KR20130111365A - 촬영 장치 및 편광 필터의 회전 각도 위치 제어 방법 - Google Patents

촬영 장치 및 편광 필터의 회전 각도 위치 제어 방법 Download PDF

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KR20130111365A
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신 나카무라
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호야 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 촬영 장치는 촬상 센서를 가지고 있는 촬영 광학 시스템, 상기 촬영 광학 시스템의 광로에 위치되어 있으며 상기 촬영 광학 시스템의 광축을 중심으로 회전하는 편광 필터, 상기 편광 필터를 소정의 주기 패턴으로 예비 회전시키는 회전 구동기, 상기 회전 구동기가 상기 편광 필터를 소정의 주기 패턴으로 예비 회전시킬 때, 상기 편광 필터를 투과하여 상기 촬상 센서에 의해 얻어진 피사체에서 나오는 빛의 피사체 휘도 신호를 검출하는 검출기, 상기 피사체 휘도 신호 중에서 상기 소정의 주기 패턴과 다른 주기 패턴의 주파수 성분을 제거함으로써 회전 제어 신호를 생성하는 신호 생성기, 그리고 상기 신호 생성기가 생성한 회전 제어 신호에 기초하여 상기 편광 필터의 회전 각도 위치를 제어하는 제어기를 포함하고 있다.

Description

촬영 장치 및 편광 필터의 회전 각도 위치 제어 방법{PHOTOGRAPHING DEVICE AND CONTROL METHOD OF ROTATIONAL ANGLE POSITION OF POLARIZED LIGHT FILTER}
본 발명은 촬영 광학 시스템의 광로에서 상기 촬영 광학 시스템의 광축을 중심으로 회전가능한 편광 필터를 구비하고 있는 촬영 장치에 관한 것이고, 또한 상기 편광 필터의 회전 각도 위치를 제어하는 방법에 관한 것이다.
관련 기술에 따르면, 편광 필터를 구비하고 있는 촬영 장치와, 상기 편광 필터의 회전 각도 위치를 제어하는 방법이 있는데, 편광 필터의 회전 각도 위치는 피사체 휘도 신호에 기초하여 제어된다. 이 피사체 휘도 신호는 편광 필터의 예비 회전(스캐닝)에 의해서 얻어진다.
그러나, 피사체 휘도 신호는 편광 필터에 의한 순수한 편광 효과를 포함할 뿐만 아니라, 피사체 화상의 밝기의 변화에 의해 야기된 외란(노이즈)에 의해서도 영향을 받는다. 특히, 피사체 화상 중에 점멸 부분(예를 들면, 교통 신호, 자동차의 회전 신호 램프, 점멸 네온사인, 등)이 포함되어 있으면, 이 점멸 부분이 피사체 휘도 신호에 미치는 외란의 악영향을 현저하게 증가시키므로, 편광 필터의 회전 각도 위치의 정밀한 제어가 달성될 수 없다. 다시 말해서, 피사체의 점멸에 의한 피사체 휘도 신호의 변화가 편광 필터의 편광 효과에 의한 것으로 잘못 판단된다.
관련 기술로서, 촬영 장치 및 그 제어 방법이 일본 특허공개 제2006－208714호에 개시되어 있다.
일본 특허공개 제2006－208714호 공보
본 발명은 피사체 화상에 점멸 부분이 포함되어 있더라도, 이 점멸 부분에 의한 외란의 영향을 제거하여, 편광 필터의 회전 각도 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 촬영 장치를 제공한다. 본 발명은 또한 편광 필터의 회전 각도 위치를 제어하는 방법을 제공한다.
관련 기술에서는, 편광 필터의 예비 회전에 의해서 피사체 휘도 신호가 얻어지고, 이 피사체 휘도 신호는 편광 필터의 회전 각도 위치 제어에 그대로 이용된다.
이에 반해서, 본 발명에 따르면, 편광 필터가 소정의 주기 패턴으로 예비 회전하도록 구동(비등속 회전, 등속 회전 또는 이들의 조합)될 때 피사체 휘도 신호가 검출된다. 이 피사체 휘도 신호 중에 상기한 소정의 주기 패턴과 다른 주기 패턴의 주파수 성분이 있다면, 이러한 종류의 주파수 성분은 피사체 휘도 신호로부터 제거되고, 회전 제어 신호가 생성된다. 따라서, 상기 회전 제어 신호에 기초하여 편광 필터의 회전 각도 위치가 제어된다.
