能够在长时间曝光图像拍 摄中实现除了考虑膝光时间外还考虑噪声量的拍摄操作的技术。
根据本发明的实施例的第一设备是一种图像拍摄设备，其包括图 像传感器，用于产生与被摄体像相关的图像信号；拍摄控制装置，用 于执行拍摄操作，其中根据预定爆光时间将图像传感器的曝光分割成 多次曝光；相加装置，用于将在拍摄操作中的每次曝光获得的图像信 号顺序地相加；放大率计算装置，用于基于所述预定曝光时间计算通过相加装置相加的图像信号的放大率；放大装置，用于通过使用所迷 放大率对通过相加装置相加的图像信号进行放大，以补偿对于所述预 定曝光时间而言不足的曝光；以及显示控制装置，用于在显示部分上 显示与通过放大装置放大的图像信号相关的信息；其中，当检测到用 户执行的结束指示操作时，拍摄控制装置结束拍摄操作，并且确定通 过放大装置放大的图像信号是以所述预定曝光时间执行拍摄操作获得 的拍摄图像。
根据本发明的实施例的第二设备是一种图像拍摄设备，其包括图 像传感器，用于产生与被摄体像相关的图像信号；拍摄控制装置，用 于执行拍摄操作，其中根据预定曝光时间将图像传感器的曝光分割成 多次曝光；相加装置，用于将在拍摄操作中的每次曝光获得的图像信 号顺序地相加；放大率计算装置，用于基于所述预定曝光时间计算通 过相加装置相加的图像信号的放大率；放大装置，用于通过使用所述 放大率对通过相加装置相加的图像信号进行放大，以补偿对于所述预 定膝光时间而言不足的曝光；以及噪声量计算装置，用于计算包括在 通过放大装置放大的图像信号中的噪声量；其中，拍摄控制装置根据 所述噪声量结束拍摄操作，并且确定通过放大装置放大的图像信号是 以所述预定膝光时间执行拍摄操作获得的拍摄图像。
根据本发明的实施例，可以执行除了考虑曝光时间以外还考虑噪声 量的拍摄操作。
图1是示出了图像拍摄设备的外部结构的图。
图2是示出了图像拍摄设备的外部结构的图。
图3是示出了图像拍摄设备的外部结构的图。
图4是示出了图像拍摄设备的功能结构的框图。
图5是示出了图像传感器的光接收面的图。
图6是示出了长时间曝光图像拍摄中的图像信号的流的图。
图7是示出了长时间曝光图像拍摄中的监视器的显示模式的图。图8是示出了图像拍摄设备的拍摄操作的流程图。
图9是示出了拍才聂操作的细节的流程图。
图IO是示出了分割曝光处理的细节的流程图。
具体实施方式
<1.实施例>
在下文中，将参照附图描述本发明的实施例。 <1國1.结构>
图1、图2和图3是示出了根据本发明实施例的图像拍摄设备1的 外部结构的图。这里，图l是图像拍摄设备l的外部正视图，图2是图 像拍摄设备1的外部俯视图，图3是图像拍摄设备1的外部后视图。
图像拍摄设备1被构造为数字相机，并且在它的前表面上包括拍摄 镜头3 (参照图1)。
拍摄镜头3主要由透镜组和孔径光阑构成。透镜组包括对焦透镜， 该对焦透镜通过在光轴方向上移动而改变焦点位置。
图像拍摄设备1在它的上表面(参照图2)上包括用于指示开始曝 光的释放按钮(快门按钮)11、闪光灯4、模式设置转盘5和控制值设 置转盘6。
释放按钮11是两状态检测按钮，它能够检测两个状态，即半压状 态(Sl状态)和全压状态(S2状态)。当释放按钮11被按下一半从而 处于Sl状态时，执行用于获得要记录的被摄体的静止图像(拍摄图 像)的准备操作(例如，基于相位差的自动对焦(AF)控制操作、自 动曝光(AE)控制操作等)。当释放按钮11被进一步按下从而处于S2 状态时，执行对拍摄图像的拍摄操作(执行一系列的操作，其中，利用 图像传感器(以后描述)执行关于被摄体像的曝光，并且对通过曝光获 得的图像信号执行预定的图像处理)。
模式设置转盘5包括盘状可旋转构件。用户可以通过旋转模式设置 转盘5来选择并且使能期望的拍摄模式。
例如，当旋转模式i殳置转盘5以选择手动沖莫式(M模式)时，用户能够手动设置快门速度和光圏值。
控制值设置转盘6包括盘状可旋转构件。用户可以通过旋转控制值 设置转盘6来设置每个拍摄模式的控制值。
例如，在手动才莫式中，用户可以通过操作控制值设置转盘6自由改 变快门速度以调整膝光时间。另外，在手动^^莫式中，用户可以通过在按 下图像拍摄设备1的后表面(参照图3 )上的光圏设置按钮18的同时操 作控制值设置转盘6来自由改变光圈值。
