CN104639754A - 用手机拍摄和显示三维影像的方法和三维影像手机 - Google Patents

Abstract

一种用手机拍摄和显示三维影像的方法和三维影像手机，其特征是用设置在手机面向景物的同一面上的左、右两个摄像头同步拍摄同一个场景，得到左、右两组有视角差的影像信息，经电子系统进行数据处理和储存，用三维显示装置将该左右两组影像电信息同步地转换为可视的光信息，分别传送到观看者的左右眼，由观看者的视觉合成为三维影像。三维显示装置包括分屏显示模式和/或分时显示模式，观看者可用裸眼或偏振眼镜、液晶光闸眼镜观偿三维照片或视频节目，将现有手机的二维摄录功能提升到三维，为广大消费者提供了一种更高景界的观偿设备，也可为移动通讯行业创造可观的经济效益。

Description

用手机拍摄和显示三维影像的方法和三维影像手机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种带有影像拍摄和显示装置的移动通讯设备，特别是具有三维影像的拍摄和显示装置的手机。

背景技术

[0002] 手机技术发展到现在己经可以应用到人们生活的各个领域，不仅能传送语音和文字信息，而且能拍摄和显示照片和视频影像，几乎包含了数码相机的全部功能，可以说是无所不能了，但是它们拍摄和显示的影像都是二维的，不能拍摄和显示三维照片和视频，这是它们唯一的不足。为弥补这一缺憾，近来出现了一种用普通手机附加三维显示附件用来观看三维影像的技术方案，如专利号为200710048381.0、名为《 外贴光栅片的三维自由立体手机显示屏》的发明专利所公开的技术，该发明只是在普通手机显示屏上外贴一层光栅片，在手机屏上加上预处理的3D视差合成图信号，使人们在一定范围自由观看到立体图。这种技术方案需要输入3D图像源，且由于 外贴光栅片不可避免与手机显示屏的相素存在一定的位置识差，不可能得到理想的3D效果，所以至今未能广泛推广应用，全世界几十亿人普遍便用的手机仍停留在二维图像的状态。更重要的是，这种技术需要3D影视源，这种资源十分有限，远不能满足广大消费者的需要，更不能满足人们随时随地将自己身处其中的感兴趣的场景摄录成三维影像保留存下来供随时观偿的更高景界的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用手机拍摄和显示三维影像的方法，并设计一种用此方法实现既能拍摄记录、又能显示观偿三维图片和视频的三维影像手机，将现有手机技术的二维影像功能提升到三维，从而满足人们随时随地将自己身处其中的感兴趣的场景摄录成三维影像文件保留存下来供随时观偿的更

高景界的需求。

为实现上述目的，本发明提供了一种用手机拍摄和显示三维影像的方法，用设置在手机面向景物的同一面上的左、右两个摄像头同步拍摄同一个场景，得到左、右两组有视角差的影像信息，同时将该两组影像信息转换为电信息，送入电子系统进行数据处理和储存，用三维显示装置将该左右两组影像电信息同步地转换为可视的光信息，分别传送到观看者的左右眼，由观看观看者的视觉合成为三维影像。

所述左、右两个摄像头的所有制造的技术参数和设置调节的工作参数包括镜头直径、焦距、光圈、快门和暴光时间完全相同，它们的主光轴互相平行，并在水平方向保持一定距离，以接近一般人平均瞳距的65毫米为最佳；

所述电子系统包括图像处理器、储存器、中央处理器和接口电路，储存器储存有三维影像信息的处理和显示程序，包括分屏显示模式和/或分时显示模式的程序；接口电路中有三维显示电路。

所述三维显示电路和三维显示装置将该左右两组影像电信息同步地分别传送到观看者的左右眼的方法包括以下三种的任意一种或二种或三种：

A、裸眼观看：包括分屏显示和用光屏障或柱状透镜传送的方法，将左、右两组有视角差的影像显示在显示屏的不同部位，用光屏障或柱状透镜将显示在不同部位的左、右两组影像分别送入人的左右眼；

