基于透镜阵列的双向三维成像和裸眼三维显示系统

摘要

本发明涉及三维显示、三维成像和双向成像与显示，特别涉及一种基于透镜阵列的双向三维成像和裸眼三维显示系统。依次包括透镜阵列，用作对物体三维成像，及对平板显示图像三维显示；隔离板，消除透镜阵列成像-显示单元之间的信号串扰；探测器阵列，用于测量透镜阵列像面上收集的三维光场信息，并设有电极控制电路；平板显示器，显示供透镜阵列三维显示用的阵列图像。探测器阵列所成的阵列图像被用于提取物体的位置信息，为进一步的人机互动提供信息。同时，在不影响裸眼三维显示的前提下来实现三维成像，结构简单、速度快，实现高质量的双向三维成像和裸眼三维显示，既适合用于家用和商务视频系统，还可拓展为一种光学无接触人机互动系统。

主权项

基于透镜阵列的双向三维成像和裸眼三维显示系统，依次设有：透镜阵列，用作对物体三维成像，及对平板显示器显示的阵列图像的三维显示，所述透镜阵列集成于一个玻璃基板上，每个单元透镜对应多个显示像素和探测像素；隔离板，消除透镜阵列的单元透镜之间的信号串扰，所述隔离板为方形小孔阵列，周期与透镜阵列相同；探测器阵列，用于测量透镜阵列像面上收集的三维光场信息，并设有电极控制电路，探测器阵列及其电极控制电路集成于显示板或者单独的一个玻璃基板上，每个显示像素对应一个探测像素，每个探测像素包含R、G、B三个子像素，分别测量对应像点的R、G、B分量光信号，每一个显示像素中探测像素的相对位置都是相同的；平板显示器，显示供透镜阵列三维显示用的阵列图像，所述平板显示器的显示板的像素包括R、G、B三个子像素，所述平板显示器为液晶显示器、等离子体显示器或者有机发光二极管显示器；其中对应同一物点的光线经透镜阵列后汇集于同一点，从而重建了三维像；待成像的物体的光线在不同的单元透镜中被所述探测器阵列中不同位置的探测像素接收，使用相关算法处理探测图像，确定该物体的位置；系统时序处于两种工作状态，一种状态是显示阵列图像，一种状态是黑色图像或者关闭电源，此时可进行三维成像，显示图像频率120Hz，最终实现双向三维成像‑裸眼三维显示。