CN106060358B - 场景连续分析方法、设备及成像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种场景连续分析方法、设备以及成像装置。该场景连续分析方法包括：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；S20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，获取一第二可变焦透镜单元的对应光焦度值；S30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。本发明的场景连续分析方法、设备以及成像装置具有场景分析迅速，可快速自动对焦，结构简单以及成像质量好的有益效果。

Description

场景连续分析方法、设备及成像装置
技术领域
本发明涉及光学技术领域，具体涉及一种场景连续分析方法、设备及成像装置。
背景技术
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***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。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种场景连续分析方法、设备及成像装置，用以解决现有技术中对场景对焦缓慢，结构复杂及成像质量差的问题。
本发明提供一种场景连续分析方法，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；S20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，获取一第二可变焦透镜单元的对应光焦度值；S30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。
本发明还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；场景深度分布获取单元，通过所述第一可变焦透镜单元获取指定场景的场景深度分布；光焦度值获取单元，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，获取一第二可变焦透镜单元的对应光焦度值；驱动单元，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。
本发明还提供一种成像装置，包括：用于分析连续变化场景的场景连续分析设备，所述场景连续分析设备至少包括：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；场景深度分布获取单元，通过所述第一可变焦透镜单元获取指定场景的场景深度分布；光焦度值获取单元，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，获取一第二可变焦透镜单元的对应光焦度值；驱动单元，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。
本发明提供一种成像装置，包括：主透镜单元、第一可变焦透镜单元、第二可变焦透镜单元、图像传感器单元、处理器以及存储器；所述主透镜单元，用于拍摄位于所述主透镜单元一侧的场景并成像于所述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；所述第二可变焦透镜单元，形成第二折射率梯度分布；所述图像传感器单元，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；所述处理器，用于控制所述第一可变焦透镜单元、第二可变焦透镜单元、图像传感器单元以及存储器工作，所述存储器用于存储计算机执行指令，当所述成像装置拍摄场景时，所述处理器读取所述存储器存储的所述计算机执行指令，用于执行前述的场景连续分析方法。
本发明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、处理器以及存储器，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；所述处理器，用于控制所述第一摄像头模组、第二摄像头模组以及存储器工作，所述存储器用于存储计算机执行指令，当所述成像装置拍摄场景时，所述处理器读取所述存储器存储的所述计算机执行指令，用于执行前述场景连续分析方法。
本发明的场景连续分析方法、设备以及成像装置具有场景分析迅速，可快速自动对焦、结构简单及成像质量好的有益效果。
附图说明
图1为本发明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为本发明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是本发明一实施方式的成像装置的结构示意图；
图7是本发明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发明进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。
实施方式一
请参见图1、图2及图3，图1为本发明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，本发明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；这里的物距U1是第一可变焦透镜单元到第一光焦度对应对焦面的距离。
