專利名稱：具有旋轉(zhuǎn)偏振濾光片的照相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照相機(jī)。更具體地說，本發(fā)明涉及具有在照相機(jī)操作期間減少反射光的偏振濾光片的照相機(jī)。
背景技術(shù)：
反射光效應(yīng)對(duì)于專業(yè)和初學(xué)的攝影師等來說一直是共同問題。來自要被拍攝的場(chǎng)景中的各種物體的光不僅包括具有該物體的顏色的光，而且包括可能從該物體鏡反射的光。雖然來自物體的鏡反射(也稱為光澤)會(huì)增加物體的視覺吸引力，例如汽車的磨光，但是物體的鏡反射也會(huì)通過減小該物體的顏色的表觀飽和度、表觀深度或表觀強(qiáng)度來減小視覺沖擊。來自物體的表面的鏡反射的光會(huì)變得至少部分偏振，這是公知的；即反射光的電場(chǎng)向量趨于定向在特定方向上。如果反射光是偏振的，可以通過將偏振濾光片放置在照相介質(zhì)和要被拍攝的主題之間來消除它。偏振濾光片通常是線偏振的或圓偏振的。當(dāng)光在特定方向上行進(jìn)時(shí)，它具有電場(chǎng)向量和磁場(chǎng)向量。這些場(chǎng)向量彼此垂直并且與傳播方向垂直。非偏振的光對(duì)于電場(chǎng)向量沒有優(yōu)選的朝向，即其電場(chǎng)向量雖然垂直于傳播方向，但是可以處于圍繞傳播方向的任何方位角。當(dāng)光具有帶固定朝向或固定方位角的電場(chǎng)向量時(shí)，該光被定義為是線偏振。線偏振本質(zhì)上通常發(fā)生在當(dāng)光從平坦表面被反射時(shí)。線偏振濾光片僅允許具有以某種方式定向并且平行于濾光片的偏振軸的電場(chǎng)向量的光通過。入射在偏振濾光片上的光通過該濾光片的量取決于光的電場(chǎng)向量和濾光片的偏振軸之間的角度。為了偏振濾光片抑制由表面反射而偏振的光，偏振濾光片必須被定向?yàn)槭沟闷淦褫S垂直于反射光的電場(chǎng)向量。從而，線性濾光片可以阻擋多達(dá)60%的光到達(dá)薄膜。圓偏振的概念類似于線偏振。圓偏振是彼此相位差90度的兩個(gè)垂直線性波的組合。因此，圓偏振濾光片只不過是添加了四分之一波長(zhǎng)的板的線偏振器，該四分之一波長(zhǎng)的板將通過偏振濾光片的光的線偏振轉(zhuǎn)化為圓偏振。圓偏振器能夠阻擋在一個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)的所有光子而同時(shí)允許那些在另一個(gè)方向上行進(jìn)的光子通過。偏振濾光片有用于減少炫光并且借此產(chǎn)生更多的顏色對(duì)比，這是公知的，但是只有當(dāng)偏振濾光片針對(duì)正在被拍攝的場(chǎng)景被旋轉(zhuǎn)到正確的朝向時(shí)才如此。出于這個(gè)原因，偏振濾光片被擰到照相機(jī)透鏡的前面，使得攝影師可以將濾光片旋轉(zhuǎn)到期望的角度。由于濾光片期望的旋轉(zhuǎn)角度可以因場(chǎng)景到場(chǎng)景而變化，因此攝影師必須在調(diào)整濾光片旋轉(zhuǎn)的同時(shí)通過照相機(jī)取景器觀察濾光片的效果。當(dāng)通過數(shù)字照相機(jī)的顯示器或電子取景器觀看場(chǎng)景時(shí)，難以識(shí)別濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)，因?yàn)殡娮语@示器中的圖像質(zhì)量可能不足以顯示效果，并且顯示器可能自動(dòng)“糾正”顯示器中的顏色。雖然偏振濾光片有用于從照片中減少不希望的反射或炫光，但是有其他時(shí)候期望在不使用偏振濾光片的情況下拍攝場(chǎng)景。一種這樣的情況是當(dāng)反射增加場(chǎng)景的視覺吸引力時(shí)。另一種情況是在低光條件下。由于偏振濾光片會(huì)阻擋60%的光，因此它們會(huì)將所需的曝光時(shí)間增加到不可接受的程度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及照相機(jī)和其他圖像捕獲裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及具有偏振濾光片的照相機(jī)，所述偏振濾光片在照相機(jī)的操作期間減少反射光。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，考慮了一種具有偏振濾光片的照相機(jī)，所述偏振濾光片在照相機(jī)內(nèi)部、位于透鏡和電子圖像傳感器之間。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例涉及一種用于識(shí)別偏振濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)角度以改進(jìn)照片中顏色對(duì)比度的方法，包括以下步驟旋轉(zhuǎn)偏振濾光片，根據(jù)偏振濾光片旋轉(zhuǎn)監(jiān)控來自電子圖像傳感器輸出的顏色飽和度，以及識(shí)別偏振濾光片具有最大顏色飽和度的旋轉(zhuǎn)角度。