CN103135242A - 图案相位延迟膜的影像获取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图案相位延迟膜的影像获取装置。本发明的一个实施方式的图案相位延迟膜的影像获取装置包括：照明部，用于照射光；一次偏振光部，其使通过照明部照射的光成为线偏振光，并设置成可旋转，从而使一次旋转角度（θ1）变化；图案相位延迟膜，其包括液晶涂层，该液晶涂层交替地反复形成了使通过了一次偏振光部的光成为左圆偏振光的第一偏振光图案区域以及使通过了一次偏振光部的光成为右圆偏振光的第二偏振光图案区域；二次偏振光部，其使通过了图案相位延迟膜的光成为偏振光；以及拍摄部，其使用通过二次偏振光部的光来拍摄图案相位延迟膜。

Description

图案相位延迟膜的影像获取装置

技术领域

本发明涉及一种影像获取装置，更详细地说涉及一种能够获取图案相位延迟膜（Patterned Retarder：FPR）的第一偏振光图案区域和第二偏振光图案区域之间的对比度比影像的图案相位延迟膜的影像获取装置。

背景技术

通常，图案相位延迟膜（Patterned Retarder）应用于偏振光眼镜方式的立体图像显示装置，能够用于实现立体影像。另外，图案相位延迟膜还能够用于以下情况：提供给半透过型LCD等的一面，通过发挥分别优化反射部和透过部的光学特性的补偿膜的功能，由此不管外部光的明亮度如何，都能够得到良好的LCD图像识别力。图案相位延迟膜还被称为双折射介质或者相位差膜。

图1是表示通常的图案相位延迟膜的立体图。

参照图1，图案相位延迟膜10具备基材膜11、取向层13以及液晶涂层15。在此，液晶涂层15具有以下结构：第一偏振光图案区域21与第二偏振光图案区域23形成条纹（Stripe）形状，并交替地反复配置。

第一偏振光图案区域21能够形成为使要透过的光成为左圆偏振光（LeftCircularly Polarization），第二偏振光图案区域23能够形成为使要透过的光成为右圆偏振光（Right Circularly Polarization）。即，液晶涂层15具有以下结构：交替地反复配置使要透过的光成为左圆偏振光的区域以及使要透过的光成为右圆偏振光的区域。

透过了第一偏振光图案区域21的光在使用者的偏振光眼镜中通过左圆偏振光膜，透过了第二偏振光图案区域23的光在使用者的偏振光眼镜中通过右圆偏振光膜。这样，通过第一偏振光图案区域21和第二偏振光图案区域23，在使用者的双眼形成相互不同的图像，由此能够实现立体影像。

另一方面，第一偏振光图案区域21与第二偏振光图案区域23分别与立体图像显示装置的像素区域中的、第奇数个像素行和第偶数个像素行对应地形成。因而，在第一偏振光图案区域21和第二偏振光图案区域23的宽度形成为与已经设定的宽度不同或者第一偏振光图案区域21与第二偏振光图案区域23没有形成为直线而形成弯曲的情况下，产生串扰（Cross-Talk）现象，导致影像变得模糊，因此观众会感觉到眩晕。

因而，需要找到能够检查以下情况是否发生的方法：在第一偏振光图案区域21和第二偏振光图案区域23的宽度是否按照已经设定的宽度而形成，并且第一偏振光图案区域21和第二偏振光图案区域23是否形成为具有一定的直进度。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够获取第一偏振光图案区域与第二偏振光图案区域之间的对比度比影像的图案相位延迟膜的影像获取装置。

1．本发明的一个实施方式的图案相位延迟膜的影像获取装置包括：照明部，用于照射光；一次偏振光部，其使通过所述照明部照射的光成为线偏振光，并设置成可旋转而使一次旋转角度θ1变化；图案相位延迟膜，其包括液晶涂层，该液晶涂层交替地反复形成了使通过所述一次偏振光部的光成为左圆偏振光的第一偏振光图案区域以及使通过所述一次偏振光部的光成为右圆偏振光的第二偏振光图案区域；二次偏振光部，其使通过所述图案相位延迟膜的光成为偏振光；以及拍摄部，其使用通过了所述二次偏振光部的光来拍摄所述图案相位延迟膜。

