Дисплей становится трехмерным с помощью обычного целлофана

Кейго Иидзука (Keigo Iizuka), сотрудник университета в Торонто, представил чрезвычайно простой и дешевый способ превращения дисплея ноутбука в трехмерный стереоскопический дисплей. Он использовал для этого обыкновенный целлофан, широко применяемый в качестве упаковочного материала.

Суть изобретения заключается в том, что жидкокристаллический дисплей излучает поляризованный свет, а тонкая пленка целлофана является поляризующим устройством, т.е. может изменять направление поляризации. Поляризующие свойства у целлофановой пленки возникают в силу технологических особенностей ее изготовления - целлофан производят путем продавливания щелочного раствора вискозы через узкие фильеры, после чего раствор попадает в кислотную ванну, где и застывает с образованием тонкой пленки. Из-за механического воздействия, которое имеет строго определенное направление, целлофан приобретает анизотропные свойства, как у многих оптически прозрачных кристаллических веществ. В частности, коэффициент преломления поляризованного света, распространяющегося через пленку в направлении вертикальной оси (соответствующей ширине пленки), значительно отличается от такого же коэффициента при совпадении вектора поляризации с направлением оси по длине пленки. В итоге получается, что свет в целлофане распространяется с разной скоростью по разным направлениям. Возникает разность фаз между разными компонентами светового луча, которая зависит от разницы в коэффициентах преломления и от толщины пластины. Эта разность фаз в опытах Иидзуки с обычным целлофаном толщиной 25 микрон достигала 170 градусов, т.е. пленка приобретала свойства так называемой полуволновой пластины, которая используется в оптике для вращения плоскости поляризации. В полуволновых пластинах, изготавливаемых из очень дорогих оптических кристаллов, стоимость которых может составлять сотни долларов, фазовый сдвиг равен точно 180 градусам. Но для большинства применений такая точность и не требуется, так что целлофановая пленка вполне может заменить оптический кристалл. Кроме того, оказалось, что пленка способна вращать плоскость поляризации световых волн в широком спектральном диапазоне, в то время как оптические кристаллы в основном предназначены для отдельных длин волн.

Для получения стереоэффекта обычно используют специальные очки со стеклами из поляризующих материалов и два изображения. Без очков пользователь будет видеть эти два плоских изображения на экране, поскольку каждое из них проецируется в оба глаза смотрящего. Для создания иллюзии стереоизображения нужно сделать так, чтобы каждая из двух картинок попадала только в один глаз. Это позволяют сделать поляризаторы - если экран испускает поляризованный свет, а направление оси поляризатора совпадает с направлением поляризованного света, то свет доходит до глаза почти без ослабления. Если же ось поляризатора перпендикулярна направлению поляризованного света, то интенсивность прошедшего сквозь него света близка к нулю. Это и использовал Иидзука в своем изобретении. Он закрыл половину экрана компьютера целлофановой пленкой, которая вращает плоскость поляризации на 90 градусов. Если теперь рассматривать изображение через поляризующие очки, в которых одна пластина-поляризатор имеет направление оси, совпадающее с вектором поляризации жидкокристаллического дисплея, а ось второй пластины повернута на 90 градусов, то каждым глазом можно будет наблюдать только одно изображение, что и приведет к иллюзии стереоэффекта. Иидзука считает, что можно также отказаться от очков-поляризаторов, а вместо них, образно говоря, надеть очки на компьютер, т.е. установить недалеко от дисплея разделенный надвое экран из поляризующих пленок (как и в случае очков, с осями поляризации, повернутыми на 90 градусов относительно друг друга).

Новое устройство для создания стереоизображений может найти широкое применение в компьютерных играх, научных исследованиях, медицинских приложениях.