TW201350812A - 光源量測系統 - Google Patents
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Abstract
一種光源量測系統係供對複數光源之光特性進行量測,該系統係包含處理單元、複數擷取模組、複數訊號轉換單元與解多工單元。其中,該處理單元係產生控制訊號,用於控制該等擷取模組擷取該等光源的該光特性,並在該等擷取模組擷取該光特性之後,每一該等擷取模組係輸出與頻率相關的擷取資料,再經相對應的該等訊號轉換單元轉換為擷取位元碼,又藉由該處理單元控制該解多工單元,使得該解多工單元將每一該等訊號轉換單元的該擷取位元碼選擇性地輸出至該處理單元。故本發明可對該等光源進行同步地量測,以及藉由該解多工單元將該等光源之任其一者的該擷取位元碼輸出至該處理單元。
Description
本發明係關於一種量測系統,特別是利用平行處理架構對複數光源之光特性進行量測的光源量測系統。
請參考第1圖,係為習知技術中對複數光源之光特性(例如波長、相位、偏振態、色度與流明強度)進行量測的光源量測系統2。
該光源量測系統2係可分別地量測該等光源22、24、26、28的光特性。其中,該光源量測系統2係包含複數擷取器212、214、216、218、解多工器220、訊號處理器222與處理單元224。其中,該等擷取器212、214、216、218的數量係與該等光源22、24、26、28的數量相同,亦即一個擷取器對應一個光源。
此外,該解多工器220係為複數個第一端2202對單一個第二端2204的元件。其中,該解多工器220係藉由接收來自於外部的控制訊號CS控制該等第一端2202之其一者與該第二端2204連接,用以進行該等第一端2202與該第二端2204之間連接路徑CP(connection path)的選擇。於此,該等第一端2202係以4支接腳,以及該第二端2204係以1支接腳為例說明,而該解多工器220係根據該接腳的數量亦可描述為1對4的解多器。
在該光源量測系統2的架構中,該處理單元224係發
出數位型態的偵測訊號DS(detecting signal)至該訊號處理器222,而該訊號處理器222係將該偵測訊號DS轉換成類比型態的該偵測訊號DS’並自該解工器220的該第二端2204輸入,而該解工器220藉由該控制訊號CS輪序地進行該連接路徑CP的切換,使得該偵測訊號DS’係自該等第一端2202分別地傳送至每一該擷取器212、214、216、218,進而驅動每一該擷取器212、214、216、218對該等光源22、24、26、28進行偵測,用以判斷該等光源22、24、26、28是否有光線產生,例如當該擷取器212偵測到有該光源22有該光線產生時,係會透過該擷取器212擷取該光源22之光線的該光特性並自該擷取器212輸出類比型態的擷取訊號CAPS(capture signal),又該擷取訊號CAPS係傳送至該解多工器220的該等第一端2202,並且又再藉由該控制訊號CS進行輪序地切換,使得在該第二端2204分別地輸出來自於該擷取器212所擷取該擷取訊號CAPS。於此,由於僅有該擷取器212擷取到該擷取訊號CAPS,故需要等到該控制訊號CS選擇與該擷取器212的該第一端2202時,才能將該擷取器212所擷取到的類比型態的該擷取訊號CAPS透過該解多工器220傳送至該訊號處理器22,而類比型態的該擷取訊號CAPS經由該訊號處理器222的轉換,用以形成數位型態的該擷取訊號CAPS’而讓該處理單元224分析該光源22的光特性。
雖上述的量測架構係雖可對所有的該等光源22、24、26、28進行該光特性的量測,但為了能夠在該處理單元224
獲得該等光源22、24、26、28所擷取的光特性,該處理單元224需要等待該解多工器220的切換時間以及該訊號處理器222進行資料類型轉換的時間。就總體所花費的時間而言,該種量測方法是十分沒有效率的。