본 발명의 한 실시형태에 따르면, 촬상 센서를 가지고 있는 촬영 광학 시스템; 상기 촬영 광학 시스템의 광로에 위치되어 있으며 상기 촬영 광학 시스템의 광축을 중심으로 회전하는 편광 필터; 상기 편광 필터를 소정의 주기 패턴으로 예비 회전시키는 회전 구동기; 상기 회전 구동기가 상기 편광 필터를 소정의 주기 패턴으로 예비 회전시킬 때, 상기 편광 필터를 투과하여 상기 촬상 센서에 의해 얻어진 피사체로부터 나오는 빛의 피사체 휘도 신호를 검출하는 검출기; 상기 검출기에 의해 검출된 상기 피사체 휘도 신호 중에서 상기 소정의 주기 패턴과 다른 주기 패턴의 주파수 성분을 제거함으로써 회전 제어 신호를 생성하는 신호 생성기; 그리고 상기 신호 생성기에 의해 생성된 상기 회전 제어 신호에 기초하여 상기 편광 필터의 회전 각도 위치를 제어하는 제어기를 포함하고 있는 촬영 장치가 제공된다.
상기 신호 생성기가 상기 검출기에 의해 검출된 상기 피사체 휘도 신호로부터 상기 회전 제어 신호를 생성할 때에, 상기 편광 필터가 상기 소정의 주기 패턴으로 예비 회전할 때의 편광 상태에 해당하는 휘도 신호의 주기 또는 위상과 다른 주기 또는 위상을 가지는 주파수 성분이 제거되어 있는 것이 바람직하다.
상기 회전 구동기가 상기 편광 필터를 비등속으로 회전시키는 것이 바람직하다. "편광 필터를 비등속으로 회전시킨다" 는 표현은 편광 필터의 상이한 회전 속도들 사이의 연속적인 전환을 지칭하며, 편광 필터의 회전 속도의 전환시에 소정의 회전 정지 시간(유지 시간)을 제공하는 개념을 포함하기도 한다.
상기 회전 구동기는, 상기 편광 필터를 제1 회전 속도로 90°회전시킨 후에, 상기 제1 회전 속도의 2배인 제2 회전 속도로 상기 편광 필터를 90°회전시킴으로써 비등속 회전을 수행하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 제1 회전 속도와 제2 회전 속도 사이의 전환은 반드시 연속적으로(무단식으로(stepless manner)) 수행될 필요가 없고, 제1 회전 속도와 제2 회전 속도 사이의 전환시에 소정의 회전 정지 시간(유지 시간)이 제공될 수 있다.
상기 회전 구동기가 상기 편광 필터를 등속으로 회전시키는 것이 바람직하다.
한 실시예에 있어서, 촬상 센서를 가지고 있는 촬영 광학 시스템의 광로에 위치되어 있으며 상기 촬영 광학 시스템의 광축을 중심으로 회전하는 편광 필터의 회전 각도 위치를 제어하는 방법이 제공되어 있는데, 상기 방법은 상기 편광 필터를 소정의 주기 패턴으로 예비 회전시키는 단계; 상기 편광 필터가 상기 소정의 주기 패턴으로 예비 회전할 때, 상기 편광 필터를 투과하여 상기 촬상 센서에 의해 얻어지는 피사체로부터 나오는 빛의 피사체 휘도 신호를 검출하는 단계; 상기 피사체 휘도 신호 중에서 상기 소정의 주기 패턴과 다른 주기 패턴의 주파수 성분을 제거함으로써 회전 제어 신호를 생성하는 단계; 그리고 신호 생성기에 의해 생성된 상기 회전 제어 신호에 기초하여 상기 편광 필터의 회전 각도 위치를 제어하는 단계를 포함하고 있다.
검출기에 의해 검출된 상기 피사체 휘도 신호로부터, 상기 편광 필터가 상기 소정의 주기 패턴으로 예비 회전할 때의 편광 상태에 해당하는 휘도 신호의 주기 또는 위상과 다른 주기 또는 위상을 가지는 주파수 성분을 제거함으로써 상기 회전 제어 신호가 생성되는 것이 바람직하다.
상기 편광 필터를 예비 회전시키는 단계에서 상기 편광 필터를 비등속으로 회전시키는 것이 바람직하다.
