CN105467714B - 液晶透镜成像装置及液晶透镜成像方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶透镜成像装置及成像方法。其中，成像装置包括：偏振光生成器件，用于将入射光转换为线偏振光；透镜组，包括液晶透镜，线偏振光的偏振方向与液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间形成夹角；驱动电路，用于使液晶透镜分别处于对焦状态和非对焦状态；图像采集单元，用于采集经过液晶透镜的线偏振光信号，并根据线偏振光信号生成图像，当液晶透镜处于对焦状态和非对焦状态时分别生成对焦图像和非对焦图像；图像处理单元，用于接收并对对焦图像和非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像。不仅成像装置结构更紧凑，而且利用液晶透镜生成的真实非对焦图像来达到提高图像对比度的效果，图像质量也更高。
Description
技术领域
本发明涉及透镜成像技术领域，具体而言，涉及一种液晶透镜成像装置和液晶透镜成像方法。
背景技术
传统上，由成像装置直接生成的图像的对比度较低，往往需要通过图像处理的手段来提高其对比度。如在Gonzalez,R.C.,Woods,R.E.:‘Digital image processing,2nd’,SL:PrenticeHall,2002中，介绍了使用“unsharp mask”方法来提高图像的对比度。具体为，先将成像装置直接获得的原始图像卷积一个低通滤波器而生成模糊图像，利用模糊图像来对原始图像进行处理，从而获得高对比度的最终图像。由上可知，最终图像使原始图像的高频部分得到了增强，从而达到了提高图像对比度的效果。
然而，这种软件图像处理的方法是利用一幅模糊图像来对原始图像进行处理，而该模糊图像是基于原始图像模拟的，并不是真实的模糊图像。如上，在对原始图像卷积时所用的低通滤波器是对该成像装置的点扩散函数的建模，通常由一个n＊n的矩阵来定义。点扩散函数是利用一个点光源通过该成像装置时在相同聚焦设置下形成的图像，所述低通滤波器则是对该图像的归一化数字采样。由于点扩散函数的具体形式与该图像形成时的物距、像距、光圈的大小和形状等因素有关，且光在传输过程中还存在衍射等非线性特性以及上述数字采样的差异等。由此可见，很难构建出一个能完全反应物体形成真实模糊图像的低通滤波器。此外，这种图像处理的方式还存在参数选取的问题，因为使用的低通滤波器的种类和大小等均会影响处理的结果，即模拟模糊图像的真实度。
因此，如何获得物体的真实模糊图像并利用真实的模糊图像来提高原始图像的对比度，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明正是基于上述问题中至少之一，提出了一种新的液晶透镜成像装置和成像方法。
本发明提出了一种液晶透镜成像装置，包括：偏振光生成器件，用于将入射光转换为线偏振光；透镜组，所述透镜组包括至少一液晶透镜，所述线偏振光的偏振方向与所述液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间形成夹角；驱动电路，连接至所述液晶透镜，用于使所述液晶透镜分别处于对焦状态和非对焦状态；图像采集单元，用于采集经过所述液晶透镜的线偏振光信号，并根据所述线偏振光信号生成图像，当所述液晶透镜处于对焦状态时，所述线偏振光信号生成对焦图像，当所述液晶透镜处于非对焦状态时，所述线偏振光信号生成非对焦图像；图像处理单元，连接至所述图像采集单元，接收所述对焦图像和所述非对焦图像，并用于对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像。
在上述实施方式中，本发明的液晶透镜成像装置不仅结构紧凑，而且利用液晶透镜生成的真实非对焦图像来使成像图像更加准确、真实地反应物体成像，图像质量更高。
在上述技术方案中，优选的，所述线偏振光的偏振方向与所述液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角为θ，其中0°≤θ≤90°。
在上述技术方案中，优选的，当所述线偏振光的偏振方向与所述液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角为0°时，所述图像采集单元用于对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像，具体包括：
利用所述非对焦图像对所述对焦图像进行处理，获取所述对焦图像的高空间频率图像部分；对所述对焦图像的高空间频率图像部分进行幅度放大后与所述对焦图像进行叠加处理而得到所述成像图像。
优选的，所述图像采集单元用于对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像是基于如下公式进行处理：
其中，I′表示成像图像，I表示所述对焦图像，Ii表示第i幅非对焦图像，wi表示对应所述第i幅非对焦图像的加权系数。
优选的，所述加权系数wi随所述图像采集单元生成第i幅非对焦图像时的液晶透镜的焦距相对于所述图像采集单元生成所述对焦图像时的液晶透镜的焦距的变化量增大而减小
经过上述处理，从而获得了更高对比度的成像图像。
在上述技术方案中，优选的，当所述线偏振光的偏振方向与所述液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角不为0°时，所述图像处理单元用于对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像，具体包括：
利用所述非对焦图像来去除所述对焦图像中未被所述液晶透镜调制的线偏振光信号所生成的图像，将处理得到的图像作为所述成像图像。
优选的，所述图像处理单元用于对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像是基于如下公式进行处理：
I′＝IF+w(IF-IB)
其中，I′表示所述成像图像，IF表示所述对焦图像，IB表示所述非对焦图像，w表示对应所述非对焦图像IB的参数。
