ELDIM EZContrast光學(xué)視角檢測(cè)儀
EZContrast 多譜段視角分析儀的主要型號(hào):
EZLite
EZContrast L80
EZContrast L80W
EZContrast XL88
EZContrast XL88W
ESContrast MS88
EZContrast MS80
EZContrast XL88MS
下載光學(xué)視角檢測(cè)儀產(chǎn)品手冊(cè)
此系統(tǒng)是針對(duì)視場(chǎng)角的光電特性的檢測(cè),通過傅立葉光學(xué)綜合系統(tǒng)和CCD技術(shù)對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行快速測(cè)量(至少需要一分鐘)。由光學(xué)系統(tǒng)、光學(xué)濾波器、帶冷卻系統(tǒng)的高科技傳感器組成高品質(zhì)的測(cè)量系統(tǒng),保證了精準(zhǔn)的測(cè)量,對(duì)反射測(cè)量和分析提供一套完整的解決方案。配備友好的開放界面軟件,可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的遙控及分析測(cè)量。
EZContrast系列產(chǎn)品描述
A.由于EZContrast系列的快速發(fā)展,使得在平板顯示設(shè)備的檢測(cè)及分析領(lǐng)域中具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),在用戶中知名度非常高,并且得到首肯,尤其是在光度測(cè)量領(lǐng)域、色度測(cè)量領(lǐng)域和光學(xué)領(lǐng)域的研究具有權(quán)威性。
B.對(duì)顯示設(shè)備的典型特性的測(cè)量視場(chǎng)角度達(dá)到88度。
C.可適應(yīng)的測(cè)量環(huán)境
i.照明環(huán)境(標(biāo)準(zhǔn)和漫射)
ii.寬范圍的溫度環(huán)境
iii.調(diào)整信號(hào)(均勻性測(cè)量)的顯示標(biāo)準(zhǔn)可兼容VESA(FPDM),ISO13406,TCO99標(biāo)準(zhǔn)
iv. 對(duì)于LCD,F(xiàn)ED,F(xiàn)ILM,OLED,涂料,微型顯示器等,其理想的反射和放射的采樣響應(yīng)是由角度決定的,因此測(cè)量的視場(chǎng)角的大小對(duì)測(cè)量精度有很大的影響。
D.EZContrast系列軟件EZCom描述
i.測(cè)量量程自動(dòng)切換
ii.自動(dòng)靈敏度調(diào)整
iii.優(yōu)化的動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍
iv.具有暗電流自動(dòng)補(bǔ)償功能
v.具有對(duì)比計(jì)算分析功能
vi.具有方位角,入射,對(duì)數(shù)截面分析
vii.具有ISO標(biāo)準(zhǔn)曲線
viii.具有ISO亮度或ISO對(duì)比度
ix. 具有反色表示法
x.可兼容WINDOWS操作系統(tǒng),通過“activeX interface”控件在軟件中可實(shí)現(xiàn)遙控控制。
xi.用“activeX technology”,通過labview, matlab, VBA, VBScript, javascript, C, C++等軟件可建立用戶自己的軟件控制序列。
E.EZContrast系列產(chǎn)品的選擇
四種檢測(cè)傳感器可有效滿足用戶需求
a)EZLite micro:此類檢測(cè)傳感器針對(duì)微型顯示屏的性能檢測(cè)。大入射角度:±30度,工作距離:50mm
b)EZLite:此類檢測(cè)傳感器針對(duì)小型顯示屏的性能檢測(cè)。大入射角度:±60度,工作距離:4.5mm
c)EZContrast LI80:此類檢測(cè)傳感器針對(duì)LCD顯示器的性能檢測(cè)。大入射角度:±80度,工作距離:1.2mm
d)EZContrast XL88:此類檢測(cè)傳感器針對(duì)LCD電視的性能檢測(cè)。大入射角度:±88度,工作距離:1mm
以上這些高層次的科技專用CCD提供了高動(dòng)態(tài)范圍,低噪聲和長(zhǎng)曝光時(shí)間,這些選擇和多種曝光響應(yīng)特點(diǎn)可達(dá)到動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍。無(wú)論光如何照射,這些特點(diǎn)均能保證我們的光傳感器成為理想的BRDF檢測(cè)工具。
F.EZContrast系列產(chǎn)品的應(yīng)用
I. 組成一個(gè)高精度的空間彩色分析儀
定制的色彩濾波器,針對(duì)每個(gè)CCD的響應(yīng)曲線均按照CIE曲線進(jìn)行擬合。對(duì)于任何的空間色彩的感應(yīng),其精度滿足0.005(X,Y)。
II.特殊檢測(cè)的專用工具
a)閃爍度、響應(yīng)時(shí)間及延時(shí)的檢測(cè)
b)傾斜角的分析
c)偏振現(xiàn)象或延遲分析
d)HV坐標(biāo)
e)VT曲線和灰階電平的分析
G.獨(dú)有的光學(xué)傅立葉轉(zhuǎn)換通道系統(tǒng)
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十年的歷史,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)品使用先進(jìn)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)具有極高的精確度,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極高的方位角分辨率來(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)格的加工過程、質(zhì)量控制,并經(jīng)過校正程序。每個(gè)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(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,我們研制了專門的工具和程序。
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,主要是由于采用了先進(jìn)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樱⒃谙到y(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)還可以測(cè)量光的偏振狀態(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。
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(huì)自動(dòng)對(duì)每一個(gè)波長(zhǎng)的過濾器生成一個(gè)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(gè)影響角度范圍內(nèi)系統(tǒng)會(huì)在一個(gè)絕對(duì)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(cè)量時(shí)非常強(qiáng)大的性能分析工具,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。
傅里葉光學(xué)特性原理
