KR101337977B1 - Device and method for controlling quantity of incident light - Google Patents
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Abstract
촬상 장치에 적용 가능한 입사광량 조절 장치 및 그 제어 방법이 개시된다. 촬상 장치에 설치되어 이미지 센서로 입사되는 광량을 조절하는 장치로서, 투과율 제어 신호에 따라 복수의 편광판 중 적어도 하나가 광축을 중심으로 회전하는 편광판부, 상기 촬상 장치의 주변 밝기를 측정하는 조도 측정부, 상기 주변 밝기와 기준 밝기를 비교한 결과에 따라 상기 복수의 편광판의 상대적 회전 각도를 제어하는 상기 투과율 제어 신호 혹은 상기 편광판부를 이동시키는 구동 신호를 출력하는 투과율 제어부 및 상기 구동 신호에 따라 상기 편광판부를 제1 위치 및 제2 위치 중 하나로 이동시키는 기판 구동부를 포함하되, 상기 제1 위치는 입사광경로 상의 위치이고, 상기 제2 위치는 입사광경로에서 벗어난 임의의 위치인 것을 특징으로 하는 입사광량 조절 장치에 의하면, 편광판의 투과율 조절을 통해 입사광량을 조절하면서도 특정 저조도 상황 하에서는 편광판을 입사광경로에서 제거하여 편광판으로 인한 투과율 저하를 방지하여 저조도 특성을 향상시킬 수 있다.Disclosed are an incident light amount adjusting device applicable to an imaging device and a control method thereof. A device installed in an imaging device to adjust an amount of light incident on an image sensor, the polarizing plate unit of which at least one of the plurality of polarizing plates rotates around an optical axis according to a transmittance control signal, and an illuminance measuring unit measuring ambient brightness of the imaging device. A transmittance control signal for controlling the relative rotation angles of the plurality of polarizers or a drive signal for moving the polarizer part according to a result of comparing the ambient brightness with the reference brightness and the polarizer part according to the drive signal And a substrate driving unit moving to one of a first position and a second position, wherein the first position is a position on the incident light path, and the second position is an arbitrary position deviating from the incident light path. According to the present invention, the amount of incident light is controlled by adjusting the transmittance of the polarizing plate. Under the illumination conditions can be removed from the incident light path, the polarizing plate improves the low light transmittance properties to prevent degradation due to the polarizing plate.
Description
본 발명은 촬상 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 촬상 장치에 적용 가능한 입사광량 조절 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an imaging device, and more particularly, to an incident light amount adjusting device applicable to an imaging device and a control method thereof.
동영상을 촬영하기 위한 비디오 카메라나 캠코더와 같은 촬상 장치에서는 입사광량을 조절하는 장치로서 DC IRIS 렌즈(혹은 자동 IRIS 렌즈, 이하 "DC IRIS 렌즈"라 함)가 사용된다. DC IRIS 렌즈는 렌즈를 통해 입사되는 빛에 대하여 조리개를 사용함으로써 이미지 센서로 입사되는 빛의 양을 조절한다. In an imaging device such as a video camera or a camcorder for photographing a moving image, a DC IRIS lens (or an automatic IRIS lens, hereinafter referred to as a "DC IRIS lens") is used as an apparatus for adjusting the amount of incident light. The DC IRIS lens controls the amount of light incident on the image sensor by using an aperture for the light incident through the lens.
도 1은 DC IRIS 렌즈가 장착된 촬상 장치의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 DC IRIS 렌즈에서 조리개에 의한 입사광량 조절방법을 설명하기 위한 개념도이다. 도면에서는 빛이 상방향에서 하방향으로 입사되는 것을 가정하여 설명하기로 한다. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an imaging device equipped with a DC IRIS lens, and FIG. 2 is a conceptual view illustrating a method of adjusting an incident light amount by an aperture in the DC IRIS lens of FIG. 1. In the drawings, it is assumed that light is incident from the upward direction to the downward direction.
촬상 장치(1)에는 상단 렌즈(3)와 하단 렌즈(4)를 지지하는 바디(2)의 하부에 이미지 센서(5)가 설치되어 있어, 상단 렌즈(3) 및 하단 렌즈(4)를 통과한 빛을 수광하여 전기적 신호로 변환한다. 하단 렌즈(4)와 이미지 센서(5) 사이에는 광학 저대역 통과 필터(OLPF: optical low pass filter) 혹은 적외선 차단 필터(IR cut filter)와 같은 필터부(6)가 개재될 수 있다. The
도 1에서는 상단 렌즈(3)와 하단 렌즈(4) 사이에 조리개(7)가 배치되어 있으며, 조리개(7)에 연결된 구동부(8)의 구동에 따라 조리개(7)의 개방 정도가 조절되어 최종적으로 이미지 센서(5)에 입사되는 광량이 조절된다. In FIG. 1, the
도 2를 참조하면, 조리개(7)는 특정 위치에 고정된 제1 셔터 부재(11)와, 제1 셔터 부재(11)에 대하여 상대적으로 전후 이동 가능한 제2 셔터 부재(12)와, 제2 셔터 부재(12)를 전후 이동시키기 위한 구동력을 전달하는 암(arm) 부재(14)와, 암 부재(14)의 일단에 결합되어 구동력을 생성하는 자석 부재(15)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the
구동부(8)는 조리개(7)의 자석 부재(15)와 인접하게 배치되어 자석 부재(15)에 인력/척력을 가하기 위한 자기장을 생성하는 코일 부재(16)와, 코일 부재(16)에 흐르는 전류의 크기 및 방향을 조절하는 구동회로(17)를 포함하며, 예를 들어 서보 모터(servo motor)나 갈바노미터(galvano meter)일 수 있다. The
개구부(13)의 개방 정도는 구동회로(17)의 전류의 크기에 따라 결정되며, 이미지 센서(5)에서 출력되는 데이터의 양으로 판단할 때 적절한 밝기를 기준으로 하여 너무 어두운 경우에는 조리개를 개방하는 방향으로, 너무 밝은 경우에는 조리개를 폐쇄하는 방향으로 암 부재(14)의 위치를 변경시킨다. 즉, 적절한 밝기의 DC 값을 기준값으로 하고 이미지 센서의 밝기 데이터를 DC 값으로 전환한 후 차동증폭기에 입력하면, 전압이 DC 기준값보다 크거나 작을 때 전류의 방향이 바뀌도록 하여 자석 부재(15)에 가해지는 힘의 방향이 바뀌고 자석 부재(15)에 결합된 암 부재(14)의 위치를 바꾸어 조리개의 개방 정도를 변경할 수 있다. The opening degree of the
예를 들면, 구동회로(17)에 의해 코일 부재(16)에 일 방향(도 2의 (a)에서는 시계 방향)으로 전류가 흐르는 경우 코일 부재(16)에 형성되는 자기장이 자석 부재(15)를 밀어내는 척력으로 작용하게 되어, 자석 부재(15)는 코일 부재(16)로부터 멀어지는 이동방향으로 구동력을 생성하게 되고, 자석 부재(15)에 연결된 암 부재(14) 및 암 부재(14)에 연결된 제2 셔터 부재(12) 역시 구동력을 전달받아 동일한 방향으로 이동함으로써 제1 셔터 부재(11)와 제2 셔터 부재(12) 사이의 개구부(13)가 개방(open)된다. For example, when a current flows in one direction (clockwise in FIG. 2A) by the
이와는 반대로, 구동회로(17)에 의해 코일 부재(16)에 타 방향(도 2의 (b)에서는 반시계 방향)으로 전류가 흐르는 경우 이번에는 코일 부재(16)에 형성되는 자기장이 자석 부재(15)를 끌어당기는 인력으로 작용하게 되어, 자석 부재(15)는 코일 부재(16)로 가까워지는 이동방향으로 구동력을 생성하게 되고, 자석 부재(15)에 연결된 암 부재(14) 및 암 부재(14)에 연결된 제2 셔터 부재(12) 역시 구동력을 전달받아 동일한 방향으로 이동함으로써 제1 셔터 부재(11)와 제2 셔터 부재(12) 사이의 개구부(13)가 폐쇄(close)된다. On the contrary, when a current flows to the
이와 같이 조리개의 개방 정도를 조정하는 방법은 조리개의 개방 및 폐쇄 상태가 바뀌게 됨으로써 초점 심도(focus depth)가 바뀌게 된다. 조리개의 구조가 간단한 경우 도 2에 예시된 것과 같이 2엽 조리개가 많이 사용되는데, 이 경우 조리개의 개방 및 폐쇄 상태에 따라 개구부(13)의 모양이 달라지게 된다. 그리고 폐쇄 상태로 진행될 때 개구부(13)의 각진 부분에서 이미지의 열화 현상이 유도되면서 개방 상태일 때보다 이미지가 디포커스(de-focus)되는 현상이 발생하게 되는 문제점이 있다. As described above, in the method of adjusting the opening degree of the aperture, the depth of focus is changed by changing the opening and closing states of the aperture. When the structure of the aperture is simple, as shown in FIG. 2, a two-leafed aperture is used. In this case, the shape of the
입사광량을 조절하는 다른 방법으로는, 이미지 센서에서 제공하는 전자 셔터(electrical shutter) 기능을 사용할 수 있다. 전자 셔터는 비디오 카메라와 같은 촬상 장치의 특성 상 매 프레임마다 기계 셔터를 작동시키기는 어렵기 때문에 사용되는 구성요소로서, 도 3 및 도 4를 참조하여 그 원리를 설명한다. As another method of adjusting the incident light amount, an electronic shutter function provided by the image sensor may be used. The electronic shutter is a component used because it is difficult to operate the mechanical shutter every frame due to the characteristics of an imaging device such as a video camera, and the principle thereof will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3은 이미지 센서 내에 있는 포토 다이오드를 이용한 전자 셔터 구조를 나타내는 회로도이고, 도 4는 전자 셔터의 신호 다이어그램이다. 3 is a circuit diagram showing an electronic shutter structure using a photodiode in the image sensor, and FIG. 4 is a signal diagram of the electronic shutter.