优选的，其中α＝cosθ-β，β表示漏光量在入射光中的比例。
经过上述去除所述对焦图像中未被所述液晶透镜调制的线偏振光信号所生成的图像，从而获得了更清晰的成像图像。
在上述任一技术方案中，优选的，所述对焦图像和所述非对焦图像的放大率基本相同。
这样，即可直接利用所述非对焦图像来对所述对焦图像进行简单的图像处理，从而获得高对比度的成像图像，无需考虑所述对焦图像和所述非对焦图像的放大率不同的问题，以及所需的复杂的图像运算。
在上述任一技术方案中，优选的，所述透镜组还包括与所述液晶透镜配合使用的固体非偏振光透镜，所述线偏振光依次经过所述液晶透镜和固体非偏振光透镜。
在上述任一技术方案中，优选的，所述透镜组包括多个层叠设置的液晶透镜，所述多个液晶透镜的初始配向相互平行。
在上述任一技术方案中，优选的，当所述对焦图像基于指定物生成时，所述图像处理单元利用聚焦计算深度算法在所述对焦图像中获得所述指定物的对焦区域，并利用所述非对焦图像中与所述对焦图像的对焦区域对应的图像区域来对所述对焦图像的对焦区域进行处理。
优选的，所述图像处理单元利用聚焦计算深度算法在所述对焦图像中获得所述指定物的对焦区域，具体包括：
所述图像处理单元分别计算所述对焦图像的对焦区域中的像素的聚焦值和所述非对焦图像中与所述对焦图像的对焦区域对应的图像区域中的像素的聚焦值，所述对焦图像的对焦区域中的像素的聚焦值大于所述非对焦图像中与所述对焦图像的对焦区域对应的图像区域中的对应像素的聚焦值。
这样即可针对指定物形成的对焦区域进行处理，获得具有高对比度的对焦区域的成像图像，而对成像图像的其他非对焦区域则不进行任何处理，可让保留与所述对焦图像相同的真实效果。
根据本发明的又一方面，还提供了一种液晶透镜成像方法，包括：将入射光转换为线偏振光；驱动液晶透镜分别处于对焦状态和非对焦状态；所述线偏振光的偏振方向与所述液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间形成夹角；采集经过所述液晶透镜的线偏振光信号，并根据所述线偏振光信号生成图像，当所述液晶透镜处于对焦状态时，所述线偏振光信号生成对焦图像，当所述液晶透镜处于非对焦状态时，所述线偏振光信号生成非对焦图像；接收并对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像。
根据本发明的液晶透镜成像方法，其利用液晶透镜生成的真实非对焦图像来使成像图像更加准确、真实地反应物体成像，图像质量更高。
在上述技术方案中，优选的，所述线偏振光的偏振方向与所述液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角为θ，其中0°≤θ≤90°。
在上述技术方案中，优选的，当所述线偏振光的偏振方向与所述液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角为0°时，所述图像采集单元用于对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像，具体包括：
利用所述非对焦图像对所述对焦图像进行处理，获取所述对焦图像的高空间频率图像部分；对所述对焦图像的高空间频率图像部分进行幅度放大后与所述对焦图像进行叠加处理而得到所述成像图像。
经过上述处理，从而获得了更高对比度的成像图像。
在上述技术方案中，优选的，当所述线偏振光的偏振方向与所述液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角不为0°时，所述图像处理单元用于对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像，具体包括：
利用所述非对焦图像来去除所述对焦图像中未被所述液晶透镜调制的线偏振光信号所生成的图像，将处理得到的图像作为所述成像图像。
经过上述去除所述对焦图像中未被所述液晶透镜调制的线偏振光信号所生成的图像，从而获得了更清晰的成像图像。
在上述任一技术方案中，优选的，所述对焦图像和所述非对焦图像的放大率基本相同。
这样，即可直接利用所述非对焦图像来对所述对焦图像进行简单的图像处理，从而获得高对比度的成像图像，无需考虑所述对焦图像和所述非对焦图像的放大率不同的问题，以及所需的复杂的图像运算。
在上述任一技术方案中，优选的，当所述对焦图像基于指定物生成时，利用聚焦计算深度算法在所述对焦图像中获得所述指定物的对焦区域，并利用所述非对焦图像中与所述对焦图像的对焦区域对应的图像区域来对所述对焦图像的对焦区域进行处理。
优选的，所述利用聚焦计算深度算法在所述对焦图像中获得所述指定物的对焦区域，具体包括：
分别计算所述对焦图像的对焦区域中的像素的聚焦值和所述非对焦图像中与所述对焦图像的对焦区域对应的图像区域中的像素的聚焦值，所述对焦图像的对焦区域中的像素的聚焦值大于所述非对焦图像中与所述对焦图像的对焦区域对应的图像区域中的对应像素的聚焦值。
这样即可针对指定物形成的对焦区域进行处理，获得具有高对比度的对焦区域的成像图像，而对成像图像的其他非对焦区域则不进行任何处理，可让保留与所述对焦图像相同的真实效果。
本发明的液晶透镜成像装置和成像方法不仅器件结构紧凑，而且由于利用液晶透镜来生成对焦图像和非对焦图像，并用真实的非对焦图像来达到提高成像图像对比度的效果，使得成像图像更加准确、真实地反应物体，图像质量更高。
附图说明
图1示出了本发明的液晶透镜成像装置的示意图；
图2示出了本发明的液晶透镜成像装置中透镜组作为等效透镜时在不同状态下成像的光路图；
图3示出了本发明的液晶透镜成像装置在指定物时获取的对焦图像截屏图；
图4示出了根据本发明的液晶透镜成像方法的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例。
图1示出了根据本发明的一个具体实施方式的液晶透镜成像装置的示意图。
如图1所示，本发明的液晶透镜成像装置包括偏振光生成器件110、透镜组130、图像传感器(图像采集单元)140、图像处理器(图像处理单元)150和驱动电路120。