本發(fā)明的又一實(shí)施例考慮了一種用于識(shí)別偏振濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)角度以改進(jìn)照片中顏色對(duì)比度的方法，包括以下步驟使光穿過偏振濾光片，該偏振濾光片具有旋轉(zhuǎn)角度；響應(yīng)于檢測(cè)到光已經(jīng)穿過處于旋轉(zhuǎn)角度的偏振濾光片而生成像素；感測(cè)偏振濾光片的旋轉(zhuǎn)角度；從與偏振濾光片的所感測(cè)到的旋轉(zhuǎn)角度關(guān)聯(lián)的像素值計(jì)算反射抑制度量值，該反射抑制度量值敏感于由偏振濾光片的反射抑制；比較與偏振濾光片的多個(gè)所感測(cè)到的旋轉(zhuǎn)角度關(guān)聯(lián)的反射抑制度量值；基于多個(gè)反射抑制度量值的比較確定偏振濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)角度。本發(fā)明的又一實(shí)施例涉及一種用于識(shí)別偏振濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)角度以改進(jìn)照片中顏色對(duì)比度的方法，包括以下步驟旋轉(zhuǎn)偏振濾光片，根據(jù)偏振濾光片旋轉(zhuǎn)的函數(shù)監(jiān)控來自電子圖像傳感器輸出的亮度，以及識(shí)別具有最小亮度的偏振濾光片的旋轉(zhuǎn)角度。本發(fā)明的又一實(shí)施例涉及可替換透鏡單元，其被配置為可拆卸地連接到照相機(jī)外殼?？商鎿Q的透鏡單元包括但不限于透鏡、偏振濾光片、用于旋轉(zhuǎn)偏振濾光片的致動(dòng)器、用于測(cè)量偏振濾光片的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)角度傳感器。本發(fā)明的又一實(shí)施例涉及一種用于產(chǎn)生合成圖像的方法。一個(gè)圖像是在偏振濾光片被旋轉(zhuǎn)到第一角度的情況下捕獲的，該第一角度具有第一確定的反射抑制度量值。另一個(gè)圖像是在偏振濾光片被旋轉(zhuǎn)到不同的第二角度的情況下捕獲的，該第二角度具有第二確定的反射抑制度量值。接著，使用第一和第二捕獲的圖像產(chǎn)生合成圖像。僅作為示例，第一角度是具有最大反射抑制的角度，第二角度是等于第一角度加上90度的角度。在閱讀下面的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述、附圖和隨附的權(quán)利要求之后，將更清楚地明白和理解本發(fā)明的這些方面、目的、特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他方面、其他目的、其他特征和其他優(yōu)點(diǎn)。有利效果本發(fā)明包括確定偏振濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)角度的優(yōu)點(diǎn)，這改進(jìn)了圖像中的顏色對(duì)比度。偏振濾光片可以被布置為過濾要到圖像傳感器的光，或者偏振濾光片可以被布置為使所有光能夠到圖像傳感器。例如，在低光水平場(chǎng)景中，濾光片可以被布置為使得所有光到達(dá)圖像傳感器。


參照附圖更好地理解本發(fā)明的實(shí)施例。附圖的元件不必相對(duì)彼此按比例畫出。圖1是本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的前視圖加是第二示例性實(shí)施例的前視圖，其中將偏振濾光片從光學(xué)路徑中移走；圖2b是第二示例性實(shí)施例的前視圖，其中偏振濾光片位于光學(xué)路徑中；圖3是用于確定偏振濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)角度的方法的圖示；圖4是本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的前視圖；圖5是本發(fā)明的第四示例性實(shí)施例的透視前視圖；圖6是圖5中所示的第四實(shí)施例的后視圖；以及圖7是用于產(chǎn)生合成圖像的方法的圖示。
具體實(shí)施例方式偏振濾光片有用于減少炫光并且借此產(chǎn)生更多的顏色對(duì)比，這是公知的。當(dāng)通過數(shù)字照相機(jī)的取景器觀看場(chǎng)景時(shí)，通常難以識(shí)別濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)，因?yàn)殡娮语@示器中的圖像質(zhì)量可能不足以顯示效果，并且顯示器可能自動(dòng)“糾正”顯示器中的顏色。因此，攝影師可能發(fā)現(xiàn)需要移走偏振器，將它放到他們的眼睛前，發(fā)現(xiàn)合適的旋轉(zhuǎn)并且接著在那個(gè)旋轉(zhuǎn)處重新安裝濾光片。這使得偏振濾光片的使用對(duì)于大多數(shù)照相來說是不實(shí)際的。本發(fā)明通過以下方式消除該問題在捕獲圖像之前，隨著旋轉(zhuǎn)偏振濾光片，監(jiān)控或分析照相機(jī)圖像傳感器的輸出。從這個(gè)分析中，可以確定偏振濾光片的期望的旋轉(zhuǎn)。