眼镜光轴(日夜两用偏光眼镜)

偏光元件的应用资料

即使直接观察光束也无法感觉到直线偏光或圆偏光的差异。

但是，使用偏光镜则可以显示或测量偏光状态。

在这里介绍关于使用偏光镜的基本方法。

偏光镜的偏光轴的确认方法在偏光板上没有记号或搞不清偏光轴（偏光方向）时，有简单的方法可以确认偏光轴的方向。

有时可以看见涂有地板蜡闪闪发光的地板，或看见光亮的桌子会反射从远处的窗口射进来的斜光。

运用这个反射光可以确认偏光镜的偏光轴。

透过偏光镜边观察这个光束边转动偏光镜，从地板反射的光线会重复忽明忽暗。

反射光变暗时的偏光镜的上下方向为偏光轴。

即使不使用特殊的场所或工具，偏光轴是竖是横可以用这个方法辨别。

偏光坐标标准的决定方法

在偏振光中，象圆偏振光那样，光束本身不具有特定的坐标系统。

但是，当光束照射到物体时，不得不以物体具有的坐标系统来考虑偏光状态。

因此，坐标系统的标准如何确定，随实验材料或实验目的的不同而不同。

①有偏光轴标准时

有激光或偏光镜等具有偏光轴标准的物体时，或激光器被固定或偏光镜不能调整时，将这些直线偏光的偏光轴作为基准。如果利用偏振光的特性，其他偏光元件的轴心可以得到高精度地调整。

偏光镜:

转动偏光镜2，调节通过做为标准的偏光镜1光束（直线偏光）亮度使其消光（消光法）。

设置这时候的偏光镜2的角度刻度为90度。

双折射样品（波长板）:

准备标准偏光镜1（或激光）和偏光镜2，调整使做为标准的直线偏光和偏光镜2为消光状态。

在偏光镜1（或激光）和偏光镜2之间放入样品。

转动样品，最暗的方向为样品的光学轴，在这个方向将样品的角度刻度设为0度。

②将偏光轴调节为与桌面垂直的方向时

在未设定偏振光标准的情况下，所有的元件都可以将光学轴或偏光轴变为任意方向时，首先将所有偏光轴调节为与桌面垂直的方向。

元件的偏光轴没有调节时:

首先决定作为标准的偏光镜，用肉眼观察这个偏光镜的记号并（如最初展示的方法）调节其偏光轴到支架的垂直方向，这个偏光镜的角度刻度为0度。其他元件以这个偏光镜为标准，按①的顺序调节。

指定了偏光轴方向时:

