TW201337232A - 具橢球構造之光學量測系統及其方法 - Google Patents

Abstract

一種具橢球構造之光學量測系統包含一第一橢球及一第二橢球。該第一橢球包含一第一焦點位置、一第二焦點位置及一內反射曲面，且該內反射曲面位於該第一焦點位置及第二焦點位置之間。該第二橢球包含一第一焦點位置、一第二焦點位置及一內反射曲面，且該內反射曲面位於該第一焦點位置及第二焦點位置之間。將該第一橢球及第二橢球串接組成一橢球量測腔體，且該橢球量測腔體包含一待測發光點及一光學量測點。

Description

具橢球構造之光學量測系統及其方法

本發明係關於一種具橢球構造之光學量測系統及其方法；特別是關於利用兩個或多個橢球串接組成一橢球量測腔體之光學量測系統及其方法。

一般而言，使用於液晶顯示裝置之液晶面板及背光模組必須以適當光學量測技術進行解析光學特性，以便檢驗液晶顯示裝置之顯示光學特性。在檢驗上需要量測解析的光學特性包含量測液晶面板及背光模組之解析度[Resolution]、輝度[Brightness]、色彩飽和度[Color Saturation]、視角[View Angel]及響應速度[Response Time]等。

當在進行量測液晶顯示裝置之光學特性時，必須利用一特定治具將該液晶顯示裝置固定對應於一光學量測儀器。接著，利用該光學量測儀器在各種不同的預定角度分別進行量測液晶顯示裝置之各種角度的光學特性。為了在各種不同的預定角度分別進行量測，操作者需要將該光學量測儀器或液晶顯示裝置之位置變換至不同的角度位置，方能在各種不同的預定角度可進行量測液晶顯示裝置之光學特性。

舉例而言，習用光學量測系統，如中華民國專利公開第200928338號之〝可調式光學量測治具及其量測方法〞發明專利申請案及中華民國專利公告第513339號之〝液晶面板之可調式光學量測治具〞發明專利，其分別揭示可調式光學量測治具用以量測液晶顯示裝置之光學特性。前述專利公開第200928338號專利申請案及專利公告第513339號專利僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

然而，前述專利公開第200928338號專利申請案及專利公告第513339號專利之可調式光學量測治具在單次量測操作時，僅適合在單一角度上進行量測液晶顯示裝置之光學特性，即在不同角度進行量測時，需要調整光學量測治具或光學量測儀器之角度位置。因此，習用光學量測系統存在有必要進一步改良光學量測技術的需求，以加速整個光學量測作業。

有鑑於此，本發明為了滿足上述需求，其提供一種具橢球構造之光學量測系統及其方法，其利用兩個或多個橢球串接組成一橢球量測腔體，且該橢球量測腔體可直接反射一發光點之全角度光線至一光學量測儀器，以達成簡化光學量測步驟之目的。

本發明之主要目的係提供一種具橢球構造之光學量測系統及其方法，其利用兩個或多個橢球串接組成一橢球量測腔體，且該橢球量測腔體可直接反射一待測發光點之全角度光線至一光學量測儀器，以達成簡化光學量測步驟之目的。

為了達成上述目的，本發明之具橢球構造之光學量測系統包含：一第一橢球，其具有一第一離心率，該第一橢球包含一第一焦點位置、一第二焦點位置及一內反射曲面，且該內反射曲面位於該第一焦點位置及第二焦點位置之間；及一第二橢球，其具有一第二離心率，該第二橢球包含一第一焦點位置、一第二焦點位置及一內反射曲面，且該內反射曲面位於該第一焦點位置及第二焦點位置之間；其中將該第一橢球及第二橢球串接組成一橢球量測腔體，且該橢球量測腔體包含一待測發光點及一光學量測點。

本發明較佳實施例之該第一橢球及第二橢球之間設置一隔板。

本發明較佳實施例之該隔板具有一透孔。

本發明較佳實施例之該隔板之表面具有一抗反射塗層。

本發明較佳實施例之該待測發光點用以設置一顯示器。

本發明較佳實施例之該光學量測點用以設置一光學量測儀器。

本發明較佳實施例之該待測發光點設有一光入射孔。

本發明較佳實施例之該光學量測點設有一光出射孔。

本發明較佳實施例之該第一離心率與第二離心率為相同或不相同。

本發明之光學量測方法包含：串接至少兩個橢球以組成一橢球量測腔體，且每個該橢球包含一內反射曲面；於該橢球量測腔體設置一待測發光點及一光學量測點；及利用該橢球量測腔體之橢球直接反射該待測發光點之全角度光線至該光學量測點。

