CN1938644A

CN1938644A - 用于2d和3d显示的双偏振光滤光器

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Publication number: CN1938644A
Application number: CNA2005800102875A
Authority: CN
Inventors: 孙犁; 老婉明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-04-03
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2025-03-29
Also published as: US20050219357A1; WO2005099278A3; US7227568B2; CN100495187C; US20070188863A1; WO2005099278A2

Abstract

揭示了一种立体显示和记录元件，更为特定的一种双偏振光滤光器(100)，和应用它进行立体图像显示和立体图像记录的方法。可以静态或动态地控制双偏振光滤光器以在不同时间在滤光器上的不同的微区域传递或接收不同方向的偏振光。本发明可用于产生同时适用于2D和3D图像的新型显示器和新型记录方法。可以将元件附加到显示器上或者集成到显示器制造工艺中。

Description

用于2D和3D显示的双偏振光滤光器

技术领域

本发明涉及三维(3D)图像显示方法和装置以及三维图像记录方法和装置，二者都利用偏振光，更为具体的，涉及一种组合的二维(2D)和三维显示和记录的方法和装置。

背景技术

人类通过两只眼睛看到的两幅画面，即使用所谓立体视觉，察觉物质世界。人类大脑对两幅画面进行解读，从画面产生空间距离，从而形成3D视觉。3D显示方法就是模拟立体图像观察过程的方法。

基本上有两类三维显示方法：自动立体显示和立体显示。自动立体显示是一类观看者不需戴特殊眼镜观看3D图像的方法。这类方法一般具有如功能视角窄和功能可视区小的缺陷。

立体显示是一类要求观看者佩戴特殊眼镜观看3D图像的方法。早期的技术利用带色彩的滤光片和带色彩的图像分离左、右图像形成3D效果。进一步的技术利用偏振光传递立体图像并通过相应的偏振光眼镜将立体图像分离至观察图像的不同的眼睛。这类方法通常要求这两个图像重叠在一起从而大脑可以将它们解读成来自同一场景。

在该领域已知一系列利用偏振的三维成像系统。在这里通过参考引入，Faris，美国专利号6,359,664，批准于2002年3月19日，公开了一种用于三维立体成像的电—光学显示系统。Faris使用微偏光器将偏振赋予从光学透明的图样发射的光，以形成偏振的空间复合的图像。同样在这里通过参考引入，Faris，美国专利号6,563,553，批准于2003年5月13日，公开了一种用于便携式电脑的电—光学图像显示系统。该设备包括电学有源和无源的胆甾型液晶元件(cholesteric liquid crystal element)的阵列，这些元件以逻辑树(logictree)形式排列以操纵电磁波束。然而，根据其文件，Faris使用电学“无源的”圆偏振滤光器来实现其微偏振区域。

Vrex(Reveo)目前应该拥有Faris专利。在http://www.vrex.com/about/timeline.shtml可以找到他们三维成像开发的完整进程。从LCD屏幕产生三维图像的唯一产品是从外部附加到便携式电脑之类的可用夹子夹住的“微偏振(micropol)”屏幕(见http://www.verx.com/products/_download/vrex_mp_kit.pdf，在这里通过参考引入)。从包装和价格方面考虑，提供集成到LCD面板本身中的三维技术将更有效。

Kwon，公开于2002年3月19日的美国专利申请号2002/0145682，公开了一种立体液晶显示器设备，它具有带有第一和第二微偏振区域的液晶聚合物薄膜以及第一偏振板。Kwon也公开了为他的设备使用公共电极。Kwon公开了使用对显示器的不同部分进行偏振的“微偏振”区域的LCD立体显示器。与Faris不同，Kwon使用液晶器件实现偏振(见段落【0030】)。此外，Kwon描述了两层偏振板和一层公共电极板的使用。

根据Kwon的图4，如果去除层104，Kwon使用典型的LCD结构。然而与Faris一样，他使用一层无源的偏振膜来产生用于显示的左、右图像。层104为液晶聚合物薄膜，它是一种较新的材料。聚合物基底中的液晶分子的状态可以用UV光线或其他方法进行改变并锁定从而形成可以极化的薄膜。Kwon使用这种材料来制作他的双偏振层，其实就是Faris专利中描述的无源偏振膜层。

Tomono，公开于2003年4月10日的美国专利申请号2003/0067563，公开了一种二维与三维可转换的显示器，它具有底板带有微孔阵列的液晶层。该阵列可消除从而实现二维与三维显示的转换。Tomono在这一点上与Reveo相似，即提供可消除的屏幕来转换到三维显示。

Yamazaki，批准于2002年2月19日的美国专利号6,348,957，公开了一种直接观看型的LCD显示器——其中对两组液晶层进行布局处理，其中对应的第一和第二图像在这两组液晶层上形成。

尽管现有的设备在产生3-D显示上取得了一些成功，但是本领域中提供无需加装或去除屏幕或偏振膜或类似物而产生2-D和3-D图像两者的显示器的需求依然存在。此外，本领域中提供产生2-D和3-D图像两者而不是只能进行3-D显示的显示器的需求依然存在。此外，提供可以集成到LCD显示平板显示器中来实现紧凑和廉价的结构的2-D/3-D显示器的需求依然存在。

发明内容

在本发明中，为3-D画面而摄取两幅图像以模拟人类使用双眼的观察方式。将这两幅图像分别称为左图像和右图像。将两幅图像的像素以某种组织方式混合并在显示器屏幕上着色，从而使左、右图像或者在同一时间在屏幕上不同的显示单元处重叠在一起(空间复合)，或者在不同的时间在屏幕上相同的显示单元处重叠(时间复合)。

在下文中称为DP的双偏振光滤光器上的，在下文中称为单元的每个微区域，与显示屏幕上的像素单元以一一对应的关系对齐。每个屏幕像素单元发出的光穿过DP滤光器上与之对齐的单元并变成偏振光。由于在任何时候都可以在DP滤光器的每个单元中控制偏振方向，显示左图像像素的屏幕像素单元发出的光通过DP滤光器之后总是成为某一个方向的偏振光而显示右图像像素的屏幕像素单元总是发出另一个方向的偏振光。

这两个从DP滤光器射出的偏振光的偏振方向通常是正交的。如果左图像的光和右图像的光的偏振方向分别与偏振眼镜的左透镜和右透镜的偏振轴与平行观看者可以通过偏振眼镜从这种混合的像素光看到3D场景。

在本发明的精神和范围之内，有许多方法可进行左右图像的混合并将它们着色到显示屏幕上。一个例子是将左图像和右图像隔行交错并分别着色于奇数像素单元行和偶数像素单元行。在一个实施例中，将左图像的奇数像素行着色到屏幕的奇数像素单元行上而将右图像的偶数像素行着色到屏幕的偶数像素单元行上。将不同的控制电压相应地加在DP滤光器的奇数单元行或者偶数单元行上，从而左图像像素与右图像像素可以通过它们正交的偏振方向来区分。

