TW201720144A - 測量柱狀透鏡板之旋轉位置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於測量一柱狀透鏡板(020)之一旋轉位置之系統及方法，其涉及：一光源(120)，其將光發射至該柱狀透鏡板之一表面之至少部分上；一相機(140)，其擷取由該表面反射(040)或透射(042)穿過該表面之該光之一影像，藉此獲得展示一光圖案(060)之一影像；及一處理器(160)，其基於對該影像中之該光圖案之一分析判定該柱狀透鏡板相對於與該影像相關聯之一座標系統之該旋轉位置。因此，可自對由該柱狀透鏡板反射或透射之自該光源發射之該光之該經擷取影像之一分析判定該柱狀透鏡板之該旋轉位置。因此，無需使用特別製備之影像，亦無需使用標記。

Description

測量柱狀透鏡板之旋轉位置

本發明係關於一種用於測量一柱狀透鏡板之一旋轉位置之系統及方法。此等柱狀透鏡板本身已知且通常包括配置在一板上或配置為一板之複數個柱狀透鏡。存在此等柱狀透鏡板之各種使用。例如，在柱狀印刷中，一柱狀影像可由兩個或更多個影像產生，且與一柱狀透鏡板組合以產生各種動畫圖框或一場景之不同視圖。柱狀透鏡板亦愈來愈多地用於消費性電子產品之領域中。

因為柱狀透鏡板之使用可需要柱狀透鏡板必須具有相對於另一實體(諸如一印刷柱狀影像)之一預定相對定向，所以可期望測量一柱狀透鏡板之一旋轉位置。 US2010265578描述當接合至具有平行配置之複數個圓柱透鏡之一柱狀板時具有可立體地或可變地觀看之一複合影像之一影像板之使用。該複合影像包含並排配置之複數個影像單元，各影像單元對應於該等圓柱透鏡之各者且具有複數個條狀影像。該影像板包含：一影像區域，其具有複合影像；及一圖案區域，其具有至少一第一調整圖案及至少一第二調整圖案。據稱此使能夠判定柱狀板相對於影像板之旋轉方向及一節距方向。應注意，亦已知在一顯示器上電子地顯示一圖案(類似於US2010265578之圖案)。 或者，已知將標記貼附至一柱狀透鏡板且藉由在該柱狀透鏡板之一相機影像中偵測該等標記而測量其旋轉位置。 不利的是，使用特別製備之影像(無論是否電子顯示)係麻煩的。亦已發現標記之使用係麻煩的。

