EZContrast            

高性能傅里葉光學(xué)視角檢測(cè)儀
      ELDIM公司根據(jù)傅里葉光學(xué)原理制造視角分析儀有超過(guò)十年的歷史。我們所制造的系統(tǒng)在全視角和大光斑方面的能力逐年遞增，多譜段系列產(chǎn)品使用的光學(xué)設(shè)計(jì)原理，視角范圍高達(dá)88度。

高效率
      該系統(tǒng)關(guān)鍵特征之一是采用了一種的技術(shù)：可獨(dú)立控制系統(tǒng)的孔徑張角和光斑大小。 收集效率高，視角范圍達(dá)88度并同時(shí)具有的精確度，同傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)傅里葉光學(xué)分析相比，這種無(wú)疑是一種關(guān)鍵的優(yōu)勢(shì)與進(jìn)步。

高速分析
      這種全視圖圓錐圖是通過(guò)的方位角分辨率來(lái)測(cè)量，只需幾秒即可測(cè)定亮度，測(cè)定輻射率也只需要幾分鐘。薄面和組分的全息圖在幾分鐘內(nèi)即可形成，而傳統(tǒng)的方法是使用測(cè)角計(jì)，往往需要幾天的時(shí)間。

高精度
      所有的ELDIM系統(tǒng)都遵循嚴(yán)格的加工過(guò)程、質(zhì)量控制，并經(jīng)過(guò)校正程序。每個(gè)CCD鏡頭的都具有較高的光譜靈敏度，通過(guò)分光光度方法控制每個(gè)濾波器的設(shè)計(jì)與光譜靈敏度。為了使系統(tǒng)達(dá)到高視角，我們研制了專(zhuān)門(mén)的工具和程序。

高可靠性
      ELDIM獨(dú)立加工系統(tǒng)的每個(gè)關(guān)鍵組成部件。之所以具有較高的性能，主要是由于采用了的技術(shù)：磁流體拋光技術(shù)和拼接干涉方法等。為了降低直射光、衍生光的偏振，我們?cè)诒砻嫱扛膊环垂馔繉?，并在系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)光學(xué)校直。光學(xué)校直和膜層涂覆在無(wú)塵室內(nèi)進(jìn)行。所有系統(tǒng)在運(yùn)輸前幾天會(huì)進(jìn)行集中測(cè)試以確保質(zhì)量。

輻射率 輝度 顏色和偏振
      EZContrastMS不僅僅可以測(cè)量光譜對(duì)的波長(zhǎng)還可以完成光的偏振狀態(tài)。偏振狀態(tài)在LCDs的對(duì)照、薄層與組分的特征、基于立體展示的偏振光的3D性能等許多情況下非常實(shí)用。

傅里葉光學(xué)特性

                                                        

      收集效率傅里葉光學(xué)系統(tǒng)就相當(dāng)于一個(gè)簡(jiǎn)單的透鏡（或者是一個(gè)透鏡組合），可以收集由微小表面所發(fā)出的光，并將這些光重新聚焦在一個(gè)平面-傅里葉平面-上，焦點(diǎn)所在的位置取決于這些光的方位角和范圍。落在傅里葉平板上的基準(zhǔn)物質(zhì)表面發(fā)射的光強(qiáng)度由半徑r和角φ定義：
E(r, φ)rdr = L(θ,φ)S sin(θ)cos(θ)dθ

L(θ,φ)是物體的亮度，通過(guò)傅里葉光學(xué)函數(shù)進(jìn)行表面分析。

簡(jiǎn)單透鏡
對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的透鏡，焦距f 可以獲得簡(jiǎn)單的表達(dá)式：

所有強(qiáng)度表達(dá)式為：

      隨著入射角函數(shù)的變化cos4θ，效率也會(huì)變化。因此當(dāng)入射角大于40度時(shí)，效能會(huì)變的很小。所以容易理解，在大于40度的情況下，當(dāng)采用單個(gè)透鏡作為傅里葉光學(xué)系統(tǒng)對(duì)亮度和顏色進(jìn)行測(cè)量時(shí)毫無(wú)用處的。

傅里葉光學(xué)系統(tǒng)