当本发明应用于记录设备时，用分开适当距离以模拟人眼的间距的两组透镜组收集左图像光和右图像光。用右和左图像分别的、相互正交的偏振方向对穿过不同透镜(比如左透镜和右透镜)的光进行偏振化。随后将通过左透镜和右透镜的光合并后导向图像记录设备，该图像记录设备可以包括领域内公知的多种电子或模拟图像记录设备中的任何一种。

DP滤光器位于记录媒介(比如胶片或电光传感器)之前。以一种方式控制DP滤光器单元从而它在不同的单元处或者阻断左透镜光或者阻断右透镜光，并且一半的单元阻断左透镜光，而另一半的单元阻断右透镜光。从而在胶片或电子传感器(如CCD或其类似物)上不同的像素单元处记录左图像和右图像。

在本发明精神和范围之内可以有许多不同的配置来控制DP滤光器单元。在一个实施例中，将DP滤光器上的奇数单元行配置成透过左透镜光而阻断右透镜光，同时将DP滤光器上的偶数单元行配置成透过右透镜光而阻断左透镜光。当来自左右透镜的合并后的光穿过DP滤光器并到达胶片或光传感器时，胶片或光传感器上的奇数像素行记录左图像像素的奇数行而偶数像素行记录右图像像素的偶数行。

在本发明中，DP滤光器利用液晶(LC)的特有属性来实现偏振和其他分离功能。自然状态下的LC分子是以一种松散地有序的方式排列的，其长轴方向相互平行。当LC分子与有着精细凹槽的表面接触时，LC分子会以其长轴方向与凹槽的方向一致的方向进行排列。在LC分子夹在两片平板之间，并且两片平板相对的表面都有精细凹槽而且两片平板的凹槽方向相互正交的情况下，LC分子的长轴方向将在两片平板之间逐渐扭转90度。

当偏振光穿过LC材料时，在偏振方向平行于第一平板的凹槽方向的情况下，偏振光将跟随LC分子的长轴方向。从而入射光的偏振方向在光通过LC之后扭转了90度。

当在LC上加上电场后，LC分子将以其长轴方向与电场方向一致进行重新排列。从而当在第一平板和第二平板之间加电压时，LC分子因重新排列而不再扭转入射光。穿过LC的光保持其原有的振动方向。

在本发明中，将可选线性偏振膜与液晶夹心结构组合在一起，该液晶夹心结构中液晶分子长轴方向逐渐扭转90度。使用控制加到每个单元上的电压的两个透明电极层，就产生了电学可控的DP滤光器。透明电极层上的每个透明电极定义了DP滤光器的可单独控制的微区域，称为单元。

可以动态地改变和控制DP滤光器的每个期望的单元上的偏振方向，这为显示器行业、媒体行业、电脑软、硬件行业提供了3D成像的不同领域上的巨大灵活性，比如图像记录、图像数据存储、数据信号转换、信号广播、信号混合及着色等等。

对DP滤光器的结构的微小更改，可使本发明应用于任何自发光的显示设备，无论是常规光还是偏振光。本发明也可以应用于任何图像记录设备。当DP滤光器的单元的控制配置与图像显示着色配置一致时，可以将图像数据处理要求最小化，甚至图像无需任何处理即可直接显示。

本发明利用了现代LCD生产设备和技术，因此这一新型技术评估的成本是最小化了的。本发明同时包含了DP滤光器的制造方法。使用本发明不会引起2D图像信号与3D图像信号之间的冲突。如果着色2D图像信号，具有DP滤光器的显示设备自然地显示2D图像。具有DP滤光器的图像记录设备也可自然地记录二维图像。对于2D图像应用，偏振光对人的裸眼或光传感器没有影响。

附图说明

图1是本发明的DP滤光器的一个实施例的透视图。

图2是本发明的DP滤光器的另一个实施例的透视图。

图3显示了图1的单元偏振控制层，它由透明电极和驱动电路组成。

图4显示了图2的单元偏振控制层106。

图5显示了图1实施例的DP滤光器的一个单元以及当加在透明电极上的电压随时间变化时发光的偏振方向如何变化。

图6是没有可选用的线性偏振膜的图1的DP滤光器的透视图。

图7是图1的DP滤光器的透视图，其中将第二玻璃基板部分去除从而清楚地显示单元偏振控制层上的透明电极的排列。

图8是具有不同的透明电极排列的图1的DP滤光器的透视图，其中将第二玻璃基板部分去除从而清楚地显示单元偏振控制层。

图9显示了用于通过透明电极动态地控制图1的DP滤光器上的每个单元的偏振方向的有源矩阵电路和开关晶体管TFT。

图10显示了对于图8的实施例，如何在每隔一行或每隔一列上形成透明电极的静态控制电路。

图11是集成了图1的DP滤光器的通用的2D和3D LCD设备的透视图。

图12是从图2的线“A”切割的DP滤光器的剖面图，其中入射光来自第一基板102一边。

图13是如同图12中的DP滤光器的另一个剖面图，其中入射光来自第二基板107一边。

图14是一个简单化的图2的单元偏振控制层106的示意图，其中电压可以静态地加在形成的透明电极并与公共电极层(图2的元件108)一起驱动液晶。

图15是图14的单元偏振控制层106的剖面图，其中入射光来自第一基板102一边。

图16是图15所示的DP滤光器结构的相同剖面图，其中入射光来自第二基板107一边。

图17是应用DP滤光器的3D显示器的透视图，其中将第二基板107部分去除以显示单元偏振控制层106的结构。

图18是应用了没有图1的可选用线性偏振膜1的DP滤光器的3D显示器的透视图，其中将第二基板107部分去除以显示单元偏振控制层106的结构。

图19是具有集成的DP滤光器的通用的2D和3D LCD显示设备的实施例的透视图。

图20显示了用于记录立体图像数据的本发明DP滤光器的一个应用。

图21显示了图2的DP滤光器100上的一个图12的单元109，随着时间对偏振方向进行控制。

图22显示了图2的DP滤光器100上的一个图13的单元109，随着时间有选择性地阻断不同偏振方向的入射偏振光。

图23显示了一种对图14中所显示的替换方法，用于构建双偏振控制层从而达到透明电极材料的更好的性能和更高的透明度。

具体实施方式

图1是本发明的DP滤光器14的一个实施例的透视图。第一玻璃基板2和第二玻璃基板7相互面对并相互隔开。一公共电极层8形成在第一玻璃基板2的内表面。一单元偏振控制层6形成在第二玻璃基板7的内表面。一液晶夹心结构层15形成在单元偏振控制层6与公共电极层8之间。一可选择的线性偏振片1形成在第一玻璃基板2的外表面。一任何类型的显示屏幕11与DP滤光器14粘接在一起。如果显示屏幕11发射偏振光，线性偏振膜1可以省略。

