自动对焦作为数字成像系统的关键技术之一,广泛应用于各个成像领域如工业检测、军事航天、智能监控、数码相机等。它的发展趋势是速度快、功耗低、稳定性强以及系统结构小型化。双电压驱动的液晶透镜具有焦距可电控、尺寸结构微小、功耗低等特性,在整个调焦范围内,不需要任何的机械移动且能够保持良好的光学性质。本课题结合液晶透镜器件的特点,详细的研究液晶透镜光学成像系统自动对焦技术的各个环节并完成了整套自动对焦系统软件的设计与开发。论文首先设计了液晶透镜光学成像系统,确定了成像系统的调焦范围以及视场角等参数性能,并对成像系统所使用的液晶透镜结构进行了详细介绍与性能测试。通过对各种图像质量评价方法的研究,使用图像测试软件Imatest测得光学成像系统的分辨率以及MTF等质量评价值,实验结果表明成像系统的成像质量良好。其次,研究了液晶透镜爬山法自动对焦技术,其中重点研究内容为爬山法自动对焦过程中的对焦评价函数的选取以及调焦搜索算法设计。通过对几种常用的对焦评价函数的分析,在tenengrad函数的基础上提出了一种新型的对焦评价方法。实验结果表明该方法速度快、对焦准确、灵敏度高。针对于液晶透镜电控调焦可实现正负两种透镜的特点,设计了两种调焦搜索算法,实验证明了每种调焦搜索算法都能够准确找到对焦位置。对两种搜索算法的适用性以及特点进行了详细的分析。最后基于液晶透镜自动对焦技术理论的研究,设计并实现了PC端控制的液晶透镜自动对焦系统。整套系统的硬件部分主要由液晶透镜、CMOS成像模组以及电压驱动模块构成,软件系统在实现自动对焦功能的基础上还集成了液晶透镜无偏振成像模块以及深度图获取模块。使用自己设计开发的软件系统进行了大量的自动对焦实验,实验结果表明该系统具有良好的运行稳定性和明显的对焦效果,为液晶透镜成像系统的实际应用提供了一种产品化的解决方案。