图像。左视图镜头31和右视图镜头32是采用相同参数的镜头，以手机为例，如图4A所示，其在手机的正面可以设计在屏幕的上部(图示为lla、12a，同一水平线上且间距为40-60mm)，也可以如图4B所示，其在手机的背面可以设计在上下两端(图示为Ilb和12b)。如图6所不，左视图镜头11拍摄到的是左视图图片(图6中的空白格部分)，右视图镜头12拍摄到的是右视图图片(图6中的标记格部分)，左视图图片和右视图图片都被均分成田字格状，左视图图片和右视图图片垂直间隔排列，合成为3D合成图片(3D影像)。当然，田字格状是为了方便手机的横屏或竖屏观看，如果是电视机、电脑灯显示设备则可以采用垂直的上线图。
[0049]在手机上部还配置有测距感测器35，是通过感光方式来测量人眼和显示屏幕之间的距离，这个组件在现有的智能手机上就普遍存在。微处理器36电连接测距感测器35和陀螺仪组件37，通过测距感测器35的测距以及陀螺仪组件37测得的人眼和显示屏幕之间的观看角度，自动设置或调整镜头焦距，以符合手机显示屏和双眼的视角为12度，保证观看的最佳效果。在焦距这个参数之外，微处理器36通过测距感测器35的感光功能还可以自动调整镜头的曝光、光圈等各项参数，实现更好的拍摄和显示效果。此外，还可以通过控制面板38手动设置参数，微处理器36通过与之相连的控制面板38的输入，设置镜头的各项拍摄参数，例如焦距、曝光或光圈等。
[0050]左视图镜头31和右视图镜头32采集到的影像(两个视点的图像)在与其电连接的图像处理器33中合成为3D影像，合成过程和传统的3D影像拍摄的原理是相同的。合成后的3D影像可以通过网络进行传输，满足可视聊天等立体显示的需求，也可以通过存储器39加以存储备份。在整个过程中(采集、合成、播放以及保存等)，微处理器36都起到了控制的作用。
[0051]合成后的3D影像需要通过显示屏幕34来实现3D播放。在显示屏幕34中需要设置一块视障式光栅片，如图5所示，传统的显示屏幕是由多个组件叠加而成的，例如手机屏幕通常是由FPCB板、IC电路板、偏光板、显示面板自下而上叠加成,而视障式光栅片2是加装在显示面板3和偏光板4之间。还有一种方式是直接在原来的手机显示屏前加装一块与原手机显示屏相同分辨率的显示屏，原来的显示屏不用做修改，加装的显示屏通过手机主控装置来显示视障光栅。无论哪一种方式，视障式光栅片的位置都在人眼和所要显示的3D影像之间，其排列方式也对应于如图6所示的左视图图片和右视图图片的排列方式。
[0052]本发明独创的发明点是该视障式光栅片中的光栅线条的间距是可以调整的，而且是微处理器36根据测距感测器35测量到的人眼和显示屏幕34之间的距离以及陀螺仪组件37测得的人眼和显示屏幕34之间的观看角度，自动调整视障式光栅片2的光栅线条的间距及/或视障式光栅片2到显示屏幕34(3D影像)之间的距离，使左眼看到左视图而遮蔽右视图，右眼观看右视图而遮蔽左视图，形成视觉差而达到裸眼3D的效果，以使人眼能够正确观看显示屏幕24播放的3D影像。具体的3D原理请参见图7，图7中空白格部分为左视图图片，标记格部分为右视图图片，合成为一张3D图片，这张合成图片是有位移的、看上去模糊的合成图。视障光栅位于人眼和合成图片之间，视障光栅的间距和到合成图之间的距离被调整后，使得视障光栅在左眼看合成图的时候遮蔽右视图图片，右眼看合成图的时候遮蔽左视图图片，这样就达到了 3D显示的效果。光栅线条的位置、方向、形状或者显示与否均可以自行设置，以便手机用户横屏或者竖屏观看。此外，在手机用户不要3D效果的时候，加装的显示屏可以不显示光栅线条(光栅线条呈透明状)，以保持清晰度。