2．在上述1中，所述二次偏振光部具备圆偏光滤光片。

3．在上述2中，所述二次偏振光部具有与所述第一偏振光图案区域和所述第二偏振光图案区域中的任一者相同的相位差。

4．在上述2中，所述一次偏振光部按照由以下公式确定的θ1’的一次旋转角度θ1进行旋转：

[公式]

θ1’=（α+β）/2+γ

其中，α：第一偏振光图案区域的液晶取向角度，β：第二偏振光图案区域的液晶取向角度，γ：保护膜的相位差补偿角度（在没有保护膜的情况下，γ=0）。

5．在上述4中，所述一次偏振光部按照θ1’±20°范围的一次旋转角度θ1进行旋转。

6．在上述4中，所述二次偏振光部被设置成可旋转，以使二次旋转角度θ2变化。

7．在上述6中，所述二次偏振光部在将所述一次旋转角度θ1固定为θ1’的状态下使所述二次旋转角度θ2变化。

8．在上述1中，所述二次偏振光部具备线偏光滤光片。

9．在上述8中，所述图案相位延迟膜还具备形成于所述液晶涂层之上的保护膜。

根据本发明，能够获取表示图案相位延迟膜的第一偏振光图案区域和第二偏振光图案区域之间的对比度比的影像，因此能够精确地检查第一偏振光图案区域和第二偏振光图案区域的宽度以及直进度等。