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，这里的物距U2是第第一可变焦透镜单元到第二光焦度对应对焦面的距离；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，也可通过聚焦深度算法DFF(Depth from focus)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，有利于得到较准确的指定场景的深度分布。
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，可变焦透镜单元呈现透镜的物理性质；较佳地，这里的第一焦距状态为焦距值最大时的最大焦距状态，第二焦距状态为焦距值最小时的最小焦距状态。
S43通过DFD算法获取每个需标定的物距对应的场景深度；具体来说，DFD(Depth-from-Defocus的首字母简称)算法是一个依靠物体在散焦状态的散焦程度的不同计算深度的方法。我们知道当一个物体处于对焦平面时，物体可呈现一个清晰的像。而当物体到对焦平面有一段距离时，物体成像会逐渐模糊，我们称之为物体处于散焦状态。物体距离对焦平面越远，则散焦程度越重。因此我们可以根据同一个场景下物体在不同对焦状态时的不同散焦度来推测场景中物体的深度。
一般DFD算法是根据两张图计算深度。我们改变成像***的像距或是焦距，分别获取同一个场景在两个不同对焦状态下的图像I1，I2，然后使用多组窄带滤波器(pass-bandfilter)，或是分式滤波器(rational filter)等获取场景的相对散焦度。物体的相对散焦度与场景深度在一定范围内是成一一对应关系的，因此通过这个方法我们可以计算出一定范围内的场景深度。通常情况下，这个深度范围是生成I1，I2时的对焦平面之间的深度。
S44采用线性插值方法建立所述场景深度与对焦状态时的物距之间的映射关系。
具体来说，需要标定物距u与深度Depth之间的关系：将物体放置于不同的物距u'∈[u近，u远]，在每一个物距处将液晶透镜工作在最小焦距和最大焦距的状态，并分别获取这两种状态的图像：前景对焦图像I_Fu'和后景对焦图像I_Bu'，通过DFD算法获取物距u'的深度信息Depth'，这样就建立了物距u与深度Depth映射关系。为提高标定的速度，u'在[u近，u远]范围内取10个不同的距离，通过DFD算法获取10个对应的深度信息，然后用线性插值的方法，得到密集的u'对应的密集的Depth'，密集的u'集合记为：U，密集Depth'集合记为D，集合D与集合U是一一映射的关系。
还有，物距u为相机与物体之间的距离，单位m，u∈[0,umax]，深度Depth为相机与物体之间的距离关系。其中，
Depth∈[0,2BiteWidth]，
Bi teWidth为图像的像素位数。由于其物理意义是一样的，所以将深度Depth与u做一一映射，Depth＝(2BiteWidth/umax)*u，其中umax为物距u的最大值。
S20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，获取一第二可变焦透镜单元的对应光焦度值；
在一个具体实施例中，所述步骤S20进一步包括步骤：
S21通过所述第一可变焦透镜单元获取所述指定场景的感兴趣区域的深度值；
S22依据所述感兴趣区域的深度值,查找或计算所述第二可变焦透镜单元相对应的光焦度值。
S30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；
在一个具体实施例中，所述步骤S30具体包括：
S31依据所述第二可变焦透镜单元的对应光焦度值，相应查找所述第二可变焦透镜单元的目标驱动电压值；
S32输出所述目标驱动电压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。
这里场景连续分析主要是指：(1)同一场景中用户感兴趣区域是不断变化的，需要连续分析；(2)场景连续切换，需要对不同场景进行连续分析；(3)第一可变焦透镜单元和第二可变焦透镜单元以一定时序连续对同一场景进行分析，以实现该同一场景的自动对焦，二者在自动对焦中起着不同的作用。
当本发明的场景连续分析是上述(2)中场景连续切换时，上述场景连续分析方法进一步包括：
S40将所述指定场景切换至下一指定场景；当场景不断变化时，例如航拍时，或者在公共场合设置监视设备进行监视，而场景中的活体不断地变化位置带来的场景不断变化时，当对一个指定场景的感兴趣区域进行对焦后，迅速切换到下一指定场景；
S50循环所述步骤S10至S30。这里主要是对下一指定场景进行场景分析，对下一指定场景的感兴趣区域按照前面的步骤实现自动对焦。
本发明的场景连续分析方法的过程如下：由指定场景的深度信息Depth获得物距u，由物距u获取焦距f＝uv/(u+v)。再由焦距f换算为光焦度，获取对应的驱动电压(V1，V2),输出驱动电压(V1，V2)，知道物距为u的物体即可迅速实现快速自动对焦，自动对焦时间大大缩短。
本发明的场景连续分析方法通过第一可变焦透镜单元获取指定场景的深度分布，然后由第二可变焦透镜单元对指定场景的感兴趣区域进行对焦，具有场景分析迅速，可快速自动对焦以及结构简单的有益效果。
在一个具体实施例中，所述场景连续分析方法在所述步骤S10之前还包括：
S01第一预处理步骤，建立第二可变焦透镜单元的光焦度与第二可变焦透镜单元的驱动电压的映射关系，建立第一可变焦透镜单元的光焦度与第一可变焦透镜单元的驱动电压的映射关系；
在一个具体实施例中，所述步骤S01进一步包括以下步骤：
S311采集所述第二可变焦透镜单元形成的干涉条纹图像；
S312获取所述干涉条纹图像中全部暗条纹或全部亮条纹位置；
