[Polarized Camera] 편광화(Polarization)

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[Polarized Camera] 편광 카메라 소개

편광기를 통한 편광화

아래 예제는 빛이 수직 및 수평 편광기(polarizer)에 도달하면 수직 또는 수평 진동만 통과하면서 필터링 됩니다.

빛의 진동이 한 면(one plane)으로 제한될 때 선형 편광(linearly polarized)이라고 부릅니다.

Crystalline, Dichroic, Film, 그리고 Wire-grids 등과 같이 편광기의 종류는 다양합니다.

< 수직 및 수평 편광기의 예 >

위 예에서 편광기의 선 패턴(화살표)은 실제 선(wire)이 아닌 편광 '각도'를 의미합니다.

반사에 의한 편광화

편광되지 않은 빛은 비금속 표면의 표면 반사(surface reflection)를 통해 편광될 수 있습니다.

금속 표면은 편광 또는 편광되지 않은 모든 빛을 반사시킵니다.

유리, 플라스틱, 그리고 물의 반투명 표면과 같은 다른 물질들은 일정량의 빛을 반사합니다.

이러한 반사광은 사용자나 카메라의 위치에 따라 원하지 않는 눈부심을 유발합니다.

하지만 반사광은 입사 평면에 대해 수직으로 편광되므로, 입사 평면에 평행하게 정렬된 편광기를 사용하여 제거할 수 있습니다.

설명이 너무 복잡한데요. 쉬운 예로 다시 설명하겠습니다.

햇빛이 강한 날 운전을 할 때 눈부심으로 인해 방해가 되죠?

그래서 선그라스를 쓰면 눈부심은 차단되지만 앞은 잘 보입니다.

만약, 선그라스가 모든 파장의 빛을 차단한다면 앞도 보지 못해 운전을 할 수 없을 것입니다.

선그라스가 수직 또는 수평 편광기 역할을 하기 때문에 빛의 한쪽 성질만 통과시켜준 것이 원리입니다.

굴절에 의한 편광화

굴절은 빛이 하나의 매질을 통해 다른 매질로 빛이 통과하는 것을 의미하며, 

이 굴절은 편광되지 않은 빛을 편광시킬 수 있습니다.

빛의 양은 브루스터 각도(Brewster's angle, 반사된 빛과 굴절된 빛의 90° 관계)에서 얼마나 가깝고 얼마나 멀리 있느냐에 따라 달라집니다.

유리, 플라스틱 그리고 물과 같은 투명한 물질들은 입사 평면에 굴절된 빛을 부분적으로 편광시킬 수 있습니다.

< 편광되지 않은 빛이 반사에 의해 편광되는 모습 >

※ 브루스터 각도(Brewster's angle)

편광되지 않은 광선(beam) (a)가 반사된 광선(b)와 굴절된 광선(c) 사이에 90° 각도가 되도록 표면에 충돌하면, 

반사된 광선은 선형으로 편광됩니다. 굴절된 광선은 부분적으로 편광될 것입니다.

반사 및 굴절된 광선이 서로 수직인 입사각은 브루스터 각도(Brewster's angle)로 알려져 있습니다.

참고 :

LUCID Vision Labs : 링크