直接觀看時,液晶顯示器看起來完全正常,但透過偏光太陽眼鏡觀看時,液晶顯示器會明顯變暗,甚至幾乎呈現黑色。
這不一定是顯示器亮度的問題。
其原因往往與 極化有關。傳統的 LCD 使用偏光片作為其光學系統的一部分,而偏光太陽眼鏡則包含另一個偏光濾光片。根據這兩個偏振軸之間的關係,太陽眼鏡可以顯著減少到達觀看者的光量。
戶外用 工業顯示器、汽車儀表、手持設備以及其他用戶可能佩戴偏光太陽眼鏡的應用,在顯示器選擇和光學設計時應考慮這種相互作用。
偏振片 。 是一種優先透射具有特定偏振方向的光的濾光器
在傳統的 LCD 中,偏振片不僅僅是一種額外的光學處理。它們對於顯示器控制光線的方式至關重要。
簡化的 LCD 光路可表示為:
背光→偏光鏡→液晶層→檢偏器→觀察器
TFT-LCD 的實際結構包含更多光學層,但這個簡化模型有助於理解為什麼偏光太陽眼鏡會影響影像。
背光產生的光不限於一個偏振方向。
第一個偏振器過濾該光並產生具有確定方向的偏振光。
液晶層根據每個像素的電學狀況改變光的偏振狀態。
這就是 LCD 控制最終通過第二個偏振片的光量的方式。
第二個偏振器,在簡化的解釋中通常被描述為分析器,再次過濾光線。
根據液晶層產生的偏振態,穿過的光量不同。
因此,觀看者看到不同的亮度等級並形成影像。
重要的一點是, 傳統 LCD 的光學操作中內建了偏振功能.
一旦將另一個偏振濾光器放置在顯示器前面,這一點就變得相關了。
偏光太陽眼鏡的工作原理是根據光線的偏振方向過濾光線。
當您透過偏光太陽眼鏡觀看 LCD 時,光路實際上是:
LCD → 偏光顯示燈 → 太陽眼鏡偏光片 → 眼睛
因此,太陽眼鏡成為系統中的另一個濾鏡。
如果偏振關係良好,則較大部分的顯示光可以通過。
如果這種關係不利,到達眼睛的光線就會少很多。
一個簡化的比較是:
極化關係 |
典型外觀 |
|---|---|
有利的方向 |
顯示仍然相對可見 |
部分交叉方向 |
顯示幕看起來更暗 |
近交叉方向 |
可見光顯著減少 |
這就是為什麼不戴太陽眼鏡看起來完全正常的液晶顯示器在透過偏光鏡片觀看時會突然變得非常暗的原因。
這也是為什麼簡單地增加顯示亮度不一定是第一個解決方案。
如果主要問題是偏振濾光,則顯示器和太陽眼鏡之間的光學關係仍然存在。
當偏振軸接近交叉方向時,太陽眼鏡可以強烈抑制來自顯示器的光。
確切的結果取決於顯示器的光學結構和太陽眼鏡本身,因此說每個液晶顯示器在某個特定角度都會變成全黑是一種誤導。
實際上,視覺效果的範圍可以從亮度的小幅降低到可見度的嚴重損失。
並非所有 LCD 與偏光太陽眼鏡的表現都相同。
兩個顯示器可以具有相同的對角線尺寸、解析度和標稱亮度,但透過相同的太陽眼鏡顯示出截然不同的結果。
有幾個因素可能會產生影響。
LCD 偏振片的方向決定了離開顯示器的光的偏振狀態。
這是評估與偏光太陽眼鏡的兼容性時最重要的因素之一。
不同的 LCD 配置可能具有不同的光學特性。
