CN116569028A - 用于ar计量工具的照射系统 - Google Patents

Abstract

本文中所述实施方式提供测量系统的光引擎和使用这些光引擎的方法。该测量系统包括能操作以照射光学装置的第一光栅的光引擎。该光引擎通过来自光引擎的光投射图案。该光引擎向该第一光栅投射图案使得可从一个或多个影像提取计量度量，该一个或多个影像由该测量系统的检测器所捕捉。这些计量度量通过处理该影像而被提取。这些计量度量确定该光学装置是否符合影像质量标准。

Description

用于AR计量工具的照射系统

背景

技术领域

本公开内容的实施方式大体涉及用于增强现实、虚拟现实、和混合现实的光学装置。更特定地，本文中所述实施方式提供测量系统的光引擎和使用该光引擎的方法。

背景技术

一般认为虚拟现实是一种计算机生成的模拟环境，用户在其中具有明显的物理存在性。虚拟现实体验能以3D生成并通过头戴式显示器(HMD)观看，诸如是眼镜或其他具有近眼显示面板作为镜片的可穿戴显示装置，以显示替代实际环境的虚拟现实环境。

然而，增强现实能实现一种体验，让用户能够在该体验中仍能透视眼镜或其他HMD装置的显示镜片来观看周围环境，且也能看到被生成用于显示且显现为环境的一部分的虚拟物体影像。增强现实能包括任何类型的输入，诸如音频和触觉输入，还有提高或增强用户所体验的环境的虚拟影像、图形、和视频。作为新兴技术，增强现实有着许多挑战和设计限制。

一个此类挑战是针对影像质量标准来测量光学装置。为确保达到影像质量标准，必须取得所制成的光学装置的计量度量(metric)。然而，现存的测量系统缺少所欲的视场并苦于重影成像(ghost imaging)。因此，本领域中需要的是具有改善的视场和减少重影成像的发生的测量系统和使用该测量系统的方法。

发明内容

在一实施方式中，提供一种测量系统。该测量系统包括载物台，该载物台能操作以固持光学装置或固持其上设置有至少一个光学装置的光学装置基板。该测量系统进一步包括设置在该载物台上方的光引擎。该光引擎包括多个光源。该多个光源能操作以于一波长范围投射光至该光学装置。该光引擎进一步包括第一透镜，该第一透镜能操作以准直来自该多个光源的各光源的光。该光引擎进一步包括设置在该多个光源下方的标线片(reticle)托架(tray)。该标线片托架上设置有多个标线片。该多个标线片的各标线片具有图案，当该光被导引至该多个标线片的各标线片时该图案将被投射。该光引擎进一步包括第二透镜，其能操作以接收投射自该多个标线片的各标线片的该图案。该第二透镜能操作以将该图案投射至该光学装置的输入耦合光栅。

在另一实施方式中，提供一种测量系统。该测量系统包括载物台，该载物台能操作以固持光学装置或其上设置有至少一个光学装置的光学装置基板。该测量系统进一步包括设置在该载物台上方的光引擎。该光引擎包括能操作以向该光学装置投射一个或多个图案的模块。该光引擎能操作以旋转和/或倾斜来调整向该光学装置或该光学装置基板投射的该图案的入射角。该测量系统进一步包括与该光引擎相邻的对准摄影机。该对准摄影机被定位以捕捉该光学装置或该光学装置基板上的一个或多个对准标记的一个或多个影像。该测量系统进一步包括与该光引擎相邻的反射检测器。该反射检测器被定位以检测从这些光学装置投射的出耦合(outcoupled)光束。

在又另一实施方式中，提供一种方法。该方法包括投射图案。该图案通过来自光引擎的光投射。该光引擎被设置在测量系统中。该测量系统包括设置在该光引擎下方的载物台。该测量系统进一步包括设置在该载物台上的托架。该托架包括光学装置或其上设置有至少一个光学装置的光学装置基板，且该光学装置能操作以接收该图案。该测量系统进一步包括朝向该载物台定向的反射检测器。该方法进一步包括检测该图案的一个或多个影像。当通过该光学装置经历全内反射的该图案被出耦合至该反射检测器时检测该影像。该方法进一步包括处理该影像以提取计量度量。