      傳統(tǒng)的傅里葉光學(xué)系統(tǒng)是有許多曲率半徑不斷增大的透鏡組合而成的，它們可以收集由物體表面所發(fā)出的光，并將不同入射角時(shí)的光沿著系統(tǒng)的光路中軸進(jìn)行光路改變。通常情況下，3-5個(gè)透鏡可以達(dá)到此目的。對(duì)于較大的棱角孔徑，個(gè)透鏡一般是一個(gè)近乎完整的半球體。這個(gè)棱角在傅里葉平面上變成一個(gè)線(xiàn)狀，并且：

傅里葉平面上光的強(qiáng)度可以由下式重新計(jì)算：

      從式中可以看出，相比于前面所講的圖中的效率，系統(tǒng)對(duì)于角度的范圍變化所引起的敏感度降低，盡管如此，當(dāng)切邊入射時(shí)的數(shù)據(jù)往往降低到0，這種光線(xiàn)設(shè)計(jì)仍舊在入射角高于60-70度時(shí)無(wú)作用。所以若要獲得更廣泛的使用范圍，傅里葉光譜需要同其他光譜相組合，才能達(dá)到理想效果。

傅里葉光譜與余弦函數(shù)補(bǔ)償

      ELDIM (1-2)已經(jīng)采用了此種技術(shù)。傅里葉光譜平面被設(shè)想放置于有檢測(cè)器的物鏡上面，同時(shí)設(shè)想有另一面物鏡。平面的中間放置虹膜，并復(fù)合在展示物的表面。這種光學(xué)設(shè)計(jì)的個(gè)特性是這個(gè)虹膜可以獨(dú)立于儀器的孔徑張角并精確的解釋測(cè)量表面處測(cè)量點(diǎn)的尺寸大小。所以，我們可以獲得光點(diǎn)直徑達(dá)到6毫米、孔徑張角達(dá)到88度的測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)。它的第二個(gè)特性是光點(diǎn)的尺寸隨著入射角的增大而增大，這同傳統(tǒng)的測(cè)角儀系統(tǒng)是一致的。 最小光點(diǎn)尺寸在垂直入射的情況下獲得，隨著余弦角的增加而增加：

傅里葉平面光強(qiáng)度也可以按照下式重新計(jì)算：

相比于原來(lái)的構(gòu)造，現(xiàn)在儀器的效率已經(jīng)有了極大幅度的提高，這種光學(xué)系統(tǒng)可以在高達(dá)88度的角度下工作，并在此角度保持高于65%的效率.

光測(cè)量的精密性
      在EZContrastMS內(nèi)部，不同的自動(dòng)輪可以選擇線(xiàn)偏振光束，使用31條規(guī)律分布于可見(jiàn)光區(qū)的通帶過(guò)濾器。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)每一個(gè)波長(zhǎng)的過(guò)濾器生成一個(gè)全傅里葉平面圖形，并順序?qū)ζ渌倪^(guò)濾器進(jìn)行重復(fù)生成圖形。在每一個(gè)影響角度范圍內(nèi)系統(tǒng)會(huì)在一個(gè)條件下校準(zhǔn)直至重新構(gòu)建目標(biāo)物的光譜強(qiáng)度。所測(cè)量的光斑大小可自動(dòng)調(diào)節(jié)。系統(tǒng)會(huì)對(duì)每一個(gè)具有中心密度的明亮光源產(chǎn)生響應(yīng)值。偏光器和波長(zhǎng)-平板可以對(duì)光線(xiàn)進(jìn)行全偏振分析。

基本LCD光發(fā)射研究
      顯示器射線(xiàn)的多譜段測(cè)量時(shí)非常的性能分析工具，所有的LCD顯示器關(guān)鍵部件都強(qiáng)烈的依賴(lài)于光的各種波長(zhǎng)（偏振器效率、均勻薄面的透射比、液晶顯示器自身的偏振調(diào)制）。全角度和輻射率分析可以很好的解釋LCD屏優(yōu)異的表現(xiàn)性能。
                                                           

輻射對(duì)照
      除了亮度對(duì)比度之外，輻射對(duì)比度也可以在每一個(gè)角度和波長(zhǎng)更精確的對(duì)顯示器的性能進(jìn)行評(píng)估。

顏色發(fā)射
      從R、G和B狀態(tài)的多譜段測(cè)量，我們可以分別的計(jì)算出R、G和B狀態(tài)在任何角度和波長(zhǎng)下的輻射對(duì)比度。顏色的表現(xiàn)能力也可以更好的理解和提高。