偏振光生成器件110可以是将入射光L调制为具有固定的预定偏振方向的偏振光的器件，如将入射光L调制为具有预定偏振方向的线偏振光的偏振片，也可以是将入射光L调制为具有可变换的预定偏振方向的偏振光的器件，如由偏振片和电控扭曲向列型液晶盒(即Twist Nematic液晶盒，简称TN液晶盒)组成的组件，又如由偏振片和半波片组成的组件等。
当透镜组130工作时，经偏振光生成器件110调制的具有预定偏振方向的线偏振光进入透镜组130，图像传感器140采集经过透镜组130的线偏振光信号，并根据所述线偏振光信号生成图像，将生成的图像传输至图像处理器150。图像处理器150接收图像并对其进行分析判断，根据接收的图像向驱动电路120输出控制信号。驱动电路120连接至透镜组130的液晶透镜，根据图像处理器150的控制信号调节施加在透镜组130的液晶透镜上的驱动电压，从而改变液晶透镜的折射率，使液晶透镜从非对焦状态过渡到对焦状态，或者从对焦状态过渡到非对焦状态。当经偏振光生成器件110调制的偏振光为具有可变换的预定偏振方向的偏振光时，驱动电路120并连接至偏振光生成器件110，以实现经偏振光生成器件110调制的偏振光的预定偏振方向的转变。本发明的液晶透镜成像装置的光路图如图2所示。
图像处理器150接收对焦图像和非对焦图像后，利用非对焦图像来对对焦图像进行简单的图像处理，将处理得到的图像作为成像图像，从而获得高对比度的成像图像。在优选实施例中，图像处理器150是可编程逻辑控制器。
本发明利用轻薄、能耗低的液晶透镜来成像，而且液晶透镜是一种电控的可变焦透镜，其利用外加电场使得液晶透镜中的液晶分子倾斜方向成一定的梯度分布，使得入射的线偏振光的折射率形成类似透镜的分布，从而形成透镜。而且当外加电场改变时，液晶透镜中的液晶分子倾斜的程度亦发生变化，进而使液晶透镜对线偏振光的汇聚能力发生改变，也即使液晶透镜的焦距发生变化。从而，当所述液晶透镜处于对焦状态时，所述线偏振光信号生成对焦图像(实际成像中为指定物的对焦图像)，当所述液晶透镜处于非对焦状态时，所述线偏振光信号生成非对焦图像。但是与传统的成像装置相比，由于在这个成像过程中改变的仅仅是液晶透镜的焦距，液晶透镜的其他参数没有改变。这样，本发明的液晶透镜成像装置不需要考虑传统的成像装置中，当通过改变透镜组中一个或多个透镜的位置而改变焦距时，随之整个成像装置的主点发生变化，也即改变焦距的同时其像距和物距也发生变化，从而带来的一系列问题，如形成的多幅图像的放大率不同，而且对焦平面也发生了移动。仅需要通过液晶透镜的焦距改变来直接形成对焦图像和非对焦图像，且其放大率保持基本不变(即不发生变化或变化很小)，直接利用一幅或多幅非对焦图像来对对焦图像进行简单的图像处理，即可提高成像图像的对比度。而且成像装置可以做得更加轻薄，非常适合手机、平板电脑等移动设备。
一般由于入射光L是自然光，也可视为具有各种偏振方向的混合光，而经过偏振光生成器件110时，将其调制为具有单一偏振方向的线偏振光。若经过偏振光生成器件110形成具有单一偏振方向的线偏振光，当该线偏振光的偏振方向与液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向平行时，理论上，液晶透镜完全调制(即汇聚)经偏振光生成器件110形成的线偏振光，当该线偏振光的偏振方向与液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向不平行而是形成一定夹角(以下用θ表示)时，液晶透镜只调制(即汇聚)经偏振光生成器件110形成的线偏振光中的部分线偏振光分量，而另一部分为干扰线偏振光分量。可见，夹角θ具有如下范围：0°≤θ≤90°。
透镜组130包括至少一液晶透镜。透镜组130还包括至少一由如玻璃透镜组或塑料透镜组形成的非偏振光透镜。这里的非偏振光透镜主要与液晶透镜只对偏振光起调制工作的特性而言的，事实上，如上所例举，非偏振光透镜其实就是使用玻璃、石英、树脂等各向同性透明材料制成的普通透镜。
在上述实施方式中，透镜组130包括至少一液晶透镜，该液晶透镜既可以是单体液晶透镜，也可以是液晶透镜阵列，本文中统称“液晶透镜”。当透镜组130包括多个液晶透镜时，所述多个液晶透镜为层叠设置，其初始配向相互平行，也即所述多个液晶透镜的配向层摩擦方向相互平行。透镜组130还可以包括其他使用玻璃、石英、树脂等各向同性透明材料制成的普通透镜。透镜组130可以有不同的具体形式和多样的组合、搭配，包括但不限于以下具体形式和组合、搭配：(1)由单一液晶透镜组成；(2)由单一液晶透镜的复眼阵列组成；(3)由多个初始配向互相平行的液晶透镜组成；(4)由多个初始配向互相平行的液晶透镜或其复眼阵列组成；(5)由单一液晶透镜和其他普通透镜共同组成；(6)由单一液晶透镜的复眼阵列和其他普通透镜共同组成；(7)由多个初始配向互相平行的液晶透镜和其他普通透镜共同组成；(8)由多个初始配向互相平行的液晶透镜或其复眼阵列和其他非偏振光透镜共同组成。由于透镜组130的具体形式和多样的组合、搭配及其普通透镜均属于现有技术，因此不再赘述。对于由液晶透镜和非偏振光透镜形成的透镜组130，为了方便定义，可将透镜组130等效为一个等效透镜，则在形成对焦图像和非对焦图像时的焦距改变，即为透镜组130等效成的等效透镜的等效焦距改变。
在优选实施例中，透镜组130包括一单体液晶透镜和一与所述液晶透镜配合使用的非偏振光透镜。透镜组130的液晶透镜放置于非偏振光透镜之前，具体放置位置可根据其本身参数进行调整和搭配，从而形成以非偏振光透镜为主、液晶透镜为辅的透镜组。经偏振光生成器件110调制的具有预定偏振方向的偏振光经由液晶透镜到达非偏振光透镜，由液晶透镜和非偏振光透镜作为一个整体对光信号进行汇聚和/或发散调制，并由图像传感器140生成对焦图像和非对焦图像。
以上阐述了根据本发明的液晶透镜成像装置的主要组成结构及其大致的工作过程，下面基于图1所示的液晶透镜成像装置的示意图来详细说明根据本发明的液晶透镜成像装置的工作原理。
先说明本发明利用对焦前生成的非对焦图像来对对焦图像进行处理的过程。