[0053]光栅线条的技术手段还可以适当的进行扩展，例如在显示屏上加装垂直的柱镜光栅、狭缝光栅等来变成立体显示屏。
[0054]以上的手机仅为本发明举例之用，本发明的装置除了手机之外，还可以应用到诸如电脑、电视机等显示装置上。上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现和使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书所提到的创新性特征的最大范围。
【主权项】
1.一种裸眼3D拍摄和显示装置，包括: 3D拍摄镜头组，用于采集影像； 图像处理器，电连接3D拍摄镜头组，对采集到的影像合成为3D影像； 显示屏幕，电连接图像处理器，用于播放图像处理器合成的3D影像； 测距感测器，对人眼和显示屏幕之间的距离进行测量； 微处理器，电连接图像处理器，完成对影像的采集、合成、播放进行控制； 其中显示屏幕中设有视障式光栅片，视障式光栅片安装在人眼和3D影像之间，视障式光栅片中的光栅线条的间距是可调的，微控制器还电连接测距感测器，根据测距感测器测量到的人眼和显示屏幕之间的距离自动调整视障式光栅片中的光栅线条的间距以及视障式光栅片和3D影像之间的距离，以使人眼能够正确观看显示屏幕上播放的3D影像。2.根据权利要求1所述的裸眼3D拍摄和显示装置，其特征在于，装置还包括: 陀螺仪组件，对人眼和显示屏幕之间的观看角度进行测量； 微处理器电连接陀螺仪组件，结合观看角度和观看距离自动调整视障式光栅片中的光栅线距。3.根据权利要求1或2所述的裸眼3D拍摄和显示装置，其特征在于，3D拍摄镜头组是左视图镜头和右视图镜头构成的双镜头，其中左视图镜头拍摄左视图图片，右视图镜头拍摄右视图图片，左视图图片和右视图图片合成为合成图以作为3D影像。4.根据权利要求3所述的裸眼3D拍摄和显示装置，其特征在于，左视图图片和右视图图片都被均分成田字格状，左视图图片和右视图图片垂直间隔排列，视障式光栅片在左眼看合成图时遮敝右视图图片，在右眼看合成图时遮敝左视图图片。5.根据权利要求1所述的裸眼3D拍摄和显示装置，其特征在于，装置还包括: 控制面板，电连接微处理器，设置镜头的包括焦距、曝光或光圈的拍摄参数。6.根据权利要求1所述的裸眼3D拍摄和显示装置，其特征在于，装置还包括: 存储器，电连接微处理器，存储合成的3D影像。7.根据权利要求1所述的裸眼3D拍摄和显示装置，其特征在于，视障式光栅片是一液晶显示屏，其上的光栅线条的位置、方向、形状、或者显示与否均可以自行设置。8.根据权利要求1所述的裸眼拍摄和3D显示装置，其特征在于，裸眼3D显示装置应用在手机、电视机或电脑上。
【专利摘要】本发明公开了一种裸眼3D拍摄和显示装置，可以实现与其搭载的电子设备(例如手机)的立体拍摄、裸眼3D显示。其技术方案为：本发明通过双镜头拍摄3D影像，在电子设备原有的屏幕上加装一块视障式光栅片，视障式光栅片安装在人眼和3D影像之间，在播放3D影像的时候根据感测到的人脸和屏幕的距离调整光栅片中的光栅线条的间距以及视障式光栅片和3D影像之间的距离，以使左眼能够看到左视图而遮蔽右视图，右眼能够看到右视图而遮蔽左视图，从而实现在电子设备上实现3D影像的正常播放。
【IPC分类】G02B27/22, G03B35/08, H04N5/225
【公开号】CN105005176
【申请号】CN201410165841
【发明人】俞志强
【申请人】上海迪标三维科技有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2014年4月23日