焦状态过渡到对焦状态 的过程中，图像传感器140感应生成非对焦图像Ik，且可用!|和&两个子图像表示如下：
[0065]
[0066] 也即，非对焦图像Ik包括由图像传感器140所接收的光信号在X和y两个偏振方 向上的光分量所生成的图像$和$，其中y偏振方向上的光信号亦称干扰光信号。
[0067] 而当驱动电路120控制透镜组130的液晶透镜处于稳定的对焦状态时，图像传感 器140感应生成对焦图像If，也可以用f和If两个子图像表示如下：
[0068] ^
…
[0069] 也即，对焦图像If包括由图像传感器140所接收的光信号在X和y两个偏振方向 上的光分量所生成的图像If和其中y偏振方向上的光信号亦称干扰光信号。也可以，先 生成对焦图像If，后生成非对焦图像Ik。
[0070] 本发明中，透镜组130不工作时，液晶透镜处于非透镜状态时，驱动电路120不对 液晶透镜施加驱动电压，这时液晶透镜对原始入射光L没有调制作用。由于本发明的液晶 透镜成像装置没有如偏振片等偏振装置，所以原始入射光L的X分量和y分量都无任何改 变地通过液晶透镜。透镜组130工作时，驱动电路120对液晶透镜施加驱动电压，使液晶透 镜处于透镜状态时，让被液晶透镜调制的偏振光所成的像位于图像传感器140上。
[0071] 这时液晶透镜只对原始入射光L的X偏振方向的光信号具有汇聚或发散的调制作 用，而让垂直的y偏振方向的光信号透射，不起调制作用。
[0072] 利用在对焦过程中形成的非对焦图像Ik来对对焦图像If进行处理，就是基于如下 公式对焦图像If和非对焦图像L进行处理而得到最后清晰的图像L:
[0073]
[0074] 只要液晶透镜对电压的响应速度足够快，从非对焦图像Ik对应的非对焦状态到对 焦图像If对应的对焦状态的过渡时间足够短，即非对焦状态与对焦状态的时间间隔小于预 设时间时，拍摄场景不会发生明显的变化（光强的变化、场景中的物体位移变化、成像装置 移动等变化因素）。这样，可以合理假设这两个状态下的原始入射光L没有发生变化，或仅 发生可以忽略的微小变化。而对于^和疼，由于这两个状态下液晶透镜对y偏振方向的光 分量都没有调制作用，从而有：
[0075]
[0076] 由此，⑶式转换为如下公式：
[0077]
[0078] 对于特定的对焦面而言，斤亦表示对上焦的清晰图像，1|亦表示未对上焦的模糊 图像。则（If- 表示利用所述非对焦图像ik中被所述液晶透镜调制的光信号所生成 的子图像f.来对所述对焦图像If中被所述液晶透镜调制的光信号所生成的子图像If进行 处理，等效于对清晰图像丨f进行高通滤波处理，即反锐化掩模处理（即UnsharpMasking), 让清晰图像f更加锐化，具有较高的对比度。也即，Uf- 是一幅比对焦图像If更清 晰的图像，而（l-w)lf表示由被减弱后的干扰光信号所生成的图像，其能量减少为原始 的（1-w)〇
[0079] 由上可知，w表示非对焦图像Ik的加权系数，0 <w< 1。w弇1，因为当w= 1时， 尽管由干扰光信号生成的图像1|可以被完全去除，且Cf-Wlf)也可以达到最锐化的效 果，但是最后的信号能量将趋于零，因此不具有实际意义。
[0080] 进一步地，可对（5)式处理后的图像进行进一步处理，即进行亮度提升，使其图像 恢复到正常的能量。例如，作为一个实施例，基于下式进行线性亮度调整，处理后的图像 为：
[0081] Is' =aIs =a(If-wlk) (6)
[0082] 其中α是大于1的实数。
[0083] 对于传统的液晶透镜成像系统，在液晶透镜前设有偏振装置。这样，只有特定偏振 方向的光信号通过偏振装置并经液晶透镜汇聚或发散，其他偏振方向的光信号均被偏振装 置遮蔽，这也意味着光信号在通过偏振装置后其强度大大下降。当图像传感器接收的光信 号很弱时，感应到的图像也会很弱，甚至出现其强度低于噪声的强度的情况。从而导致在光 线较暗的拍摄环境下，成像细节会丢失。虽然可以通过后期处理补偿一部分，但成像质量还 是无法全部恢复。还有传统的液晶透镜成像系统是在没有增加偏振装置的情况下采用多个 液晶透镜叠加的方案，这样会使得整个液晶透镜成像系统的厚度增加，不符合器件的轻薄 化要求。
