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圆偏光3D镜片

2012-09-14陈昭远

中国眼镜科技杂志 2012年7期
关键词:偏光偏振光偏振

圆偏光3D镜片

(根据来奇偏光科技(中国)股份有限公司陈昭远博士专题讲座PPT和录音整理)

1 线偏振光技术

分光技术使用的就是偏振光技术。

自然界的光线以波的形式传播,并在垂直于传播方向的各个平面上振动,当穿过足够窄的缝隙时,波动方向和缝隙的方向不一致的部分就会被挡掉,剩下的只在一个方向上振动,形成偏振光。

早期利用线偏振光在拍摄3D电影时,会在一个镜头前加入一块X方向的偏振片,在另一个镜头前加Y方向的偏振片。再将这两个镜头并列,中间保持和人眼之间类似的距离,就可以拍摄了。

播放时,让观众戴上带有偏振片的眼镜,偏振方向和摄像机偏振片的方向相同,这样可以做到左眼的眼镜会完全滤掉右侧摄像机拍摄的画面,而右眼的眼镜则滤掉左侧摄像机的画面。但看这种立体电影时,必须应始终保持眼镜处于水平状态,才可以使水平偏振镜片看到水平偏振方向的图像,而垂直偏振镜片看到垂直偏振方向的图像。如果眼镜略有偏转,左、右眼就会看到明显的重影。所以要求人们观看时必须坐得笔直,而且可视范围也有很大的局限。

2 圆偏振光技术

圆偏振技术是在线偏光基础上发展而来的,其原理是在线偏光板前增加振圆偏振光,其偏振方向是有规律地旋转着的,它可分为左旋偏振光和右旋偏振光。

圆偏振光互相之间的串扰非常小,它的通光特性和阻光特性基本不受旋转角度的影响。圆偏振光技术的应用,对于观众观看的姿势和可视角度都没有了严格的限制。现在看圆偏振形式的3D电影、3D电视时,观众佩戴的偏振镜片是一个左旋偏振片,另一个是右旋偏振片。

3 圆偏光镜片的光学原理及分光技术简介

3.1 圆偏光镜片的光学原理

光经偏光板后形成直线偏光,直线偏光经位相差板后形成有规律的旋转着的椭圆偏光(如下图),根据光传播时旋转的方向它可分为左旋偏振光和右旋偏振光。

4 圆偏光板的主要关键参数

椭圆偏光板主要取决于偏光板和位相差板本身的参数和两者间的栓的精确度,需要控制如下主要参数。

偏光板的透射率(Single Transmittance scan range is 280-780nm)及偏光率(Polarizer Efficiency=((Tp-Tc)/ Tp+Tc))1/2×100%);

位相差板的位相差值(Retardation Value125±10nm)位相差板慢轴方位角(ψr ±1°);

偏光板透过轴和位相差板迟相轴间的配合角度(贴合角度ψ =45±2°);

镜片装框后偏光吸收轴方位角(ψp ±2°)。

4.1 椭圆偏光镜片参数对Contrast及观看品质的影响

规格项目对观看品质的影响偏光率 (Degree of polarization)影响辉度(3D影像的明亮度)的特性雾 度 (Haze)影响辉度和对比度的特性UV光透过率(UVLightTransmission)UV对眼睛会产生不良影响位相差 (Retardation)位相差会影响对比度、串扰贴合角度 )θp - θr)位相差膜和偏光板的贴合角度会影响对比度、串扰偏光板的性能最重要的特性,对画面对比度、串扰等影响较大的因素全光线透过率(Transmission)色相值(Hue)在Display显示的颜色和戴上眼镜后的颜色会发生差异,将其规格化后控制在一定的范围内Crosstalk(与3D面板配合)使映像的双重性(指进单眼的影像进入另一只单眼的程度)控制在一定的范围内外 观(Appearance)规定瑕疵尺寸、个数,外观品质保持一定的规格耐久性(Durability)规定在耐寒、耐热、耐湿热环境下的性能变化

偏光板偏光度对Contrast影响

位相差对Contrast影响

位相差光轴对Contrast影响

不同材料色散分布情形

最终影响X-talk的总和

偏光度×相位差×贴和角度×色散=鬼影(X-talk)

市售较差的3D眼镜

99.7% ±10nm ±3o1.2

500 × 0.4 × 0.4 × 0.8=>30%

3D眼镜应有的范围

99.9% ±5nm ±1o<1.15

1200 × 0.5 × 0.85 × 0.88=<1%

5 结论

随着3D电视及市场的确定,3D眼镜的品质必须被重视。3D效果不仅仅取决于3D屏,3D眼镜也是关键零组件。3D眼镜从材料选择、制造工艺到品质管控都关系着最终3D显示效果。3D眼镜的品质与标准对于消费者的健康有着重要的关系。3D眼镜的标准需要科学,标准值来自于人因。

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