附图说明

为了能详细理解以上所记载的本公开内容的特征的方式，可通过参照实施方式(部分被例示于附图中)来对以上简要概述的本公开内容做更特定的描述。然而，将注意附图仅图示例示性实施方式，而因此不应被认为是其范围的限制，并可认可其他同等有效的实施方式。

图1A是根据本文中所述实施方式的基板的透视正面图。

图1B是根据本文中所述实施方式的光学装置的透视正面图。

图2是根据本文中所述实施方式的测量系统的示意截面图。

图3A至图3E是根据本文中所述实施方式的测量系统的光引擎的配置的示意图。

图4是根据本文中所述实施方式的测量系统的对准摄影机的配置的示意图。

图5是根据本文中所述实施方式的光学装置计量方法的流程图。

为促进理解，在可行之处已使用相同的参考符号以指称附图中共有的相同元件。可设想到一个实施方式的元件与特征可有益地并入其他实施方式中而无需进一步叙述。

具体实施方式

本公开内容的实施方式大体涉及用于增强现实、虚拟现实、和混合现实的光学装置。更特定地，本文中所述实施方式提供测量系统的光引擎和使用该光引擎的方法。该测量系统包括载物台，该载物台能操作以固持光学装置或固持其上设置有至少一个光学装置的光学装置基板。该测量系统进一步包括设置在该载物台上方的光引擎。该光引擎包括多个光源。该多个光源能操作以于一波长范围投射光至该光学装置。该光引擎进一步包括第一透镜，该第一透镜能操作以准直来自该多个光源的各光源的光。该光引擎进一步包括设置在该多个光源下方的标线片托架。该标线片托架具有设置在其上的多个标线片。该多个标线片的各标线片具有一图案，当该光被导引至该多个标线片的各标线片时该图案将被投射。该光引擎进一步包括第二透镜，其能操作以接收自该多个标线片的各标线片投射的该图案。该第二透镜能操作以将该图案投射至该光学装置的输入耦合光栅。该光引擎可也包括用以投射图案的模块。

使用该光引擎的方法包括通过来自光引擎的光投射图案。该方法进一步包括检测该图案的一个或多个影像。当通过该光学装置经历全内反射的该图案被出耦合至该反射检测器时检测该影像。该方法进一步包括处理该影像以提取计量度量。

图1A是根据本文中所述实施方式的基板101的透视正面图。该基板包括多个光学装置100，多个光学装置100设置在基板101的表面103上。在一些实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，光学装置100为用于虚拟现实、增强现实、或混合现实的波导组合器。在一些实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，光学装置100是平的光学装置，诸如超颖表面(metasurface)。

基板101能为本领域中使用的任何基板，且能依基板101的用途而对选定的激光波长为不透明的或透明的。基板101包括(但不限于)硅(Si)、二氧化硅(SiO₂)、熔融硅石、石英、碳化硅(SiC)、锗(Ge)、硅锗(SiGe)、磷化铟(InP)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、氮化硅(SiN)、或含蓝宝石的材料。另外，基板101可有不同形状、厚度、和直径。例如，基板101可有大约150mm到大约300mm的直径。基板101可具有圆形、矩形、或正方形形状。基板101可具有大约300μm到大约1mm之间的厚度。尽管仅显示基板101上有九个光学装置100，但可在基板101的表面103上设置任意数量的光学装置100。

图1B是光学装置100的透视正面图。将理解本文中所述光学装置100为例示性光学装置而可使用其他光学装置或修改其他光学装置以达成本公开内容的方面。光学装置100包括设置在基板101的表面103上的多个光学装置结构102。光学装置结构102可为具有次微米尺寸(例如纳米大小的尺寸)的纳米结构。光学装置结构102的区域对应于一个或多个光栅104，诸如第一光栅104a、第二光栅104b、和第三光栅104c。在一个实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，光学装置100至少包括对应于输入耦合光栅的第一光栅104a和对应于输出耦合光栅的第三光栅104c。在另一实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，光学装置100也包括对应于中间光栅的第二光栅104b。光学装置结构102可为成角度的或二元(binary)的。光学装置结构102可具有其他截面，包括(但不限于)圆形、三角形、椭圆形、正多边形、不规则多边形、和/或不规则形状的截面。