本發明之一目的係獲得一種用於測量一柱狀透鏡板之一旋轉位置之經改良系統及方法。 本發明之以下態樣至少部分基於以下洞察：當用一光源照明一柱狀透鏡板時出現一光圖案，其中該光圖案具有指示該柱狀板之旋轉位置之一或多個性質。 本發明之一第一態樣提供一種用於測量包括一長形柱狀透鏡陣列之一柱狀透鏡板之一旋轉位置之系統，該系統包括： -  一光源，其配置於該柱狀透鏡板之兩個側之一第一側處以將光發射至該柱狀透鏡板之一表面之至少部分上； -  一相機，其配置於該柱狀透鏡板之該兩個側之一第二側處以擷取由該表面反射或透射穿過該表面之該光之一影像，藉此獲得展示一光圖案之一影像；及 -  一處理器，其經組態以基於對該影像中之該光圖案之一分析判定該柱狀透鏡板相對於與該影像相關聯之一座標系統之該旋轉位置。 本發明之另一態樣提供一種用於測量包括一長形柱狀透鏡陣列之一柱狀透鏡板之一旋轉位置之方法，該方法包括： -  將光發射至該柱狀透鏡板之一表面之至少部分上； -  擷取由該表面反射或透射穿過該表面之該光之一影像，藉此獲得展示一光圖案之一影像；及 -  基於對該光圖案之一分析判定該柱狀透鏡板相對於與該影像相關聯之一座標系統之該旋轉位置。 在附屬技術方案中定義實施例。 上述措施涉及用一光源有目的地照明一柱狀透鏡板。接著，藉由一相機擷取由柱狀透鏡板反射及/或透射之光，而導致展示一光圖案之影像。接著，藉由一處理器分析所得影像以判定柱狀透鏡板相對於與影像相關聯之一座標系統之旋轉位置。例如，座標系統可為影像之座標系統(例如，由列(y)及行(x)數字表示)，或相對於影像中所展示之一物體定義且藉此與該影像相關聯之一座標系統。 發明者已進一步認知，光圖案可藉由光源所發射之光之反射以及透射兩者產生。因此，光源可配置於柱狀透鏡板之兩個側之一第一側處(例如，前側或背側)，而相機可配置於柱狀透鏡板之兩個側之一第二側處，其中該第一側及該第二側係相同的(意謂光圖案係由反射引起)或不同的(意謂光圖案係由透射引起)。 因此，無需使用特別製備之影像(無論是否電子顯示)，亦無需使用標記。實情係，只需擷取並分析在來自一光源之光之反射或透射之後出現在柱狀透鏡板之影像中之光圖案。 視情況，處理器經組態以： -  分析影像以識別光圖案中之一線形結構； -  自線形結構之一或多個性質判定柱狀透鏡板之旋轉位置。 發明者已認知，光圖案通常包括具有容許判定柱狀透鏡板之旋轉位置的一或多個性質之一線形結構。此等性質之一非限制性實例係與例如影像內之線形結構之一位置及/或定向相關的幾何性質。已識別影像中之線形結構，可判定此等性質。 視情況，處理器經組態以： -  判定影像中之線形結構之一定向； -  基於線形結構之該定向判定柱狀透鏡板之旋轉位置。 已發現影像中之線形結構之定向指示柱狀透鏡板之旋轉位置。例如，線形結構可呈現垂直於柱狀透鏡板之長形柱狀透鏡之縱向透鏡方向或與該縱向透鏡方向成另一已知角度。自模擬或校準可知道該角度，且該角度取決於透鏡板、光源及相機之相對位置。 視情況，光源及相機沿大體上垂直於柱狀透鏡板之表面之一軸按一距離同軸定位。光源及相機之此同軸定位可確保線形結構(在下文中亦簡稱為「反射線」(甚至在光透射之情況中))係筆直的而非彎曲的，而與柱狀透鏡模組之旋轉位置無關。應注意，術語「大體上垂直」可指代垂直(即，成90度)，或大約垂直之一範圍(例如，+/- 1度、+/- 2度、+/- 5度或+/- 10度)。視情況，相機經定向而使其光軸大體上垂直於柱狀透鏡板。 視情況，光源定位於相機前面以部分但非完全阻擋相機之一視域。此定位實現同軸定位於柱狀透鏡板之一相同側處，或一般而言容許相機及光源靠近定位且藉此限制反射線之彎曲。或者，應注意，光源可定位於相機後面，此係因為相機可部分但非完全阻擋自光源發射至柱狀透鏡板上之光。例如，相機可同軸定位於距光源之一距離處，在該距離處相機部分阻擋由光源發射之光，使得避免或減少光之一直接反射。此處，術語「直接反射」指代由光源發射之光反射在位於相機之視域中之任何平坦表面上。 視情況，光源及相機定位於經定向而大體上垂直於長形柱狀透鏡之一縱向方向之一虛擬平面中。應注意，存在經定向而垂直於長形柱狀透鏡之一縱向方向之一參考平面。例如，自校準或先前測量可粗略地知道參考平面之定向。因此，可將光源及相機帶至其中其等被假定為定位於參考平面中之一位置中，藉此增加經擷取影像中之反射線之直度。然而，實際上，光源及相機可定位於偏離參考平面之一虛擬平面中。此之一原因在於光源及相機在參考平面中之精確定位需要已精確知道柱狀透鏡板之旋轉位置。然而，光源及相機可經定位使得其等大約在參考平面中。換言之，光源及相機可定位於被假定為垂直於長形柱狀透鏡之縱向方向之一平面中，其中該假定係基於例如自校準或測量粗略地知道之柱狀透鏡板之旋轉位置。應注意，在兩個光源之情況中，兩者可皆定位於虛擬平面中。 視情況，光源係一第一光源且線形結構係一第一線形結構，系統進一步包括： -  一第二光源，其用於將光發射至柱狀透鏡板之表面之至少部分上； 且處理器經組態以： -  分析影像以識別光圖案中之一第二線形結構； -  基於第一線形結構與第二線形結構之性質之一比較判定柱狀透鏡板之旋轉位置。 已發現使用兩個光源可給出更精確結果。例如，第二光源可配置於柱狀透鏡板之兩個側之第一側(例如，與第一光源相同之側)處或柱狀透鏡板之相對側處。 視情況，比較係影像中之第一線形結構與第二線形結構之各自位置之比較。兩個線形結構之間之距離可為對柱狀透鏡板之旋轉位置之一測量。 視情況，第一光源及第二光源發射具有可在自相機獲得之影像資料中區分之不同光學性質之光。此可有利於區分各自光源在經擷取影像中之反射線。 視情況，第一光源及第二光源發射具有一不同色彩之光。例如，色彩可經選擇使得其等最佳可藉由相機之感測器之不同彩色濾光片或其他色彩分離構件分離。 視情況，第一光源及第二光源定位於相機之相對側處。 視情況，相機包括由感測器元件列組成之一感測器，且該相機經定向使得感測器元件列大體上平行於虛擬平面。已發現當(若干)反射線與感測器列大體上重合時，此有利於判定經擷取影像中之反射線之相對位置。 視情況，光源係一點源或近似為一點源。使用一點源或其一近似物作為(若干)光源可產生(若干)反射線之較尖銳邊緣。 視情況，處理器經組態以在分析光圖案之前將一假影縮減(artifact reduction)濾波應用於影像。此假影縮減可減少由照相機或影像感測器之光學器件引起之影像假影。較佳地，使用一邊緣保留雜訊縮減。一假影縮減技術之一實例係雜訊縮減。然而，處理器亦可應用任何其他已知假影縮減技術或其組合。 視情況，該方法用於包括柱狀透鏡板之一產品或裝置之製造中。 熟習此項技術者將明白，可以認為有用之任何方式組合本發明之上述實施例、實施方案及/或態樣之兩者或更多者。 可藉由熟習此項技術者基於本描述實行對應於方法之所描述修改及變動之系統及/或電腦程式產品之修改及變動。

