3D显示中广泛使用的偏光显示方法具有不闪(No flash)的优点,它的基本原理基于偏振光。目前偏振光分为线偏振和圆偏振两种类型,其原理详述如下。

4. 偏振光作用

我们大家都知道,光在不同折射率的介质的界面上会发生反射和折射。入射角与反射角、折射角的关系分别服从反射定律和折射定律。在非金属的界面上,当反射光线与折射光线成直角时,反射光线将是线偏振光,这就是有名的布儒斯特原理。此时的入射角就称为布儒斯特角。

从下图可以看出,当光线从空气(介质1,严格地说应该是真空)射入介质2时,布儒斯特角的正切值等于介质2的折射率n。由于介质的折射率是与光波长有关的,对同样的介质,布儒斯特角的大小也是与光波长有关的。以光学玻璃折射率1.4-1.9计算,布儒斯特角大约为54-62度左右。当入射角偏离布儒斯特角时,反射光将是部分偏振光。

数码影象基础-你了解偏振镜吗?

下面这张照片拍摄时没有加偏振滤镜,玻璃面上的反射光现象很明显。此照片拍摄时相机指向与玻璃大约成45度角。

数码影象基础-你了解偏振镜吗?

下面的照片是加上偏振滤镜后拍摄的。相机指向与玻璃仍然是45度角左右。可以看出,虽然偏振滤镜消去了大部分的反射光,但是仍然有一部分反射光存在。这是因为在45度角离布儒斯特角甚远,玻璃面上的反射光是部分偏振光,偏振滤镜无法把这样的反射光全部滤去。

数码影象基础-你了解偏振镜吗?

下面这样照片拍摄时调整了相机的位置,使相机与玻璃面的夹角大约在55度,基本上等于布儒斯特角。从玻璃面上反射光是线偏振光,用偏振滤镜可以把反射光几乎全部滤去。从这几张照片中可以看出,只有在布儒斯特角入射的光线,其反射光才会是线偏振的。。另外,我们还应该注意到,摄影中所用的线偏振滤镜是用人造偏振片制成的。与实验室里用于产生线偏振光的偏振器件如尼科尔棱镜不同,人造偏振片是利用其对平行和垂直与光轴方向的偏振光吸收率不同(二向色性)而产生偏振光的。虽然我们称其为线偏振滤镜,但是我们要知道:线偏振并不“线”。因为自然光通过这种滤镜后并不是真正的线偏振光,而是部分偏振光,其偏振度由人造偏振片的质量决定。

数码影象基础-你了解偏振镜吗?

    立体电影是用两个镜头如人眼那样从两个不同方向同时拍摄下景物的像,制成电影胶片.在放映时,通过两个放映机,把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映,使这略有差别的两幅图像重叠在银幕上.这时如果用眼睛直接观看,看到的画面是模糊不清的,要看到立体电影,就要在每架电影机前装一块偏振片,它的作用相当于起偏器.从两架放映机射出的光,通过偏振片后,就成了偏振光.左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直,因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直.这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众处,偏振光方向不改变.观众用上述的偏振眼镜观看,每只眼睛只看到相应的偏振光图象,即左眼只能看到左机映出的画面,右眼只能看到右机映出的画面,这样就会像直接观看那样产生立体感觉.这就是立体电影的原理.