S313获取第二可变焦透镜单元的Zernike系数，并依据所述Zernike系数与所述全部暗条纹或全部亮条纹位置计算第二可变焦透镜单元的焦距；
S314不断改变施加至第二可变焦透镜单元的驱动电压，获取满足综合像差量小于预设值时的起步焦距，并记录所述起步焦距对应的第一驱动电压和第二驱动电压；这里的起步焦距可以是液晶透镜为正透镜时的一个最小焦距数值，也可以是满足综合相差量小于预设值的取值范围内中任意选取的一个数值。
S315将所述第一驱动电压和所述第二驱动电压中一个固定不变，另一个按照预设的步进量递进，并记录每变化一个步进量对应的焦距；
S316依据所述第二可变焦透镜单元的焦距与光焦度的换算关系，建立所述光焦度与驱动电压之间的对应关系。
具体地，这里的第一可变焦透镜单元、第二可变焦透镜单元可以为液晶透镜或液晶微透镜阵列。以液晶透镜为例，首先需要测量液晶透镜的光焦度P与驱动电压(V1，V2)变化的关系，寻找出像差最小的电压组合(频率，振幅)，使得总的光焦度P总＝P+-P-最大。测量液晶透镜光焦度P随着驱动电压(V1，V2)变化的关系，测量方法可参考现有技术，经过测量得到液晶透镜的光焦度(optical power)随驱动电压变化的关系：光焦度optical_power＝fun1(V1,V2)，具体的关系可参见以下论文：如B.Wang,M.Ye,and S.Sato的论文《“Lensof electrically controllable focal length made by a glass lens and liquid-crystal layers”,Appl.Opt.43,3420–3425(2004)》，M.Ye,M.Noguchi,B.Wang and S.Sato的论文《Zoom lens system without moving elements realised using liquid crystallenses》以及Mao Ye,Bin Wang等的论文《Low-Voltage-Driving Liquid Crystal Lens》。
在一个具体实施例中，以液晶透镜为例，将干涉相干光通过液晶透镜，形成干涉条纹，并用成像装置将干涉图采集记录。接着采用第三方软件FringeXP获取全部暗条纹或亮条纹的位置，然后采用软件FringeXP获取液晶透镜的zernike系数，从而依据液晶透镜的光焦度公式P＝4Z3λ/(D/2)2，获得液晶透镜的光焦度P，其中，D为条纹的直径，λ为光的波长，Z3为液晶透镜的zernike系数。通过不断变化电压(V1，V2)，寻找到综合像差量RMS<0.07λ时候，所对应的起步焦距例如液晶透镜处于正透镜时取最小焦距值fmin，并记录起步焦距fmin时的控制电压(V1fmin，V2fmin)。之后固定V1＝V1fmin，连续变化V2＝V2fmin+Vstep，Vstep表示步进电压，可以根据精度的要求，选取0.1V或0.05V，当然并不局限于这些值，可以依据需要任意设定。记录每一个电压(V1fmin，V2fmin+K1*Vstep)组合下的焦距fK，其中K1∈[0，(V1fmin-V2fmin)/Vstep]。从而确定了焦距fK需要的控制电压(V1fmin，V2fmin+K1*Vstep)。以上是针对液晶透镜为正透镜时的情况，对于液晶透镜为负透镜时，固定V2＝V2fmin,连续变化V1＝V1fmin+Vstep,这里的Vstep与前面相同，也表示步进电压，可依据需要任意设定。然后记录每一个电压(V1fmin+K2*Vstep，V2fmin)组合下的焦距FK，其中，K2∈[(V1fmin-V2fmin)/Vstep，0]，从而确定了焦距FK需要的控制电压(V1fmin+K2*Vstep，V2fmin)。
还有，指定的场景深度值Depth’映射得到目标物距值u’，由目标物距值u’根据物距与焦距一一对应的关系：u＝v/(v/(P1+P2)-1)计算液晶透镜需要输出的光焦度P1’，根据光焦度opt ical_power＝1/f1＝fun1(V1,V2)公式计算需要的电压(V1’，V2’),即可得到液晶透镜在控制电压(V1’,V2’)下，对场景深度值为Depth’的物体清晰对上焦。
此外，成清晰像必须满足高斯成像公式：1/f＝1/u+1/v，f为成像光学***焦距，u为物距，v为像距。组合透镜的总焦距与子透镜之间的关系为：1/f’＝1/f1+1/f2–d/(f1*f2)，f’为总焦距，f1为液晶透镜焦距，f2为玻璃透镜的焦距，d为液晶透镜和玻璃透镜之间的距离。在液晶成像***中，没有任何机械移动，像距v保持不变，所以对焦的物距u与透镜组焦距f’一一对应：u＝fun2(f’)＝vf’/(v–f’)＝v/(v/(1/f1+1/f2–d/(f1*f2))-1)。由于在实际***中，当液晶透镜贴附在玻璃透镜上时，d的取值可以是d＝0，即：u＝v/(v/(P1+P2)-1)。这里的P1是液晶透镜的光焦度，P2是玻璃透镜的光焦度。
S02第二预处理步骤，设置第二可变焦透镜单元处于非透镜状态时，依据高斯成像公式，通过第二可变焦透镜单元的第二光焦度和第二物距计算出第二像距；设置第一可变焦透镜单元处于非透镜状态时，依据高斯成像公式，通过第一可变焦透镜单元的第一光焦度和第一物距计算出第一像距。这里需要说明的是，第二可变焦透镜单元只是一透镜***中的一部分，透镜***中还包括主透镜单元(相当于现有技术成像装置的摄像头)，可以是多个玻璃透镜单元和/或树脂透镜单元等构成，可以实现无调焦成像，当可变焦透镜单元处于非透镜状态时，主透镜单元已知的焦距和物距易于获得，因而也可得出像距值。还可依据高斯成像公式，通过第二可变焦透镜单元的第二光焦度和第二物距计算出第二像距。由于第二可变焦透镜单元是用电压驱动其梯度折射率分布发生变化，不存在机械位移，因此该像距就是固定的。第一可变焦透镜单元的像距也是与第二可变焦透镜单元的同理，在此不再赘述。