포토 다이오드(Photo Diode)의 디스차지(discharge) 기능을 이용하여 포토 다이오드에 생성되는 전하량을 특정 시간 동안(예를 들면, 셔터 스피드에 상응하는 시간 동안)만 저장하고 이미지 데이터로 출력되도록 한다. 출력되기 전에는 셔터 스피드에 상응하는 시간 동안 디스차지를 금지하며, 그 시간 동안 포토 다이오드에 축적된 전하량이 곧 포토 다이오드(혹은 이미지 센서)의 프레임별 입사 광량이 되도록 한다. The discharge function of the photo diode is used to store the amount of charge generated in the photo diode only for a specific time (for example, for a time corresponding to the shutter speed) and output as image data. Before output, discharge is prohibited for a time corresponding to the shutter speed, and the amount of charge accumulated in the photodiode during that time is the amount of incident light per frame of the photodiode (or image sensor).
도 4를 참조하면, 각 프레임별로 셔터 스피드에 상응하는 시간, 즉 전자 셔터 시간은 리셋 펄스 이후 리드아웃 펄스가 입력되기 이전까지이며, 리드아웃 펄스가 입력되면 전자 셔터 시간 동안 포토 다이오드에 축적된 전하가 픽셀 데이터로 출력된다. 즉, 리셋 펄스의 타이밍을 조절하여 각 프레임별로 포토 다이오드의 축적시간을 조절함으로써 포토 다이오드에 축적되는 전하량을 조절하여 결과적으로 입사광량이 조절된 것과 같은 효과를 가질 수 있다. Referring to FIG. 4, the time corresponding to the shutter speed for each frame, that is, the electronic shutter time is until the readout pulse is input after the reset pulse, and the charge accumulated in the photodiode during the electronic shutter time when the readout pulse is input. Is output as pixel data. That is, by adjusting the timing of the reset pulse to adjust the accumulation time of the photodiode for each frame, the amount of charge accumulated in the photodiode is adjusted, and as a result, the incident light amount may be controlled.
이와 같이 전자 셔터를 이용하여 촬상 장치의 입사광량을 조절하는 경우에는 형광등 환경하에서 다음과 같은 문제점이 발생될 수 있다. As described above, when the incident light amount of the imaging device is adjusted using the electronic shutter, the following problems may occur under a fluorescent lamp environment.
기본적으로 형광등은 전원의 주파수와 같은 주파수를 가지기 때문에 플리커(flicker) 현상이 있으며, 그 결과 빛의 밝기와 광원의 색온도(color temperature)가 전원 주파수에 동기되어 바뀌는데, 주파수가 높기 때문에 사람의 눈은 이런 현상을 잘 감지하지 못한다. 하지만, 비디오 카메라의 경우 프레임 레이트가 전원의 주파수와 정확히 동기화되지는 않는다. 이는 비디오 카메라의 경우 NTSC 표준 프레임 레이트가 59.94Hz(PAL인 경우에는 50Hz)인데, 이는 비디오 카메라 자체의 발진회로에서 분주된 고유한 위상을 가지는 주파수로서 전원 주파수와는 전혀 무관하며, 전원의 주파수도 송전 경로에 따라서 60Hz(NTSC 지역) 혹은 50Hz(PAL 지역)에서 수 Hz 범위의 오차가 발생하기 때문이다. Fluorescent lamps basically have the same frequency as the power supply frequency, which causes flicker. As a result, the brightness of the light and the color temperature of the light source change in synchronization with the power supply frequency. This is not well detected. However, for video cameras, the frame rate is not exactly synchronized with the frequency of the power supply. For video cameras, the NTSC standard frame rate is 59.94 Hz (50 Hz for PAL), which is a frequency that has its own phase divided by the oscillator circuit of the video camera itself. This is because errors in the range of several Hz occur at 60 Hz (NTSC region) or 50 Hz (PAL region) depending on the transmission path.
이 경우 전자 셔터는 매 프레임 시간마다 일정 부분만을 입사광으로 사용하기 때문에 형광등의 플리커 현상으로 나타나는 밝기의 변화와 색온도의 변화가 전원 주파수와 비디오 카메라의 프레임 주파수의 조화 주파수(harmonic frequency)로 진동하는 현상이 발생하게 되고, 촬영된 영상 내에서 빛이 밝아졌다 어두워졌다 하는 브리딩(breathing) 현상과 광원의 색상이 변하는 컬러 롤링(color rolling) 현상이 발생하게 되는 문제점이 있다. 이러한 현상은 이미지가 밝아서 셔터 스피드 값이 작은 값을 사용할 경우 더욱 심하게 나타나게 되는 문제가 있다. 셔터 스피드가 형광등의 플리커 주파수보다 커지면 광원의 밝기와 색온도의 변화가 누적되면서 밝기의 변화나 색온도가 변하는 문제가 완화된다. In this case, since the electronic shutter uses only a portion of the incident light every frame time, a change in brightness and color temperature caused by flicker of a fluorescent lamp vibrates at the harmonic frequency of the power frequency and the frame frequency of the video camera. This occurs, and there is a problem in that a phenomenon in which a light is brightened and darkened in the captured image, and a color rolling phenomenon in which the color of the light source changes is generated. This phenomenon has a problem in that the image is brighter and becomes more severe when a smaller shutter speed value is used. If the shutter speed is greater than the flicker frequency of the fluorescent lamp, the change of the brightness and the color temperature of the light source accumulates and the problem of the change of the brightness or the color temperature is alleviated.