图像拍摄设备1在它的后表面上包括监视器12、取景窗10、主开 关(电源开关)15、菜单按钮16、方向选择键17等。
更具体地讲，监视器12作为显示部分被设置在图像拍摄设备1的 后表面的大约中心。监视器12例如被构造为彩色液晶显示器(LCD)。 在监视器12中，可以显示用于设置拍摄条件等的菜单画面，并且可以 再现和显示记录在诸如记忆卡的记录装置105 (参照图4)中的拍才聂图 像。
取景窗10设置在监视器12的上方。被摄体像被引入到取景窗10 中，并且拍摄者可以通过观看取景窗10可视地检查被摄体像并且确定 构图。
主开关15设置在监视器12的左上方。主开关15由两位置滑动开 关构成。当触点设置在"OFF"位置时，图像拍摄设备l的电源关闭， 当触点设置在"ON"位置时，图像拍摄设备l的电源开启。
方向选择键(光标键)17设置在监视器12的右侧。方向选择键 (光标键)17检测与上、下、左和右方向对应的四向按压操作。在方向 选择键17中，除了以上的四向按压操作外，还检测该键的中心处的按 钮(决定按钮)17a的按压操作。
菜单按钮16设置在监视器12的左侧。当按下菜单按钮16时，菜 单画面(设置画面)显示在监视器12上。通过在菜单画面上利用方向 选择键17等执行选择操作或设置操作(也简单称作"菜单操作")，用 户可以执行图像拍摄设备1的指定操作(例如，AF模式)的设置、拍 摄条件的登记等。<1-2.功能>
接下来，将描述图像拍摄设备l的功能的概要。图4是示出图像拍 摄设备l的功能结构的框图。图5是示出图像传感器C10的光接收面的 图。
如图4所示，图像拍摄设备1包括成像部分101、 AFE (模拟前 端)102、图像处理部分103、图像存储器104、可拆装记录装置105、 操作部分106、整体控制部分110等。
操作部分106被构造为包括各种按钮、开关等，它们包M放按钮 11、模式设置转盘5、控制值设置转盘6 (参照图1)和菜单按钮16 (参照图3)。响应于由用户对操作部分106的输入操作，攀体控制部分 IIO等实现各种操作。例如，当检测到释放按钮ll的全压状态时，执行 用于拍摄图像的拍摄操作。
成像部分101被构造为包括诸如图像传感器(CCD或CMOS) C10的光学传感器，并且获得关于被摄体像的图像信号。在图像传感器 C10中，以矩阵形式在水平和垂直方向上二维地布置了被构造为包括光 电二极管的多个像素。在这多个像素中，存在包括在能接收形成被摄体 像的光(也称作"被摄体光")的非遮光区域NR中的像素UG (也称作 "有效像素")以及包括在不能接收被摄体光(被摄体光没有照射到) 的光学黑(OPB)区域BR中的像素BG (也称作"黑像素")。
例如，在图5所示的图〗象传感器C10中，图《象传感器C10的中心 部^^被设置(定义)为非遮光区域NR,图^象传感器C10的周边区域的 上部(顶沿部分)被设置为光学黑区域BR。尽管这里将图像传感器 C10的顶沿部分设置为光学黑区域BR，但是并不限于此，可将图像传 感器C10的底沿部分、左沿部分或右沿部分设置为光学黑区域BR。
当被曝光时有效像素UG接收到被摄体光，并且产生关于被摄体像 的图像信号(像素信号)。具体地讲，R (红)、G (綠)和B (蓝)的 原色透过滤波器以格子状按Bayer排列方式布置在有效l象素UG上，并 且每个有效像素将聚焦的被摄体的光像转换成R (红)、G (绿)或B
(蓝)的颜色成分的模拟电信号，并且产生图〗象信号。另一方面，黑像素BG具有用于遮挡像素的表面上的被摄体光的遮 光构件，并且产生由暗电流引起的噪声成分的信号(也称作"噪声信 号")作为图像信号的基准信号。
AFE 102提供用于使得图像传感器C10执行预定操作的定时脉冲。 AFE 102还具有用于对从每个像素输出的信号执行预定的信号处理以将 该信号转换成数字信号(也称作"数字像素信号")并且将数字信号输 出到图像处理部分103的功能。