如前，透镜组130工作时，液晶透镜处于透镜状态，并让液晶透镜进行对焦。这时，液晶透镜还处于非对焦状态，则图像传感器140生成非对焦图像。图像处理器150接收所述非对焦图像并对其进行分析判断，若判定为非对焦图像即向驱动电路120输出控制信号，驱动电路120根据所述控制信号调节施加在液晶透镜上的电压，使液晶透镜继续进行对焦，从非对焦状态过渡到对焦状态。经多次调节直至图像传感器140生成对焦图像，由图像处理器150接收对焦图像，即完成一次成像过程，进行下一次成像。对焦过程中，除了上述通过直接调节液晶透镜的驱动电压外，还可以通过调整液晶透镜成像装置的其他聚焦设置来判断直接生成的成像图像是否为对焦图像。这种聚焦设置的调整还可以是液晶透镜成像装置的系统参数的调整，如物体与透镜组130之间的距离(即物距)，图像传感器140与透镜组130之间的距离(即像距)等。而判断直接生成的成像图像是否为对焦图像的方法有多种，如可以利用Laplacian算子等计算图像像素的聚焦值(英文为focus score)，若某一图像中像素的聚焦值均大于其他图像中对应像素的聚焦值，则该幅图像即为对焦图像，也即选取对应聚焦值峰值的图像为对焦图像，其余图像为非对焦图像，而将生成该对焦图像时透镜组130所处的状态称为对焦状态。若图像传感器140生成的图像是基于指定物对焦形成时，对焦图像中的像素与其他非对焦图像的对应像素是指基于指定物的同一点形成。也即，本发明的液晶透镜成像装置可通过调整聚焦设置来驱动液晶透镜分别处于对焦状态和非对焦状态。
本发明的“放大率”是指基于指定物形成的图像与物体实际尺寸的比例，等于像距除以物距。
当经偏振光生成器件110形成的线偏振光的偏振方向与液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角θ为0°，即两者平行时，图像处理器150利用非对焦图像来对对焦图像进行处理基于如下公式：
其中，I′表示成像图像，I表示对焦图像，Ii是第i幅非对焦图像，wi是对应第i幅非对焦图像的加权系数。
加权系数wi的大小与液晶透镜的焦距变化有关，当第i幅非对焦图像对应的驱动电压与对焦图像I所对应的驱动电压变化较大时，相应地，液晶透镜的焦距变化也较大，则第i幅非对焦图像Ii相对于对焦图像I的模糊程度较大，对应第i幅非对焦图像Ii的加权系数wi则较小。
由上可知，尽管Ii是在液晶透镜的焦距发生变化后形成的非对焦图像，相对于对焦图像I更加模糊，但是非对焦图像Ii却是直接获得的完全反应物体的真实图像。而且只要液晶透镜对驱动电压的响应速度足够快，从这些非对焦图像Ii对应的非对焦状态到对焦图像I对应的对焦状态的过渡时间足够短，即所有非对焦状态与对焦状态的时间间隔在预设时间范围内，拍摄场景即不会发生明显的变化(包括光强的变化、场景中的物体相对位移变化、液晶透镜成像装置的移动等变化因素)。这样，可以合理假设对焦状态和非对焦状态下的入射光L没有发生变化，或者尽管发生了的微小变化，但可以忽略，视为保持基本不变。
对于式(1)，可以从原理上理解如下：通过计算(I-Ii)获取了对焦图像I的高空间频率图像部分，并将对焦图像的高空间频率图像部分进行适当的幅度放大(即缩放处理)之后与一幅最能反应物体真实情况的对焦图像I进行叠加而得到成像图像，从而使反应物体高空间频率的图像信号的幅度增强，获得高对比度的图像。
接下来说明本发明利用对焦后生成的非对焦图像来对对焦图像进行处理的过程。
如前，透镜组130工作时，使液晶透镜进行对焦。当液晶透镜处于对焦状态时，由图像传感器140生成对焦图像。图像处理器150接收所述对焦图像并对其进行分析判断，若判定为对焦图像即向驱动电路120输出控制信号，驱动电路120根据所述控制信号调节施加在液晶透镜上的驱动电压，使液晶透镜从对焦状态过渡到非对焦状态。当液晶透镜处于非对焦状态时，由图像传感器140生成至少一幅非对焦图像。从而，由图像处理器150接收非对焦图像和对焦图像并利用对焦后生成的非对焦图像来对对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为高对比度的成像图像。其具体处理过程与前述的相关记载相同，在此不再赘述。
当经偏振光生成器件110形成的线偏振光的偏振方向与液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角θ不为0°，即二者不平行时，图像处理器150利用非对焦图像来对对焦图像进行处理基于如下公式：
I′＝IF+w(IF-IB) (2)
其中，I′表示成像图像，IF表示对焦图像，IB表示非对焦图像，w表示对应非对焦图像IB的参数。这里，非对焦图像IB为液晶透镜在非透镜状态时生成，该非透镜状态既可以在对焦状态之前，也可以在对焦状态之后，也即，图像处理器150既可以利用对焦状态之前的非透镜状态时生成的非对焦图像来对对焦图像进行处理，也可以利用对焦状态之后的非透镜状态时生成的非对焦图像来对对焦图像进行处理。加权系数w通过如下方式确定：
当液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向与入射的线偏振光的偏振方向之间的夹角θ不为0°时，按照矢量分解原理，根据液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向将入射的线偏振光分解为与液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向平行的线偏振光分量和与液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向垂直的线偏振光分量，且这两个线偏振光分量分别形成图像IFe和图像IFo，分别表示能被液晶透镜调制的线偏振光分量形成的图像和未被液晶透镜调制的线偏振光分量形成的图像。当液晶透镜处于对焦状态时，则有：
IF＝IFe+IFo (3)
其中，IFo会造成对焦图像IF的模糊。这时，求解I′实则为获得图像IFe，即在对焦图像IF中去除造成图像模糊的图像IFo。
若用α表示被液晶透镜调制的线偏振光分量形成的图像IFe在对焦图像IF中的比例，则有|IFe|＝α|IF|，|IFo|＝(1-α)|IF|，其中|﹒|是图像能量平均值函数。