입사광량을 조절하는 또 다른 방법으로, 한국공개특허 제2010-0010669호에는 피사체로부터 빛을 입사받는 렌즈 중 2개의 렌즈에 편광 패턴이 형성되어 있어, 렌즈의 회전에 따라 렌즈 개구를 개폐시키는 기술내용이 개시되어 있으며, 한국등록특허 제1024269호에는 광학계 내의 렌즈들 사이에 편광판 2개가 정렬되어 있으며, 편광판 하나를 회전시켜 조리개의 개구 크기를 변경하지 않고서도 광학계에 입사되는 광량을 조절하는 기술이 개시되어 있다. 이 경우 기본적으로 빛이 편광 패턴이 형성된 렌즈 혹은 편광판을 통과해야 하기 때문에 일정부분 빛의 투과 효율이 줄어드는 문제점이 있다. As another method of controlling the amount of incident light, Korean Patent Publication No. 2010-0010669 discloses a polarization pattern formed on two lenses among lenses that receive light from a subject, thereby opening and closing the lens opening as the lens rotates. Korean Patent No. 104269 discloses a technique in which two polarizers are aligned between lenses in an optical system, and a technique of adjusting the amount of light incident on the optical system without changing the aperture size of the aperture by rotating one polarizer is disclosed. It is. In this case, since light must pass through a lens or a polarizing plate on which a polarization pattern is basically formed, there is a problem in that a portion of light transmission efficiency is reduced.
높은 광량의 환경에서는 입력 영상의 다이나믹 레인지(dynamic range)가 이미지 센서의 다이나믹 레인지보다 크기 때문에 투과 효율이 줄어드는 것이 영상의 표현 상 큰 문제를 야기하지는 않지만, 낮은 광량의 환경에서는 큰 문제를 야기하게 되며, 이미지 센서의 저조도 특성을 나쁘게 하는 문제점이 있다.
In the high light environment, the reduction of the transmission efficiency does not cause a big problem in the expression of the image because the dynamic range of the input image is larger than the dynamic range of the image sensor. There is a problem in that the low light characteristics of the image sensor are deteriorated.
본 발명은 편광판의 투과율 조절을 통해 입사광량을 조절하면서도 특정 저조도 상황 하에서는 편광판을 입사광경로에서 제거하여 편광판으로 인한 투과율 저하를 방지하여 저조도 특성을 향상시키는 입사광량 조절 장치 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention is to provide an incident light amount control device and a control method for improving the low light characteristics by adjusting the amount of incident light through the control of the transmittance of the polarizing plate while preventing the lowering of transmittance due to the polarizing plate by removing the polarizing plate from the incident light path under a specific low light situation will be.
또한, 본 발명은 편광판을 이용하여 조리개의 개구부 형상이 변화하지 않도록 하여 포커스의 변화나 렌즈 심도가 불필요하게 변하는 것을 방지하며, 이미지 센서의 축적시간을 고정하여 브리딩 현상이나 컬러 롤링 현상이 발생하지 않도록 하는 입사광량 조절 장치 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다. In addition, the present invention by using a polarizing plate to prevent the aperture shape of the aperture does not change to prevent the change of focus or the lens depth unnecessarily, and to fix the accumulation time of the image sensor so as not to cause a bleeding phenomenon or color rolling phenomenon It is to provide an incident light amount adjusting device and a control method thereof.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
Other objects of the present invention will become readily apparent from the following description.
본 발명의 일 측면에 따르면, 촬상 장치에 설치되어 이미지 센서로 입사되는 광량을 조절하는 장치로서, 투과율 제어 신호에 따라 복수의 편광판 중 적어도 하나가 광축을 중심으로 회전하는 편광판부, 상기 촬상 장치의 주변 밝기를 측정하는 조도 측정부, 상기 주변 밝기와 기준 밝기를 비교한 결과에 따라 상기 복수의 편광판의 상대적 회전 각도를 제어하는 상기 투과율 제어 신호 혹은 상기 편광판부를 이동시키는 구동 신호를 출력하는 투과율 제어부, 및 상기 구동 신호에 따라 상기 편광판부를 제1 위치 및 제2 위치 중 하나로 이동시키는 기판 구동부를 포함하되, 상기 제1 위치는 입사광경로 상의 위치이고, 상기 제2 위치는 입사광경로에서 벗어난 임의의 위치인 것을 특징으로 하는 입사광량 조절 장치가 제공된다. According to an aspect of the present invention, a device installed in an image pickup device to adjust an amount of light incident on an image sensor, wherein at least one of the plurality of polarizers rotates around an optical axis according to a transmittance control signal, An illuminance measuring unit measuring an ambient brightness, a transmittance control unit outputting a transmittance control signal controlling a relative rotation angle of the plurality of polarizing plates or a driving signal for moving the polarizing plate unit according to a result of comparing the ambient brightness with a reference brightness; And a substrate driver for moving the polarizer to one of a first position and a second position according to the driving signal, wherein the first position is a position on the incident light path, and the second position is an arbitrary position deviated from the incident light path. An incident light amount adjusting device is provided.
상기 구동 신호는 상기 주변 밝기가 상기 기준 밝기 이하인 경우 상기 편광판부가 상기 제2 위치에 위치하고, 상기 주변 밝기가 상기 기준 밝기보다 높은 경우 상기 편광판부가 상기 제1 위치에 위치하도록 상기 기판 구동부를 동작시킬 수 있다.The driving signal may operate the substrate driver such that the polarizer is located at the second position when the ambient brightness is less than or equal to the reference brightness, and the polarizer is located at the first position when the ambient brightness is higher than the reference brightness. have.
상기 복수의 편광판은 독립적으로 이동 가능하며, 상기 기판 구동부는 상기 구동 신호에 따라 상기 복수의 편광판 중 적어도 하나를 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치 중 하나로 이동시킬 수 있다.The plurality of polarizers may be independently moved, and the substrate driver may move at least one of the plurality of polarizers to one of the first position and the second position according to the driving signal.
상기 기준 밝기는 제1 기준 밝기 및 상기 제1 기준 밝기보다 어두운 제2 기준 밝기로 구분되며, 상기 구동 신호는 상기 주변 밝기가 상기 제1 기준 밝기보다 높은 경우 상기 복수의 편광판 모두가 상기 제1 위치에 위치하고, 상기 주변 밝기가 상기 제2 기준 밝기 이하인 경우 상기 복수의 편광판 모두가 상기 제2 위치에 위치하며, 상기 주변 밝기가 상기 제1 기준 밝기와 상기 제2 기준 밝기 사이에 있는 경우 상기 복수의 편광판 중 하나만이 상기 제1 위치에 위치하도록 상기 기판 구동부를 동작시킬 수 있다.The reference brightness is divided into a first reference brightness and a second reference brightness that is darker than the first reference brightness, and the driving signal is all of the plurality of polarizers when the ambient brightness is higher than the first reference brightness. Wherein the plurality of polarizers are all located at the second position when the ambient brightness is less than or equal to the second reference brightness and wherein the plurality of polarizers are between the first reference brightness and the second reference brightness. The substrate driver may be operated such that only one of the polarizers is positioned at the first position.
상기 주변 밝기가 상기 기준 밝기보다 높은 경우, 상기 투과율 제어부는 상기 주변 밝기와 필요로 하는 밝기의 차이를 산출하고, 그 결과에 따라 상기 상대적 회전 각도를 조절할 수 있다.When the ambient brightness is higher than the reference brightness, the transmittance controller may calculate a difference between the ambient brightness and the required brightness, and adjust the relative rotation angle according to the result.
상기 복수의 편광판 중 하나 이상의 표면에 부착되어 상기 입사광 중 적외선광을 차단하는 적외선 차단 필터를 더 포함할 수 있다.The display device may further include an infrared cut filter attached to one or more surfaces of the plurality of polarizing plates to block infrared light of the incident light.
한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, 촬상 장치에 설치되어 편광판부의 투과율을 조절하여 이미지 센서로 입사되는 광량을 조절하는 입사광량 조절 장치의 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체가 제공된다.On the other hand, according to another aspect of the present invention, there is provided a control method of the incident light amount adjusting device installed in the image pickup device to adjust the amount of light incident to the image sensor by adjusting the transmittance of the polarizing plate portion and a recording medium in which a program for performing the same is recorded. .
