[發明專利]液晶透鏡成像裝置及液晶透鏡成像方法

有效

• 申請號: 201410452334.2
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN105467714B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 葉茂;郁樹達;崔春暉;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

本發明提供一種液晶透鏡成像裝置及成像方法。其中，成像裝置包括：偏振光生成器件，用于將入射光轉換為線偏振光；透鏡組，包括液晶透鏡，線偏振光的偏振方向與液晶透鏡預定調制的線偏振光的偏振方向之間形成夾角；驅動電路，用于使液晶透鏡分別處于對焦狀態和非對焦狀態；圖像采集單元，用于采集經過液晶透鏡的線偏振光信號，并根據線偏振光信號生成圖像，當液晶透鏡處于對焦狀態和非對焦狀態時分別生成對焦圖像和非對焦圖像；圖像處理單元，用于接收并對對焦圖像和非對焦圖像進行處理，將處理得到的圖像作為成像圖像。不僅成像裝置結構更緊湊，而且利用液晶透鏡生成的真實非對焦圖像來達到提高圖像對比度的效果，圖像質量也更高。

技術領域

本發明涉及透鏡成像技術領域，具體而言，涉及一種液晶透鏡成像裝置和液晶透鏡成像方法。

背景技術

傳統上，由成像裝置直接生成的圖像的對比度較低，往往需要通過圖像處理的手段來提高其對比度。如在Gonzalez,R.C.,Woods,R.E.:‘Digital image processing,2nd’,SL:PrenticeHall,2002中，介紹了使用“unsharp mask”方法來提高圖像的對比度。具體為，先將成像裝置直接獲得的原始圖像卷積一個低通濾波器而生成模糊圖像，利用模糊圖像來對原始圖像進行處理，從而獲得高對比度的最終圖像。由上可知，最終圖像使原始圖像的高頻部分得到了增強，從而達到了提高圖像對比度的效果。

然而，這種軟件圖像處理的方法是利用一幅模糊圖像來對原始圖像進行處理，而該模糊圖像是基于原始圖像模擬的，并不是真實的模糊圖像。如上，在對原始圖像卷積時所用的低通濾波器是對該成像裝置的點擴散函數的建模，通常由一個n＊n的矩陣來定義。點擴散函數是利用一個點光源通過該成像裝置時在相同聚焦設置下形成的圖像，所述低通濾波器則是對該圖像的歸一化數字采樣。由于點擴散函數的具體形式與該圖像形成時的物距、像距、光圈的大小和形狀等因素有關，且光在傳輸過程中還存在衍射等非線性特性以及上述數字采樣的差異等。由此可見，很難構建出一個能完全反應物體形成真實模糊圖像的低通濾波器。此外，這種圖像處理的方式還存在參數選取的問題，因為使用的低通濾波器的種類和大小等均會影響處理的結果，即模擬模糊圖像的真實度。

因此，如何獲得物體的真實模糊圖像并利用真實的模糊圖像來提高原始圖像的對比度，成為亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明正是基于上述問題中至少之一，提出了一種新的液晶透鏡成像裝置和成像方法。

本發明提出了一種液晶透鏡成像裝置，包括：偏振光生成器件，用于將入射光轉換為線偏振光；透鏡組，所述透鏡組包括至少一液晶透鏡，所述線偏振光的偏振方向與所述液晶透鏡預定調制的線偏振光的偏振方向之間形成夾角；驅動電路，連接至所述液晶透鏡，用于使所述液晶透鏡分別處于對焦狀態和非對焦狀態；圖像采集單元，用于采集經過所述液晶透鏡的線偏振光信號，并根據所述線偏振光信號生成圖像，當所述液晶透鏡處于對焦狀態時，所述線偏振光信號生成對焦圖像，當所述液晶透鏡處于非對焦狀態時，所述線偏振光信號生成非對焦圖像；圖像處理單元，連接至所述圖像采集單元，接收所述對焦圖像和所述非對焦圖像，并用于對所述對焦圖像和所述非對焦圖像進行處理，將處理得到的圖像作為成像圖像。

在上述實施方式中，本發明的液晶透鏡成像裝置不僅結構緊湊，而且利用液晶透鏡生成的真實非對焦圖像來使成像圖像更加準確、真實地反應物體成像，圖像質量更高。

在上述技術方案中，優選的，所述線偏振光的偏振方向與所述液晶透鏡預定調制的線偏振光的偏振方向之間的夾角為θ，其中0°≤θ≤90°。

在上述技術方案中，優選的，當所述線偏振光的偏振方向與所述液晶透鏡預定調制的線偏振光的偏振方向之間的夾角為0°時，所述圖像采集單元用于對所述對焦圖像和所述非對焦圖像進行處理，將處理得到的圖像作為成像圖像，具體包括：