[發(fā)明專利]液晶透鏡成像裝置和液晶透鏡成像方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310747036.1
• 申請(qǐng)日: 2013-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN103728809A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 包瑞;崔春暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市墨克瑞光電子研究院
• 主分類號(hào): G02F1/29
• 分類號(hào): G02F1/29
• 代理公司: 北京友聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;汪海屏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及透鏡成像技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種液晶透鏡成像裝置和一種液晶透鏡成像方法。

背景技術(shù)

由于液晶對(duì)于偏振光的依賴性，液晶透鏡的使用需在透鏡前加偏振裝置，如偏振片等。偏振裝置的使用對(duì)于光學(xué)成像有很大的影響，主要體現(xiàn)在光強(qiáng)在透過偏振片后降低為初始值的一半以下，對(duì)于在光線較暗的環(huán)境下對(duì)成像效果有極大的影響。因此，需要一種不使用偏振片直接能夠通過液晶透鏡成像的系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的解決方法是將取向?qū)幽Σ练较蛳嗷ゴ怪钡膬蓚€(gè)液晶透鏡沿光軸方向進(jìn)行疊加，從而使得兩層液晶透鏡對(duì)于自然光產(chǎn)生匯聚或發(fā)散的作用。但是，在當(dāng)前追求電子產(chǎn)品輕薄化的大趨勢(shì)下，這種雙層疊加結(jié)構(gòu)的液晶透鏡組合由于成倍地增加了液晶透鏡的厚度，而限制了其產(chǎn)業(yè)化的步伐。此外，在兩層液晶透鏡結(jié)構(gòu)中，上、下液晶透鏡的焦點(diǎn)由于沿光軸的位置差別而存在不同，會(huì)直接影響成像質(zhì)量。

因此，如何在不使用偏振片的情況下，既能實(shí)現(xiàn)液晶透鏡成像，又能夠減少透鏡結(jié)構(gòu)的厚度，成為當(dāng)前亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是基于上述技術(shù)問題，提出了一種新的液晶透鏡成像裝置，在該液晶透鏡成像裝置中沒有使用偏振裝置，并且也減少了液晶透鏡成像裝置的厚度。

有鑒于此，本發(fā)明提出了一種液晶透鏡成像裝置，包括：并排設(shè)置的至少兩個(gè)透鏡組，每個(gè)所述透鏡組包括至少一個(gè)液晶透鏡，一個(gè)透鏡組中的液晶透鏡的取向?qū)幽Σ练较蚺c相鄰的另一個(gè)透鏡組中的液晶透鏡的取向?qū)幽Σ练较蛳嗷ゴ怪保或?qū)動(dòng)電路，連接至所述至少兩個(gè)透鏡組，在所述第一時(shí)刻使所述至少兩個(gè)透鏡組中的各個(gè)液晶透鏡處于非透鏡狀態(tài)，以及在所述第二時(shí)刻使所述至少兩個(gè)透鏡組中的各個(gè)液晶透鏡處于透鏡狀態(tài)；圖像采集單元，所述圖像采集單元用于采集在第一時(shí)刻經(jīng)過相鄰兩個(gè)透鏡組后的光信號(hào)，并分別根據(jù)經(jīng)過所述相鄰兩個(gè)透鏡組的光信號(hào)生成第一圖像信號(hào)和第二圖像信號(hào)，以及采集在第二時(shí)刻經(jīng)過所述相鄰兩個(gè)透鏡組后的光信號(hào)，并分別根據(jù)經(jīng)過所述相鄰兩個(gè)透鏡組的光信號(hào)生成第三圖像信號(hào)和第四圖像信號(hào)；圖像處理器，連接至所述圖像采集單元，接收所述第一圖像信號(hào)、所述第二圖像信號(hào)、所述第三圖像信號(hào)和所述第四圖像信號(hào)，并對(duì)所述第一圖像信號(hào)、所述第二圖像信號(hào)、所述第三圖像信號(hào)和所述第四圖像信號(hào)進(jìn)行處理，將處理得到的圖像信號(hào)作為最終成像圖像信號(hào)。

在上述實(shí)施方式中，一方面，液晶透鏡成像裝置中的透鏡組是并排設(shè)置的，每一透鏡組包括至少一個(gè)液晶透鏡或至少一個(gè)液晶微透鏡陣列。與相關(guān)的液晶透鏡的疊加方案相比，本實(shí)施例方式中的液晶透鏡成像裝置由于只有一層液晶透鏡，因此液晶透鏡成像裝置的厚度被減小。另一方面，為了在沒有偏振片的情況下能夠獲取高質(zhì)量的圖像，在上述實(shí)施方式中，采用了一種特殊的控制方式，即在第一時(shí)刻不對(duì)液晶透鏡施加電壓，此時(shí)的液晶透鏡不對(duì)入射光起匯聚或發(fā)散的作用，類似于一塊玻璃，在第二時(shí)刻對(duì)液晶透鏡施加電壓，此時(shí)的液晶透鏡能夠?qū)θ肷涔馄饏R聚或發(fā)散的作用。對(duì)在這兩個(gè)時(shí)刻下分別獲取的圖像進(jìn)行處理，來消除沒有偏振片以及兩個(gè)透鏡組之間的視角差的影響，從而獲取高質(zhì)量的成像圖像。因此，根據(jù)本發(fā)明的液晶透鏡成像裝置在沒有偏振片的情況下，既能夠獲得高質(zhì)量的成像圖像，也能夠減小液晶透鏡成像裝置的厚度。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述圖像處理器包括：計(jì)算單元，將所述第三圖像信號(hào)與處理后的所述第四圖像信號(hào)進(jìn)行疊加，并在疊加后的圖像信號(hào)中去除未被所述相鄰兩個(gè)透鏡組調(diào)制的光信號(hào)生成的圖像信號(hào)，得到所述最終成像圖像信號(hào)，其中，所述未被所述相鄰兩個(gè)透鏡組調(diào)制的光信號(hào)生成的圖像信號(hào)為根據(jù)所述第一圖像信號(hào)和/或所述第二圖像信號(hào)獲得。

上面已經(jīng)解釋在沒有對(duì)液晶透鏡施加電壓時(shí)，液晶透鏡沒有對(duì)入射光起調(diào)制作用，而在對(duì)液晶透鏡施加電壓時(shí)，液晶透鏡對(duì)入射光起調(diào)制作用，并且由于兩個(gè)透鏡組中的液晶透鏡的取向?qū)幽Σ练较蛳嗷ゴ怪保虼藘蓚€(gè)液晶透鏡對(duì)入射光起作用的光分量是不相同。為了得到高質(zhì)量的圖像，需要去除雜光信號(hào)的影響，雜光信號(hào)即沒有被液晶透鏡調(diào)制的光信號(hào)，在第二時(shí)刻，兩個(gè)液晶透鏡各自僅對(duì)某一偏振方向上的光起作用，因此其他偏振方向上的光信號(hào)即雜光信號(hào)，而根據(jù)在第一時(shí)刻獲取的光信號(hào)（因?yàn)樵诘谝粫r(shí)刻，液晶透鏡對(duì)入射光沒有起任何調(diào)制作用）就能夠獲取該雜光信號(hào)，從而能夠基于第一時(shí)刻獲取的光信號(hào)來從在第二時(shí)刻獲得光信號(hào)中篩選出對(duì)成像有用的光信號(hào)。