CN101114105A - 图像输入装置 - Google Patents

Abstract

一种图像输入装置包括多级光圈(13)，可以通过改变光圈来减少光量；和中间浓度滤光片(15)，可通过改变通过光线的透射率来减少光量。当第二减光部件导致重影可能产生时，可以有效防止重影的产生。被拍摄物判别部件根据被拍摄物图像上的亮度分布来判别光学部件(10)形成的被拍摄物图像上是否出现强光源。多级光圈(13)和中间浓度滤光片(15)被控制以便获得合适的曝光来得到被拍摄物图像。如果被拍摄物判别部件判别到被拍摄物图像上出现了强光源时，通过改变通过光线的透射率来减少光量的中间浓度滤光片(15)尽量少使用，而多级光圈(13)优先运行。

Description

图像输入装置

优先权请求

本申请要求2005年6月25日向日本专利局提交的第2006-202640号日本专利申请的优先权，其内容通过引用整体结合于此。

技术领域

本发明涉及一种如数码相机的图像输入装置，本发明尤其涉及一种欲改进光量调节技术而获得高质量图像的图像输入装置。

背景技术

在如数码相机的图像输入装置中，使用成像光学装置通过以透镜为代表的光学系统来形成被拍摄物图像。当缩小光圈来使被拍摄物成像时，由于光圈外围光线的衍射现象导致了被拍摄物图像质量的下降。为了解决这一问题，高级相机通常通过使用中间浓度滤光片(neutral density，ND)或类似物体的减光装置来减少光量，从而在不缩小光圈的情况下减少光线，避免了过度地缩小光圈。

另外，在各种相机的成像中，利用光圈产生的成像效果被用于艺术表现。利用光圈产生的成像效果包括缩小光圈来增大景深，从而聚焦在一个宽广的范围，造成类似泛焦(panfocus-like)的表现形式，或相反地，增大光圈来减少景深，将焦点分散于前景和背景，而不是聚焦在关注的对象上，从而突出表达关注的对象。特别地，对于自由使用高级成像技术的高端用户来说，使用这些通过光圈产生的成像效果所进行表达很常见，并且他们希望他们的相机上能具备利用光圈而产生的成像效果。为了提供这些效果，高级相机通常采用多级光圈，能够在多段控制光圈。

为了满足上述两个要求，比较有效的方式是使用采用了中间浓度滤光片的多级光圈外加一般的多级光圈。图2所示为一个其上安装了带有中间浓度滤光片的多级光圈的快门单元的实例的外部。  多级光圈13通常包括多级光圈叶片，被配置为例如采用了脉冲马达，通过凸轮来驱动各光圈叶片，从而获得图2中所需的光圈直径。如果脉冲马达被用作多级光圈13的驱动源，光圈直径被逐步控制，并通常被设计成每个脉冲变化1/2AV(光圈值，用在所谓的apex系统中)或1/3AV。中间浓度滤光片15通常的构成方式为将滤光构件附接在作为支撑构件的叶片构件上。中间浓度滤光片通过相对于光轴前后移动叶片构件来控制透射光量，从而向光轴插入或从光轴拔出滤光构件。

这种情况下，虽然可以采用大的中间浓度滤光片在全光圈内调整光量，但是组成中间浓度滤光片的滤光构件非常昂贵，并且中间浓度滤光片最好可以由或多或少小的滤光构件组成。

换句话说，只要曝光表(参见图3，4，5，6，8和10)所示的曝光控制特性可以形成，中间浓度滤光片将被配置成使用更小的滤光构件，其可以被应用在光圈开始被或多或少缩小的状态。如果采用了使用更小的滤光构件的中间浓度滤光片，支持并驱动中间浓度滤光片的机构可以更紧凑。图2所示的实例有空间关系的结构，其中当多级光圈13从最大光圈减少1AV光圈值或更多时，可以使用中间浓度滤光片15。

通过同时采用用于高级型号的中间浓度滤光片的上述多级光圈，中间浓度滤光片可以被用于任何光圈值，从最大光圈或近乎最大光圈状态到最大程度减少的光圈状态。结果，如需要减少一定的光量，该光减少可以仅仅通过多级光圈实现，也可以通过多级光圈和中间浓度滤光片一起实现。图9所示为这种情况的例子。通过多级光圈减少光或通过多级光圈和中间浓度滤光片一起减少光线都在图9的灰色条目中列出。图10所示为曝光表。

中间浓度滤光片未被插入和中间浓度滤光片被插入的两种情况都在图9和图10中的F5到F9的6个级中列出。图9和图10中的①代表最大光圈，圈12代表最小光圈，一共包括12级，各个带圈的数字代表多级光圈的级(不同于“光圈级别”，通常被称为光圈的n级。“光圈级”一般对应于一个AV值)。

虽然图9和图10中显示了中间浓度滤光片被同时用在多级光圈的第9级(⑨)至第12级(圈12)，因为实际照相机可应用至LV18(LV：光量值，用于apex系统)就足够了，光减少状态的这四级未被用到。此外，在图2所示的多级光圈例子中，因为中间浓度滤光片15可被用于光圈值由最大减小1AV或更多的状态，中间浓度滤光片的同时使用并不适用于第一级(①)至第三级(③)。并且，因为光圈在此范围内并未减少很多，由于衍射而造成的图像质量下降的影响很少出现，并且中间浓度滤光片的同时应用在图像质量方面是不必要的。

如果如上所述，通过光圈和光圈外加中间浓度滤光片实现相对于被拍摄物的一定亮度的相同的光减少状态，这将导致判断哪一个更适宜使用的问题。仅仅通过多级光圈减少光和仅仅通过中间浓度滤光片来减少光的优点和缺点比较如图12所示。

对于如照相机的图像输入装置而言，最重要的一点是如何获得更佳的图像质量，关于这一点需要考虑的问题就是上述的小光圈导致图像质量下降的问题。采用中间浓度滤光片来作为减少光的手段的主要原因是为了解决小光圈时图像质量的下降，并且采用中间浓度滤光片消除小光圈的必要性，从而消除图像质量的下降。图11所示为光圈和对应图像质量的成像能力(MTF)之间的关系。虽然如图11所示从最大光圈到缩小了约1.5级的光圈，MTF能够保持一个合适的值，如果光圈再缩小，MFT明显降低。为了防止MFT的降低，最好另外采用中间浓度滤光片来减少光，从而避免使用小光圈。

另一方面，采用多级光圈是为了根据摄影师的意愿来控制景深。有必要通过多级光圈来缩小光圈，从而增加景深以便从近景到远景的一个较大范围内聚焦。

此外，在重影和外围光量减少的问题方面，通过多级光圈来减少光与通过中间浓度滤光片减少光之间是不同的。对于重影问题，通过插入一个中间浓度滤光片来减少光线是不利的，因为这也增加了光线反射表面。如果重影被光圈阻挡，重影因多级光圈缩小了光圈而减少。对于外围光量的减少，一般来说，如光圈被控制而缩小，虽然光量变得均匀并且外围的光量减少被改善，但是中间浓度滤光片并未改善外围光量的减少。

此外，对于能量消耗，通过多级光圈来减少光和通过中间浓度滤光片来减少光是不同的。一般地，多级光圈通常由脉冲马达驱动，脉冲马达包括两个易于消耗更多电能的线圈。中间浓度滤光片仅仅在相对于光轴的插入位置和拔出位置之间移动，因此有可能采用一个包括单线圈的动磁铁从而减少能量消耗。减少能量消耗的最佳策略是尽可能地减少二者的移动。