输出到图像处理部分103的数字信号与图l象传感器C10的读取同步 地临时存储在图像存储器104中。执行图傳存储器104中的数字信号的 存储，直到图像传感器C10的读取结束(直到曝光结束)，并且在曝光 后在图<|^储器104中形成拍摄图像数据。
图像处理部分103访问存储在图《象存储器104中的拍摄图像数据， 并且执行预定的信号处理。图像处理部分103包括信号相加部分31、信 号放大部分32、解马赛克(de-mosaic)处理部分33、白平衡(WB ) 控制部分34、伽马(Y )校正部分35等。
信号相加部分31将在长于基本曝光时间BE的时间内执行曝光的 长时间曝光图像拍摄中在成像部分101中顺序地获得的图像信号相加。
具体地讲，在图像拍摄设备1的长时间曝光图像拍摄中，将预定的 曝光时间(也称作"设定曝光时间")TE分割，对于每个分割时间执行 膝光，并且对于每个分割时间顺序地获得图《象信号。在信号相加部分31 中，执行将每次曝光获得的图像信号顺序地相加的累积相加处理(也简 单称作"相加处理，，)。通过该相加处理产生的图4象信号(该图傳3言号也 称作"相加图像信号，，或"累积图像信号")被临时存储在图像存储器 104中作为累积图#>数据，并且在下一分割曝光结束后再次用于相加处 理。
信号放大部分32基于在整体控制部分110中计算出的放大率AP 对此时存储在图像存储器中的累积图像信号进行放大，并且产生放大的 图像信号。具体地讲，信号放大部分32将每个像素的作为累积图像信 号的像素值与放大率AP相乘以放大图像信号，并且针对对于曝光时间TE而言不足的曝光进行补偿。
解马赛克处理部分33通过利用与存储在图像存储器104中的成像 数据中的像素相邻的像素的颜色信息进行内插，获得该像素所没有的颜 色成分。
白平衡控制部分34基于与光源对应的基准白色，执行每个颜色成 分，即R (红)、G (绿)和B (蓝)的数字信号的电平转换(白平衡 (WB)调整)。具体地讲，白平衡控制部分34基于从整体控制部分 110提供的WB调整数据，从亮度数据、色度数据等识別要拍摄的被摄 体中的假定原本为白色的部分，并且获得该部分中的每个颜色成分R、 G和B的均值、G/R比率、以及G/B比率，从而利用这些比率作为R和 B的校正增益来执行电平校正。
伽马校正部分35对已进行了 WB调整的图像信号的灰度特性进行 校正。具体地讲，伽马校正部分35通过利用预定的伽马校正表，针对 每个颜色成分执行图像信号电平的非线性变换并且执行偏移调整。
图像存储器104由非易失性存储器构成，临时存储在拍損W莫式期间 从图像处理部分103输出的图像信号，并且用作整体处理部分110对图 像信号执行预定处理的工作区域。图像存储器104临时存储在再现模式 期间从记录装置105读取的图像信号。
整体控制部分110被构造为微型计算机，并且主要包括CPU、 RAM 110A和ROM 110B。整体控制部分110读取存储在ROM 110B 中的程序，并且通过CPU执行该程序来实现各种功能。图4中的曝光 控制部分lll、拍摄控制部分112、放大率计算部分113、噪声量计算部 分114和显示控制部分115被表示为由在整体控制部分110中执行的程 序实现其功能的功能块。
曝光控制部分111执行调整快门速度和光圏值的曝光控制。具体地 讲，膝光控制部分111基于由图像传感器C10获得的被摄体的亮度信息 确定曝光值，并且基于所确定的曝光值进一步设置快门速度和光圏值以 获得适当的膝光。按此方式，在图像拍摄设备l中，手动或自动设置曝 光时间TE。拍摄控制部分112具有用于控制选择的拍摄模式中的各种拍摄操作 的功能。
例如，在长时间曝光图像拍摄中，当检测到释放按钮11的全压状 态时，拍摄控制部分112将曝光时间TE分割成多个预定的时间段，并 且控制以多次分别执行对图《象传感器C10的曝光。将在后面描述细节。
当执行长时间曝光图像拍摄时，放大率计算部分113计算用于放大 累积图像信号以针对对于膝光时间TE而言膝光时间不足的膝光进行补 偿的放大率AP。