由于非对焦图像IB为液晶透镜在非透镜状态时获得，则入射的线偏振光经过液晶透镜时没有调制，即有IBe＝0，IBo＝IB。这里，由于液晶透镜的非对焦状态与对焦状态的时间间隔在预设时间范围内，两个状态的时间间隔非常短，也即IB和IF为相邻两时刻形成的图像，可视为IB和IF两幅图像的能量相等，即|IF|＝|IB|。而IBo和IFo均是不能被液晶透镜调制的线偏振光分量形成的图像，但二者能量不同，则有IFo＝(1-α)IBo。
综合以上，则有：
I′＝IFe＝αIF+(1-α)(IF-IB) (4)
最后，为使IFe和IF处于同一个能量均值，需在I′基础上再乘以1/α。最终得：
对照式(2)、式(5)，即有
参照前面矢量分解原理，将对经液晶透镜调制的线偏振光形成的图像看做是与液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向平行的线偏振光分量形成的图像和与液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向垂直的线偏振光分量形成的图像，以及前面α的定义，则有α＝cosθ。
实际中，由于偏振光生成器件110不能够将入射光L完全偏转，存在一定比例漏光，事实上α＝cosθ-β，其中β表示漏光量在入射光L中的比例，其可以通过事先标定的方法取得。
由此可见，本发明的液晶透镜成像装置不仅能通过获得放大率基本不变的对焦图像和非对焦图像并利用真实反应物体的非对焦图像来对对焦图像处理，从而获得高对比度的成像图像，图像细节也更丰富。而且当经过液晶透镜的线偏振光不能完全被液晶透镜调制时，可以去除不能被液晶透镜调制的线偏振光分量形成的图像，消除了这部分线偏振光分量所带来的图像模糊，从而提高了图像的成像质量，获得了高清晰度的图像。此外，本发明的液晶透镜成像装置可以做得更加轻薄，非常适合手机、平板电脑等移动设备。
对于上述具有单一对焦面的图像，前述处理是足够的。但是实际拍摄中，由于不同的物体位于不同的对焦面上，而我们只能对指定物进行对焦和成像，所以在生成的同一幅图像上，与指定物相同的对焦面上的物体全部形成清晰图像，而其他对焦面上的物体形成模糊图像。如图3所示，将与该指定物处于同一对焦面的图像区域称为对焦区域，而将对焦区域以外的图像区域称为非对焦区域，也即非对焦面对应的图像区域。让图像处理器150只对对焦区域进行前述图像处理，而不对非对焦区域进行任何处理。则经过上述处理的图像，成像图像的对焦区域更清晰，而其非对焦区域保留与所述对焦图像相同的真实逼真感。以下详述其处理过程：
(1)基于该指定物生成一对焦图像，并生成一非对焦图像，具体可参照前面的相关记载，在此不再赘述；当所述对焦图像基于指定物生成时，所述图像处理单元利用聚焦计算深度算法在所述对焦图像中获得所述指定物的对焦区域，并利用所述非对焦图像中与所述对焦图像的对焦区域对应的图像区域来对所述对焦图像的对焦区域进行处理。
(2)根据聚焦计算深度算法(英文为Depth-From-Focus，简称DFF)在对焦图像中获得与该指定物处于同一对焦面的对焦区域，并利用非对焦图像中与对焦图像的对焦区域对应的图像区域来对对焦图像的对焦区域进行处理。具体地，即对对焦区域进行如前述式(1)和式(2)的处理，从而获得基于对焦图像的对焦区域的成像图像。
图像处理器150利用聚焦计算深度算法在所述对焦图像中获得所述指定物的对焦区域，具体为：
分别计算对焦图像的对焦区域中的像素的聚焦值和非对焦图像中与对焦图像的对焦区域对应的图像区域中的像素的聚焦值，使对焦图像的对焦区域中的像素的聚焦值大于非对焦图像中与对焦图像的对焦区域对应的图像区域中的对应像素的聚焦值。
这样可保证与该指定物具有相同对焦面的图像区域具有高对比度，图像质量更高，成像也更清晰，而对其他非对焦区域则不进行处理，保留了与对焦图像相同的逼真感，成像也更细腻。
图4示出了根据本发明的一个具体实施方式的的液晶透镜成像方法的流程图。
如图4所示，根据本发明的具体实施方式的液晶透镜成像方法，包括以下步骤：
步骤601，将入射光转换为线偏振光；步骤602，驱动液晶透镜分别处于对焦状态和非对焦状态；步骤603，让所述线偏振光的偏振方向与所述液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间形成夹角；步骤604，采集经过所述液晶透镜的线偏振光信号，并根据所述线偏振光信号生成图像，当所述液晶透镜处于对焦状态时，所述线偏振光信号生成对焦图像，当所述液晶透镜处于非对焦状态时，所述线偏振光信号生成非对焦图像；步骤606，接收并对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像。
本发明的液晶透镜成像方法仅仅通过液晶透镜的焦距改变来直接形成对焦图像和非对焦图像，且对焦图像和非对焦图像的放大率保持基本不变。这样，可以直接利用一幅或多幅非对焦图像来对对焦图像进行简单的图像处理，即可提高成像图像的对比度。
在步骤601中，一般由于入射光L是自然光，也可视为具有各种偏振方向的混合光，需要将其调制为具有单一偏振方向的线偏振光，这里没有考虑相关偏振光生成器件的漏光问题。该单一偏振方向的线偏振光既可以为具有固定的预定偏振方向的偏振光，也可以为具有可变换的预定偏振方向的偏振光。
在步骤602中，可通过聚焦设置的调整来使液晶透镜分别处于对焦状态和非对焦状态。聚焦设置的调整包括直接调节液晶透镜的驱动电压，也可以改变液晶透镜成像装置的系统参数，如物体与液晶透镜成像装置之间的距离(即物距)，液晶透镜成像装置的图像传感器140与其透镜组130之间的距离(即像距)等。
在步骤603中，入射的线偏振光的偏振方向与液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角为θ，其中0°≤θ≤90°。当入射的线偏振光的偏振方向与液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角θ为0°，即二者平行时，液晶透镜完全调制(即汇聚)经偏振光生成器件形成的线偏振光，当入射的线偏振光的偏振方向与液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角θ不为0°，即二者不平行时，液晶透镜只调制(即汇聚)经偏振光生成器件形成的线偏振光中的部分线偏振光分量，而另一部分为干扰线偏振光分量。
