[发明专利]一种LED显示屏幕的无透镜成像装置及方法

说明书

本发明公开了一种LED显示屏幕的无透镜成像装置及方法。LED显示屏幕的前部放置一层漫射体，物体上的光线经过漫射体散射后投射在LED显示屏幕上，同时显示屏幕上的LED除了发光功能外增加光电传感功能和相应的接收电路，在处于光电传感接收状态时可在LED上感知外界物体投射在屏幕上的光强度，将所有LED的光传感信息汇集后可得到整个屏幕表面的光信号分布；对获取的信息经过通信总线传输给图像信息恢复处理设备通过成像计算进行图像恢复，可以实现物体的成像。本发明保留LED显示屏幕本身的显示功能，同时让屏幕具备了无透镜成像的能力，也可以与其他仅具有显示功能的单元板配合使用，获得具有集显示、成像于一身的显示屏幕。

技术领域

本发明涉及一种无透镜成像的方法和装置，尤其涉及一种LED显示屏幕的无透镜成像装置及方法。

背景技术

LED显示随着技术的发展，利用单元板的拼接方式，已经在大屏幕的方面得到了极大的应用，随处可见的广告牌，户外巨屏，演唱会、活动的舞台背景屏幕都是利用LED屏幕拼接而成。另一方面，随着OLED显示屏幕在手机显示屏的应用，LED的小型化也处于研究阶段，LED具有比OLED更高的色域，在未来的小屏幕显示领域具有极大的潜力，micro-LED显示技术被认为是下一代手机屏幕的可能技术。

此外，传统的成像方式需要在传感设备的前方搭载一个体型较大且昂贵的透镜装置，而基于漫射体的无透镜成像方法则利用一块很薄且透明的漫射体薄膜代替透镜实现成像，在接收到传感设备的初始图像后，只需经过算法恢复出图像即可实现成像，它比传统的透镜成像仪器更小更轻，同时成本也更低。应用于手机的成像技术也在往小型化，超薄化发展，尤其是手机前部的全面屏和屏下技术的发展，也在期望于能够将前置摄像头完全地融入到手机的屏下。

另一方面，对于LED本身性质而言，它不仅具有发光特性，还具有光伏传感特性，因此屏幕表面光源可以被直接获取。通过搭建光传感电路，就可以获取单个像素点上的光信息。因此显示屏幕的像素实际上可以作为光传感元件甚至作为成像的基础单元。对于整个屏幕作为成像传感的有透镜成像并不现实，但是如果结合无透镜成像技术，就可以实现利用LED大屏幕或者未来基于LED的手机显示屏的直接成像，不需要借助额外的摄像头。该方法不需要额外的成像设备，不改变屏幕的外观和基本功能，应用方便，结构简单，成本低，但目前未见相关报道。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种LED显示屏幕的无透镜成像装置及方法，本发明利用了LED显示屏的像素单元LED的光传感特性，通过直接获取屏幕表面的光信号形成无透镜成像所需的点扩展函数和光传感器图像，从而通过计算恢复图像实现无透镜成像，实现利用LED显示屏幕进行物体的无透镜成像。

本发明采取的技术方案如下：

一、一种LED显示屏幕的无透镜成像装置。

包括物体、漫射体、由显示单元板拼接而成的LED显示屏幕和图像信息恢复处理设备，相邻显示单元板之间通过通信总线互联，显示单元板通过通信总线连接到图像信息恢复处理设备进行通信；LED显示屏幕表面放置有漫射体且漫射体与LED显示屏幕表面不接触，漫射体以及LED显示屏幕前方放置有物体；

所述显示单元板包括驱动和光成像电路板和LED点阵模块。LED点阵模块与驱动和光成像电路板之间通过电路板及点阵模块连接线组相连；

所述驱动和光成像电路板包括微处理器、通信总线、供电模块、驱动模块和屏幕光信号接收模块，驱动模块的驱动输出连接到LED点阵模块进行显示驱动，微处理器分别与驱动模块和屏幕光信号接收模块连接，驱动模块为包括三态门的驱动电路模块，三态门的输出端和屏幕光信号接收模块均通过电路板及点阵模块连接线组与LED点阵模块相连；微处理器通过三态门控制驱动模块和屏幕光信号接收模块实现LED点阵模块的显示和光传感功能的复用，微处理器的通信功能引脚连接到驱动和光成像电路板的边缘接口形成通信总线；供电模块通过和外部电源连接为微处理器、驱动模块和屏幕光信号接收模块提供电源。