接著可以將濾光片旋轉(zhuǎn)到該期望的角度，從而捕獲圖像。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種在照相機(jī)或圖像捕獲裝置內(nèi)部、位于透鏡和傳感器之間的偏振濾光片。圖1、圖加和圖2b中示出了濾光片和傳感器的兩個(gè)示例配置。在圖1中，照相機(jī)外殼1具有至少一個(gè)透鏡5，光通過該透鏡聚焦在圖像傳感器10 上。光從正在被拍攝的場(chǎng)景通過透鏡到圖像傳感器的路徑通常稱為照相機(jī)的光學(xué)路徑。圖像傳感器10響應(yīng)于檢測(cè)到的光而以像素值的形式生成輸出信號(hào)?？梢杂蓤D像處理器15操作或分析這些信號(hào)或像素值，并且將圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在照相機(jī)存儲(chǔ)器20中。圖像處理器15 可以與控制器25通信?？刂破?5可以利用來自圖像處理器的信號(hào)作為輸入，基于該輸入， 控制照相機(jī)的各種功能(例如光圈和快門曝光時(shí)間)，甚至是圖像處理器的各種功能(例如白平衡)。照相機(jī)還包括位于透鏡5和圖像傳感器10之間的濾光盤30。濾光盤30具有偏振扇區(qū)35和打開扇區(qū)40。偏振扇區(qū)35是具有偏振軸50的偏振濾光片。旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器45在控制器25的控制下可以使濾光盤30圍繞旋轉(zhuǎn)軸42旋轉(zhuǎn)。這使得偏振濾光片的偏振軸能夠被如期望地定位，以阻止要被拍攝的場(chǎng)景中來自表面的不期望的偏振鏡反射到達(dá)圖像傳感器10。偏振濾光片對(duì)180度的旋轉(zhuǎn)不敏感；即旋轉(zhuǎn)角θ和旋轉(zhuǎn)角θ+180°在功能上是相同的。因此，不需要偏振濾光片能夠旋轉(zhuǎn)完全的360°來如是起到作用。這允許濾光盤30 包括不含偏振濾光片的打開扇區(qū)30。接著可以將打開扇區(qū)35旋轉(zhuǎn)到圖像傳感器前面，借此可以將偏振濾光片從照相機(jī)的光學(xué)路徑中移走。在這個(gè)實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)偏振濾光片的致動(dòng)器可以用作將偏振濾光片從照相機(jī)的光學(xué)路徑中移走的致動(dòng)器。打開扇區(qū)35優(yōu)選地包括光透明材料，其具有與偏振扇區(qū)35中的偏振濾光片相同的折射系數(shù)。于是，光在圖像傳感器上的聚焦不會(huì)隨著過濾盤旋轉(zhuǎn)濾光盤30以將偏振扇區(qū)35或打開扇區(qū)40置于照相機(jī)的光學(xué)路徑中而改變。旋轉(zhuǎn)角度傳感器47感測(cè)濾光盤的旋轉(zhuǎn)角度48，并且將包含旋轉(zhuǎn)角度信息的信號(hào)發(fā)送到控制器25。
圖加和圖2b中示出了第二實(shí)施例。與第一實(shí)施例一樣，照相機(jī)外殼1具有將光聚焦在圖像傳感器上的至少一個(gè)透鏡5。它還包括圖像處理器15、存儲(chǔ)器20和控制器25， 它們執(zhí)行與第一實(shí)施例類似的功能。在這個(gè)實(shí)施例中，在托盒(carriage)60上安裝偏振濾光片陽。旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器75能夠響應(yīng)于來自控制器25的信號(hào)而使偏振濾光片圍繞旋轉(zhuǎn)軸85 旋轉(zhuǎn)。在圖h中，具有偏振濾光片陽的托盒60被托盒致動(dòng)器65移動(dòng)，使得將偏振濾光片從照相機(jī)的光學(xué)路徑上移走，從而允許未過濾的光聚焦在圖像傳感器10上。在圖2b中，移動(dòng)托盒60，以將偏振濾光片55置于圖像傳感器10的前面。可以預(yù)見其他實(shí)施例，在其中使用其他致動(dòng)器和濾光片配置來將偏振濾光片旋轉(zhuǎn)到照相機(jī)的光學(xué)路徑中和將偏振濾光片從光學(xué)路徑移走。雖然圖加和圖2b顯示偏振濾光片陽所附著到的托盒60沿著直線托盒導(dǎo)軌70移動(dòng)，以將偏振濾光片55移進(jìn)和移出照相機(jī)的光學(xué)路徑，但是托盒60可以包括旋轉(zhuǎn)臂，其用來將偏振濾光片55旋轉(zhuǎn)進(jìn)和旋轉(zhuǎn)出光學(xué)路徑。在一些實(shí)施例中，可以通過對(duì)發(fā)送到旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器75以使濾光片順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)器脈沖的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)來感測(cè)偏振濾光片陽的旋轉(zhuǎn)角度80。替換地，可以使用旋轉(zhuǎn)編碼器來測(cè)量偏振濾光片55的旋轉(zhuǎn)角度80。