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TWI896791B - 用於光學裝置的在線計量系統、設備及方法 - Google Patents

用於光學裝置的在線計量系統、設備及方法

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Publication number
TWI896791B
TWI896791B TW110138068A TW110138068A TWI896791B TW I896791 B TWI896791 B TW I896791B TW 110138068 A TW110138068 A TW 110138068A TW 110138068 A TW110138068 A TW 110138068A TW I896791 B TWI896791 B TW I896791B
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optical device
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light
subsystem
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孫陽陽
傅晉欣
大東和也
魯多維 葛迪
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美商應用材料股份有限公司
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Abstract

本揭示案之實施例係關於用於增強、虛擬及/或混合現實應用之光學裝置。在一或更多個實施例中，光學裝置計量系統經配置以針對光學裝置量測複數個第一指標及一或更多個第二指標，一或更多個第二指標包括顯示洩漏指標。

Description

用於光學裝置的在線計量系統、設備及方法
本揭示案之實施例係關於用於增強、虛擬及/或混合現實應用之光學裝置。在一或更多個實施例中，光學裝置計量系統經配置以量測光學裝置之複數個透視指標。
虛擬現實大體被視為電腦所產生之模擬環境，其中使用者具有表觀的實體存在。虛擬現實體驗可以3D形式產生，並藉由頭戴式顯示器(head-mounted display; HMD)觀看，諸如，眼鏡或其他可穿戴之顯示裝置，該等顯示裝置具有近眼顯示面板作為透鏡以顯示替代實際環境之虛擬現實環境。
然而，增強現實實現了一種體驗，使用者在其中仍可透視眼鏡或其他HMD裝置之顯示透鏡以檢視周圍環境，還亦可看到為顯示而產生之虛擬物件的影像，並作為環境的一部分出現。增強現實可包括任何類型之輸入，諸如，音訊及触覺輸入，以及強化或增強使用者所體驗之環境的虛擬影像、圖形及視訊。作為新興技術，增強現實面臨許多挑戰及設計限制。
一個此種挑戰為顯示疊加在周圍環境上之虛擬影像。增強型波導組合器用以輔助疊加影像。已產生之光輸入耦合至增強型波導組合器中，經由增強型波導組合器傳播，自增強型波導組合器輸出耦合，並疊加在周圍環境上。使用表面浮雕光柵使光耦合至增強型波導組合器中及耦合出增強型波導組合器。可能無法充分控制輸出耦合之光的強度。
因此，此項技術中需要光學裝置計量系統及方法。
本揭示案之實施例係關於用於增強、虛擬及/或混合現實應用之光學裝置。在一或更多個實施例中，光學裝置計量系統經配置以針對光學裝置量測複數個第一指標及一或更多個第二指標，一或更多個第二指標包括顯示洩漏指標。