附图说明

图1是表示通常的图案相位延迟膜的立体图。

图2是表示本发明一个实施方式的影像获取装置的侧视图。

图3是表示本发明一个实施方式的影像获取装置的俯视图。

图4是表示本发明一个实施方式的图案相位延迟膜的图。

图5是表示本发明实施方式1的、由一次旋转角度θ1的变化产生的第一偏振光图案区域与第二偏振光图案区域之间的对比度比的曲线图和影像的图。

图6是表示本发明实施方式1的、由一次旋转角度θ1的变化产生的第一偏振光图案区域与第二偏振光图案区域之间的对比度比的曲线图和影像的图。

图7是表示本发明实施方式2的、由二次旋转角度θ2的变化产生的第一偏振光图案区域与第二偏振光图案区域之间的对比度比的曲线图和影像的图。

图8是表示本发明实施方式2的、由二次旋转角度θ2的变化产生的第一偏振光图案区域与第二偏振光图案区域之间的对比度比的曲线图和影像的图。

图9是表示本发明实施方式3的、由一次旋转角度θ1的变化产生的第一偏振光图案区域与第二偏振光图案区域之间的对比度比的曲线图和影像的图。

图10是表示本发明实施方式3的、由一次旋转角度θ1的变化产生的第一偏振光图案区域与第二偏振光图案区域之间的对比度比的曲线图和影像的图。

图11是表示本发明实施方式4的、由二次旋转角度θ2的变化产生的第一偏振光图案区域与第二偏振光图案区域之间的对比度比的曲线图和影像的图。

图12是表示本发明的实施方式4的、由二次旋转角度θ2的变化产生的第一偏振光图案区域与第二偏振光图案区域之间的对比度比的曲线图和影像的图。

图13是表示本发明的实施方式5的、由一次旋转角度θ1的变化产生的第一偏振光图案区域与第二偏振光图案区域之间的对比度比的曲线图和影像的图。

图14是表示本发明实施方式5的、由一次旋转角度θ1的变化产生的第一偏振光图案区域与第二偏振光图案区域之间的对比度比的曲线图和影像的图。

附图标记说明

102：图案相位延迟膜

104：照明部

106：一次偏振光部

108：二次偏振光部

110：拍摄部

121：基材膜

123：取向层

125：液晶涂层

127：第一偏振光图案区域

129：第二偏振光图案区域

具体实施方式

下面，参照图2至图14说明本发明的图案相位延迟膜的影像获取装置的具体实施方式。但是，这些仅是作为例示的实施方式，本发明并不限定于此。

说明本发明时，在判断为与本发明所涉及的公知技术有关的具体说明不脱离本发明的宗旨的情况下，省略其详细说明。然后，后述的术语是考虑本发明的功能来定义的术语，这些术语可以根据使用者、运用者的意图或者惯例等发生变化。因而，要根据本说明书整体所记载的内容来进行定义。

本发明的技术思想是根据权利要求范围的记载来决定的，以下实施方式仅是用于对具有本发明所属技术领域的一般知识的人具体地说明本发明的技术思想的一个方法。

图2是表示本发明一个实施方式的影像获取装置的侧视图，图3是表示本发明一个实施方式的影像获取装置的俯视图。为了方便起见，省略说明图3的照明部和拍摄部。

参照图2和图3，影像获取装置100具备图案相位延迟膜102、照明部104、一次偏振光部106、二次偏振光部108以及拍摄部110。

如图4的（a）和（b）所示，图案相位延迟膜102具备基材膜121、取向层123以及液晶涂层125。在此，在液晶涂层125中以条纹的方式交替地反复形成第一偏振光图案区域127以及第二偏振光图案区域129，其中，第一偏振光图案区域127使通过了一次偏振光部106的光成为左圆偏振光，第二偏振光图案区域129使通过了一次偏振光部106的光成为右圆偏振光。

在此，将第一偏振光图案区域127的液晶取向角度称为α，将第二偏振光图案区域129的液晶取向角度称为β。第一偏振光图案区域127的液晶取向角度（α）与第二偏振光图案区域129的液晶取向角度（β）相互垂直。α和β是指在将第一偏振光图案区域127和第二偏振光图案区域129的长度方向设为基准轴时与基准轴形成的角度。

第一偏振光图案区域127通过具有α的液晶取向角度，因而具有α的相位差，第二偏振光图案区域129通过具有β的液晶取向角度，因而具有β的相位差。此时，由于α与β相互垂直，因此第一偏振光图案区域127使透过了一次偏振光部106的光成为左圆偏振光，第二偏振光图案区域129使透过了一次偏振光部106的光成为右圆偏振光。在此，图案相位延迟膜102还能够在液晶涂层125的上部具有保护膜（未图示）。

照明部104是用于获取图案相位延迟膜102的影像而照射光的部分，例如，照明部104可以使用LED灯、荧光灯、白炽灯以及卤光灯等各种光源装置。

一次偏振光部106被配置在照明部104与图案相位延迟膜102之间，并与图案相位延迟膜102平行。可以使用线偏光滤光片（PL）作为一次偏振光部106。在该情况下，一次偏振光部106仅使从照明部104照射的光中的、一定方向的光透过而遮挡其它方向的光。

一次偏振光部106被配置成在水平状态下可旋转，在将使一次偏振光部106旋转时，一次偏振光部106与图案相位延迟膜102形成的角度称为一次旋转角度θ1。此时，使一次偏振光部106旋转而使一次旋转角度θ1变化，由此在拍摄部110中获取到图案相位延迟膜102的影像时，能够调节第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比。

二次偏振光部108被配置在图案相位延迟膜102与拍摄部110之间，并与图案相位延迟膜102平行。此时，二次偏振光部108被配置成与一次偏振光部106相互正交。即，二次偏振光部108被配置成与一次偏振光部106正交（CrossNicol）。

二次偏振光部108被配置成在水平状态下可旋转，在使二次偏振光部108旋转时，将二次偏振光部108与图案相位延迟膜102形成的角度称为二次旋转角度θ2。在此，在使一次偏振光部106旋转而调节第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比的情况下，以与旋转后的一次偏振光部106正交的方式使二次偏振光部108旋转。