상기 편광 필터를 비등속으로 예비 회전시키는 동안, 상기 편광 필터를 제1 회전 속도로 90°회전시킨 후에, 상기 제1 회전 속도의 2배인 제2 회전 속도로 90°회전시키는 것이 바람직하다.
상기 편광 필터를 예비 회전시키는 단계에서 상기 편광 필터를 등속으로 회전시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 피사체 화상에 점멸 부분이 포함되어 있더라도, 이 점멸 부분에 의한 외란의 영향을 제거하여, 편광 필터의 회전 각도 위치를 정밀하게 제어할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 편광 필터의 회전 각도 위치를 제어하는 방법도 제공된다.
본 발명을 첨부된 도면을 참고하여 아래에서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 디지털 카메라(촬영 장치)의 블록도이고;
도 2는 편광 필터를 등속으로 회전시킬 때, 피사체 화상이 편광된 빛을 발산하는 경우에 있어서의 편광 필터의 회전 각도 위치와 피사체 휘도 신호 사이의 최적의 관계를 나타내는 그래프이고;
도 3은 편광 필터를 비등속으로 회전시킬 때, 피사체 화상이 편광된 빛을 발산하는 경우에 있어서의 편광 필터의 회전 각도 위치와 피사체 휘도 신호 사이의 최적의 관계를 나타내는 그래프이고;
도 4는 피사체 화상에 편광 부분과 점멸 부분이 포함되어 있는 촬영 상태의 개략도이고;
도 5는 피사체 화상에 편광 부분과 점멸 부분이 포함되어 있는 상태에 있어서, 편광 필터의 회전 각도 위치와 피사체 휘도 신호 사이의 관계를 나타내는 도 2에 대응하는 그래프이고;
도 6은 피사체 화상에 편광 부분과 점멸 부분이 포함되어 있는 상태에 있어서, 편광 필터의 회전 각도 위치와 피사체 휘도 신호 사이의 관계를 나타내는 도 3에 대응하는 그래프이고; 그리고
도 7은 본 발명에 의한 편광 필터의 회전 각도 위치를 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 디지털 카메라(촬영 장치)(100)의 블록도이다. 디지털 카메라(100)는, 촬영 광축(Z)을 따라서, 물체측으로부터 차례로, 고정 렌즈 그룹(101), 촬영 광축(Z)을 따라서 이동가능한 포커싱 렌즈 그룹(102), 그리고 CCD(촬상 센서)(103)를 구비하고 있다. 고정 렌즈 그룹(101), 포커싱 렌즈 그룹(102) 그리고 CCD(103)는 촬영 광학 시스템을 구성한다. 피사체에서 나오는 빛이 고정 렌즈 그룹(101)과 포커싱 렌즈 그룹(102)에 입사하고 고정 렌즈 그룹(101)과 포커싱 렌즈 그룹(102)을 통과하여 CCD(103)의 촬상면(103a)에 피사체 화상을 결상시킨다. 포커싱 렌즈 그룹(102)은 (포커싱 모터를 포함하는)포커싱 렌즈 구동기(102a)에 의해 구동되고, 포커싱 동작시에 Z-축(광축) 방향으로 이동한다.
디지털 카메라(100)는 CCD(103)의 전방에 설치되어 있는 고정 렌즈 그룹(101)과 포커싱 렌즈 그룹(102)의 사이에 편광 필터(110)를 구비하고 있다. 편광 필터(110)를 촬영 광축(Z)(촬영 광로)상에 위치된 삽입 위치에 삽입하고, 편광 필터(110)를 촬영 광축(Z)(촬영 광로)으로부터 벗어나서 위치된 이탈 위치로 이탈시키는 삽입/이탈 기구(도시되어 있지 않음)가 구비되어 있다. 편광 필터(110)용 삽입/이탈 기구는 당해 기술분야의 전문가에게 알려져 있으며, 편광 필터(110)용 삽입/이탈 기구의 일례가 일본특허공개 제2007－3970호 공보에 개시되어 있다.
편광 필터(110)는 편광 필터(110)의 삽입 위치에서 편광 필터 구동기(회전 구동기)(111)에 의해 구동되고, 편광 필터(110)는 촬영 광축(Z)을 중심으로 회전가능하다. 도면에 도시되어 있지 않지만, 편광 필터 구동기(111)는 편광 필터(110)를 소정의 각도로 단계적으로 회전시키는 스테핑 모터를 구비하고 있다. 편광 필터 구동기(111)는 또한 스테핑 모터의 회전을 제어하는 모터 드라이버를 구비하고 있다.