圖1展示用於測量一柱狀透鏡板之一旋轉位置之一系統100。柱狀透鏡板020展示為包括複數個長形柱狀透鏡022之一矩形板，該複數個長形柱狀透鏡022在圖1中展示為以斜線方式傾斜，其中該等線表示柱狀透鏡之縱向透鏡方向。本身已知此類型及其他類型之柱狀透鏡板。系統100包括一光源120、一相機140及一處理器160。光源120展示為經定位使得其將光發射至柱狀透鏡板020之一表面之至少部分上。此外，相機140展示為經定位使得其能夠擷取由柱狀透鏡板020 (之部分)反射之光之一影像。 在系統100之操作期間，光源120可將光發射至柱狀透鏡板020之表面上。接著，相機140可擷取展示由表面反射之光之一影像，藉此獲得展示一光圖案之一影像。該影像可藉由相機140以影像資料142之形式提供至處理器160。接著，處理器160可基於對影像中之光圖案之一分析判定柱狀透鏡板020相對於與影像相關聯之一座標系統之旋轉位置。 將明白，與影像相關聯之座標系統與實體世界可具有一已知關係，該關係可取決於例如相機、光源及柱狀透鏡板之相對位置。此關係先前可已例如藉由模擬或校準判定。藉由已判定柱狀透鏡板在與影像相關聯之座標系統中之旋轉位置以及其與實體世界之關係，可判定柱狀透鏡板在實體世界中之旋轉位置。然而，應注意，例如當用於如亦在本說明書中描述之一回饋系統或其他應用中時，無需使該旋轉位置與實體世界中之一旋轉位置相關。 圖2中亦借助於柱狀透鏡板020之一側視圖展示上述原理。此處，光源120展示為定位於相機140旁邊，例如，在其上方、下方及/或側向。進一步(即藉由虛線箭頭040示意性地)展示相機140擷取由柱狀透鏡板020反射之光。在圖1及圖2之實例中，藉由來自至少柱狀透鏡板020 (及可能亦來自柱狀透鏡板之一載體之(若干)表面)之反射而獲得經擷取光，其中光源120及相機140兩者皆定位於柱狀透鏡板之一相同側處。或者，亦如圖3中展示，光源120及相機140可定位於柱狀透鏡陣列020之相對側處，且相機140可擷取透射穿過柱狀透鏡板020之光(如由虛線箭頭042示意性地展示)。例如，光源120可定位於柱狀透鏡板020之一背側處且相機140在柱狀透鏡板020之一前側處。在此方面，應注意，圖2及圖3表示柱狀透鏡板在垂直於長形柱狀透鏡之一縱向方向之一方向上之一橫截面。然而，各自圖中之虛線箭頭指示發射至柱狀透鏡板之不同部分上之光可由相機同時擷取。 圖4繪示出現在柱狀透鏡板020之一影像中之一光圖案。此處，光圖案展示為具有一線形結構062之形式，此意謂光圖案類似一線或近似為一線。已發現此一線形結構062在光圖案中係典型的。圖5展示包括一柱狀透鏡板020之一顯示器之一實際相片，其中該相片展示一光圖案。在此實例中，顯示器係一自動立體顯示器，且光源係一習知消費級數位靜態相機之閃光燈。在相片中，可見兩個線形結構：一水平線形結構068及一傾斜線形結構062。已發現水平線形結構068與2D顯示模組相關且可用來判定柱狀透鏡板020後面之顯示部分(即，所謂的2D顯示模組)之旋轉位置，而傾斜線形結構062之方向與柱狀透鏡板020之柱狀透鏡之縱向透鏡方向相關且藉此指示柱狀透鏡板020之旋轉位置，此係因為該角度與柱狀透鏡板020之旋轉位置之間存在一預定關係。該預定關係可取決於柱狀透鏡板之類型，以及光源、相機及柱狀透鏡板之相對位置及定向，且可借助於模擬或校準預先判定。在後者情況中，最初可使用一習知測量方法(例如，涉及使用一校準樣本、具有一圖案或標記之一影像板等)來判定一個柱狀透鏡板020之預定關係，之後可採用如所描述之系統及方法來判定相同類型之進一步柱狀透鏡板之旋轉位置。 可如下判定影像中之線形結構062之角度。此處且在下文中，線形結構亦簡稱為「反射線」。 1)     獲取其中出現反射線之區域之一影像。 2)     若呈彩色，則將彩色影像轉換成一黑白影像。 3)     定義在其中尋找反射線之一所關注區。 4)     使用濾波器來預處理影像。 5)     偵測線相對於影像之像素列之角度。 此處，步驟1)可由相機執行，而步驟2)至5)可由處理器執行。數個步驟係選用的，包含對影像之預處理。然而，此等可減少由照相機或影像感測器之光學器件引起之影像假影。此預處理可包含雜訊縮減、對比度增強、減小色像差、補償透鏡像差等。由於目的係測量一線形結構之角度，故任何濾波較佳為邊緣保留。一個特別有用的濾波器係雙邊濾波器，如在1998年之Computer Vision (關於IEEE之第六屆國際會議，1998年第839至846頁)中藉由Carlo Tomasi及Roberto Manduchi之「Bilateral filtering for gray and color images」描述，其具有邊緣保留性質。 為執行步驟5)，已發現以下邊緣偵測係有益的： 1)     在一第一步驟中，例如使用已知技術判定一粗略線角度。 2)     使用此線角度來定義一不可分2D適應性低通濾波器。藉由粗略線角度判定濾波器係數，使得沿著線之方向，濾波器表現為一強低通濾波器，而在一垂直方向上，濾波器係弱的。 3)     對影像應用此方向相依2D濾波。 4)     現在，對經濾波影像再次判定線角度。 如本身自影像分析之技術領域已知，存在判定線形結構062之角度之上述方式之許多替代。例如，一替代可為對各影像行執行以下步驟以判定反射線之上邊緣及下邊緣，此係因為已發現此可精確偵測。 1)     判定整個行內之最小照度值與最大照度值之間之50%照度點。 2)     在影像之左手部分上：自下至上遍歷行且找到黑白過渡。借助於內插法判定黑白過渡中之50%照度點之位置以獲得一子像素準確位置。 3)     繼續定位白黑過渡且亦以如根據2)之一類似方式判定50%照度點之位置。 4)     在影像之右手部分上：自上至下遍歷且以如根據2)及3)之一類似方式定位兩個50%照度點。 5)     忽略影像之中間部分，此係因為此可包括光源之一直接反射。 