在一個實施中，一種光學裝置計量系統包括經配置以沿載物臺路徑移動托盤之載物臺，及第一子系統。該第一子系統包括具有第一開口及第二開口以允許載物臺移動經過該第一開口及該第二開口之第一主體，及定位在第一主體內且安裝在載物臺路徑上方之第一光引擎。第一光引擎經配置以將第一光束導向載物臺路徑。第一光引擎包括第一照明器，且該第一照明器包括第一光源及第一投射結構。該第一光引擎包括沿光學路徑定位在第一照明器與載物臺路徑之間的第一透鏡，及經配置以使第一光束沿90度拐彎轉向載物臺路徑之一或更多個二維電鏡。第一子系統包括第一偵測器，其定位在第一主體內且安裝在載物臺路徑上方以接收自載物臺路徑向上投射之第一投影光束。第一子系統包括第二偵測器，其定位在第一主體內且安裝在載物臺路徑下方以接收自載物臺路徑向下投射之第二投影光束。該光學裝置計量系統包括第二子系統，且該第二子系統包括第二主體，其具有第一開口及第二開口以允許載物臺移動經過該第二主體之該第一開口及該第二開口。該第二子系統包括定位在第二主體內且安裝在載物臺路徑上方之第二光引擎。第二光引擎經配置以將第二光束導向載物臺路徑。第二子系統包括面部照明偵測器，其經配置以接收自載物臺路徑向上投射之第三投射光束。該光學裝置計量系統包括與載物臺、第一子系統及第二子系統通訊之控制器。該控制器包括指令，當被執行時，該等指令導致載物臺將光學裝置定位在第一子系統內以使該光學裝置與第一子系統之第一偵測器及第二偵測器對準。該等指令導致第一光引擎將第一光束導向光學裝置，且該引導包括使該等第一光束沿90度拐彎轉向載物臺路徑。該等指令亦導致第一偵測器擷取自光學裝置投射之第一投射光束的複數個第一影像，且導致第二偵測器擷取自光學裝置投射之第二投射光束的複數個第二影像。該等指令亦導致處理該複數個第一影像或該複數個第二影像中之一或更多者以決定光學裝置之複數個第一指標。該等指令亦導致載物臺將光學裝置定位在第二子系統內以使光學裝置與第二子系統之面部照明偵測器對準。該等指令亦導致第二光引擎將第二光束導向光學裝置，且面部照明偵測器擷取自光學裝置投射之第三投射光束的複數個第三影像。該等指令亦導致處理該複數個第三影像以決定光學裝置之一或更多個第二指標，該一或更多個第二指標包括顯示洩漏指標。
在一個實施中，一種光學裝置計量系統包括經配置以沿載物臺路徑移動托盤之載物臺，及第一子系統。該第一子系統包括具有第一開口及第二開口以允許載物臺移動經過該第一開口及該第二開口之第一主體，定位在第一主體內且安裝在載物臺路徑上方之第一光引擎。第一光引擎經配置以將第一光束導向載物臺路徑。第一光引擎包括第一照明器，且該第一照明器包括第一光源及第一投射結構。該第一光引擎包括沿光學路徑定位在第一照明器與載物臺路徑之間的第一透鏡，及經配置以使第一光束沿90度拐彎轉向載物臺路徑之一或更多個二維電鏡。該第一子系統包括定位在第一主體內且安裝在載物臺路徑上方以接收自載物臺路徑向上投射之第一投射光束的第一偵測器，及定位在第一主體內且安裝在載物臺路徑下方以接收自載物臺路徑向下投射之第二投射光束的第二偵測器。該光學裝置計量系統包括第二子系統。該第二子系統包括第二主體，其具有第一開口及第二開口以允許載物臺移動經過該第二主體之該第一開口及該第二開口。該第二子系統包括定位在第二主體內且安裝在載物臺路徑上方之第二光引擎。第二光引擎經配置以將第二光束導向載物臺路徑。第二子系統包括面部照明偵測器，其經配置以接收自載物臺路徑向上投射之第三投射光束。
在一個實施中，一種分析光學裝置之方法包括將光學裝置定位在第一子系統內以使該光學裝置與該第一子系統之第一偵測器及第二偵測器對準，及自第一子系統之第一光引擎引導第一光束並導向光學裝置。該引導包括使該等第一光束沿90度拐彎轉向載物臺路徑。該方法包括使用第一子系統之第一偵測器擷取自光學裝置投射之第一投射光束的複數個第一影像，及使用第一子系統之第二偵測器擷取自光學裝置投射之第二投射光束的複數個第二影像。該方法包括處理該複數個第一影像或該複數個第二影像中之一或更多者以決定光學裝置之複數個第一指標，及將光學裝置定位在第二子系統內以使光學裝置與第二子系統之面部照明偵測器對準。該方法包括自第二子系統之第二光引擎引導第二光束並導向光學裝置，及使用第二子系統之面部照明偵測器擷取自光學裝置投射之第三投射光束的複數個第三影像。該方法包括處理複數個第三影像以決定光學裝置之一或更多個第二指標。該一或更多個第二指標包括顯示洩漏指標。