편광 필터(110)는, 예를 들면, 자신의 편광 방향(편광 격자의 방향)으로 진동하는 빛만을 투과시키는 기능을 가지는 직선 편광 필터이다. 따라서, 편광 필터(110)를 촬영 광축(Z)을 중심으로 회전시킴으로써 편광 필터(110)의 편광 방향(편광 격자의 방향)이 조정되면, (고정 렌즈 그룹(101)과 포커싱 렌즈 그룹(102)을 통과하여)CCD(103)에 입사하는 피사체로부터 발산되는 빛의 편광 상태가 변경될 수 있고, 그 결과, 피사체의 반사가 감소되거나 심지어 제거될 수도 있다.
디지털 카메라(100)는 CPU(회전 구동기/제어기)(104), A/D 변환기(105), 신호 처리 회로(106), 화상 메모리(107), LCD 모니터(108) 및 촬영 조작 유닛(109)을 구비하고 있다. CPU(104)는 디지털 카메라(100)의 전체적인 기능을 제어한다. A/D 변환기(105)는 CCD(103)의 촬상면(103a)에 의해 결상된 피사체 화상에 대해 A/D 변환(아날로그 신호로부터 디지털 신호로의 변환)을 수행하고, 변환된 디지털 신호를 신호 처리 회로(106)로 보낸다. 신호 처리 회로(106)는, A/D 변환기(105)로부터 디지털 신호를 수신하는 즉시, 소정의 화상 처리 동작을 수행하여 화상 신호를 생성한다. 이 화상 신호는 CPU(104)를 통하여 화상 메모리(107)에 기록되고, CPU(104)를 통하여 LCD 모니터(108)에 표시된다. 촬영 조작 유닛(109)은 전체적인 촬영 조작을 수행하기 위해, 예를 들면, 전원 스위치, 줌 동작 스위치, 셔터 릴리스 버튼, 모드 다이얼 등을 포함하고 있다.
본 실시예에 따르면, 편광 필터(110)의 회전 제어 모드로서, 디지털 카메라(100)가 편광 필터(110)의 편광 효과를 판단하고 편광 필터(110)의 자동적인 회전 제어를 수행하는 오토 모드를 갖추고 있다. 이 오토 모드에서는, CPU(회전 구동기)(104)가 편광 필터 구동기(회전 구동기)(111)를 통하여 소정의 주기 패턴으로 편광 필터(110)의 예비 회전(스캐닝)을 실행시킨다. 편광 필터(110)를 180°회전(1/2 회전)시키기 위해 필요한 시간을 "주기" 라고 정의한다.
보다 구체적으로, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, CPU(104)는 180°회전시키는데 시간 t(주기)를 필요로 하는 편광 필터(110)를 제어하여 2t의 시간 동안 360°회전(1회전)시킨다; 즉, 편광 필터(110)를 1회전(360°회전)시키는데 필요한 시간은 2t이다. 따라서, CPU(104)는 편광 필터(110)를 등속으로 회전하도록 제어한다.
도 3은 CPU(104)에 의해 수행되는 다른 회전 패턴을 나타내고 있다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, CPU(104)는 먼저 180°회전시키는데 시간(주기) t를 필요로 하는 편광 필터(110)를 90°회전(1/4 회전: 필요로 하는 시간은 1/2t)시킨다. 그 후, 180°회전시키는데 필요한 시간(주기)을 1/2t로 하기 위해서 편광 필터(110)의 회전 속도를 2배로 하고(주기: 1/2t), CPU(104)는 편광 필터(110)를 90°더 회전(1/4 회전)하도록 제어한다(1/4 회전: 필요로 하는 시간은 1/4t). 따라서, CPU(104)는 편광 필터(104)를 비등속으로 회전하도록 제어한다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 편광 필터(110)의 회전 속도를 2배로 하기 전후로 회전 각도의 스케일이 변하기 때문에, 편광 필터(110)가 주기 t로 회전할 때의 회전 각도는 괄호없이 표시되어 있고, 편광 필터(110)가 주기 1/2t로 회전할 때의 회전 각도는 괄호를 붙여서 표시되어 있다.