這種旋轉(zhuǎn)編碼器可以被合并到旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器75 中，或其可以與旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器75分離。對(duì)于單透鏡反射照相機(jī)和具有可以由攝影師互換的透鏡單元的其他照相機(jī)，偏振濾光片55可以被集成到照相機(jī)外殼1中，集成到透鏡單元7中，或其可以與透鏡單元是可附著/可拆卸的，如圖5中所示。在偏振濾光片55或被集成到透鏡單元中或與透鏡單元是可附著/可拆卸的系統(tǒng)中，透鏡單元7可以包括致動(dòng)器45，用于旋轉(zhuǎn)偏振濾光片55。透鏡單元中的致動(dòng)器45可以在透鏡單元中包括電機(jī)(未示出)，其通過照相機(jī)外殼1上的電觸點(diǎn)57供電，該電觸點(diǎn)接觸透鏡單元上對(duì)應(yīng)的電觸點(diǎn)(未示出)。替換地，致動(dòng)器在透鏡單元中可以包括機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置或其他機(jī)械耦合裝置，其傳遞來自位于照相機(jī)外殼內(nèi)的電機(jī)(未示出)的濾光片旋轉(zhuǎn)力。示出了杠桿臂59，通過該杠桿臂，可以將該力從照相機(jī)外殼1中的電機(jī)耦合到透鏡單元中的機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置或其他機(jī)械耦合裝置。透鏡單元還可以包括測(cè)量偏振濾光片陽的旋轉(zhuǎn)角度80的旋轉(zhuǎn)角度傳感器47，其或被集成到透鏡單元中，或與透鏡單元是可附著/可拆卸的。當(dāng)偏振濾光片55就位以使入射圖像傳感器10的光偏振時(shí)，可以旋轉(zhuǎn)偏振濾光片 (可能與自動(dòng)對(duì)焦時(shí)間同時(shí)進(jìn)行)，并且根據(jù)濾光片的旋轉(zhuǎn)的函數(shù)監(jiān)控圖像傳感器10的輸出。當(dāng)偏振濾光片的合適旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生較好的顏色對(duì)比時(shí)，可以使用包括在圖像處理器15中的圖像分析處理來識(shí)別具有最大顏色飽和度的旋轉(zhuǎn)角度。偏振濾光片的這個(gè)旋轉(zhuǎn)角度被用于捕獲圖像。在低光水平場(chǎng)景中，可以將偏振濾光片陽放置為使得所有光都可以到達(dá)圖像傳感器10。可以用來評(píng)價(jià)對(duì)要被成像的場(chǎng)景中的眩光和反射的抑制程度的一個(gè)度量是該場(chǎng)景中顏色的深度、強(qiáng)度或飽和度的測(cè)量值。顏色飽和度的一種測(cè)量值是C, =Va 2+6*2 ；這里a*和b*是顏色的CIE LW坐標(biāo)。可以對(duì)圖像中每個(gè)像素計(jì)算飽和度值?？梢杂?jì)算圖像中所有像素的平均飽和度，作為整個(gè)圖像的顏色飽和度的測(cè)量。接著，可以使用在不同濾光片旋轉(zhuǎn)角度處的平均飽和度來確定用于捕獲圖像的期望旋轉(zhuǎn)角度。雖然顏色飽和度的這種計(jì)算是有效的，但是可以使用其他度量作為圖像中感知的顏色強(qiáng)度的測(cè)量值。例如，可以針對(duì)圖像中每個(gè)像素確定？值的絕對(duì)值和b*值的絕對(duì)值?？梢詫⑦@兩個(gè)參數(shù)的絕對(duì)值的平均值加在一起，形成對(duì)圖像中感知的顏色強(qiáng)度的另一個(gè)度量。也可以通過根據(jù)濾光片偏振軸90的旋轉(zhuǎn)角度分析圖像的亮度來確定偏振濾光片陽的期望旋轉(zhuǎn)。試圖通過使用偏振濾光片來去除的反射增加了圖像的亮度。因此，也可以使用整個(gè)圖像亮度根據(jù)偏振濾光片旋轉(zhuǎn)角度的測(cè)量作為用于確定優(yōu)選濾光片旋轉(zhuǎn)的測(cè)量。用于減少來自表面的偏振炫光的合適的偏振向量將不僅具有增加的飽和度，也具有IE LW 坐標(biāo)系統(tǒng)中減小的亮度分量ΙΛ如上面所描述的，由圖像處理器執(zhí)行的顏色飽和度測(cè)量值和圖像亮度測(cè)量值可以單獨(dú)用作檢測(cè)正在被拍攝的場(chǎng)景中的反射抑制的有效的度量。圖像處理器15可以使用其他圖像處理算法來檢測(cè)正在被拍攝的場(chǎng)景中的反射抑制。這些其他算法或反射抑制度量可以包括顏色強(qiáng)度或飽和度的測(cè)量值和圖像亮度的測(cè)量值的組合，從而確定偏振濾光片陽的最佳旋轉(zhuǎn)角度80。而且，雖然上面所描述的示例是基于每個(gè)像素的LW顏色坐標(biāo)，但是可以使用其他顏色坐標(biāo)系統(tǒng)來導(dǎo)出其他度量。其他算法可以基于圖像中像素的僅一部分或采樣而不是如上面示例所示的包括所有像素來導(dǎo)出顏色強(qiáng)度值。圖3中示出了一種用于確定偏振濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)角度的方法。在步驟SlOO中， 入射圖像傳感器的光穿過偏振濾光片。偏振濾光片具有圍繞光學(xué)軸的旋轉(zhuǎn)角度。在步驟 SllO中，圖像傳感器基于對(duì)入射圖像傳感器的光的檢測(cè)來生成像素值。