二次偏振光部108可以使用线偏光滤光片或者圆偏光滤光片，但是优选使用圆偏光滤光片。在二次偏振光部108中使用圆偏光滤光片时，圆偏光滤光片使用具有与第一偏振光图案区域127和第二偏振光图案区域129中的、任一者的相位差相同的相位差的圆偏光滤光片。在该情况下，二次偏振光部108遮挡透过第一偏振光图案区域127和第二偏振光图案区域129的光中的任一者，而使另一者通过，因此能够较高地表示第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比。

例如，在使用相位差为45°的圆偏光滤光片作为二次偏振光部108的情况下，使透过了第一偏振光图案区域127的光通过，使透过了第二偏振光图案区域129的光被遮挡。然后，在使用相位差为135°的圆偏光滤光片作为二次偏振光部108的情况下，使透过了第一偏振光图案区域127的光被遮挡，而使透过了第二偏振光图案区域129的光通过。此时，光被遮挡的偏振光图案区域较暗显示，光通过的偏振光图案区域明亮显示，因此能够使第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比较高地表示。

在使用圆偏光滤光片作为二次偏振光部108的情况下，在以满足以下公式的方式使一次偏振光部106旋转时，能够使第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比最大表示。

[公式]

θ1’=（α+β）/2+γ

在此，θ1’是第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比成为最大的一次旋转角度，α表示第一偏振光图案区域127的液晶取向角度，β表示第二偏振光图案区域129的液晶取向角度，γ表示保护膜的相位差补偿角度（在不存在保护膜的情况下，γ=0）。

根据所述[公式]，例如在α为45°，β为135°，并且不存在保护膜的情况下（γ=0），在一次旋转角度θ1为90°时，第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比最大化而被显示。在此，当以一次旋转角度θ1满足θ1’±20°的范围的方式使一次偏振光部106旋转时，能够将第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比表示为一定水平之上。

在利用θ1’已经确定一次旋转角度θ1的状态下，如果使二次偏振光部108旋转而使二次旋转角度θ2变化，则在拍摄部110获取图案相位延迟膜102的影像时，能够在一定水平以上（例如3以上）较高地表示第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比。

另一方面，在使用线偏光滤光片作为二次偏振光部108的情况下，当在液晶涂层125上形成保护膜（未图示）时，能够获取表示了第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比的影像。

即，在使用线偏光滤光片作为二次偏振光部108的情况下，二次偏振光部108无法遮挡通过了第一偏振光图案区域127和第二偏振光图案区域129的光中的任一者，因此第一偏振光图案区域127和第二偏振光图案区域129均明亮显示，无法获取表示第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比的影像。

但是，当在液晶涂层125上形成保护膜（未图示）时，制造出保护膜（未图示）具有一定水平以上的相位差，因此保护膜（未图示）的相位差越大，则通过了第一偏振光图案区域127和第二偏振光图案区域129的光越被延迟。这样，二次偏振光部108能够遮挡通过了第一偏振光图案区域127和第二偏振光图案区域129的光中的任一者的一部分，因此能够获取表示第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比的影像。

拍摄部110通过透过了二次偏振光部108的光来拍摄图案相位延迟膜102，获取图案相位延迟膜102的影像。在由拍摄部110获取到的图案相位延迟膜102的影像中表示第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比，因此能够检查第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的宽度以及直进度。

[实施方式1]

在实施方式1中，使用圆偏光滤光片作为二次偏振光部108，在没有保护膜的状态下，一边使一次旋转角度θ1变化一边拍摄图案相位延迟膜。在此，将第一偏振光图案区域127的液晶取向角度设为45°，将第二偏振光图案区域129的液晶取向角度设为135°。

图5和图6分别表示在实施方式1中由一次旋转角度θ1的变化产生的第一偏振光图案区域与第二偏振光图案区域的对比度比（Contrast Ratio）的曲线图和影像。

参照图5和图6，可以确认，在0°~90°的所有的一次旋转角度θ1的范围内，第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比表示为1.35以上。

