场景连续分析设备及成像装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种场景连续分析设备以及成像装置。该场景连续分析设备包括：第一可变焦透镜单元、第二可变焦透镜单元和图像传感器单元及控制单元。该控制单元用于控制该第一可变焦透镜单元获取一指定场景的深度分布，然后依据该指定场景的深度分布，控制该第二可变焦透镜单元对该指定场景的感兴趣区域对焦；其中，该控制单元分别连接该第一可变焦透镜单元、该第二可变焦透镜单元及该图像传感器单元。本实用新型专利技术的场景连续分析设备以及成像装置具有场景分析迅速，可快速自动对焦，结构简单以及图像质量好的有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学
，具体涉及一种场景连续分析设备及成像装置。
技术介绍
目前，液晶透镜及其阵列由于具有体积小，重量轻，功耗小等优势，且其无需机械部件实现可调焦距的特点表现出独有的优势。近年来，液晶透镜及其阵列在光通讯器件、光纤开关、光偏转器件、3D显示、集成图像系统及图像处理等各种领域逐步展现出极大的潜在应用价值。在光学成像领域，现有技术中有利用液晶透镜来实现自动聚焦的方法，如对比文件1(CN101331417A)公开一种自动聚焦设备和光学装置，该光学装置包括液晶透镜、光学透镜、成像装置、自动对焦控制器以及液晶透镜驱动器，其利用液晶透镜采用爬山法进行聚焦，而且在自动聚焦时还要考虑液晶透镜中液晶受温度变化带来的影响。在对场景进行拍摄时整个自动聚焦的耗时较长，同时该光学装置需要有温度探测单元来探测液晶透镜的温度，结构复杂，产品成本上升。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种场景连续分析设备及成像装置，用以解决现有技术中对场景对焦缓慢，结构复杂及图像质量差的问题。本技术提供一种场景连续分析设备，包括：第一可变焦透镜单元，形成第一折射率梯度分布；第二可变焦透镜单元，形成第二折射率梯度分布；图像传感器单元，用于将所述第一可变焦透镜单元及所述第二可变焦透镜单元对焦的场景图像转换成电信号，并输出所述电信号作为图像信号；控制单元，用于控制所述第一可变焦透镜单元获取一指定场景的深度分布，然后依据所述指定场景的深度分布，控制所述第二可变焦透镜单元对所述指定场景的感兴趣区域对焦；其中，所述控制单元分别连接所述第一可变焦透镜单元、所述第二可变焦透镜单元及所述图像传感器单元。本技术还提供一种成像装置，包括一场景连续分析设备，所述场景连续分析设备包括：第一可变焦透镜单元，形成第一折射率梯度分布；第二可变焦透镜单元，形成第二折射率梯度分布；图像传感器单元，用于将所述第一可变焦透镜单元及所述第二可变焦透镜单元对焦的场景图像转换成电信号，并输出所述电信号作为图像信号；控制单元，用于控制所述第一可变焦透镜单元获取一指定场景的深度分布，然后依据所述指定场景的深度分布，控制所述第二可变焦透镜单元对所述指定场景的感兴趣区域对焦；其中，所述控制单元分别连接所述第一可变焦透镜单元、所述第二可变焦透镜单元及所述图像传感器单元。本技术还提供一种成像装置，包括：可形成第一梯度折射率分布的第一可变焦透镜单元；可形成第二梯度折射率分布的第二可变焦透镜单元；用于拍摄图像的主透镜单元；用于将光学图像转换为图像信号的图像传感器单元；以及控制单元，用于控制所述第一可变焦透镜单元、所述第二可变焦透镜单元以及所述图像传感器单元工作；其中，所述第一可变焦透镜单元设于所述主透镜单元与所述图像传感器单元之间，用于获取一场景的深度分布；所述第二可变焦透镜单元用于对所述场景的感兴趣区域进行对焦。