在步驟S120中，感測(cè)偏振濾光片的旋轉(zhuǎn)角度。可以通過各種裝置(例如旋轉(zhuǎn)編碼器)或上面所描述的致動(dòng)器步進(jìn)(actuator steps)的計(jì)數(shù)來感測(cè)旋轉(zhuǎn)角度。步驟S130是基于像素值計(jì)算反射抑制度量值。如上面所描述的，與顏色強(qiáng)度有關(guān)的參數(shù)(例如顏色飽和度)，或與亮度有關(guān)的參數(shù)， 或這類參數(shù)的組合可以用作反射抑制的度量。在步驟S140中比較與多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度值關(guān)聯(lián)的反射抑制度量值。在S150中，該比較可以包括識(shí)別反射抑制度量值的極值，所述極值是從與偏振濾光片的多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度關(guān)聯(lián)的這類值的集合中識(shí)別最大值或最小值。例如，當(dāng)反射抑制度量是圖像中的亮度的測(cè)量值時(shí)，識(shí)別最小值將是合適的。相反地，對(duì)于反射抑制的基于顏色飽和度的度量，包括識(shí)別最大值的比較將是合適的。已知偏振濾光片將在與其產(chǎn)生最少量或最小量的反射抑制的角度偏移90°的旋轉(zhuǎn)角度處產(chǎn)生最大量的反射抑制，這允許從最少量反射抑制發(fā)生的角度的確定來確定最大反射抑制的旋轉(zhuǎn)角度。反射抑制度量值的比較還可以包括將那些結(jié)果擬合成函數(shù)，如S160中所示。對(duì)于曲線擬合，可以計(jì)算具有最佳反射抑制度量值的期望旋轉(zhuǎn)角度。使用這種曲線擬合類型的比較不會(huì)將優(yōu)選角度的選擇限制到測(cè)試角度中的一個(gè)。反射抑制度量值的比較提供了確定偏振濾光片具有最大程度的反射抑制的旋轉(zhuǎn)角度的手段，S170。對(duì)于要被拍攝的各種場(chǎng)景，以此方式確定的旋轉(zhuǎn)角度將產(chǎn)生最令人愉快的照片，并且其因此將是偏振濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)角度。接著，控制器25 可以將合適的信號(hào)發(fā)送到旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器，將偏振濾光片在捕獲圖像之前旋轉(zhuǎn)到優(yōu)選的旋轉(zhuǎn)角度。該方法可以包括在步驟S180中，通過測(cè)試確定經(jīng)由偏振濾光片的反射抑制是否產(chǎn)生顯著的結(jié)果。如果沒有發(fā)現(xiàn)反射明顯減少，則按照S190，該方法可以確定偏振濾光片應(yīng)該從光學(xué)路徑中移走。替換地或另外地，該方法可以分析像素值，從而確定圖像中的光水平是否低，如步驟200中所示。低光水平也會(huì)導(dǎo)致在S190中，確定偏振濾光片應(yīng)該從光學(xué)路徑中移走。許多照相機(jī)向攝影師提供分界曝光功能(exposure bracketing function)，其在以單位曝光量為中心的若干曝光量處捕獲多個(gè)圖像。該功能允許攝影師稍后查看圖片， 以確定優(yōu)選的曝光量水平。以類似的方式，照相機(jī)可以提供分界偏振功能(polarization bracketing function)，以獲取具有以圍繞由上面所描述的圖像處理方法確定的旋轉(zhuǎn)角度為中心的若干濾光片旋轉(zhuǎn)角度的若干圖片。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以使用圖7中描繪的方法來產(chǎn)生合成圖像。在S200和S210， 照相機(jī)捕獲場(chǎng)景的兩個(gè)圖像；一個(gè)圖像是在偏振濾光片被旋轉(zhuǎn)到第一角度的情況下捕獲的，所述第一角度具有第一預(yù)定的反射抑制度量值，另一個(gè)圖像是在偏振濾光片被旋轉(zhuǎn)到不同的第二角度的情況下捕獲的，所述第二角度具有第二預(yù)定的反射抑制度量值。僅作為示例，可以使用前面描述的圖像處理方法來確定第一角度，而第二角度對(duì)應(yīng)于與第一角度旋轉(zhuǎn)偏移90°的旋轉(zhuǎn)角度。第一圖像將具有最大的顏色飽和度和最少量的反射光，而第二圖像將具有最大程度的鏡反射光和最少的顏色飽和度。接著，使用兩個(gè)圖像產(chǎn)生合成圖像， 如S220處所示。可以使用相片編輯軟件來產(chǎn)生具有兩個(gè)捕獲圖像的任何期望混合比率的合成圖像。這有效地允許用戶通過使用相片編輯軟件將偏振濾光片有效地旋轉(zhuǎn)到任何期望的角度。根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例可以捕獲多于兩個(gè)的圖像來產(chǎn)生合成圖像。此外，不同的角度值可以用于偏振濾光片的旋轉(zhuǎn)角度。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以在均勻間隔的旋轉(zhuǎn)角度處獲取多個(gè)圖片(大于兩個(gè))，從而繪出偏振軸旋轉(zhuǎn)的全范圍。