液晶层15具有第一导向层3和第二导向层5，液晶材料4灌注在它们之间。为了保持导向层之间一致的空间距离，可以在第一导向层3和第二导向层5之间使用垫片(图中没有显示)。导向层3和导向层5的凹槽方向相互垂直。

图3显示了单元偏振控制层6，它由透明电极10和驱动电路25组成。驱动电路25可以具有电压信号导体21，开关信号导体20，和将透明电极10与电路导体21连接的开关晶体管22。图3显示的透明电极10和驱动电路25的排列只是不同电极排列和不同驱动电路的众多可能组合之一。取决于驱动液晶夹心结构15和在显示屏幕11上着色图像的方式，可选择不同的驱动电路和透明电极的排列来形成单元偏振控制层6。每个透明电极10所占的空间与图1的DP滤光器的一个单元9对应。单元9的尺寸与显示屏幕11的像素单元16的尺寸相同。每个单元9都和一个像素单元16对齐。

在图1中，光线12来自于图像显示屏幕11，进入DP滤光器14，并且在穿过线性偏振膜1后成为偏振光13。当偏振光13透过液晶夹心结构层15时，其偏振方向或者在电压加到透明电极10上的地方保持不变，或者在电压没有加到透明电极10的地方扭转90度。于是透过DP滤光器14的不同单元的光线可以正交的具有两种不同的偏振方向。

在图1中，可以对DP滤光器14的每个单元形成透明电极10。加上电压并且电压只加在奇数行的所有透明电极10上。从而从奇数行的单元上射出的光保持入射光的偏振方向，而从偶数行的单元上射出的光将入射光的偏振方向扭转了90度。

图5显示了DP滤光器14的一个单元9并且当加在图3的透明电极10上的电压随时间变化时出射的偏振方向18变化。在图5中，入射光13具有水平的偏振方向。从时间点t1至t2，透明电极10上未加电压。其间出射的偏振光具有垂直的偏振方向。从时间点t2至t3将电压V加到透明电极10上，其间出射光具有水平的偏振方向。从时间点t3至t4，电压降回到0，从而出射光再次具有垂直的偏振方向。从时间点t4至t5，加到电极10上的电压信号再一次升回到值V，其间出射光的偏振方向再次变成水平，并如此变化。该图显示了DP滤光器的任何单元可以根据不同时间电极上的电压信号在不同时间点发出偏振方向正交变化的偏振光。

图6是没有可选的线性偏振膜1的图1的DP滤光器14的透视图。在图6中，显示屏幕11发出偏振光13。

图7是DP滤光器14的透视图，其中将第二玻璃基层7部分地去除从而清楚地显示单元偏振控制层6上透明电极10的排列。图7显示了透明电极10的许多可能排列的一种。对于DP滤光器14的每一个单元9安置透明电极10。这种排列提供了对于每个单元的偏振方向最为灵活的控制。偏振控制电压可以通过，但不仅限于，使用未在图中显示的有源矩阵驱动电路和薄膜晶体管(TFT)动态地加到电极上。电压信号可以与刷新显示屏幕的像素单元的图像信号同步的刷新DP滤光器的单元。通过对于不同的固定的图像着色图样使用不同的驱动电路，还可以将偏振控制电压静态地加到电极上。

图8是DP滤光器14的透视图，其中将第二玻璃基层7部分地去除以便清楚地显示单元偏振控制层6。对于许多可能的固定的图像混合以及着色图样的一种，仅在相间隔的行上形成透明电极10。左图像的像素在奇数行上着色而右图像的像素在偶数行上着色。可以预先确定DP滤光器14的奇数行可以保持偏振方向而偶数行可以将偏振方向扭转90度。图8显示了只在奇数行上形成电极，从而当加上电压时可以保持偏振方向，而穿过偶数行的偏振光将总是扭转90度。通过，但不仅限于，将所有电极连接到公共电源，可以静态地施加控制电压。也可通过使用有源矩阵驱动电路和薄膜晶体管(TFT)动态地施加电压。TFT开关信号可以与显示屏幕的奇数行扫描信号同步。

图9显示了可用于通过透明电极10动态控制DP滤光器14上的每个单元9的偏振方向的有源矩阵电路和开关晶体管TFT。开关信号导体20，电压信号导体21，和开关晶体管22，与透明电极10共同在同一玻璃基板上构成单元偏振控制层6，这一玻璃基板可以是第一基板7也可以是第二基板2。液晶夹心结构15形成在单元偏振控制层6与公共电极层8之间。加在21上的电压信号由加在导体20上的开关信号控制通断，所以每个单元9可以可控制地施加电压信号，从而可以独立的控制每个单元9上的偏振方向。

图10显示了形成在间隔的行或间隔的列上的、图8中说明的透明电极10的静态控制电路。电压导体24与透明电极10一起作为单元偏振控制层6，对于同一玻璃基板上的奇数行或列形成，这一玻璃基板可以是第一基板7也可以是第二基板2。对于偶数行或列既不形成电压导体也不形成透明控制电极。液晶夹心结构15形成在单元偏振控制层6与公共电极层8之间。所有电压导体24可以连接到公共静态电源上从而使电压静态地加到DP滤光器上奇数行或列上的所有单元上，从而保持在这些行或列上入射光的偏振方向不变。穿过偶数行上的所有单元的光线的偏振方向总是扭转90度。

DP滤光器结构可以有多种可替换的实施例而不影响内在的功能。一个例子是单元偏振控制层6和公共电极层8的位置可以互换。

图11是一个集成了DP滤光器的通用2D和3D LCD设备的实施例的透视图。第一玻璃基板2和第二玻璃基板7相互面对并相互隔开。显示像素电极层32，显示液晶夹心结构40，显示公共电极层36，第二线性偏振膜38，元件公共电极层8，元件液晶夹心结构39，元件单元偏振控制层6，和显示色彩滤光器层37依次形成在第一玻璃基板2的内表面和第二玻璃基板7的内表面之间。第一线性偏振膜31形成在第一玻璃基板2的外表面上。

第一偏振膜31面对LCD背光源41。第一偏振膜的偏振轴方向可以是水平或垂直的。该例子中第一偏振膜的水平偏振轴方向的选择只是为了以下描述这一新型LCD结构的方便。显示液晶夹心结构40包含了显示第一导向层33和显示第二导向层35，液晶34灌注在它们之间。第一导向层33可以具有与第一偏振膜31的偏振轴平行的水平凹槽。显示第二导向层35可以具有与层33的凹槽方向正交的垂直凹槽。