具体地讲，放大率计算部分113计算这样的放大率AP,通过将累 积的图像信号与该方矢大率AP相乘能够产生输出电平(亮度)与通过长 时间曝光图像拍摄获得的图像(该图像也称作"最终图像")的输出电 平相同的图像。利用设置的曝光时间TE和已经执行的曝光的累积时间 DT (该累积时间也称作"累积曝光时间")，通过式(1)表示放大率 AP。<formula>formula see original document page 19</formula>
通过利用方向选择键17等的按钮操作指定噪声测量区域，并且可以指定与要放大并显示在放大图像显示区域DR2中的部分不同的区域。
如果在拍摄图像中不存在像素值相同的区域，则可将在i殳置在图像传感器CIO的上沿部分的光学黑区域BR中包括的预定区域指定为噪声测量区域。由于光学黑区域BR是没有接收被才聂体光的区域，所以包括在光学黑区域BR中的预定区域是如果没有噪声则在像素输出之中不发生变化的区域。因此，当将该预定区域指定为噪声测量区域时，可以更精确地计算噪声量SA。
<1-5.操作>
接下来，将描述图像拍摄设备l的拍摄操作。图8是示出图像拍摄设备l的拍摄操作的流程图。图9是示出拍摄操作的细节的流程图。
如图8所示，首先，在步骤SP1中，当检测到拍摄模式时，执行诸如图像传感器C10的初始化、计算中使用的变量的初始化等的图像拍摄i殳备l的初始化。
在步骤SP2中，检测模式转盘5的状态，并且确定是否设置了手动模式。
当设置了手动模式时，处理移至步骤SP3。在步骤SP3中，通过用户操作控制值设置转盘6，设置曝光时间TE。另一方面，当没有设置手动才莫式时，处理移至步骤SP4。在步骤SP4中，曝光控制部分lll自动设置用以获得适当曝光的膝光时间TE。
在步骤SP5中，确定是否通过控制值设置转盘6的操作设置了基准噪声量BA。
当设置了基准噪声量BA时，处理移至步骤SP6，并且存储在图像拍摄设备1中的基准噪声量BA的值根据控制值设置转盘6的操作而改变。另一方面，当没有设置基准噪声量BA时，处理移至步骤SP7。
在步骤SP7中，基于释放按钮11的按压条件确定是否开始拍摄操作。具体地讲，当没有检测到释放按钮11的全压状态(S2状态)时，处理移至步骤SP2，并且重复执行从步骤SP2到步骤SP7的处理，直到检测到释放按钮11的全压状态。另一方面，当检测到释放按钮ll的全压状态(S2状态)时，处理移至步骤SP8。
在步骤SP8中，开始拍摄操作。具体地讲，被摄体光被发射到图像传感器CIO，并且在构成图像传感器C10的每个像素产生图像信号。
这里，将详细描述在步骤SP8中执行的拍摄操作。图9是拍摄操作的流程图。
当检测到释放按钮11的全压状态时(步骤SP7 ),开始图9所示的拍摄操作。
在步骤SP21中，确定由拍摄控制部分112设置的曝光时间TE是否长于基准曝光时间BE。
当曝光时间TE短于基准曝光时间BE时，处理移至步骤SP41，并且执行使用正常曝光的拍摄操作。具体地讲，在设置的曝光时间TE内执行曝光(步骤SP41)，并且从图像传感器C10读取获得的图像信号(步骤SP42)，从而获得拍摄图像。然后，处理移至步骤SP38。
另一方面，当曝光时间TE长于基准曝光时间BE时，处理移至步骤SP22，并且在步骤SP22及后续步骤的一系列处理中执行使用分割曝光的拍纟聂操作。
在下文中，将描述使用分割曝光的拍摄操作，其中，基准曝光时间BE被设置为l分钟。
在步骤SP22中，执行曝光时间TE的分割处理。具体地讲，将曝光时间TE除以基准曝光时间BE,并且确定执行分割曝光的次数(曝光次数)。如果当将膝光时间TE除以基准膝光时间BE时有余数，则当执行最后膝光时执行与该余数对应的曝光。具体地讲，将与该余数对应的曝光时间加到分割曝光的最后曝光的膝光时间。
在步骤SP23中，执行分割曝光之一。将在后面描述细节。
在步骤SP24中，读#分割曝光之一中由图像传感器C10获得的图像信号。在步骤SP25中，确定在步骤SP23中执行的分割曝光是否是第一次分割曝光。
如果是第一次分割曝光，则处理跳过步骤SP26和步骤SP27，并且前进到步骤SP28，在步骤SP28中图像信号被存储在图像存储器104中。
另一方面，当不是第一次分割曝光时，处理移至步骤SP26。在步骤SP26中，读M储在图^^储器104中的累积图像信号。