在步骤604中，对焦图像既可以是液晶透镜从非对焦状态过渡到对焦状态的对焦过程中的对焦状态形成，也可以是从对焦状态过渡到非对焦状态的过程中的对焦状态形成。而非对焦图像可以通过改变由液晶透镜和非偏振光透镜等效而成的等效透镜的等效焦距来形成。等效焦距的改变既可以直接改变液晶透镜的驱动电压来实现，也可以依据液晶透镜仅对预定线偏振光起调制(即汇聚)作用的特点，通过改变入射的线偏振光的偏振方向，从而使得成像的实际等效焦距发生变化来实现。具体地，假如液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向与入射的线偏振光的偏振方向相同时，经过所述液晶透镜调制的线偏振光形成对焦图像。继而改变入射的线偏振光的偏振方向，如90°，而此时入射的线偏振光几乎不能被液晶透镜调制，，则形成非对焦图像，但这时成像的实际等效焦距不同于形成对焦图像的等效焦距。
而判断物体是否对焦有多种方法，比如可以使用Laplacian算子等计算图像的聚焦值，并选取对应聚焦值峰值的图像为对焦图像，其余图像为非对焦图像。而判断直接生成的成像图像是否为对焦图像的方法有多种，如可以利用Laplacian算子等计算图像像素的聚焦值，若某一图像中像素的聚焦值均大于其他图像中对应像素的聚焦值，则该幅图像即为对焦图像，也即选取对应聚焦值峰值的图像为对焦图像，其余图像为非对焦图像，而将生成该对焦图像时液晶透镜所处的状态称为对焦状态。若生成的图像是基于指定物对焦形成时，对焦图像中的像素与其他非对焦图像的对应像素是指基于指定物的同一点形成。
由于本发明的液晶透镜成像方法中只改变液晶透镜的焦距，利用该方法直接形成的对焦图像和非对焦图像的放大率在成像过程中保持基本不变(即不发生变化或变化很小，视为基本不变)。
在步骤606中，对对焦图像和非对焦图像进行处理即是利用非对焦图像对对焦图像进行处理，获得高对比度的成像图像。当入射的线偏振光的偏振方向与液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角θ为0°，即两者平行时，利用非对焦图像对对焦图像进行处理基于如下公式：
其中，I′表示成像图像，I表示对焦图像，Ii是第i幅非对焦图像，wi是对应第i幅非对焦图像的加权系数。
加权系数wi的大小与液晶透镜的焦距变化有关，当第i幅非对焦图像对应的驱动电压与对焦图像I所对应的驱动电压变化较大时，相应地，液晶透镜的焦距变化也较大，则第i幅非对焦图像Ii相对于对焦图像I的模糊程度较大，对应第i幅非对焦图像Ii的加权系数wi则较小。
由上可知，尽管Ii是在液晶透镜的焦距发生变化后形成的非对焦图像，相对于对焦图像I更加模糊，但是非对焦图像Ii却是直接获得的完全反应物体的真实图像。而且只要液晶透镜对驱动电压的响应速度足够快，从这些非对焦图像Ii对应的非对焦状态到对焦图像I对应的对焦状态的过渡时间足够短，即所有非对焦状态与对焦状态的时间间隔在预设时间范围内，拍摄场景即不会发生明显的变化(包括光强的变化、场景中的物体相对位移变化、液晶透镜成像装置的移动等变化因素)。这样，可以合理假设对焦状态和非对焦状态下的入射光L没有发生变化，或者尽管发生了的微小变化，但可以忽略，视为保持基本不变。
对于式(1)，可以从原理上理解如下：通过计算(I-Ii)获取了对焦图像I的高空间频率图像部分，并将对焦图像的高空间频率图像部分进行适当的幅度放大(即缩放处理)之后与一幅最能反应物体真实情况的对焦图像I进行叠加而得到成像图像，从而使反应物体高空间频率的图像信号的幅度增强，获得高对比度的图像。
在上述技术方案中，当入射的偏振光的偏振方向与液晶透镜预定调制的偏振光的偏振方向之间的夹角θ不为0°，即二者不平行时，利用非对焦图像对对焦图像进行处理基于如下公式：
I′＝IF+w(IF-IB) (7)
其中，I′表示成像图像，IF表示对焦图像，IB表示非对焦图像，w表示对应非对焦图像IB的加权系数。这里，非对焦图像IB为液晶透镜在非透镜状态时生成，该非透镜状态既可以在对焦状态之前，也可以在对焦状态之后，也即，既可以利用对焦状态之前的非透镜状态时生成的非对焦图像来对对焦图像进行处理，也可以利用对焦状态之后的非透镜状态时生成的非对焦图像来对对焦图像进行处理。加权系数w通过如下方式确定：
当液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向与入射的线偏振光的偏振方向之间的夹角θ不为0°时，按照矢量分解原理，根据液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向将入射的线偏振光分解为与液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向平行的线偏振光分量和与液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向垂直的线偏振光分量，且这两个线偏振光分量分别形成图像IFe和图像IFo，分别表示能被液晶透镜调制的线偏振光分量形成的图像和未被液晶透镜调制的线偏振光分量形成的图像。当液晶透镜处于对焦状态时，则有：
IF＝IFe+IFo (8)
其中，IFo会造成对焦图像IF的模糊。这时，求解I′实则为获得图像IFe，即在对焦图像IF中去除造成图像模糊的图像IFo。
若用α表示被液晶透镜调制的线偏振光分量形成的图像IFe在对焦图像IF中的比例，则有|IFe|＝α|IF|，|IFo|＝(1-α)|IF|，其中|﹒|是图像能量平均值函数。
由于非对焦图像IB为液晶透镜在非透镜状态时获得，则入射的线偏振光经过液晶透镜时没有调制，即有IBe＝0，IBo＝IB。这里，由于液晶透镜的非对焦状态与对焦状态的时间间隔在预设时间范围内，两个状态的时间间隔非常短，也即IB和IF为相邻两时刻形成的图像，可视为IB和IF两幅图像的能量相等，即|IF|＝|IB|。而IBo和IFo均是不能被液晶透镜调制的线偏振光分量形成的图像，但二者能量不同，则有IFo＝(1-α)IBo。