本揭示案之實施例係關於用於增強、虛擬及/或混合現實應用之光學裝置。在一或更多個實施例中，光學裝置計量系統經配置以量測光學裝置之複數個透視指標。
第1A圖為根據一個實施之基板101的透視正面圖。基板包括安置在基板101之表面103上的複數個光學裝置100。光學裝置100為用於虛擬、增強及/或混合現實之波導組合器。光學裝置100可為基板101的一部分，使得光學裝置100可被切割以與基板101分離。
第1B圖為根據一個實施之光學裝置100的透視正面圖。應理解，本文所述之光學裝置100為例示性光學裝置，且其他光學裝置（諸如，除了波導組合器以外之光學裝置）可與本揭示案之態樣一起使用或經修改以實現本揭示案之態樣。
光學裝置100包括安置在基板101之表面103上的複數個光學裝置結構102。光學裝置結構102可為具有亞微米尺寸（例如，奈米大小之尺寸）的奈米結構。光學裝置結構102之區域對應於一或更多個光柵104，諸如，第一光柵104a、第二光柵104b及第三光柵104c。在可與其他實施例組合之一個實施例中，光學裝置100至少包括對應於輸入耦合光柵之第一光柵104a及對應於輸出耦合光柵之第三光柵104c。在可與本文所述之其他實施例組合的一個實施例中，光學裝置100亦包括對應於中間光柵之第二光柵104b。光學裝置結構102可為有角度的或二元的。光學裝置結構102為矩形的。光學裝置結構102可具有其他形狀，包括但不限於圓形、三角形、橢圓形、規則多邊形、不規則多邊形及/或不規則形狀的橫截面。
在操作中（諸如，用於增強現實眼鏡），輸入耦合光柵104a自微顯示器接收具有強度之入射光束（虛擬影像）。入射光束可由光學裝置結構102分成具有所有入射光束強度之T1個光束，以便將虛擬影像導向中間光柵104b（若使用）或輸出耦合光柵104c。在可與其他實施例組合之一個實施例中，T1個光束經由光學裝置100經歷全內反射(total-internal-reflection; TIR)，直至T1個光束開始與中間光柵104b之光學裝置結構102接觸為止。中間光柵104b之光學裝置結構102將T1個光束繞射成T-1個光束，該些T-1個光束經由光學裝置100經歷TIR，到達輸出耦合光柵104c之光學裝置結構102。輸出耦合光柵104c之光學裝置結構102將T-1個光束輸出耦合至使用者之眼睛，以自使用者之角度調變微顯示器所產生之虛擬影像的視場，並進一步增加使用者可檢視虛擬影像之視角。在可與其他實施例組合之一個實施例中，T1個光束經由光學裝置100經歷全內反射(TIR)直至T1個光束開始與輸出耦合光柵之光學裝置結構102接觸為止，並經輸出耦合以調變微顯示器所產生之虛擬影像的視場。
為了便於確保光學裝置100符合影像品質標準，在使用光學裝置100之前獲得所製造的光學裝置100之計量指標。
第2圖為根據一個實施之光學裝置計量系統200的示意圖。本文所述之光學裝置計量系統200的實施例提供了在增大處理量的情況下獲得多個計量指標之能力。計量指標包括角度均勻性指標、對比度指標、效率指標、顏色均勻性指標、調變傳遞函數(modulation transfer function; MTF)指標、視場(field of view; FOV)指標、重影指標、眼框指標、顯示洩漏指標、透視失真指標、透視眩光指標、透視重影指標，及透視穿透率指標。經由利用耦合至光學裝置計量系統200之一或更多個子系統中的每一者之饋送系統來增大處理量。