일 실시예에 따른 입사광량 조절 장치의 제어 방법은, 상기 촬상 장치의 주변 밝기를 측정하는 단계, 상기 주변 밝기가 미리 지정된 기준 밝기 이하인지를 판단하는 단계, 및 상기 판단 결과에 따라 상기 편광판부를 제1 위치 및 제2 위치 중 하나로 이동시키는 단계를 포함하되, 상기 제1 위치는 입사광경로 상의 위치이고, 상기 제2 위치는 입사광경로에서 벗어난 임의의 위치일 수 있다. According to an exemplary embodiment, a method of controlling an incident light amount adjusting device may include measuring ambient brightness of the imaging device, determining whether the ambient brightness is equal to or less than a predetermined reference brightness, and removing the polarizer according to the determination result. And moving to one of a first position and a second position, wherein the first position is a position on the incident light path, and the second position may be any position deviating from the incident light path.
상기 주변 밝기가 상기 기준 밝기 이하인 경우 상기 편광판부를 이동시키는 단계는, 상기 편광판부의 위치를 파악하는 단계, 상기 편광판부가 입사광경로 상에 위치하는 경우에 한해 상기 편광판부를 입사광경로에서 벗어나도록 이동시키는 구동 신호를 기판 구동부로 출력하는 단계를 포함할 수 있다.When the ambient brightness is less than or equal to the reference brightness, the moving of the polarizing plate part may include determining a position of the polarizing plate part and driving signals for moving the polarizing plate part away from the incident light path only when the polarizing plate part is positioned on the incident light path. It may include the step of outputting to the substrate driver.
상기 주변 밝기가 상기 기준 밝기보다 높은 경우 상기 편광판부를 이동시키는 단계는, 상기 편광판부의 위치를 파악하는 단계, 상기 편광판부가 입사광경로에서 벗어나서 위치하는 경우에 한해 상기 편광판부를 입사광경로 상에 위치하도록 이동시키는 구동 신호를 기판 구동부로 출력하는 단계를 포함할 수 있다.When the ambient brightness is higher than the reference brightness, the moving of the polarizing plate part may include: determining the position of the polarizing plate part and moving the polarizing plate part to be positioned on the incident light path only when the polarizing plate part is located out of the incident light path. The method may include outputting a driving signal to the substrate driver.
상기 편광판부는 독립적으로 이동 가능한 복수의 편광판을 포함하되, 상기 편광판부를 이동시키는 단계는 상기 복수의 편광판 중 적어도 하나를 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치 중 하나로 이동시키는 구동 신호를 기판 구동부로 출력할 수 있다.The polarizer may include a plurality of independently movable polarizers, and the moving of the polarizer may include outputting a driving signal to the substrate driver to move at least one of the plurality of polarizers to one of the first and second positions. Can be.
상기 기준 밝기는 제1 기준 밝기 및 상기 제1 기준 밝기보다 어두운 제2 기준 밝기로 구분되며, 상기 편광판부를 이동시키는 단계는, 상기 주변 밝기가 상기 제1 기준 밝기보다 높은 경우 상기 복수의 편광판 모두가 상기 제1 위치에 위치하고, 상기 주변 밝기가 상기 제2 기준 밝기 이하인 경우 상기 복수의 편광판 모두가 상기 제2 위치에 위치하며, 상기 주변 밝기가 상기 제1 기준 밝기와 상기 제2 기준 밝기 사이에 있는 경우 상기 복수의 편광판 중 하나만이 상기 제1 위치에 위치하도록 상기 편광판부를 이동시킬 수 있다.The reference brightness is divided into a first reference brightness and a second reference brightness that is darker than the first reference brightness, and the moving of the polarizing plate may include all of the plurality of polarizing plates when the ambient brightness is higher than the first reference brightness. The polarizer is located at the first position, and when the ambient brightness is less than the second reference brightness, all of the plurality of polarizers are located at the second location, and the ambient brightness is between the first reference brightness and the second reference brightness. In this case, only one of the plurality of polarizers may move the polarizer to be positioned at the first position.
상기 주변 밝기가 상기 기준 밝기보다 높은 경우, 상기 주변 밝기와 필요로 하는 밝기의 차이를 산출하는 단계, 및 상기 산출 결과에 따라 상기 편광판부의 상대적 회전 각도를 조절하는 투과율 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.If the ambient brightness is higher than the reference brightness, calculating a difference between the ambient brightness and the required brightness, and outputting a transmittance control signal for adjusting a relative rotation angle of the polarizer according to the calculation result. It may include.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
Other aspects, features, and advantages will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.
본 발명의 실시예에 따르면, 편광판의 투과율 조절을 통해 입사광량을 조절하면서도 특정 저조도 상황 하에서는 편광판을 입사광경로에서 제거하여 편광판으로 인한 투과율 저하를 방지하여 저조도 특성을 향상시킬 수 있다. According to the exemplary embodiment of the present invention, the light intensity may be improved by controlling the transmittance of the polarizing plate while removing the polarizing plate from the incident light path under specific low light conditions to prevent a decrease in transmittance due to the polarizing plate.
조리개를 열거나 닫지 않기 때문에 개구부의 형상 변화로 인해 발생하는 렌즈의 초점이나 심도가 불필요하게 변화하는 것을 방지하고, 이미지 센서의 축적시간을 고정할 수 있어 촬영 영상 내에서 빛이 밝아졌다 어두워졌다 하는 브리딩 현상이나 형광등의 광원에 따라 색이 변하는 컬러 롤링 현상이 없는 효과가 있다.
By not opening or closing the iris, it is possible to prevent the lens from being unnecessarily changed due to the shape change of the opening and to unnecessarily change the accumulation time of the image sensor so that the light becomes bright and dark in the captured image. There is no color rolling phenomenon in which the color changes depending on a light source such as a breeding phenomenon or a fluorescent lamp.
도 1은 DC IRIS 렌즈가 장착된 촬상 장치의 구성을 나타낸 단면도,
도 2는 도 1의 DC IRIS 렌즈에서 조리개에 의한 입사광량 조절방법을 설명하기 위한 개념도,
도 3은 이미지 센서 내에 있는 포토 다이오드를 이용한 전자 셔터 구조를 나타내는 회로도,
도 4는 전자 셔터의 신호 다이어그램,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입사광량 조절 장치의 구성 블록도,
도 6은 편광판부의 투과율 제어 원리를 설명하기 위한 개념도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입사광량 조절 장치를 포함하는 촬상 장치에서의 입사광량 조절 방법을 설명하기 위한 단면도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입사광량 조절 장치를 포함하는 촬상 장치의 구성을 나타내는 단면도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 입사광량 조절 장치의 제어 방법의 순서도,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입사광량 조절 장치의 제어 방법의 순서도.1 is a cross-sectional view showing the configuration of an imaging device equipped with a DC IRIS lens;
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a method of adjusting an incident light amount by an aperture in the DC IRIS lens of FIG. 1;
3 is a circuit diagram showing an electronic shutter structure using a photodiode in the image sensor;
4 is a signal diagram of an electronic shutter,
5 is a block diagram illustrating an apparatus for adjusting incident light amount according to an embodiment of the present invention;
6 is a conceptual diagram for explaining a principle of controlling transmittance of a polarizing plate part;
7 is a cross-sectional view for describing a method for adjusting an incident light amount in an imaging device including an incident light amount adjusting device according to an embodiment of the present invention;
8 is a cross-sectional view showing a configuration of an imaging device including an incident light amount adjusting device according to an embodiment of the present invention;
9 is a flow chart of a control method of the incident light amount control apparatus according to an embodiment of the present invention,
10 is a flow chart of a control method of the incident light amount control apparatus according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof. In the present specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" between other components in between. do.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입사광량 조절 장치의 구성 블록도이고, 도 6은 편광판부의 투과율 제어 원리를 설명하기 위한 개념도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입사광량 조절 장치를 포함하는 촬상 장치에서의 입사광량 조절 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 5 is a block diagram illustrating a configuration of an incident light amount adjusting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a conceptual diagram for describing a principle of controlling transmittance of a polarizing plate unit, and FIG. 7 is an incident light amount adjusting according to an embodiment of the present invention. It is sectional drawing for demonstrating the method of adjusting the incident light quantity in the imaging device including a device.