在步骤SP27中，信号相加部分31执行相加处理，其中通过该分割曝光获得的图像信号与累积图像信号相加。
在步骤SP28中，将通过相加处理新产生的累积图像信号覆写并存储在图像存储器104中。
在步骤SP29中，放大率计算部分113计算用于放大累积图像信号的方欠大率AP。
在步骤SP30中，从图#^储器104读取累积图像信号，并且由信号放大部分32执行利用放大率AP的累积图像信号的放大处理。
在步骤SP31中，图像处理部分103对放大的图像信号执行诸如伽马校正的预定图像处理。
在步骤SP32中，噪声量计算部分114计算包括在放大的图像信号(曝光途中的拍摄图像GH1)中的噪声量SA。
在步骤SP33中，将关于曝光途中的拍摄图像GH1的噪声量SA与预定的基准噪声量BA进行比较，并且确定噪声量SA是否小于或等于预定的设置值(这里为基准噪声量BA)。
当噪声量SA小于或等于基准噪声量BA时，处理移至步骤SP36。
这样，在图像拍摄设备1中，当从曝光途中的拍摄图像GH1计算的噪声量SA小于或等于基准噪声量BA时，曝光操作自动结束。
另一方面，当噪声量SA不小于或等于(大于)基准噪声量BA时，处理移至步骤SP34。
在步骤SP34中，显示控制部分115在监视器12上显示关于放大的图像信号的信息(具体地讲，曝光途中的拍摄图像GH1、噪声量SA等)。
在步骤SP35中，确定是否已执^f亍与曝光次数对应的分割膝光。具体地讲，当确定尚未执行与曝光次数对应的分割曝光时，处理移
至步骤SP22，并且重复执行从步骤SP22到步骤SP35的处理。
另一方面，当已经执行了与曝光次数对应的分割曝光时，处理移至
步骤SP36。
在步骤SP36中，读取在曝光结束时存储在图像存储器104中的最新的累积图像信号。
在步骤SP37 中，信号放大部分32执行利用曝光结束时的放大率AP进行的累积图像信号的放大处理，从而产生长时间捧光图像作为拍摄图像。
然后，对拍摄图像执行与步骤SP31相同的图像处理(步骤SP38)，并且将图像处理后的拍摄图像显示在监视器12上(步骤SP39 )。
在步骤SP40中，将拍摄图像存储在记录装置105中。
如上所述，在该拍摄操作中，在长时间曝光图像拍摄中分割执行曝光，并且将在每次膝光中获得的图傳4言号相加以产生相加的图像信号。按照基于累积曝光时间DT计算出的放大率AP来放大该相加的图像信号，从而获得长时间曝光图像作为拍摄图像。
在下文中，将详细描述在步骤SP23中执行的分割曝光操作。图10是分割啄光操作的流程图。
如图10所示，首先，在步骤SP51中，拍才聂控制部分112将用于开始曝光的控制信号发送到图像传感器CIO，从而开始曝光。
在步骤SP52中，在开始膝光的同时，启动用于对曝光时间进行计数的定时器。
在步骤SP53中，检查由定时器测量的时间，并且确定基准曝光时间BE (这里为1分钟)的曝光是否结束。
当由定时器测量的时间经过了 (长于或等于)基准曝光时间BE时，处理移至步骤SP60，并且执行分割曝光的结束操作。具体地讲，
22在步骤SP60中，向图像传感器C10发送用于结束曝光的控制信号，并且将定时器复位。当分割曝光结束时，处理移至步骤SP24 (图9)。
另一方面，当由定时器测量的时间短于基准曝光时间BE时，处理移至步骤SP54。
在步骤SP54中，确定是否按下了释放按钮11。
当检测到释放按钮11的全压状态时(步骤SP7)，处理移至步骤SP61，并且按照与步骤SP60相同的方式执行分割曝光的结束操作。在执行分割爆光的结束操作后，处理移至步骤SP36 (图9 )。
这样，在图像拍摄设备l中，再按下释放按钮是用于指示结束曝光操作的操作，从而用户还可以通过再按下释放按钮11来结束曝光操作。
另一方面，当没有检测到释放按钮11的全压状态时，处理移至步骤SP55。
在步骤SP55中，确定是否操作了方向选择键17。当方向选择键17被操作时，处理移至步骤SP56，并且在步骤SP56中，执行区域设置(具体地讲，指定要放大的区域和噪声测量区域)。