考虑到上述技术背景，第2003-134393号日本专利公开公报提供了一种成像装置，该成像装置可根据多级光圈减少光和中间浓度滤光片减少光的优点和缺点，有选择地切换到最佳的照相机控制方法。更具体地，第2003-134393号日本专利公开公报所述的成像装置包括曝光控制装置，该曝光控制装置可控制光圈控制装置和采用了中间浓度滤光片或相似材料的透射率控制装置。该曝光控制装置包括第一操作模式，通过控制光圈控制装置和透射率控制装置实现景深优先。此外，除了第一操作模式，该曝光控制装置还包括第二操作模式，通过控制光圈控制装置和透射率控制装置来实现分辨率优先。该曝光装置可根据成像条件，在第一操作模式和第二操作模式之间切换。

本专利申请人改进了第2003-134393号日本专利公开公报所公开的系统，并且提供了一种尽量减少控制装置使用的技术，通过中间浓度滤光片或相似材料改变透射率，如第2005-303077号日本专利申请所述。

本专利申请人将重点放在由中间浓度滤光片所产生的重影问题，从而进一步改进在先技术以便获得更符合摄影师要求的图像。

下面首先来具体分析图12中的“重影”。

在通过光圈控制的情况下，与最大光圈的情况相比，如果光圈缩小，重影可被减少。而在通过中间浓度滤光片控制的情况下，由于插入了中间浓度滤光片而增加了反射表面，重影可能增加并且图像质量可能降低。特别地，如果垂直于光轴的表面如中间浓度滤光片在靠近光圈位置时，在中间浓度滤光片和靠近如CCD(电荷耦合器件)的成像元件的表面，如低通滤光片、成像元件的表面玻璃片和同样垂直于光轴的成像表面之间会出现反射，从而经常导致重影。

图13为显示了由于中间浓度滤光片而产生重影的实例的原理示意图。光束在被作为第一反射面的低通滤光片，表面玻璃片，成像元件或成像表面自身反射而朝着光圈返回后，被作为第二反射面的中间浓度滤光片的后表面再次反射，到达成像表面时产生了重影。这是由中间浓度滤光片导致重影的主要原理。第一反射面是靠近成像表面的平面的事实意味着所获得的成像屏幕上的光线是导致重影的原因。与此相对应的情形通常在像被拍摄而太阳出现在成像屏幕中时发生，该情形一般被视为“重影的产生是不可避免的严重情况”并通常被允许。然而，对于采用多级光圈的高级型号相机来说，最好能够在这种严重情况下也能尽可能多地减少重影，因为该图像通常是为了某一目的而拍摄。

发明内容

本发明的设计已经考虑到了上述问题并且本发明的目的是提供一种图像输入装置，该装置包含通过改变光圈来减少通光量的第一减光单元，和通过改变通过光线的透射率来减少通光量的第二减光单元。该装置探测并识别由于第二减光单元而发生的重影的状态，从而有效避免重影的产生。

本发明的第一个方面是提供一种图像输入装置，该装置可以防止出现第二减光单元所产生的重影，从而获得更高质量的图像。该第二减光单元在如太阳等的高亮度部分出现在被拍摄物的屏幕中时，可以调整光的透射率控制方法。

本发明的第二个方面是提供一种图像输入装置，当调节光的透射率控制方法的第二减光单元被优先地用于增加图像质量时，如果在被拍摄物屏幕中出现如太阳等的高亮度部分时，该装置可以抑制第二减光单元导致的重影的产生，从而稳定地获得高质量图像。

本发明的第三个方面是提供一种图像输入装置，当调节光透射率的第二减光单元根据自动成像控制器被优先使用时，如果在被拍摄物屏幕中出现如太阳等的高亮度部分时，该装置可以抑制第二减光单元导致的重影的产生，从而获得更高质量的图像。

本发明的一个目的是提供一种图像输入装置，该装置可以根据简单的处理非常容易地判断导致重影产生的、出现在被拍摄物屏幕中的高亮度部分，如太阳。

本发明的另一个目的是提供一种图像输入装置，该装置可以更加精确地判别导致重影产生的、出现在被拍摄物屏幕中的高亮度部分，如太阳。本发明的另一个目的是提供一种图像输入装置，该装置可以使调节光透射率的第二减光单元很容易地被配置。

本发明还有一个目的是提供一种图像输入装置，该装置可以非常准确和适当地调整可以调节光圈的第一减光部件的光圈。

本发明的图像输入装置的第一方面包括：

在预定位置形成被拍摄物的像的光学单元；

位于光学单元的光轴上的第一减光单元，该单元通过改变光圈的尺寸来减少通光量；

位于光学单元的光轴上的第二减光单元，该单元通过改变通过的光的透射率来减少通光量；

被拍摄物判别部件，该单元根据被拍摄物的像上的亮度分布来判别光学单元形成的被拍摄物的像上是否出现强光源；和

控制单元，该单元控制第一和第二减光部件以获得合适的曝光来得到被拍摄物的像，并且当被拍摄物判别单元判别出强光源出现在被拍摄物图像上时，使第一光学减少部件优先起作用。

本发明的图像输入装置的第二方面包括：

在预定位置形成被拍摄物的像的光学单元；

位于光学单元的光轴上的第一减光单元，该单元通过改变光圈的尺寸来减少通光量；

位于光学单元的光轴上的第二减光单元，该单元通过改变通过的光的透射率来减少通光量；

被拍摄物判别单元，该单元根据被拍摄物的像上的亮度分布来判别光学单元形成的被拍摄物的像上是否出现强光源；

模式设定单元，该单元选择性地设定包括要求高图像质量的成像模式的用于获得被拍摄物的像的成像模式；和

控制单元，该单元控制第一和第二减光部件以获得合适的曝光来得到被拍摄物的像，并且当模式设定单元设定了要求高图像质量的成像模式时，使第二减光部件优先起作用，并且只有当模式设定单元设定了要求高图像质量的成像模式而被拍摄物判别单元判别出强光源出现在被拍摄物的像上时，该控制单元使第一减光单元优先起作用。

本发明的图像输入装置的第三个方面包括：

在预定位置形成被拍摄物的像的光学单元；

位于光学单元的光轴上的第一减光单元，该单元通过改变光圈的尺寸来减少通光量；

位于光学单元的光轴上的第二减光单元，该单元通过改变通过的光的透过率来减少通光量；

被拍摄物判别单元，该单元根据被拍摄物的像上的亮度分布来判别光学单元形成的被拍摄物的像上是否出现强光源；

模式设定单元，该单元选择性地设定包括无需用户特别操作的全自动成像模式的用于获得被拍摄物的像的成像模式；和

控制单元，该单元控制第一和第二减光部件以便获得合适的曝光来得到被拍摄物的像，并且当模式设定单元设定了全自动成像模式时，使第二减光单元优先起作用。只有当模式设定单元设定了全自动成像模式而被拍摄物判别单元判别出强光源出现在被拍摄物的像上时，该控制单元使第一减光单元优先起作用。

被拍摄物判别单元包括一个单元，如果在被拍摄物的像的屏幕存在超过预定亮度的亮度部分，该单元判别被拍摄物上出现了强光源。

被拍摄物判别单元包括一个，如果在被拍摄物的像的屏幕上的亮度超过预定亮度的部分与屏幕平均亮度的比值超过预定值时，该单元判别被拍摄物上出现了强光源。

第二减光部件包括中间浓度滤光片。

第一减光部件包括多级光圈，可以在多段控制光圈的开口。

本发明提供一种图像输入装置，该装置包含第一减光单元，可以通过改变光圈来减少光通过量；和第二减光单元，可以通过改变通过光线的透过率来减少光通过量。该装置探测并识别由于第二减光单元而将要发生的重影的状态从而有效避免重影的产生。