디지털 카메라(100)는 휘도 신호 검출기(검출기)(120)를 더 구비하고 있다. 이 휘도 신호 검출기(120)는, 신호 처리 회로(106)로부터 CPU(104)로 입력된 화상 신호의 각각의 픽셀을 주파수 성분으로 연산하는 것에 의해 편광 필터(110)를 투과하여 CCD(103)에 의해 얻어진 피사체 화상의 피사체 휘도 신호를 검출한다.
휘도 신호 검출기(120)에 의해 검출된 피사체 휘도 신호는, 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 편광 필터(110)를 예비 회전시키는 소정의 주기 패턴(편광 필터(110)가 소정의 주기 패턴으로 예비 회전할 때 최적의 편광 상태에 해당하는 휘도 신호의 주기 및 위상)과 동기되어 있는 것이 바람직하다.
그러나, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 하나의 피사체 화상에 편광 부분(사람의 이미지를 반사시키는 쇼 윈도우)과 점멸 부분(교통 신호)이 포함되어 있으면, 이 점멸 부분이 피사체 휘도 신호에 문제가 되는 외란의 악영향을 크게 증가시킨다.
다시 말해서, 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 실제 상황에서 휘도 신호 검출기(120)가 실제로 검출한 피사체 휘도 신호에는 편광 필터(110)를 예비 회전시키는 소정의 주기 패턴의 주파수 성분과 다른 주기 패턴의 주파수 성분이 외란(노이즈)으로서 포함되어 있다. 도 5 및 도 6의 예에서는 모두, 편광 필터(110)에 의해서 얻어진 편광 상태의 최적의 곡선의 주기 t와 다른 주기 1/4t에서 점멸을 반복하는 "피사체 화상 점멸 1"의 주파수 성분(일점쇄선)과, 편광 필터(110)에 의해서 얻어진 편광 상태의 최적의 곡선의 주기 t와 동일한 주기이지만 다른 위상으로 점멸을 반복하는 "피사체 화상 점멸 2"의 주파수 성분(이점쇄선)을 포함하고 있다. 이러한 다른 주파수 성분들은 "외란"으로 간주된다.
만약 CPU(104)가 (본 발명과 달리)휘도 신호 검출기(120)에 의해 검출된 피사체 휘도 신호를 그대로 이용하면, 피사체 화상의 점멸에 의한 피사체 휘도 신호의 변화가 편광 필터(110)의 편광 효과에 의한 것으로 잘못 판단될 수 있다. 따라서, 편광 필터(110)의 회전 각도 위치를 정밀하게 제어할 수 없게 된다.
그러나, 본 발명의 디지털 카메라(100)는, 휘도 신호 검출기(120)가 피사체 휘도 신호를 검출할 때, 회전 제어 신호 생성기(130)가 휘도 신호 검출기(120)에 의해 검출된 피사체 휘도 신호로부터 회전 제어 신호를 생성하는데, 이 때 편광 필터(110)가 소정의 주기 패턴(도 5 및 도 6에 도시된 최적의 곡선)으로 예비 회전할 때의 최적의 편광 상태에 해당하는 휘도 신호의 주기 또는 위상과 다른 주기 또는 위상을 가지는 주파수 성분이 제거되어 있다. 이 회전 제어 신호 생성기(130)는 편광 필터(110)를 예비 회전시키는 소정의 주기 패턴과 다른 주기 패턴의 주파수 성분이 제거되어 있는 회전 제어 신호를 생성한다. 고속 푸리에 변환(FFT：Fast Fourier Transform)과 같은 알고리즘을 이용하는 것에 의하여, 회전 제어 신호 생성기(130)는 휘도 신호 검출기(120)에 의해 검출된 피사체 휘도 신호의 주파수 성분을 해석하고, 편광 필터(110)를 예비 회전시키는 소정의 주기 패턴과 동기하는 주파수 성분만을 추출한다.