第二偏振膜38具有与第一偏振膜31的偏振轴正交的垂直偏振轴。元件液晶夹心结构39包含元件第一导向层3和元件第二导向层5，液晶4灌注在它们之间。元件第一导向层3可以具有垂直凹槽。元件第二导向层5可以具有水平凹槽，与层3的导向方向正交。

每个像素单元9具有形成在层32中的三个透明电极，形成在层6中的一个透明电极，层37中的三个色彩滤光器，它们可以包括红色的、绿色的、和蓝色的。有源矩阵电路和TFT(未在图中显示)用来驱动显示液晶夹心结构40。从而电导体20，21和开关晶体管22与透明电极一起形成在层32中。根据所选择的驱动元件液晶夹心结构39的不同方法，组成不同驱动电路的导体和开关晶体管与透明电极一起形成在层6中。为了保持导向层之间一致的空间距离，层33和层35之间及层3和层5之间都使用了垫片。

层31，32，40，36，和38一起作为光遮光器工作。对于每个像素单元加在层32中的透明电极上的电压信号，也就是图像信号，决定了是否阻断背光源40或者可以透过的背光源40的光量。层8，39，和6一起组成了光扭转器，它对从单元射出的光的色彩和亮度都没有影响。对于每个像素单元加在层6中的透明电极上的电压决定了出射光的偏振方向。层37提供了出射光的色彩。

在本发明的精神和范围之内，有多种可替换的实施例可以采用。比如，在一个替代的实施例中，第一偏振膜31可以沿着光线传播轴转动任意角度alpha，并且相应地层38也可以转动角度alpha从而第一偏振膜31的偏振轴和第二偏振膜38的偏振轴保持正交。这个“角度alpha”只是意味着线形偏振膜的偏振轴方向与液晶夹心中的导向层的导向方向之间可以成任何角度，同时LCD面板的液晶夹心的导向方向与DP滤光器的液晶夹心的导向方向的之间可以成任何角度。图中使用的是特定的情况，即它们或者平行或者垂直。显示液晶夹心结构40和元件液晶夹心结构39同样可以沿着光线传播轴转动不同的角度。可以使用不同的驱动电路，和/或将层37移到不同的位置，如层38和8之间，或层36和38之间等等。

在应用层面上，可以使用对于左和右图像的多像素混合及着色图样。这可能影响、也可能不影响图11中显示的LCD结构。比如，使用图8中描述的混合及着色图样可以减少层6中的透明电极的数量并使用图10中描述的简化的驱动电路。也可以在不同的层上施加特定的涂层以达到不同的目的，比如，但不局限于，获得更好的透光性或减少表面光反射，或更高的能量效率，更好的性能，或是为了制造工艺的需要等等。

不同的DP滤光器结构与不同的电路驱动方法的组合，及其与不同的图像混合及着色图样的组合可以是多种多样的。对于这个领域的技术人员而言，在制造本发明的DP滤光器的方法中可以进行各种的修改和变型是显而易见的。更进一步的，在不脱离本发明的精神或范围下，可以集成显示器设备设计。比如，在图1中，当DP滤光器集成在诸如等离子电视的显示设备中时可以省略掉第一玻璃基板2。

图2是DP滤光器的第二个实施例100的透视图。DP滤光器100由第一透明基板102，双偏振功能单元115，第二透明基板107，和附加到第一透明基板102外表面的线性偏振膜101构成。双偏振功能单元115的由公共电极层108，一液晶夹心结构124，和双偏振控制层106构成。液晶夹心结构124包括第一导向层103，液晶层104，第二导向层105，以及处于两层导向层之间的垫片(未显示)以保证层103和105之间的距离一致。第一基板102和第二基板107相对而相互隔开。双偏振功能单元115形成在基板102和基板107之间。公共电极层108形成在第一基板102的内表面上。单元偏振控制层106形成在第二基板107的内表面上。液晶夹心结构124形成在单元偏振控制层106和公共电极层108之间。可选择的线性偏振膜101，其偏振轴方向为119，形成在第一基板102的外表面。当来自第一基板102的入射光是偏振光时，线性偏振膜101可以省略。

液晶层124具有第一导向层103和第二导向层105，液晶104灌注在它们之间。为保持第一导向层103和第二导向层105之间一致的距离空间，可在第一导向层103和第二导向层105之间使用垫片(未显示)。如图所示，第一导向层103和第二导向层105每个都具有形成在它们的内表面上的凹槽。第一导向层103和第二导向层105具有以相互垂直的方向形成的凹槽。

单元偏振控制层106可以包括透明电极和电导体，所述电导体包括控制加到透明电极上的电压的开关晶体管(未显示)。每个透明电极110形成在由电导体隔开的空间内并通过开关晶体管与电导体连接。每个透明电极110可以定义了功能的并且可独立控制的DP单元109。

图4显示了图2中显示为元件106的单元偏振控制层，它提供对于每个单独透明电极的动态电压控制，从而用公共电极层(图2中的元件108)驱动液晶(图2中的元件104)以保持或扭转穿过液晶层104的偏振光的偏振方向，从而控制从DP滤光器100射出的光的的偏振方向。图4的偏振控制层包括透明电极110和驱动电路，该驱动电路包括电压信号导体203，开关信号导体202及连接透明电极110和电路导体的开关晶体管201。

图4所示的透明电极110的排列和驱动电路只是不同的电极排列和不同的驱动电路的众多可能组合中的一种。取决于用于驱动液晶层104的方法，DP滤光器(图2的元件100)的使用及入射到入DP滤光器的图像光，可以选用不同的驱动电路和电极配置来构成单元偏振控制层106。每个透明电极110的空间对应于DP滤光器的每个单元(图2中的元件109)的空间。

图12是图2的DP滤光器沿“A”线的剖面图。单元偏振控制层106上的透明电极110定义了DP滤光器100上的单个单元109。这些单个单元可分为两类，L单元112和R单元113。L单元是那些透明电极110上加了电压的单元，R单元是那些透明电极110上不加电压的单元。线性偏振膜101的偏振方向是119。

当来自线形偏振膜101的常规入射光116进入DP滤光器100时，它在通过线形偏振膜101之后变成了偏振光。其偏振方向与偏振轴方向119一致。当该偏振光穿过DP滤光器功能元件115时，在透明电极上加电压的L单元112中偏振方向保持不变。而在透明电极上不加电压的R单元113中偏振方向扭转90度。因此穿过DP滤光器100的不同单元的光可以具有两种不同的、相互正交的偏振方向117和118。

