JP6096747B2 - 液晶レンズ結像装置及び液晶レンズ結像方法 - Google Patents
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Description
(1)複数の液晶レンズの積層又は複数の液晶層の積層により、液晶レンズ又は液晶層の数が増えるため、液晶レンズの生産コストが大幅に増加する。
(2)液晶レンズ又は液晶層の数が増えるため、デバイスの厚さも大幅に増加し、液晶レンズ結像装置を例えば携帯電話、タブレットパソコンなどの移動デバイスに搭載することが難しい。
(3)各液晶レンズ又は各液晶層のシステムにおける位置が異なるため、偏光の2つの成分の伝達行動が完全一致ではなく、システムの結像品質が低下する。
通常、液晶レンズが偏光にしか対応しない特性に基づき、複数の異なる偏光方向を有する最初の入射光Lのうち、液晶レンズに変調されることができる光成分を全て1つの偏光方向に分解し、液晶レンズに変調されることができない光成分を全て別の偏光方向に分解し、かつ前記2つの偏光方向が互いに垂直であり、それぞれx、yで示す。すると、画像センサ140により受信した光信号(最初の入射光L)は、x、yの2つの偏光方向での光成分から生成する画像をそれぞれIx、Iyで示す。すなわち、画像センサ140が感応して生成する任意一枚の画像Iは、2つのサブ画像Ix、Iyからなると示すことができる。なお、本発明におけるx、yの意味は、画像でのx、y座標の意味とは異なり、x、y座標のように、任意2つの互いに垂直な方向であればいいというわけではない。
実施例1との相違として、レンズ群130の液晶レンズの焦点合わせをして焦点外れ状態から焦点合わせ済み状態に遷移するように駆動回路120によって制御される過程では、画像センサ140は、感応して複数枚の焦点外れ画像を生成し、焦点合わせ済み状態との時間間隔の長い順にI1、…、Inとする。nは、1以上の整数である。
実施例3
Claims (15)
- 少なくとも1つの液晶レンズを含むレンズ群と、
前記液晶レンズに接続し、前記液晶レンズをそれぞれ焦点合わせ済み状態と焦点外れ状態にするための駆動回路と、
前記液晶レンズを通過する光信号を採集し、前記光信号に基づいて画像を生成し、前記液晶レンズが焦点合わせ済み状態にある場合、前記光信号から焦点合わせ済み画像を生成し、前記液晶レンズが焦点外れ状態にある場合、前記光信号から焦点外れ画像を生成するための画像採集手段と、
前記画像採集手段に接続し、前記焦点合わせ済み画像と少なくとも二枚の前記焦点外れ画像を受信するとともに、少なくとも二枚の前記焦点外れ画像と前記焦点合わせ済み画像を処理し、処理して得た焦点合わせ済み画像を最終結像の画像とするための画像処理手段と
を含み、
前記画像処理手段が少なくとも二枚の前記焦点外れ画像と前記焦点合わせ済み画像を処理し、処理して得た焦点合わせ済み画像を最終結像の画像とすることは、下記式に基づいて行なわれることを特徴とする液晶レンズ結像装置。
I s :前記最終結像の画像
I f :前記焦点合わせ済み画像
I k :前記焦点外れ画像
n:1より大きい整数
w k :前記焦点外れ画像I k に対する重み係数
- 請求項1に記載の液晶レンズ結像装置において、
前記画像処理手段が少なくとも二枚の前記焦点外れ画像と前記焦点合わせ済み画像を処理し、処理して得た焦点合わせ済み画像を最終結像の画像とすることは、具体的に、
前記焦点合わせ済み画像のうち、前記液晶レンズに変調されない干渉光信号による前記焦点合わせ済み画像への影響を少なくとも二枚の前記焦点外れ画像で弱めることを含むことを特徴とする液晶レンズ結像装置。 - 請求項2に記載の液晶レンズ結像装置において、
前記画像処理手段が少なくとも二枚の前記焦点外れ画像と前記焦点合わせ済み画像を処理し、処理して得た焦点合わせ済み画像を最終結像の画像とすることは、具体的に、
前記焦点合わせ済み画像のうち、前記液晶レンズに変調された光信号から生成する画像を、少なくとも二枚の前記焦点外れ画像のうち、前記液晶レンズに変調された光信号から生成する画像で処理することをさらに含むことを特徴とする液晶レンズ結像装置。 - 請求項3に記載の液晶レンズ結像装置において、
前記画像処理手段は、さらに、
前記最終結像の画像の輝度調整をすることを特徴とする液晶レンズ結像装置。 - 請求項1に記載の液晶レンズ結像装置において、
前記焦点外れ画像に対応する液晶レンズの焦点外れ状態と前記焦点合わせ済み画像に対応する液晶レンズの焦点合わせ済み状態の時間間隔は、撮影する場面に明らかな変化がない所定時間より小さいことを特徴とする液晶レンズ結像装置。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の液晶レンズ結像装置において、