為了充分瞭解本發明，於下文將例舉較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。

本發明較佳實施例之具橢球構造之光學量測系統及其方法適用於各種平面顯示器[flat panel display]之光學性質量測。舉例而言，該平面顯示器包含液晶顯示器[LCD]、薄型平面顯示器[thin flat panel display，thin FPD]、有機發光二極體顯示器[OLED display]、電子紙顯示器[electronic-paper display，e-paper display]、反射式液晶顯示器[reflective-type liquid crystal display，reflective-type LCD]或其他薄型顯示器，但其並非用以限制本發明。

本發明之光學量測方法包含：串接至少兩個橢球以組成一橢球量測腔體，且每個該橢球包含一內反射曲面；於該橢球量測腔體設置一待測發光點及一光學量測點；及利用該橢球量測腔體之橢球直接反射該待測發光點之全角度光線至該光學量測點。本發明之光學量測方法可應用於本發明之具橢球構造之光學量測系統。

第1圖揭示本發明第一較佳實施例之具橢球構造之光學量測系統之側剖視示意圖。請參照第1圖所示，本發明第一較佳實施例之具橢球構造之光學量測系統主要包含一第一橢球[ellipsoid]10、一第二橢球20及一隔板[partition]30，且該第一橢球10及第二橢球20以適當方式串接組成一橢球量測腔體，其包含一待測發光點及一光學量測點。將前述各種顯示器之發射光束通過該橢球量測腔體，以便量測其光學性質。

請再參照第1圖所示，本發明第一較佳實施例之該第一橢球10[第1圖之左側所示]具有一橢球腔體構造，其具有一第一離心率[eccentricity]。該第一橢球10包含一第一焦點位置[focal point]10a、一第二焦點位置10b及一內反射曲面11，且該內反射曲面11位於該第一焦點位置10a及第二焦點位置10b之間。

請再參照第1圖所示，該第一焦點位置10a及第二焦點位置10b配置於該第一橢球10之兩端，並在該第一焦點位置10a及第二焦點位置10b分別形成各一端面開口[distal end opening]。另外，該內反射曲面11形成於該第一橢球10之內表面上，其用以反射待測光線，以便量測光學特性。

請再參照第1圖所示，該第一焦點位置10a之端面開口用以形成該橢球量測腔體之待測端，並在該橢球量測腔體之待測發光點設有一光入射孔12，以便在該第一焦點位置10a發射待測光線。相對的，該第二焦點位置10b之端面開口用以連接該第二橢球20之連接端，以便經該內反射曲面11之反射待測光線可第一次顛倒聚焦[倒反影像]在該第一橢球10之第二焦點位置10b。如此，在該第一橢球10之第二焦點位置10b之顛倒聚焦待測光線可再發射至該第二橢球20。

請再參照第1圖所示，本發明第一較佳實施例之該第二橢球20[第1圖之右側所示]具有一橢球腔體構造，其具有一第二離心率。相對於該第一橢球10之構造[第1圖之左側所示]，該第二橢球20亦包含一第一焦點位置20a、一第二焦點位置20b及一內反射曲面21，且該內反射曲面21位於該第一焦點位置20a及第二焦點位置20b之間。本發明第一較佳實施例之該第一橢球10之第一離心率與第二橢球20之第二離心率為相同或不相同，但其並非用以限制本發明。

請再參照第1圖所示，同樣的，該第一焦點位置20a及第二焦點位置20b配置於該第二橢球20之兩端，並在該第一焦點位置20a及第二焦點位置20b分別形成兩個端面開口。另外，該內反射曲面21形成於該第二橢球20之內表面上，其用以反射待測光線，以便量測光學特性。

請再參照第1圖所示，該第一焦點位置20a之端面開口用以連接該第一橢球10之連接端，以便在該第一橢球10之第二焦點位置10b之顛倒聚焦待測光線可發射於該第一焦點位置20a。相對的，該第二焦點位置20b之端面開口用以形成該橢球量測腔體之量測端，並在該橢球量測腔體之光學量測點設有一光出射孔22，以便量測經該內反射曲面21之反射待測光線可第二次顛倒聚焦[反正影像]在該第二橢球20之第二焦點位置20b。如此，在該第二橢球20之第二焦點位置20b可利用一光學量測儀23量測自該第一橢球10之第一焦點位置10a發射之原始待測光線。

請再參照第1圖所示，該第一橢球10之內反射曲面11之周面及該第二橢球20之內反射曲面21之周面可反射待測光線之全角度反射光線[即360°反射光線]，如此本發明之光學量測系統祇需要進行一次光學量測即可達成量測全角度光學特性之目的。