换句话说，根据发明的第一个方面的图像输入装置，包括：光学单元，其可以在预定位置形成被拍摄物的像；位于光学单元的光轴上的第一减光单元，通过改变光圈的尺寸来减少通光量；位于光学单元的光轴上的第二减光单元，通过改变通过的光线的透过率来减少通光量；被拍摄物判别单元，根据被拍摄物的像上的亮度分布来判别光学单元形成的被拍摄物的像上是否出现强光源；控制单元，控制第一和第二减光单元以获得合适的曝光来得到被拍摄物的像，当被拍摄物判别单元判别出强光源出现在被拍摄物的像上时，使第一减光单元优先起作用；当被拍摄物屏幕上出现了如太阳等的高亮度部分时，防止调节光线透过率的第二减光单元所导致的重影产生，从而获得高质量的图像。

此外，根据发明的第二个方面的图像输入装置，包括：光学单元，其可以在预定位置形成被拍摄物的像；位于光学单元的光轴上的第一减光单元，通过改变光圈的尺寸来减少光量；位于光学单元的光轴上的第二减光单元，通过改变通过的光的透过率来减少通光量；被拍摄物判别单元，根据被拍摄物的像上的亮度分布来判别光学单元形成的被拍摄物图像上是否出现强光源；控制单元，控制第一和第二减光单元以获得合适的曝光来得到被拍摄物的像，当模式设定单元设定了高质量图片模式时，使第二减光单元优先起作用。只有当模式设定单元设定了高质量图像模式而被拍摄物判别单元判别出强光源出现在被拍摄物的像上时，该控制单元使第一减光单元优先起作用。当调节光线透过率的第二减光单元被优先用来增加图像质量时，在一个高亮度部分如太阳出现在被拍摄物屏幕中时，该控制单元抑制第二减光单元导致的重影，从而稳定获得高质量的图像。

此外，根据本发明第三个方面的图像输入装置，包括光学单元，其可以在预定位置形成被拍摄物图像；位于光学单元的光轴上的第一减光单元，通过改变光圈的尺寸来减少光量；位于光学单元的光轴上的第二减光单元，通过改变通过的光的透过率来减少光量；被拍摄物判别单元，根据被拍摄物图像上的亮度分布来判别光学单元形成的被拍摄物图像上是否出现强光源；模式设定单元，该单元选择性地设定包括无需用户特别操作的全自动成像模式的用于获得被拍摄物的像的成像模式；控制单元，该单元控制第一和第二减光单元以便获得合适的曝光来得到被拍摄物的像，并且当模式设定单元设定了全自动成像模式时，使第二减光单元优先起作用。只有当模式设定单元设定了全自动成像模式而被拍摄物判别单元判别出强光源出现在被拍摄物的像上时，该控制单元使第一减光单元优先起作用。特别的，当根据自动成像控制，调节光线透过率的第二减光单元被优先使用时，该装置可以防止第二减光单元在如太阳等的高亮度部分出现在被拍摄物屏幕中时而导致的重影，从而获得更高质量的图像。

本发明的图像输入装置中，被拍摄物判别单元包括一个单元，如果在被拍摄物的像的屏幕存在超过预定亮度的亮度部分，该单元判别被拍摄物上出现了强光源，并且通过简单处理非常容易地判别导致重影产生的如太阳等的高亮度部分出现在被拍摄物的屏幕上。

本发明的图像输入装置中，被拍摄物判别单元包括一个单元，如果被拍摄物的像的屏幕上的亮度超过预定亮度的部分的亮度与屏幕平均亮度的比值超过一个预定值时，该单元可判别被拍摄物上出现了强光源。该单元可以更加准确的判别导致重影产生的如太阳等的高亮度部分出现在被拍摄物屏幕上。

本发明的图像输入装置中，第二减光单元包括中间浓度滤光片，可以使调节光透过率的第二减光单元被很容易的设定。

本发明的图像输入装置中，第一减光单元包括多级光圈来在多段控制光圈的开口，还可以非常准确和适当地调整可以调节光圈的第一减光单元的光圈。

附图说明

通过以下说明、附加的权利要求和附图，本发明的以上和其他特征、方面和优点可以被更容易地理解。

图1是示出根据本发明的图像输入装置的实施例的数码相机的主要部分的结构的示意图；

图2是示出图1中所示的数码相机上使用的包括多级光圈和中间浓度滤光片的快门单元的结构的后视图；

图3是示出根据本发明的第一实施例的数码相机中的整体图像质量预先模式中的一般状态下曝光控制特征的曝光图；

图4是示出根据本发明的第一实施例的数码相机中的整体图像质量预先模式中的可能出现重影的状态下的曝光控制特征的曝光图；

图5是示出根据本发明的第一实施例的数码相机中的自动模式中的一般状态下的曝光控制特征的曝光图；

图6是示出根据本发明的第一实施例的数码相机中的自动模式中的可能出现重影的状态下的曝光控制特征的曝光图；

图7是示出根据本发明的第三实施例的数码相机中的曝光控制系统的曝光控制操作的流程图；

图8是示出根据本发明的第三实施例的数码相机中的用于曝光控制的曝光优先模式下曝光控制特征的流程图；

图9是示出根据本发明实施例的数码相机中的用于曝光控制的多级光圈和中间浓度滤光片的同时使用的示例的图表；

图10是示出根据本发明实施例的数码相机中的用于曝光控制的多级光圈和中间浓度滤光片的同时使用的示例的曝光图；

图11是示出用于数码相机的成像光学系统示例中的光圈和图像分辨率能力(MTF)间的关系的图表；

图12是比较如数码相机的图像输入装置中使用多级光圈来减少光量和通过中间浓度滤光片来减少光量以减少曝光量的比较图；

图13是表述由于将中间浓度滤光片插入如数码相机的图像输入装置的光学系统中而导致重影产生的原理的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图，在本发明实施例基础上，对根据本发明的图像输入装置进行详细说明。

图1和图2说明作为根据本发明的图像输入装置的实施例的数码相机的结构，图1是示出该数码相机控制系统结构的结构图，图2是示出图1中所示数码相机上的快门单元的结构的示意性后视图，该快门单元具有可采用用于图1所示的数码相机的中间浓度滤光片的多级光圈。

图1所示数码相机包含第一透镜组11，第二透镜组12，多级光圈13，快门14，中间浓度滤光片15，固态成像装置16，成像处理单元17，A/D(模拟/数码)转换单元18，信号处理单元19，总线线路20，系统控制器21，ROM(只读存储器)22，RAM(随机存取存储器)23，操作单元24，模式设置单元25，记忆卡26，内置存储器27，显示屏驱动器28，显示屏29，马达驱动器30，透镜马达31，光圈马达32，快门马达33，以及滤光片马达34。

第一透镜组11，第二透镜12，多级光圈13，快门14和中间浓度滤光片15，设置于成像透镜镜筒中(未显示)，构成用来形成被拍摄物的像的光学装置10。第一透镜组和第二透镜组构成成像透镜，而对焦则通过沿光轴移动第一透镜组11和第二透镜组12中两者任意一组或二组同时移动来实现。通过各自独立地移动第一镜片组11和第二镜片组12并且沿着预定轨道相互关联实现缩放功能的缩放机构也可被设置其中。多级光圈13，快门14和中间浓度滤光片15设置于第一透镜组11和第二透镜组12之间。该多级光圈13，快门14和中间浓度滤光片15常构成图2中所示的快门单元40。需要注意的是，多级光圈13包括可移动多个光圈叶片的光圈机构，例如在多段上调节光圈，而快门14打开和关闭光圈。尽管多级光圈13和快门14可被独立设置，多级光圈13可通过光圈叶片打开和关闭一个开口，由此通过使用相同光圈叶片的单一机构实现多级光圈13和快门14两者的功能。中间浓度滤光片15被设置成可在与光轴近乎垂直的方向上前后移动，由此插入光路和从其中缩回。