故如何能夠快速地對複數個光源進行相關的光特性量測,變成熟悉該項技術領域者所急欲解決的問題。
本發明之一目的係提供一種光源量測系統,藉由平行處理架構,用以達到對複數光源之光特性(例如波長、相位、偏振態、色度與流明強度)快速地量測。
本發明之另一目的係根據上述的光源量測系統,可藉由場可程式邏輯閘陣列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)自由地、同時地且快速地對複數光源進行量測。
為達到上述目的與其它目的,本發明係提供一種光源量測系統,係供對複數光源的光特性進行量測,該光源量測系統係包含處理單元、複數擷取模組、複數訊號轉換單元與解多工單元。其中,該處理單元係具有複數接腳,該處理單元係透過該等接腳傳送出控制訊號;該等擷取模組係與該處理單元連接,每一該等擷取模組係供擷取每一該等光源的光特性,且每一該等擷取模組係具有控制單元與取樣單元,且該控制單元係根據該控制訊號控制該取樣單元擷取該光源相對應的該光特性,又該取樣單元係根據該光特性輸出與頻率相關的擷取資料;該等訊號轉換單元,
係各別地連接每一該等擷取模組的該取樣單元,用以將該擷取資料轉換為擷取位元碼;以及,該解多工單元係連接該等訊號轉換單元與該處理單元,該解多工單元係根據該處理單元的該控制訊號切換每一該等訊號轉換單元與該處理單元之間的連結路徑,用以使該擷取位元碼自每一該等訊號轉換單元輸出至該處理單元。
與習知技術相較,本發明係提供一種光源量測系統,係可藉由平行處理架構對複數光源的光特性進行量測,而該系統係自與該等光源耦合的複數擷取模組預先地且同時地取得該等光源相關的光特性並轉換成與頻率相關的複數擷取資料,再藉由複數訊號轉換單元將該等擷取資料轉換為複數擷取位元碼,且該等擷取位元碼係維持在該等訊號轉換單元,而該解多工單元係根據控制訊號的切換,用以將該訊號轉換單元的該擷取位元碼輸出至處理單元而供對該光特性進行分析。
故本發明相較於習知技術係可有效地減少該等光源進行量測時所花費的時間。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效,茲藉由下述具體之實施例,並配合所附之圖式,對本發明做一詳細說明,說明如後:
請參照第2圖,係本發明一實施例之光源量測系統的方塊示意圖。於第2圖中,該光源量測系統10係供對光源
12的複數種光特性進行量測,例如該光特性係為光源的波長、相位、偏振態、色度與流明強度。於此,該光特性係選定該光源12位於某一波長範圍(例如該波長係鄰近於紅色光、綠色光與藍色光之頻譜帶)的色度與流明強度為例說明。
再者,該光源12之該波長的範圍係可介於622奈米(nm)至780nm之間的紅光波長、介於492nm至577nm之間的綠光波長或介於455nm至492nm之間的藍光波長。又,於此該色度的定義係為各波長所具有的色彩的飽和度;以及,該流明強度係表示該光源12的光強度物理量。
此外,該等光源12係以發光二極體為例說明。
該光源量測系統10係包含處理單元14、擷取模組16、訊號轉換單元18與解多工單元20。
該處理單元14係具有複數接腳S0、S1、S2、S3、S4,用於自該等接腳S0、S1、S2、S3發出複數種控制訊號,而該接腳S4係用以接收來自於該解多工單元20的光特性量測結果。於此,該等接腳S0、S1、S2、S3係根據該控制訊號的所欲達成的功能進一步區分為觸發接腳S0、功能接腳S1、S2與切換接腳S3。
再者,該等接腳S0、S1、S2、S3係藉由輸出高電位或低電位用以輸出符合邏輯系統中的“1”與“0”的控制訊號。其中,該觸發接腳S0係可輸出“1”與“0”的二種邏輯態樣,於此係分別地定義為觸發或不觸發;該功能接腳S1、S2係可輸出“00”、“01”、“10”與“11”的四種邏輯態樣,
於此係分別地定義為量測紅色波長、量測綠色波長、量測藍色波長與量測光源的流明強度;以及,該切換接腳S3係同樣輸出二種邏輯態樣,於後將進一步說明。