本技术还提供一种成像装置，包括：第一摄像头模组、第二摄像头模组、处理单元以及存储单元，其中，所述第一摄像头模组包括：第一主透镜单元、第一可变焦透镜单元、第一图像传感器；所述第一主透镜单元，用于拍摄位于所述第一主透镜单元一侧的场景并成像于所述第一主透镜单元的另一侧；所述第一可变焦透镜单元，形成第一折射率梯度分布；所述第一图像传感器用于将所述第一可变焦透镜单元对焦的场景图像转换成电信号，并输出所述电信号作为图像信号；所述第二摄像头模组包括：第二主透镜单元、第二可变焦透镜单元、第二图像传感器；所述第二主透镜单元，用于拍摄位于所述第二主透镜单元一侧的场景并成像于所述第二主透镜单元的另一侧；所述第二可变焦透镜单元，形成第二折射率梯度分布；所述第二图像传感器用于将所述第二可变焦透镜单元对焦的场景图像转换成电信号，并输出所述电信号作为图像信号；所述处理单元调用所述存储单元存储的程序指令，控制所述第一摄像头模组、第二摄像头模组工作，其中，所述第一摄像头模组用于获取场景的深度分布信息，所述第二摄像头模组用于依据所述深度分布信息对所述场景对焦，所述第二可变焦透镜单元位于所述第二主透镜单元与所述第二图像传感器之间或所述第二主透镜单元的远离所述第二图像传感器一侧。本技术的场景连续分析设备以及成像装置具有场景分析迅速，可快速自动对焦、结构简单及图像质量好的有益效果。附图说明图1为本技术较佳实施方式的场景连续分析方法的流程示意图；图2为图1的场景连续分析方法中步骤S10的详细流程示意图；图3为图1的场景连续分析方法中在步骤S10与步骤S20之间建立映射关系的流程示意图；图4为本技术较佳实施方式的场景连续分析设备的结构示意图；图5为图4的场景连续分析设备中建立映射关系的结构示意图；图6是本技术一实施方式的成像装置的结构示意图；图7是本技术另一实施方式的成像装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本技术实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本技术的保护范围之内。实施方式一请参见图1、图2及图3，图1为本技术较佳实施方式的场景连续分析方法的流程示意图；图2为图1的场景连续分析方法中步骤S10的详细流程示意图；图3为图1的场景连续分析方法中在步骤S10与步骤S20之间建立映射关系的流程示意图。如图1、图2及图3所示，本技术的场景连续分析方法，主要包括以下步骤：S10提供一第一可变焦透镜单元获取一指定场景的深度分布；这里的指定场景是由用户依据自身兴趣任意设定的。指定场景中由于空间上存在相对靠近第一可变焦透镜单元的前景和相对远离第一可变焦透镜单元的后景，前景和后景之间存在深度差异，整个指定场景除前景和后景外，还存在其它区域场景，这些到第一可变焦透镜单元的距离是不同的，因此整个指定场景就存在着深度分布。在一个具体实施例中，上述步骤S10具体包括：S11控制所述第一可变焦透镜单元处于第一光焦度，获取所述指定场景的第一图像，并获取所述第一光焦度对应对焦面的物距U1；S12控制所述第一可变焦透镜单元处于第二光焦度，获取所述指定场景的第二图像，并获取所述第二光焦度对应对焦面的物距U2，其中，所述第一光焦度不等于所述第二光焦度，U2≠U1；当然，这里的第一光焦度可以是拍摄场景的前景获得的前景对焦图像，第二光焦度可以是拍摄场景的后景获得的后景对焦图像，或者也可反过来，第一光焦度对应后景对焦图像，第二光焦度对应前景对焦图像。S13依据所述第一图像和所述第二图像获取所述指定场景的场景深度分布。这里场景深度分布可以通过离焦深度法DFD(Depth from Defocus)获得。在一个较佳实施例中，为得到较好的指定场景的深度分布，前景对焦图像、后景对焦图像选取第一可变焦透镜单元的最小光焦度(optical power)和最大光焦度，此时获取到最大的物距分布范围，有利于得到指定场景较准确的深度分布。