在操作中，第一光栅104a接收来自光引擎的入射光束，这些光束具有一强度。在一个实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，该光引擎是微显示器。入射光束被光学装置结构102分裂成具有入射光束的全部强度的T1光束，以将虚拟影像导引至中间光栅(若有使用)或第三光栅104c。在一个实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，T1光束通过光学装置100经历全内反射(TIR)直到这些T1光束接触该中间光栅的光学装置结构102为止。该中间光栅的光学装置结构102将这些T1光束衍射为T-1光束，这些T-1光束通过光学装置100经历TIR到第三光栅104c的光学装置结构102。第三光栅104c的光学装置结构102将这些T-1光束出耦合至用户的眼睛。被出耦合至用户的眼睛的T-1光束从用户的观点(perspective)显示产生自该光引擎的虚拟影像，并进一步增加用户能从其观看虚拟影像的视角。在另一实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，这些T1光束通过光学装置100经历全内反射(TIR)，直到这些T1光束接触第三光栅104c的光学装置结构102并被出耦合以显示产生自该光引擎的虚拟影像。

为确保光学装置100符合影像质量标准，必须取得所制造的光学装置100的计量度量。各光学装置100的计量度量被测试以确保达成预定的值。本文中所述测量系统200的实施方式提供能以增加的产出量取得多个计量度量的能力。计量度量包括下列的一个或多个：角度均匀性度量、对比度度量、效率度量、色彩均匀性度量、调制传递函数(MTF)度量、视场(FOV)度量、重影影像度量、和眼盒(eye box)度量。

图2是根据本文中所述实施方式的测量系统200的示意截面图。测量系统200包括主体201，该主体201具有第一开口203和第二开口205以允许载物台207从其移动通过。载物台207能操作以在测量系统200的主体201中在X方向、Y方向、和Z方向中移动。载物台207包括托架209，该托架能操作以固持光学装置100(如本文中所示)或其上设置有光学装置100的一个或多个基板101。

测量系统200能操作以取得一个或多个计量度量，包括以下的一个或多个：角度均匀性度量、对比度度量、效率度量、色彩均匀性度量、MTF度量、FOV度量、重影影像度量、或眼盒度量。载物台207和托架209可为透明的，使得通过测量系统200取得的计量度量不被载物台207或托架209的半透明度影响。测量系统200与控制器220通信。控制器220能操作以促进测量系统200的操作。

测量系统200包括上部204和下部206，上部204朝光学装置100的顶侧222定向，下部206朝光学装置100的底侧224定向。测量系统200的上部204包括对准摄影机208、光引擎210、和反射检测器212。对准摄影机208能操作以确定载物台207的位置。对准摄影机208也能操作以确定设置在载物台207上的光学装置100的位置。对准摄影机208包括对准摄影机主体211。光引擎210能操作以投射光。例如，光引擎210能操作以照射光学装置100的第一光栅104a。光引擎210包括光引擎主体213。在一个实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，光引擎210将图案投射至第一光栅104a。反射检测器212检测从光学装置100的第三光栅104c投射的出耦合光束。这些出耦合光束可从光学装置100的顶侧222或底侧224发出。这些出耦合光束可对应于来自光引擎210的图案。该图案的一个或个多影像被反射检测器212检测。可由控制器220处理该图案的一个或多个影像以提取各计量度量。

测量系统200的下部206包括读码器214和透射(transmission)检测器216。读码器214和该透射检测器被定位为与载物台207的另一侧上的对准摄影机208、光引擎210、和反射检测器212相对。读码器214能操作以读取光学装置100的代码，诸如光学装置100的快速响应(QR)码或条形码(barcode)。读码器214所读取的代码可包括识别信息和/或用于取得光学装置100的一个或多个计量度量的指令。透射检测器216检测从第三光栅104c通过光学装置100的底侧224所投射的出耦合光束。在一个实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，透射检测器216被耦合至透射检测器台226。透射检测器台226能操作以在X方向、Y方向、和Z方向中移动透射检测器216。透射检测器台226能操作以调整透射检测器216的位置来加强对投射自第三光栅104c的出耦合光束的检测。