應注意，掃描(例如，在影像之左手部分中下至上且在右手部分中上至下)可調整為長形柱狀透鏡之預期方向。例如，在一負坡度之反射線之情況中，掃描可為反向的。 此可導致反射線之位置之大量測量值。藉由簡單三角函數計算，可將此等位置轉換成角度測量值。例如，使用諸如多數選擇之已知統計技術，可捨棄角度測量值中之離群值。接著，可平均化角度測量值。由於所得角度係大量角度測量值之一平均值，故其通常係精確的。將明白，存在上述技術之各種替代，諸如一直線之最小平方擬合。 進一步參考圖4，應注意，可出現光源(例如，相機之閃光燈)之一直接反射069，該直接反射069可藉由將光源定位於相機後面而避免，或其可經偵測且接著在影像之分析中忽略等等。 一般而言，當用一單一光源照明柱狀透鏡板或其部分時，可期望將相機引導至經照明部分之中間且垂直於其表面。較佳地，光源及相機之中心經定位使得其等近似位於垂直於縱向透鏡方向之一平面中。在此情況中，所拍攝之反射線可相對筆直且垂直於縱向透鏡方向。當光源及相機不同地定位時，可出現(略微)彎曲的反射線及/或反射線並非(確切)垂直於縱向透鏡方向。儘管此並未產生基本問題，然可預期準確度及精確度之一減低。 圖6展示光源120定位於相機140前面，藉此部分但非完全阻擋相機之一視域144。再者，光源及相機定位於垂直於柱狀透鏡板之一虛擬線上，且相機之光軸與此虛擬線重合。此圖係關於以下：代替將光源120定位於其中其不阻擋至相機140中之光路徑之一位置處，可將一足夠小的光源定位於相機之視域144內，使得其僅阻擋反射光之路徑之一(小)部分。例如，可使用一小的點源或其近似物。此可確保反射線係筆直的而非彎曲的，而與柱狀透鏡板之旋轉位置無關。即，在此情況中，相機及光源位於垂直於柱狀方向之一虛擬平面中，而與柱狀透鏡板之旋轉位置無關。實情係，當觀察到彎曲時，此可指示例如缺乏柱狀直度。 一般而言，應注意，在一直線穿過影像之中心時可最小化由透鏡像差引起之彎曲。然而，此不一定意謂光源必須定位於相機前面。鑑於上文，可藉由執行以下之任一者或兩者而增加影像中之線之直度： 1. 將相機及光源放置於近似垂直於透鏡方向之一虛擬平面中。應注意，可自例如校準、先前測量或模擬粗略地知道平面之位置。 2. 注意反射線穿過影像之中心。出於該目的，影像中之反射線應與相機之光軸交叉。 圖7至圖10係關於以下：除產生影像中之一第一線形結構062之一第一光源120外，亦可使用一第二光源130，其配置於柱狀透鏡板020之兩個側之第一側處以將光發射至柱狀透鏡板之表面之至少部分上。處理器可經組態以分析影像以識別光圖案中之一第二線形結構064，且基於第一線形結構062與第二線形結構064之性質之一比較判定柱狀透鏡板之旋轉位置。使用兩個光源120、130可給出更精確結果。例如，當兩個光源120、130及相機140定位於一相同虛擬平面中時，兩個反射線062、064在該平面垂直於縱向透鏡方向時可彼此重疊。當反射線062、064未重疊(如在圖9中及藉由圖10中所示之剪裁部分CV指示)時，其等之間之距離066可為對柱狀透鏡板020之旋轉位置之一測量。系統及方法可經校準使得經測量距離給出關於柱狀透鏡板020之旋轉位置之直接資訊。 可如下判定距離066： 1)     獲取其中出現反射線之區域之一影像。 2)     定義在其中尋找反射線之所關注區。 3)     使用濾波器來預處理影像。 4)     偵測線之間之距離。 如在偵測反射線相對於影像之像素列之角度之情況中，此處亦存在偵測反射線之間之距離之各種可能性。例如，可藉由對各影像行及各反射線執行以下步驟而偵測距離以判定反射線之上邊緣及下邊緣。此處，如將進一步向前論述，假定針對各反射線，可藉由使用可由感測器分離之不同色彩之光源而得到一各別強度分量。例如，可藉由紅色分量表示第一反射光，且可藉由影像之綠色分量表示第二反射線。因而，可使用其各自強度分量針對各反射線執行以下。 1)     判定整個行內之最小照度值與最大照度值之間之50%照度點。 2)     在影像之左手部分上：自下至上遍歷行且找到表示反射線之一下邊緣之一上升坡度。借助於內插法判定坡度中之50%照度點之位置以獲得一子像素準確位置。 3)     繼續定位表示反射線之一相對邊緣之向下坡度且亦以如根據2) 之一類似方式判定50%照度點之位置。 4)     在影像之右手部分上：自上至下遍歷且以如根據2)及3)之一類似方式定位兩個50%照度點。 5)     計算全部轉變點之平均值以獲得表示反射線之位置之一個值。 6)     針對兩個反射線執行上述且計算兩個反射線之位置值之間之差。 再者，掃描(例如，在影像之左手部分中自下至上，且在右手部分中上至下)可調整為長形柱狀透鏡之預期方向。例如，在反射線之一負坡度之情況中，掃描可為反向的。 已發現當相機經旋轉使得相機之感測器之像素行平行於柱狀透鏡之縱向透鏡方向時係有益的。即，在此情況中，且當假定(若干)反射線垂直於縱向透鏡方向時，(若干)反射線可與感測器列重合，此可有利於對透鏡板之旋轉位置之一更精確偵測。出於該目的，如亦在圖8中展示，可將兩個光源120、130及相機140定位於一虛擬平面080 (其橫切於圖8中且因此展示為一線)中之實體空間中，其中虛擬平面080經定向而近似垂直於長形柱狀透鏡之方向。此外，當使用兩個或更多個光源時，已發現選擇或組態光源以具有可在自相機獲得之影像資料中區分之不同光學性質係有益的。例如，光源可發射具有一不同色彩之光。其他可區分性質包含使用具有不同強度或不同大小之光源使得反射線之寬度不同等。此可有利於識別並分析個別反射線。當使用不同色彩時，色彩可經選擇使得其等最佳可藉由相機之感測器之不同彩色濾光片或其他色彩分離構件分離。例如，在一紅-綠-藍(RGB)感測器之情況中，第一光源可經選擇或經組態以發射紅光，而第二光源可經選擇或經組態以發射藍光。使用不同色彩之一優點係當兩個反射線在影像內部分或甚至完全重疊時，仍可準確地判定影像內之反射線之位置。 