EZContrast            

高性能傅里葉光學(xué)視角檢測儀
      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，這種無疑是一種關(guān)鍵的優(yōu)勢與進(jìn)步。

高速分析
      這種全視圖圓錐圖是通過的方位角分辨率來測量，只需幾秒即可測定亮度，測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)的方法是使用測角計，往往需要幾天的時間。

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

高可靠性
      ELDIM獨立加工系統(tǒng)的每個關(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，我們在表面涂覆不反光涂層，并在系統(tǒng)內(nèi)部實現(xiàn)光學(xué)校直。光學(xué)校直和膜層涂覆在無塵室內(nèi)進(jìn)行。所有系統(tǒng)在運輸前幾天會進(jìn)行集中測試以確保質(zhì)量。

輻射率 輝度 顏色和偏振
      EZContrastMS不僅僅可以測量光譜對的波長還可以完成光的偏振狀態(tài)。偏振狀態(tài)在LCDs的對照、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)于一個簡單的透鏡（或者是一個透鏡組合），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平面-傅里葉平面-上，焦點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，通過傅里葉光學(xué)函數(shù)進(jìn)行表面分析。

簡單透鏡
對于一個簡單的透鏡，焦距f 可以獲得簡單的表達(dá)式：

所有強度表達(dá)式為：

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

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個透鏡可以達(dá)到此目的。對于較大的棱角孔徑，個透鏡一般是一個近乎完整的半球體。這個棱角在傅里葉平面上變成一個線狀，并且：

傅里葉平面上光的強度可以由下式重新計算：

      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)切邊入射時的數(shù)據(jù)往往降低到0，這種光線設(shè)計仍舊在入射角高于60-70度時無作用。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)想放置于有檢測器的物鏡上面，同時設(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)計的個特性是這個虹膜可以獨立于儀器的孔徑張角并精確的解釋測量表面處測量點的尺寸大小。所以，我們可以獲得光點直徑達(dá)到6毫米、孔徑張角達(dá)到88度的測量點數(shù)據(jù)。它的第二個特性是光點的尺寸隨著入射角的增大而增大，這同傳統(tǒng)的測角儀系統(tǒng)是一致的。 最小光點尺寸在垂直入射的情況下獲得，隨著余弦角的增加而增加：

傅里葉平面光強度也可以按照下式重新計算：

相比于原來的構(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.

光測量的精密性
      在EZContrastMS內(nèi)部，不同的自動輪可以選擇線偏振光束，使用31條規(guī)律分布于可見光區(qū)的通帶過濾器。系統(tǒng)會自動對每一個波長的過濾器生成一個全傅里葉平面圖形，并順序?qū)ζ渌倪^濾器進(jìn)行重復(fù)生成圖形。在每一個影響角度范圍內(nèi)系統(tǒng)會在一個條件下校準(zhǔn)直至重新構(gòu)建目標(biāo)物的光譜強度。所測量的光斑大小可自動調(diào)節(jié)。系統(tǒng)會對每一個具有中心密度的明亮光源產(chǎn)生響應(yīng)值。偏光器和波長-平板可以對光線進(jìn)行全偏振分析。

基本LCD光發(fā)射研究
      顯示器射線的多譜段測量時非常*的性能分析工具，所有的LCD顯示器關(guān)鍵部件都強烈的依賴于光的各種波長（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。
                                                           

輻射對照
      除了亮度對比度之外，輻射對比度也可以在每一個角度和波長更精確的對顯示器的性能進(jìn)行評估。

顏色發(fā)射
      從R、G和B狀態(tài)的多譜段測量，我們可以分別的計算出R、G和B狀態(tài)在任何角度和波長下的輻射對比度。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)象也可以線性的進(jìn)行分類，這中情況下電場經(jīng)常會在一個水平上左右擺動。在任何情況下，電場強度可以將光波分離成兩個部分：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)可以提供三個不同角度（0,45,90）時的偏振選擇，另外還可以提供在不同角度（45和135度）時的波形平板。系統(tǒng)可以自動的提供7中測量模式，其中的參數(shù)包括斯托克斯向量、偏振圖像和偏振特性計算。

液晶顯示器的性能
      LCD發(fā)射的光的偏振分析對微小液晶顯示單元的發(fā)光效率有很重要的參考價值。例如，在關(guān)閉狀態(tài)下的非偏振光的檢測直接同顯示器的黑白水平的質(zhì)量有著直接的聯(lián)系，另外還可以對比到輻射率和亮度。一個測量液晶顯示單元性能的方發(fā)是移除LCD頂部的偏光器，測量由單元所發(fā)射的每個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，而在打開狀態(tài)下則是圓形狀態(tài)。在每個灰度和波長下，斯托克斯向量都可以被計算出來

組件描述
      偏振器的偏振效應(yīng)必須要經(jīng)過分析并且對LCD的性能有參考價值。另外，許多膜層和組件會對光的偏振狀態(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是這種測量快速而又簡便。就像第9頁述及的BEF膜層分析的例子一樣，不同組件在不同時期對光的偏振作用有重要影響。我們采用兩相同的BEF膜層進(jìn)行過光譜偏振測量。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)行糙面精整時光學(xué)是近似直線的，而沒有糙面精整時是接近圓形的。

立體3D 展示
      EZContrastMS基于偏振立體三維顯示的特點，可直接通過測量其發(fā)光與偏振態(tài)
角度和波長使用。可視角度多光譜偏振測量圖如左視圖。我們可以看到一個垂直的橢圓和調(diào)制偏振角度。這是由于垂直調(diào)制效應(yīng)的角度對膜層的影響，不考慮液晶顯示晶胞。事實上，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，只要有一個人在前面空間觀察到顯示的一部分，便可正確顯示三維立體知覺。此外，這三個組成部分表現(xiàn)出強烈的兩極分化的變化與波長。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。這兩個特點是雙眼觀看三維空間時，液晶顯示器的一個缺陷的主要來源。