B、通过偏振眼镜观看：包括分屏显示和通过偏振光传送的方法，将左、右两组有视角差的影像分别显示在显示屏的不同部位，并分别以垂直和水平方向的偏振光发送出去，通过偏振眼镜分别送入人的左右眼；

C、通过光闸眼镜观看：包括分时交替显示和用液晶光闸眼镜观看的方法，在显示屏上将左右两组影像电信息以奇场和偶场交替地显示，用液晶光闸眼镜使奇场和偶场的图像分别同步进入左眼和右眼。

根据上述用手机拍摄和显示三维影像的方法设计的一种三维影像手机，包括机体00、摄像头10、电子系统20和显示装置30，其特征在于：

所述摄像头10包括设置在手机机体00面向景物的同一面01上的主光轴互相平行的左摄像头11和右摄像头12；所述电子系统20包括图像处理器21、储存器22、中央处理器23和接口电路24，储存器22中储存有三维影像信息的处理和显示程序；接口电路中有三维显示电路；所述显示装置30为三维图像显示装置。

所述左摄像头11和右摄像头12的所有制造的技术参数和设置调节的工作参数包括镜头直径、焦距、光圈、快门和暴光时间完全相同，并在水平方向保持一定距离，以接近一般人的平均瞳距的65毫米为最佳。

所述电子系统20的储存器22中储存器储存有三维影像信息的处理和显示程序，包括用裸眼观看的分屏显示模式、用偏光眼镜观看的偏振光分屏显示模式和用光闸眼镜观看的奇偶场交替显示的分时显示模式的程序。

所述用裸眼观看的分屏显示模式的三维影像信息的处理和显示程序，包括将左、右两组有视角差的影像信号形成在显示屏上相间排列的相素的图像处理和显示程序；对应的三维图像显示装置为视差屏障式显示装置或柱状透镜式显示装置，它们将左、右两组影像的相素分别传送到左右眼同时避免、阻挡传入另一眼。

所述用偏振光显示的分屏显示模式的三维影像信息的处理和显示程序，包括将左右两组影像分割为相间的细微条状在显示屏上显示的图像处理和显示程序；对应的三维图像显示装置包括偏振光显示屏和偏振光眼镜，偏振光显示屏包括发光层和覆盖其上的偏振膜，将发光层划分为大量细微条状相素区，偏振膜由相同数量的细微的垂直偏光条和水平偏光条与发光层的细微条状区对应地交错相间布置而成，垂直偏光条和水平偏光条分别覆盖在左右两组影像的细微条状相素区。偏光眼镜包括分别用于观看者左、右眼的垂直偏光片和水平偏光片，使偏振光显示屏显示的左右两组影像分别进入左右眼。

所述奇偶场交替显示的分时显示模式的三维影像信息的处理和显示程序，包括在显示屏上将左右两组影像电信息以奇场和偶场交替地显示的程序；对应的三维图像显示装置包括二维图像显示屏和液晶光闸眼镜，液晶光闸眼镜的左右镜片上的光闸与奇场和偶场的图像同步交替开闭，使奇场和偶场的图像分别进入左眼和右眼；液晶光闸的开闭用导线或无线信号由电子系统的中央处理器和接口电路控制。

本发明还可用于自拍三维影像，为此将机体00制成开合式分体结构，包括可开合的前部03和后部04，它们用铰链05或柔性连接材料互相连接；显示装置30设置在前部03中，摄像头10设置在后部04中，它们通过柔性电线和电子系统连接。当后部打开旋转180度时，两个摄像头便和显示装置同时处于面对使用者的一面，用于自拍三维影像十分方便。当然在一体结构的手机中，在显示屏同侧也加设两个摄像头也可达到自拍三维影像的目的。