光學裝置計量系統200包括第一子系統202、第二子系統204及第三子系統206。第一子系統202、第二子系統204及第三子系統206中之每一者包括具有第一開口203及第二開口205之相應主體201A～201C以允許載物臺207沿平行於X-Y平面及/或在X-Y平面中之載物臺路徑211移動穿過其中。載物臺207可操作以在X方向上、Y方向上及Z方向上在第一子系統202、第二子系統204及第三子系統206之主體201A～201C中移動。載物臺207包括托盤209，其可操作以固定光學裝置100（如本文所示）或一或更多個基板101。載物臺207及托盤209可為透明的，以使得由第一子系統202、第二子系統204及第三子系統206獲得之計量指標不會受到托盤209之載物臺207的半透明性影響。第一子系統202、第二子系統204及第三子系統206與控制器208通訊，該控制器208可操作以控制第一子系統202、第二子系統204及第三子系統206之操作。控制器208包括儲存在非暫時性電腦可讀媒體（諸如，記憶體）中之指令。當由控制器208之處理器執行時，該等指令導致進行本文所述的操作。當由控制器208之處理器執行時，該等指令導致進行方法1000、1100及/或1200中之一或更多者的一或更多個操作。
控制器208之指令包括機器學習演算法及/或人工智慧演算法以最佳化操作。在可與其他實施例組合之一個實施例中，控制器208之指令包括機器學習(machine learning; ML)模型，該機器學習(ML)模型為迴歸模型且對資料（諸如，本文所決定之指標及/或使用對準模組494收集之影像資料）取平均。在可與其他實例組合之一個實例中，ML模型用以對資料取平均及合併以決定投射結構、透鏡及照相機之最佳化間距及傾斜度。在可與其他實例組合之一個實例中，ML模型用以對資料取平均及合併以決定施加至光源及雷射源以產生光束及雷射束之最佳化功率。
第一子系統202可操作以獲得一或更多個計量指標，包括角度均勻性指標、對比度指標、效率指標、顏色均勻性指標、MTF指標、FOV指標、重影指標或眼框指標。第二子系統204可操作以獲得顯示洩漏指標。第三子系統206可操作以獲得一或更多個透視計量指標，包括透視失真指標、透視眩光指標、透視重影指標，或透視穿透率指標。
光學裝置計量系統200經配置以使用單個載物臺路徑211為單個系統上之複數個光學裝置（諸如，波導組合器）決定顯示洩漏指標、一或更多個透視指標及一或更多個其他計量指標。
第3A圖為根據一個實施之第2圖中所示的第一子系統202之示意性局部橫截面圖。第一子系統202可包括第4A圖至第4D圖中所示之配置400A、400B、400C、400D中的一或更多者。
如第3A圖中所示，第一子系統202包括定向成朝向光學裝置100之頂側的上部部分304及定向成朝向光學裝置100之底側的下部部分306。
第一子系統202包括第一主體201A，其具有第一開口203及第二開口205以允許載物臺207移動經過第一開口203及第二開口205。載物臺207經配置以沿載物臺路徑211移動托盤209。第一子系統202包括定位在第一主體201A內且安裝在載物臺路徑211上方之第一光引擎310。第一光引擎310為上部光引擎。第一光引擎310經配置以將第一光束導向載物臺路徑211。在可與其他實施例組合之一個實施例中，第一光束在光圖案設計中導向載物臺路徑211且導向光學裝置100中之一者以用於決定計量指標。第一子系統202包括第一偵測器312，其定位在第一主體201A內且安裝在載物臺路徑211上方以接收自載物臺路徑211向上投射之第一投射光束。本揭示案預期投射光可為自光學裝置反射或透射穿過光學裝置之光。第一偵測器312為反射偵測器。第一子系統202包括第二偵測器316，其定位在第一主體201A內且安裝在載物臺路徑211下方以接收自載物臺路徑211向下投射之第二投射光束。第二偵測器316為透射偵測器。第一投射光束及第二投射光束係自光學裝置100投射。在可與其他實施例組合之一個實施例中，第一光引擎310經配置以將第一光束導向光學裝置100之輸入耦合光柵，且第一偵測器312及第二偵測器316經配置以接收自光學裝置100之輸出耦合光柵投射的投射光束。
第一子系統202之上部部分304包括對準偵測器308。對準偵測器308包括照相機。對準偵測器308可操作以決定載物臺207及光學裝置100之位置。第一子系統202之下部部分306包括安裝在載物臺路徑211下方之代碼讀取器314。代碼讀取器314可操作以讀取光學裝置100之代碼，諸如，光學裝置100之快速響應(quick response; QR)碼或條形碼。由代碼讀取器314讀取之代碼可包括用於獲得各種光學裝置100之一或更多個計量指標的指令。