[0084] 本发明的液晶透镜成像装置没有偏振装置，则通过液晶透镜的光信号都保留着所 有偏振方向的能量，其强度没有改变。这样，图像传感器140更容易感应到光信号的细微变 化，使得生成的图像的细节更丰富。而且利用在对焦过程中形成的非对焦图像来辅助生成 最后清晰的图像，图像更锐化，成像对比度更高。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，并可有效改善暗光环境下的拍摄效果。
[0085] 实施例二
[0086] 与实施例一的不同在于，当驱动电路120控制透镜组130的液晶透镜进行对焦，从 非对焦状态过渡到对焦状态的过程中，图像传感器140感应生成多幅非对焦图像，按与对 焦状态的时间间隔长短顺序排列为Ii，…，Ιη，η是大于等于1的整数。
[0087] 在保证对焦过程中入射光L没有发生变化，或仅发生可以忽略的微小变化时，利 用非对焦图像来对对焦图像进行处理，就是基于如下公式进行处理而得到最后清晰的图像 Is ：
[0088] Is =normalization[If-Ψ(117 ···,Ιη) ] (6)
[0089] 其中，normalization是亮度规整化处理函数，If-Ψ(L，…，Ιη)表示利用至少一 幅非对焦图像来对对焦图像进行处理。
[0090]优选实施例中，ψα，…，ιη)满足如下公式：
[0091]
[0092] 其中，wk表示非对焦图像Ik的加权系数，0彡wk < 1，Σ?^ιV% < 1。
[0093] 对比实施例一可知，在这些非对焦图像中，L对应的非对焦状态与If对应的对焦 状态的时间间隔最长，Ii的模糊程度最高。那么根据（5)式，（If-wJi)表示的图像的清晰 度最商。但是另一方面，由于〗1和If所对应的两个状态的时间间隔最长，这两个状态下原 始入射光L发生变化的几率最大。相比而言，1"和If所对应的两个状态的时间间隔最短， 尽管依据（5)式，（IfinIn)表示的图像的清晰度最低，但是入原始射光L发生变化的几率最 小。因此，优选的，wk随着k值增大而变大。
[0094] 实际拍摄中，wk可以依据非对焦图像1,进行调整。优选的，当拍摄静止场景时，让 k值较小的wk较大，随着k值依次增大，wk依次递减，以便得到更清晰的非对焦图像。优选 的，当拍摄运动场景时，则让k值较小的wk较小，随着k值依次增大，wk依次递增，这样可减 少运动造成的虚影。
[0095] 优选实施例中，亮度规整化处理函数normalization[x]满足如下公式：
[0096]
[0097] 贝1J结合（7)、⑶式，（6)式转换为如下公式：
[0098]
[0099] 由上可知，本实施例中，由于需要存储这些非对焦图像L，…，In和对焦图像If以 及进行运算处理，对本发明的液晶透镜成像装置的硬件如运算能力和存储空间等有较高的 要求。而且相比实施例一，由于本实施例的液晶透镜成像装置利用一组非对焦图像I:，…， In来对对焦图像If进行处理，生成的图像具有更高的对比度。
[0100] 实施例三
[0101] 对于具有单一对焦面的图像，实施例一和二的处理是足够的。但是实际拍摄中，由 于不同的物体位于不同的对焦面上，而我们只能指定某一对焦点，并针对与该指定对焦点 处于同一对焦面的物体进行对焦和成像，所以在生成的同一图像上，在该对焦面上的物体 生成清晰图像，而其他对焦面上的物体生成模糊图像。如图2所示，将与该指定对焦点处于 同一对焦面的图像区域称为对焦区域Sf，而将对焦区域Sf以外的图像区域称为非对焦区域 ff，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Sf进行上述实施例一 或实施例二的的图像处理，而不对非对焦区域$做任何处理。则经过上述处理的图像，对 焦区域Sf更清晰，而由于非对焦区域$存在未被液晶透镜调制的干扰光信号（如y分量信 号），故非对焦区域$比普通相机所拍摄的图像更虚化。以下详述其处理过程：
[0102] (1)根据图像清晰度判断在所述对