這將允許更多的選擇用于照片編輯。雖然這里給出的算法對(duì)于識(shí)別偏振濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)通常應(yīng)當(dāng)是有效的，但是在有些場(chǎng)合，攝影師希望過驅(qū)動(dòng)算法導(dǎo)出的濾光片朝向。因此，照相機(jī)可以包括用于濾光片朝向的手動(dòng)控制。這個(gè)旋轉(zhuǎn)偏振濾光片而同時(shí)監(jiān)控或評(píng)價(jià)反射抑制度量的過程可以包括將偏振濾光片旋轉(zhuǎn)到特定的旋轉(zhuǎn)角度并且暫停在那些角度處，從而允許在每個(gè)旋轉(zhuǎn)步進(jìn)(rotation step)處感測(cè)光并且計(jì)算反射抑制度量值。替換地，可以隨著偏振濾光片正在被旋轉(zhuǎn)而沒有這種暫停時(shí)，即時(shí)(on the fly)獲得反射抑制度量值。確定偏振濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)的過程可以與照相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦功能順序執(zhí)行，或者替換地，其可以與自動(dòng)對(duì)焦功能同時(shí)進(jìn)行，在照相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦功能中，照相機(jī)確定合適的焦距。在上面描述的實(shí)施例中，使用致動(dòng)器來旋轉(zhuǎn)偏振濾光片而同時(shí)獲取反射抑制度量值。一旦從對(duì)反射抑制度量值的分析中確定優(yōu)選的旋轉(zhuǎn)角度，則使用該致動(dòng)器來將偏振濾光片旋轉(zhuǎn)到期望的旋轉(zhuǎn)角度。在圖4中所示的替換實(shí)施例中，沒有致動(dòng)器被集成到照相機(jī)或透鏡單元來旋轉(zhuǎn)偏振濾光片55或?qū)⑵駷V光片55從光學(xué)路徑中插入或去除，而是由攝影師手動(dòng)執(zhí)行這些操作。使用旋轉(zhuǎn)角度傳感器95 (例如旋轉(zhuǎn)編碼器)來在攝影師旋轉(zhuǎn)偏振濾光片55的同時(shí)感測(cè)它的旋轉(zhuǎn)角度。在具有可替換透鏡單元7的系統(tǒng)中，旋轉(zhuǎn)角度傳感器 95可以被合并到透鏡單元中(圖5)或其可以被合并到透鏡單元所附著的照相機(jī)外殼1中。 當(dāng)攝影師正在手動(dòng)旋轉(zhuǎn)偏振濾光片陽的同時(shí)，獲取反射抑制度量值和旋轉(zhuǎn)角度傳感器95 的輸出。通過圖像處理器15對(duì)反射抑制度量值和旋轉(zhuǎn)角度傳感器95的輸出的分析，可以確定偏振濾光片陽的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)角度。如圖6中所示，照相機(jī)具有輸出100，以向攝影師提供反饋，這可能是經(jīng)由照相機(jī)顯示器(例如，輸出100被實(shí)現(xiàn)為顯示器)中的特征，或照相機(jī)取景器105中的特征，該反饋使得攝影師能夠?qū)⑵駷V光片55旋轉(zhuǎn)到優(yōu)選的旋轉(zhuǎn)角度。顯示器特征可以被用作輸出的一個(gè)示例是，指針110指示濾光片的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度，第二指針115指示優(yōu)選的偏振旋轉(zhuǎn)角度，這與指針120已經(jīng)被用來示出相對(duì)于推薦曝光量范圍125的曝光量水平的方式基本相同。應(yīng)預(yù)見，許多其他顯示器特征或其他信號(hào)可以用作輸出100，以向攝影師提供關(guān)于濾光片旋轉(zhuǎn)角度的反饋，使攝影師能夠?qū)⑵駷V光片陽旋轉(zhuǎn)到從反射抑制度量值確定的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)角度。 應(yīng)明白，示例性實(shí)施例僅僅是說明本發(fā)明，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下可以想到上面所描述的實(shí)施例的許多變型。因此，其用意是，所有這些變型被包括在隨后的權(quán)利要求及其等效體的范圍內(nèi)。并且雖然已經(jīng)在此描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但是應(yīng)注意，申請(qǐng)不限于這些實(shí)施例。特別地，針對(duì)一個(gè)實(shí)施例描述的任何特征也可以被用在其他實(shí)施例中，只要兼容。并且不同實(shí)施例的特征可以替換，只要兼容。元件列表
1照相機(jī)外殼
5透鏡
7透鏡單元
10圖像傳感器
15圖像處理器
20存儲(chǔ)器
25控制器
30濾光盤
35偏振扇區(qū)
40打開扇區(qū)
42旋轉(zhuǎn)軸
45旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器