具体地讲，当检测到方向选择键17的操作时，首先，指定在放大图像显示区域DR2中显示的要放大的部分。通过利用方向选择键17的用户操作，选择要放大的部分，并且通过决定按钮17a决定要放大的部分。然后，指定噪声测量区域。
同样通过方向选择键17和决定按钮17a的操作，按照与指定要方文大的部分的情况相同的方式，指定噪声测量区域。当指定包括在光学黑区域BR中的预定区域作为噪声测量区域时，指示噪声测量区域的框显示被移到图像显示区域DR1之外并且按下决定按钮。
如上所述，在步骤SP56中，用户执行区域设置。
另一方面，当没有检测到方向选择键17的操作时，处理跳过步骤SP56并且移至步骤SP57。
在步骤SP57中，确定是否执行了控制值设置转盘6的转盘操作。
当没有检测到控制值设置转盘6的转盘操作时，处理返回步骤SP53，并且当检测到控制值设置转盘6的转盘操作时，处理移至步骤SP58。
在步骤SP58中，对应于控制值"^殳置转盘6的转盘操作改变曝光时间TE。
在步骤SP59中，确定改变的曝光时间是否短于累积曝光时间DT。
当改变的曝光时间短于累积爆光时间DT时，处理移至步骤SP61,并且执行爆光结束操作。然后，处理移至步骤SP36 (图9)。
另一方面，当改变的曝光时间长于累积曝光时间DT时，处理返回SP53。
这样，用户能够基于放大的图像信号可视地检查图像，并且当确定图像太亮或太暗时改变曝光时间。当改变了曝光时间时，拍4聂控制部分112执行曝光结束操作或曝光次数的重新设置(步骤SP22 )。
如上所述，在图像拍摄设备l中，对图像传感器C10的曝光被分割成多次并且根据预定的啄光时间TE分割执行，并且通过每次曝光获得的图像信号被顺序地相加以产生相加的图像信号。利用用于针对对于曝光时间TE而言不足的曝光进行补偿的放大率来放大相加的图像信号，并且将关于放大的图像信号的信息显示在监视器12上。这样，由于用户能够在参考关于放大的图像信号的信息的同时找到结束曝光的定时，所以用户能够执行除曝光时间以外还考虑噪声量的拍摄操作。
在图像拍摄设备1中，噪声计算部分114计算包括在放大的图像信号中的噪声量SA，并且拍摄操作根据噪声量SA而自动结束。这样，能够执行考虑噪声量SA的拍摄操作。
<2.变型例>
尽管至此已描述了本发明的实施例，但是本发明不限于上述的实施例。
例如，在以上实施例中，曝光操作根据噪声量SA自动结束，但是本发明不限于此。
具体地讲，可以关闭根据噪声量SA结束曝光操作的功能。具体地讲，该功能的关闭状态可以设置到与值(0.1)相邻的位置，值(O.l)是可通过控制值设置转盘6的转盘操作而设置为基准噪声量BA的最小值。当通过控制值设置转盘6的转盘操作设置了该功能的关闭状态时，存储在图像拍摄设备1中的基准噪声量BA被设置为难以实现的值(例如，-100)，从而不执行曝光操作的自动结束功能。
在以上实施例中，尽管从图像传感器C10获得用于确定膝光值的亮度信息，但是本发明不限于此。
具体地讲，可将另外的测光传感器设置到图像拍摄设备1，从而从该测光传感器获得被摄体的亮度信息。
在以上实施例中，尽管在曝光后执行区域设置处理(步骤SP56)，但是本发明不限于此。
具体地讲，当包括实时取景功能并且可以在拍摄操作之前在监视器12上可视地检查被摄体像时，可以在拍摄操作之前的拍摄准备操作中指定所述区域。
在以上实施例中，尽管示出了在长时间曝光图像拍摄中通常在监视器12上显示关于啄光途中的拍摄图像GH1的信息的情况，但是本发明不限于此。
具体地讲，可以在长时间曝光图像拍摄期间将监视器12关闭，当检测到用户操作(例如，按钮操作)时开启监视器12以显示曝光途中的拍摄图像GH1等。这样，可以控制功耗。
在以上实施例中，尽管示出了直接操作设置在图像拍摄设备1上的操作构件的形式，但是本发明不限于此，并且可以利用有线或无线远程操作构件来操作图像拍摄设备1。这样，可以防止由于在曝光期间对构件的操作而出现未对准。
本发明包含与在2008年9月24日提交到日本专利局的日本在先专利申请JP 2008-243980中公开的主题相关的主题，通过引用将其全部内容纳入于此。
本领域技术人员应该明白，根据设计要求和其它因素可以想到各种变型、组合和子组合，只要它们位于权利要求及其等同物的范围内即可。