在此，根据一次旋转角度θ1的不同而不同地表示第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比，根据所述[公式]，第一偏振光图案区域127与第2mp偏振光图案区域129的对比度比被最大化表示的一次旋转角度θ1为（45+135）/2=90°。

在此，参照图5和图6，可以确认，在一次旋转角度θ1为90°时，第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比最高，表示为20.80。另外，可以确认，在一次旋转角度θ1为θ1’±20°的范围内的情况下，即，在一次旋转角度θ1为70°、80°、90°、0°、10°的情况下，第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比较高，表示为5以上。

[实施方式2]

在实施方式2中，在实施方式1中使一次旋转角度θ1固定为90°的状态下，一边使二次旋转角度θ2变化一边拍摄图案相位延迟膜。

图7和图8分别表示在实施方式2中由二次旋转角度θ2的变化产生的第一偏振光图案区域与第二偏振光图案区域的对比度比的曲线图和影像。

参照图7和图8，可以确认，在0°~170°的所有的二次旋转角度θ2的范围内，第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比相当高，表示为9.27以上。即，可以确认，在使一次旋转角度θ1固定为90°的状态下使二次旋转角度θ2变化的情况下，第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比与实施方式1的情况相比，整体上更高地表示。

[实施方式3]

在实施方式3中，在使用圆偏光滤光片作为二次偏振光部108，并存在保护膜的状态下，一边使一次旋转角度θ1变化一边拍摄图案相位延迟膜。在此，使用了第一偏振光图案区域127的液晶取向角度为45°、第二偏振光图案区域129的液晶取向角度为135°、保护膜的相位差补偿角度为10°的产品。

图9和图10分别表示在实施方式3中由一次旋转角度θ1的变化产生的第一偏振光图案区域与第二偏振光图案区域的对比度比的曲线图和影像。

参照图9和图10，可以确认，与不存在保护膜的情况（即，实施方式1）相比，第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比在存在保护膜的情况下，更低地表示。

该现象是由于保护膜具有一定程度的相位差而产生的现象，当在液状涂层125上形成保护膜时，保护膜的相位差越大，则通过了第一偏振光图案区域127和第二偏振光图案区域129的光越被延迟。这样，二次偏振光部108在将通过了第一偏振光图案区域127和第二偏振光图案区域129的光中的任一者遮挡而使另一者通过时，仅将通过了第一偏振光图案区域127和第二偏振光图案区域129的光中的一部分遮挡而使一部分通过，因此与不存在保护膜的情况（即，实施方式1）相比，第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比，将更低地表示。

其另一方面，根据所述[公式]，第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比被最大化而表示的一次旋转角度θ1成为（45+135）/2+10=100°。在此，参照图9和图10，可以确认，在一次旋转角度θ1为0°的情况下，第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比最高，显示为5.39。

在此，通过曲线图示出了一次旋转角度θ1为0°~90°的情况，但是由于第一偏振光图案区域127的液晶取向角度（α）与第二偏振光图案区域129的液晶取向角度（β）相互垂直，因此，在一次旋转角度θ1为100°~190°的情况下也与为0°~90°的情况相同地表示对比度比。因而，可以认为在一次旋转角度θ1为100°的情况下，示出与一次旋转角度θ1为0°的情况相同的对比度比。

另外，可以认为，在一次旋转角度θ1为θ1’±20°的情况下、即在一次旋转角度θ1为80°~20°的情况下，第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比较高，大约显示为3以上。

[实施方式4]

在实施方式4中，在实施方式3中使一次旋转角度θ1固定为0°的状态下，一边使二次旋转角度θ2变化一边拍摄图案相位延迟膜。

图11和图12分别表示在实施方式4中由二次旋转角度θ2的变化产生的第一偏振光图案区域与第二偏振光图案区域的对比度比的曲线图和影像。

参照图11和图12，可以确认，在0°~170°的所有的二次旋转角度θ2的范围内，第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比较高，显示为3.62以上。即，可以确认，在使一次旋转角度θ1固定为0°的状态下使二次旋转角度θ2变化时，与实施方式3的情况相比，第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比整体较高显示。