第3B圖為根據一個實施之第2圖中所示的第二子系統204之示意性局部橫截面圖。第二子系統204可包括如第4E圖中所示之至少一個配置400E。
如第3B圖中所示，第二子系統204包括定向成朝向光學裝置100之頂側的上部部分304及定向成朝向光學裝置100之底側的下部部分。
第二子系統204包括第二主體201B及定位在第二主體201B內且安裝在載物臺路徑211上方之第二光引擎360。第二光引擎360經配置以將第二光束導向載物臺路徑211。第一子系統202之上部部分304包括對準偵測器308。
第二子系統204包括面部照明偵測器318，其經配置以接收自載物臺路徑211向上投射之第三投射光束。第三投射光束係自光學裝置100投射。第二子系統204之下部部分306包括代碼讀取器314。
面部照明偵測器318可操作以擷取影像以獲得光學裝置100之顯示洩漏指標。在可與其他實施例組合之一個實施例中，光圖案設計係自第二光引擎360引導並導向光學裝置100，且獲得並處理在使用者眼睛位置以外的光影像以獲得眼框指標。
第3C圖為根據一個實施之第2圖中所示的第三子系統206之示意性局部橫截面圖。第三子系統206可包括如第4F圖及第4G圖中所示之一或更多個配置400F及/或400G。
如第3C圖中所示，第三子系統206包括定向成朝向光學裝置100之頂側的上部部分304及定向成朝向光學裝置100之底側的下部部分306。第三子系統206包括安裝在載物臺路徑211上方且經配置以將上部光束導向載物臺路徑211之第一光引擎370、安裝在載物臺路徑211下方且經配置以將下部光束導向載物臺路徑211之第二光引擎380，及安裝在載物臺路徑上方且經配置以接收自載物臺路徑211投射之投射光束的偵測器390。第三子系統206之上部部分304包括對準偵測器308。偵測器390為反射偵測器。偵測器390偵測自來自於光學裝置100之頂側的輸出耦合光柵投射（例如，反射）之投射（例如，反射）光束。第三子系統206之下部部分306包括代碼讀取器314。第一光引擎370、第二光引擎380及偵測器390中之每一者定位在第三子系統206之第三主體201C內。
第4A圖為根據一個實施之第2圖及第3A圖中所示的第一子系統202之配置400A的示意圖。配置400A包括第一光引擎310、第一偵測器312及第二偵測器316。
第一光引擎310包括第一照明器401，且第一照明器401包括第一光源402及第一投射結構404。第一光引擎310包括定位在第一照明器401與載物臺路徑211之間的第一透鏡406。第一光引擎310包括定位在第一透鏡406與載物臺路徑211之間的一或更多個裝置413（在第4A圖中示出一個）。該一或更多個裝置413包括四分之一波板或線性偏振器中之一或更多者。在可與本文所述之其他實施例組合的一個實施例中，第一光引擎310經配置以發射（例如，投射）在紅色光譜、綠色光譜及藍色光譜中之光束。在可與其他實例組合之一個實例中，第一光引擎310經配置以在紅色光譜、綠色光譜及藍色光譜之間調變或脈衝化光束。在可與其他實例組合之一個實例中，第一光引擎310包括三個光源，其各自經配置以分別發射紅色光譜中的光、綠色光譜中的光及藍色光譜中的光。
第一投射結構404包括顯示器及/或主光罩中之一或更多者。在可與其他實施例組合之一個實施例中，第一投射結構404包括微顯示器、空間光調變器(spatial light modulator; SLM)及/或主光罩中之一或更多者。在可與其他實例組合之一個實例中，SLM包括數位微鏡裝置(digital micromirror device; DMD)及/或矽基液晶(liquid crystal on silicon; LCOS)發射器中之一或更多者。