第一透镜组11和第二透镜组12通过透镜马达31沿光轴驱动，多级光圈13的开口由光圈马达32调节，快门14由快门马达33驱动而开合，中间浓度滤光片15由滤镜马达34驱动相对光轴伸缩。各马达31至34的动力由马达驱动器30控制，而它则由系统控制器21控制。

光学装置10中的第一透镜组11和第二透镜组12在诸如电荷耦合装置图像传感器的固态成像元件16的输入平面形成被拍摄物光学图像，固态成像元件16将被拍摄物的光学图像转换成各像素的电信号。固态成像元件16的各像素电信号被成像处理单元17提取，由模拟/数码转换单元18转换成数字信号，并输入到信号处理单元19中。信号处理单元19，系统控制器21，储存控制程序的ROM22，储存数据的RAM23，可拆卸记忆卡26，内置存储器27，显示器驱动器28由总线线路20相互连接。系统控制器21包含由例如微型处理机构成的中央处理单元，根据来自操作单元24的操作输入以及储存在只读存储器22上的其它输入数据来控制数码相机系统。

操作单元24包括用来向系统控制器21设定数码相机模式的模式设置单元25。显示器驱动器28根据系统控制器21的控制来驱动显示器29，例如液晶显示器，在显示器29的屏幕上实时显示获得的被拍摄物的像，或在显示器29上正确显示在记忆卡26和内置存储器27中的所获得的图像，以及其它各种成像数据。

图2中的快门单元包括在图2中未清楚地显示的快门14(可由独立的快门叶片组成，或其功能可由多级光圈13提供)，以及多级光圈13和中间浓度滤光片15。多级光圈13通常包括数个光圈叶片，并使用例如脉冲马达通过凸轮来驱动各光圈叶片，由此得到想要的光圈直径。如果脉冲马达被用来作为多级光圈13的驱动源，光圈直径是逐步被控制的，并通常被设计成按每脉冲1/2AV或1/3AV来调节光圈直径。中间浓度滤光片15被设置成将滤光构件15b附在作为支撑构件的叶片构件15a上，并通过沿光轴前后移动叶片构件来控制透过的光量，由此将滤光器构件插入至光轴/从光轴缩回。在这种情况下，尽管可使用可以调节最大光圈光量的大型中间浓度滤光片，但是组成中间浓度滤光片的滤光构件价格昂贵，中间浓度滤光片最好由多少小一点的滤光构件构成。

换句话说，只要能设置由曝光控制程序的曝光表(参见图3、4、5、6、8和10)说明的曝光控制特征，中间浓度滤光片将被构造为使用较小的滤光器构件，可用于从光圈多少减小开始的状态。如果使用了配置有较小滤光器构件的中间浓度滤光片，支撑和驱动中间浓度滤光片的机构就可变得紧凑。图2中所示例子在空间关系上具有下面这种构造：当多级光圈13从最大光圈减小1AV或更多光圈值时，中间浓度滤光片15可被使用。

多级光圈13的具体构造可以是任意一种，只要它能调节光圈，例如多级的光圈直径。中间浓度滤光片15的操作机构的构造不仅限于上述构造，也可以是任意一种可将中间浓度滤光片15插入/收回于成像光路的光轴的构造。

如上所述，根据本发明的图像输入装置，包含了光学单元，用来在预定位置形成被拍摄物的像；第一减光单元，位于光学单元的光轴上并通过改变光圈减少通光量；第二减光单元，位于光学单元的光轴上并通过调节通过光的透过率来减少通光量；被拍摄物判别单元，根据被拍摄物的像上的亮度分布判别由光学单元形成的被拍摄物图像上是否存在强光源；控制单元，控制第一和第二减光单元以获取适当曝光来得到被拍摄物图像；另外还包括至少一个下列特性：(1)若被拍摄物判别单元判别了被拍摄物的像上存在强光源，控制单元促使第一减光单元优先起作用。(2)图像输入装置包括了选择性设定获得被拍摄物图像的成像模式的模式设定单元，该成像模式包括要求高图像质量的成像模式，而若模式设定单元设定了要求高图像质量的成像模式，则控制单元促使第二减光单元优先运行，而只有模式设定单元设定要求高画质的成像模式，但被拍摄物判别单元判别了被拍摄物图像上存在强光源，控制单元才促使第一减光单元优先起作用。(3)图像输入装置包括了选择性设定获得被拍摄物图像的成像模式的模式设定单元，该成像模式包括无需用户任何特定操作的全自动成像模式，而若模式设定单元设定了全自动成像模式，则控制单元促使第二减光单元优先运行，而只有模式设定单元设定了全自动成像模式，但被拍摄物判别单元判别了被拍摄物图像上存在强光源，控制单元才促使第一减光单元优先起作用。

换句话说，若第一减光单元优先起作用，第二减光单元尽可能地减少使用，而第一减光单元尽可能多地被用来调节光量，即，光量尽可能多地由光圈大小和快门速度来控制，且尽可能少地由透过率来调节。那么，若第二减光单元优先起作用，第一减光单元尽可能地减少使用，而第二减光单元尽可能多地被用来调节光量，即，光量尽可能多地由通过透过率减少光量和快门速度来控制，且尽可能少地由光圈来调节。图1和2中，多级光圈13相当于第一减光单元，中间浓度滤光片15相当于第二减光单元。图1中的根据储存在只读存储器22中的控制程序运行的系统控制器21相当于控制单元。根据储存在只读存储器22中的控制程序运行的系统控制器21结合固态成像元件16，成像处理单元17，模拟/数字转换单元18以及信号处理单元19，起到被拍摄物判别单元的作用。另外，操作单元24的模式设定单元25起到模式设定单元的作用，而系统控制器21根据模式设定单元25设定的操作模式实现光量调节操作。现在特别说明第一和第二减光单元在不同操作模式的控制操作。

现在参照图3的曝光表说明根据本发明的图像输入装置的第一实施例的整体图像质量优先模式下一般被拍摄物的控制，即整体图像质量优先模式下的一般控制。在该整体图像质量优先模式下，除了图11所示成像能力(MTF)之外，考虑重影和外围光量以获得最佳高质图像，并且如图3所示的一般状态下的整体图像质量优先模式是会引起重影的比如太阳等的极端高亮度部分将不会出现在被拍摄物的像的屏幕上的情况。根据图11所示，若减小多级光圈13的光圈来缩小光圈直径，尽管决定成像能力的分辨率降低了，成像能力不会大幅度降低至大约-1.5AV，即使成像能力未降低至-1AV也基本不会产生问题(在这方面，如图2所示，中间浓度滤光片可仅仅在多级光圈13自最大光圈下关闭1AV或更多的状态下使用)。相反，即使当多级光圈从最大光圈稍微关闭，重影就可被减少。另外，通过略微关闭光圈可明显改善外围光量。