在一个具体实施例中，在所述步骤S10和步骤S20之间还包括步骤：
S60依据所述物距U1和物距U2建立所述指定场景的场景深度分布与所述第一可变焦透镜单元物距分布之间的第一映射关系；第一可变焦透镜单元物距分布可以通过测量得出，或者通过高斯成像公式得出。
S70位置获取步骤，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；第一可变焦透镜单元与第二可变焦透镜单元可能前后放置、也可能并排放置(双目摄像装置中)，二者的相对位置关系可以通过测量获得。
S80依据所述相对位置关系，建立第一可变焦透镜单元物距分布与第二可变焦透镜单元物距分布的一一映射关系，然后建立所述指定场景的场景深度分布与所述第二可变焦透镜单元物距分布之间的第二映射关系；这里主要是将所述指定场景的场景深度分布与第一可变焦透镜单元物距分布之间的一一映射关系，基于相对位置关系转换成所述指定场景的场景深度分布与第二可变焦透镜单元物距分布之间的第二映射关系。当然，当第一可变焦透镜单元和第二可变焦透镜单元二者紧靠时，可以近似地将距离设为0，这样，可以不必进行第一映射关系与第二映射关系的转换。
S90依据高斯成像公式，建立所述第二可变焦透镜单元物距分布与所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布之间的第三映射关系；
S100依据所述第一映射关系、所述第二映射关系、所述第三映射关系，建立所述指定场景的场景深度分布与所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布之间的一一对应关系；由于第一映射关系、所述第二映射关系、所述第三映射关系存在着联系，这里通过这些联系，使指定场景的场景深度分布与所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布建立直接的对应关系，这样，只需得到场景深度分布，即获得第二可变焦透镜单元的光焦度分布。
S110建立所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布与所述第二可变焦透镜单元的驱动电压分布之间的第四映射关系。这个参见前面的论文。
在一个具体实施例中，所述第一可变焦透镜单元为液晶微透镜阵列、液晶透镜或液体透镜；所述第二可变焦透镜单元为液晶微透镜阵列、液晶透镜或液体透镜。较佳地，第一可变焦透镜单元为液晶微透镜阵列，所述第二可变焦透镜单元为液晶透镜，利用液晶微透镜阵列响应速度快，可以迅速获取指定场景的深度分布；而液晶透镜结构简单，无需图像拼接，用于自动对焦可以简化后面的图像处理，提升图像处理速度，适用于场景较快变化的场合，如航拍和公众场合的安防监控等。这里液晶透镜的尺寸远大于液晶微透镜阵列中单个液晶微透镜的尺寸。在液晶透镜与液晶微透镜阵列应用到同一成像装置中时，二者面积相等或接近，一个液晶透镜大小约为液晶微透镜阵列的全部液晶微透镜的大小之和。
在一个实施例中，所述场景连续分析方法还包括：S120透镜单元切换步骤，将第一可变焦透镜单元和第二可变焦透镜单元交替地从透镜状态切换到非透镜状态。具体来说，当第一可变焦透镜单元处于透镜状态时，此时第二可变焦透镜单元处于非透镜状态；当第一可变焦透镜单元处于非透镜状态时，此时所述第二可变焦透镜单元处于透镜状态。这样，可以将第一可变焦透镜单元和第二可变焦透镜单元置于一个摄像头中，用一套主透镜单元获取拍摄场景的图像时，可通过控制第一可变焦透镜单元与第二可变焦透镜单元交替地完成各自的任务。
在一个具体实施例中，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°。较佳地，夹角α取值为0°、45°或90°。
实施方式二
请参见图4，图4为本发明较佳实施方式的场景连续分析设备的结构示意图。如图4所示，本发明还提供一种场景连续分析设备，包括：
第一可变焦透镜单元301，形成第一折射率梯度分布；
第二可变焦透镜单元302，形成第二折射率梯度分布；
图像传感器单元303，用于将所述第一可变焦透镜单元301及所述第二可变焦透镜单元302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；图像传感器单元303可以是常见的CMOS或者CCD器件。
场景深度分布获取单元304，通过所述第一可变焦透镜单元301获取指定场景的场景深度分布；
光焦度值获取单元305，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，获取一第二可变焦透镜单元302的对应光焦度值；
驱动单元306，依据所述第二可变焦透镜单元302的对应光焦度值，驱动所述第二可变焦透镜单元302实现所述感兴趣区域的对焦。
在一个具体实施例中，所述场景深度分布获取单元304具体包括：
第一图像获取模块，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；
第二图像获取模块，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；
场景深度分布获取模块，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。
在一个具体实施例中，请参见图5，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。如图5所示，所述场景连续分析设备还包括：
第一映射关系建立单元61，依据所述物距U1和物距U2建立所述指定场景的场景深度分布与所述第一可变焦透镜单元物距分布之间的第一映射关系；