在操作中，通过以光引擎210照射光学装置100的第一光栅104a来取得计量度量。光引擎210将图案投射至一个或多个光学装置100。入耦合(incoupled)光经历TIR直到该光出耦合(例如被反射或透射)到光学装置100外为止。该图案被反射检测器212捕捉为一个或多个影像。该一个或多个影像可对应于红色、绿色、和蓝色通道。该一个或多个影像也可对应于一个或多个不同计量度量。该一个或多个影像为全域(full-field)影像。

图3A是根据本文中所述实施方式的测量系统200的光引擎210的第一配置300A的示意图。第一配置300A包括第一光源302A、第二光源302B、第三光源302C、第一镜(mirror)304A、第二镜304B、第一透镜306、标线片托架308、和第二透镜310。第一光源302A、第二光源302B、第三光源302C、第一镜304A、第二镜304B、第一透镜306、标线片托架308、和第二透镜310被设置在光引擎主体213中。

第一光源302A能操作以投射对应于第一波长或第一波长范围的第一光。在一个实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，第一光源302A是发光二极管(LED)。在另一实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，第一波长或第一波长范围是对应于红光的620nm到750nm。第一光被导引至第一透镜306。

第二光源302B能操作以投射对应于第二波长或第二波长范围的第二光。在一个实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，第二光源302B是LED。在另一实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，第二波长或第二波长范围是对应于绿光的495nm至570nm。第二光源302B向第一镜304A投射第二光。第一镜304A能操作以朝向第一透镜306导引第二光。

第三光源302C能操作以投射对应于第三波长或第三波长范围的第三光。在一个实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，第三光源302C是LED。在另一实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，第三波长或第三波长范围是对应于蓝光的450nm到495nm。第三光源302C向第二镜304B投射第三光。第二镜304B能操作以朝向第一透镜306导引第三光。

第一光源302A、第二光源302B、和第三光源302C不被限制为图3A中显示的取向和位置。例如，第一光源302A可被配置为将第一光投射至第一镜304A或第二镜304B。在一个实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，第一光源302A、第二光源302B、和第三光源302C为点源或扩展源。第一镜304A和第二镜304B能操作以反射朝向第一镜304A和第二镜304B投射的任何波长范围。第一镜304A和第二镜304B可为二向色镜。

第一光、第二光、和第三光被导引至第一透镜306。在一个实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，第一透镜306是准直透镜。第一透镜306能操作以在光(诸如第一光、第二光、或第三光)穿过第一透镜306时准直光。第一透镜306准直该光使得该光具有大约10mm到大约50mm的光径。该光径对应于测量系统200的视场。在一些实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，光源302A、302B、和302C为被定位以将光导引至第一透镜306的扩展光源，以减少照射的空间相干性。在一些实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，第一透镜306从光引擎210被移除以改良产出量。

标线片托架308包括标线片322(即第一标线片322A、第二标线片322B、和第三标线片322C)。第一透镜306准直朝向标线片托架308上的标线片322的光。第一标线片322A、第二标线片322B、和第三标线片322C的各者可包括将被投射至光学装置100的第一光栅104a的图案。第一标线片322A、第二标线片322B、和第三标线片322C的各者可包括不同图案。当第一光源302A、第二光源302B、和第三光源302C的一个将光投射至标线片322使得标线片322被照射时该图案被投射。该图案接着照射第一光栅104a。第一光栅104a对应于光学装置100的输入耦合光栅。标线片托架308能操作以在X方向、Y方向、和Z方向的一个或多个中移动。因此，可调整标线片托架308使得在本文中所述方法的操作期间光透过第一标线片322A、第二标线片322B、和第三标线片322C的一个投射。标线片托架308在Z方向中被调整以改善将被投射的图案的质量。例如，在Z方向中调整标线片托架308可改变入射在标线片322上的光的角度和强度。