考虑到这些情况，整体图像质量模式，其曝光表如图3所示，是考虑这些条件的情况下达到全面真实的图像质量的设置。

在图3中，横轴表示快门速度和相应的时间值(TV，曝光时间，或快门打开时间，用于apex系统)，纵轴表示根据第一减光单元的光圈值及其相应的AV。换句话说，按曝光时间来说，TV4，TV5，TV6，TV7，TV8，TV9，TV10，TV11和TV12分别对应1/16秒，1/30秒，1/60秒，1/125秒，1/500秒，1/1000秒，1/2000秒以及1/4000秒，并且，按光圈来说，AV1，AV2，AV3，AV4，AV5，AV6，AV7和AV8分别对应F1.4，F2，F2.8，F4，F5.6，F8，F11以及F16。带圈的数字表示光圈调节的各级，用来调节光量，而光量则可以1/3-AV或1/3-LV的增量来调节。平行于横轴的粗线表示所使用的减光程序。

曝光控制按以下方式由从与图3所示的曝光表中的被拍摄物亮度相对应的小LV的状态至大LV的状态来实现对应于最小LV的①表示多级光圈13的最大光圈状态(对应于F2.5)，而曝光量则由变换快门速度来控制，快门速度根据该光圈的被拍摄物光量在1/16秒至1/125秒的范围内逐步变换。光圈为最大光圈由①表示，且快门速度为1/125秒，由该状态转换至另一状态，其中由快门速度(1/60秒)提供了同样的LV，而多级光圈13由最大光圈关闭1AV，由④表示。④表示多级光圈13关闭了1AV，而曝光量则由变换快门速度来控制，快门速度根据该光圈状态下的被拍摄物光量在1/60秒至1/1000秒的范围内逐步变换。

那么，多级光圈13自最大光圈关闭一级(1AV)，由④表示，且快门速度为1/1000秒，由该状态转换至另一状态，其中由快门速度(1/250秒)提供了相同的LV，而多级光圈13自最大光圈关闭了一个级别(1AV)至由④表示的状态，且加入了中间浓度滤光片15作为第二减光单元。当多级光圈13关闭了一级(④)，并同时使用了中间浓度滤光片15，曝光量则根据被拍摄物光量在1/250秒至1/1000秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。由多级光圈13的状态为④，且同时使用中间浓度滤光片15，并且快门速度为1/1000秒的状态进一步转换至另一状态，其中，由快门速度(大约1/800)提供了相同的LV，而多级光圈13进一步关闭一级(1/3AV)，由⑤表示，对应于F4，并同时使用中间浓度滤光片15。当多级光圈13处于⑤状态，并同时使用了中间浓度滤光片15，曝光量则根据被拍摄物光量在大约1/800秒至大约1/1300秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。由多级光圈13的状态为⑤，且同时使用中间浓度滤光片15，并且快门速度约为1/1000秒的状态进一步转换至另一状态，其中，由快门速度(大约1/1000秒)提供了相同的LV，而多级光圈13进一步关闭一级(1/3AV)，由⑥表示，并同时使用中间浓度滤光片15。

当多级光圈13处于⑥状态，并同时使用了中间浓度滤光片15，曝光量则根据被拍摄物光量在大约1/1000秒至大约1/1300秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。接着，由多级光圈13的状态为⑥，且同时使用中间浓度滤光片15，并且快门速度约为1/1300秒的状态转换至另一状态，其中，由快门速度(稍大于1/1000秒)提供了相同的LV，而多级光圈13进一步关闭一级(1/3AV)，由⑦表示，并同时使用中间浓度滤光片15。当多级光圈13处于⑦状态，并同时使用了中间浓度滤光片15，曝光量则根据被拍摄物光量在稍大于1/1000秒至大约1/1300秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。由多级光圈13的状态为⑦，且同时使用中间浓度滤光片15，并且快门速度约为1/1300秒的状态转换至另一状态，其中，由快门速度(稍大于1/1000秒)提供了相同的LV，而多级光圈13进一步关闭一级(1/3AV)，由⑧表示，对应于F5.6，并同时使用中间浓度滤光片15。当多级光圈13处于⑧状态，并同时使用了中间浓度滤光片15，曝光量则根据被拍摄物光量在稍大于1/1000秒至大约1/1300秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。

通过这种方式，在整体图像质量优先模式下的一般对象状态中，当多级光圈13自最大光圈关闭一级时，同时使用中间浓度滤光片15，并且通过变换快门速度而获得得适当曝光的区域被设定得相对较宽，并且即使被拍摄物亮度升高时，也可通过使用中间浓度滤光片15从而无需过度关闭多级光圈。

参照图4的曝光表说明可能存在重影的整体图像质量优先模式，例如，在作为本发明的图像输入装置的上述第一实施例的整体图像质量优先模式下，被拍摄物判别单元，即系统控制器21，根据储存在ROM22中的控制程序操作，并结合固态成像元件16，成像处理单元17，模拟/数字转换单元18以及信号处理单元19一起起作用，通过侦侧和区分被拍摄物的像的屏幕上的亮度分布辨识出存在高亮度物体比如太阳或照明灯，即有可能出现重影。可能存在重影的整体图像质量优先模式中的曝光控制与图3所示的一般状态下的控制操作不同，将最大可能地防止产生重影，并将衍射带来的分辨率降低的影响最小化。换句话说，曝光控制按以下方式由与图4所示的曝光表中的被拍摄物亮度相对应的小LV的状态至大LV的状态来实现。

对应于最小LV的①表示多级光圈13的最大光圈状态(对应于F2.5)，而曝光量则由变换快门速度来控制，快门速度根据该光圈的被拍摄物光量在1/16秒至1/125秒的范围内逐步变换。光圈为最大光圈由①表示，且快门速度为1/125秒，由该状态转换至另一状态，其中由快门速度(1/60秒)提供了同样的LV，而多级光圈13由最大光圈关闭1AV，由④表示。④表示多级光圈13关闭了1AV，而曝光量则由变换快门速度来控制，快门速度根据该光圈状态下的被拍摄物光量在1/60秒至1/1000秒的范围内逐步变换。(上述部分与图3所示的一般状态下的整体图像质量优先模式相同)

接下来，由多级光圈13的状态为④，且快门速度为1/1000秒的状态进一步转换至另一状态，其中，由快门速度(大约1/800)提供了相同的LV，而多级光圈13由④状态进一步关闭一级(1/3AV)，由⑤表示，对应于F4(AV4)。当多级光圈13处于⑤状态，曝光量则根据被拍摄物光量在大约1/800秒至大约1/1300秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。接下来，由多级光圈13的状态为⑤，且快门速度约为1/1300秒的状态进一步转换至另一状态，其中，由快门速度(稍大于1/1000秒)提供了相同的LV，而多级光圈13进一步关闭一级(1/3AV)。当多级光圈13处于⑥状态，曝光量则根据被拍摄物光量在稍大于1/1000秒至大约1/1300秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。接着，由多级光圈13的状态为⑥，且快门速度约为1/1300秒的状态转换至另一状态，其中，由快门速度(稍大于1/1300秒)提供了相同的LV，而多级光圈13进一步关闭一级(1/3AV)，由⑦表示。当多级光圈13处于⑦状态，曝光量则根据被拍摄物光量在稍大于1/1000秒至大约1/1300秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。

