[发明专利]采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统及成像方法

权利要求书

1.一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统，其特征在于，包括：依次设置的主透镜组件、第一液晶透镜组件、第二液晶透镜组件以及图像传感器，所述第一液晶透镜组件包括第一补偿透镜和第一液晶透镜，所述第二液晶透镜组件包括第二补偿透镜和第二液晶透镜，成像时，所述第一补偿透镜和第一液晶透镜组合工作在正光焦度，所述第二补偿透镜和第二液晶透镜组合工作在负光焦度；所述第一补偿透镜的光焦度数值与所述第一液晶透镜的最大负光焦度数值相同，所述第二补偿透镜的光焦度数值与所述第二液晶透镜的最大正光焦度数值相同；第一液晶透镜的光焦度开始状态是-D～D，第一补偿透镜的光焦度数值为D；第二液晶透镜的光焦度开始状态是-D～D，则第二补偿透镜的光焦度数值为D；

所述第一液晶透镜的孔径D1为：

其中，r1为第一液晶透镜距离所述图像传感器的距离，m为主透镜组件光圈数，D为主透镜组件孔径；

所述第二液晶透镜的孔径D2为：

其中，r2为第二液晶透镜距离所述图像传感器的距离，m为主透镜组件光圈数，D为主透镜组件孔径，f’是主透镜组件和第一液晶透镜组件的组合焦距，f为主透镜组件焦距；

第一液晶透镜组件和第二液晶透镜组件平行设置；第一液晶透镜组件与所述第二液晶透镜组件同时沿垂直光轴方向移动，以将第一液晶透镜组件与所述第二液晶透镜组件移动至用户对场景中感兴趣区域，从而对所述感兴趣区域图像进行变焦。

2.根据权利要求1所述的采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统，其特征在于，所述第一液晶透镜距离所述主透镜组件的距离d₁为：

d₁＝D₁*m；

其中，D₁为第一液晶透镜的孔径，m为主透镜组件光圈数；

所述第二液晶透镜距离所述主透镜组件的距离d₂为：

d₂＝D₂*m；

其中，D₂为第二液晶透镜的孔径，m为主透镜组件光圈数。

3.根据权利要求1或2所述的采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统，其特征在于，所述第一液晶透镜组件和所述第二液晶透镜组件组合时，所述成像系统的变倍比M为：

其中，dr为第一液晶透镜与第二液晶透镜之间的距离，a为第一液晶透镜的光焦度；b为第二液晶透镜的光焦度；l为后截距。

4.根据权利要求1所述的采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统，其特征在于，所述第一液晶透镜和所述第二液晶透镜均为非阵列液晶透镜，所述第一液晶透镜组件与所述第二液晶透镜组件可同时沿垂直光轴方向移动。

5.根据权利要求1所述的采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统，其特征在于，所述第一补偿透镜和所述第二补偿透镜分别为玻璃透镜阵列，所述第一液晶透镜为包括多个第一子透镜的第一液晶透镜阵列，所述第二液晶透镜为包括多个第二子透镜的第二液晶透镜阵列，成像时，所述第一液晶透镜阵列中感兴趣场景区域对应的第一子透镜工作在正光焦度，所述第二液晶透镜阵列中感兴趣场景区域对应的第二子透镜工作在负光焦度。

6.一种采用液晶透镜实现局部变焦的成像方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-5任一所述的采用液晶透镜实现局部变焦的成像系统中，所述方法包括：

驱动所述第二液晶透镜使所述第二液晶透镜组件以负光焦度工作，在所述图像传感器上形成模糊变焦的区域图像；

驱动所述第一液晶透镜使所述第一液晶透镜组件以正光焦度工作，将所述模糊变焦的区域图像变清晰。