[实施方式5]

实施方式5中，在使用线偏光滤光片作为二次偏振光部108，并存在保护膜的状态下，一边使一次旋转角度θ1变化一边拍摄图案相位延迟膜。在此，使用第一偏振光图案区域127的液晶取向角度为45°、第二偏振光图案区域129的液晶取向角度为135°、保护膜的相位差补偿角度为10°的产品。

图13和图14分别表示在实施方式5中由一次旋转角度θ1的变化产生的第一偏振光图案区域与第二偏振光图案区域的对比度比的曲线图和影像。

参照图13和图14，可以确认，在液晶涂层125上形成保护膜的情况下，尽管使用线偏光滤光片作为二次偏振光部108，但是，在除了10°和20°的一次旋转角度θ1中，第一偏振光图案区域127与第二偏振光图案区域129的对比度比显示为1.18以上。特别是，确认了在60°~90°的二次旋转角度θ2时，显示1.5以上的对比度比。

以上，通过代表性的实施方式来详细说明了本发明，但是理解为具有本发明所属技术领域的一般知识的人在不脱离本发明的范畴的范围内能够对所述实施方式进行各种变形。因而，本发明的权利要求并不限定于说明过的实施方式，而是由后述的权利要求书以及与该权利要求书均等的范围来确定。

Claims (9)

1.一种图案相位延迟膜的影像获取装置，包括：

照明部，用于照射光；

一次偏振光部，其使通过所述照明部照射的光成为线偏振光，并设置成可旋转而使一次旋转角度θ1变化；

图案相位延迟膜，其包括液晶涂层，该液晶涂层交替地反复形成使通过了所述一次偏振光部的光成为左圆偏振光的第一偏振光图案区域以及使通过了所述一次偏振光部的光成为右圆偏振光的第二偏振光图案区域；

二次偏振光部，其使通过了所述图案相位延迟膜的光成为偏振光；以及

拍摄部，其使用通过了所述二次偏振光部的光来拍摄所述图案相位延迟膜。

2.如权利要求1所述的图案相位延迟膜的影像获取装置，其特征在于，

所述二次偏振光部具备圆偏光滤光片。

3.如权利要求2所述的图案相位延迟膜的影像获取装置，其特征在于，

所述二次偏振光部具有与所述第一偏振光图案区域和所述第二偏振光图案区域中的任一者相同的相位差。

4.如权利要求2所述的图案相位延迟膜的影像获取装置，其特征在于，

所述一次偏振光部按照由以下公式确定的θ1’的一次旋转角度θ1进行旋转，

θ1’=（α+β）/2+γ

其中，α：第一偏振光图案区域的液晶取向角度，β：第二偏振光图案区域的液晶取向角度，γ：保护膜的相位差补偿角度，在没有保护膜的情况下，γ=0。

5.如权利要求4所述的图案相位延迟膜的影像获取装置，其特征在于，

所述一次偏振光部按照θ1’±20°范围的一次旋转角度θ1进行旋转。

6.如权利要求4所述的图案相位延迟膜的影像获取装置，其特征在于，

所述二次偏振光部被设置成可旋转，以使二次旋转角度θ2变化。

7.如权利要求6所述的图案相位延迟膜的影像获取装置，其特征在于，

所述二次偏振光部在将所述一次旋转角度θ1固定为θ1’的状态下使所述二次旋转角度θ2变化。

8.如权利要求1所述的图案相位延迟膜的影像获取装置，其特征在于，

所述二次偏振光部具备线偏光滤光片。

9.如权利要求8所述的图案相位延迟膜的影像获取装置，其特征在于，

所述图案相位延迟膜还具备形成于所述液晶涂层之上的保护膜。

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