随着技术的进步，电视机和手机将会出现更多的三维显示的新技术，这些新技术都不外乎本发明所述的分屏显示模式或分时显示模式两大类型。

   本发明的有益效果是：提供了一种用手机拍摄和显示三维影像的方法，并设计了一种用此方法实现既能拍摄记录、又能显示观偿三维图片和视频的三维影像手机，将现有手机技术的二维影像功能提升到三维，从而满足人们随时随地将自己身处其中的感兴趣的场景摄录成三维影像文件保留存下来

供随时观偿的更高景界的需求，将会为提高人们的精神生活质量做出贡献，也将创造巨大的经济效益。

附图说明

图1为本发明实施例1背面示意图。

图2为本发明实施例1电子系统原理方框图。

图3为本发明实施例4拍摄外景时使用状态示意图。

图4为本发明实施例4自拍时使用状态示意图。

图5为本发明实施例5正面示意图。

实施例1：

本例是一种用裸眼观看的三维影像手机，如图1、2所示，它包括机体00、摄像头10、电子系统20和显示装置30，摄像头10包括设置在手机机体00面向景物的同一面01上的主光轴互相平行的左摄像头11和右摄像头12；所述电子系统20包括图像处理器21、储存器22、中央处理器23和接口电路24，储存器储存有三维影像信息的处理和显示程序；接口电路中有三维显示电路；所述显示装置30为三维图像显示装置。

所述左摄像头11和右摄像头12的所有制造的技术参数和设置调节的工作参数包括镜头直径、焦距、光圈、快门和暴光时间完全相同，并在水平方向保持一定距离，以接近一般人的平均瞳距的65毫米为最佳，机体外形尺寸较小时也可减小。

所述电子系统20的储存器22储存有三维影像信息的处理和显示程序，包括用裸眼观看的分屏显示模式、用偏光眼镜观看的偏振光分屏显示模式和用光闸眼镜观看的奇偶场交替显示的分时显示模式的程序。

本例采用用裸眼观看的分屏显示模式，它的三维影像信息的处理和显示程序包括将左、右两组有视角差的影像信号形成在显示屏上相间排列的相素的图像处理和显示程序；对应的三维图像显示装置为视差屏障式显示装置或柱状透镜式显示装置，它们将左、右两组影像的相素分别传送到左右眼同时避免、阻挡传入另一眼。

视差屏障式是一种分屏式显示方式，将两个不同角度的影像等距离分割成垂直线条状，然后利用插排的方式将左右影像交错地融合在一起。融合图形的偶数部分是右影像，奇数部分是左影像。然后用把透光狭缝与不透光屏障垂直相间的光栅条纹加在融合图形上，狭缝与屏障之间的宽度需要与左右影像切割的宽度保持一致，再利用屏障的遮蔽作用，来保证影像与左右眼对应，通过双眼看到的影像的视角差形成立体感觉。

另一种三维显示方式：柱状透镜式是使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，这样在每个柱状透镜下面的图像的像素被分成几个子像素，这样透镜就能以不同的方向投射每个子像素，双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素。

本发明不但可以观偿录入手机的外来的三维照片和视频节目，而且可以随时随地将亲临其境的场景摄录下来存入储存器随时观偿。

实施例2：

本例是一种用用偏振光显示的分屏显示模式的三维影像手机，其摄像头设置与例1相同，不同之处在于所述三维影像信息的处理和显示程序为用偏振光显示的分屏显示模式的三维影像信息的处理和显示程序，将左右两组影像分割为相间的细微条状在显示屏上显示的图像处理和显示程序；对应的三维图像显示装置包括偏振光显示屏和偏振光眼镜，偏振光显示屏包括发光层和覆盖其上的偏振膜，将发光层划分为大量细微条状相素区，偏振膜由相同数量的细微的垂直偏光条和水平偏光条与发光层的细微条状区对应地交错相间布置而成，垂直偏光条和水平偏光条分别覆盖在左右两组影像的细微条状相素区。偏光眼镜包括分别用于观看者左、右眼的垂直偏光片和水平偏光片，使偏振光显示屏显示的左右两组影像分别进入左右眼。