在一个变形实施例中，所述步骤S10包括以下步骤：S41设定场景中需标定的物距的数量和大小；S42获取每个需标定的物距下第一可变焦透镜单元工作于第一焦距状态的图像和第二焦距状态的图像，其中第一焦距状态不同于第二焦距状态，这里的不同主要是第一焦距、第二焦距大小不同带来的状态差异，在第一焦距状态、第二焦距状态下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种场景连续分析设备，其特征在于，包括：第一可变焦透镜单元，形成第一折射率梯度分布；第二可变焦透镜单元，形成第二折射率梯度分布；图像传感器单元，用于将所述第一可变焦透镜单元及所述第二可变焦透镜单元对焦的场景图像转换成电信号，并输出所述电信号作为图像信号；控制单元，用于控制所述第一可变焦透镜单元获取一指定场景的深度分布，然后依据所述指定场景的深度分布，控制所述第二可变焦透镜单元对所述指定场景的感兴趣区域对焦；其中，所述控制单元分别连接所述第一可变焦透镜单元、所述第二可变焦透镜单元及所述图像传感器单元。

【技术特征摘要】
1.一种场景连续分析设备，其特征在于，包括：第一可变焦透镜单元，形成第一折射率梯度分布；第二可变焦透镜单元，形成第二折射率梯度分布；图像传感器单元，用于将所述第一可变焦透镜单元及所述第二可变焦透镜单元对焦的场景图像转换成电信号，并输出所述电信号作为图像信号；控制单元，用于控制所述第一可变焦透镜单元获取一指定场景的深度分布，然后依据所述指定场景的深度分布，控制所述第二可变焦透镜单元对所述指定场景的感兴趣区域对焦；其中，所述控制单元分别连接所述第一可变焦透镜单元、所述第二可变焦透镜单元及所述图像传感器单元。2.如权利要求1所述的场景连续分析设备，其特征在于，所述场景连续分析设备还包括：相对位置获取单元，用于获取所述第一可变焦透镜单元与所述第二可变焦透镜单元之间的相对位置关系。3.如权利要求1所述的场景连续分析设备，其特征在于，所述控制单元进一步包括：处理器和存储器，所述处理器调用所述存储器中存储的程序指令以实现以下功能：控制所述第一可变焦透镜单元获取所述指定场景的深度分布；获取所述指定场景的感兴趣区域的深度值，依据所述感兴趣区域的深度值，获取所述第二可变焦透镜单元的对应光焦度值；依据所述第二可变焦透镜单元的对应光焦度值，驱动所述第二可变焦透镜单元实现所述感兴趣区域的对焦。4.如权利要求1至3任一项所述的场景连续分析设备，其特征在于，所述第一可变焦透镜单元包括液晶微透镜阵列，所述第二可变焦透镜单元包括液晶透镜或液体透镜。5.一种成像装置，包括用于拍摄图像的主透镜单元，其特征在于，所述成像装置还包括：场景连续分析设备，所述场景连续分析设备为权利要求1至4任一项所述的场景连续分析设备。6.如权利要求5所述的成像装置，其特征在于，所述场景连续分析设备包括透镜切换单元，用于切换所述第一可变焦透镜单元与所述第二可变焦透镜单元中之一处于透镜状态，另一处于非透镜状态。7.如权利要求5所述的成像装置，其特征在于，所述第一可变焦透镜单元的液晶层的液晶分子的初始排布方向与第二可变焦透镜单元的液晶层的液晶分子的初始排布方向之间的夹角为α，0°≤α≤90°。8.如权利要求5所述的成像装置，其特征在于，所述第一可变焦透镜单元为液晶微透镜阵列，位于所述主透镜单元与所述图像传感器单元之间；所述第二可变焦透镜单元为液晶透镜，位于所述主透镜单元与所述图像传感器单元之间或所述主透镜单元的拍摄所述场景一侧。9.一种成像装置，其特征在于，所述成像装置包括：可形成第一梯度折射率分布的第一可变焦透镜单元；可形成第二梯度折射率分布的第二可变焦透镜单元；用于拍摄图像的主透镜单元；用于将光学图像转换为图像信号的图像传感器单元；以及控制单元，用于控制所述第一可变焦透镜单元、所述第二可变焦透镜单元以及所述图像传感器单元工作；其中，所述第一可变焦透镜单元设于所述主透镜单元与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李其昌，
申请(专利权)人：成都微晶景泰科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51