第一偵測器312包括第一照相機412及定位在第一照相機412與載物臺路徑211之間的第二透鏡410。第二偵測器316包括第二照相機416及定位在第二照相機416與載物臺路徑211之間的第三透鏡414。在第4A圖中所示之實施中，第一投射結構404及第一透鏡406定向成平行於載物臺路徑211。
光學裝置100經定位以使光學裝置100之輸入耦合器121與第一光引擎310對準，且使光學裝置100之輸出耦合器122與第一偵測器312及第二偵測器316對準。第一光束B1係自第一光引擎310引導並導向光學裝置100之輸入耦合器121。第一偵測器312擷取自輸出耦合器122投射之在紅色光譜、綠色光譜及藍色光譜中的第一投射光束BP1之複數個第一影像。第二偵測器315擷取自輸出耦合器122投射之在紅色光譜、綠色光譜及藍色光譜中的第二投射光束BP2之複數個第二影像。
第一影像及第二影像為全場影像。第一影像及/或第二影像中之一或更多者經處理（諸如，藉由使用控制器208）以決定光學裝置100之複數個第一指標。
複數個第一指標包括角度均勻性指標。角度均勻性指標可表示跨光場部分之光強度的比率。對於角度均勻性指標而言，對複數個第一影像或複數個第二影像中之一或更多者的處理包括在單個影像內比較光圖案設計之一或更多個第一部分與光圖案設計之一或更多個第二部分。對於角度均勻性指標而言，輸入耦合至輸入耦合器121中之第一光束B1經歷TIR，直至輸入耦合之第一光束B1輸出耦合（例如，投射，諸如，反射）至第一偵測器312為止。
複數個第一指標包括對比度指標。對比度指標可表示影像內被擷取的最亮光與影像內被擷取的最暗光之間的對比度。對於對比度指標而言，對複數個第一影像或複數個第二影像中之一或更多者的處理包括在單個影像內比較光圖案設計之一或更多個明亮部分與光圖案設計之一或更多個黑暗部分。對於對比度指標而言，輸入耦合至輸入耦合器121中之第一光束B1經歷TIR，直至輸入耦合之第一光束B1輸出耦合（例如，投射，諸如，反射）至第一偵測器312為止。
複數個第一指標包括顏色均勻性指標。顏色均勻性指標可表示場中紅光、綠光及藍光之間的一或更多個比率。複數個第一影像、複數個第二影像及/或複數個第三影像（以下關於第4E圖描述）中之一或更多者擷取紅色光譜、綠色光譜及藍色光譜。對於顏色均勻性指標而言，對複數個第一影像或複數個第二影像中之一或更多者的處理包括使用同一場區域比較紅色光譜影像與綠色光譜影像及藍色光譜影像。對於顏色均勻性指標而言，輸入耦合至輸入耦合器121中之第一光束B1經歷TIR，直至輸入耦合之第一光束B1輸出耦合（例如，投射，諸如，反射）至第一偵測器312為止。
複數個第一指標包括效率指標。對於效率指標而言，在擷取複數個第一影像及擷取複數個第二影像之前，第二偵測器316經定位以在校準位置處（對於第4A圖中之第二偵測器316而言，以重影示出）與光學裝置100之輸入耦合器121對準。當第二偵測器316處在校準位置時，第一光引擎310將校準光束導向光學裝置100之輸入耦合器121，且第二偵測器316擷取自光學裝置100之輸入耦合器121投射的校準投射光束CP1之一或更多個校準影像。該一或更多個校準影像為全場影像。第二偵測器316接著經定位以與光學裝置100之輸出耦合器122對準。對於效率指標而言，輸入耦合至輸入耦合器121中之第一光束B1經歷TIR，直至輸入耦合之第一光束B1輸出耦合（例如，投射，諸如，反射）至第一偵測器312並輸出耦合（例如，投射，諸如，透射）至第二偵測器316為止。第一影像為反射影像，且第二影像為透射影像。
對於效率指標而言，對複數個第一影像或複數個第二影像中之一或更多者的處理包括比較一或更多個校準影像與複數個第一影像及複數個第二影像。