权利要求
1.一种图像拍摄设备，包括图像传感器，用于产生与被摄体像相关的图像信号；拍摄控制装置，用于执行拍摄操作，在该拍摄操作中根据预定曝光时间将图像传感器的曝光分割成多次曝光；相加装置，用于将在拍摄操作中的每次曝光获得的图像信号顺序地相加；放大率计算装置，用于基于所述预定曝光时间计算通过相加装置相加的图像信号的放大率；放大装置，用于通过使用所述放大率对通过相加装置相加的图像信号进行放大，以补偿针对所述预定曝光时间的不足曝光；以及显示控制装置，用于在显示部分上显示与通过放大装置放大的图像信号相关的信息；其中，当检测到用户执行的结束指示操作时，拍摄控制装置结束拍摄操作，并且确定通过放大装置放大的图像信号是以所述预定曝光时间执行拍摄操作获得的拍摄图像。
2. 根据权利要求1所述的图像拍摄设备，其中，所述放大率由所述预定膝光时间相对于通过每次曝光累积 的当前累积膝光时间的比例来表示。
3. 根据权利要求2所述的图像拍摄设备，其中，显示控制装置基于通过放大装置放大的图像信号来扩大被 摄体像的一部分并且显示扩大的图像。
4. 根据权利要求3所述的图像拍摄设备，还包括 噪声量计算装置，用于计算包括在通过放大装置放大的图像信号中的噪声量；其中，显示控制装置在显示部分上显示与所述噪声量相关的信息。
5. 根据权利要求1所述的图像拍摄设备，还包括改变装置，用于改变所述预定曝光时间；其中，拍摄控制装置根据已被改变装置改变的预定曝光时间执行 拍摄操作。
6. 根据权利要求1所述的图像拍摄设备，还包括 存储装置；其中，当检测到用户执行的结束指示操作时，拍摄控制装置将通 过放大装置放大的图像信号存储在所述存储装置中。
7. —种图像拍摄设备，包括图像传感器，用于产生与被摄体像相关的图像信号； 拍摄控制装置，用于执行拍摄操作，在该拍摄操作中根据预定曝光时间将图像传感器的膝光分割成多次曝光；相加装置，用于将在拍摄操作中的每次曝光获得的图像信号顺序地相加；放大率计算装置，用于基于所述预定曝光时间计算通过相加装置 相加的图像信号的放大率；放大装置，用于通过使用所述放大率对通过相加装置相加的图像 信号进行放大，以补偿针对所述预定曝光时间的不足曝光；以及噪声量计算装置，用于计算包括在通过放大装置放大的图像信号 中的噪声量；其中，拍摄控制装置根据所述噪声量结束拍摄操作，并且确定通 过放大装置放大的图像信号是以所述预定曝光时间执行拍摄操作获得 的拍摄图像。
8. 根据权利要求7所述的图像拍摄设备，其中，当所述噪声量小于预定的基准噪声量时，拍摄控制装置结 束拍摄操作，并且确定通过放大装置放大的图像信号是所述拍摄图 像。
9. 根据权利要求7所述的图像拍摄设备，其中，图像传感器包括在曝光中被摄体光没有照射到的预定像 素，并且噪声量计算装置利用来自所述预定像素的输出信号来计算所述噪声量。
10. —种图像拍摄设备的控制方法，该方法包括如下步骤(a) 执行拍摄操作，在该拍摄操作中根据预定曝光时间将图像 传感器的曝光分割成多次曝光；(b) 将在拍摄操作中的每次膝光获得的图像信号顺序地相加；(c) 基于所述预定曝光时间计算在步骤(b)中相加的图像信号 的放大率；(d) 通过利用所述放大率对在步骤(b)中相加的图像信号进 行放大，以补偿针对所述预定曝光时间的不足爆光；以及(e) 在显示部分上显示与在步骤(d)中放大的图像信号相关的信息；其中，在步骤(a)中，当检测到用户执行的结束指示操作时结 束拍摄操作，并且将在步骤(d)中放大的图像信号确定为以所述预 定曝光时间执行拍摄操作获得的拍摄图像。
11. 一种程序，该程序使得包括在图像拍摄设备中的计算机执行 如下步骤(a) 执行拍摄操作，在该拍摄操作中根据预定曝光时间将图像 传感器的曝光分割成多次曝光；(b) 将在拍摄操作中的每次膝光获得的图像信号顺序地相加；(c) 基于所述预定曝光时间计算在步骤(b)中相加的图《象信号 的放大率；(d) 通过利用所述放大率对在步骤(b)中相加的图像信号进 行放大，以补偿针对所述预定膝光时间的不足曝光；以及(e) 在显示部分上显示与在步骤(d)中放大的图像信号相关的信息；其中，在步骤(a)中，当检测到用户执行的结束指示操作时结 束拍摄操作，并且将在步骤(d)中放大的图像信号确定为以所述预 定膝光时间执行拍摄操作获得的拍摄图像。