图13是图12的DP滤光器的另一个剖面图。混合了偏振方向相互正交的两种偏振光束120和121的入射光，来自第二基板107。入射光121的偏振方向119与偏振膜101的偏振轴方向一致。入射光120的偏振方向与方向119正交。当光线穿过DP滤光器功能元件115时，入射光120和121在L单元112中都保持其原有的偏振方向不变。偏振膜101阻断了偏振光120的透过，从而从第一基板侧的L单元112射出的光122是入射光121。同时，入射光120和121在穿过DP滤光器的功能元件115时在R单元113中其偏振方向都扭转了90度。偏振膜101阻断了偏振光121的透过从而从第一基板侧的R单元113射出的光123是入射光120。由此，在不同的单元上DP滤光器有选择性地让具有正交的偏振方向的偏振光透过。

图14是简化的单元偏振控制层106的示意图，其中控制电压可以静态地加在形成的电极上并与公共电极层一起(图2中的元件108)驱动液晶。在图14中，所有的L单元(图12中的元件112)和R单元(图12中的元件113)排列并形成在分开的行中，并且L单元行和R单元行交替排列。透明电极行510对于相同行上那些单元在空间上连续地形成在第二基板(图2的107)上。这些电极行均匀地分布在整个单元偏振控制层106上。形成了透明电极的空间包括DP滤光器的L部分512，没有透明电极的空间包括DP滤光器的R部分513。

电导体533形成在第二基板(图2的元件107)的边缘并通过导体514与透明电极连接。当将电压静态地加到电导体533时，该电压传到所有的透明电极行510上，从而液晶层104可以通过透明电极行510和公共电极层(图2中的元件108)来驱动。在加电压的情况下，穿过DP滤光器功能元件(图12的中的元件115)的偏振光在形成了电极的所有单元行上都保持其偏振方向不变，而在没有形成电极的所有单元行上都扭转其偏振方向。

也可改变图14中的电极布局来使第二基板(图2中的元件107)由透明电极完全覆盖。这种布局把DP滤光器(图2中的元件100)变成单个单元滤光器。从而DP滤光器可以通过控制电极上的静态电压以在不同时间改变通过的光的偏振方向或在不同时间阻断不同方向的偏振入射光。

图14公开了本发明的一个实施例，而不是对双偏振控制层的一种限制。根据不同的应用和生产工艺，可以修改其结构而不影响双偏振控制层的功能。图23显示了图14的实施例的替代方法，用于为了透明电极材料的更好性能和更高透明度构造双偏振控制层，包括，但不局限于，ITO(Indium Tin Oxide，铟锡氧化物)薄膜之类。在图23中，透明电极510以与图14同样的方式形成在第二基板107上。然而，电导体533可以沿着每个条形区域形成。电导体533可以与形成在它底下的透明电极510直接连接，或者在沿着条状电极的多个点处通过导体连接到透明电极510。从而功能L条形区域512和功能R条形区域513为没有被电导体533覆盖的区域。

图15是具有图14的单元偏振控制层106的本发明的剖面图。形成在第二基板107上的透明电极510均匀地分割第二基板的空间。透明电极510和它们之间的空间构成了双偏振行单元区域129。没有电极的空间是R区域513而有电极的空间是L区域512。在L区域512，加在电极上的静态电压驱动这一区域的液晶从而使偏振光穿过并保持其偏振方向不变。在R区域513，没有加电压，从而当偏振光穿过LC104的时候偏振方向总是扭转90度。所以当常规光116从偏振膜101射入DP滤光器时，从第二基板侧射出的光117和118在区域R513和区域L512分别具有正交的偏振方向。

图16显示了与图15所示同样的DP滤光器结构的剖面图，其中入射光来自于第二基板107一边。当控制电压静态地加在透明电极行510上时，射入DP滤光器的偏振方向相互正交的两种偏振光120和121可以在不同的行形状区域选择性地透过DP滤光器。偏振光120通过并从偏振膜101处的R区域513透射出来成为出射光123，其偏振方向与其入射前的偏振方向相比扭转了90度。偏振光121通过并从偏振膜101处的L区域512透射出来成为出射光122，并保持了其原有的偏振方向。

图17是使用DP滤光器的三维显示器的透视图，其中将第二基板107部分去除以显示单元偏振控制层106的结构。在图17中，显示屏幕800在每个通常的像素单元上发出常规光。图像以一种特殊的方式在显示屏幕上着色，即左图像和右图像重叠并且着色到显示屏幕的不同行上，比如左图像像素在奇数显示行801上着色而右图像像素在偶数显示行802上着色。在图17中，图14中描述的电极层被用作单元偏振控制层106。形成在第二基板107上的每个电极行(图14中的510)与奇数显示行801一一对齐。控制电压静态并恒定地加在所有的电极上。

从显示屏幕800射出的光线在穿过偏振膜101后成为具有偏振方向119的偏振光。奇数显示行射出的光线在穿过DP滤光器功能元件115后保持其偏振方向并从第二基板107射出成为出射光118。偶数显示行射出的光线在穿过DP滤光器功能元件115后偏振方向扭转90度并从第二基板107射出成为出射光117。因此左图像像素由一个偏振方向的光呈现而右图像像素由另一个偏振方向的光呈现。这两种示例光的偏振方向相互正交。这些正交偏振光可以通过一副偏振眼镜区分开来，从而分别进入观看者的左眼和右眼，以形成三维效果。

图17只描述了根据本发明的一种可能的结构和图像着色组合。比如，使用图2中描述的单元偏振控制层结构，或使用与图14相联系地描述的交替电极布局，即一个连续的电极覆盖整个第二基板，则可以在显示屏幕800上交错地着色左和右图像帧。用加在电极上的电压信号同步显示屏幕800上的图像帧信号，从而只有在显示屏幕800上着色左图像时将电压加在所有电极上。可以用一个方向的光传递左图像而用正交方向的光传递右图像。当左右图像在显示屏幕800上足够快地交替显示时，观看者的眼睛将无法区分左右图像切换(例如，闪烁)从而看到三维影像。

图18是使用DP滤光器的三维显示器的透视图，其中将第二基板107部分去除以显示单元偏振控制层106的结构。在图18中，显示屏幕900在每个常规像素单元上射出偏振方向为919的偏振光。在图18中省略了可选偏振膜(图2中的101)。第一导向层103的凹槽方向与第二导向层105的凹槽方向相互正交。在图18中，单元偏振控制层106，显示屏幕900上的图像着色，和其他结构特征与图17中的描述类似。很明显，构造偏振控制层的方式和着色立体图像的方法并不局限于这里的描述。

图19是具有集成的DP滤光器的通用二维和三维LCD显示设备的实施例的透视图。在图19中，设备1000包括三个主要部件，背光单元1001，LCD面板单元1040，和DP滤光器单元1080。在制造流程之后将LCD面板单元1040和DP滤光器单元1080逐个像素地对准并粘合在一起。LCD面板1040包括第一线性偏振膜1002，第一透明基板1003，信号控制电极层1004，第一液晶夹心层1019，公共电极层1008，第一透明薄基板1009，和第二线性偏振膜1010。第一线性偏振膜1002具有偏振轴方向1022并且第二线性偏振膜1010具有与1022正交的偏振轴方向。第一液晶夹心层1019包括第一导向层1005，液晶层1006，和第二导向层1007，两个导向层1005和1007之间具有垫片以保证它们之间的间距一致。