第一标线片322A、第二标线片322B、和第三标线片322C的图案的各者可对应于将由测量系统200确定的不同计量度量。例如，标线片322的每个相应图案可允许确定相应计量度量。在一些实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，这些计量度量可对应于同一图案。在其他实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，这些计量度量可能需要多于一个将被提取的图案。另外，第一标线片322A、第二标线片322B、和第三标线片322C的图案的各图案可对应于多个计量度量。因此，需要多个标线片322以取得用于光学装置100的不同计量度量。标线片托架308不限于三个标线片322。标线片托架308能操作以固持多于或少于三个标线片322。例如，在标线片托架308上可设置有标线片322的阵列。

第一光、第二光、和第三光从标线片322被导引至第二透镜310。在一个实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，第二透镜310是目镜透镜(eyepiece lens)。第二透镜310能操作以将来自标线片322的图案导引至第一光栅104a。第二透镜310变换该图案使得第一光栅104a能接收该图案。从标线片322所投射的图案经历TIR直到其从第三光栅104c出耦合为止。第三光栅104c对应于输出耦合光栅。

图3B是根据本文中所述实施方式的测量系统200的光引擎210的第二配置300B的示意图。第二配置300B包括白光源302D、第一透镜306、滤色器托架312、标线片托架308、和第二透镜310。白光源302D、第一透镜306、滤色器托架312、标线片托架308、和第二透镜310被设置在光引擎主体213中。

白光源302D能操作以投射对应于一波长范围的白光。在一个实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，白光源302D是LED。在另一实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，该波长范围是对应于白光的390nm到750nm。滤色器托架312包括第一滤色器314A、第二滤色器314B、和第三滤色器314C。第一滤色器314A能操作以允许白光被过滤使得将被投射至光学装置100的第一光的第一波长或第一波长范围被投射到光学装置100。第二滤色器314B能操作以允许白光被过滤使得第二光的第二波长或第二波长范围被投射至光学装置100。第三滤色器314C能操作以允许白光被过滤使得第三光的第三波长或第三波长范围被投射至光学装置100。滤色器托架312能操作以在X方向、Y方向、和Z方向中的一个或多个方向移动，使得在本文中所述方法的操作期间光通过第一滤色器314A、第二滤色器314B、和第三滤色器314C的一个被投射。

白光源302D将白光导引通过第一透镜306并导引至滤色器托架312。该滤色器托架将白光变换成为经过滤的光，诸如上述的第一光、第二光、或第三光。光被导引至标线片托架308以投射对应于标线片322的图案，如以上参照第一配置300A所述。该图案被导引至第二透镜310。第二透镜310变换该图案使得第一光栅104a能接收该图案。从标线片322投射的图案经历TIR直到其从第三光栅104c出耦合为止。第三光栅104c对应于输出耦合光栅。

图3C是根据本文中所述实施方式的测量系统200的光引擎210的第三配置300C的示意图。第三配置300C包括显示模块316和第二透镜310。显示模块316和第二透镜310被设置在光引擎主体213中。显示模块316包括微LED模块、硅上液晶(LCOS)模块、数字光处理(DLP)模块、或激光投射模块。显示模块316能操作以将图案投射至光学装置100的第一光栅104a。显示模块316能操作以投射多个不同图案至第一光栅104a。显示模块316所投射的各图案可对应于将由测量系统200确定的不同计量度量。各图案可对应于红色、绿色、和蓝色通道。第二透镜310变换该图案使得第一光栅104a能接收该图案。从显示模块316所投射的各图案经历TIR直到其从第三光栅104c出耦合为止。第三光栅104c对应于输出耦合光栅。