相对位置获取单元62，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；
第二映射关系建立单元63，依据所述相对位置关系，建立第一可变焦透镜单元物距分布与第二可变焦透镜单元物距分布的第二映射关系，然后建立所述指定场景的场景深度分布与所述第二可变焦透镜单元物距分布之间的第二映射关系；
第三映射关系建立单元64，依据高斯成像公式，建立所述第二可变焦透镜单元物距分布与所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布之间的第三映射关系；
对应关系建立单元65，依据所述第一映射关系、所述第二映射关系、所述第三映射关系，建立所述指定场景的场景深度分布与所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布之间的一一对应关系；
第四映射关系建立单元66，建立所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布与所述第二可变焦透镜单元的驱动电压分布之间的第四映射关系。
在一个实施例中，所述光焦度值获取单元305具体包括：
深度值获取模块，通过所述第一可变焦透镜单元获取所述指定场景的感兴趣区域的深度值；
光焦度值获取模块，依据所述感兴趣区域的深度值,查找或计算所述第二可变焦透镜单元相对应的光焦度值。
在一个实施例中，所述驱动单元306具体包括：
目标驱动电压值获取模块，依据所述第二可变焦透镜单元的对应光焦度值，相应查找或计算所述第二可变焦透镜单元的目标驱动电压值；
驱动模块，输出所述目标驱动电压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。
在一个实施例中，所述场景连续分析设备还包括：透镜切换单元，用于将第一可变焦透镜单元和第二可变焦透镜单元交替地从透镜状态切换到非透镜状态。具体来说，当第一可变焦透镜单元处于透镜状态时，此时第二可变焦透镜单元处于非透镜状态；当第一可变焦透镜单元处于非透镜状态时，此时所述第二可变焦透镜单元处于透镜状态。这样，可以将第一可变焦透镜单元和第二可变焦透镜单元置于一个摄像头中，用一套主透镜获取拍摄场景，然后控制第一可变焦透镜单元与第二可变焦透镜单元交替地完成各自的任务。
在一个实施例中，所述第一可变焦透镜单元为液晶微透镜阵列、液晶透镜或液体透镜；所述第二可变焦透镜单元为液晶微透镜阵列、液晶透镜或液体透镜。在一个较佳实施例中，所述第一可变焦透镜单元为液晶微透镜阵列，所述第二可变焦透镜单元为液晶透镜。
此外，本发明还提供一种成像装置，包括：场景连续分析设备，该场景连续分析设备为结合图4和图5以及本实施方式二前面部分所述的场景连续分析设备。场景连续分析设备的具体结构请参见前面，在此不再赘述。
实施方式三
请参见图6，图6是本发明一实施方式的成像装置的结构示意图。本发明的成像装置，主要包括：主透镜单元71、第一可变焦透镜单元72、第二可变焦透镜单元73、图像传感器单元74、处理器75以及存储器76；各元件描述如下：
所述主透镜单元71，用于拍摄位于所述主透镜单元71一侧的场景23并将该场景23成像于所述主透镜单元71的另一侧；这里的主透镜单元71可以是现有相机中用多个玻璃透镜组合成的摄像头，也可是包含液晶透镜或液体透镜的多个透镜组合成的摄像头。
所述第一可变焦透镜单元72，形成第一折射率梯度分布；
所述第二可变焦透镜单元73，形成第二折射率梯度分布；这里的第一折射率梯度分布与第二折射率梯度分布可以相同，也可不同。
所述图像传感器单元74，用于将所述第一可变焦透镜单元72及所述第二可变焦透镜单元73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；
所述处理器75，用于控制所述第一可变焦透镜单元72、第二可变焦透镜单元73、图像传感器单元74以及存储器76工作，所述存储器76用于存储计算机执行指令，当所述成像装置拍摄场景时，所述处理器76读取所述存储器存储的所述计算机执行指令，用于执行实施方式一所述的场景连续分析方法。该场景连续分析方法的简要描述如下：
一种场景连续分析方法，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；
S20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，获取一第二可变焦透镜单元的对应光焦度值；
S30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。
较佳地，所述场景连续分析方法在所述步骤S10之前还包括：
S01第一预处理步骤，建立第二可变焦透镜单元的光焦度与第二可变焦透镜单元的驱动电压的映射关系，建立第一可变焦透镜单元的光焦度与所述第一可变焦透镜单元的驱动电压的映射关系；
S02第二预处理步骤，设置第二可变焦透镜单元处于非透镜状态时，获取对焦面的距离，依据高斯成像公式，通过第二可变焦透镜单元的第二光焦度和第二物距计算出第二像距；设置所述第一可变焦透镜单元处于非透镜状态时，依据高斯成像公式，通过所述第一可变焦透镜单元的第一光焦度和第一物距计算出第一像距。
较佳地，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；
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。
较佳地，在所述步骤S10和步骤S20之间还包括步骤：
S60依据所述物距U1和物距U2建立所述指定场景的场景深度分布与所述第一可变焦透镜单元物距分布之间的第一映射关系；
