CN202956571U - 3d显示手机皮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种3D显示手机皮，包括：壳体、电场提供装置、电致变色装置和双摄像头成像装置；壳体用于容置手机；电场提供装置与电致变色装置电连接以向电致变色装置提供电场；电致变色装置设置于壳体上以将手机装载于壳体内，在电场提供装置向电致变色装置提供电场时，电致变色装置形成狭缝光栅，使得手机显示屏显示3D图像；双摄像头成像装置与电致变色装置共同设置于同一个长方形的框架上，框架可通过卡合方式设置于壳体上，双摄像头成像装置利用人体红外光成像实现人手3D位移数据的输入。通过上述方式，本实用新型可实现2D图像显示和3D图像显示模式的切换，可实现手机非接触式人手3D位移数据的输入。

Description

3D显示手机皮

技术领域

本实用新型涉及3D显示技术领域，特别是涉及一种3D显示手机皮。

背景技术

随着3D图像的流行，3D技术的创新也随之增加。3D图像是通过投射相邻的两张同一主题的图像来实现的，所述的两张同一主题的图像就是左眼和右眼立体图像对。3D显示技术的关键是怎样把“左眼图像”和“右眼图像”两组画面分别分配给左右眼。

目前的3D显示设备，通常需要借助于3D眼镜将“左眼图像”和“右眼图像”两组画面分别分配给左右眼，使得用户观看到3D图像效果。对于近视眼用户，在佩带近视眼镜的情况下，不方便再佩带3D眼镜。

因此有必要提供一种3D显示手机皮以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种3D显示手机皮。

本实用新型的目的在于提供一种3D显示手机皮，包括：

壳体，所述壳体用于容置手机；

电场提供装置，所述电场提供装置设置于壳体上，用于与电致变色装置电连接以向电致变色装置提供电场；

电致变色装置，所述电致变色装置用于设置于壳体上以将手机装载于壳体内，所述电场提供装置不向电致变色装置提供电场时，所述电致变色装置全透光且不改变入射光线的传播方向，在所述电致变色装置设置于手机显示屏上方且电场提供装置向电致变色装置提供电场时，所述电致变色装置变成明暗相间的狭缝光栅，使得所述手机显示屏显示3D图像时，其左眼子像素光线和右眼子像素光线经狭缝光栅的透光间隙后分离开；

一个长方形的框架，所述电致变色装置设置于框架上，所述框架可通过卡合方式设置于壳体上；

双摄像头成像装置，所述双摄像头成像装置设置于框架上，所述双摄像头成像装置包括人体红外光透光片，所述人体红外光透光片仅允许人体红外光透过，使得所述双摄像头成像装置仅能利用人体红外光形成人手原始图像数据，所述双摄像头成像装置利用其自带的无线数据发射模块将所述原始图像数据无线传输给手机本体上的处理器，以计算人手3D位移数据，手机可根据人手3D位移数据生成操作指令。

其中，在所述电致变色装置设置于手机显示屏上方时，所述电致变色装置由手机显示屏侧起，包括依次排列的第一基板、第一导电层、电致变色层、电解质层、第二导电层、第二基板；

所述第一基板、第一导电层、电解质层、第二导电层和第二基板对入射到其上的光线全透射；

所述电场提供装置用于为所述第一导电层和第二导电层提供电场；

所述电致变色层，包括多个等间距的且大小相同的表现形式为长方形的电致变色片以及位于相邻电致变色片之间的透光间隙，所述电致变色片平行于手机显示屏，所述电场提供装置向第一导电层和第二导电层提供电场时，所述电解质层提供离子给所述电致变色片使其氧化着色变暗而不透光，所述电场提供装置不向第一导电层和第二导电层提供电场时，所述电解质层提供离子给所述电致变色片使其逆氧化褪色恢复到透光状态；或

在所述电致变色装置设置于手机显示屏上方时，所述电致变色装置由手机显示屏侧起，包括依次排列的第一基板、第一导电层、电解质层、电致变色层、第二导电层、第二基板；

所述第一基板、第一导电层、电解质层、第二导电层和第二基板对入射到其上的光线全透射；

所述电场提供装置用于为所述第一导电层和第二导电层提供电场；

所述电致变色层，包括多个等间距的且大小相同的表现形式为长方形的电致变色片以及位于相邻电致变色片之间的透光间隙，所述电致变色片平行于手机显示屏，所述电场提供装置向第一导电层和第二导电层提供电场时，所述电解质层提供离子给所述电致变色片使其氧化着色变暗而不透光，所述电场提供装置不向第一导电层和第二导电层提供电场时，所述电解质层提供离子给所述电致变色片使其发生氧化逆反应进而褪色恢复到透光状态。