实施例3：

本例是一种用液晶光闸眼镜观看的三维影像手机，其摄像头设置与例1相同，不同之处在于其三维显示方式为通过液晶光闸眼镜观看的分时式，将左右两个摄像头拍摄的两组场景分为奇偶场交替地在二维显示屏上分时显示，其三维影像信息的处理和显示程序，包括在显示屏上将左右两组影像电信息以奇场和偶场交替地显示的程序；所用的三维图像显示装置包括二维图像显示屏和液晶光闸眼镜，液晶光闸眼镜的左右镜片上的光闸与奇场和偶场的图像同步交替开闭，使奇场和偶场的图像分别进入左眼和右眼。

液晶光闸的开闭用导线或无线信号由电子系统的中央处理器和接口电路控制，用无线电、红外线特别是蓝牙技术来传递这种同步信号是极为简单和成熟的技术。

实施例4：

本例是一种可用于自拍的三维影像手机，如图3、4所示，其机体00为开合式分体结构，包括可开合的前部03和后部04，它们用铰链05或柔性连接材料互相连接，柔性连接材料可以是俗称百折胶的PP塑料、尼龙丝编织物、合成革等材料；显示装置30设置在前部03中，摄像头10设置在后部04中，它们通过柔性电线和电子系统连接。当后部打开旋转180度时，左摄像头11和右摄像头12便和显示装置同时处于面对使用者的一面，如图4所示。用于自拍三维影像十分方便，拍外景时两部并拢，如图3所示。

实施例5：

本例也是一种可用于自拍的三维影像手机，其正面示意图如图4所示，背面示意图与图1相同。本例与例1、2基本相同，不同点仅在于在显示装置30的显示屏同侧也加设两个相同的摄像头，包括左前摄像头13和右前摄像头14，也可达到自拍三维影像的目的，比实施例4使用更方便，但制造成本稍高。

随着技术的进步，电视机和手机将会出现更多的三维显示的新技术，这些新技术都可作为本发明的三维显示技术。

Claims (10)

1.一种用手机拍摄和显示三维影像的方法，其特征在于：

用设置在手机面向景物的同一面上的左、右两个摄像头同步拍摄同一个场景，得到左、右两组有视角差的影像信息，同时将该两组影像信息转换为电信息，送入电子系统进行数据处理和储存，用三维显示装置将该左右两组影像电信息同步地转换为可视的光信息，分别传送到观看者的左右眼，由观看观看者的视觉合成为三维影像。

2.根据权利要求1所述的一种用手机拍摄和显示三维影像的方法，其特征在于：

所述左、右两个摄像头的所有制造的技术参数和设置调节的工作参数包括镜头直径、焦距、光圈、快门和暴光时间完全相同，它们的主光轴互相平行，并在水平方向保持一定距离；

所述电子系统包括图像处理器、储存器、中央处理器和接口电路，储存器储存有三维影像信息的处理和显示程序，包括分屏显示模式和/或分时显示模式的程序；接口电路中有三维显示电路。

3.根据权利要求1或2所述的一种用手机拍摄和显示三维影像的方法，其特征在于：

所述三维显示电路和三维显示装置将该左右两组影像电信息同步地分别传送到观看者的左右眼的方法包括以下三种的任意一种或二种或三种：

A、裸眼观看：包括分屏显示和用光屏障或柱状透镜传送的方法，将左、右两组有视角差的影像显示在显示屏的不同部位，用光屏障或柱状透镜将显示在不同部位的左、右两组影像分别送入人的左右眼；

