Es posible que el histograma de Photoshop funcione de forma ligeramente distinta al de Camera Raw.
De todos modos, imagino que la principal razón es que Camera Raw tiene acceso a los datos originales RAW, y realiza todos sus procesados directamente a partir de éstos, mientras que Photoshop, incluso si has convertido a 16 bits, por fuerza trabaja con datos “de segunda mano”, a los que ya se han aplicado toda una serie de cálculos (que si corrección gamma, que si de-mosaico, que si balance de blancos, que si espacio de color, que si perfil de cámara...) y, quieras que no, la acumulación de cálculos va restando precisión, y con ello, calidad. Por eso se aconseja tanto que los retoques se hagan en la fase de conversión RAW antes que en la de post-edición, siempre que sea posible; es decir, siempre que la función del conversor RAW encargada de dicho ajuste, sea de por sí lo bastante buena... por ejemplo, correcciones globales de contraste, luminosidad, color, etc., eso sí... pero reducir el ruido, pues ya no, porque esto siempre lo harán mejor los plug-ins especializados tipo Noiseware, Neat Image, etc., y éstos sólo funcionan con las imágenes ya convertidas.
De todos modos, prueba a hacer lo que dice Edunon, trabajar en modo Lab, sobre todo para ciertos retoques de luminosidad y color.
O, mejor aún, sin tener que pasar a Lab (porque con ello creo que se pierde un poco, aunque la conversión en sí misma sólo introduzca cambios imperceptibles), haz los retoques en capas duplicadas y, dependiendo del retoque, haz que las capas duplicadas se fusionen con la anterior en el modo correcto: por ejemplo, si es un retoque de contraste, pon la capa duplicada en modo de fusión “Luminosidad”, y si es un retoque de saturación y/o color, ponla en modo de fusión “Color”.