其中，所述多个等间距的且大小相同的表现形式为长方形的电致变色片以及位于相邻电致变色片之间的透光间隙的宽度总和与显示屏的行宽或列高相等。

其中，所述电致变色片，包括：可印刷的电致变色油墨，或电致变色薄膜，或电致变色玻璃，或电控透光薄膜。

其中，所述电解质层，包括：可印刷的电解质油墨。

其中，所述第一导电层，包括：可印刷的透明导电油墨，或可导电的塑料薄膜，或氧化铟锡ITO导电玻璃；

所述第二导电层，包括：可印刷的透明导电油墨，或可导电的塑料薄膜，或氧化铟锡ITO导电玻璃。

其中，所述第一基板，包括：可印刷的透明油墨、可印刷的透明导电油墨，或可导电的塑料薄膜，或氧化铟锡ITO导电玻璃；

所述第二基板，包括：可印刷的透明油墨、可印刷的透明导电油墨，或可导电的塑料薄膜，或氧化铟锡ITO导电玻璃。

通过上述方式，本实用新型提供的3D显示手机皮利用电场提供装置给电致变色装置提供电场时，手机显示屏上显示的3D图像的左眼图像子像素光线和右眼像素图像光线分别被分配给左右眼，可实现观看3D图像的目的，而在未给电致变色装置提供电场时，手机显示屏的显示的图像经电致变色装置后显示为2D图像。因此本实用新型的3D显示手机皮可方便用户在2D观看图像和3D图像时，进而显示模式的切换，且本实用新型的3D显示手机皮可利用双摄像头成像装置实现手机的非接触式人手3D位移数据的输入。

附图说明

图1是本实用新型的3D显示手机皮的第一实施例的结构示意图；

图2是图1中电致变色装置的第一种结构示意图；

图3是图1中电致变色装置的第二种结构示意图；

图4是包含图2所示结构的电致变色装置的本实用新型的3D显示手机皮的成像原理示意图；

请参见图5，图5是图1中框架背向壳体的表面的结构示意图；

图6-图11是本实用新型的3D显示手机皮的双摄像头成像装置实现手机手势数据输入过程中的人手坐标数据的模拟示意图。

具体实施方式

请参见图1，图1是本实用新型的3D显示手机皮的第一实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例的3D显示手机皮包括壳体12、电场提供装置（未图示）和电致变色装置11。其中，壳体12用于容置手机，电场提供装置设置于壳体12上，电场提供装置用于与电致变色装置11电连接以向电致变色装置11提供电场，电致变色装置用于设置于壳体上以将手机装载于壳体内，电场提供装置不向电致变色装置11提供电场时，电致变色装置11全透光且不改变入射光线的传播方向，在电致变色装置11设置于手机显示屏上方且电场提供装置向电致变色装置11提供电场时时，电致变色装置11变成明暗相间的狭缝光栅，使得手机显示屏显示3D图像时，其左眼子像素光线和右眼子像素光线经狭缝光栅的透光间隙后分离开。

请进一步参见图1，在本实用新型的优选实施例中，本实用新型的3D显示手机皮进一步包括：一个长方形的框架111，电致变色装置11设置于框架111上，框架111可通过卡合方式设置于壳体12上。

具体地，框架111上的第一侧部设置有一弯折部112，所述弯折部112垂直于框架111弯折，框架111上与第一侧部相对的第二侧部设置有两个插件113，框架111通过弯折部112和两个插件113卡合设置于壳体12上。在框架111通过卡合方式设置于壳体12上后，电致变色装置11通过其电路外接部与电场提供装置建立电连接，容置在壳体12中的手机的显示屏面向电致变色装置11，用户手动闭合电场提供装置的开关向电致变色装置11提供电场时，手机显示屏的左眼子像素光线和右眼子像素光线被电致变色装置11分离开，左眼子像素光线进入左眼，右眼子像素光线进入右眼，进而经过人脑的处理，形成3D图像效果。

在本实用新型的实施例中，3D显示手机皮和手机是两个相互独立的个体，在需要裸眼观看手机显示屏上显示的3D格式的图像时，可以将手机容置在本实用新型的3D显示手机皮中，并使得壳体12上的电场提供装置与电致变色装置11电连接，通过闭合电场提供装置的开关向电致变色装置11提供电场，使得电致变色装置11变色成狭缝光栅，进而实现裸眼观看3D图像的目的。