於此,該觸發訊號TS與功能訊號FS係可透過第一匯流排30在該處理單元14與該擷取模組16之間進行傳送,且由於該第一匯流排30係連接該觸發接腳S0與功能接腳S1、S2,故該第一匯流排30係可由三條第一傳輸線302、304、306所組成,用於傳輸該觸發訊號TS與功能訊號FS;以及,該切換訊號SS係可透過第二匯流排32在該處理單元14與該擷取模組16之間傳送。其中,該第二匯流排32係更包含二條第二傳輸線322、324,該第二傳輸線322、324係連接該切換接腳S3與接腳S4,該第二傳輸線322係用於傳輸該切換訊號SWS與該第二傳輸線324係傳送後續文中會提到的擷取位元碼CBC(capture bit code)。
該擷取模組16係與該處理單元14連接。其中,該等擷取模組16係又具有控制單元162與取樣單元164。
其中,該擷取模組16係透過該控制單元162接收該等該觸發訊號TR與該功能訊號FS。當該擷取模組16接收到該觸發訊號TR時,供驅動該取樣單元164擷取該光源12的該光特性,例如當該處理單元14係由該觸發接腳S0輸出“1”時,則表示藉由該控制單元162驅動該取樣單元162並對該光源12進行該光特性的擷取;反之,當該觸發接腳S0輸出“0”時,則表示藉由該控制單元162關閉該取樣單元164而不會對該光源12進行該光特性的擷取。
再者,該控制單元162係又可根據該功能訊號FS而決定控制該取樣單元164自該光源12擷取何種類型的光特性。於此,係假定該功能接腳S1、S2輸出“00”的控制訊號,故該功能訊號FS係控制該擷取模組16擷取該光源12中關於鄰近於紅色光頻譜帶波長之光特性。換言之,該取樣單元164根據該控制單元162的控制自該光源12擷取該光源中是否含有鄰近於紅色光頻譜帶中波長的成分,並且在該取樣單元164輸出與紅色光相關的頻率的擷取資料CD(capture data),例如該擷取資料CD中頻率係為482THz(即量測到的該紅光光源的波長係為622nm)。於此,該擷取資料CD中頻率與波長的關係式係可為f=c/λ,f係表示偵測頻率且單位係為赫茲(Hz);c係為3×10^8公尺/秒(m/s)的光速;以及,λ係表示波長,且單位係為公尺(m)。
舉例而言,該控制單元162係接收來自於該處理單元14的該功能訊號FS用於控制該取樣單元164量測該等光源12之紅色光波長的色度與亮度之其一者。而於此係定義,該功能訊號FS係透過該功能接腳S1、S2選擇性地進行紅色光波長、量測綠色光波長、量測藍色光波長與量測光源亮度流明的量測。
該訊號轉換單元18係與該取樣單元164連接,且該訊號轉換單元18係接收該擷取資料CD並將該擷取資料CD轉換為擷取位元碼CBC。於此,該擷取位元碼CBC係基於2進制(即以2為基底的0-9冪次)且以九位元為例進行說明,使得該擷取位元碼CBC轉換的範圍係介於000000000
至111111111,亦即該擷取位元碼CBC相對應到10進位的範圍係0至512。
此外,係以該擷取模組16所擷取該擷取資料CD中頻率範圍係介於384THz至659THz(即波長的範圍係455nm至780nm)的可見的光學頻譜範圍為例說明。故該擷取資料CD係藉由該訊號轉換單元18的簡易轉換,例如將該擷取資料CD中的頻率加上一校正值(例如負的482THz),使得該擷取資料CD在經過該訊號轉換單元18之後,可以將原來的該擷取資料CD校正以上述九位元的表示型態。
舉例而言,當該擷取資料CD頻率係以482THz(亦即該頻率相對應的波長係為622nm)為例說明時,則該擷取位元碼DBC係轉換成000000000。