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,通過傅里葉光學(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,隨著入射角函數(shù)的變化,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)線狀,相比于前面所講的效率,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。 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,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。
偏振現(xiàn)象原理分析
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(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,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)是近似直線的,而沒有糙面精整時(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(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度)。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)是雙眼觀看三維空間時(shí),液晶顯示器的一個(gè)缺陷的主要來(lái)源。
Common specifications |
EZLite |
EZContrast L80 |
EZContrast L80W |
EZContrast XL88 |
EZContrast XL88W |
Field coverage |
Incident angle |
0-60° |
0-80° |
0-88° |
Azimuth angle |
0-360° |
0-360° |
0-360° |
Measuring area |
Maximum diameter |
2mm |
2mm |
6mm |
2mm |
6mm |
Minimum diameter |
83um |
100um |
300um |
100um |
500um |
Number of diameters |
No limit |
5 |
4 |
5 |
4 |
Selection mode |
Manual |
Automated |
Automated |
Automated |
Automated |
Optimum distance |
Ensure light coming from same spot at any angle |
4.5mm |
3.7mm |
2.5mm |
1mm |
Sensor |
Peltier cooled CCD grade 1 |
Yes |
Yes |
Yes |
Yes |
Yes |
Resolution |
1.5M |
6M |
16M |
6M |
16M |
A/D converter |
14-16 bits |
14-16 bits |
14-16 bits |
14-16 bits |
14-16 bits |
Chromaticity |
Color Filters |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
Additional Filters |
Any type |
3 possible |
No |
3 possible |
No |
Neutral densities |
For luminance adjustment |
On request |
0.5, 1, 2, 3 |
Selection mode |
Manual |
Automated |
Polarizing elements |
For polarization measurements |
3 pol, 2WP Manual |
3 pol, 2WP Automated |
Not available |
3 pol, 2WP Automated |
Not available |
Reflective options |
Collimated&diffused |
Available |
Available |
Not available |
Available |
Not available |
Spot viewer |
For position adjustment |
B&W BNC |
Color CMOS camera, USB 2.0 interface |
Interface |
USB 2.0 |
Measurement Modes |
Luminance |
Yes |
Yes |
Yes |
Yes |
Yes |
Chromaticity |
Yes |
Yes |
Yes |
Yes |
Yes |
Polarization (option) |
Yes, Manual |
Yes,Auto |
No |
Yes,Auto |
No |
Luminance Range |
Minimum (cd/m2) |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
Maximum (cd/m2) |
700 |
1000 |
400 |
1000 |
400 |
Maximum with density (option) |
700 000 |
1 000 000 |
500 000 |
1 000 000 |
500 000 |
Accuracy |
Angular position |
±0.2° |
±0.3° |
±0.2° |
±0.3° |
±0.2° |
Angular resolution |
±0.75° |
±0.3° |
±0.2° |
±0.3° |
±0.2° |
Luminance |
±3% |
±3% |
±3% |
±3% |
±3% |
Chromaticity (x,y) RMS |
0.002 |
0.002 |
0.002 |
0.002 |
0.002 |
Stokes vector (option) |
±3% |
±3% |
±3% |
±3% |
±3% |
Repeatability |
Luminance |
±0.5% |
±0.5% |
±0.5% |
±0.5% |
±0.5% |
Chromaticity (x,y) RMS |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
Stokes vector (option) |
±0.5% |
±0.5% |
±0.5% |
±0.5% |
±0.5% |
Measurement time |
Luminance |
< 10s |
< 10s |
< 10s |
< 10s |
< 10s |
Chromaticity |
<30s |
<20s |
<25s |
<20s |
<25s |
Polarization (option) |
Manual |
<90s |
<90s |
<90s |
<90s |
condition |
Temperature range standard |
0 to 40°C |
0 to 40°C |
0 to 40°C |
0 to 40°C |
0 to 40°C |
Temperature range (option) |
No |
-30 to 80°C |
-30 to 80°C |
-30 to 80°C |
-30 to 80°C |
Humidity range (non condensing) |
0 to 60% |
0 to 85% |
0 to 85% |
0 to 85% |
0 to 85% |
Power Supply |
110V - 200V |
Yes |
Consumption |
90W |
Weight |
Weight |
7Kg |
44Kg |
52Kg |
44Kg |
52Kg |
Height |
217mm |
243mm |
243mm |
243mm |
268mm |
Width |
210mm |
335mm |
335mm |
214mm |
234mm |
Length |
433mm |
671mm |
695mm |
784mm |
903mm |
|