본 발명의 일 실시예에 따른 입사광량 조절 장치(100)는 예를 들어 비디오 카메라, 캠코더 등과 같이 이미지 센서가 구비되어 동영상 또는 정지영상을 촬영하는 촬상 장치에 적용될 수 있다. The incident light
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입사광량 조절 장치(100)는 편광판부(110), 투과율 제어부(120), 조도 측정부(130) 및 기판 구동부(140)를 포함한다. Referring to FIG. 5, the incident light
편광판부(110)는 기본적으로 빛이 촬상 장치의 이미지 센서로 입사되는 광경로, 즉 입사광경로 중에 배치된다. 편광판부(110)는 복수의 편광판으로 이루어지며, 투과율 제어부(120)로부터의 투과율 제어 신호에 따라 복수의 편광판의 교차위상을 조절하여 편광판부(110)를 통과하는 빛의 투과율을 변화시킨다. The
복수의 편광판의 교차위상 조절에 대하여 도 6을 참조하여 설명하기로 한다. 일 실시예에 따르면, 편광판부(110)는 제1 편광판(111) 및 광축을 중심으로 제1 편광판(111)에 대하여 상대적으로 회전하는 제2 편광판(112)을 포함할 수 있다. The cross-phase control of the plurality of polarizers will be described with reference to FIG. 6. According to an exemplary embodiment, the
제1 편광판(111)과 제2 편광판(112)은 서로 동일한 편광방향을 가지는 경우 제1 편광판(111)을 투과한 빛이 제2 편광판(112)을 100% 투과하게 된다(도 6의 (a) 참조). 하지만, 제2 편광판(112)이 90도만큼 회전하여 서로 수직인 편광방향을 가지는 경우 제1 편광판(111)을 투과한 빛이 제2 편광판(112)을 투과하지 못하게 된다(도 6의 (b) 참조). When the first
따라서, 제2 편광판(112)의 회전 각도에 따라 제1 편광판(111)을 투과한 빛이 제2 편광판(112)을 투과하게 되는 비율이 변화하며, 이 비율이 바로 편광판부(110)를 통과하는 빛의 투과율을 결정하게 된다. Therefore, the rate at which light transmitted through the first
도 6에서는 제2 편광판(112)만이 회전하는 것을 가정하여 설명하였지만, 실시예에 따라 제1 편광판(111)만이 회전하거나 제1 편광판(111) 및 제2 편광판(112)이 모두 회전할 수도 있을 것이다. 6 illustrates that only the second
투과율 제어부(120)는 편광판부(110)에 포함되는 복수의 편광판의 교차위상, 즉 상대적 회전 각도를 변화시켜 편광판부(110)의 투과율을 제어한다. 복수의 편광판의 상대적 회전 각도와 투과율의 상관관계에 대해서는, 예를 들어 그래프, 수식, 룩업테이블 등의 형태로 정의되어 있을 수 있다. The
투과율 제어부(120)는 이미지 센서에 충분한 빛이 입사될 수 있도록 하는 편광판부(110)의 투과율을 결정하고, 해당 투과율이 되도록 하는 복수의 편광판의 상대적 회전 각도를 미리 정의된 그래프나 수식 등을 이용하여 산출하거나 룩업테이블로부터 검색하고 편광판부(110)에 투과율 제어 신호를 전송하여 편광판 회전이 이루어지도록 한다. The
조도 측정부(130)는 입사광량 조절 장치(100)가 장착된 촬상 장치의 주변 조도를 측정한다. 예를 들면, 이미지 센서에서 출력되는 이미지 데이터를 해석한 결과로부터 밝기 정보를 획득하거나 촬상 장치에 별도로 구비된 조도 센서에서 센싱된 신호로부터 밝기 정보를 획득할 수 있다. The
이미지 데이터가 YCbCr 포맷이거나 YUV 포맷을 가지고 있는 경우에는 각 픽셀의 밝기를 나타내는 Y값의 산술평균 등을 이용하여 밝기 정보를 계산할 수 있으며, 이미지 데이터가 RGB 포맷을 가지고 있는 경우에는 YCbCr 포맷이나 YUV 포맷으로 변환하는 포맷 변환 과정을 거침으로써 Y값을 구하고 이로부터 밝기 정보를 계산할 수 있다. 포맷 변환은 당업자에게 자명한 바 상세한 설명은 생략하기로 한다. If the image data is in YCbCr format or YUV format, the brightness information can be calculated using the arithmetic mean of the Y value representing the brightness of each pixel.If the image data has RGB format, YCbCr format or YUV format can be used. Through the format conversion process of converting to, Y value can be obtained and brightness information can be calculated therefrom. Format conversion will be apparent to those skilled in the art, and a detailed description thereof will be omitted.
투과율 제어부(120)는 조도 측정부(130)에서 획득한 밝기 정보에 기초하여 현재 밝기가 필요로 하는 밝기인지를 판단하고, 필요로 하는 밝기가 아닌 경우 해당 밝기가 될 수 있도록 투과율을 결정할 수 있다. The
또한, 투과율 제어부(120)는 조도 측정부(130)에서 획득한 주변 밝기 정보에 기초하여 촬상 장치가 미리 지정된 저조도 상황에 놓여졌거나 이로부터 벗어난 것으로 판단될 때, 즉 미리 지정된 기준 밝기보다 밝은 상태에서 어두운 상태로 변했거나 미리 지정된 기준 밝기보다 어두운 상태에서 밝은 상태로 변했을 때 기판 구동부(140)로 구동 신호를 출력한다. In addition, the
기판 구동부(140)는 투과율 제어부(120)에서 출력되는 구동 신호에 따라 편광판부(110)를 제1 위치에서 제2 위치로 혹은 제2 위치에서 제1 위치로 이동시킨다. 기판 구동부(140)는 예를 들어 서보 모터나 갈바노 미터와 같이 구동 신호에 따라 일방향 또는 타방향으로 소정 각도만큼 회전하거나 리니어 모터와 같이 구동 신호에 따라 일방향 또는 타방향으로 소정 길이만큼 이동하는 구동 장치일 수 있다. The
여기서, 제1 위치는 입사광이 편광판부(110)를 통과할 수 있도록 하는 입사광경로 상의 임의의 위치이며, 제2 위치는 입사광이 편광판부(110)를 통과하지 않고서 이미지 센서로 입사될 수 있도록 하는 입사광경로에서 벗어난 임의의 위치를 나타내며, 편광판부(110)의 이동은 예를 들어 회동이나 전후진 이동과 같이 촬상 장치의 설계구조 등에 따라 다양할 수 있다. 즉, 기판 구동부(140)는 조도 측정부(130)에서의 구동 신호에 따라 편광판부(110)를 입사광경로 상에 위치시키거나 입사광경로 상에서 제거할 수 있다. Here, the first position is an arbitrary position on the incident light path to allow the incident light to pass through the
편광판부(110)가 입사광경로 상에 있는 경우 편광판부(110)의 투과율이 높은 상태로 유지된다고 해도 복수의 편광판을 거치면서 어느 정도 투과효율 저하가 발생하게 된다. When the
만약 높은 광량 환경 하에서는 입력 이미지의 다이나믹 레인지가 이미지 센서의 다이나믹 레인지보다 크기 때문에 이미지 센서에서 출력되는 이미지의 표현에 있어서 큰 문제가 야기되지는 않는다. 하지만, 낮은 광량 하에서는 편광판부(110)의 존재로 인한 투과율의 저하로 인해 저조도 특성이 나빠지게 된다. Under high light conditions, the dynamic range of the input image is larger than the dynamic range of the image sensor, which does not cause a big problem in the representation of the image output from the image sensor. However, under low light amount, low light characteristics are deteriorated due to a decrease in transmittance due to the presence of the
따라서, 본 실시예에 따른 입사광량 조절 장치(100)는 기본적으로 편광판부(110)를 입사광경로 상에 위치시켜 연속적인 입사광량 조절이 가능하도록 하지만, 미리 지정된 기준 밝기 이하 경우에는 편광판부(110)를 입사광경로에서 제거하여 편광판부(110)로 인한 투과율 저하를 없앰으로써 저조도 특성을 향상시킬 수 있다. Therefore, the incident light
도 7을 참조하면, 기판 구동부(140)에서의 동작에 따라 편광판부(110)가 입사광경로에 위치하는 경우(도 7의 (a) 참조)와 편광판부(110)가 입사광경로에서 제거된 경우(도 7의 (b) 참조)가 예시되어 있다. 도 7에서는 입사광량 조절 장치(100)의 편광판부(110)가 하단 렌즈(4)와 이미지 센서(5) 사이에 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 실시예에 불과하며, 실시예에 따라 도 8에 도시된 것과 같이 상단 렌즈(3)와 하단 렌즈(4) 사이 혹은 상단 렌즈(3) 상부와 같이 이미지 센서(5)로 빛이 입사되는 경로 상이라면 어디라도 배치될 수 있을 것이다. Referring to FIG. 7, the
본 실시예에 따른 입사광량 조절 장치(100)의 편광판부(110)에는 적외선 차단 필터가 포함될 수 있다. 이러한 적외선 차단 필터는 복수의 편광판 중 하나 이상의 표면에 부착될 수 있다. The