視角行為、對比度和偏振響應可能會隨顯示架構和光學堆疊的不同而變化。
因此,僅了解面板尺寸和亮度不足以預測顯示器在偏光太陽眼鏡下的表現。
亮度仍然很重要,尤其是在戶外。
然而,亮度和偏振兼容性是不同的問題。
如果太陽眼鏡顯著減弱顯示光,高亮度液晶顯示器仍然會變得難以閱讀。
同樣,如果亮度和對比度不足,具有良好偏振性能的顯示器在戶外可能仍會表現不佳。
顯示器並不是孤立運作的。
蓋玻璃、黏合層、 光學黏合、表面處理和其他組件會影響使用者看到的整體光學性能。
這就是為什麼僅評估裸露的液晶面板有時無法給出最終產品的完整圖片。
是的,這對於具有固定或可旋轉顯示器的設備尤其重要。
考慮以橫向方式評估的 LCD。
用戶可能會發現透過偏光太陽眼鏡可以合理地讀取它。
現在將顯示器旋轉 90 度。
顯示器相對於太陽眼鏡的物理方向發生了變化,儘管液晶顯示器本身沒有變化。
墨鏡也沒有改變。
但顯示器的偏振特性和太陽眼鏡偏振軸之間的相對角度發生了變化。
因此,顯示器可能會明顯變暗。
這就是為什麼應該在上測試顯示器 實際安裝方向,而不是假設機械整合後結果保持不變的原因之一。
對於固定工業 HMI,這相對簡單:測試將在成品中使用的方向。
對於可以旋轉、傾斜或從不同方向觀看的設備,驗證要求變得更加苛刻。
這兩個問題是相關的,但又不相同。
戶外可讀性受以下因素影響:
顯示亮度
對比
環境照明
表面反射
防眩光處理
防反光處理
蓋玻片
光學貼合
主要關注的是以下之間的互動:
液晶偏光
偏光片方向
偏光太陽眼鏡
顯示方向
可視角度
一個有用的思考方法是:
更亮的顯示器並不一定是偏振相容程度更高的顯示器。
例如,當陽光淹沒顯示器時,增加背光輸出可能會有所幫助。
但是,如果偏光太陽眼鏡由於不利的偏振關係而過濾了大部分顯示器的光,那麼簡單地添加更多背光並不能消除這種關係。
對於戶外工業顯示器來說,這兩個問題可能都需要解決。
一個相對簡單的測試可以確定偏振是否會導致可見度問題。
在預期的照明條件下查看顯示器。
使用代表性的介面,而不是僅依賴全白測試螢幕。
對於工業 HMI,測試以下內容可能很有用:
深色背景上的白色文本
淺色背景上的深色文本
灰色地帶
圖示
典型介面圖形
如果已知,請使用適用於該應用的實際太陽眼鏡。
比較:
整體亮度
對比
文字可讀性
黑暗區域
色彩外觀
保持顯示器固定並緩慢旋轉太陽眼鏡。
如果隨著太陽眼鏡旋轉,能見度發生顯著變化,則偏振可能是導致該問題的原因。
這是一個有用的實用診斷,因為它改變相對偏振方向而不改變顯示器本身。
如果顯示器可以安裝在不同方向,請在變更顯示器方向後重複測試。
對於固定安裝角度的產品,請使用實際的機械配置。
實驗室環境可能無法再現產品實際使用的條件。
戶外測試應考慮:
陽光直射
反射光
不同的視角
典型的 UI 內容
實際蓋板玻璃
實際太陽眼鏡
目的不僅僅是確定裸機 LCD 是否工作。
目的是確定 完整的顯示組件在實際應用中是否仍然可用.