偏振現(xiàn)象分析
      光波具有多種不同狀態(tài)的偏振現(xiàn)象。尤其是光在自然狀態(tài)下，偏振現(xiàn)象更普遍。偏振現(xiàn)象也可以線(xiàn)性的進(jìn)行分類(lèi)，這中情況下電場(chǎng)經(jīng)常會(huì)在一個(gè)水平上左右擺動(dòng)。在任何情況下，電場(chǎng)強(qiáng)度可以將光波分離成兩個(gè)部分：E1 = Epolarized + Eunpolarized
      偏振情況可以由橢圓系數(shù)定義（橢圓率ε和方向α），非偏振光成分可以由偏振度數(shù)定義。上述三個(gè)參數(shù)，可以由斯托克斯向量連接在一起。

      EZContrastMS系統(tǒng)可以提供三個(gè)不同角度（0,45,90）時(shí)的偏振選擇，另外還可以提供在不同角度（45和135度）時(shí)的波形平板。系統(tǒng)可以自動(dòng)的提供7中測(cè)量模式，其中的參數(shù)包括斯托克斯向量、偏振圖像和偏振特性計(jì)算。

液晶顯示器的性能
      LCD發(fā)射的光的偏振分析對(duì)微小液晶顯示單元的發(fā)光效率有很重要的參考價(jià)值。例如，在關(guān)閉狀態(tài)下的非偏振光的檢測(cè)直接同顯示器的黑白水平的質(zhì)量有著直接的聯(lián)系，另外還可以對(duì)比到輻射率和亮度。一個(gè)測(cè)量液晶顯示單元性能的方發(fā)是移除LCD頂部的偏光器，測(cè)量由單元所發(fā)射的每個(gè)水平的光波偏振狀態(tài)。液晶顯示單元在關(guān)閉狀態(tài)下輪換著作為波形-平板，而在打開(kāi)狀態(tài)下則是圓形狀態(tài)。在每個(gè)灰度和波長(zhǎng)下，斯托克斯向量都可以被計(jì)算出來(lái)

組件描述
      偏振器的偏振效應(yīng)必須要經(jīng)過(guò)分析并且對(duì)LCD的性能有參考價(jià)值。另外，許多膜層和組件會(huì)對(duì)光的偏振狀態(tài)產(chǎn)生影響，并最終影響顯示器的性能。采用ELDIM基準(zhǔn)白色的EZContrastMS是這種測(cè)量快速而又簡(jiǎn)便。就像第9頁(yè)述及的BEF膜層分析的例子一樣，不同組件在不同時(shí)期對(duì)光的偏振作用有重要影響。我們采用兩相同的BEF膜層進(jìn)行過(guò)光譜偏振測(cè)量。在633納米處的偏振角度和橢圓率也在上述提及。同透射比相比，兩塊膜層的區(qū)別非常明顯，當(dāng)進(jìn)行糙面精整時(shí)光學(xué)是近似直線(xiàn)的，而沒(méi)有糙面精整時(shí)是接近圓形的。

立體3D 展示
      EZContrastMS基于偏振立體三維顯示的特點(diǎn)，可直接通過(guò)測(cè)量其發(fā)光與偏振態(tài)
角度和波長(zhǎng)使用?？梢暯嵌榷喙庾V偏振測(cè)量圖如左視圖。我們可以看到一個(gè)垂直的橢圓和調(diào)制偏振角度。這是由于垂直調(diào)制效應(yīng)的角度對(duì)膜層的影響，不考慮液晶顯示晶胞。事實(shí)上，膜層位于顯示屏頂部表面。頂端的玻璃厚度可以調(diào)節(jié)，偏振狀態(tài)可以由垂直狀態(tài)到圓形狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。因此，只要有一個(gè)人在前面空間觀(guān)察到顯示的一部分，便可正確顯示三維立體知覺(jué)。此外，這三個(gè)組成部分表現(xiàn)出強(qiáng)烈的兩極分化的變化與波長(zhǎng)。特別是橢圓從未達(dá)到其值（圓角度± 45 °）。偏振狀態(tài)幾乎是在為530nm為圓形，但在藍(lán)色和紅色區(qū)域迅速下降。這兩個(gè)特點(diǎn)是雙眼觀(guān)看三維空間時(shí)，液晶顯示器的一個(gè)缺陷的主要來(lái)源。