적외선 차단 필터는 입사광 중 적외선광을 차단하는 필터로서, 저조도 시에 적외선 조명을 이용한 촬영을 수행할 때 적외선광의 투과율이 저하되지 않도록 입사광경로에서 제거될 필요가 있는 바, 편광판부(110)에 포함되는 경우 기판 구동부(140)의 구동에 따라 그 위치가 변경됨으로써 저조도 상황에서는 입사광경로에서 제거되어 적외선광의 투과율 저하를 방지할 수 있다. The infrared cut-off filter is a filter that blocks infrared light among incident light, and it is necessary to be removed from the incident light path so that the transmittance of infrared light does not decrease when photographing using infrared light at low illumination, which is included in the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입사광량 조절 장치를 포함하는 촬상 장치의 구성을 나타내는 단면도이다. 8 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an imaging apparatus including an incident light amount adjusting device according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 입사광량 조절 장치(100)는 빛이 이미지 센서(5)로 입사되기 이전의 광경로, 즉 입사광경로 상에 배치되어 이미지 센서(5)로 입사되는 광량을 조절하게 된다. 이를 위해 입사광량 조절 장치(100)의 편광판부(110)는 하단 렌즈(4)와 이미지 센서(5) 사이(도 8의 (a) 참조), 상단 렌즈(3)와 하단 렌즈(4) 사이(도 8의 (b) 참조), 상단 렌즈(3)의 상부(도 8의 (c) 참조) 중 어느 한 곳에 위치할 수 있다. The incident light
이 외에도 입사광량 조절 장치(100)의 편광판부(110)는 이미지 센서(5)로 입사되는 빛이 지나가는 경로 상의 임의의 위치에 배치되어 이미지 센서(5)로 빛이 입사되기 이전에 광량을 조절할 수 있을 것이다. In addition, the
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 입사광량 조절 장치의 제어 방법의 순서도이다. 이하에서 설명되는 각각의 단계는 본 발명의 일 실시예에 따른 입사광량 조절 장치(100)의 각 내부 구성요소에 의해 수행될 수 있다. 9 is a flowchart illustrating a control method of an incident light amount adjusting apparatus according to an embodiment of the present invention. Each step described below may be performed by each internal component of the incident light
단계 S210에서는 입사광량 조절 장치(100)는 주변 조도를 측정한다. 주변 조도의 측정은 이미지 센서에서 출력된 이미지 데이터를 해석한 결과 혹은 촬상 장치에 구비된 조도 센서의 센싱 신호로부터 밝기 정보를 획득함으로써 이루어질 수 있다. In operation S210, the incident light
단계 S220에서는 측정된 주변 조도가 미리 지정된 기준 밝기 이하인지를 판단한다. 특정 저조도 하에서는 편광판부의 존재 자체가 출력 이미지의 특성을 저하시키는 바, 이러한 현상을 방지하기 위함이다. In operation S220, it is determined whether the measured ambient illuminance is equal to or less than a predetermined reference brightness. Under certain low light, the presence of the polarizing plate itself lowers the characteristics of the output image, in order to prevent this phenomenon.
주변 조도가 기준 밝기보다 낮거나 같은 경우 단계 S230으로 진행하여, 편광판부의 위치를 파악한다. 편광판부의 위치가 L1 위치, 즉 입사광경로 상에 위치하는 경우에는 단계 S240로 진행하여 기판 구동부에서 구동 신호를 생성하여 편광판부를 입사광경로 상에서 제거한다. 편광판부의 위치가 L2 위치, 즉 입사광경로 외에 위치하는 경우에는 이미 편광판부가 입사광경로 상에서 제거된 상태이므로, 단계 S250로 진행하여 편광판부의 위치를 유지한다. If the ambient illuminance is lower than or equal to the reference brightness, the flow proceeds to step S230 to determine the position of the polarizer. If the position of the polarizing plate portion is located on the L1 position, that is, the incident light path, the process proceeds to step S240 to generate a driving signal in the substrate driver to remove the polarizing plate portion on the incident light path. If the position of the polarizing plate portion is located outside the L2 position, that is, the incident light path, the polarizing plate part is already removed on the incident light path, and the flow proceeds to step S250 to maintain the position of the polarizing plate part.
주변 조도가 기준 밝기보다 높은 경우, 즉 저조도 상황이 아닌 경우 단계 S260으로 진행하여, 편광판부의 위치를 파악한다. If the ambient illuminance is higher than the reference brightness, i.e., not in a low illuminance situation, the flow advances to step S260 to determine the position of the polarizing plate portion.
편광판부의 위치가 L2 위치, 즉 입사광경로에서 벗어나 위치하는 경우에는 단계 S270에서 편광판부가 L1 위치, 즉 입사광경로 상에 원위치하도록 기판 구동부에서 구동 신호를 생성하여 편광판부를 이동시킨 후 단계 S280으로 진행한다. 편광판부의 위치가 L1 위치, 즉 입사광경로 상에 위치하는 경우에는 단계 S270을 건너뛰고 바로 단계 S280으로 진행한다. If the position of the polarizing plate portion is located out of the L2 position, that is, the incident light path, the substrate driver generates a driving signal to move the polarizing plate portion so that the polarizing plate portion is positioned on the L1 position, that is, the incident light path, in step S270, and then proceeds to step S280. When the position of the polarizing plate portion is located at the L1 position, that is, the incident light path, the step S270 is skipped and the flow proceeds directly to the step S280.
단계 S280에서 측정된 주변 조도가 필요로 하는 밝기인지를 판단하고, 필요로 하는 밝기가 아닌 경우에 해당 밝기를 얻기 위한 편광판부의 투과율을 결정한다. 편광판부의 투과율과 밝기의 상관 관계는 실험을 통해 통계적으로 결정되어 있을 수 있을 것이다. It is determined whether the ambient illuminance measured in step S280 is the required brightness, and when the brightness is not required, the transmittance of the polarizing plate part for obtaining the corresponding brightness is determined. Correlation between transmittance and brightness of the polarizer may be statistically determined through experiments.
단계 S290에서는 결정된 편광판부의 투과율을 얻기 위한 편광판부의 교차위상, 즉 복수의 편광판의 상대적 회전 각도를 산출하고, 복수의 편광판 중 적어도 하나를 회전시키기 위한 투과율 제어 신호를 편광판부로 출력하여 입사광량이 조절되도록 한다. 편광판부의 투과율과 인가 전압의 상관 관계는 그래프 형태로 결정되어 있거나 수학식, 룩업테이블 등의 형태로 미리 결정되어 있을 수 있다. In operation S290, the cross phase of the polarizing plate portion, that is, the relative rotation angle of the plurality of polarizing plates, is calculated to obtain the determined transmittance of the polarizing plate portion, and the transmittance control signal for rotating at least one of the plurality of polarizing plates is output to the polarizing plate so that the incident light amount is adjusted. do. The correlation between the transmittance and the applied voltage of the polarizer may be determined in the form of a graph or in the form of an equation, a lookup table, or the like.