12. —种图像拍摄设备的控制方法，该方法包括如下步骤(a) 执行拍摄操作，其中根据预定曝光时间将图像传感器的曝 光分割成多次曝光；(b) 将在拍摄操作中的每次曝光获得的图像信号顺序地相加；(c) 基于所述预定曝光时间计算在步骤(b)中相加的图像信号 的放大率；(d) 通过利用所述放大率对在步骤(b)中相加的图像信号进 行放大，以补偿对于所述预定曝光时间而言的不足膝光；以及(e) 计算在步骤(d)中放大的图像信号中所包括的噪声量； 其中，在步骤U)中，根据所述噪声量结束拍摄操作，并且将在步骤(d)中放大的图像信号确定为以所述预定膝光时间执行拍摄 操作获得的拍摄图像。
13. —种程序，该程序使得包括在图像拍摄设备中的计算机执行 如下步骤(a)执行拍摄操作，其中根据预定曝光时间将图像传感器的曝 光分割成多次曝光；(b )将在拍摄操作中的每次膝光获得的图像信号顺序地相加；(c) 基于所述预定曝光时间计算在步骤(b)中相加的图像信号 的放大率；(d) 通过利用所述放大率对在步骤(b)中相加的图像信号进 行放大，以补偿对于所述预定膝光时间而言的不足膝光；以及(e) 计算在步骤(d)中放大的图像信号中所包括的噪声量； 其中，在步骤U)中，根据所述噪声量结束拍摄操作，并且将在步骤(d)中放大的图像信号确定为以所述预定曝光时间执行拍摄 操作获得的拍摄图像。
14. 一种图像拍摄设备，包括图像传感器，被配置为产生与被摄体像相关的图像信号； 拍摄控制部分，被配置为执行拍摄操作，其中根据预定曝光时间 将图像传感器的膝光分割成多次膝光；相加部分，被配置为将在拍摄操作中的每次曝光获得的图像信号顺序地相加；放大率计算部分，被配置为基于所述预定曝光时间计算通过相加 部分相加的图像信号的放大率；放大部分，被配置为通过使用所述放大率对通过相加部分相加的 图像信号进行放大，以补偿对于所述预定曝光时间而言的不足曝光； 以及显示控制部分，被配置为在显示部分上显示与通过放大部分放大 的图像信号相关的信息；其中，当检测到用户执行的结束指示操作时，拍摄控制部分结束 拍摄操作，并且确定通过放大部分放大的图像信号是以所述预定曝光 时间执行拍摄操作获得的拍摄图像。
15.—种图像拍摄设备，包括图像传感器，被配置为产生与被摄体像相关的图像信号； 拍摄控制部分，被配置为执行拍摄操作，其中根据预定曝光时间将图像传感器的曝光分割成多次曝光；相加部分，被配置为将在拍摄操作中的每次曝光获得的图像信号顺序地相加；放大率计算部分，被配置为基于所述预定曝光时间计算通过相加 部分相加的图像信号的放大率；放大部分，被配置为通过使用所述放大率对通过相加部分相加的 图像信号进行放大，以补偿对于所述预定曝光时间而言的不足曝光； 以及噪声量计算部分，被配置为计算包括在通过放大部分放大的图像 信号中的噪声量；其中，拍摄控制部分根据所述噪声量结束拍摄操作，并且确定通 过放大部分放大的图像信号是以所述预定曝光时间执行拍摄操作获得 的拍摄图像。
全文摘要
图像拍摄设备及其控制方法和程序。该图像拍摄设备包括图像传感器，产生图像信号；拍摄控制部分，执行拍摄操作，其中根据预定曝光时间将图像传感器的曝光分割成多次曝光；相加部分，将每次曝光获得的图像信号顺序地相加；放大率计算部分，基于所述预定曝光时间计算相加的图像信号的放大率；放大部分，通过使用所述放大率对相加的图像信号进行放大，以补偿对于所述预定曝光时间而言的不足曝光；以及显示控制部分，显示与放大的图像信号相关的信息；其中，当用户进行了指示时，拍摄控制部分结束拍摄操作，并且确定放大的图像信号是以所述预定曝光时间执行拍摄操作获得的拍摄图像。
文档编号H04N5/232GK101686332SQ200910178510
公开日2010年3月31日 申请日期2009年9月24日 优先权日2008年9月24日
发明者小山隆浩, 森津正臣, 水口淳, 石桥真哉, 辻田茂 申请人:索尼株式会社