應注意，可無需識別哪一反射線屬於哪一光源以判定柱狀透鏡板之旋轉位置。例如，作為一替代，可使用一回饋系統，其中柱狀透鏡板或相機與(若干)光源之組合經旋轉使得反射線之間之距離得以最小化(即，變成零)，藉此將柱狀透鏡板帶至一已知旋轉位置中。此旋轉可作為一閉環回饋系統之部分發生。 應注意，一般而言，可使用多個光源及相機。再者，代替在後續分析中藉由處理器使用完整反射線，亦可使用反射線之一個或幾個片段。此外，相機可聚焦於光源之虛擬影像上。或者，可失焦地使用相機，以此方式瑕疵將變平滑。此可取代或補充對影像之一數位濾波。 光源及/或相機可定位成相對於柱狀透鏡板之表面上之法線成不同角度。儘管此可具有如反射線彎曲而非筆直且可能未呈現垂直於透鏡方向之效應，然當例如自一先前模擬或校準知道此行為時，其可藉由處理器補償且仍可精確地判定柱狀透鏡板之旋轉位置。可藉由使用一點源或其近似物作為(若干)光源而進一步改良系統及方法之精確度，此係因為此可產生(若干)反射線之較尖銳邊緣。此外，當使用兩個或更多個光源時，且當無法處理感測器資料使得各自反射線可彼此分離時，對於柱狀透鏡板之任何可能旋轉位置，可故意將相機及光源定位於不垂直於縱向透鏡方向之一平面中。亦應注意，反射線將並非在全部情況中皆無限長，例如，當柱狀坡度未增加至90°時。因此，反射線之長度給出關於柱狀透鏡之最大坡度之資訊。 此外，若期望自柱狀透鏡板上之任何處擷取反射線，但相機無法放置於距柱狀透鏡板之此一遠距離處使得可自柱狀透鏡板之一個側至另一側看見反射線，則可使用多個相機，該等相機可相對於彼此對準並校準。應注意，可使用任何適合類型之相機，諸如一數位靜態相機，或一般而言可提供由柱狀透鏡板之表面反射之光之一影像之任何影像擷取系統。 亦可藉由一準直器取代相機透鏡。再者，可使用一針孔相機。進一步可使用一單一CCD感測器作為相機，或可使用具有僅一個像素列之一線CCD，或具有或未利用一成像透鏡、一準直器之一感測器陣列等，且將其/其等恰放置於柱狀透鏡板前面。即，來自一點源之光或一平行光束將聚焦於柱狀透鏡板前面某處之一聚焦平面中。當將(若干)感測器放置在此聚焦平面中時，將記錄聚焦光點形結構或線形結構，自此可計算柱狀透鏡板之旋轉位置以及柱狀透鏡之透鏡節距。(若干)感測器亦可移動朝向及遠離柱狀透鏡板。此容許判定聚焦平面之位置，自此可判定柱狀半徑。再者，作為相機，可使用一線CCD或線性感測器區域，其精確地旋轉以自其記錄獲得柱狀透鏡板之旋轉位置。 除用於測量一柱狀透鏡板之一旋轉位置之外或作為替代，系統及方法亦可用於其他類型之測量，例如，如用於柱狀透鏡板之品質控制中。例如，已發現反射線實際上由一系列點形結構組成，使用一點光源及聚焦於點形結構上之相機或更確切虛擬點源可最佳觀察到此。各柱狀形成一個此點形結構。接著，可自此等點形結構之間之距離測量柱狀節距。此外，聚焦平面至柱狀透鏡之距離被認為與柱狀透鏡之半徑相關。當使相機聚焦時，可判定此焦距。若需要運用不同照明，則可藉由使柱狀透鏡對焦而判定至柱狀透鏡之距離。藉由減去兩個距離，可在已知光源距離時計算柱狀透鏡之半徑。此外，當在相機之兩個側上且距相機近似相等距離處使用兩個點光源時，各自點形結構將展示相對於彼此之一位移。假若所關注區域在其中穿過相機且在柱狀透鏡板上垂直之一線與柱狀透鏡板交叉之區中，則當平均化此等位置時，可獲得相對精確之透鏡節距值。亦已發現藉由使光源/相機在柱狀透鏡板上方移動或反之亦然，可獲得關於不均勻性之資訊，諸如柱狀節距變動、柱狀旋轉變動(例如，假使柱狀並不筆直)、柱狀形狀變動等。透鏡節距變動呈現為點形結構之間之距離之一變動，而柱狀旋轉變動呈現為反射線之角度之一變化。在柱狀透鏡之方向上使用一長的且細的線形光源亦將揭露關於柱狀透鏡在其等之長度方向上不均勻之資訊，諸如透鏡節距變動及透鏡旋轉變動。藉由使此一線形光源在垂直於柱狀方向之方向上移動同時將相機保持在一固定位置處，可執行缺陷分析。此外，與柱狀方向成一角度(例如，45°)之一線源將揭露關於柱狀透鏡之形狀之資訊。代替一線形光源，可使用沿一直線定位之數個點源。應注意，當使用一點源來獲得關於透鏡節距之資訊時，尤其當應在單次對焦中聚集關於許多柱狀透鏡之透鏡節距之資訊時，可能必須針對每一柱狀形狀校準方法。在此情況中，點形結構之間之分離對於恆定透鏡節距可能並非恆定的。此可藉由使用照明整個所關注區域且垂直於柱狀透鏡板之一平行光束而克服。當使一相機聚焦於柱狀之焦點點形結構上時，點形結構之間之分離可為恆定的且因此與柱狀形狀無關。在此情況中，點形結構將變成短線。作為一平行光束，可使用自一雷射至具有一透鏡之一點源變化至一指向性背光等之任何技術。代替一次照明整個所關注區域之一平行光束，亦可用一雷射束在所關注區域上方掃描。若在一暗房中完成，則相機之快門在掃描期間可保持敞開。此外，當使用具有極小節距之柱狀透鏡時，在來自運用一平行光束之照明之反射光中可看見一繞射圖案。第一、第二等繞射級之角度與柱狀節距直接相關，以此方式可判定該節距。 應注意，系統及方法可用於自動立體顯示器之領域中，其中一柱狀透鏡板用來使顯示器能夠自該顯示器上之各給定點發射一視錐，該視錐至少包括一場景之一左視圖及一右視圖。此使觀看者在相應地定位於視錐內時能夠用各眼看見一不同影像。特定自動立體顯示器(有時稱為自動多視點顯示器)提供相同場景之多個視圖，而非僅一左視圖及一右視圖。此容許觀察者在視錐中採取多個位置，即，在顯示器前面左右移動，而仍獲得對場景之一立體感知。由C. van Berkel等人發表於SPIE Proceedings 1996年第2653卷之第32至39頁中及GB-A-2196166中之標題為「Multiview 3D - LCD」之一文獻中描述此等自動立體顯示器之實例。 在此一自動立體顯示器中，可使用一透鏡模組，該透鏡模組可尤其包含一柱狀透鏡板，該柱狀透鏡板應放置成與一2D開放單元(指具有驅動器IC及PCB之一面板，而非組裝有背光及電力組件之完整模組，其另外亦稱為「2D顯示模組」)之像素行成一經限定角度。