請再參照第1圖所示，本發明第一較佳實施例之該隔板30設置於該第一橢球10及第二橢球20之間。該隔板30具有一透孔31，其連通該第一橢球10及第二橢球20。該隔板30之兩側表面皆具有一抗反射塗層[antireflection coating layer]，以避免在該第一橢球10及第二橢球20內產生反射光線的干擾。

第2圖揭示本發明第一較佳實施例之具橢球構造之光學量測系統採用橢球離心率之示意圖。請參照第1及2圖所示，該第一橢球10之內反射曲面11及該第二橢球20之內反射曲面21具有一離心率e。本發明採用該內反射曲面11及內反射曲面21之離心率e如下：

e=c/a(0.5≦e＜1.0或0.05≦e＜1.0)

其中e為橢球離心率，c為橢球中心至焦點之距離，a為橢球中心至長軸頂點之距離；該離心率e為大於等於0.5或0.05、小於1.0。

第3圖揭示本發明第二較佳實施例之具橢球構造之光學量測系統之側剖視示意圖。請參照第3圖所示，相對於第一較佳實施例，第二較佳實施例之該第二橢球20之第二焦點位置20b並未形成一端面開口，而形成一封閉端，其餘部分則對應於第一較佳實施例，於此併入參考，不予一一詳細贅述。

請再參照第3圖所示，在該第二焦點位置20b之封閉端內設置該光學量測儀23。此外，本發明另一較佳實施例之光學量測系統除了設置該第一橢球10及第二橢球20之外，依需求增加橢球配置其串接數量，於此併入說明。

前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。

10．．．第一橢球器

10a．．．第一焦點位置

10b．．．第二焦點位置

11．．．內反射曲面

12．．．光入射孔

20．．．第二橢球

20a．．．第一焦點位置

20b．．．第二焦點位置

21．．．內反射曲面

22．．．光出射孔

23．．．光學量測儀

30．．．隔板

31．．．透孔

a．．．橢球中心至長軸頂點之距離

c．．．橢球中心至焦點之距離

第1圖：本發明第一較佳實施例之具橢球構造之光學量測系統之側剖視示意圖。

第2圖：本發明第一較佳實施例之具橢球構造之光學量測系統採用橢球離心率之示意圖。

第3圖：本發明第二較佳實施例之具橢球構造之光學量測系統之側剖視示意圖。

10．．．第一橢球器

10a．．．第一焦點位置

10b．．．第二焦點位置

11．．．內反射曲面

12．．．光入射孔

20．．．第二橢球

20a．．．第一焦點位置

20b．．．第二焦點位置

21．．．內反射曲面

22．．．光出射孔

23．．．光學量測儀

30．．．隔板

31．．．透孔

Claims (10)

1. 一種具橢球構造之光學量測系統，其包含：一第一橢球，其具有一第一離心率，該第一橢球包含一第一焦點位置、一第二焦點位置及一內反射曲面，且該內反射曲面位於該第一焦點位置及第二焦點位置之間；及一第二橢球，其具有一第二離心率，該第二橢球包含一第一焦點位置、一第二焦點位置及一內反射曲面，且該內反射曲面位於該第一焦點位置及第二焦點位置之間；其中該將該第一橢球及第二橢球串接組成一橢球量測腔體，且該橢球量測腔體包含一待測發光點及一光學量測點。
2. 依申請專利範圍第1項所述之具橢球構造之光學量測系統，其中該第一橢球及第二橢球之間設置一隔板。
3. 依申請專利範圍第2項所述之具橢球構造之光學量測系統，其中該隔板具有一透孔。
4. 依申請專利範圍第2項所述之具橢球構造之光學量測系統，其中該隔板之表面具有一抗反射塗層。
5. 依申請專利範圍第1項所述之具橢球構造之光學量測系統，其中該待測發光點用以設置一顯示器。
6. 依申請專利範圍第1項所述之具橢球構造之光學量測系統，其中該光學量測點用以設置一光學量測儀器。
7. 依申請專利範圍第1項所述之具橢球構造之光學量測系統，其中該待測發光點設有一光入射孔。
8. 依申請專利範圍第1項所述之具橢球構造之光學量測系統，其中該光學量測點設有一光出射孔。
9. 依申請專利範圍第1項所述之具橢球構造之光學量測系統，其中該第一離心率與第二離心率為相同或不相同。
10. 一種光學量測方法包含：串接至少兩個橢球以組成一橢球量測腔體，且每個該橢球包含一內反射曲面；於該橢球量測腔體設置一待測發光點及一光學量測點；及利用該橢球量測腔體之橢球直接反射該待測發光點之全角度光線至該光學量測點。