상술한 입사광량 조절 장치의 제어 방법은 입사광량 조절 장치(100)에 내장된 소프트웨어 프로그램 등에 의해 시계열적 순서에 따른 자동화된 절차로 수행될 수도 있음은 자명하다. 상기 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 상기 방법을 구현한다. 상기 정보저장매체는 자기 기록매체, 광 기록매체 및 캐리어 웨이브 매체를 포함한다.
It is apparent that the above-described method for controlling the incident light amount adjusting device may be performed by an automated procedure according to a time series sequence by a software program or the like embedded in the incident light
이상에서는 편광판부가 입사광경로 상에 위치하거나 입사광경로로부터 제거되는 경우 복수의 편광판이 함께 이동하는 것을 중심으로 설명하였다. In the above description, the polarizing plate is positioned on the incident light path or when the polarizing plate is removed from the incident light path.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 편광판부를 구성하는 복수의 편광판은 각각 독립적으로 이동할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the plurality of polarizing plates constituting the polarizing plate portion may move independently of each other.
복수의 편광판은 하단 렌즈(4)와 이미지 센서(5) 사이(제1 위치, 도 8의 (a) 참조), 상단 렌즈(3)와 하단 렌즈(4) 사이(제2 위치, 도 8의 (b) 참조), 상단 렌즈(3)의 상부(제3 위치, 도 8의 (c) 참조) 중 어느 한 곳에서 서로 인접하여 설치될 수 있다. The plurality of polarizing plates are provided between the
또는 복수의 편광판 각각은 제1 내지 제3 위치 중 어느 한 곳에 서로 이격되어 설치될 수도 있다. 이 경우 복수의 편광판 사이에는 하단 렌즈(4) 및/또는 상단 렌즈(5)가 배치될 수 있다. 이 경우 편광판부의 설치 자유도가 높아져 촬상 장치 내에서 제한적인 공간을 효율적으로 활용할 수 있으며, 편광판부를 이동시키기 위한 기판 구동부 및/또는 투과율 제어부를 소형화하고 그 배치의 자유도를 높일 수 있는 장점이 있다. 편광판이 이격되더라도 교차위상 조절을 통한 투과율 제어는 도 6을 참조하여 설명한 것과 동일하게 이루어진다. Alternatively, each of the plurality of polarizing plates may be provided spaced apart from each other at any one of the first to third positions. In this case, the
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 편광판이 서로 독립적으로 이동할 수 있어 측정된 주변 조도가 미리 설정된 제1 기준 밝기 및 제2 기준 밝기(여기서, 제2 기준 밝기 < 제1 기준 밝기)와 비교할 때 어느 정도의 밝기를 가지는지에 따라 복수의 편광판 중 하나만이 우선적으로 입사광경로에서 제거되거나 복수의 편광판이 모두 입사광경로에서 제거되도록 할 수도 있다. According to another embodiment of the present invention, the plurality of polarizers may move independently of each other so that the measured peripheral illuminance may be compared with a preset first reference brightness and second reference brightness (here, second reference brightness <first reference brightness). Depending on how much brightness there is, only one of the plurality of polarizers may be preferentially removed from the incident light path, or all of the plurality of polarizers may be removed from the incident light path.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입사광량 조절 장치의 제어 방법의 순서도이다. 이하에서 설명되는 각각의 단계는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입사광량 조절 장치의 각 내부 구성요소에 의해 수행될 수 있다. 10 is a flowchart illustrating a control method of an incident light amount adjusting apparatus according to another embodiment of the present invention. Each step described below may be performed by each internal component of the incident light amount adjusting device according to another embodiment of the present invention.
단계 S310에서 입사광량 조절 장치는 주변 조도(IL)를 측정한다. In operation S310, the incident light amount adjusting device measures the ambient illuminance IL.
단계 S320에서 주변 조도(IL)가 미리 지정된 제1 기준 밝기(IL1)보다 높은 경우에는 단계 S330으로 진행하여 편광판부 전체가 L1 위치, 즉 입사광경로 상에 위치하도록 한다. 편광판부를 구성하는 복수의 편광판 중 L2 위치에 있는 편광판은 L1 위치로 이동시키고, 이미 L1 위치에 있는 편광판은 그 위치를 유지시킨다. If the peripheral illuminance IL is higher than the first reference brightness IL1 predetermined in step S320, the flow proceeds to step S330 so that the entire polarizing plate part is positioned at the L1 position, that is, the incident light path. The polarizing plate in L2 position among the some polarizing plates which comprise a polarizing plate part moves to L1 position, and the polarizing plate already in L1 position maintains the position.
단계 S340에서 주변 조도(IL)가 미리 지정된 제1 기준 밝기(IL1)과 제2 기준 밝기(IL2) 사이의 값인 경우(여기서, IL1 > IL2)에는 단계 S360으로 진행하고, 주변 조도(IL)가 제2 기준 밝기(IL2) 이하인 경우에는 단계 S350으로 진행한다. If the peripheral illuminance IL is a value between the first reference brightness IL1 and the second reference brightness IL2 that are specified in step S340 (where IL1> IL2), the process proceeds to step S360, and the peripheral illuminance IL is If it is less than or equal to the second reference brightness IL2, the flow proceeds to step S350.
단계 S360에서는 이동시킬 편광판을 선택하고, 단계 S370에서는 선택된 편광판을 L2 위치로 이동시킨다. 즉, 어느 하나의 편광판만이 L1 위치에 있도록 하여 입사광량이 어느 정도 존재하는 저조도 상황 하에서 편광판을 통과할 때마다 낮아지는 투과효율을 어느 정도 개선시키게 된다. In step S360, the polarizing plate to be moved is selected, and in step S370, the selected polarizing plate is moved to the L2 position. That is, only one polarizing plate is positioned at the L1 position, thereby improving the transmission efficiency lowered each time passing through the polarizing plate in a low light condition in which incident light quantity exists to some extent.
단계 S350에서는 편광판부 전체가 L2 위치, 즉 입사광경로에서 벗어나 위치하도록 한다. 편광판부를 구성하는 복수의 편광판 중 L1 위치에 있는 편광판은 L2 위치로 이동시키고, 이미 L2 위치에 있는 편광판은 그 위치를 유지시킨다. In operation S350, the entire polarizer portion is positioned at an L2 position, that is, away from the incident light path. Of the plurality of polarizing plates constituting the polarizing plate portion, the polarizing plate at the L1 position is moved to the L2 position, and the polarizing plate already at the L2 position maintains the position.
입사광량 자체가 매우 적은 저조도 상황 하에서는 편광판을 모두 입사광경로에서 제거하여 편광판을 통과함으로 인해 발생하는 투과효율의 저하를 방지할 수 있다. Under low light conditions where the amount of incident light itself is very low, all of the polarizing plates may be removed from the incident light path to prevent a decrease in transmission efficiency caused by passing through the polarizing plates.