S70位置获取步骤，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；
S80依据所述相对位置关系，建立第一可变焦透镜单元物距分布与第二可变焦透镜单元物距分布的一一映射关系，然后建立所述指定场景的场景深度分布与所述第二可变焦透镜单元物距分布之间的第二映射关系；
S90依据高斯成像公式，建立所述第二可变焦透镜单元物距分布与所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布之间的第三映射关系；
S100依据所述第一映射关系、所述第二映射关系、所述第三映射关系，建立所述指定场景的场景深度分布与所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布之间的一一对应关系；
S110建立所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布与所述第二可变焦透镜单元的驱动电压分布之间的第四映射关系。
较佳地，所述步骤S20进一步包括步骤：
S21通过所述第一可变焦透镜单元获取所述指定场景的感兴趣区域的深度值；
S22依据所述感兴趣区域的深度值,查找或计算所述第二可变焦透镜单元相对应的光焦度值。
较佳地，在一个具体实施例中，所述步骤S30具体包括：
S31依据所述第二可变焦透镜单元的对应光焦度值，相应查找或计算所述第二可变焦透镜单元的目标驱动电压值；
S32输出所述目标驱动电压值驱动所述第二可变焦透镜单元，对所述感兴趣区域对焦。
在一个较佳实施例中，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。
此外，在一个变形实施方式中，该成像装置也可是包括图像传感单元、处理器、存储器和主透镜单元及实施方式二所述的场景连续分析设备，具体介绍请参见实施方式二。
实施方式四
请参见图7，图7是本发明另一实施方式的成像装置的结构示意图。如图7所示，本发明的成像装置，包括：第一摄像头模组130、第二摄像头模组140、处理单元150以及存储单元160。
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。该第一主透镜单元，用于拍摄位于第一主透镜单元一侧的场景23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；
这里的第一主透镜单元、第二主透镜单元可以是现有相机的用多个玻璃透镜组合成的摄像头，也可是包含液晶透镜或液体透镜的多个透镜组合成的摄像头。
所述处理单元150，用于控制所述第一摄像头模组130、第二摄像头模组140以及存储单元160工作，所述存储单元160用于存储计算机执行指令，当所述成像装置拍摄场景时，所述处理单元150读取所述存储单元160存储的所述计算机执行指令，用于执行实施方式一所述的场景连续分析方法。该场景连续分析方法的简要描述如下：
一种场景连续分析方法，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；
S20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，获取一第二可变焦透镜单元的对应光焦度值；
S30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。
较佳地，所述场景连续分析方法在所述步骤S10之前还包括：
S01第一预处理步骤，建立第二可变焦透镜单元的光焦度与第二可变焦透镜单元的驱动电压的映射关系，建立第一可变焦透镜单元的光焦度与所述第一可变焦透镜单元的驱动电压的映射关系；
S02第二预处理步骤，设置第二可变焦透镜单元处于非透镜状态时，获取对焦面的距离，依据高斯成像公式，通过第二可变焦透镜单元的第二光焦度和第二物距计算出第二像距；设置所述第一可变焦透镜单元处于非透镜状态时，依据高斯成像公式，通过所述第一可变焦透镜单元的第一光焦度和第一物距计算出第一像距。
较佳地，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；
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。
较佳地，在所述步骤S10和步骤S20之间还包括步骤：
S60依据所述物距U1和物距U2建立所述指定场景的场景深度分布与所述第一可变焦透镜单元物距分布之间的第一映射关系；
S70位置获取步骤，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；
S80依据所述相对位置关系，建立第一可变焦透镜单元物距分布与第二可变焦透镜单元物距分布的一一映射关系，然后建立所述指定场景的场景深度分布与所述第二可变焦透镜单元物距分布之间的第二映射关系；
S90依据高斯成像公式，建立所述第二可变焦透镜单元物距分布与所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布之间的第三映射关系；
S100依据所述第一映射关系、所述第二映射关系、所述第三映射关系，建立所述指定场景的场景深度分布与所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布之间的一一对应关系；
S110建立所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布与所述第二可变焦透镜单元的驱动电压分布之间的第四映射关系。
较佳地，所述步骤S20进一步包括步骤：
S21通过所述第一可变焦透镜单元获取所述指定场景的感兴趣区域的深度值；
