CN112902835A - 光学对位检测装置及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光学对位检测装置及其检测方法，该检测设备的光源发射器来投射激光光源至非偏极化分光镜，并利用非偏极化分光镜来将激光光源分光成第一激光光源及第二激光光源，且该第一激光光源为投射至第一光检测器，而该第二激光光源为穿透过欲检测的光学镜片组，再投射至第二光检测器，再利用算法来使第一激光光源的光源强度信号与第二激光光源的光源强度信号计算出一个减少噪声影响的光源强度信号，其因非偏极化分光镜可将激光光源分光回授至第一光检测器，所以可利用第一光检测器的光源强度信号来对第二光检测器的光源强度信号进行运算，以减少光源强度信号中的低频扰动、噪声影响，进而提升光源强度信号检测时的准确度。

Description

光学对位检测装置及其检测方法
技术领域
本发明提供一种光学对位检测装置及其检测方法，尤指激光光源可通过非偏极化分光镜分光至第一光检测器，所以可利用第一光检测器的光源强度信号来对第二光检测器的光源强度信号进行运算，以减少信号中的低频、噪声影响，进而提升检测时的准确度。
背景技术
随着科技时代的不断进步与创新，许多日常生活中的事物也都随着科技进步而有显著的改变，例如人们日常生活中观看的电视或电影等，通过显示屏幕呈现的影像，也由早期的二维平面影像(2D平面影像；Two Dimension)，转变成为三维立体影像(3D立体影像；Three Dimension)，以满足人们对于观看影像时的立体视觉影像的不同感受，更随着三维影像(3D立体影像)画面所呈现立体视觉效果，则有许多业者利用3D立体影像，演变出各式不同的真实临场感、身历其境般的仿真影像境界，例如虚拟现实(Virtual Reality；VR)技术、扩增实境(Augmented Reality；AR)技术、混合实境(Mixed Reality；MR)技术或影像实境(Cinematic Reality；CR)技术等，成为目前应用在各式游戏、电视或电影等经常应用的技术，提供人们观看3D立体影像的视觉观感。
关于3D立体影像的呈现，其是利用人们的两眼视差(Binocular Parallax)效应所形成，且两眼视差代表两眼因为所处位置不同、视角不同，即导致所见影像内容也略微不同的效应，最后由大脑将两眼所见不同影像予以融合，进而产生3D立体影像。
至于立体影像呈现的技术，大致可以区分成需佩戴特殊设计眼镜观看的戴眼镜式(Stereoscopic)或者不需佩戴眼镜的裸视观看的裸眼式(Auto Stereoscopic)，其中，关于戴眼镜式的3D立体影像显示技术，包括色差式〔即滤光眼镜(Color Filter Glasses)〕、偏光式〔即偏光眼镜(Polarizing Glasses)〕以及主动快门式〔即快门眼镜(ShutterGlasses)〕等各种型式。
再者，偏光式眼镜呈现的3D立体影像效果较佳，也不易受到观看位置或角度等限制，仍被大多数业者所应用，然而，因偏光式眼镜的穿透轴(穿透直线偏光的轴)容易产生倾斜现象，以致发生串扰(Cross talk)，而使偏光式眼镜的亮度发生变化、转暗现象等缺失，所以偏光式眼镜必须经过检测、对位，以进行调整左、右镜片的合适偏光角度、偏振方向等，以达到良好的3D立体影像显示效果。
但是，偏光式眼镜通过激光进行检测时，其激光传递过程中容易受到外界环境(如：震动)的变化，而使激光的波长产生低频扰动、相位噪声等干扰，以致于降低传递的质量，进而影响检测时的准确度，导致后续制造的产品不良率无法有效减少。
因此，要如何设法解决上述现有技术存在的缺失与不便，即为从事此行业的相关业者所亟欲研究改善的方向。
发明内容
本发明的主要目的在于该检测设备的光源发射器来投射激光光源至非偏极化分光镜，并利用非偏极化分光镜来将激光光源分光成第一激光光源及第二激光光源，且该第一激光光源为投射至第一光检测器，而该第二激光光源为穿透过欲检测的光学镜片组，再投射至第二光检测器，即可利用算法来将第一激光光源的光源强度信号与第二激光光源的光源强度信号进行计算，以计算出一个减少噪声影响的光源强度信号，其因检测时为先行通过非偏极化分光镜来将激光光源分光回授至第一光检测器，即可利用第一光检测器所接收到光源强度信号来对第二光检测器所接收到光源强度信号进行运算，以可减少光源强度信号中的低频扰动、噪声影响，进而提升光源强度信号检测时的准确度及光学镜片组中光轴定位角度计算时的准确度，藉此使该光学镜片组能够获得合适的偏光方向、角度等，则于实际观看3D影像时，能减少发生穿透轴倾斜、串扰等情况，从而达到增加应用时稳定性的目的。