상술한 입사광량 조절 장치의 제어 방법은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입사광량 조절 장치에 내장된 소프트웨어 프로그램 등에 의해 시계열적 순서에 따른 자동화된 절차로 수행될 수도 있음은 자명하다. 상기 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 상기 방법을 구현한다. 상기 정보저장매체는 자기 기록매체, 광 기록매체 및 캐리어 웨이브 매체를 포함한다.It is apparent that the above-described method for controlling the incident light amount adjusting device may be performed by an automated procedure according to the time series by a software program or the like embedded in the incident light amount adjusting device according to another embodiment of the present invention. The codes and code segments that make up the program can be easily deduced by a computer programmer in the field. In addition, the program is stored in a computer-readable information storage medium, and the program is read and executed by a computer to implement the method. The information storage medium includes a magnetic recording medium, an optical recording medium, and a carrier wave medium.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
100: 입사광량 조절 장치 110: 편광판부
120: 투과율 제어부 130: 조도 측정부
140: 기판 구동부 111: 제1 편광판
112: 제2 편광판100: incident light amount adjusting device 110: polarizing plate portion
120: transmittance control unit 130: roughness measuring unit
140: substrate driver 111: first polarizing plate
112: second polarizing plate
Claims (13)
투과율 제어 신호에 따라 복수의 편광판 중 적어도 하나가 광축을 중심으로 회전하는 편광판부;
상기 촬상 장치의 주변 밝기를 측정하는 조도 측정부;
상기 주변 밝기를 제1 기준 밝기 및 상기 제1 기준 밝기보다 어두운 제2 기준 밝기와 비교한 결과에 따라 상기 복수의 편광판의 상대적 회전 각도를 제어하는 상기 투과율 제어 신호 혹은 상기 편광판부를 이동시키는 구동 신호를 출력하는 투과율 제어부; 및
상기 구동 신호에 따라 상기 복수의 편광판 중 적어도 하나를 제1 위치 및 제2 위치 중 하나로 이동시키는 기판 구동부를 포함하되,
상기 제1 위치는 입사광경로 상의 위치이고, 상기 제2 위치는 입사광경로에서 벗어난 임의의 위치이며,
상기 복수의 편광판은 독립적으로 이동 가능하고,
상기 구동 신호는 상기 주변 밝기가 상기 제1 기준 밝기보다 높은 경우 상기 복수의 편광판 모두가 상기 제1 위치에 위치하고, 상기 주변 밝기가 상기 제2 기준 밝기 이하인 경우 상기 복수의 편광판 모두가 상기 제2 위치에 위치하며, 상기 주변 밝기가 상기 제1 기준 밝기와 상기 제2 기준 밝기 사이에 있는 경우 상기 복수의 편광판 중 하나만이 상기 제1 위치에 위치하도록 상기 기판 구동부를 동작시키는 것을 특징으로 하는 입사광량 조절 장치. A device installed in the imaging device to adjust the amount of light incident on the image sensor,
A polarizing plate unit in which at least one of the plurality of polarizing plates rotates about an optical axis according to a transmittance control signal;
An illuminance measuring unit measuring ambient brightness of the imaging device;
According to a result of comparing the ambient brightness with a first reference brightness and a second reference brightness darker than the first reference brightness, the transmittance control signal for controlling the relative rotation angle of the plurality of polarizing plates or a driving signal for moving the polarizing plate portion An output transmittance control unit; And
A substrate driver for moving at least one of the plurality of polarizing plates to one of a first position and a second position in accordance with the drive signal,
The first position is a position on the incident light path, the second position is an arbitrary position deviating from the incident light path,
The plurality of polarizing plates are independently movable,
The driving signal includes all of the plurality of polarizers positioned at the first position when the ambient brightness is higher than the first reference brightness, and all of the plurality of polarizers are positioned at the second position when the ambient brightness is less than the second reference brightness. And the substrate driver operating the substrate driver such that only one of the plurality of polarizers is positioned at the first position when the ambient brightness is between the first reference brightness and the second reference brightness. Device.
상기 주변 밝기가 상기 제1 기준 밝기보다 높은 경우,
상기 투과율 제어부는 상기 주변 밝기와 필요로 하는 밝기의 차이를 산출하고, 그 결과에 따라 상기 상대적 회전 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 입사광량 조절 장치. The method of claim 1,
If the ambient brightness is higher than the first reference brightness,
And the transmittance controller calculates a difference between the ambient brightness and the required brightness, and adjusts the relative rotation angle according to the result.
상기 복수의 편광판 중 하나 이상의 표면에 부착되어 상기 입사광 중 적외선광을 차단하는 적외선 차단 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입사광량 조절 장치. The method of claim 1,
And an infrared ray blocking filter attached to one or more surfaces of the plurality of polarizing plates to block infrared light among the incident light.
상기 촬상 장치의 주변 밝기를 측정하는 단계;
상기 주변 밝기를 제1 기준 밝기 및 상기 제1 기준 밝기보다 어두운 제2 기준 밝기와 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과에 따라 상기 편광판부를 제1 위치 및 제2 위치 중 하나로 이동시키는 단계를 포함하되,
상기 제1 위치는 입사광경로 상의 위치이고, 상기 제2 위치는 입사광경로에서 벗어난 임의의 위치이며,
상기 편광판부는 독립적으로 이동 가능한 복수의 편광판을 포함하되,
상기 편광판부를 이동시키는 단계는 상기 복수의 편광판 중 적어도 하나를 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치 중 하나로 이동시키는 구동 신호를 기판 구동부로 출력하며,
상기 편광판부를 이동시키는 단계는, 상기 주변 밝기가 상기 제1 기준 밝기보다 높은 경우 상기 복수의 편광판 모두가 상기 제1 위치에 위치하고, 상기 주변 밝기가 상기 제2 기준 밝기 이하인 경우 상기 복수의 편광판 모두가 상기 제2 위치에 위치하며, 상기 주변 밝기가 상기 제1 기준 밝기와 상기 제2 기준 밝기 사이에 있는 경우 상기 복수의 편광판 중 하나만이 상기 제1 위치에 위치하도록 상기 편광판부를 이동시키는 것을 특징으로 하는 입사광량 조절 장치의 제어 방법.A control method of an incident light amount adjusting device installed in an imaging device to adjust an amount of light incident on an image sensor by adjusting a transmittance of a polarizer.
Measuring ambient brightness of the imaging device;
Comparing the ambient brightness with a first reference brightness and a second reference brightness darker than the first reference brightness; And
And moving the polarizer to one of a first position and a second position according to the comparison result.
The first position is a position on the incident light path, the second position is an arbitrary position deviating from the incident light path,
The polarizing plate portion includes a plurality of independently movable polarizing plate,
The moving of the polarizer may include outputting a driving signal to the substrate driver to move at least one of the plurality of polarizers to one of the first and second positions.
The moving of the polarizer may include all of the plurality of polarizers positioned at the first position when the ambient brightness is higher than the first reference brightness, and all of the plurality of polarizers when the ambient brightness is less than the second reference brightness. Positioned at the second position, and when the peripheral brightness is between the first reference brightness and the second reference brightness, moving the polarizer part such that only one of the plurality of polarizers is located at the first location. Control method of the incident light amount adjusting device.
상기 주변 밝기가 상기 제2 기준 밝기 이하인 경우 상기 편광판부를 이동시키는 단계는,
상기 복수의 편광판의 위치를 파악하는 단계;
상기 복수의 편광판 중 적어도 하나가 입사광경로 상에 위치하는 경우에 한해 입사광경로 상에 위치하는 상기 편광판을 입사광경로에서 벗어나도록 이동시키는 구동 신호를 기판 구동부로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입사광량 조절 장치의 제어 방법. The method of claim 7, wherein
When the ambient brightness is less than or equal to the second reference brightness, the moving of the polarizer may include:
Identifying positions of the plurality of polarizers;
And outputting a driving signal to a substrate driver to move the polarizing plate positioned on the incident light path out of the incident light path only when at least one of the plurality of polarizing plates is located on the incident light path. Control method of light intensity control device.
상기 주변 밝기가 상기 제1 기준 밝기보다 높은 경우 상기 편광판부를 이동시키는 단계는,
상기 복수의 편광판의 위치를 파악하는 단계;
상기 복수의 편광판 중 적어도 하나가 입사광경로에서 벗어나서 위치하는 경우에 한해 입사광경로에서 벗어나서 위치하는 상기 편광판을 입사광경로 상에 위치하도록 이동시키는 구동 신호를 기판 구동부로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입사광량 조절 장치의 제어 방법. The method of claim 7, wherein
When the peripheral brightness is higher than the first reference brightness, the moving of the polarizer may include:
Identifying positions of the plurality of polarizers;
And outputting a driving signal to a substrate driver to move the polarizer, which is located off the incident light path, to be positioned on the incident light path only when at least one of the plurality of polarizing plates is located off the incident light path. Control method of the incident light amount adjusting device.
상기 주변 밝기가 상기 제1 기준 밝기보다 높은 경우,
상기 주변 밝기와 필요로 하는 밝기의 차이를 산출하는 단계; 및
상기 산출 결과에 따라 상기 편광판부의 상대적 회전 각도를 조절하는 투과율 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 입사광량 조절 장치의 제어 방법. The method of claim 7, wherein
If the ambient brightness is higher than the first reference brightness,
Calculating a difference between the ambient brightness and the required brightness; And
And outputting a transmittance control signal for adjusting a relative rotation angle of the polarizer according to the calculation result.
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