两个导向层1005和1007上的凹槽方向相互正交。信号控制电极层1004包括透明电极和通过开关晶体管(如TFT)连接到每个电极的电极导体(未显示)。每个像素单元1039中包含了三个独立的电极，用于独立地控制该像素单元的红、绿、蓝三色之一。通常可以将LCD面板单元1040看作没有色彩滤光器层的常规LCD面板。

该LCD面板单元可以用与常规LCD面板略为不同的方法构造。信号控制电极层1004形成在第一透明基板(可以是玻璃基板)1003的内表面上。然后第一导向层1005可以形成在信号控制电极层1004之上。将第一透明薄基板1009(可以是一层透明薄膜)贴在一临时玻璃基板上。将贴了薄基板的临时玻璃基板当作常规玻璃基板并将公共电极层1008形成在第一薄基板1009上，然后将第二导向层1007形成在公共电极层1008之上。在两导向层之间放上垫片，将两个完成的面封合在一起并灌入液晶材料。将第一偏振膜1002形成在第一基板1003的外表面，将临时玻璃基板与第一薄基板脱离移开并在第一薄基板1009的外表面上形成第二偏振膜1010。

DP滤光器单元包括第二薄基板1011，DP滤光器功能元件1020，色彩滤光器层1017，和第二透明基板1018。DP滤光器功能元件1020包括公共电极层1012，液晶夹心结构1024，和双偏振控制层1016。液晶夹心结构1024与1019的结构布局相同，包括第一导向层1013，液晶层1014，第二导向层1015以及为保证两个导向层1013和1015之间的间距一致而位于它们之间的垫片(未显示)。第三导向层1013中的凹槽方向与LCD面板单元中的第一导向层1005一致。第四导向层1015的凹槽方向与第二导向层1007一致。第三和第四导向层上的凹槽方向相互正交。偏振控制电极层1016包括在间隔的像素行(比如所有的奇数像素行)上形成的电压导体和透明电极。因此，与图14的实施例类似，奇数像素行成为透过的偏振光保持偏振方向不变的L区域(图14里的512)，而偶数像素行成为透过的偏振光偏振方向扭转90度的R区域(图14里的513)。每个像素单元1039在其所占空间内包含处于色彩滤光器层1017上的三个不同的色彩滤光器。它们与相同像素单元的信号控制电极层1004中的三个信号控制电极对应并对齐，从而在这个像素单元上传递不同的色彩和亮度。

该DP滤光器单元可以使用与制造LCD单元类似的方法进行制造。色彩滤光器层1017可以形成在第二基板(可以是玻璃基板)1018的内表面。偏振控制电极层1016可以随后形成在色彩滤光器层1017上面，然后是导向层1015。第二透明薄基板1011，可以是象第一薄基板1009一样的透明薄膜，可以贴在一临时玻璃基板上。将贴了第二薄基板的临时玻璃基板当作常规玻璃基板并将公共电极层1012形成在第二薄基板层1011上，然后将第三导向层1013形成在公共电极层1012之上。在两个导向层之间放上垫片，将完成的两个面封合在一起并在其间灌入液晶材料。

将临时玻璃基板与第二薄基板1011脱离并将LCD单元1040和DP滤光器1080组装起来，使得LCD单元的第二偏振膜1010和DP滤光器单元的第二薄基板1011面对面地粘合在一起，并且使LCD单元上的像素单元与DP滤光器单元上的像素单元按行和列对齐。最后将背光源1001与第一偏振膜1002合在一起形成完整的显示面板1000。

层1002，1004，1019，1008，和1010作为光线遮光器工作。对于每个像素单元加在层1004中的透明电极上、代表图像信号的电压决定是否阻断背光单元1001射出的光或可以透过的背光的量。穿过LCD单元1040并从线性偏振膜1010射出的光线总是在垂直于1022的方向偏振。层1020作为光扭转器工作，它对从线性偏振膜1010射出的光线的强度没有影响，因此对从第二玻璃基板1018射出的光线的色彩和亮度都没有影响。只是在没有在偏振控制电极层1016中形成透明电极的那些像素单元上，射出的光的偏振方向扭转了90度。色彩滤光器层1017为每个像素单元提供从玻璃基板1018射出的光的了色彩。当左图像和右图像信号交错而且左图像着色到奇数像素行、右图像着色到偶数像素行时，LCD设备1000上射出的呈现它们的光线包括两个相互正交的偏振光1033和1032。

在体现本发明的精神和范围之内，这种新型显示器可以有多种可替换的实施例而不影响其功能或目的。比如，色彩滤光器层1017可以移动到不同的位置上；在使用不同于上面描述的制造方法的情况下可以去除薄基板1009和1011。信号控制电极层1004和它所对应的公共电极层1008的位置可以互换。偏振控制电极层1016和它所对应的公共电极层1012的位置也可以互换。对在信号控制电极层1004和偏振控制电极层1016中采用何种类型的驱动电路没有任何的限制。偏振控制电极层1016可以采用不同的布局来形成电极，并针对不同的图像信号混合及着色采用不同的驱动电路。比如将上述偏振控制电极层旋转90度可以支持左图像和右图像在间隔的像素列上交替着色，而不是在间隔的像素行上。另外，可以将不同的特殊涂层加在不同的层上以到达不同的目的，例如，但不局限与，获得更好的光透性或降低表面反射，或更高的能源效率或更好的性能和类似的目的。

图20显示了用于记录立体图像数据的本发明的DP滤光器的另一个实施例。图20中的实施例包含记录媒介1150，DP滤光器1140，和一光学系统。光学系统包含了两个光学透镜系统(未显示)，分别用于将传送通过右和左透镜系统的光束转向的两个反射面1110和1114。光学系统还包括两片线性偏振膜1120和1121，分别用于将来自右和左透镜系统的光束变成偏振光，以在相互正交的偏振方向对光进行偏振。另外，第三反射面1111将或者来自左透镜系统或者来自右透镜系统的光束转向。分光镜1170将来自两组光通道的光束叠加在一起。

在图20中，反射面1110和1114具有100％反射涂层以将左或右通道光束转向90度。反射面1111具有100％反射涂层并与表面1110平行。分光镜1170具有两个表面1112和1113。表面1112具有0％反射涂层而表面1113具有50％反射涂层。分光镜1170与面1114平行并与面1111成90度。线性偏振膜1120和1121的偏振轴方向分别是1130和1131。这两个偏振轴方向相互正交。偏振膜1120置于光线到达反射面1111之前的右通道光的光程上，偏振膜1121置于光线到达反射面1113之前的左通道光的光程上。