为了达到上述目的，本发明提供了一种光学对位检测装置，包括检测设备及光学镜片组，其中：
该检测设备包括光源发射器、非偏极化分光镜、第一光检测器及第二光检测器，其中该光源发射器一侧设有将光源发射器投射的激光光源分光成第一激光光源及第二激光光源的非偏极化分光镜，且非偏极化分光镜相对于光源发射器另两侧处设有接收第一激光光源的第一光检测器以及接收第二激光光源的第二光检测器；
该光学镜片组设置于检测设备的非偏极化分光镜与第二光检测器之间，并供第二激光光源穿透。
在本发明的一实施例中，该检测设备的光源发射器为激光的光源发射器，该光源发射器发射波长为532nm的绿光激光光源，且功率为20mw。
在本发明的一实施例中，该光学镜片组包括相邻于非偏极化分光镜处的圆偏光片以及相邻于第二光检测器处的线偏光片，圆偏光片及线偏光片之间设有波片。
在本发明的一实施例中，该光学镜片组的线偏光片为含纳米级硅酸钠的玻璃片，该光学镜片组的波片为供产生相位延迟1/4波长的波片，且该波片的材料为结晶石英。
为了达到上述目的，本发明还提供了一种光学对位检测装置的检测方法，其包括下列步骤：
(A)先通过检测设备的光源发射器投射激光光源至非偏极化分光镜；
(B)该激光光源为穿透过非偏极化分光镜，并利用非偏极化分光镜来将激光光源分光成第一激光光源及第二激光光源，且该第一激光光源为投射至第一光检测器，该第二激光光源为先穿透过光学镜片组，再投射至第二光检测器；
(C)该第一光检测器及第二光检测器所分别接收到的光源强度信号为利用算法来进行减少信号噪声的运算，以使第一光检测器及第二光检测器的光源强度信号计算出一个减少噪声影响的光源强度信号。
在本发明的一实施例中，该步骤(A)检测设备的光源发射器为激光的光源发射器，而该光源发射器发射波长为532nm的绿光激光光源，且功率为20mw。
在本发明的一实施例中，该步骤(B)的光学镜片组包括圆偏光片及线偏光片，且该圆偏光片及线偏光片之间设有波片，当非偏极化分光镜分光出第二激光光源依序穿透过圆偏光片、波片及线偏光片后，便会投射到第二光检测器，以使第二光检测器接收到第二激光光源的光源强度信号，便于步骤(C)中计算出一个减少噪声影响的光源强度信号。
在本发明的一实施例中，该光学镜片组的线偏光片为含纳米级硅酸钠的玻璃片，而该光学镜片组的波片为供产生相位延迟1/4波长的波片，且该波片的材料为结晶石英。
在本发明的一实施例中，该步骤(C)中的算法为利用第一光检测器所接收到第一激光光源的光源强度信号来除第二光检测器所接收到第二激光光源的光源强度信号。
在本发明的一实施例中，该检测设备的第一光检测器及第二光检测器电性连接于电子装置，当第一光检测器及第二光检测器于步骤(C)接收到第一激光光源及第二激光光源的光源强度信号时，即传输到电子装置，以通过电子装置来进行运算，藉此得到一个减少噪声影响的光源强度信号，并利用该减少噪声影响的光源强度信号来计算出波片的光轴定位角度或线偏光片的偏光角度。
附图说明
图1为本发明的示意图。
图2为本发明的流程图。
图3为本发明使用时的激光光源强度数据图。
附图标记说明：1-检测设备；10-激光光源；101-第一激光光源；102-第二激光光源；11-光源发射器；12-非偏极化分光镜；13-第一光检测器；14-第二光检测器；2-光学镜片组；21-圆偏光片；22-线偏光片；23-波片。
具体实施方式
为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及其构造，兹绘图就本发明的较佳实施例详加说明其特征与功能如下。
请参阅图1、图2、图3所示，分别为本发明的示意图、流程图及使用时的激光光源强度数据图，由图中可清楚看出，本发明包括检测设备1及光学镜片组2，其中：
