[發明專利]成像裝置和成像方法

有效

• 申請號: 201410444433.6
• 申請日: 2014-09-02
• 公開（公告）號: CN105446049B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 郁樹達;包瑞
• 申請（專利權）人: 深圳超多維科技有限公司
• 主分類號: G02F1/29
• 分類號: G02F1/29
• 代理公司: 北京智晨知識產權代理有限公司 11584
• 代理人: 張婧

本發明提供一種成像裝置及成像方法。其中，成像裝置包括：偏振光生成器件，用于將入射光線轉換為具有單一偏振方向的偏振光；至少一個光學單元，所述至少一個光學單元包括至少一個電控偏振光旋轉器件以及至少一個偏振光透鏡；驅動電路，所述至少一個電控偏振光旋轉器件根據所述驅動電路提供的驅動信號改變所述偏振光的偏振方向；非偏振光透鏡組，設置在所述至少一個光學單元的遠離所述偏振光生成器件的一側；以及圖像采集單元，用于采集經由所述電控偏振光旋轉器件調制并經過所述非偏振光透鏡組的偏振光而生成圖像。本發明的成像裝置及方法能夠快速切換入射至其上的偏振光的偏振方向，從而快速獲取連續的不同聚焦條件的圖像。

技術領域

本發明涉及透鏡成像技術領域，具體而言，涉及一種成像裝置和一種成像方法。

背景技術

在傳統的成像設備中，生成的圖像對應一個固定的聚焦條件，只有處于對焦平面前后某個范圍內的物體在圖像中才能呈現一個清晰的圖像，這個范圍也被廣泛稱為景深，處于景深范圍之外的物體則呈現出一個模糊的圖像。在成像，機器視覺和圖像處理等領域，很多應用往往希望在同一時刻獲取不同聚焦條件的圖像。假如我們能獲取同一時刻或接近同一時刻的不同聚焦條件下的圖像，則可以將使用每一圖像中清晰的部分合成出大景深的圖像。如果我們能快速獲得不同聚焦條件下的圖像，還可以使用Depth-from-Focus(J.Ensand P.Lawrence.An investigation of methods for determining depth fromfocus.IEEE Trans.Pattern Anal.Mach.Intell.，15:97-108，1993.)或Depth-from-defocus(A.P.Pentland.1987.A New Sense for Depth of Field.IEEE Trans.PatternAnal.Mach.Intell.9，4(April1987),523-531)的方法進行場景的深度測量等。

在現代成像系統中，尤其是數碼相機，手機攝像頭等，Voice Coil Motor(VCM)，即音圈馬達被廣泛使用，用來推動成像系統中的透鏡，從而改變像距實現自動變焦或對焦的目的。然而VCM推動透鏡是一個純機械運動，其驅動系統是一個閉環反饋系統，從一個聚焦條件到另一個聚焦條件需要較長的時間，無法快速獲得連續的不同聚焦條件的圖像。

因此，如何快速獲得連續的不同聚焦條件的圖像，成為當前亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明正是基于上述技術問題，提出了一種新的成像裝置和成像方法。

有鑒于此，本發明提出了一種成像裝置，包括：偏振光生成器件，用于將入射光線轉換為具有單一偏振方向的偏振光；至少一個光學單元，所述至少一個光學單元包括至少一個電控偏振光旋轉器件以及至少一個偏振光透鏡，所述偏振光依次入射至所述至少一個電控偏振光旋轉器件以及所述至少一個偏振光透鏡；驅動電路，連接至所述至少一個電控偏振光旋轉器件，所述至少一個電控偏振光旋轉器件根據驅動電路提供的驅動信號改變所述偏振光的偏振方向；非偏振光透鏡組，所述偏振光經過所述至少一個光學單元后入射至所述非偏振光透鏡組；以及圖像采集單元，用于采集經由所述電控偏振光旋轉器件調制并經過所述非偏振光透鏡組的偏振光而生成圖像。

在上述實施方式中，所述電控偏振光旋轉器件能夠快速切換入射至其上光的偏振方向，所述偏振光透鏡聚焦特定方向的偏振光，通過調整述偏振光透鏡的焦距，從而快速獲取連續的不同聚焦條件的圖像。所述連續的不同聚焦條件下的圖像，可以通過DFF(Depth-from-Focus)或者DFD(Depth-from-Defocus)的方法進行場景的深度測量等。

在上述任一技術方案中，優選的，所述至少一個電控偏振光旋轉器件為扭曲向列液晶盒。

在上述任一技術方案中，優選的，所述至少一個偏振光透鏡為使用液晶材料制作的透鏡。