47旋轉(zhuǎn)角度傳感器
48旋轉(zhuǎn)角度
50偏振軸
55偏振濾光片
57電觸點(diǎn)
59臂
60托盒
65托盒致動(dòng)器
70托盒導(dǎo)軌
75旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器
80旋轉(zhuǎn)角度
85旋轉(zhuǎn)軸
90偏振軸
95旋轉(zhuǎn)角度傳感器
100輸出
105照相機(jī)取景器
110當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度指針
115
120
12權(quán)利要求
1.一種照相機(jī)，其包括照相機(jī)外殼、透鏡、圖像傳感器、具有偏振軸的偏振濾光片和旋轉(zhuǎn)所述偏振軸的致動(dòng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照相機(jī)，其中所述偏振透鏡位于所述透鏡和所述圖像傳感器之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照相機(jī)，還包括將所述偏振濾光片從所述照相機(jī)的光學(xué)路徑中移走的致動(dòng)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照相機(jī)，其中將所述偏振濾光片從所述光學(xué)路徑中移走的所述致動(dòng)器包括使所述偏振濾光片旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照相機(jī)，其中所述照相機(jī)還包括處理器，其用于執(zhí)行圖像分析處理軟件，以便識(shí)別所述偏振濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照相機(jī)，還包括旋轉(zhuǎn)角度傳感器，用于確定所述偏振濾光片的旋轉(zhuǎn)角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的照相機(jī)，其中用于確定所述旋轉(zhuǎn)角度的傳感器包括旋轉(zhuǎn)編碼器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照相機(jī)，所述透鏡包括可替換的透鏡單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的照相機(jī)，其中用于使所述偏振濾光片的偏振旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)器被集成到所述可替換的透鏡單元中。
10.一種可替換的透鏡單元，其包括用于使偏振濾光片的偏振旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)器，用在權(quán)利要求8所述的照相機(jī)中。
11.一種用于識(shí)別偏振濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)角度以改進(jìn)照片中顏色對(duì)比度的方法，包括使光穿過偏振濾光片，所述偏振濾光片具有旋轉(zhuǎn)角度；響應(yīng)于檢測(cè)到已經(jīng)穿過處于所述旋轉(zhuǎn)角度的所述偏振濾光片的光，生成像素值； 感測(cè)所述偏振濾光片的所述旋轉(zhuǎn)角度；從與所感測(cè)到的所述偏振濾光片的旋轉(zhuǎn)角度關(guān)聯(lián)的像素值計(jì)算反射抑制度量值，所述反射抑制度量值敏感于所述偏振濾光片對(duì)反射的抑制；比較與多個(gè)所感測(cè)到的所述偏振濾光片的旋轉(zhuǎn)角度關(guān)聯(lián)的反射抑制度量值；以及基于多個(gè)反射抑制度量值的比較來確定所述偏振濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)角度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中由圖像分析處理來識(shí)別所述旋轉(zhuǎn)角度。
13.一種用于識(shí)別偏振濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)角度以改進(jìn)照片中顏色對(duì)比度的方法，包括旋轉(zhuǎn)偏振濾光片；根據(jù)偏振濾光片旋轉(zhuǎn)的函數(shù)監(jiān)控亮度；以及識(shí)別具有最小亮度的所述偏振濾光片的旋轉(zhuǎn)角度。