該解多工單元20係連接該訊號轉換單元18與該處理單元14。其中,該解多工單元20係根據接收該選擇接腳S3所傳送出的該切換訊號SWS而對該訊號轉換單元18進行選擇的控制,用以控制是否讓該訊號轉換單元18與該處理單元14連接。若該訊號轉換單元18與該處理單元14連接時,則該擷取位元碼CBC係可自該訊號轉換單元18經由該解多工單元20傳送至該處理單元14;反之,則該訊號轉換單元18之該擷取位元碼CBC係無法經由該解多工單元20傳送至該處理單元14。舉例而言,若該切換訊號SWS係為“1”,則表示該訊號轉換單元18與該處理單元12連接;反之,若該切換訊號SWS係為“0”,則表示該訊號轉換單元18不與該處理單元12連接。
此外,該解多工單元20係包含複數輸入埠、輸出埠與選擇埠(圖未示)。其中,等輸入埠係分別地連接該訊號轉換單元18,以及該輸出埠與該選擇埠係分別地連接該處理單元14,又該選擇埠係根據所接收來自於該處理單元14的該切換訊號SWS而在該等輸入埠與該輸出埠之間進行該連結路徑的切換。
此外,該訊號轉換單元18與該解多工單元20係可為場可程式邏輯閘陣列(FPGA)所組成。
請參照第3圖,係本發明二實施例之光源量測系統的方塊示意圖。於第3圖中,該光源量測系統10’係包含處理單元14’、複數個擷取模組34、36、38、40,複數個訊號轉換單元42、44、46、48,以及,該解多工單元20’係接收二個切換接腳S5與S6,用以形成可對該解多工單元20’進行1對4的連結路徑控制訊號,亦即可藉由該切換接腳S5、S6控制將該等訊號轉換單元42、44、46、48輸出的複數擷取位元碼CBC1、CBC2、CBC3、CBC4分別地傳送至該處理單元14’。
於此,該等擷取模組34、36、38、40係可供同時偵測4組的光源12,而自該等擷取模組34、36、38、40擷取到4組與頻率相關的複數擷取資料CD1、CD2、CD3、CD4,又該等擷取資料CD1、CD2、CD3、CD4藉由該等訊號轉換單元34、36、38、40的轉換而分別地形成該等擷取位元碼CBC1、CBC2、CBC3、CBC4。再者,該解多工單元20’係可藉由該切換接腳S5與S6的控制,選擇將該等訊號轉
換單元42、44、46、48之其中之一者所相對應的該等該擷取位元碼CBC1、CBC2、CBC3、CBC傳送至該處理單元14’。
值得注意的是,不管是第一實施例或是第二實施例中的該光源量測系統10、10’,係更可包含箱體(圖未示),該箱體係形成容置空間,用於容置該擷取模組16、34、36、38、40,甚至進一步包括該光源12,或者容置該光源12。
故本發明係提供一種光源量測系統,係可藉由平行處理架構對複數光源的光特性進行量測,而該系統係自與該等光源耦合的複數擷取模組預先地且同時地取得該等光源相關的光特性並轉換成與頻率相關的複數擷取資料,再藉由複數訊號轉換單元將該等擷取資料轉換為複數擷取位元碼,且該等擷取位元碼係維持在該等訊號轉換單元,而該解多工單元係根據控制訊號的切換,用以將該訊號轉換單元的該擷取位元碼輸出至處理單元而供對該光特性進行分析。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露,然熟習本項技術者應理解的是,該實施例僅用於描繪本發明,而不應解讀為限制本發明之範圍,舉凡與該實施例等效之變化與置換,均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此,本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
2、10、10’‧‧‧光源量測系統
12、22、24、26、28‧‧‧光源
212、214、216、218‧‧‧擷取器
220‧‧‧解多工器
2202‧‧‧第一端
2204‧‧‧第二端
222‧‧‧訊號處理器
224‧‧‧處理單元
14、14’‧‧‧處理單元
16、34、36、38、40‧‧‧擷取模組
162‧‧‧控制單元
164‧‧‧取樣單元
18、42、44、46、48‧‧‧訊號轉換單元
20、20’‧‧‧解多工單元
30‧‧‧第一匯流排
302、304、306‧‧‧第一傳輸線
32‧‧‧第二匯流排
322、324‧‧‧第二傳輸線