S22依据所述感兴趣区域的深度值,查找或计算所述第二可变焦透镜单元相对应的光焦度值。
较佳地，在一个具体实施例中，所述步骤S30具体包括：
S31依据所述第二可变焦透镜单元的对应光焦度值，相应查找或计算所述第二可变焦透镜单元的目标驱动电压值；
S32输出所述目标驱动电压值驱动所述第二可变焦透镜单元，对所述感兴趣区域对焦。
在一实施例中，第一可变焦透镜单元为液晶微透镜阵列，位于第一主透镜单元与第一图像传感器之间，而第二可变焦透镜单元为液晶透镜，位于所述第二主透镜单元与所述图像传感器单元之间，或者设于所述第二主透镜单元的前方，即主透镜单元的远离图像传感器的一侧，距离所要拍摄的场景更近。
具有第一摄像头模组130和第二摄像头模组140的成像装置可以应用到航拍设备、移动电话、机器人、智能汽车等需要成像装置的终端设备方面，由第一摄像头模组130测量场景深度分布，第二摄像头模组140依据场景深度分布对用户感兴趣区域进行自动对焦，或者，第二摄像头模组测量场景深度分布，第一摄像头模组依据场景深度分布对用户感兴趣区域进行自动对焦。
例如，当第一摄像头模组130测量场景深度分布，第二摄像头模组140依据场景深度进行自动对焦时，由于第一摄像头模组130和第二摄像头模组140单独工作，彼此不受影响，因此在成像装置工作时，第一摄像头模组130随时处于不断获取场景深度分布的状态，而在接收到需要对焦的指令时，第二摄像头模组140可随时依据当前的场景深度分布，进行自动对焦，非常便于场景不断变化的场合，用第一摄像头模组130。
上述第一摄像头模组130和第二摄像头模组140在终端设备上可以按照双目摄像机的方式设置，不过与双目摄像机的差异在于，采用本发明的包括第一摄像头模组130和第二摄像头模组140的成像装置只需其中之一就能获取场景深度分布，在拍摄3D图像时，快速对焦，且便于后续的图像处理。
综上所述，本发明的成像装置非常适于快速变化的场景，通过液晶微透镜阵列快速获取场景深度，通过液晶透镜对焦，一方面可解决单独使用大液晶透镜对场景深度测量缓慢的问题，另一方面可解决采用液晶微透镜阵列成像时像素分辨率低下、画质不佳的问题，除可应用于胶囊型医疗设备外，尤其适合场景快速变化的应用领域例如，航空拍摄(无人机拍摄)、机器人、智能汽车、基于虚拟现实(VR)或增强现实(AR)技术的智能穿戴设备、需要深度摄像的摄像产品、带拍摄功能的军事侦测设备或武器(如电视制导导弹)。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (16)

1.一种场景连续分析方法，其特征在于，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；S20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，获取一第二可变焦透镜单元的对应光焦度值；S30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；
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；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。
2.如权利要求1所述的场景连续分析方法，其特征在于，所述场景连续分析方法在所述步骤S10之前还包括：S01第一预处理步骤，建立所述第二可变焦透镜单元的光焦度与第二可变焦透镜单元的驱动电压的映射关系，建立所述第一可变焦透镜单元的光焦度与所述第一可变焦透镜单元的驱动电压的映射关系；S02第二预处理步骤，设置所述第二可变焦透镜单元处于非透镜状态时，依据高斯成像公式，通过第二可变焦透镜单元的第二光焦度和第二物距计算出第二像距；设置所述第一可变焦透镜单元处于非透镜状态时，依据高斯成像公式，通过所述第一可变焦透镜单元的第一光焦度和第一物距计算出第一像距。
3.如权利要求1所述的场景连续分析方法，其特征在于，在所述步骤S10和步骤S20之间还包括步骤：S60依据所述物距U1和物距U2建立所述指定场景的场景深度分布与所述第一可变焦透镜单元物距分布之间的第一映射关系；S70位置获取步骤，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；S80依据所述相对位置关系，建立第一可变焦透镜单元物距分布与第二可变焦透镜单元物距分布的一一映射关系，然后建立所述指定场景的场景深度分布与所述第二可变焦透镜单元物距分布之间的第二映射关系；S90依据高斯成像公式，建立所述第二可变焦透镜单元物距分布与所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布之间的第三映射关系；S100依据所述第一映射关系、所述第二映射关系、所述第三映射关系，建立所述指定场景的场景深度分布与所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布之间的一一对应关系；S110建立所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布与所述第二可变焦透镜单元的驱动电压分布之间的第四映射关系。
4.如权利要求3所述的场景连续分析方法，其特征在于，所述步骤S20进一步包括步骤：S21通过所述第一可变焦透镜单元获取所述指定场景的感兴趣区域的深度值；S22依据所述感兴趣区域的深度值,查找或计算所述第二可变焦透镜单元相对应的光焦度值。
5.如权利要求4所述的场景连续分析方法，其特征在于，所述步骤S30具体包括：S31依据所述第二可变焦透镜单元的对应光焦度值，相应查找或计算所述第二可变焦透镜单元的目标驱动电压值；S32输出所述目标驱动电压值驱动所述第二可变焦透镜单元，对所述感兴趣区域对焦。
