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视角测量系列
  • 名称:视角测量系列
  • 型号:EZContrast
  • 品牌:ELDIM
  • 描述:ELDIM公司根据傅里叶光学原理制造视角分析仪有超过十年的历史。我们所制造的系统在全视角和大光斑方面的能力...
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产品概述
主要特点
选型指南
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   EZContrast            

                  


高性能傅里叶光学视角检测仪
      ELDIM公司根据傅里叶光学原理制造视角分析仪有超过十年的历史。我们所制造的系统在全视角和大光斑方面的能力逐年递增,多谱段系列产品使用先进的光学设计原理,视角范围高达88度。

高效率
      该系统关键特征之一是采用了一种专利的技术:可独立控制系统的孔径张角和光斑大小。 收集效率高,视角范围达88度并同时具有极高的精确度,同传统的标准傅里叶光学分析相比,这种专利无疑是一种关键的优势与进步。


高速分析
      这种全视图圆锥图是通过极高的方位角分辨率来测量,只需几秒即可测定亮度,测定辐射率也只需要几分钟。薄面和组分的全息图在几分钟内即可形成,而传统的方法是使用测角计,往往需要几天的时间。


高精度
      所有的ELDIM系统都遵循严格的加工过程、质量控制,并经过校正程序。每个CCD镜头的都具有较高的光谱灵敏度,通过分光光度方法控制每个滤波器的设计与光谱灵敏度。为了使系统达到高视角,我们研制了专门的工具和程序。

高可靠性
      ELDIM独立加工系统的每个关键组成部件。之所以具有较高的性能,主要是由于采用了先进的技术:磁流体抛光技术和拼接干涉方法等。为了降低直射光、衍生光的偏振,我们在表面涂覆不反光涂层,并在系统内部实现光学校直。光学校直和膜层涂覆在无尘室内进行。所有系统在运输前几天会进行集中测试以确保质量。


辐射率 辉度 颜色和偏振
      EZContrastMS不仅仅可以测量光谱对的波长还可以完成光的偏振状态。偏振状态在LCDs的对照、薄层与组分的特征、基于立体展示的偏振光的3D性能等许多情况下非常实用。


傅里叶光学特性


                                                        

      收集效率傅里叶光学系统就相当于一个简单的透镜(或者是一个透镜组合),可以收集由微小表面所发出的光,并将这些光重新聚焦在一个平面-傅里叶平面-上,焦点所在的位置取决于这些光的方位角和范围。落在傅里叶平板上的基准物质表面发射的光强度由半径r和角φ定义:
E(r, φ)rdr = L(θ,φ)S sin(θ)cos(θ)dθ

L(θ,φ)是物体的亮度,通过傅里叶光学函数进行表面分析。

简单透镜
对于一个简单的透镜,焦距f 可以获得简单的表达式:

所有强度表达式为:

      随着入射角函数的变化cos4θ,效率也会变化。因此当入射角大于40度时,效能会变的很小。所以容易理解,在大于40度的情况下,当采用单个透镜作为傅里叶光学系统对亮度和颜色进行测量时毫无用处的。


傅里叶光学系统

                                                           


      传统的傅里叶光学系统是有许多曲率半径不断增大的透镜组合而成的,它们可以收集由物体表面所发出的光,并将不同入射角时的光沿着系统的光路中轴进行光路改变。通常情况下,3-5个透镜可以达到此目的。对于较大的棱角孔径,一个透镜一般是一个近乎完整的半球体。这个棱角在傅里叶平面上变成一个线状,并且:

傅里叶平面上光的强度可以由下式重新计算:


      从式中可以看出,相比于前面所讲的图中的效率,系统对于角度的范围变化所引起的敏感度降低,尽管如此,当切边入射时的数据往往降低到0,这种光线设计仍旧在入射角高于60-70度时无作用。所以若要获得更广泛的使用范围,傅里叶光谱需要同其他光谱相组合,才能达到理想效果。


傅里叶光谱与余弦函数补偿

                        


      ELDIM (1-2)已经采用了此种专利技术。傅里叶光谱平面被设想放置于有检测器的物镜上面,同时设想有另一面物镜。平面的中间放置虹膜,并复合在展示物的表面。这种光学设计的一个特性是这个虹膜可以独立于仪器的孔径张角并精确的解释测量表面处测量点的尺寸大小。所以,我们可以获得光点直径达到6毫米、孔径张角达到88度的测量点数据。它的第二个特性是光点的尺寸随着入射角的增大而增大,这同传统的测角仪系统是一致的。 最小光点尺寸在垂直入射的情况下获得,随着余弦角的增加而增加:


傅里叶平面光强度也可以按照下式重新计算:


相比于原来的构造,现在仪器的效率已经有了极大幅度的提高,这种光学系统可以在高达88度的角度下工作,并在此角度保持高于65%的效率.


