[發明專利]基于微透鏡陣列和平板顯示集成的雙向成像-顯示系統

有效

• 申請號: 201110202647.9
• 申請日: 2011-07-19
• 公開（公告）號: CN102256100A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 楊福桂;王安廷;董磊;明海
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H04N7/15
• 分類號: H04N7/15;G02F1/1333;G02B3/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

技術領域

本發明涉及一種雙向成像-顯示系統，尤其涉及一種基于微透鏡陣列和平板顯示集成的雙向成像-顯示系統。

背景技術

網絡技術的快速發展使得人們可以通過視頻和音頻進行交流。這種遠程視頻會議系統相比于一般的會議模式具有成本低廉的特點，因此具有很廣的應用前景。傳統的網絡視頻會議/聊天系統是借助攝像頭實現成像。當視頻的雙方都在關注顯示屏上的顯示圖像時，攝像頭所拍攝的圖像是當事者的側面照，從而引起一種稱為面對面交流困難的問題，例如人眼無法對視，面部表情等信息的大量丟失。這些問題降低了網絡視頻聊天/會議的效果。

現有技術中，這類問題的解決方法之一是計算機輔助校正。它有效利用計算機的高性能計算特征，使用多個攝像頭拍攝的圖像以及人臉模型，追蹤人的頭部姿勢，最后結合視差匹配，獲得虛擬視角的觀察像。這種方法的缺點是計算量非常大，精度和速度不夠高；另外一種方法是直接正向成像，這里在顯示屏的前面插入一個半透半反鏡，將攝像頭放在垂直顯示的光路上，實現人面部正向成像，但是該結構比較龐大。

發明內容

本發明的目的是提供一種能在不影響顯示的前提下來實現正向成像的基于微透鏡陣列和平板顯示集成的雙向成像-顯示系統。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明的基于微透鏡陣列和平板顯示集成的雙向成像-顯示系統，包括自前向后依次布置的微透鏡陣列、隔離板、探測器陣列、液晶平板顯示器；

所述微透鏡陣列用于對物體遠場成像；所述探測器陣列用于測量微透鏡陣列像面軸上光信號；所述隔離板用于消除微透鏡單元成像之間的信號串擾；所述液晶平板顯示器用于顯示圖像。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明提供的基于微透鏡陣列和平板顯示集成的雙向成像-顯示系統，由于包括自前向后依次布置的微透鏡陣列、隔離板、探測器陣列、液晶平板顯示器。在平板顯示器中集成微透鏡-探測器構成的陣列成像裝置，可以在不影響顯示的前提下來實現正向成像，結構簡單、速度快。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的基于微透鏡陣列和平板顯示集成的雙向成像-顯示系統的結構示意圖。

圖2為本發明中液晶平板顯示器的顯示板的像素排布示意圖；

圖3為本發明中微透鏡陣列結構示意圖；

圖4為本發明中探測器陣列結構示意圖；

圖5為本發明中隔離板的結構示意圖；

圖6為本發明的具體實施例中的一維成像系統的光路圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明實施例作進一步地詳細描述。

本發明的基于微透鏡陣列和平板顯示集成的雙向成像-顯示系統，其較佳的具體實施方式如圖1所示：

包括自前向后依次布置的微透鏡陣列、隔離板、探測器陣列、液晶平板顯示器；

所述微透鏡陣列用于對物體遠場成像；所述探測器陣列用于測量微透鏡陣列像面軸上光信號；所述隔離板用于消除微透鏡單元成像之間的信號串擾；所述液晶平板顯示器用于顯示圖像。

如圖2所示，所述液晶平板顯示器的顯示板包括多個像素，每個像素包括R、G、B三個子像素和一個無用子像素，這四個子像素方形排列。

如圖3所示，所述微透鏡陣列包括多個微透鏡，每個微透鏡正對一個無用子像素，微透鏡的口徑與無用子像素的大小相同。

所述微透鏡陣列可以為以下任意一種：表面形貌型折射率微透鏡、梯度折射率微透鏡、菲涅爾微透鏡。

如圖4所示，所述探測器陣列包括多個點探測器，每個微透鏡的光軸上設有一個點探測器。每個點探測器探測一個像素信息，整個陣列多個點探測器的探測信息組合成最終成像圖片。

如圖5所示，所述隔離板包括方形小孔陣列，每個方形小孔對應一個子像素。

本發明在平板顯示器中集成微透鏡-探測器構成的陣列成像裝置，同時利用集成在顯示器中的微透鏡-探測器構成的陣列成像裝置進行成像，從而形成雙向成像-顯示系統，可以在不影響顯示的前提下來實現正向成像，結構簡單、穩定、速度快。從未克服現有技術的不足，實現高質量的雙向成像-顯示。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

能夠快速獲得物體遠場正面像；能夠提供平面顯示；性能穩定、結構簡單緊湊，適用于實時視頻會議/聊天系統；可以實現手勢成像，因而拓展其在光學人機互動系統上的應用。

具體實施例：

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細描敘。

具體實施例：