B、通过偏振眼镜观看：包括分屏显示和通过偏振光传送的方法，将左、右两组有视角差的影像分别显示在显示屏的不同部位，并分别以垂直和水平方向的偏振光发送出去，通过偏振眼镜分别送入人的左右眼；

C、通过光闸眼镜观看：包括分时交替显示和用液晶光闸眼镜观看的方法，在显示屏上将左右两组影像电信息以奇场和偶场交替地显示，用液晶光闸眼镜使奇场和偶场的图像分别同步进入左眼和右眼。

4.一种三维影像手机，包括机体（00）、摄像头（10）、电子系统（20）和显示装置（30），其特征在于：

所述摄像头（10）包括设置在手机机体（00）面向景物的同一面（01）上的主光轴互相平行的左摄像头（11）和右摄像头（12）；

所述电子系统（20）包括图像处理器（21）、储存器（22）、中央处理器（23）和接口电路（24），储存器储存有三维影像信息的处理和显示程序；接口电路中有三维显示电路；

所述显示装置（30）为三维图像显示装置。

5.根据权利要求4所述的三维影像手机，其特征在于：

所述左摄像头（11）和右摄像头（12）的所有制造的技术参数和设置调节的工作参数包括镜头直径、焦距、光圈、快门和暴光时间完全相同，并在水平方向保持一定距离，以接近一般人的平均瞳距65毫米为最佳。

6.根据权利要求4所述的三维影像手机，其特征在于：

所述电子系统（20）的储存器（22）中储存有三维影像信息的处理和显示程序，包括用裸眼观看的分屏显示模式、用偏光眼镜观看的偏振光分屏显示模式和用光闸眼镜观看的奇偶场交替显示的分时显示模式的程序。

7.根据权利要求4或6所述的三维影像手机，其特征在于：

所述用裸眼观看的分屏显示模式的三维影像信息的处理和显示程序，包括将左、右两组有视角差的影像信号形成在显示屏上相间排列的相素的图像处理和显示程序；

所述三维图像显示装置为视差屏障式显示装置或柱状透镜式显示装置，它们将左、右两组影像的相素分别传送到左右眼同时避免、阻挡传入另一眼。

8.根据权利要求4或6所述的三维影像手机，其特征在于：

所述用偏振光显示的分屏显示模式的三维影像信息的处理和显示程序，包括将左右两组影像分割为相间的细微条状在显示屏上显示的图像处理和显示程序；

所述三维图像显示装置包括偏振光显示屏和偏振光眼镜，偏振光显示屏包括发光层和覆盖其上的偏振膜，将发光层划分为大量细微条状相素区，偏振膜由相同数量的细微的垂直偏光条和水平偏光条与发光层的细微条状区对应地交错相间布置而成，垂直偏光条和水平偏光条分别覆盖在左右两组影像的细微条状相素区；

偏光眼镜包括分别用于观看者左、右眼的垂直偏光片和水平偏光片，使偏振光显示屏显示的左右两组影像分别进入左、右眼。

9.根据权利要求4或6所述的三维影像手机，其特征在于：

所述奇偶场交替显示的分时显示模式的三维影像信息的处理和显示程序，包括在显示屏上将左右两组影像电信息以奇场和偶场交替地显示的程序；

所述三维图像显示装置包括二维图像显示屏和液晶光闸眼镜，液晶光闸眼镜的左右镜片上的光闸与奇场和偶场的图像同步交替开闭，使奇场和偶场的图像分别进入左眼和右眼；液晶光闸的开闭用导线或无线信号由电子系统的中央处理器和接口电路控制。

10.根据权利要求4所述的三维影像手机，其特征在于：

所述机体（00）为开合式分体结构，包括可开合的前部（03）和后部（04），它们用铰链（05）或柔性连接材料互相连接；显示装置（30）设置在前部（03）中，摄像头（10）设置在后部（04）中，它们通过柔性电线和电子系统连接；当后部打开旋转180度时，两个摄像头便和显示装置同时处于面对使用者的一面。