[发明专利]成像装置和成像方法

说明书

本发明提供一种成像装置及成像方法。其中，成像装置包括：偏振光生成器件，用于将入射光线转换为具有单一偏振方向的偏振光；至少一个光学单元，所述至少一个光学单元包括至少一个电控偏振光旋转器件以及至少一个偏振光透镜；驱动电路，所述至少一个电控偏振光旋转器件根据所述驱动电路提供的驱动信号改变所述偏振光的偏振方向；非偏振光透镜组，设置在所述至少一个光学单元的远离所述偏振光生成器件的一侧；以及图像采集单元，用于采集经由所述电控偏振光旋转器件调制并经过所述非偏振光透镜组的偏振光而生成图像。本发明的成像装置及方法能够快速切换入射至其上的偏振光的偏振方向，从而快速获取连续的不同聚焦条件的图像。

技术领域

本发明涉及透镜成像技术领域，具体而言，涉及一种成像装置和一种成像方法。

背景技术

在传统的成像设备中，生成的图像对应一个固定的聚焦条件，只有处于对焦平面前后某个范围内的物体在图像中才能呈现一个清晰的图像，这个范围也被广泛称为景深，处于景深范围之外的物体则呈现出一个模糊的图像。在成像，机器视觉和图像处理等领域，很多应用往往希望在同一时刻获取不同聚焦条件的图像。假如我们能获取同一时刻或接近同一时刻的不同聚焦条件下的图像，则可以将使用每一图像中清晰的部分合成出大景深的图像。如果我们能快速获得不同聚焦条件下的图像，还可以使用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)的方法进行场景的深度测量等。

在现代成像系统中，尤其是数码相机，手机摄像头等，Voice Coil Motor(VCM)，即音圈马达被广泛使用，用来推动成像系统中的透镜，从而改变像距实现自动变焦或对焦的目的。然而VCM推动透镜是一个纯机械运动，其驱动系统是一个闭环反馈系统，从一个聚焦条件到另一个聚焦条件需要较长的时间，无法快速获得连续的不同聚焦条件的图像。

因此，如何快速获得连续的不同聚焦条件的图像，成为当前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是基于上述技术问题，提出了一种新的成像装置和成像方法。

有鉴于此，本发明提出了一种成像装置，包括：偏振光生成器件，用于将入射光线转换为具有单一偏振方向的偏振光；至少一个光学单元，所述至少一个光学单元包括至少一个电控偏振光旋转器件以及至少一个偏振光透镜，所述偏振光依次入射至所述至少一个电控偏振光旋转器件以及所述至少一个偏振光透镜；驱动电路，连接至所述至少一个电控偏振光旋转器件，所述至少一个电控偏振光旋转器件根据驱动电路提供的驱动信号改变所述偏振光的偏振方向；非偏振光透镜组，所述偏振光经过所述至少一个光学单元后入射至所述非偏振光透镜组；以及图像采集单元，用于采集经由所述电控偏振光旋转器件调制并经过所述非偏振光透镜组的偏振光而生成图像。

在上述实施方式中，所述电控偏振光旋转器件能够快速切换入射至其上光的偏振方向，所述偏振光透镜聚焦特定方向的偏振光，通过调整述偏振光透镜的焦距，从而快速获取连续的不同聚焦条件的图像。所述连续的不同聚焦条件下的图像，可以通过DFF(Depth-from-Focus)或者DFD(Depth-from-Defocus)的方法进行场景的深度测量等。

在上述任一技术方案中，优选的，所述至少一个电控偏振光旋转器件为扭曲向列液晶盒。

在上述任一技术方案中，优选的，所述至少一个偏振光透镜为使用液晶材料制作的透镜。