在这样的配置下，左通道光1171成为偏振方向为1131的偏振光1173。从面1113反射的入射光1173的50％偏振方向改变90度，从而进入DP滤光器1140的原始左通道光1171的50％具有偏振方向1130。相对应的，右通道光1161在穿过偏振膜1120后成为偏振方向为1130的偏振光1163。该偏振光由反射面1111完全反射并且偏振方向改变90度。光线1164到达面1112并且100％透射进入分光镜1170并且50％的光透过面1113，从而进入DP滤光器1140的原始右通道光1161的50％具有偏振方向1131。

记录媒介1150包含用于接受图像入射光的图像记录器件，如数字相机的CCD或CMOS传感器，或常规相机的胶片。DP滤光器1140在光线1165和1174到达记录媒介前的光程中置于记录媒介1150之前。DP滤光器1140的有效分辨率与记录媒介1150的有效分辨率相同，而且DP滤光器1140与记录媒介1150之间的距离是经过仔细计算和配置的，从而透过DP滤光器1140的每个单元的光到达记录媒介1150上对应的像素单元。DP滤光器1140中图13中的偏振膜101的图13中的偏振轴方向119可以与1130或1131的方向相同。

来自右通道的光1161由反射面1110转向90度。反射光1162由偏振膜1120偏振化。偏振方向为1130的偏振光1163在面1111再次转向90度射向记录媒介1150。偏振光1163的偏振方向在反射面1110上改变90度。反射光1164的偏振方向为1131。光1164完全折射到分光镜1170中并且光的50％通过成为在方向1131偏振的1165，而另50％被反射掉成为1168。

来自左通道的光1171由反射面1114转向90度。反射光1172由偏振膜1121偏振化。偏振方向为1131的偏振光1173的50％在面1113穿过成为光1175而另外50％由面1113反射成为光1174射向记录媒介1150，并且其偏振方向改变90度。反射光1174具有偏振方向1130。

来自右通道的、穿过面1113的、具有偏振方向1131的50％的光与来自左通道的、由面1113反射的、具有偏振方向1130的50％的光在离开面1113后混合。它们一起到达DP滤光器1140并且DP滤光器1140在图13中的不同的单位单元109上选择性地阻断不同方向的偏振光。

可以使用预设的图像着色规则。例如，对于左通道图像使用奇数行，对于右通道图像使用偶数行。可以使得或动态控制DP滤光器1140以在奇数行单元上阻断偏振方向为1131的入射偏振光并在偶数行单元上阻断偏振方向为1130的入射偏振光。以这种方式，只有左通道光在奇数行处通过DP滤光器1140并到达记录媒介1150上的奇数行像素单元，同时只有右通道光在偶数行处通过DP滤光器1140并到达记录媒介1150上的偶数行像素单元。

图20显示了用于产生立体图像或图像数据的本发明的一个实施例的原理。对本领域的技术人员而言，可以将一个或多个透镜组加到这里描述的结构中以达到不同的目的，例如聚焦，缩放，变焦距和其他传统的镜头设计功能。

图20的目的是描述本发明的内在原理，而不是对本发明的精神或范围进行限制。比如，偏振轴方向为1131的偏振膜1120可以安置在面1111和面1112之间。偏振膜1120也可安置在右通道光到达面1110之前的光程上。类似的，偏振膜1121也可安置在左通道光到达面1114之前的光程上。可以安置面1111以补偿光程偏差和其他入射的光学效应，这种偏差是由面1112和1113上的折射率不等于1引起的。

也可以制作和控制DP滤光器1140以在不同的时间段在图2中的每个单元109上阻断左通道光和右通道光，从而记录媒介1150可以在一个时间段接受并记录左通道图像而在下一时间段接受并记录右通道图像。当这两个时间段足够接近时，可以将立体图像对记录在不同的帧上，一帧为左图像，下一帧为右图像。

图21显示了图2的DP滤光器100上的图12的一个单元109，其随时间对偏振方向进行控制。图21显示了当加在图12的透明电极110上的电压随时间变化时偏振方向的变化。在图21中，进入图12的偏振膜101的入射光116的偏振方向是偏振轴方向1211。在时间段t2-t3和t4-t5上将电压加在图12的透明电极110上。在时间段t1-t2，t3-t4和t5-t6上没有电压加在电极上。当拍摄图片时，对于图21的例子的当前时间周期是t6。在时间段t2-t3和t4-t5出射光的偏振方向是1211。而在时间段t1-t2，t3-t4和t5-t6出射光的偏振方向是与方向1211垂直的1210。

图22显示了图2的DP滤光器100上的一个图13的单元109如何随时间选择性的阻断不同偏振方向的入射偏振光。图22显示了当加在该单元的图13的透明电极110上的电压随时间变化时阻断的光的偏振方向。在图22中，来自图13的第二基板107的入射光混合了具有正交方向1210和1211的两种偏振光。图13的DP滤光器101的偏振膜101的偏振轴方向是1210。在时间段t2-t3和t4-t5将电压加在图13的透明电极110上。在时间段t1-t2，t3-t4和t5-t6没有电压加在透明电极110上。在这个例子中当拍摄图像时当前时刻是t6。则在时间段t2-t3和t4-t5通过DP滤光器101的光1212是入射光1210。在时间段t1-t2，t3-t4和t5-t6通过DP滤光器101的光1213是入射光1211但其偏振方向扭转了90度。

不同的DP滤光器结构和不同的电路驱动方法以及不同的图像混合及着色图样的组合方式可以是多种多样的。对于这个领域的技术人员而言，对DP滤光器的制造方法和提出的各种实施例进行各种修改和改型，或在本发明的精神或范围之内将其与不同的显示设备设计集成是显而易见的。因此，提出的发明涵盖了在双偏振滤光器的范围之内的本发明的修改和改型以及它们的等价体。

尽管在此公开并详细描述了本发明优选的实施例和多个可选的实施例，在不偏离本发明的精神及范围的情况下可以对它们进行形式上和细节上的各种更改，这对于本领域的技术人员是显而易见的。