一或更多個第一指標包括調變傳遞函數(MTF)指標。對於MTF指標而言，在擷取複數個第一影像及擷取複數個第二影像之前，自第一光引擎301引導校準光束並導向第二偵測器316。第二偵測器316擷取校準光束之一或更多個校準影像，而同時第二偵測器316未對準光學裝置100。第二偵測器316可處在第4A圖中以重影所示之校準位置並與第一光引擎310對準，而光學裝置100可定位成遠離第二偵測器316以在第二偵測器316及第一光引擎310之視場（如第4A圖中針對光學裝置100以重影所示）以外。第二偵測器316可接著經定位以與第一偵測器312對準。在可與其他實施例組合之一個實施例中，在擷取第一影像之前擷取第二影像。對於MTF指標而言，輸入耦合至輸入耦合器121中之第一光束B1經歷TIR，直至輸入耦合之第一光束B1輸出耦合（例如，投射，諸如，反射或透射）至第一偵測器312或第二偵測器316為止。
對於MTF指標而言，對複數個第一影像或複數個第二影像中之一或更多者的處理包括比較一或更多個校準影像之一或更多個部分的外邊緣與複數個第一影像或複數個第二影像中的一或更多者之相同一或更多個部分的相同外邊緣。
複數個第一指標包括眼框指標。對於眼框指標而言，在擷取複數個第一影像或擷取複數個第二影像期間，移動第一偵測器312或第二偵測器316以掃描沿著光學裝置100之輸出耦合器122的複數個位置。對複數個第一影像或複數個第二影像中之一或更多者的處理包括比較對應於輸出耦合器122之不同場區域的不同影像。對於眼框指標而言，輸入耦合至輸入耦合器121中之第一光束B1經歷TIR，直至輸入耦合之第一光束B1輸出耦合（例如，投射，諸如，反射或透射）至第一偵測器312或第二偵測器316為止。
複數個第一指標包括重影指標。對於重影指標而言，在擷取複數個第一影像及擷取複數個第二影像之前，自第一光引擎310引導校準光束並導向第二偵測器316。第二偵測器316擷取校準光束之一或更多個校準影像，而同時第二偵測器316未對準光學裝置100。第二偵測器316可處在第4A圖中以重影所示之校準位置並與第一光引擎310對準，而光學裝置100可定位成遠離第二偵測器316以在第二偵測器316及第一光引擎310之視場（如第4A圖中針對光學裝置100以重影所示）以外。第二偵測器316可接著經定位以與第一偵測器312對準。在可與其他實施例組合之一個實施例中，在擷取第一影像之前擷取第二影像。
對於重影指標而言，對複數個第一影像或複數個第二影像中之一或更多者的處理包括比較一或更多個校準影像與複數個第一影像或複數個第二影像中之一或更多者以決定一或更多個校準影像與複數個第一影像或複數個第二影像中之一或更多者之間的偏移量。在可與其他實施例組合之一個實施例中，該偏移量為一或更多個校準影像的光圖案設計（諸如，主光罩）與第一影像或第二影像中的光圖案設計（諸如，主光罩）之間的偏移量。
第4B圖為根據一個實施之第2圖及第3A圖中所示的第一子系統202之配置400B的示意圖。配置400B包括第一光引擎310、第一偵測器312及第二偵測器316。第一光引擎310包括第一光源402、第一投射結構404及第一透鏡406。配置400B中之第一光引擎310包括一或更多個二維電鏡408（諸如，二維電鏡之陣列），其經配置以使第一投射結構404所發射之第一光束沿90度拐彎轉向載物臺路徑211。在第4B圖中所示之實施中，第一投射結構404及第一透鏡406定向成垂直於載物臺路徑211。
第一偵測器312包括第二透鏡410及第一照相機412。第二偵測器316包括第三透鏡414及第二照相機416。第一光引擎310使用一或更多個二維電鏡408使第一光束B1沿90度拐彎轉向載物臺路徑211並轉向光學裝置100之輸入耦合器121。
在第4B圖中所示之實施中，第一透鏡406沿自第一照明器且至載物臺路徑211之光學路徑定位在第一照明器401與載物臺路徑211之間。一或更多個二維電鏡408沿該光學路徑定位在第一透鏡406與載物臺路徑211之間。該光學路徑包括90度拐彎。
第4C圖為根據一個實施之第2圖及第3A圖中所示的第一子系統之配置400C的示意圖。配置400C類似於第4A圖中所示之配置400A，且包括其態樣、特徵、部件及/或性質中之一或更多者。