前記液晶レンズと組み合わせて使用するする光学レンズをさらに含むことを特徴とする液晶レンズ結像装置。 - 請求項6に記載の液晶レンズ結像装置において、
前記レンズ群は、初期配向が互いに平行な複数の液晶レンズを含むことを特徴とする液晶レンズ結像装置。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の液晶レンズ結像装置において、
前記焦点合わせ済み画像が指定焦点合わせ点に基づいて生成された場合、前記画像処理手段は、画像鮮明度に基づいて、前記指定焦点合わせ点と同一焦点合わせ面に位置する焦点合わせ済み領域を前記焦点合わせ済み画像から取得したと判断し、前記焦点外れ画像における、前記焦点合わせ済み画像の焦点合わせ済み領域に対応する画像領域を利用して前記焦点合わせ済み画像の焦点合わせ済み領域を処理することを特徴とする液晶レンズ結像装置。 - 請求項8に記載の液晶レンズ結像装置において、
前記画像処理手段は、前記焦点合わせ済み画像の焦点合わせ済み領域と前記焦点合わせ済み領域以外の焦点外れ領域との間に遷移領域を設定し、前記焦点外れ画像における、前記焦点合わせ済み画像の遷移領域に対応する画像領域を利用して前記焦点合わせ済み画像の遷移領域を処理することを特徴とする液晶レンズ結像装置。 - ぞれぞれ焦点合わせ済み状態と焦点外れ状態となるように液晶レンズを駆動し、
前記液晶レンズを通過する光信号を採集し、前記光信号に基づいて画像を生成し、前記液晶レンズが焦点合わせ済み状態にある場合、前記光信号から焦点合わせ済み画像を生成し、前記液晶レンズが焦点外れ状態にある場合、前記光信号から焦点外れ画像を生成し、
前記焦点合わせ済み画像と少なくとも二枚の前記焦点外れ画像を受信するとともに、少なくとも二枚の前記焦点外れ画像と前記焦点合わせ済み画像を処理し、処理して得た焦点合わせ済み画像を最終結像の画像とし、
前記の、少なくとも二枚の前記焦点外れ画像と前記焦点合わせ済み画像を処理し、処理して得た焦点合わせ済み画像を最終結像の画像とすることは、下記式に基づいて行なわれることを特徴とする液晶レンズ結像方法。
I s :前記最終結像の画像
I f :前記焦点合わせ済み画像
I k :前記焦点外れ画像
n:1より大きい整数
w k :前記焦点外れ画像I k に対する重み係数
- 請求項10に記載の液晶レンズ結像方法において、
前記の、少なくとも二枚の前記焦点外れ画像と前記焦点合わせ済み画像を処理し、処理して得た焦点合わせ済み画像を最終結像の画像とすることは、具体的に、
前記焦点合わせ済み画像のうち、前記液晶レンズに変調されない干渉光信号による前記焦点合わせ済み画像への影響を少なくとも二枚の前記焦点外れ画像で弱めることを含むことを特徴とする液晶レンズ結像方法。 - 請求項11に記載の液晶レンズ結像方法において、
前記の、少なくとも二枚の前記焦点外れ画像と前記焦点合わせ済み画像を処理し、処理して得た焦点合わせ済み画像を最終結像の画像とすることは、具体的に、
前記焦点合わせ済み画像のうち、前記液晶レンズに変調された光信号から生成する画像を、少なくとも二枚の前記焦点外れ画像のうち、前記液晶レンズに変調された光信号から生成する画像で処理することをさらに含むことを特徴とする液晶レンズ結像方法。 - 請求項10に記載の液晶レンズ結像方法において、さらに、
前記最終結像の画像の輝度調整をすることを含むことを特徴とする液晶レンズ結像方法。 - 請求項10〜13のいずれか一項に記載の液晶レンズ結像方法において、
前記焦点合わせ済み画像が指定焦点合わせ点に基づいて生成された場合、画像鮮明度に基づいて、前記指定焦点合わせ点と同一焦点合わせ面に位置する焦点合わせ済み領域を前記焦点合わせ済み画像から取得したと判断し、前記焦点外れ画像における、前記焦点合わせ済み画像の焦点合わせ済み領域に対応する画像領域を利用して前記焦点合わせ済み画像の焦点合わせ済み領域を処理することを特徴とする液晶レンズ結像方法。 - 請求項14に記載の液晶レンズ結像方法において、
前記焦点合わせ済み画像の焦点合わせ済み領域と前記焦点合わせ済み領域以外の焦点外れ領域との間に遷移領域を設定し、前記焦点外れ画像における、前記焦点合わせ済み画像の遷移領域に対応する画像領域を利用して前記焦点合わせ済み画像の遷移領域を処理することを特徴とする液晶レンズ結像方法。
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