由多级光圈13的状态为⑦，并且快门速度约为1/1300秒的状态进一步转换至另一状态，其中，由快门速度(稍大于1/1000秒)提供了相同的LV，而多级光圈13进一步关闭一级(1/3AV)，由⑧表示，对应于F5.6(AV5)。当多级光圈13处于⑧状态，曝光量则根据被拍摄物光量在稍大于1/1000秒至1/2000秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。接下来，由多级光圈13的状态为⑧，并且快门速度为1/2000秒的状态进一步转换至另一状态，其中，由快门速度(大约1/1500秒)提供了相同的LV，而多级光圈13进一步关闭一级(1/3AV)，由⑨表示。当多级光圈13处于⑨状态，曝光量则根据被拍摄物光量在大约1/1500秒至1/2000秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。接下来，由多级光圈13的状态为⑨，并且快门速度为1/2000秒的状态进一步转换至另一状态，其中，由快门速度(大约1/1500秒)提供了相同的LV，而多级光圈13进一步关闭一级(1/3AV)，由⑩表示。当多级光圈13处于⑩状态，曝光量则根据被拍摄物光量在大约1/1500秒至1/2000秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。

由多级光圈13的状态为⑩，并且快门速度为1/2000秒的状态进一步转换至另一状态，其中，由快门速度(大约1/1500秒)提供了相同的LV，而多级光圈13进一步关闭一级(1/3AV)，由圈11表示，对应于F8(AV6)。当多级光圈13处于圈11状态，曝光量则根据被拍摄物光量在大约1/1500秒至1/2000秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。接下来，由多级光圈13的状态为圈11，并且快门速度为1/2000秒的状态转换至另一状态，其中，由快门速度(大约1/1500秒)提供了相同的LV，而多级光圈13进一步关闭一级(1/3AV)，由圈12表示。当多级光圈13处于圈12状态，曝光量则根据被拍摄物光量在大约1/1500秒至1/2000秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。接下来，由多级光圈13的状态为圈12，并且快门速度为1/2000秒的状态转换至另一状态，其中，由快门速度(大约1/1200秒)提供了相同的LV，而多级光圈13被设定在由⑧表示的状态，对应于F5.6，且同时使用中间浓度滤光片。当多级光圈13处于⑧状态，且同时使用中间浓度滤光片15，曝光量则根据被拍摄物光量在大约1/1200秒至1/2000秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。

这样，在可能存在重影的整体图像质量优先模式中，被拍摄物的状态趋向于产生重影，与一般状态不同的是，程序被设置尽量减少使用中间浓度滤光片15，而光圈则按较小的级调整，以提供尽可能大的光圈，用来使小光圈造成的衍射带来的分辨率降低的影响最小化。关于光圈减小时分辨率(MTF)的降低，可参考图11所示的分辨率(MTF)相对于光圈变化而变化的示例。

在上述实施例中的整体图像质量优先模式下，对于一般被拍摄物，提供了适当的曝光来获取高质量的图像，通过多级光圈，即第一减光单元，相对于预定的光圈大小，对光量的调节具有优先级，而如果从预定大小进一步减小曝光的话，通过中间浓度滤光片，即第二减光单元，对光量的调节具有优先级，特别是在多级光圈自最大光圈关闭一级的状态下同时使用中间浓度滤光片，通过变换快门速度提供的适当的曝光区域被优先设置得相对较宽，那么即使被拍摄物亮度升高，中间浓度滤光片的同时使用减少了大幅度降低多级光圈的必要性，由此防止了由小光圈造成的分辨率降低。

在该整体图像质量优先模式中，例如，其被拍摄物判别单元，即系统控制器21，根据储存在只读存储器22中的控制程序操作，并与固态成像元件16，成像处理单元17，模拟/数字转换单元18以及信号处理单元19一起运作，通过侦侧和区分被拍摄物屏幕上的亮度分布辨识出屏幕上存在比如太阳或照明光源的高亮度物体，即有可能出现重影，系统控制器21进入针对可能的重影的操作。可能存在重影的整体图像质量优先模式中的曝光控制与上述一般状态下的控制操作不同，将最大可能地防止产生重影，并将衍射带来的分辨率降低的影响最小化。

可能产生重影的控制并不限于特定的成像模式设定的场合，可以被应用到一般的操作模式，并且与现有技术的一般操作模式相比，可以提供更高质量的图像。

尽管根据图3和4的曝光表，整体图像质量优先模式是获得高质量图像的最佳实施例，图12最后一项列出的能耗也是需要考虑的重要因素。换句话说，尽管仅仅考虑图像质量的话，根据第一实施例的整体图像质量优先模式(其曝光表如图3和4所示)是最佳选择，一种全自动的成像模式，无需使用者对图像输入装置例如照相机进行特殊操作的自动模式，优先考虑能耗，因此是能耗较小的控制程序。满足这些需求的自动模式是本发明的第二实施例，图5和6分别表示一般状态(被拍摄物图像的屏幕上不存在会造成重影的极端高亮度部分比如太阳)的曝光控制表和可能存在重影状态(被拍摄物屏幕上存在会造成重影的极端高亮度部分比如太阳)下的曝光控制表。

首先，参照图5的曝光表说明根据本发明的图像输入装置的第二实施例的自动模式下一般对象的控制，即自动模式下的一般控制。一般状态的控制，其曝光表如图5所示，在兼顾能耗情况的同时实现了合适的图像质量的设定。在图5所示的曝光表中，横轴表示快门速度和相应的TV，纵轴表示根据第一减光单元的光圈值及其相应的AV。带圈的数字表示光圈调节的各级，用来调节光量，而光量则可以1/3-AV或1/3-LV的增量来调节。平行于横轴的粗线表示所使用的减光程序。

曝光控制由小LV的状态至大LV的状态来实现，在下述方式中对应于图5的曝光表中的被拍摄物光量。

对应于最小LV的①表示多级光圈13的最大光圈状态(对应于F2.5)，而曝光量则由变换快门速度来控制，快门速度根据该光圈的被拍摄物光量在1/16秒至1/125秒的范围内逐步变换。光圈为最大光圈由①表示，且快门速度为1/125秒，由该状态转换至另一状态，其中由快门速度(1/60秒)提供了同样的LV，而多级光圈13由最大光圈关闭1AV，由④表示。④表示多级光圈13关闭了1AV，而曝光量则由变换快门速度来控制，快门速度根据该光圈状态下的被拍摄物光量在1/60秒至1/1000秒的范围内逐步变换。

那么，多级光圈13自最大光圈关闭一级(1AV)，由④表示，且快门速度为1/1000秒，由该状态转换至另一状态，其中由快门速度(1/250秒)提供了相同的LV，而多级光圈13自最大光圈关闭了一个级(1AV)至由④表示的状态，且加入了中间浓度滤光片15作为第二减光单元。当多级光圈13关闭了一级(④)，并同时使用了中间浓度滤光片15，曝光量则根据被拍摄物光量在1/250秒至1/1000秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。由多级光圈13的状态为④，且同时使用中间浓度滤光片15，并且快门速度为1/1000秒的状态进一步转换至另一状态，其中，由快门速度(大约1/600)提供了相同的LV，而多级光圈13进一步关闭2级(2/3AV)，由⑥表示，并同时使用中间浓度滤光片15。当多级光圈13处于⑥状态，并同时使用了中间浓度滤光片15，曝光量则根据被拍摄物光量在大约1/600秒至大约1/1100秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。由多级光圈13的状态为⑥，且同时使用中间浓度滤光片15，并且快门速度约为1/1100秒的状态进一步转换至另一状态，其中，由快门速度(大约1/800秒)提供了相同的LV，而多级光圈13进一步关闭2级(2/3AV)，由⑧表示，并同时使用中间浓度滤光片15。当多级光圈13处于状态⑧，并同时使用了中间浓度滤光片15，曝光量则根据被拍摄物光量在大约1/800秒至1/2000秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。