请参见图2和图3，图2是图1中电致变色装置的第一种结构示意图，图3是图1中电致变色装置的第二种结构示意图。如图2所示，在液晶光栅片11设置于手机显示屏上方时，电致变色装置11由手机显示屏131侧起，包括依次排列的第一基板111、第一导电层112、电致变色层113、电解质层114、第二导电层115和第二基板116。如图3所示，电致变色装置11由手机显示屏131侧起，包括依次排列的第一基板111、第一导电层112、电解质层114、电致变色层113、第二导电层115和第二基板116。

图2和图3中：第一基板111、第一导电层112、电解质层114、第二导电层115和第二基板116对入射到其上的光线全透射；电场提供装置用于与第一导电层111和第二导电层115电连接以向第一导电层111和第二导电层115提供电场；电致变色层113包括多个等间距的且大小相同的以及表现形式为长方形的电致变色片1131以及位于相邻电致变色片1131之间的透光间隙1132，电致变色片1131平行于手机显示屏131，电场提供装置向第一导电层112和第二导电层115提供电场时，电解质层114提供离子给电致变色片1131使其氧化着色变暗而不透光，电场提供装置不向第一导电层112和第二导电层115提供电场时，电解质层114提供离子给电致变色片1131使其逆氧化褪色恢复到透光状态。

其中，多个等间距的且大小相同的以及表现形式为长方形的电致变色片1131以及位于相邻电致变色片1131之间的透光间隙1132的宽度总和与显示屏13的行宽或列高相等。

在本实用新型的一个优选实施例中，第一导电层111包括：可印刷的透明导电油墨，或可导电的塑料薄膜，或氧化铟锡（ITO）导电玻璃。

在本实用新型的一个优选实施例中，第二导电层115包括：可印刷的透明导电油墨，或可导电的塑料薄膜，或氧化铟锡ITO导电玻璃。

在本实用新型的一个优选实施例中，电解质层114包括：可印刷的电解质油墨。

在本实用新型的一个优选实施例中，电致变色片1131包括：可印刷的电致变色油墨，或电致变色薄膜，或电致变色玻璃，或电控透光薄膜。

在本实用新型的一个优选实施例中，第一基板111包括：可印刷的透明导电油墨，或可导电的塑料薄膜，或氧化铟锡ITO导电玻璃。

在本实用新型的一个优选实施例中，第二基板115包括：可印刷的透明导电油墨，或可导电的塑料薄膜，或氧化铟锡ITO导电玻璃。

请参见图4，图4是包含图2所示结构的电致变色装置的本实用新型的3D显示手机皮的成像原理示意图。如图4所示，在手机显示屏131显示3D图像时，经显示屏131显示的图像光线入射到电致变色装置11（第一基板111和第二基板115在图4中未图示）上。具体地应用中，用户首先使得电场提供装置与电致变色装置11建立电连接，在电场提供装置向第一导电层112和第二导电层115提供电场时，第一导电层112和第二导电层115之间的电场电压V不等于0，在电场的驱动下，电解质层114提供离子给电致变色片1131使其氧化着色变暗而不透光，电致变色装置11表现为狭缝光栅。手机显示屏131的左眼子像素1311光线经透光间隙1132入射到人的左眼14内，而右眼子像素1312光线经相邻电致变色片透光1131之间的透光间隙1132入射到人的右眼15内。这样，观察者就能接收到视差图像对，进而观看到3D效果。相应地，在电场提供装置不向第一导电层112和第二导电层115提供电场时，第一导电层112和第二导电层115之间的电场电压V等于零，这时，电解质层114提供离子给电致变色片113使其逆氧化褪色恢复到透光状态，电致变色装置11全透光且不改变入射光的传播方向，使得视差图像对无法通过电致变色装置11分离开，观察者只能观看到2D图像效果。

其中，包含图3所示结构的电致变色装置的本实用新型的3D显示手机皮的成像原理与图4所示的成像原理相同，唯一不同的只是电致变色层113和电介质层114的位置不同，在此不再赘述。

请参见图5，图5是图1中框架背向壳体的表面的结构示意图。如图5所示，框架111上设置有双摄像头成像装置（未标示），双摄像头成像装置包括两个摄像头（左眼摄像头121和右眼摄像头122）。其中，双摄像头成像装置11的两镜头中心间距为固定值b，双摄像头成像装置11包括人体红外光透光片（未图示），人体红外光透光片仅允许人体红外光透过，而除人体红外光以外的环境光被最大限度地阻止透过，使得双摄像头成像装置仅能利用人体红外光形成人手的原始图像数据。

具体地，当双摄像头成像装置无线接收到手机发出的开启双摄像头成像装置的指令后，左眼摄像头121和右眼摄像头122开始拾取周围环境中人手位置的原始图像数据，双摄像成像装置利用其自带的无线数据发射模块将原始图像数据无线传输给手机本体上的数据处理器，以计算人手3D位移数据，手机可根据人手3D位移数据生成操作指令。