原則上，角度可為任何角度但應為一經限定角度。透鏡模組可借助於一透明膠附接至2D開放單元。在膠固化之前，透鏡模組應對準成相對於2D開放單元成該經限定角度。所需旋轉對準準確度(即，與預期旋轉位置之偏差)大致為約0.02 mrad至0.2 mrad，但可取決於應用亦可更低或更高。 如至少發明者內部已知之用於將透鏡模組接合至2D顯示模組之一程序可如下。1.將一2D開放單元放置於一接合單元上。2.進行連接以能夠在2D開放單元上顯示圖片。3.將膠施配於2D開放單元上。4.將透鏡模組放置於膠上。5.在2D開放單元上顯示一對準圖片。6.使用觀察到的圖片(其由藉由透鏡模組修改之對準圖片構成)之特定特徵判斷旋轉對準之品質。7.使透鏡模組相對於2D開放單元旋轉，直至觀察到的圖片之特定特徵在指定邊界內。8.固化膠藉此獲得一所謂的「3D開放單元」。9.移除至3D開放單元之連接。10.自接合單元移除3D開放單元。 步驟5至7之一實例可發現於US 8421934 B2中。不利的是，2D顯示模組上之連接器係易碎的且當其等受損時，整個2D開放單元無法再使用。因此，產量損失之風險及後果係高的。不利的是，生產設備中之連接器可受損，而導致生產停止，或在引入一缺陷之後引起對全部顯示器之損壞。生產設備上之風險/缺點可能比對產品之損壞更為嚴重。程序亦涉及額外處理步驟，此導致時間及錯誤風險之一增加(特定言之關於步驟2及5)。對準圖片取決於2D光學單元及透鏡模組設計兩者。因此，對於2D開放單元及透鏡模組之每一組合，應產生一新的對準圖片，此係繁瑣的。為能夠顯示一對準圖片，需要額外硬體，諸如具有專用軟體、一背光模組之一PC等。 如本說明書中描述之系統及方法提供一「被動」替代，其中其無需啟動2D顯示模組，而仍能夠達成所要旋轉對準準確度。系統及方法可用於生產設備中或用於生產設備以(半)自動地製造利用柱狀透鏡(lenticular lens/lenticular-like lens)之自動立體顯示器。系統及方法亦可應用於具有其中一柱狀透鏡結構起作用之光學系統之其他類型之3D顯示器。 根據如本說明書中描述之系統及方法，用於將透鏡模組接合至2D顯示模組之一般程序現可如下：1)將一2D開放單元放置於一接合單元上。2)將膠施配於2D開放單元上。3)將透鏡模組放置於膠上。4)判定2D顯示模組之旋轉位置。5)判定透鏡模組之旋轉位置。6)計算2D顯示模組與透鏡模組之間之角度差。7)使透鏡模組相對於2D開放單元旋轉，直至角度差在指定邊界內。8)固化膠藉此獲得一3D開放單元。9)自接合單元移除3D開放單元。此程序之其他變體同樣可想像且在熟習自動立體顯示器或顯示器生產技術之技術者之可及範圍內。 應注意，當測量透鏡模組相對於一2D顯示模組之旋轉位置時，可比較反射線之角度與一參考。選項包含但不限於：a)使用水平反射/透射線。b)使用存在於大多數2D顯示模組之作用區域外之對準標記。c)使用來自2D顯示模組之作用區域之側之反射光及/或透射光。d)使用2D顯示模組之邊緣或其他機械特徵。亦可首先測量2D顯示模組之旋轉對準，接著放置透鏡模組且接著判定透鏡模組之旋轉對準。其他序列亦可行。進一步應注意，代替機械調整透鏡模組之旋轉位置，亦可調整2D顯示模組之旋轉位置。 此外，一般而言，應注意，當柱狀透鏡相對於顯示器未傾斜而是平行於像素行時，結合特定2D顯示模組應用一光源可產生兩個反射線，該等反射線皆為水平的且因此彼此重疊。由於來自透鏡模組之反射線更細但亦更強，故如本伸自影像分析之領域已知，其可使用適當影像分析進行偵測。或者，可改變相機及光源之位置及角度以分離兩個反射線。 圖11展示如由相機擷取之一光圖案之一特寫相片。可見線形結構062實際上可由個別點形結構構成，其中各點形結構與來自一特定柱狀透鏡之反射相關且，其等在一起形成線形結構062。取決於柱狀透鏡板之類型，線形結構062亦可具有一不同組成。 圖12展示用於測量一柱狀透鏡板之一旋轉位置之一方法200，該方法200可但無需對應於圖1之系統100之一操作。方法200包括，在名為「發射光」之一操作中，將光發射210至柱狀透鏡板之一表面之至少部分上。方法200進一步包括，在名為「擷取影像」之一操作中，擷取220由表面反射或透射穿過表面之光之一影像，藉此獲得展示一光圖案之一影像。方法200進一步包括，在名為「分析影像」之一操作中，基於對光圖案之一分析判定230柱狀透鏡板相對於與影像相關聯之一座標系統之旋轉位置。將明白，該方法可實施成一電腦程式之形式，該電腦程式包括用於引起一處理器系統執行該方法之指令。執行該方法可包括控制一光源以發射光、控制一相機以擷取影像等。該方法亦可在專用硬體中實施，或實施為上述之一組合。 電腦程式可以一非暫時性方式儲存於一電腦可讀媒體上。該非暫時性儲存可包括提供一系列機器可讀實體標記及/或具有不同電氣(例如，磁性)或光學性質或值之一系列元件。電腦程式產品之實例包含記憶體裝置、光學儲存裝置、積體電路、伺服器、線上軟體等。 應注意，術語「處理器」可指代一單一微處理器，或由執行適當軟體之一或多個微處理器構成之一處理子系統。一實施例係一工作站。軟體可已被下載及/或儲存於一對應記憶體(例如，一揮發性記憶體(諸如RAM)或一非揮發性記憶體(諸如快閃))中。或者，實施方案可呈可程式化邏輯之形式，例如，作為一場可程式化閘陣列(FPGA)。一般而言，實施方案可呈一電路之形式。 應注意，上述實施例繪示而非限制本發明，且熟習此項技術者將能夠設計許多替代實施例。 在申請專利範圍中，放置在括弧之間之任何元件符號不應解釋為限制該請求項。動詞「包括」及其詞形變化之使用並不排除存在除在一請求項中陳述之元件或步驟外之元件或步驟。一元件前之冠詞「一(a/an)」不排除存在複數個此等元件。可借助於包括數個相異元件之硬體且借助於一適合程式化之電腦實施本發明。在列舉數個構件之裝置請求項中，此等構件之數個構件可由一個硬體及相同硬體品項具體實施。在互不相同附屬請求項中敘述特定措施之純粹事實並不指示無法有利地使用此等措施之一組合。