도 5는 회전 제어 신호 생성기(130)의 기능의 일례를 나타내고 있다. 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 휘도 신호 검출기(120)에 의해 검출된 피사체 휘도 신호는 두 가지 주파수 성분, 즉, "피사체 화상 점멸 1"의 주파수 성분(일점쇄선)과 "피사체 화상 점멸 2"의 주파수 성분(이점쇄선)을 포함하고 있다. "피사체 화상 점멸 1"의 주파수 성분의 주기는 편광 필터(110)가 예비 회전할 때의 최적의 편광 상태에 해당하는 피사체 휘도 신호의 주기와 다르다. 한편, "피사체 화상 점멸 2"의 주파수 성분의 위상이 편광 필터(110)가 예비 회전할 때의 최적의 편광 상태에 해당하는 피사체 휘도 신호의 위상과 다르더라도, "피사체 화상 점멸 2"의 주파수 성분의 주기는 편광 필터(110)가 예비 회전할 때의 최적의 편광 상태에 해당하는 피사체 휘도 신호의 주기와 일치한다. 따라서, 회전 제어 신호 생성기(130)는 "피사체 화상 점멸 1"의 주파수 성분을 완전히 제거할 수 있지만, "피사체 화상 점멸 2"의 주파수 성분을 완전히 제거할 수는 없다. 그러나, 고속 점멸을 반복하는 "피사체 화상 점멸 1"의 주파수 성분은 완전히 제거될 수 있기 때문에, 회전 제어 신호 생성기(130)는 편광 필터(110)를 예비 회전시키는 소정의 주기 패턴과 동기하는(완벽하게는 아니지만, 어느 정도 동기하는) 회전 제어 신호를 생성할 수 있다.
도 6은 90°의 각도로부터 회전 속도가 2배인 회전 제어 신호 생성기(130)의 다른 예를 나타내고 있다. 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 휘도 신호 검출기(120)에 의해 검출된 피사체 휘도 신호는 2개의 다른 주파수 성분, 즉, "피사체 화상 점멸 1"의 주파수 성분(일점쇄선)과 "피사체 화상 점멸 2"의 주파수 성분(이점쇄선)을 포함하고 있다. "피사체 화상 점멸 1"의 주파수 성분의 주기는 회전 속도를 2배로 하기 전후를 통하여, 편광 필터(110)가 예비 회전할 때의 최적의 편광 상태에 해당하는 피사체 휘도 신호의 주기와 다르다. 한편, "피사체 화상 점멸 2"의 주파수 성분의 주기는, 회전 속도를 2배로 한 후에, 편광 필터(110)가 예비 회전할 때의 최적의 편광 상태에 해당하는 피사체 휘도 신호의 주기와 다르다. 따라서, 회전 제어 신호 생성기(130)는 "피사체 화상 점멸 1"의 주파수 성분과 "피사체 화상 점멸 2"의 주파수 성분을 완전히 제거할 수 있다. 따라서, "피사체 화상 점멸 1"의 주파수 성분과 "피사체 화상 점멸 2"의 주파수 성분을 완전히 제거함으로써, 편광 필터(110)를 예비 회전시키는 소정의 주기 패턴과 완전히 동기하는 최적의 회전 제어 신호(도 3에 도시된 것과 같은 회전 제어 신호)를 생성할 수 있다.
대부분의 점멸 피사체(예를 들면, 교통 신호, 자동차의 회전 신호 램프, 점멸 네온사인, 등)는 (점멸 속도에 차이가 있지만)동일한 주기로 점멸/일시중지를 반복한다. 이 때문에, 도 2 및 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 편광 필터(110)가 등속으로 회전할 때에는, 편광 필터(110)를 예비 회전시키는 소정의 주기 패턴과 피사체 화상 중의 점멸 부분의 주기 패턴이 우연히 일치하는 경우가 있을 수 있다. 한편, 도 3 및 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 편광 필터(110)가 비등속으로 회전할 때에는, 편광 필터(110)를 예비 회전시키는 소정의 주기 패턴에 피사체 화상 중의 점멸 부분의 주기 패턴이 추종하거나 일치할 가능성은 거의 없다. 따라서, 피사체 화상에 어떠한 점멸 부분이 포함되어 있는지 여부와 관계없이 이러한 점멸 부분의 주파수 성분을 완전하게 제거할 수 있으므로, 최적의 촬영 화상을 얻을 수 있다.
CPU(104)는 회전 제어 신호 생성기(130)에 의해 생성된 회전 제어 신호에 기초하여 편광 필터(110)의 회전 각도 위치를 제어한다. 예를 들면, 도 2 및 도 3 중의 피사체 휘도 신호는 수면의 휘도 상태를 나타내고 있고, 수면으로부터의 반사를 없애고 싶을 때에는, CPU(104)는 편광 필터(110)를 피사체 휘도 신호 출력이 가장 작은 135°의 회전 각도 위치로 회전하도록 제어한다.
도 7의 흐름도를 참고하여, 본 발명에 의한 편광 필터(110)의 회전 각도 위치를 제어하는 방법에 관하여 설명한다.