S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6‧‧‧接腳
CD、CD1、CD2、CD3、CD4‧‧‧擷取資料
CBC、CBC1、CBC2、CBC3、CBC4‧‧‧擷取位元碼
SWS‧‧‧切換訊號
TR‧‧‧觸發訊號
FS‧‧‧功能訊號
CS‧‧‧控制訊號
DS、DS’‧‧‧偵測訊號
CAPS、CAPS’‧‧‧擷取訊號
CP‧‧‧連接路徑
第1圖係習知技術之光源量測系統的方塊示意圖;
第2圖係本發明一實施例之光源量測系統的方塊示意圖;以及第3圖係本發明二實施例之光源量測系統的方塊示意圖。
10’‧‧‧光源量測系統
12‧‧‧光源
14’‧‧‧處理單元
20’‧‧‧解多工單元
SWS‧‧‧切換訊號
TR‧‧‧觸發訊號
FS‧‧‧功能訊號
34、36、38、40‧‧‧擷取模組
42、44、46、48‧‧‧訊號轉換單元
S0、S1、S2、S4、S5、S6‧‧‧接腳
CD1、CD2、CD3、CD4‧‧‧擷取訊號
CBC1、CBC2、CBC3、CBC4‧‧‧擷取位元碼
Claims (10)
- 一種光源量測系統,係供對複數光源的光特性進行量測,該光源量測系統係包含:處理單元,係具有複數接腳,該處理單元係透過該等接腳傳送出控制訊號;複數擷取模組,係與該處理單元連接,每一該等擷取模組係供擷取每一該等光源的光特性,且每一該等擷取模組係具有控制單元與取樣單元,且該控制單元係根據該控制訊號控制該取樣單元擷取每一該光源所相對應的該光特性,又該取樣單元係根據該光特性輸出與頻率相關的擷取資料;複數訊號轉換單元,係各別地連接該等擷取模組的該取樣單元,用以將該擷取資料轉換為擷取位元碼;以及解多工單元,係連接該等訊號轉換單元與該處理單元,該解多工單元係根據該處理單元的該控制訊號切換每一該等訊號轉換單元與該處理單元之間的連結路徑,用以使該擷取位元碼自每一該等訊號轉換單元輸出至該處理單元。
- 如申請專利範圍第1項所述之該光源量測系統,更包含第一匯流排與第二匯流排,且該第一匯流排係連接該處理單元與該擷取模組,以及該第二匯流排係連接該處理單元與該解多工單元。
- 如申請專利範圍第1項所述之該光源量測系統,其中該取樣單元係擷取該等光源之其一者的波長、相位、偏振態、 色度與流明強度之至少其一者的該光特性。
- 如申請專利範圍第3項所述之該光源量測系統,其中該控制訊號係驅動該取樣單元,用以擷取該光源的該色度與該流明強度之至少其一者該光特性。
- 如申請專利範圍第4項所述之該光源量測系統,其中該取樣單元係根據該控制訊號對光源頻譜帶鄰近於紅色光頻譜帶、綠色光頻譜帶與藍色光頻譜帶的波長進行該光特性的量測。
- 如申請專利範圍第2項所述之該光源量測系統,其中該控制訊號係為觸發訊號、功能訊號與切換訊號,該觸發訊號係供驅動該取樣單元擷取該光源的該光特性、該功能訊號係供驅動該取樣單元以該光特性擷取該光源、以及該切換訊號係驅動該解多工單元以切換每一該等訊號轉換單元與該處理單元之間的該連結路徑。
- 如申請專利範圍第6項所述之該光源量測系統,其中該第一匯流排包含複數條第一傳輸線,該等第一傳輸線係分別地傳送該觸發訊號與該功能訊號。
- 如申請專利範圍第6項所述之該光源量測系統,其中該第二匯流排包含複數條第二傳輸線,該等第二傳輸線係分別地傳送該切換訊號及接收該擷取位元碼。
- 如申請專利範圍第8項所述之該光源量測系統,其中該解多工單元更包含複數輸入埠、輸出埠與選擇埠,該等輸入埠係分別地連接該等訊號轉換單元,以及該輸出埠與該選擇埠係分別地連接該處理單元,又該選擇埠係根據所接收 來自於該處理單元的該切換訊號而在該等輸入埠與該輸出埠之間進行該連結路徑的切換。
- 如申請專利範圍第1項所述之該光源量測系統,更包含箱體,係形成容置空間,用於容置該擷取模組與該光源之至少其一者。
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