该检测设备1为包括有光源发射器11、非偏极化分光镜12(Non-Polarizing BeamSplitter；NPBS)、第一光检测器13及第二光检测器14，其中该光源发射器11一侧设有可将光源发射器11投射的激光光源10分光成第一激光光源101及第二激光光源102的非偏极化分光镜12，且非偏极化分光镜12相对于光源发射器11另两侧处设有接收第一激光光源101的第一光检测器13，以及接收第二激光光源102的第二光检测器14。
该光学镜片组2设置于检测设备1的非偏极化分光镜12与第二光检测器14之间，并供第二激光光源102穿透，且包括有相邻于非偏极化分光镜12处的圆偏光片21，以及相邻于第二光检测器14处的线偏光片22，而圆偏光片21及线偏光片22之间设有波片23。
上述检测设备1的光源发射器11可为激光光的光源发射器11或其它光源型式的光源发射器11，以供光源发射器11可发射波长为532nm的绿光激光光源，且功率可为20mw等，各种型式的激光光源或是其它型式的光源。
再者，上述检测设备1的第一光检测器13及第二光检测器14内部为包括有预设电路布局、内建应用程序的处理器或芯片等，且该第一光检测器13及第二光检测器14为分别接收第一激光光源101及第二激光光源102，并可供计算第一激光光源101及第二激光光源102的光源强度。
然而，上述光学镜片组2的线偏光片22可为含纳米级硅酸钠的玻璃片(Nanoparticles in Sodium-Silicate Glass)，而该光学镜片组2的波片23可为供产生相位延迟1/4波长的波片23或其它相位延迟的波片23，且该波片23的材料可为结晶石英(Crystalline Quartz)。
当本发明实际使用时，包括下列的步骤：
(A)可先通过通过检测设备1的光源发射器11来投射激光光源10至非偏极化分光镜12。
(B)该激光光源10为穿透过非偏极化分光镜12，并利用非偏极化分光镜12来将激光光源10分光成第一激光光源101及第二激光光源102，且该第一激光光源101为投射至第一光检测器13，而该第二激光光源102为先穿透过光学镜片组2，再投射至第二光检测器14。
(C)该第一光检测器13及第二光检测器14所分别接收到的光源强度信号为利用算法来进行减少信号噪声的运算，以使第一光检测器13及第二光检测器14的光源强度信号计算出一个减少噪声影响的光源强度信号。
上述步骤(B)的光学镜片组2包括圆偏光片21及线偏光片22，且该圆偏光片21及线偏光片22之间设有波片23，当非偏极化分光镜12分光出第二激光光源102依序穿透过圆偏光片21、波片23及线偏光片22后，便会投射到第二光检测器14，以使第二光检测器14接收到第二激光光源102的光源强度信号，便可于步骤(C)中计算出一个减少噪声影响的光源强度信号，并依据该减少噪声影响的光源强度信号来计算出波片23的光轴定位角度或线偏光片22的偏光角度。
再者，上述步骤(C)中的算法为利用第一光检测器13所接收到第一激光光源101的光源强度信号来除第二光检测器14所接收到第二激光光源102的光源强度信号，以得到一个减少噪声影响的光源强度信号。
且上述检测设备1的第一光检测器13及第二光检测器14较佳为可电性连接于电子装置(如：工业计算机、桌面计算机、笔记本电脑或其它具运算功能的电子装置；图中未示出)，当第一光检测器13及第二光检测器14于步骤(C)接收到第一激光光源101及第二激光光源102的光源强度信号时，即可传输到电子装置，以通过电子装置来进行运算，藉此得到一个减少噪声影响的光源强度信号，并利用该减少噪声影响的光源强度信号来计算出波片23的光轴定位角度或线偏光片22的偏光角度。
当本发明于实际使用时，可先通过检测设备1的光源发射器11来投射激光光源10至非偏极化分光镜12，并利用非偏极化分光镜12来将激光光源10分光成第一激光光源101及第二激光光源102，且该第一激光光源101为投射至第一光检测器13，而该第二激光光源102为穿透过欲检测的光学镜片组2，再投射至第二光检测器14，即可将第一光检测器13所接收到第一激光光源101的光源强度信号(如图3中的X)除第二光检测器14所接收到第二激光光源102的光源强度信号(如图3中的Y)，以计算出一个减少噪声影响的光源强度信号(如图3中的Z)，其因检测时为先行通过非偏极化分光镜12来将激光光源10分光回授至第一光检测器13，即可利用第一光检测器13所接收到光源强度信号来对第二光检测器14所接收到光源强度信号进行运算，以可减少光源强度信号中的低频扰动、相位噪声影响，进而提升光源强度信号检测时的准确度及光学镜片组2中光轴定位角度计算时的准确度，藉此使该光学镜片组2能够获得合适的偏光方向、角度等，则于实际观看3D影像时，能减少发生穿透轴倾斜、串扰等情况，从而达到增加应用时稳定性的功效。