CPU(104)는 편광 필터 구동기(111)를 통하여 편광 필터(110)를 소정의 주기 패턴으로 예비 회전(비등속 회전, 등속 회전 또는 이들의 조합)시킨다(스텝 S1).
편광 필터(110)가 소정의 주기 패턴으로 예비 회전할 때에, 휘도 신호 검출기(120)는 편광 필터(110)를 투과하여 CCD(103)에 의해 얻어진 피사체로부터 나오는 빛의 피사체 휘도 신호를 검출한다(스텝 S2).
CPU(104)는 휘도 신호 검출기(120)에 의해 검출된 피사체 휘도 신호 중에서, 편광 필터(110)를 예비 회전시키기 위한 소정의 주기 패턴(편광 필터(110)가 예비 회전할 때의 최적의 편광 상태에 해당하는 피사체 휘도 신호의 주기 패턴)과 다른 주기 패턴으로 점멸하는 주파수 성분이 포함되어 있는지 아닌지를 판단한다(스텝 S3).
CPU(104)가 휘도 신호 검출기(120)에 의해 검출된 피사체 휘도 신호 중에서 편광 필터(110)를 예비 회전시키는 소정의 주기 패턴(편광 필터(110)가 예비 회전할 때의 최적의 편광 상태에 해당하는 피사체 휘도 신호의 주기 패턴)과 다른 주기 패턴으로 점멸하는 주파수 성분이 없다고 판단하면(스텝 S3：아니오), 휘도 신호 검출기(120)에 의해 검출된 피사체 휘도 신호를 그대로 회전 제어 신호로서 사용하는 것을 결정한다(스텝 S4). 따라서, CPU(104)는 피사체 휘도 신호에 기초하여 편광 필터(110)의 회전 각도 위치를 제어한다(스텝 S5).
한편, CPU(104)가 휘도 신호 검출기(120)에 의해 검출된 피사체 휘도 신호 중에서 편광 필터(110)를 예비 회전시키는 소정의 주기 패턴(편광 필터(110)가 예비 회전할 때의 최적의 편광 상태에 해당하는 피사체 휘도 신호의 주기 패턴)과 다른 주기 패턴으로 점멸하는 주파수 성분이 포함되어 있다고 판단한 때에는(스텝 S3：예), CPU(104)는 회전 제어 신호 생성기(130)로 하여, 휘도 신호 검출기(120)에 의해 검출된 피사체 휘도 신호 중에서 편광 필터(110)를 예비 회전시키는 소정의 주기 패턴과 다른 주기 패턴으로 점멸하는 주파수 성분이 제거되어 있는 회전 제어 신호를 생성시키도록 명령한다(스텝 S6). 따라서, CPU(104)는 회전 제어 신호 생성기(130)에 의해 생성된 회전 제어 신호에 기초하여 편광 필터(110)의 회전 각도 위치를 제어한다(스텝 S7).
상기 실시예에 따르면, 편광 필터(110)가 비등속으로 회전할 때에, 편광 필터(110)를 먼저 주기 t로 90°회전시킨 후에, 주기 1/2t(회전 속도 2배)로 90°회전시키는 것이지만, 이것은 편광 필터(110)의 비등속 회전의 예이고, 본 발명은 이 실시예로 한정되지 않는다. 예를 들면, 편광 필터(110)의 회전 속도는 3 단계 또는 그 이상으로 변경될 수 있다.
또한, 상기한 것과 같은 실시예에 따르면, 최적의 촬영 화상을 제공하기 위하여 주로 피사체 화상 중의 점멸 부분에 의한 외란의 영향이 제거되었다. 그러나, 본 발명은 상흔들림 보정(화상 보정)에 의한 외란과 같은 다른 외란을 제거하기 위해 이용될 수도 있다. 관련 기술의 일반적인 AF 시스템에 있어서, 피사체 화상의 소정 구역이 신호 취득 구역으로 고정되어 있을 때에, (광원인 피사체 화상이 신호 취득 구역으로 들어오거나 나가게 되는)상흔들림에 의한 피사체 휘도 신호의 외란(노이즈)이 발생할 수 있다. 반면에, 본 발명에 따르면, 상흔들림에 의한 외란의 영향을 제거하여 최적의 촬영 화상을 얻을 수 있다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 특정 실시예에 자명한 변경이 가해질 수 있고, 이러한 변경은 본 발명의 기술사상 및 영역 내에 있다. 본 명세서에 포함된 모든 사항은 예시적인 것이며 본 발명의 영역을 제한하는 것은 아니다.