综合以上，则有：
I′＝IFe＝αIF+(1-α)(IF-IB) (9)
最后，为使IFe和IF处于同一个能量均值，需在I′基础上再乘以1/α。最终得：
对照式(6)、式(10)，即有
参照前面矢量分解原理，将对经液晶透镜调制的线偏振光形成的图像看做是与液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向平行的线偏振光分量形成的图像和与液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向垂直的线偏振光分量形成的图像，以及前面α的定义，则有α＝cosθ。
实际中，由于入射光L中不能够被完全偏转，存在一定比例漏光，事实上α＝cosθ-β，其中β表示漏光量在入射光L中的比例，其可以通过事先标定的方法取得。
由此可见，本发明的液晶透镜成像方法不仅能通过获得放大率基本不变的对焦图像和非对焦图像并利用非对焦图像来对对焦图像处理，从而获得高对比度的图像。而且当经过液晶透镜的线偏振光不能完全被液晶透镜调制时，可以去除不能被液晶透镜调制的光分量的影响，消除了这部分光分量所带来的图像模糊问题，从而提高了图像的成像质量，获得了高清晰度的图像。
对于上述具有单一对焦面的图像，前述处理是足够的。但是实际拍摄中，由于不同的物体位于不同的对焦面上，而我们只能对指定物进行对焦和成像，所以在生成的同一幅图像上，与指定物相同的对焦面上的物体全部形成清晰图像，而其他对焦面上的物体形成模糊图像。将与该指定物处于同一对焦面的图像区域称为对焦区域，而将对焦区域以外的图像区域称为非对焦区域，也即非对焦面对应的图像区域。只对对焦区域进行前述图像处理，而不对非对焦区域进行任何处理。则经过上述处理的图像，成像图像的对焦区域更清晰，而其非对焦区域则保留了与所述对焦图像相同的逼真感。
对于基于指定物的对焦图像，可以根据用户的使用习惯选定对焦图像中的对焦区域，如将对焦图像中的正中部位作为对焦区域，也可以通过外界信号指定，如通过使用者的主动输入来选取，还可以利用预定算法来辅助选定，如通过人脸检测、物体检测等算法，对人脸或目标物体进行检测而选定对应人脸或目标物体的对焦区域。此外，还可以根据聚焦计算深度的方法来进行判断选择。即计算所获得的多幅图像I，I1，…，In中的所有像素的聚焦值，若图像I中一像素的聚焦值大于其他图像中对应像素的聚焦值，则该像素即属于对焦区域，反之，则该像素不属于对焦区域。
简而言之，在上述技术方案中，优选的，当对焦图像基于指定物生成时，利用聚焦计算深度算法在对焦图像中获得指定物的对焦区域，并利用非对焦图像中与对焦图像的对焦区域对应的图像区域来对对焦图像的对焦区域进行处理。
优选的，利用聚焦计算深度算法在对焦图像中获得指定物的对焦区域，具体包括：
分别计算对焦图像的对焦区域中的像素的聚焦值和非对焦图像中与对焦图像的对焦区域对应的图像区域中的像素的聚焦值，对焦图像的对焦区域中的像素的聚焦值大于非对焦图像中与对焦图像的对焦区域对应的图像区域中的对应像素的聚焦值。
这样可保证与该指定物具有相同对焦面的图像区域具有高对比度，图像质量更高，成像也更清晰，而对其他非对焦区域则不进行处理，保留了与对焦图像相同的逼真感，成像也更细腻。
由上可知，本发明的液晶透镜成像方法由于利用液晶透镜等可变焦距透镜来直接生成对焦图像和非对焦图像，并利用非对焦图像来对对焦图像进行简单处理，即可获得高对比度的图像，而且图像更清晰，图像处理简单、运算量小。
最后需要说明的是，虽然在本发明中，在不同情况下会分别先后描述对焦图像和非对焦图像，但并不代表对焦图像和非对焦图像(或非对焦图像和对焦图像)的生成有时间先后顺序，其仅是为了结合具体情况更直观、清楚地阐述本发明的实现原理，仅为描述的方便。事实上，如前所述，既可以将对焦状态前的非对焦状态生成的图像称作非对焦图像，也可以将对焦状态后的非对焦状态生成的图像称作非对焦图像，而且还可以将非透镜状态时生成的图像称作非对焦图像。实际中，对焦图像、对焦状态与预定判断标准有关，所以本发明的“对焦图像”、“非对焦图像”以及“对焦状态”、“非对焦状态”都是一个相对术语，任何利用如液晶透镜等可变焦距透镜在“非对焦状态”时由线偏振光生成的“非对焦图像”(亦称参考图像、辅助图像)来对液晶透镜在“对焦状态”时由线偏振光生成的“对焦图像”(亦称目标图像)进行处理，而不论“对焦图像”和“非对焦图像”生成的先后顺序的技术均应涵盖于本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，如利用对焦状态后生成的非对焦图像来对对焦图像进行处理。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种液晶透镜成像装置，其特征在于，包括：
偏振光生成器件，用于将入射光转换为线偏振光；
透镜组，所述透镜组包括至少一液晶透镜，所述线偏振光的偏振方向与所述液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间形成夹角；
驱动电路，连接至所述液晶透镜，用于使所述液晶透镜分别处于对焦状态和非对焦状态；
图像采集单元，用于采集经过所述液晶透镜的线偏振光信号，并根据所述线偏振光信号生成图像，当所述液晶透镜处于对焦状态时，所述线偏振光信号生成对焦图像，当所述液晶透镜处于非对焦状态时，所述线偏振光信号生成非对焦图像；
图像处理单元，连接至所述图像采集单元，接收所述对焦图像和所述非对焦图像，并用于对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像。
所述线偏振光的偏振方向与所述液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角为θ，其中0°≤θ≤90°。
当所述线偏振光的偏振方向与所述液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角为0°时，所述图像处理单元用于对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像，具体包括：