6.如权利要求1至5任一项所述的场景连续分析方法，其特征在于，所述第一可变焦透镜单元为液晶微透镜阵列、液晶透镜或液体透镜；所述第二可变焦透镜单元为液晶微透镜阵列、液晶透镜或液体透镜。
7.如权利要6所述的场景连续分析方法，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°。
8.一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；场景深度分布获取单元，通过所述第一可变焦透镜单元获取一指定场景的场景深度分布；光焦度值获取单元，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，获取一第二可变焦透镜单元的对应光焦度值；驱动单元，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；
所述通过所述第一可变焦透镜单元获取一指定场景的场景深度分布包括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；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；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。
9.如权利要求8所述的场景连续分析设备，其特征在于，所述场景深度分布获取单元具体包括：第一图像获取模块，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；第二图像获取模块，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；场景深度分布获取模块，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。
10.如权利要求9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：第一映射关系建立单元，依据所述物距U1和物距U2建立所述指定场景的场景深度分布与所述第一可变焦透镜单元物距分布之间的第一映射关系；相对位置获取单元，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；第二映射关系建立单元，依据所述相对位置关系，建立第一可变焦透镜单元物距分布与第二可变焦透镜单元物距分布的第二映射关系，然后建立所述指定场景的场景深度分布与所述第二可变焦透镜单元物距分布之间的第二映射关系；第三映射关系建立单元，依据高斯成像公式，建立所述第二可变焦透镜单元物距分布与所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布之间的第三映射关系；对应关系建立单元，依据所述第一映射关系、所述第二映射关系、所述第三映射关系，建立所述指定场景的场景深度分布与所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布之间的一一对应关系；第四映射关系建立单元，建立所述第二可变焦透镜单元的光焦度分布与所述第二可变焦透镜单元的驱动电压分布之间的第四映射关系。
11.如权利要求10所述的场景连续分析设备，其特征在于，所述光焦度值获取单元具体包括：深度值获取模块，通过所述第一可变焦透镜单元获取所述指定场景的感兴趣区域的深度值；光焦度值获取模块，依据所述感兴趣区域的深度值,查找或计算所述第二可变焦透镜单元相对应的光焦度值。
12.如权利要求11所述的场景连续分析设备，其特征在于，所述驱动单元具体包括：目标驱动电压值获取模块，依据所述第二可变焦透镜单元的对应光焦度值，相应查找或计算所述第二可变焦透镜单元的目标驱动电压值；驱动模块，输出所述目标驱动电压值驱动所述第二可变焦透镜单元，对所述感兴趣区域的对焦。
13.一种成像装置，其特征在于，所述成像装置包括：场景连续分析设备，所述场景连续分析设备为权利要求8至12任一项所述的场景连续分析设备。
14.一种成像装置，其特征在于，所述成像装置包括：主透镜单元、第一可变焦透镜单元、第二可变焦透镜单元、图像传感器单元、处理器以及存储器；所述主透镜单元，用于拍摄位于所述主透镜单元一侧的场景并成像于所述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；所述第二可变焦透镜单元，形成第二折射率梯度分布；所述图像传感器单元，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；所述处理器，用于控制所述第一可变焦透镜单元、第二可变焦透镜单元、图像传感器单元以及存储器工作，所述存储器用于存储计算机执行指令，当所述成像装置拍摄场景时，所述处理器读取所述存储器存储的所述计算机执行指令，用于执行权利要求1至5任一项所述的场景连续分析方法。
15.如权利要求14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。
16.一种成像装置，其特征在于，所述成像装置包括：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，用于控制所述第一摄像头模组、第二摄像头模组以及存储单元工作，所述存储单元用于存储计算机执行指令，当所述成像装置拍摄场景时，所述处理单元读取所述存储单元存储的所述计算机执行指令，用于执行权利要求1至5任一项所述的场景连续分析方法。
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