在本实用新型的一个优选实施例中，人体红外光透光片设置在左眼摄像头121和右眼摄像头122的镜头上。在本实用新型的另一个优选实施例中，人体红外光透光片设置在双摄像头成像装置的感光元件的表面上。人体红外光透光片的这两种位置设置方式都是为了阻止人体红外光以外的其他光线落在感光元件上成像，以达到减少环境光干扰的目的。

请参见图6-图11，图6-图11是本实用新型的3D显示手机皮的双摄像头成像装置实现手机手势数据输入过程中的人手坐标数据的模拟示意图。图6-图11对应的空间直角坐标系XYZ中的XY平面位于感光元件的感光面上，左眼摄像头121的镜头中心点L和右眼摄像头122的镜头中心点R连线的中点在Z轴上。其中，X轴平行于直线RL。手机本体根据接收到的人手在XY面上感光元件感受到的图像的原始数据可以计算出人手在3D空间中所成的像点的位置。人手在XY平面内的位置坐标及运动情况可以通过原始图像数据简单直接地计算出来，在此不再赘述。本实用新型中着重描述像点位置的判断方法及像点深度的计算方法，假设模拟出的人手在感光元件的感光面上的汇聚成的两个图像的y坐标相等。当然在本实用新型的实际应用中所利用的直角坐标系可以与上述XYZ坐标系不同，对比不作限制。

请参见图6，手机本体得到的人手的图像原始数据的模拟坐标图如图6所示。其中，点P_L(x₁,0)的横坐标x₁是人手经左眼摄像头121汇聚在感光面上的像所对应的x坐标值，点PR(x₂,0)的横坐标x₂是人手经右眼摄像头122汇聚在感光面上所对应的像x坐标值，且点P_R和点P_L的视差x₁-x₂<0，这种情况下，像点位于感光面之后。手机本体根据图6所示的坐标数据计算出的像点的位置，具体可见图7所示。

请参见图7，左眼摄像头121的镜头中心点L和右眼摄像头122的镜头中心点R之间的线段LR的长度为b，线段LR与XY平面之间的距离=d。其中点P（0，z）是手机本体模拟出的像点的位置。在三角形LRP中，像点P的z坐标满足以下关系式： $\frac{(x_2-x_1)}{b}=\frac{z}{z+d}---\left(1\right),$

对（1）式变化后可得： $z=\frac{(x_2-x_1)d}{b-(x_2-x_1)}---\left(2\right).$

上述（1）和（2）式中b和d都是由双摄像头成像装置决定的常量，因此手机本体根据获得的原始图像数据中视差x₁-x₂的值，就可以计算出像点P的深度z+d。

请参见图8，人手经左眼摄像头121和右眼摄像头122所成的图像在感光元件的感光面上汇聚于一点P，这时，视差x₁-x₂=0，手机本体根据视差的值计算出的像点的位置如图9所示，这种情况下，像点P的深度等于d。

请参见图10，手机本体得到的人手的图像原始数据的模拟坐标如图10所示。与图6不同之处在于：视差x₁-x₂>0，此种情况下，像点位于感光面之前。手机本体根据图10所示的坐标数据计算出的像点的位置如图11所示。

请参见图11，在三角形LRP中，像点P的z坐标仍满足（1）式和（2）式，同样可以计算出像点P的深度z+d。图11与图7所示的情况的不同之处在于：图11中视差x₁-x₂>0，使得计算出的像点的z坐标<0，进而使得计算出的像点的深度值<d；而图6中视差x₁-x₂<0，使得像点的z坐标>0，进而使得像点的深度值>d。

手机本体根据人手的原始图像数据得出视差值，并根据视差值可以计算出像点在3D空间中的瞬时位置坐标，然后根据不同时刻的瞬时3D位置坐标生成用户的手势对应的操作指令。

通过上述方式，本实用新型提供的3D显示手机皮利用驱动装置给液晶光栅片加电压时，手机显示屏上的左眼图像子像素光线和右眼像素图像光线分别被分配给左右眼，可实现观看3D图像的目的，而在未给液晶光栅片通电压时，手机显示屏的图像经液晶光栅片后显示为2D图像。因此，本实用新型的3D显示手机皮可方便用户在观看2D和3D图像模式之间做出选择，本实用新型的结构简单，方便携带，便于用户使用。进一步地，本实用新型提供的3D显示手机皮可利用双摄像头成像装置实现3D手势数据的输入以达到非接触式操作手机的目的。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包含”、“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系统要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个、、、、、、”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品、设备或者装置中还存在另外的相同要素。