这样，在用于一般对象的自动模式中，图3和图5中的④状态表示多级光圈13自最大光圈关闭一级(1AV)，并且光圈伴随中间浓度滤光片15降低一级的状态被赋予优先级，在要求进一步减光的区域，机械动力尽可能地减少。当自最大光圈关闭1.33级(1.33AV)的光圈(用⑤+ND滤光片表示)，自最大光圈关闭1.66级(1.66AV)的光圈(用⑥+ND滤光片表示)和自最大光圈关闭2级(2AV)的光圈(用⑦表示+ND滤光片表示)都在图3中使用时，整个该区域在图5中都由自最大光圈关闭2级的光圈(用⑦+ND滤光片表示)来处理。参照图11，尽管由于自最大光圈关闭1.33级(＝AV4+中间浓度滤光片)的光圈(用⑤+ND滤光片表示)，自最大光圈关闭1.66级(＝AV4.3+中间浓度滤光片)的光圈(用⑥++ND滤光片表示)和自最大光圈关闭2级(＝AV4.6++中间浓度滤光片)的光圈(用⑦+ND滤光片表示)，MTF逐渐降低，但MTF并没有极度降低。因此，当光线减少可由光圈自最大光圈关闭二级++中间浓度滤光片来实现的情况下，多级光圈以及中间浓度滤光片可处理对应于图5数个级别的范围。通过这种方式，就有可能设定光量调节模式，使其尽可能减少对多级光圈机构的操作，由此减少能耗。

参照图6的曝光表说明可能存在重影的自动模式，例如，在作为本发明的图像输入装置第二实施例的自动模式下，其被拍摄物判别单元通过侦侧和区分被拍摄物屏幕上的亮度分布辨识出高亮度物体比如太阳出现在屏幕上，即有可能出现重影。可能存在重影的自动模式下，曝光控制与图5所示的一般状态下的控制操作不同，在考虑能耗的情况下以最大可能地防止产生重影，并将衍射带来的分辨率降低的影响最小化。

换句话说，曝光控制由小LV的状态至大LV的状态来实现，在下述方式中对应于图6的曝光表中的被拍摄物光量。

对应于最小LV的①表示多级光圈13的最大光圈状态(对应于F2.5)，而曝光量则由变换快门速度来控制，快门速度根据该光圈的被拍摄物光量在1/16秒至1/125秒的范围内逐步变换。光圈为最大光圈由①表示，且快门速度为1/125秒，由该状态转换至另一状态，其中由快门速度(1/60秒)提供了同样的LV，而多级光圈13由最大光圈关闭1AV，由④表示。④表示多级光圈13关闭了1AV，而曝光量则由变换快门速度来控制，快门速度根据该光圈状态下的被拍摄物光量在1/60秒至1/1000秒的范围内逐步变换。

那么，由多级光圈13处于④状态，且快门速度为1/1000秒的状态转换至另一状态，其中由快门速度(大约1/600秒)提供了相同的LV，而多级光圈13进一步关闭二个级别(2/3AV)，由⑥表示。当多级光圈13处于⑥状态，曝光量则根据被拍摄物光量在大约1/600秒至大约1/1300秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。接着，由多级光圈13的状态为⑥，且快门速度约为1/1300秒的状态进一步转换至另一状态，其中，由快门速度(大约1/900秒)提供了相同的LV，而多级光圈13进一步关闭二级(2/3AV)，由⑧表示，相当于F5.6(AV5)。当多级光圈13处于状态⑧，曝光量则根据被拍摄物光量在大约1/900秒至1/2000秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。

接着，由多级光圈13的状态为⑧，且快门速度为1/2000秒的状态转换至另一状态，其中，由快门速度(约1/1300秒)提供了相同的LV，而多级光圈13进一步关闭2级(2/3AV)，由⑩表示。当多级光圈13处于⑩状态，曝光量则根据被拍摄物光量在大约1/1300秒至1/2000秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。接着，由多级光圈13的状态为⑩，且快门速度约为1/2000秒的状态转换至另一状态，其中，由快门速度(大约1/1300秒)提供了相同的LV，而多级光圈13进一步关闭二级(2/3AV)，由圈12表示。当多级光圈13处于圈12状态，曝光量则根据被拍摄物光量在大约1/1300秒至1/2000秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。当多级光圈13处于状态，曝光量则根据被拍摄物光量在大约1/1500秒至1/2000秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。接下来，由多级光圈13的状态为圈12，并且快门速度为1/2000秒的状态转换至另一状态，其中，由快门速度(大约1/1200秒)提供了相同的LV，而多级光圈13被设定在由⑧表示的状态，对应于F5.6，且同时使用中间浓度滤光片。当多级光圈13处于⑧状态，且同时使用中间浓度滤光片15，曝光量则根据被拍摄物光量在大约1/1200秒至1/2000秒的范围内由逐步变换快门速度来控制。

通过这种方式，在自动模式中容易出现重影的可能重影状态，可能设置光量调整模式，该模式中中间浓度滤光片15被尽可能少的使用，与正常状态有所不同。光圈被设置成尽可能大来减少由于小光圈造成的衍射而导致的分辨率降低的影响，并且多级光圈和中间浓度滤光片的机械运转被缩小以便节约电力，从而实现了能量消耗的减少。

如上述实施例所述的自动模式中，虽然操作与整体图像质量优先模式基本相同，由于自动模式考虑到了节省电力，中间浓度滤光片和光圈的运行被降低到最小。

上述两个实施例的设置都是基于多级光圈13的最大光圈值(F值)为F2.5。多级光圈可以将光圈设置到12级，包括1/3-AV增加的最大光圈，中间浓度滤光片将发送的光量降低2级(2EV)。然而，多级光圈的最大光圈、光圈调整的增加、光圈调整的级数和中间浓度滤光片的减光量并不局限于特定值，而是可以按照需要设定。

此外，图7为一流程图，描述了本发明图像输入装置的第三实施例的数码相机所采用的光圈控制系统的控制，根据设定适当地选择并根据正常状态下和可能重影状态下的整体图像质量优先模式的条件，上述第一和第二实施例所述的正常状态和可能重影状态下的自动模式的条件和通常使用的光圈优先模式的条件，有选择的运行。

图7中的流程图简要地显示了仅仅与本发明有关的部分，实际聚焦比所描述的操作更为复杂，并且图7并未显示如自动设定白平衡的操作。请注意，数码相机的硬件设置是参考图1。

首先，如果操作单元24或类似的在操作，电源被打开(步骤S11)，控制系统开始运转并开始监控使模式设定单元25检查设定模式的电子取景器类型(步骤S12)并获得被拍摄物的像，该像通过固态成像元件16，成像处理单元17，A/D转换单元18，信号处理单元19由光学单元10形成。控制系统还通过马达驱动器28在监视器29上几乎实时地显示被拍摄物的像(步骤S13)。为了减少时间的延迟，测光操作在监视过程中进行(步骤S14)。在该系统的该步骤S14的中测光操作获得了被拍摄物亮度分布信息。

控制系统判断操作单元24(步骤S15)上的释放按钮是否被按下去一半。如果该按钮未被按下去一半，控制系统返回步骤S14等到释放按钮被按下一半，同时重复测光和亮度分布判别。如果释放按钮在步骤S15中被按下一半，控制系统判别步骤S12中所读取的模式是否为自动模式(S16)，如果不是自动模式，判别该模式是否为整体图像质量优先模式(步骤S20)。如果该模式不是整体图像质量优先模式，控制系统将模式认定为光圈优先模式。