Claims

1.一种用于产生三维图像的装置，包括双偏振滤光器，所述双偏振滤光器包括：

第一基板和第二基板，相互面对且相互隔开，和

双偏振元件，用于对穿过第一基板和第二基板的部分的光线选择性地进行偏振化；

其中，双偏振元件对穿过装置的光线选择性地进行偏振化，以产生具有第一和第二偏振方向的第一和第二图像部分，第一和第二图像部分组成三维图像。

2.根据权利要求1所述的装置，其中双偏振元件包括：

形成在第一基板表面的公共电极层，面向第二基板，

形成在第二基板表面的单元偏振控制层，面向第一基板，和

形成在单元偏振控制层和公共电极层之间的液晶夹心结构层。

3.根据权利要求2所述的装置，其中液晶夹心层进一步包括：

第一导向层和第二导向层，它们之间灌注了液晶，其中第一导向层和第二导向层分别具有形成在至少一个表面上的凹槽，第一导向层和第二导向层上的凹槽具有基本相互垂直的方向。

4.根据权利要求3所述的装置，其中单元偏振控制层包括：

透明电极和电导体，所述电导体包括控制加到透明电极上的电压的开关晶体管单元，

其中每个透明电极形成在由电导体分割的空间内并通过开关晶体管单元与电导体连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其中第二基板包括多个可以选择性地改变偏振光偏振方向的单元，并且每个透明电极定义了一个可以单独控制的可改变偏振光偏振方向的单元。

6.根据权利要求5所述的装置，其中单元偏振控制层进一步对每个单独电极提供电压控制，从而与公共电极层一起驱动液晶来保持或扭转穿过液晶层的偏振光的偏振方向，从而选择性地控制从装置发出的光的偏振方向。

7.根据权利要求6所述的装置，其中单元偏振控制层包括：

与单元偏振层的对应部分对应的透明电极，和

与透明电极对应的驱动电路，用于选择性地激活单元偏振层的对应部分以选择性地对单元偏振层的至少部分进行偏振光方向的改变。

8.根据权利要求7所述的装置，其中驱动电路的进一步包括：

用于将电压导入单元偏振层的电压信号导体，

开关信号导体，用于将开关信号电压传导至单元偏振层的选定部分，和

开关晶体管，将透明电极连接到电压信号导体以及开关信号导体，以选择性地控制加至单元偏振层的选定部分的电压。

9.根据权利要求8所述的装置，其中单元偏振控制层包括多个单独的单元，这些单独的单元包括第一图像单元和第二图像单元，

其中第一图像单元在对应的透明电极上没有加电压，从而穿过第一图像单元的光的偏振方向保持不变，并且，

其中第二图像单元在对应的透明电极上加了电压，从而穿过第二图像单元的光的偏振状态产生基本正交的改变。

10.根据权利要求8所述的装置，其中单元偏振控制层包括多个单独的单元，这些单独的单元包括第一图像单元和第二图像单元，

其中第一图像单元在对应的透明电极上加了电压从而穿过第一图像单元的光的偏振方向保持不变，并且，

其中第二图像单元在对应的透明电极上没有加电压从而穿过第二图像单元的光的偏振状态产生基本正交的改变。

11.根据权利要求1所述的装置，其中双偏振滤光器集成在LCD显示器中以产生组合的二维和三维显示器。

12.根据权利要求1所述的装置，其中将双偏振滤光器集成在非LCD显示器中以产生组合的二维和三维显示器。

13.根据权利要求1所述的装置的设备，其中将双偏振滤光器集成在图像记录设备中用于接收包括不同地偏振化了的部分的光源，从而双偏振滤光器将不同地偏振化了的部分选择性地传送到图像记录设备的不同区域。

14.根据权利要求3所述的装置设备，其中可以选择性地激活透明电极的至少一个以改变通过双偏振显示元件的偏振光的选定部分的偏振方向。

15.根据权利要求14所述的装置，其中至少一个透明电极包括多个电极，其中每个对应于多个像素中的一个或者多个，从而双偏振滤光器的每个单元可以为对应的像素选择性地改变光的偏振方向。

16.一种用于记录三维图像的装置，包括：

两透镜，间隔预设的距离以模拟人眼之间的距离，两透镜接收左图像光和右图像光，

用于对左图像光和右图像光进行偏振化的装置，从而使右图像光和左图像光的方向相互之间大致成正交，和

用于将左图像光和右图像光合并在一起并且将合并的图像改向至图像记录设备的装置。

17.根据权利要求16所述的装置，其中图像记录设备包括电子和模拟图像记录设备中的至少一个。

18.根据权利要求17所述的装置，进一步包括位于记录设备之前的双偏振滤光器，控制双偏振滤光器从而它在图像记录设备的不同部分处或者阻断左透镜光或者阻断右透镜光，使得大致上一半的单元阻断左透镜光并且大致一半的单元阻断右透镜光，从而在记录设备的不同像素位置上记录左图像和右图像。

19.根据权利要求18所述的装置，其中双偏振滤光器包括：

第一和第二基板，相互隔开并且具有相互面对的内表面；

处于第一基板内表面上的公共电极；

处于第二基板内表面上的驱动电路；

与驱动电路连接的单元电极；

处于第一基板外表面上的线性偏振膜，具有预设的偏振轴；和

位于公共电极和单元电极之间的液晶层，包括夹在第一导向板和第二导向板之间的液晶，每个导向板都有形成在面对的表面上的精细的凹槽，

其中第一和第二导向板的精细凹槽相互之间大致正交。

20.一种产生三维图像的方法，其组成步骤是：

使用代表从观看者的左眼和右眼看到的二维画面的两幅二维图像记录三维图像，并分别存储左和右画面的两幅二维图像，

选择性地将三维图像的左画面和右画面显示在二维显示器上，以及，

使用偏振眼镜观看二维显示器以观看三维图像，此处来自左画面和右画面的光的偏振方向分别平行于偏振眼镜的左透镜和右透镜的偏振轴，从而戴上偏振眼镜的观看者观看到三维图像，

其中将二维显示器的像素单独或成组地偏振化，以同时显示左画面和右画面的像素，从而使左画面的像素的至少部分在一个方向偏振而右画面的像素在另一个方向偏振，

其中戴上偏振眼镜的观看者主要通过左眼看到左画面而主要通过右眼看到右画面。

21.根据权利要求20所述的方法，其中将二维显示器中的像素交替地偏振化以连续显示左画面和右画面的像素，从而使左画面的像素的至少部分在一个方向偏振而右画面的像素在另一个方向偏振，

22.根据权利要求20所述的方法，其中二维显示器包括多个形成图像的像素和多个偏振单元，每个偏振单元与二维显示器中的对应像素以一对一的关系对齐，

其中透过每个像素发出的光穿过对应的偏振单元而成为偏振光。

23.根据权利要求22所述的方法，其中每个偏振单元控制来自每个对应像素的光的偏振方向，从而显示左画面的像素在第一偏振方向而显示右画面的像素在不同于第一方向的第二偏振方向。

24.根据权利要求23所述的方法，其中第一方向和第二方向大致正交。

25.根据权利要求20所述的方法，其中左画面和右画面在二维显示器上交错，从而显示左画面像素的一行或多行与显示右画面像素的一行或多行是行交替的。

26.根据权利要求20所述的方法，其中左画面和右画面在二维显示器上交错，从而显示左画面像素的一列或多列与显示右画面像素的一列或多列是列交替的。