对于本实用新型的3D显示手机皮，实现的形式是多种多样的。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种3D显示手机皮，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体用于容置手机；

电场提供装置，所述电场提供装置设置于壳体上，用于与电致变色装置电连接以向电致变色装置提供电场；

电致变色装置，所述电致变色装置用于设置于壳体上以将手机装载于壳体内，所述电场提供装置不向电致变色装置提供电场时，所述电致变色装置全透光且不改变入射光线的传播方向，在所述电致变色装置设置于手机显示屏上方且电场提供装置向电致变色装置提供电场时，所述电致变色装置变色成明暗相间的狭缝光栅，使得所述手机显示屏显示3D图像时，其左眼子像素光线和右眼子像素光线经狭缝光栅的透光间隙后分离开；

一个长方形的框架，所述电致变色装置设置于框架上，所述框架可通过卡合方式设置于壳体上；

双摄像头成像装置，所述双摄像头成像装置设置于框架上，所述双摄像头成像装置包括人体红外光透光片，所述人体红外光透光片仅允许人体红外光透过，使得所述双摄像头成像装置仅能利用人体红外光形成人手原始图像数据，所述双摄像头成像装置利用其自带的无线数据发射模块将所述原始图像数据无线传输给手机本体上的处理器，以计算人手3D位移数据，手机可根据人手3D位移数据生成操作指令。

2.根据权利要求1所述的3D显示手机皮，其特征在于，在所述电致变色装置设置于手机显示屏上方时，所述电致变色装置由手机显示屏侧起，包括依次排列的第一基板、第一导电层、电致变色层、电解质层、第二导电层、第二基板；

所述第一基板、第一导电层、电解质层、第二导电层和第二基板对入射到其上的光线全透射；

所述电场提供装置用于为所述第一导电层和第二导电层提供电场；

所述电致变色层，包括多个等间距的且大小相同的表现形式为长方形的电致变色片以及位于相邻电致变色片之间的透光间隙，所述电致变色片平行于手机显示屏，所述电场提供装置向第一导电层和第二导电层提供电场时，所述电解质层提供离子给所述电致变色片使其氧化着色变暗而不透光，所述电场提供装置不向第一导电层和第二导电层提供电场时，所述电解质层提供离子给所述电致变色片使其逆氧化褪色恢复到透光状态；或

在所述电致变色装置设置于手机显示屏上方时，所述电致变色装置由手机显示屏侧起，包括依次排列的第一基板、第一导电层、电解质层、电致变色层、第二导电层、第二基板；

所述第一基板、第一导电层、电解质层、第二导电层和第二基板对入射到其上的光线全透射；

所述电场提供装置用于为所述第一导电层和第二导电层提供电场；

所述电致变色层，包括多个等间距的且大小相同的表现形式为长方形的电致变色片以及位于相邻电致变色片之间的透光间隙，所述电致变色片平行于手机显示屏，所述电场提供装置向第一导电层和第二导电层提供电场时，所述电解质层提供离子给所述电致变色片使其氧化着色变暗不透光，所述电场提供装置不向第一导电层和第二导电层提供电场时，所述电解质层提供离子给所述电致变色片使其发生氧化逆反应进而褪色恢复到透光状态。

3.根据权利要求2所述的3D显示手机皮，其特征在于，所述多个等间距的且大小相同的表现形式为长方形的电致变色片以及位于相邻电致变色片之间的透光间隙的宽度总和与显示屏的行宽或列高相等。

4.根据权利要求2或3所述的3D显示手机皮，其特征在于，所述电致变色片，包括：可印刷的电致变色油墨，或电致变色薄膜，或电致变色玻璃，或电控透光薄膜。

5.根据权利要求2或3所述的3D显示手机皮，其特征在于，所述电解质层，包括：可印刷的电解质油墨。

6.根据权利要求2或3所述的3D显示手机皮，其特征在于，所述第一导电层，包括：可印刷的透明导电油墨，或可导电的塑料薄膜，或氧化铟锡ITO导电玻璃；

所述第二导电层，包括：可印刷的透明导电油墨，或可导电的塑料薄膜，或氧化铟锡ITO导电玻璃。

7.根据权利要求2或3所述的3D显示手机皮，其特征在于，所述第一基板，包括：可印刷的透明油墨、可印刷的透明导电油墨，或可导电的塑料薄膜，或氧化铟锡ITO导电玻璃；

所述第二基板，包括：可印刷的透明油墨、可印刷的透明导电油墨，或可导电的塑料薄膜，或氧化铟锡ITO导电玻璃。

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