是的,但這應該被視為顯示設計的一部分,而不是最後一刻的修正。
如果應用中需要偏光太陽眼鏡,則在選擇和配置 LCD 時可以考慮此要求。
相關因素可能包括:
偏光片方向
顯示器安裝方向
LCD光學架構
所需視角
亮度
對比
蓋玻片
光學貼合
環境光
最終機械集成
關鍵是這些因素相互作用。
例如,顯示器可能具有出色的室外亮度,但仍與使用者的太陽眼鏡具有不利的偏振關係。
另一種顯示器可能具有更合適的偏振行為,但對於預期環境而言亮度不足。
因此,正確的配置取決於完整的應用要求。
這對於 客製化工業顯示器,其中LCD、 觸控面板、蓋板玻璃、FPC、接合結構和機械外殼都可以一起定義。
在批准 LCD 用於可能使用偏光太陽眼鏡的戶外或工業應用之前,請檢查以下各項:
工程因素 |
檢查什麼 |
|---|---|
液晶偏振片 |
考慮顯示器的偏振方向和光學特性 |
顯示方向 |
確認成品中的實際安裝方向 |
偏光太陽眼鏡 |
盡可能使用代表性的太陽眼鏡進行測試 |
可視角度 |
檢查可讀性在所需視角下是否有變化 |
亮度 |
驗證實際環境光條件下的亮度 |
對比 |
檢查實際介面的可讀性,而不僅僅是測試模式 |
蓋玻片 |
評估反射和光傳輸 |
光學貼合 |
考慮完整的光學堆疊 |
機械一體化 |
在最終安裝配置中測試顯示器 |
戶外驗證 |
在真實的照明和觀看條件下進行測試 |
有一個實際教訓值得強調:
不要將偏光太陽眼鏡相容性視為始終可以僅根據亮度進行預測的規格。
它是顯示器的光學系統、觀看方向、太陽眼鏡和環境之間的相互作用。
如果液晶顯示器在不戴太陽眼鏡的情況下看起來很正常,但在戴上偏光太陽眼鏡後變得非常暗,那麼第一個問題不應該自然而然地成為液晶顯示器是否需要更亮的背光。
更有用的起點是檢查 顯示器和太陽眼鏡之間的偏振關係.
傳統 LCD 依靠偏振片作為其正常光學操作的一部分。偏光太陽眼鏡鏡片添加了另一個偏光濾光片,兩者之間的相對方向可以顯著影響到達觀看者的光線量。
對於工業和 對於戶外顯示器,這個問題應與亮度、對比度、玻璃蓋板、光學黏合、視角和最終顯示方向一起評估。
換句話說:
陽光下可讀性和偏光太陽眼鏡相容性是相關的光學要求,但它們不能互換。
最可靠的方法是使用代表性的太陽眼鏡和真實的觀看條件,以預期的安裝方向測試實際的顯示配置。
對於需要偏光太陽眼鏡能見度的應用, FANNAL 還提供 太陽眼鏡可讀型解決方案, 防黑化觸控螢幕解決方案. 這些解決方案可以根據戶外和要求嚴格的工業設備的應用光學、觸控、機械和環境要求進行客製化。
如果您的顯示器需要透過偏光太陽眼鏡保持可讀性,則最好在顯示器設計階段解決此要求,而不是在最終產品製造出來之後。
LCD 使用偏光片作為其光學系統的一部分。偏光太陽眼鏡引入了另一種偏光濾光片,兩者之間的不利關係會大大減少到達眼睛的顯示光量。
是的,可以。旋轉太陽眼鏡會改變其偏振軸與 LCD 偏振光之間的角度。旋轉過程中可見度的顯著變化是偏振正在影響顯示的有用指示。
未必。增加亮度可能有助於應對強烈的環境光,但並不能消除偏振不匹配。如果太陽眼鏡強烈過濾顯示光,則需要單獨評估光學關係。
他們可能會受到不同程度的影響。偏光器方向、LCD 光學結構、顯示器方向、視角和太陽眼鏡的特性都會影響結果。
在顯示設計時可以考慮偏光片的配置,但它並不是簡單的通用替代品。任何變更都需要根據 LCD 架構、觀看方向、光學性能和其他應用要求進行評估。
是的,但應使用實際的顯示配置來驗證相容性。室外評估應考慮偏振以及亮度、對比、反射、防護玻璃、視角和預期安裝方向。