图3D是根据本文中所述实施方式的测量系统200的光引擎210的第四配置300D的示意图。第四配置300D包括设置在光引擎主体213中的激光模块318。激光模块318可为激光投射模块或激光扫瞄模块中的一个。激光模块318能操作以将图案投射至光学装置100的第一光栅104a。激光模块318能操作以将多个不同图案投射到第一光栅104a。激光模块318所投射的各图案可对应于将由测量系统200确定的不同计量度量。各图案可对应于红色、绿色、和蓝色通道。该图案可被投射至第一光栅104a的单个像素。激光模块318在第一光栅104a之上扫瞄使得该图案被投射至第一光栅104a的多个像素。从激光模块318投射的各图案经历TIR直到其从第三光栅104c出耦合为止。第三光栅104c对应于输出耦合光栅。

图3E是根据本文中所述实施方式的测量系统200的光引擎210的第五配置300E的示意图。第五配置300E包括模块320和第二透镜310。模块320和第二透镜310被设置在光引擎主体213中。在一个实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，模块320可为显示模块316。在另一实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，模块320可包括光源(即第一光源302A、第二光源302B、第三光源302C、或白光源302D连同滤色器托架312)和标线片托架308上的标线片322。模块320能操作以被旋转和/或倾斜。模块320的旋转允许从模块320投射的光的入射角被调整。例如，模块320通过旋转台旋转和/或倾斜。模块320能操作以将多个不同图案投射至第一光栅104a。模块320投射的各图案可对应于将由测量系统200确定的不同计量度量。各图案可对应于红色、绿色、和蓝色通道。第二透镜310变换图案使得第一光栅104a能接收该图案。通过旋转和/或倾斜模块320，可减少重影成像。由于被投射至第一光栅104a的图案的反射不被直接反射回到模块320和第二透镜310，因此重影成像得以减少。另外，对模块320的旋转和/或倾斜将为测量系统200提供视场扩展。例如，模块320的旋转和/或倾斜提供在大约10度和大约120度之间的视场。

光引擎210的配置300A至300E全部能操作以被运用在测量系统200中。将被使用在测量系统200中的光引擎210的配置300A至300E由光学装置100的设计所决定。进一步，能基于将被测量系统200所测量的光学装置100的所欲用途来选择配置300A至300E。例如，配置300A至300E的视场应当匹配将由光学装置100使用的视场。配置300A至300E被设计用于具有在大约10度和大约120度之间的视场的测量系统200。

图4是根据本文中所述实施方式的测量系统200的对准摄影机208的配置400的示意图。对准摄影机208包括设置在其中的一个或多个摄影机401。一个或多个摄影机401捕捉光学装置100上的一个或多个对准标记407的一个或多个影像。该一个或多个影像在控制器220中处理以确定光学装置100的位置和取向。基于对准标记407的一个或多个影像可沿光学装置100生成用于测量系统200的扫描路径。该扫描路径能操作以校正光学装置100的未对准(misalignment)。对准摄影机208能操作以相对于光引擎210和反射检测器212来校正光学装置100的任何未对准。经由一个或多个对准标记407进行的未对准校正允许光引擎210准确地投射图案至第一光栅104a。例如，对准标记407允许视场与第一光栅104a对准。因此，让视场与第一光栅104a对准且实质上等于第一光栅104a的宽度，通过有效地将光入耦合至第一光栅104a而改善了测量系统200的整体效率。

图5是根据本文中所述实施方式的光学装置计量的方法500的流程图。可运用方法500以投射图案至光学装置100的第一光栅104a。可通过光引擎210的配置300A至300E的任意者来运用方法500。在一个实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，光引擎210能操作以被设置在旋转台上，使得光引擎210可在方法500期间如期望地被旋转和/或倾斜。

在操作501，投射图案。该图案经由光引擎210被投射。如第一配置300A中所显示，可由第一光源302A投射光。该光可从第一光源302A被导引至第一透镜306以准直该光。如第二配置300B中所显示，该光可从白光源302D投射而穿过滤色器托架312的第一滤色器314A。该光可从白光源302D被导引至第一透镜306以准直该光。如第三配置300C中所显示，该光可由显示模块316所投射。如第四配置300D中所显示，该光可由激光模块318所投射。如第五配置300E中所显示，该光可由模块320所投射。该光对应于一波长或一波长范围。