14.一種用于識(shí)別偏振濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)角度以改進(jìn)照片中顏色對(duì)比度的方法，包括旋轉(zhuǎn)偏振濾光片；以及根據(jù)偏振濾光片旋轉(zhuǎn)的函數(shù)監(jiān)控顏色飽和度；識(shí)別具有最大顏色飽和度的所述偏振濾光片的旋轉(zhuǎn)角度。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括旋轉(zhuǎn)所述偏振濾光片。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中旋轉(zhuǎn)所述偏振濾光片包括所述偏振濾光片的逐步旋轉(zhuǎn)并且在每一步進(jìn)處監(jiān)控顏色飽和度。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中在所述偏振濾光片正在被旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，監(jiān)控顏色飽和度。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中對(duì)反射抑制敏感的度量包括與顏色飽和度有關(guān)的測(cè)量值。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中對(duì)反射抑制敏感的度量包括與亮度有關(guān)的測(cè)量值。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中執(zhí)行旋轉(zhuǎn)所述偏振濾光片與執(zhí)行照相機(jī)的自動(dòng)對(duì)焦功能同時(shí)進(jìn)行。
21.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中從像素值計(jì)算反射抑制度量值包括從所述像素值的一部分計(jì)算反射抑制度量值。
22.—種照相機(jī)，包括照相機(jī)外殼、透鏡、圖像傳感器、具有偏振軸的偏振濾光片和感測(cè)所述偏振濾光片的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)角度傳感器。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的照相機(jī)，其中所述照相機(jī)還包括處理器，其用于執(zhí)行圖像分析處理軟件，以便識(shí)別所述偏振濾光片的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)角度。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的照相機(jī)，其中用于感測(cè)所述偏振濾光片的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)角度傳感器包括旋轉(zhuǎn)編碼器。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的照相機(jī)，其中所述透鏡包括可替換的透鏡單元。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的照相機(jī)，其中所述旋轉(zhuǎn)角度傳感器被合并到所述可替換的透鏡單元中。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的照相機(jī)，還包括提供關(guān)于所述偏振濾光片的旋轉(zhuǎn)角度的反饋的輸出。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的照相機(jī)，其中提供反饋的輸出包括照相機(jī)顯示器和照相機(jī)取景器中的一個(gè)。
29.—種可替換的透鏡單元，其被配置為可拆卸地連接到照相機(jī)外殼，所述透鏡單元包括透鏡、偏振濾光片、用于旋轉(zhuǎn)所述偏振濾光片的致動(dòng)器和用于測(cè)量所述偏振濾光片的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)角度傳感器。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的可替換的透鏡單元，其中所述偏振濾光片包括可拆卸地連接到所述可替換的透鏡單元的偏振濾光片。
31.一種使用圖像捕獲裝置捕獲的兩個(gè)或更多個(gè)圖像來形成合成圖像的方法，包括 在偏振濾光片被旋轉(zhuǎn)到第一角度的情況下捕獲第一圖像，其中所述第一角度具有第一確定的反射抑制度量值；在所述偏振濾光片被旋轉(zhuǎn)到不同的第二角度的情況下捕獲第二圖像，其中所述第二角度具有第二確定的反射抑制度量值；以及使用所述第一和第二捕獲的圖像產(chǎn)生合成圖像。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述第一角度包括具有最大反射抑制的第一角
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述第二角度包括等于所述第一角度加上90度的第二角度。
全文摘要
本發(fā)明涉及照相機(jī)和其他圖像捕獲裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及具有偏振濾光片的圖像捕獲裝置，所述偏振濾光片在圖像捕獲裝置的操作期間減少反射光。
文檔編號(hào)G02B5/20GK102265596SQ200980152181
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者J·A·卡特伯格 申請(qǐng)人:伊斯曼柯達(dá)公司