上所述仅为本发明的较佳实施例而已，非因此即局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及图式内容所为的简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明的专利范围内，合予陈明。

Claims (10)

1.一种光学对位检测装置，包括检测设备及光学镜片组，其特征在于：
该检测设备包括光源发射器、非偏极化分光镜、第一光检测器及第二光检测器，其中该光源发射器一侧设有将光源发射器投射的激光光源分光成第一激光光源及第二激光光源的非偏极化分光镜，且非偏极化分光镜相对于光源发射器另两侧处设有接收第一激光光源的第一光检测器以及接收第二激光光源的第二光检测器；
该光学镜片组设置于检测设备的非偏极化分光镜与第二光检测器之间，并供第二激光光源穿透。
2.如权利要求1所述的的光学对位检测装置，其特征在于，该检测设备的光源发射器为激光的光源发射器，该光源发射器发射波长为532nm的绿光激光光源，且功率为20mw。
3.如权利要求1所述的的光学对位检测装置，其特征在于，该光学镜片组包括相邻于非偏极化分光镜处的圆偏光片以及相邻于第二光检测器处的线偏光片，圆偏光片及线偏光片之间设有波片。
4.如权利要求3所述的的光学对位检测装置，其特征在于，该光学镜片组的线偏光片为含纳米级硅酸钠的玻璃片，该光学镜片组的波片为供产生相位延迟1/4波长的波片，且该波片的材料为结晶石英。
5.一种光学对位检测装置的检测方法，其特征在于，包括下列步骤：
(A)先通过检测设备的光源发射器投射激光光源至非偏极化分光镜；
(B)该激光光源为穿透过非偏极化分光镜，并利用非偏极化分光镜来将激光光源分光成第一激光光源及第二激光光源，且该第一激光光源为投射至第一光检测器，该第二激光光源为先穿透过光学镜片组，再投射至第二光检测器；
(C)该第一光检测器及第二光检测器所分别接收到的光源强度信号为利用算法来进行减少信号噪声的运算，以使第一光检测器及第二光检测器的光源强度信号计算出一个减少噪声影响的光源强度信号。
6.如权利要求5所述的光学对位检测装置的检测方法，其特征在于，该步骤(A)检测设备的光源发射器为激光的光源发射器，而该光源发射器发射波长为532nm的绿光激光光源，且功率为20mw。
7.如权利要求5所述的光学对位检测装置的检测方法，其特征在于，该步骤(B)的光学镜片组包括圆偏光片及线偏光片，且该圆偏光片及线偏光片之间设有波片，当非偏极化分光镜分光出第二激光光源依序穿透过圆偏光片、波片及线偏光片后，便会投射到第二光检测器，以使第二光检测器接收到第二激光光源的光源强度信号，便于步骤(C)中计算出一个减少噪声影响的光源强度信号。
8.如权利要求7所述的光学对位检测装置的检测方法，其特征在于，该光学镜片组的线偏光片为含纳米级硅酸钠的玻璃片，而该光学镜片组的波片为供产生相位延迟1/4波长的波片，且该波片的材料为结晶石英。
9.如权利要求5所述的光学对位检测装置的检测方法，其特征在于，该步骤(C)中的算法为利用第一光检测器所接收到第一激光光源的光源强度信号来除第二光检测器所接收到第二激光光源的光源强度信号。
10.如权利要求5所述的光学对位检测装置的检测方法，其特征在于，该检测设备的第一光检测器及第二光检测器电性连接于电子装置，当第一光检测器及第二光检测器于步骤(C)接收到第一激光光源及第二激光光源的光源强度信号时，即传输到电子装置，以通过电子装置来进行运算，藉此得到一个减少噪声影响的光源强度信号，并利用该减少噪声影响的光源强度信号来计算出波片的光轴定位角度或线偏光片的偏光角度。
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