020‧‧‧柱狀透鏡板
022‧‧‧複數個柱狀透鏡
040‧‧‧虛線箭頭/由柱狀透鏡板反射之光
042‧‧‧虛線箭頭/透射穿過柱狀透鏡板之光
060‧‧‧如由相機擷取之光圖案
062‧‧‧第一線形結構/傾斜線形結構
064‧‧‧第二線形結構
066‧‧‧線形結構之間之距離
068‧‧‧水平線形結構
069‧‧‧閃光燈之直接反射
080‧‧‧通過相機以及第一光源及第二光源之虛擬平面
100‧‧‧用於測量柱狀透鏡板之旋轉位置之系統
120‧‧‧第一光源
130‧‧‧第二光源
140‧‧‧相機
142‧‧‧影像資料
144‧‧‧相機之視域
146‧‧‧感測器
148‧‧‧感測器列
160‧‧‧處理器
200‧‧‧用於測量柱狀透鏡板之旋轉位置之方法
210‧‧‧發射光
220‧‧‧擷取影像
230‧‧‧分析影像

自下文中描述之實施例明白且將參考該等實施例闡明本發明之此等及其他態樣。在圖式中， 圖1展示用於測量一柱狀透鏡板之一旋轉位置之一系統； 圖2展示記錄由柱狀透鏡板反射之光之一相機； 圖3展示記錄透射穿過柱狀透鏡板之光之相機； 圖4繪示呈一線形結構之形式之一光圖案； 圖5展示如由相機擷取之一光圖案之一相片； 圖6展示定位於相機前面以部分但非完全阻擋相機之一視域之一光源； 圖7展示定位於相機之相對側處之兩個光源； 圖8展示定位於沿一虛擬平面之實體空間中之兩個光源，且相機經定向使得感測器元件列大體上平行於虛擬平面； 圖9繪示來自兩個光源之一光圖案，其中光圖案包括相互位移之兩個線形結構； 圖10展示圖9之一剪裁視圖，其繪示一距離測量； 圖11展示如由相機擷取之一光圖案之一特寫相片；及 圖12展示用於測量一柱狀透鏡板之一旋轉位置之一方法。 應注意，在不同圖中具有相同元件符號之品項具有相同結構特徵及相同功能，或係相同信號。在已說明此一品項之功能及/或結構之情況下，詳細描述中不必重複其說明。

