[发明专利]利用方孔型液晶透镜提高成像分辨率的方法及系统和透镜

权利要求书

1.一种利用方孔型液晶透镜提高成像分辨率的系统，其特征在于：沿光路方向从左到右依次为相机(8)、玻璃主透镜(9)、方孔型液晶透镜(10)、偏振片(11)、目标物体(12)；各光学器件的光轴重合，相机(8)与玻璃主透镜(9)通过镜头接口连接，玻璃主透镜(9)紧贴方孔型液晶透镜(10)，使得玻璃主透镜(9)与方孔型液晶透镜(10)两透镜的间距为0；相机(8)、玻璃主透镜(9)、方孔型液晶透镜(10)、偏振片(11)构成光学系统；相机(8)的传感器分辨率小于等于玻璃主透镜(9)的分辨率；

所述方孔型液晶透镜(10)从上到下依次为上层玻璃基板(1)、上层电极高阻抗膜复合基板层(2)、上聚合物取向层(3)、液晶层(4)、下聚合物取向层(5)、下层电极高阻抗膜复合基板层(6)、下层玻璃基板(7)；

上层电极高阻抗膜复合基板层(2)和下层电极高阻抗膜复合基板层(6)是相互平行大小相同的矩形且二者交错排列成十字形；

上层电极高阻抗膜复合基板层(2)包括左右两侧的第一电极E1和第二电极E2、及中间纵向延伸的上层高阻抗膜(21)；

下层电极高阻抗膜复合基板层(6)包括上下两侧的第三电极E3和第四电极E4、及中间横向延伸的下层高阻抗膜(61)；

上层高阻抗膜(21)和下层高阻抗膜(61)相互垂直，上层高阻抗膜(21)和下层高阻抗膜(61)的重叠区域是正方形，所述正方型为透镜的有效工作区域；有效工作区域外做遮光处理；

第一电极E1、第二电极E2、第三电极E3、第四电极E4都连接电信号；

上聚合物取向层(3)和下聚合物取向层(5)的取向方向反向平行；

偏振片的光透过方向与方孔型液晶透镜(10)中上聚合物取向层(3)、下聚合物取向层(5)的取向方向平行。

2.根据权利要求1所述的一种利用方孔型液晶透镜提高成像分辨率的系统，其特征在于：所述光学系统外加遮光筒。

3.根据权利要求1所述的一种利用方孔型液晶透镜提高成像分辨率的系统，其特征在于：上层高阻抗膜(21)、下层高阻抗膜(61)的阻抗值大于等于10MΩ。

4.一种利用方孔型液晶透镜提高成像分辨率的方法，使用权利要求1至3任意一项所述的系统来实现，其特征在于包括如下步骤：

(1)利用方孔型液晶透镜(10)的光轴移动获取图像序列；

(2)基于图像序列利用图像重建算法获得比相机直接拍摄得到的原始图像分辨率更高的高分辨率图像。

5.根据权利要求4所述的利用方孔型液晶透镜提高成像分辨率的方法，其特征在于：步骤(2)中利用图像间插值法、频域法获得高分辨率图像。

6.根据权利要求4所述的利用方孔型液晶透镜提高成像分辨率的方法，其特征在于：步骤(1)进一步为：

开启方孔型液晶透镜(10)，保持方孔型液晶透镜(10)光轴在初始位置，对焦清晰后拍摄第一张图像；调节方孔型液晶透镜(10)的控制电压与相位，改变方孔型液晶透镜(10)的光轴位置，从而获取而具有位移的不同图像；利用方孔型液晶透镜(10)光轴连续移动的特性，保证拍摄的图像序列具有亚像素级位移，获得具有亚像素级位移的图像。