在一些实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，如第一配置300A和第二配置300B中所显示，标线片托架308被定位使得光被投射至标线片托架308。标线片托架308被定位使得设置在标线片托架308上的多个标线片322中的第一标线片322A、第二标线片322B、或第三标线片322C中的一个可接收来自第一透镜306的光。标线片322是基于将确定的一个或多个计量度量所选择的。对应于第一标线片322A、第二标线片322B、或第三标线片322C中的一个的图案被投射至光学装置100的第一光栅104a。经设计的图案可通过第二透镜310被导引至第一光栅104a。第二透镜310是目镜透镜。在其他实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，如第三配置300C、第四配置300D、和第五配置300E中所显示，该图案分别由显示模块316、激光模块318、或模块320中的一个产生。

在操作502，该图案的一个或多个影像被检测。该图案的该一个或多个影像被反射检测器212捕捉。该图案经历TIR直到其被出耦合(例如被反射或透射)并由反射检测器212捕捉为一个或多个影像为止。该一个或多个影像被处理以提取计量度量。这些影像为全域影像。该一个或多个影像可在控制器220(图示在图2中)中被处理。控制器220可为远程控制器220，其能操作以接收该一个或多个影像。控制器220可包括被配置为处理储存在存储器中的计算机能执行的指令的中央处理单元(CPU)。这些计算机能执行的指令可包括被配置为用以提取计量度量的演算法(algorithm)。例如，控制器220被配置为用以进行本文中所述方法500的实施方式，诸如处理一个或多个影像以确定对应于该一个或多个影像中所捕捉的个别图案的计量度量的值。本领域的技术人员将理解控制器220的一个或多个元件可位于远程并经由网络存取。

在操作503，针对后续图案重复操作501和操作502。后续图案的各者可通过对应于一波长或一波长范围的光来投射。例如，各图案可为红色、绿色、或蓝色通道。如图3A和图3B中显示，第一配置300A和第二配置300B各包括标线片托架308，使得后续图案的各图案可对应于一不同标线片322。如图3C至图3E中所显示，第三配置300C、第四配置300D、和第五配置300E分别包括显示模块316、激光模块318、或模块320，使得后续图案的各图案可由显示模块316、激光模块318、或模块320来产生。在一个实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，各后续图案不同于先前的图案。在另一实施方式中(其能与本文中所述其他实施方式结合)，各后续图案与先前的图案相同。

总结来说，本文中描述测量系统的光引擎和使用该些光引擎的方法。该测量系统包括能操作以照射光学装置的第一光栅的光引擎。该光引擎投射图案至该第一光栅使得可从该测量系统的检测器所捕捉的一个或多个影像提取计量度量。计量度量确定该光学装置是否符合影像质量标准。该光引擎能操作以旋转和倾斜使得可减少重影成像。另外，测量系统的对准摄影机允许该测量系统中的未对准校正。

尽管上述针对本公开内容的实施方式，但可在不背离本公开内容的基本范围之下设计本公开内容的其他实施方式，且本公开内容的范围由随附权利要求确定。

Claims (20)

1.一种测量系统，包含：

载物台，所述载物台能操作以固持光学装置或固持其上设置有至少一个光学装置的光学装置基板；和

光引擎，所述光引擎设置在所述载物台上方，所述光引擎包括：

多个光源，所述多个光源能操作以在一波长范围向所述光学装置投射光；

第一透镜，所述第一透镜能操作以准直来自所述多个光源的各光源的所述光；

标线片托架，所述标线片托架设置在所述多个光源下方，所述标线片托架具有设置在其上的多个标线片，所述多个标线片的各标线片具有图案，

当所述光被导引至所述多个标线片的各标线片时所述图案将被投射；和

第二透镜，所述第二透镜能操作以接收投射自所述多个标线片的各标线片的所述图案，所述第二透镜能操作以将所述图案投射至所述光学装置的输入耦合光栅。

2.如权利要求1所述的测量系统，其中所述光引擎被耦合至旋转台，所述旋转台能操作以旋转或倾斜所述光引擎。

3.如权利要求1所述的测量系统，其中所述多个光源包括第一光源、第二光源、和第三光源，所述第一光源能操作以投射620nm到750nm的第一波长范围，所述第二光源能操作以投射495nm到570nm的第二波长范围，所述第三光源能操作以投射450nm到495nm的第三波长范围。