光测量的精密性
      在EZContrastMS内部,不同的自动轮可以选择线偏振光束,使用31条规律分布于可见光区的通带过滤器。系统会自动对每一个波长的过滤器生成一个全傅里叶平面图形,并顺序对其他的过滤器进行重复生成图形。在每一个影响角度范围内系统会在一个绝对条件下校准直至重新构建目标物的光谱强度。所测量的光斑大小可自动调节。系统会对每一个具有中心密度的明亮光源产生响应值。偏光器和波长-平板可以对光线进行全偏振分析。

              


基本LCD光发射研究
      显示器射线的多谱段测量时非常强大的性能分析工具,所有的LCD显示器关键部件都强烈的依赖于光的各种波长(偏振器效率、均匀薄面的透射比、液晶显示器自身的偏振调制)。全角度和辐射率分析可以很好的解释LCD屏优异的表现性能。
                                                           


辐射对照
      除了亮度对比度之外,辐射对比度也可以在每一个角度和波长更精确的对显示器的性能进行评估。

颜色发射
      从R、G和B状态的多谱段测量,我们可以分别的计算出R、G和B状态在任何角度和波长下的辐射对比度。颜色的表现能力也可以更好的理解和提高。

    


偏振现象分析
      光波具有多种不同状态的偏振现象。尤其是光在自然状态下,偏振现象更普遍。偏振现象也可以线性的进行分类,这中情况下电场经常会在一个水平上左右摆动。在任何情况下,电场强度可以将光波分离成两个部分:E1 = Epolarized + Eunpolarized
      偏振情况可以由椭圆系数定义(椭圆率ε和方向α),非偏振光成分可以由偏振度数定义。上述三个参数,可以由斯托克斯向量连接在一起。

      EZContrastMS系统可以提供三个不同角度(0,45,90)时的偏振选择,另外还可以提供在不同角度(45和135度)时的波形平板。系统可以自动的提供7中测量模式,其中的参数包括斯托克斯向量、偏振图像和偏振特性计算。

液晶显示器的性能
      LCD发射的光的偏振分析对微小液晶显示单元的发光效率有很重要的参考价值。例如,在关闭状态下的非偏振光的检测直接同显示器的黑白水平的质量有着直接的联系,另外还可以对比到辐射率和亮度。一个测量液晶显示单元性能的方发是移除LCD顶部的偏光器,测量由单元所发射的每个水平的光波偏振状态。液晶显示单元在关闭状态下轮换着作为波形-平板,而在打开状态下则是圆形状态。在每个灰度和波长下,斯托克斯向量都可以被计算出来


组件描述
      偏振器的偏振效应必须要经过分析并且对LCD的性能有参考价值。另外,许多膜层和组件会对光的偏振状态产生影响,并最终影响显示器的性能。采用ELDIM基准白色的EZContrastMS是这种测量快速而又简便。就像第9页述及的BEF膜层分析的例子一样,不同组件在不同时期对光的偏振作用有重要影响。我们采用两相同的BEF膜层进行过光谱偏振测量。在633纳米处的偏振角度和椭圆率也在上述提及。同透射比相比,两块膜层的区别非常明显,当进行糙面精整时光学是近似直线的,而没有糙面精整时是接近圆形的。

立体3D 展示
      EZContrastMS基于偏振立体三维显示的特点,可直接通过测量其发光与偏振态
角度和波长使用。可视角度多光谱偏振测量图如左视图。我们可以看到一个垂直的椭圆和调制偏振角度。这是由于垂直调制效应的角度对膜层的影响,不考虑液晶显示晶胞。事实上,膜层位于显示屏顶部表面。顶端的玻璃厚度可以调节,偏振状态可以由垂直状态到圆形状态的转变。因此,只要有一个人在前面空间观察到显示的一部分,便可正确显示三维立体知觉。此外,这三个组成部分表现出强烈的两极分化的变化与波长。特别是椭圆从未达到其优秀值(圆角度± 45 °)。偏振状态几乎是在为530nm为圆形,但在蓝色和红色区域迅速下降。这两个特点是双眼观看三维空间时,液晶显示器的一个缺陷的主要来源。

                                                                                                                    

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