在步骤S16中，如果控制系统判别该模式为自动模式，控制系统根据之前的步骤S14(步骤S17)判别的亮度分配来判别是否有高亮度物体如太阳出现在屏幕上。如果控制系统判别到高亮度物体并未出现(步骤S18)，根据图5中所示的自动模式中的正常状态下的曝光表，控制系统通过设定光圈和快门速度来完成曝光操作。如果在步骤S17中，控制系统判别到高亮度物体出现，根据图5中所示的自动模式中的可能重影状态下的曝光表，控制系统通过设定光圈和快门速度来完成曝光操作。(步骤S19)

如果控制系统在步骤S16中判别到该模式并非自动模式并且在步骤S20中判别该模式为整体图像质量优先模式，控制系统根据之前的步骤S14(步骤S21)侦测的亮度分布来判别是否有高亮度物体如太阳出现在屏幕上。如果控制系统判别到高亮度物体并未出现(步骤S22)，根据图3中所示的整体图像质量优先模式中的正常状态下的曝光表，控制系统通过设定光圈和快门速度来完成曝光操作。  如果在步骤S21中，控制系统判别到高亮度物体出现，根据图4中所示的整体图像质量优先模式中的可能重影状态下的曝光表，控制系统通过设定光圈和快门速度来完成曝光操作。(步骤S23)

如果控制系统在步骤S16中判别到该模式并非自动模式，在步骤20中判别到该模式也不是整体图像质量优先模式，而是光圈优先模式，根据光圈优先模式的曝光表(参见图8)(步骤S24)，控制系统通过设定光圈和快门速度来完成曝光操作。

如果控制系统在步骤S18、步骤S19、步骤S22、步骤S23或步骤S24执行曝光操作，系统控制器21通过马达驱动器30和透镜马达31驱动光学单元10中透镜组11和12的至少一部分，从而完成聚焦操作(步骤S25)，并且控制系统判别释放按钮是否被按下一半(步骤S26)。如果在步骤S26中释放按钮并未被按下一半，控制系统返回步骤S14，并重复测光和亮度分布探测之后的操作。如果在步骤S26中释放按钮被按下一半，控制系统判别释放按钮是否被完全按下(步骤S27)。如果释放按钮并未完全按下，控制系统返回步骤S26并判别释放按钮是否正在被按下一半。如果步骤S27中，控制系统判别释放按钮被完全按下，控制系统完成成像操作如获取并储存数据(步骤S28)，并返回步骤S14。

现参考图8中所示的通常使用的光圈优先模式，详细说明步骤S24中的光圈优先模式。该光圈优先模式被用于图12中的景深聚焦示例，用户选择一个光圈同时根据所选择的光圈调整曝光。该情况下，中间浓度滤光片15并未被使用，多级光圈13根据选择的光圈被设定，快门速度被调整以便根据被拍摄物亮度提供曝光。如果根据被拍摄物亮度确定的曝光无法达到用于所选光圈的最高快门速度，多级光圈逐渐关闭。请注意，①的最高快门速度约为1/700秒，②至④的最高快门速度约为1/1000秒，⑤至⑦的最高快门速度约为1/1200秒，⑧至圈12的最高快门速度约为1/2000秒，如图8所示。

本发明并不仅限于上述和附图中所述的实施例，并且在不偏离发明要点的情况下可以修改并以不同的方法实施。例如，第一减光单元并不仅限于多级光圈，任何光圈机构都可以使用。此外，第二减光单元并不仅限于中间浓度滤光片，而是可以从各种光学滤光器和光学元件中选取，只要他们不严重影响对所得到的图像并且可以防止光的透射。该第二减光单元可以是滤光器，其通过重叠多个滤光器，改变相互的偏振方向来改变光的透射，从而改变透射的光量；也可以是如具有可变的透射率的液晶的滤光器；还可以是半透半反镜，设置成反射部分入射光并通过剩余的光。

Claims (7)

1.一种图像输入装置，其特征在于，包括：

光学单元，其在预定位置形成被拍摄物的像；

第一减光单元，其位于所述光学单元的光轴上，该单元通过改变光圈的尺寸来减少通光量；

第二减光单元，其位于所述光学单元的光轴上，该单元通过改变通过的光的透过率来减少通光量；

被拍摄物判别单元，该单元根据所述被拍摄物的像上的亮度分布来判别所述光学单元形成的所述被拍摄物的像上是否存在强光源；和

控制单元，该单元控制所述第一和第二减光单元以获得合适的曝光来得到所述被拍摄物的像，并且当所述被拍摄物判别单元判别出在所述被拍摄物的像上存在强光源时，使所述第一减光单元优先起作用。

2.一种图像输入装置，其特征在于，包括：

光学单元，其在预定位置形成被拍摄物的像；

第一减光单元，其位于所述光学单元的光轴上，该单元通过改变光圈的尺寸来减少通光量；

第二减光单元，其位于所述光学单元的光轴上，该单元通过改变通过的光线的透过率来减少通光量；

被拍摄物判别单元，该单元根据所述被拍摄物的像上的亮度分布来判别所述光学单元形成的所述被拍摄物的像上是否存在强光源；

模式设定单元，该单元选择性地设定成像模式，以获得包括要求高图像质量的成像模式的所述被拍摄物的像；和

控制单元，该单元控制所述第一和第二减光单元以获得合适的曝光来获得所述被拍摄物的像，并且当所述模式设定单元设定要求高图像质量的所述成像模式时，使所述第二减光单元优先起作用，并且只有当所述模式设定单元设定了要求高图像质量的成像模式而所述被拍摄物判别单元判别出在所述被拍摄物的像上存在强光源时，所述控制单元使所述第一减光单元优先起作用。

3.一种图像输入装置，其特征在于，包括：

光学单元，其在预定位置形成被拍摄物的像；

第一减光单元，其位于所述光学单元的光轴上，该单元通过改变光圈的尺寸来减少通光量；

第二减光单元，其位于所述光学单元的光轴上，该单元通过改变通过的光线的透过率来减少通光量；

被拍摄物判别单元，该单元根据被所述拍摄物的像上的亮度分布来判别所述光学单元形成的所述被拍摄物的像上是否存在强光源；

模式设定单元，该单元选择性地设定成像模式，以获得包括无需用户特别操作的全自动成像模式的所述被拍摄物的像；和

控制单元，该单元控制所述第一和第二减光单元以获得合适的曝光来所述获得被拍摄物的像，并且当所述模式设定单元设定了所述全自动成像模式时，使所述第二减光单元优先起作用，并且只有当所述模式设定单元设定了所述全自动成像模式而所述被拍摄物判别单元判别出在所述被拍摄物的像上存在强光源时，所述控制单元使所述第一减光单元优先起作用。

4.如权利要求1至3中任一项所述的图像输入装置，其特征在于，

所述被拍摄物判别单元包括一个单元，如果在被拍摄物的像的屏幕存在超过预定亮度的亮度部分，该单元判别被拍摄物上存在强光源。

5.如权利要求1至3中任一项所述的图像输入装置，其特征在于，

所述被拍摄物判别单元包括一个单元，如果在被拍摄物的像的屏幕上的亮度超过预定亮度的部分的亮度与所述屏幕的平均亮度的比值超过预定值时，该单元可判别被拍摄物上存在强光源。

6.如权利要求1至5中任一项所述的图像输入装置，其特征在于，

所述第二减光单元包括中间浓度(ND)滤光片。

7.如权利要求1至6中任一项所述的图像输入装置，其特征在于，

所述第一减光单元包括多级光圈，该多级光圈在多段控制光圈的开口。

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