如果订购时没有指示偏光元件装入支架中的方向时，偏光镜的偏光轴设为90度方向。

波长板将快轴调为90度方向后出货。

由于各个支架都会存在元件的组装误差或立柱的安装误差，元件之间会存在2〜3度的偏光轴或光学轴的异差。

③将载物台垂直方向设定为偏光轴时

准备1个没镀膜的（干净的）直角棱镜（BK7材质）。

将这个棱镜的抛光斜面在入射角度为56.6度左右的位置后放在水平台面上。

入射单色光源通过偏光镜，边转动偏光镜边观察从棱镜反射的光的强度变化。如果，入射角度符合布鲁斯特角度（56.6度），反射光消失的位置为偏光轴方向。

棱镜的反射光变为最小的偏光轴相对于棱镜面为P偏光，这个偏光镜的角度刻度为90度（或0度）。

其他元件以这个偏光镜为标准，按①的顺序调节。

④相对反射体设定偏光轴时

样品为反射体时，以反射面和激光的入射方向决定偏光轴。

反射面的法线和激光的光轴所在的平面内振动的偏光轴被称为P偏光，与此垂直振动的偏光轴被称为S偏光。

换掉反射体的样品，设置没有镀膜的平行平面基板（BK7）。

相对平行平面基板，设置激光的入射角度为布鲁斯特角度（56.6度）的光学系统。

在光学系统中加入作为标准偏光轴的偏光镜，边转动偏光镜边观察平行平面基板上反射的光的强度变化。

虽然可以观察到从平行平面基板正面和反面反射的2束光，但只观察正面的反射光。

和③一样，当反射光变为最小那个位置为偏光镜的偏光轴，这个时候调整角度刻度为90度（或0度）。

卸下平行平面基板，在直线光轴上按①的顺序调整其他元件。

设置反射体，设定入射角度，使用上述调整后的元件，构成光学系统。

专门拍摄3D电影的摄影机，了解一下

3D电影从进入市场就迅速火了起来，沉浸感和立体感更强让3D电影在观众中颇受欢迎。

3D电影好看，但拍摄起来却是异常麻烦。在当年拍摄《阿凡达》时，每次调整两个摄影机的位置关系，都要花费两小时。

如果角度调节不好，观众看得时间稍微一长，就会容易眩晕。3D电影当诞生的时候，很多人看了之后会觉得头晕，很多都是因为这个原因。

当我们戴上3D眼睛，光线透过偏光眼镜，左右眼看到左右相机拍摄的不同画面，在大脑中汇合形成立体图像，于是我们开启一段愉快的观影之旅。这样说起来似乎有些耳熟，左右相机信息完全匹配，并能呈现完整立体的图像，这不正是仿生眼擅长的事情吗？

张晓林教授的研究团队，在看到这个现状的时候，就进行了一次跨界的融合，研制出世界上第一台3D摄影机。

别看这个机器看起来有点笨重，操作起来却是很灵动。它能如同人眼一般直接采集3Ｄ图像，且拍摄过程中可随意变焦。这个机器的核心部分是根据仿生双目视觉原理进行设计。

光线通过半透镜镜箱，分成两部分，一部分入射到左眼的相机，一部分入射到右眼相机。控制盒可以处理左眼相机图像和右眼相机图像，来进而计算到他们光轴之间的差异。

根据光轴之间的差异，下边的马达控制系统可以实时的对两个相机的光轴进行修正。

传统的拍摄，需要不断调节两个相机之间的夹角，以确保后期合成的立体感不出现问题。

在3D摄影机的拍摄过程中，不需要对左右两个相机的画面进行调整，它的核心部件3D支架，移植了仿生眼的核心算法，在我们看不到的黑盒子里，仿生眼把该计算的都计算了，对于操作者来说，只需要操纵3D摄影机的手柄，两个相机之间间距和夹角不断改变，呈现不同的立体效果。

如果有拍摄对象从它面前走过，它还能跟踪拍摄者，确保拍摄对象不会从镜头中消失。

告别了繁琐的人工调节，既提高了拍摄速度，又节省了人力。

在轻松的遥控中，就能实现3D效果的拍摄。

上海市科学技术委员会指导

OLED用的是圆偏光！关于偏光片技术你需要这样来补习

日前，香港科技大学郭海成教授以“OLED用薄膜偏光片”为主题，分享一种偏光片涂布式的技术路径与方法。

郭海成教授介绍，目前市场上绝大部分偏光片都是基于PVA拉伸来取得偏振方向，还是基于H-h这样的老技术。

柔性显示把传统的偏光片贴上去非常费时，而且也很厚，要把偏光片弄得很薄不是那么容易，最好的方法就是直接把偏光片涂布，涂在显示上，不用贴片，不用拉伸。如果能够涂布膜片偏光片，生产柔性显示将会方便很多，也将会颠覆整个偏光片市场。

据他介绍，分子吸收通常都有偏振效应，也可称为双吸收效应。分子排列越好，双吸收比（D值）就越大。对比度与透过率成反比，D值越大越好，而一般商业用偏光片的D值是50。

相对而言，OLED需要的D值要比LCD所需要低很多。

但是1/4波片因波长变化引起的漏光是一个大问题，比偏光片严重。

怎么让分子排列好？

郭海成教授表示，传统方法是把双吸收分子掺在PVA同时拉伸，D值可达到50，或把双吸收分子放在液晶内，用摩擦或光配向对液晶分子进行排列，让双吸收分子同时有液晶特性，产生双吸收的效果。