利用所述非对焦图像对所述对焦图像进行处理，获取所述对焦图像的高空间频率图像部分；对所述对焦图像的高空间频率图像部分进行幅度放大后与所述对焦图像进行叠加处理而得到所述成像图像。
2.根据权利要求1所述的液晶透镜成像装置，其特征在于，所述图像处理单元用于对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像是基于如下公式进行处理：
其中，I′表示成像图像，I表示所述对焦图像，Ii表示第i幅非对焦图像，wi表示对应所述第i幅非对焦图像的加权系数。
3.根据权利要求2所述的液晶透镜成像装置，其特征在于，所述加权系数wi随所述图像采集单元生成第i幅非对焦图像时的液晶透镜的焦距相对于所述图像采集单元生成所述对焦图像时的液晶透镜的焦距的变化量增大而减小。
4.根据权利要求1所述的液晶透镜成像装置，其特征在于，当所述线偏振光的偏振方向与所述液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角不为0°时，所述图像处理单元用于对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像，具体包括：
利用所述非对焦图像来去除所述对焦图像中未被所述液晶透镜调制的线偏振光信号所生成的图像，将处理得到的图像作为所述成像图像。
5.根据权利要求4所述的液晶透镜成像装置，其特征在于，所述图像处理单元用于对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像是基于如下公式进行处理：
I′＝IF+w(IF-IB)
其中，I′表示所述成像图像，IF表示所述对焦图像，IB表示所述非对焦图像，w表示对应所述非对焦图像IB的参数。
6.根据权利要求5所述的液晶透镜成像装置，其特征在于，其中α＝cosθ-β，β表示漏光量在入射光中的比例。
7.根据权利要求1所述的液晶透镜成像装置，其特征在于，所述对焦图像和所述非对焦图像的放大率相同。
8.根据权利要求1所述的液晶透镜成像装置，其特征在于，所述透镜组还包括与所述液晶透镜配合使用的固体非偏振光透镜，所述线偏振光依次经过所述液晶透镜和固体非偏振光透镜。
9.根据权利要求1所述的液晶透镜成像装置，其特征在于，所述透镜组包括多个层叠设置的液晶透镜，所述多个液晶透镜的初始配向相互平行。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶透镜成像装置，其特征在于，当所述对焦图像基于指定物生成时，所述图像处理单元利用聚焦计算深度算法在所述对焦图像中获得所述指定物的对焦区域，并利用所述非对焦图像中与所述对焦图像的对焦区域对应的图像区域来对所述对焦图像的对焦区域进行处理。
11.根据权利要求10所述的液晶透镜成像装置，其特征在于，所述图像处理单元利用聚焦计算深度算法在所述对焦图像中获得所述指定物的对焦区域，具体包括：
所述图像处理单元分别计算所述对焦图像的对焦区域中的像素的聚焦值和所述非对焦图像中与所述对焦图像的对焦区域对应的图像区域中的像素的聚焦值，所述对焦图像的对焦区域中的像素的聚焦值大于所述非对焦图像中与所述对焦图像的对焦区域对应的图像区域中的对应像素的聚焦值。
12.一种液晶透镜成像方法，其特征在于，包括：
将入射光转换为线偏振光；
驱动液晶透镜分别处于对焦状态和非对焦状态；
让所述线偏振光的偏振方向与所述液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间形成夹角；
采集经过所述液晶透镜的线偏振光信号，并根据所述线偏振光信号生成图像，当所述液晶透镜处于对焦状态时，所述线偏振光信号生成对焦图像，当所述液晶透镜处于非对焦状态时，所述线偏振光信号生成非对焦图像；
接收并对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像。
所述线偏振光的偏振方向与所述液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角为θ，其中0°≤θ≤90°。
当所述线偏振光的偏振方向与所述液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角为0°时，所述图像处理单元用于对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像，具体包括：
利用所述非对焦图像对所述对焦图像进行处理，获取所述对焦图像的高空间频率图像部分；对所述对焦图像的高空间频率图像部分进行幅度放大后与所述对焦图像进行叠加处理而得到所述成像图像。
13.根据权利要求12所述的液晶透镜成像方法，其特征在于，当所述线偏振光的偏振方向与所述液晶透镜预定调制的线偏振光的偏振方向之间的夹角不为0°时，所述图像处理单元用于对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理，将处理得到的图像作为成像图像，具体包括：
利用所述非对焦图像来去除所述对焦图像中未被所述液晶透镜调制的线偏振光信号所生成的图像，将处理得到的图像作为所述成像图像。
14.根据权利要求12所述的液晶透镜成像方法，其特征在于，所述对焦图像和所述非对焦图像的放大率相同。
15.根据权利要求12所述的液晶透镜成像方法，其特征在于，当所述对焦图像基于指定物生成时，利用聚焦计算深度算法在所述对焦图像中获得所述指定物的对焦区域，并利用所述非对焦图像中与所述对焦图像的对焦区域对应的图像区域来对所述对焦图像的对焦区域进行处理。
16.根据权利要求15所述的液晶透镜成像方法，其特征在于，所述利用聚焦计算深度算法在所述对焦图像中获得所述指定物的对焦区域，具体包括：
分别计算所述对焦图像的对焦区域中的像素的聚焦值和所述非对焦图像中与所述对焦图像的对焦区域对应的图像区域中的像素的聚焦值，所述对焦图像的对焦区域中的像素的聚焦值大于所述非对焦图像中与所述对焦图像的对焦区域对应的图像区域中的对应像素的聚焦值。
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