4.如权利要求1所述的测量系统，进一步包含与所述光引擎相邻的对准摄影机，所述对准摄影机能操作以捕捉在所述光学装置上或所述光学装置基板上的一个或多个对准标记的一个或多个影像。

5.如权利要求1所述的测量系统，其中所述光引擎包括多个镜，所述多个镜能操作以将来自所述多个光源的所述光向所述第一透镜导引。

6.如权利要求1所述的测量系统，进一步包含与所述光引擎相邻的反射检测器，所述反射检测器被定位以检测从所述多个标线片的各标线片投射的所述图案。

7.如权利要求1所述的测量系统，进一步包含透射检测器，所述透射检测器被定位在与所述光引擎相对的所述载物台的一侧，所述透射检测器能操作以检测从所述多个标线片的各标线片投射的所述图案。

8.一种测量系统，包含：

载物台，所述载物台能操作以固持光学装置或其上设置有至少一个光学装置的光学装置基板；

光引擎，所述光引擎设置在所述载物台上方，所述光引擎包括：

模块，所述模块能操作以向所述光学装置投射一个或多个图案，其中

所述光引擎能操作以旋转和/或倾斜来调整向所述光学装置或所述光学装

置基板投射的所述图案的入射角；

对准摄影机，所述对准摄影机与所述光引擎相邻，所述对准摄影机被定位以捕捉在所述光学装置或所述光学装置基板上的一个或多个对准标记的一个或多个影像；和

反射检测器，所述反射检测器与所述光引擎相邻，所述反射检测器被定位以检测从所述光学装置投射的出耦合光束。

9.如权利要求8所述的测量系统，其中所述光引擎进一步包括第二透镜，所述第二透镜能操作以接收所述图案，所述第二透镜能操作以将所述图案投射至所述光学装置的输入耦合光栅。

10.如权利要求8所述的测量系统，其中所述图案可各对应于红色、绿色、和蓝色通道。

11.如权利要求8所述的测量系统，其中是能操作以投射所述一个或多个图案的微LED模块、硅上液晶(LCOS)模块、数字光处理(DLP)模块、或激光投射模块。

12.如权利要求8所述的测量系统，其中所述模块是能操作以投射所述一个或多个图案的激光投射模块或激光扫描模块。

13.如权利要求8所述的测量系统，其中所述光引擎的视场在大约10度和大约100度之间。

14.如权利要求8所述的测量系统，其中所述载物台是透明的。

15.一种方法，包含：

投射图案，所述图案通过来自光引擎的光投射，所述光引擎设置在测量系统中，所述测量系统具有：

载物台，所述载物台设置在所述光引擎下方；

托架，所述托架设置在所述载物台上，所述托架具有光学装置或其上设置有至少一个光学装置的光学装置基板，所述光学装置能操作以接收所述图案；和

反射检测器，所述反射检测器朝向所述载物台定向；

检测所述图案的一个或多个影像，当通过所述光学装置经历全内反射的所述图案被出耦合至所述反射检测器时，检测所述影像；和

处理所述影像以提取计量度量。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述光的光宽度实质上等于所述光学装置的输入耦合光栅的宽度。

17.如权利要求15所述的方法，进一步包含：当投射所述光时旋转或倾斜所述光引擎。

18.如权利要求15所述的方法，进一步包含：运用所述测量系统的对准摄影机以相对于所述光引擎校正所述光学装置的未对准。

19.如权利要求15所述的方法，其中所述计量度量包括下列的一个或多个：角度均匀性度量、对比度度量、效率度量、色彩均匀性度量、调制传递函数(MTF)度量、视场(FOV)度量、重影影像度量、眼盒度量。

20.如权利要求15所述的方法，进一步包含：针对后续图案来重复所述方法。