然而，液晶向列相（Ni）只有0.7，D值只有9-10，效果不是很好。

目前用光配向来做排列主要有三种方法：

一是hiki

二是h-ki

三是香港科技大学的h-ii。

他表示，只有第三种方法才能有效排列双吸收染料分子，其技术路线是把双吸收染料与光配向材料混在一起，进行光配向，然后合成同时具有光配向特性和双吸收特性的染料。

什么叫光至分子旋转效应？

据介绍，偏振光被分子吸收，会引起分子旋转，直到分子偏振方向垂直，再没有吸收，分子才稳定下来，不会发生旋转。

目前香港科技大学已经成功利用这个效应进行IPS和MVA液晶的光配向。由于这个旋转效应会趋于饱和，所以光强均匀度不会影响分子角度分布。

现在我们重新来理一下

什么是偏光片？

偏光片全称为偏振光片，可控制特定光束的偏振方向，自然光在通过偏光片时，振动方向与偏光片透过轴垂直的光将被吸收，透过光只剩下振动方向与偏光片透过轴平行的偏振光。

偏光片是干什么用的？

在LCD显示模组中

在LCD显示模组中，有两张偏光片分别贴在玻璃基板两侧。

下偏光片用于将背光源产生的光束转换为偏振光，上偏光片用于解析经液晶电调制后的偏振光，产生明暗对比，从而产生显示画面。

液晶显示模组的成像必须依靠偏振光，少了任何一张偏光片，液晶显示模组都不能显示图像。

LCD显示模组基本结构

在AMOLED显示中

AMOLED显示器所面临的挑战之一，是如何有效抵抗环境光、减少显示方面的干扰，搭载圆偏光片便是其中一个解决办法。

目前圆偏光片是以1/4波长相位膜与传统偏光片结合成的抗反射片。

圆偏光片

虽然在三星主导的AMOLED产品中，以1/2λ+1/4λ延伸型相位差膜叠层的方式补偿效果最好，但相对厚度及成本都相当可观。最终，业界将在高对比、薄型与价格间作取舍。液晶涂布型相位差补偿膜技术发展多年，以日本大厂最积极投入研究，透过分子的操控，具有可调的光学补偿特性、可任意调整光轴、且厚度薄、成本低等优点，期望在不久的将来有更突破性的发展。

圆偏光片光学数据

倾角旋转角

izii表示圆偏振片的圆偏极化的能力，越接近±1，代表圆偏极化程度越高。椭圆率+为右旋圆偏振，椭圆率-为左旋圆偏振。

偏光片主要由PVA膜、TAC膜、保护膜、离型膜和压敏胶等符合制成，其功能是将背光中透出的光向单一方向通过，并将另一方向的光切断。

偏光片中起偏振作用的核心膜材是PVA膜。PVA膜经染色后吸附具有二向吸收功能的碘分子，通过拉伸使碘分子在PVA膜上有序排列，形成具有均匀二向吸收性能的偏光膜，其透过轴与拉伸的方向垂直。

偏光片主要构成

PVA膜

性状：聚乙烯醇，具有高透明、高延展性、好的碘吸附作用、良好的成膜特性等特点，眼神前厚度有75微米、60微米、45微米等几种规格。

作用：该层膜吸附碘的二向吸收分子后经过延伸配向，起到偏振的作用，是偏光片的核心部分，决定了偏光片的偏光性能、透过率、色调等关键光学指标。

TAC膜

性状：三醋酸纤维素膜、具有优异的支撑性、光学均匀性和高透明性、耐酸碱、耐紫外线、厚度主要有80微米、60微米、40微米、25微米等多种规格。

作用：一方面作为PVA膜的支撑体，保证延伸的PVA膜不会回缩，另一方面保护PVA膜不受水汽、紫外线及其他外界物质的损害，保证偏光片的环境耐候性。

保护膜

性状：具有高强度，透明性好、耐酸碱、防静电等特点，一般厚度为58微米。

作用：一面涂布有感压胶粘剂，贴合在偏光片上可以保护偏光片本体不受外力损伤。

压敏胶

性状：也称感压胶，与TAC具有很好的粘附性，透明性好，残胶少。偏光片用压敏胶的厚度一般为20微米左右。

作用：是偏光片贴合在面板上的胶材，决定了偏光片的黏着新跟那个及贴片加工性能。

离型膜

性状：单侧涂布硅图层的PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）膜，具有强度高、不易变形、透明性好、表面平整度高等特点，不同应用具有不同剥离强度。

作用：在偏光片贴合之前，保护压敏胶层不受损伤，避免产生贴合气泡。

反射膜

性状：为单侧蒸铝的PET膜，反射率高。

作用：主要用于不自带光源的反射性LCD，将外界光反射回来作为显示的光源。

位相差膜

性状：也成为补偿膜，不同的应用具有不同的光学各向异性及补偿量。

作用：用于补偿显示器内部材料的位相差，起到提升显示器的对比度、观看视角、校正显示颜色等作用。

偏光片分类

按功能分

透射型、补偿型、半透射型、反射型

按材料分类

碘系偏光片、染料系偏光膜、聚乙烯偏光膜、金属偏光膜

偏光片产业链

偏光片上游是光学材料供应商，下游是液晶显示模组厂商及各类终端产品生产厂商。

由偏光膜（PVA）、保护膜（TAC）、压敏胶层、离型膜、保护膜、光学补偿膜等符合而成，基本结构是两层TAC膜夹一层拉伸后的PVA膜。

偏光片原材料成本占生产总成本的80%，其中TAC约占成本50%左右、PVA占12%、胶水5-10%，保护膜、离型膜15%，化工材料5%，其他成本占10%。