Claims (10)

  1. 촬영 장치로서,
    촬상 센서를 가지고 있는 촬영 광학 시스템;
    상기 촬영 광학 시스템의 광로에 위치되어 있으며 상기 촬영 광학 시스템의 광축을 중심으로 회전하는 편광 필터;
    상기 편광 필터를 소정의 주기 패턴으로 예비 회전시키는 회전 구동기;
    상기 회전 구동기가 상기 편광 필터를 소정의 주기 패턴으로 예비 회전시킬 때, 상기 편광 필터를 투과하여 상기 촬상 센서에 의해 얻어진 피사체로부터 나오는 빛의 피사체 휘도 신호를 검출하는 검출기;
    상기 검출기에 의해 검출된 상기 피사체 휘도 신호 중에서 상기 소정의 주기 패턴과 다른 주기 패턴의 주파수 성분을 제거함으로써 회전 제어 신호를 생성하는 신호 생성기; 그리고
    상기 신호 생성기에 의해 생성된 상기 회전 제어 신호에 기초하여 상기 편광 필터의 회전 각도 위치를 제어하는 제어기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬영 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호 생성기가 상기 검출기에 의해 검출된 상기 피사체 휘도 신호로부터 상기 회전 제어 신호를 생성할 때에, 상기 편광 필터가 상기 소정의 주기 패턴으로 예비 회전할 때의 편광 상태에 해당하는 휘도 신호의 주기 또는 위상과 다른 주기 또는 위상을 가지는 주파수 성분이 제거되어 있는 것을 특징으로 하는 촬영 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 회전 구동기가 상기 편광 필터를 비등속으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 촬영 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 회전 구동기는, 상기 편광 필터를 제1 회전 속도로 90°회전시킨 후에, 상기 제1 회전 속도의 2배인 제2 회전 속도로 상기 편광 필터를 90°회전시킴으로써 상기 비등속 회전을 수행하는 것을 특징으로 하는 촬영 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 회전 구동기가 상기 편광 필터를 등속으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 촬영 장치.
  6. 촬상 센서를 가지고 있는 촬영 광학 시스템의 광로에 위치되어 있으며 상기 촬영 광학 시스템의 광축을 중심으로 회전하는 편광 필터의 회전 각도 위치를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 편광 필터를 소정의 주기 패턴으로 예비 회전시키는 단계;
    상기 편광 필터가 상기 소정의 주기 패턴으로 예비 회전할 때, 상기 편광 필터를 투과하여 상기 촬상 센서에 의해 얻어지는 피사체로부터 나오는 빛의 피사체 휘도 신호를 검출하는 단계;
    상기 피사체 휘도 신호 중에서 상기 소정의 주기 패턴과 다른 주기 패턴의 주파수 성분을 제거함으로써 회전 제어 신호를 생성하는 단계; 그리고
    신호 생성기에 의해 생성된 상기 회전 제어 신호에 기초하여 상기 편광 필터의 회전 각도 위치를 제어하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 필터의 회전 각도 위치 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서, 검출기에 의해 검출된 상기 피사체 휘도 신호로부터, 상기 편광 필터가 상기 소정의 주기 패턴으로 예비 회전할 때의 편광 상태에 해당하는 휘도 신호의 주기 또는 위상과 다른 주기 또는 위상을 가지는 주파수 성분을 제거함으로써 상기 회전 제어 신호가 생성되는 것을 특징으로 하는 편광 필터의 회전 각도 위치 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 편광 필터를 예비 회전시키는 단계에서 상기 편광 필터를 비등속으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 편광 필터의 회전 각도 위치 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 편광 필터를 비등속으로 예비 회전시키는 동안, 상기 편광 필터를 제1 회전 속도로 90°회전시킨 후에, 상기 제1 회전 속도의 2배인 제2 회전 속도로 90°회전시키는 것을 특징으로 하는 편광 필터의 회전 각도 위치 제어 방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 편광 필터를 예비 회전시키는 단계에서 상기 편광 필터를 등속으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 편광 필터의 회전 각도 위치 제어 방법.
KR1020130032116A 2012-03-30 2013-03-26 촬영 장치 및 편광 필터의 회전 각도 위치 제어 방법 KR20130111365A (ko)

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