020‧‧‧柱狀透鏡板

022‧‧‧複數個柱狀透鏡

100‧‧‧用於測量柱狀透鏡板之旋轉位置之系統

120‧‧‧第一光源

140‧‧‧相機

142‧‧‧影像資料

160‧‧‧處理器

Claims (15)

1. 一種用於測量包括一長形柱狀透鏡陣列之一柱狀透鏡板(020)之一旋轉位置之系統(100)，該系統包括： 一光源(120)，其配置於該柱狀透鏡板之兩個側之一第一側處以將光發射至該柱狀透鏡板之一表面之至少部分上； 一相機(140)，其配置於該柱狀透鏡板之該兩個側之一第二側處以擷取由該表面反射(040)或透射(042)穿過該表面之該光之一影像，藉此獲得展示一光圖案(060)之一影像；及 一處理器(160)，其經組態以基於對該影像中之該光圖案之一分析判定該柱狀透鏡板相對於與該影像相關聯之一座標系統之該旋轉位置。
2. 如請求項1之系統(100)，其中該處理器(160)經組態以： 分析該影像以識別該光圖案(060)中之一線形結構(062)； 自該線形結構之一或多個性質判定該柱狀透鏡板(020)之該旋轉位置。
3. 如請求項2之系統(100)，其中該處理器(160)經組態以： 判定該影像(060)中之該線形結構(062)之一定向； 基於該線形結構之該定向判定該柱狀透鏡板(020)之該旋轉位置。
4. 如請求項1至3中任一項之系統(100)，其中該相機(140)經定向而使其光軸大體上垂直於該柱狀透鏡板(020)。
5. 如請求項1至3中任一項之系統(100)，其中該光源(120)及該相機(140)係沿大體上垂直於該柱狀透鏡板(020)之該表面之一軸按一距離同軸定位。
6. 如請求項1至3中任一項之系統(100)，其中該光源(120)及該相機(140)定位於經定向而大體上垂直於該等長形柱狀透鏡之一縱向方向之一虛擬平面中。
7. 如請求項6之系統(100)，其中該相機(140)包括由感測器元件列(148)組成之一感測器(146)，且其中該相機經定向使得該等感測器元件列大體上平行於該虛擬平面。
8. 如請求項2或3之系統(100)，其中該光源係一第一光源(120)且該線形結構係一第一線形結構(062)，其中系統進一步包括： 一第二光源(130)，其用於將光發射至該柱狀透鏡板(020)之該表面之至少部分上； 且其中該處理器(160)經組態以： 分析該影像以識別該光圖案(060)中之一第二線形結構(064)； 基於該第一線形結構與該第二線形結構之性質之一比較判定該柱狀透鏡板之該旋轉位置。
9. 如請求項8之系統(100)，其中該比較係該影像中之該第一線形結構與該第二線形結構之各自位置(066)之比較。
10. 如請求項8之系統(100)，其中該第一光源(120)及該第二光源(130)發射具有可在自該相機(140)獲得之該影像資料中區分之不同光學性質之光。
11. 如請求項10之系統(100)，其中該第一光源(120)及該第二光源(130)發射具有一不同色彩之光。
12. 如請求項8之系統(100)，其中該第一光源(120)及該第二光源(130)定位於該相機之相對側處。
13. 如請求項1至3中任一項之系統(100)，其中該處理器(160)經組態以在分析該光圖案(060)之前將一假影縮減濾波應用於該影像。
14. 一種用於測量包括一長形柱狀透鏡陣列之一柱狀透鏡板之一旋轉位置之方法(200)，該方法包括： 將光發射(210)至該柱狀透鏡板之一表面之至少部分上； 擷取(220)由該表面反射或透射穿過該表面之該光之一影像，藉此獲得展示一光圖案之一影像；及 基於對該光圖案之一分析判定(230)該柱狀透鏡板相對於與該影像相關聯之一座標系統之該旋轉位置。
15. 如請求項14之方法(200)，其中該方法用於包括該柱狀透鏡板之一產品或裝置之製造中。