配置400C包括對準模組494。對準模組494被示為與第一光引擎310有關，以對準第一投射結構404及第一透鏡406。對準模組494包括雷射源495、分束器496及對準偵測器497。對準模組494包括形成於板499中之針孔498。對準偵測器497可包括照相機。除了對準偵測器308以外，還可使用對準模組494。
對準模組494用以進行對準操作。在對準操作中，使第一光源402、第一投射結構404及第一透鏡406移動以不再對準光學裝置100之輸入耦合器121。對準模組494使用雷射源495經由針孔498引導第一雷射光L1並導向光學裝置100。使用對準偵測器497決定第一反射雷射光RL1之光強度。第一反射雷射光RL1係反射離開光學裝置100之第一雷射光L1。使用分束器496將第一反射雷射光RL1導向對準偵測器497。調整雷射源495之傾斜度及間距以將光強度增大至增大的光強度。在增大的光強度下決定對準偵測器497所接收之第一反射雷射光RL1的第一位置。第一位置為第一反射雷射光RL1在對準偵測器497擷取之第一反射雷射光RL1的影像內之位置。
在對準操作中，移動第一透鏡406以與光學裝置100之輸入耦合器121對準（如第4C圖中以重影所示），且第二雷射光被引導穿過針孔498並導向第一透鏡406。調整第一透鏡406之傾斜度及間距，直至對準偵測器所接收之第二反射雷射光的第二位置匹配第一反射雷射光RL1之第一位置為止。第二反射雷射光為反射離開第一透鏡406並返回朝向分束器496之第二雷射光。
在對準操作中，移動第一投射結構404以與光學裝置100之輸入耦合器121對準（如第4C圖中以重影所示)，且第三雷射光被引導穿過針孔498並導向第一投射結構404。調整第一投射結構404之傾斜度及間距，直至對準偵測器所接收之第三反射雷射光的第三位置匹配第一反射雷射光RL1之第一位置為止。第三反射雷射光為反射離開第一投射結構404並返回朝向分束器496之第三雷射光。
可接著使對準模組494移動以偏離與光學裝置100之輸入耦合器121的對準，且可使第一光源402移動至與光學裝置100之輸入耦合器121對準。可使用對準模組494及對準操作來對準透鏡、投射結構及照相機，以促成準確的操作，諸如，準確決定光學裝置100之指標。針對對準操作描述之操作可與以下所述之方法1000、1100、1200相組合。
第4D圖為根據一個實施之第2圖及第3A圖中所示的第一子系統202之配置400D的示意圖。配置400D包括第一光引擎310、第一偵測器312及第二偵測器316。第一光引擎310包括第一光源402、第一投射結構404、定位在第一照明器401與載物臺路徑211之間的第一透鏡406a，及定位在第一透鏡406a與載物臺路徑211之間的透鏡406b。第一光引擎310包括定位在透鏡406b與第一透鏡406a之間的可調孔隙407。可調孔隙407可形成在板415中。可藉由使可調孔隙407向上及向下移動(諸如，藉由移動板415)及/或藉由打開及關閉可調孔隙407來調整可調孔隙407。
第一光引擎310可包括第4A圖中所示之定位在透鏡406b與載物臺路徑211之間的一或更多個裝置413。第一偵測器312包括第二透鏡410及第一照相機412。第二偵測器316包括第三透鏡414及第二照相機416。在可與其他實施例組合之一個實施例中，第一透鏡406、第一透鏡406a、透鏡406b、第二透鏡410及/或第三透鏡414中之每一者係由具有相同曲率半徑之相同凸透鏡結構形成。第一透鏡406、第一透鏡406a、透鏡406b、第二透鏡410及/或第三透鏡414中之每一者具有相同的透鏡結構。將相同透鏡結構用於透鏡促進了補償光學像差，諸如，光的反射及/或透射中之像差。
第4E圖為根據一個實施之第2圖及第3B圖中所示的第二子系統204之配置400E的示意圖。配置400E包括第二光引擎360及面部照明偵測器318。第二光引擎360包括第二照明器461及定位在第二照明器461與載物臺路徑211之間的第四透鏡466。第二照明器461包括第二光源462及第二投射結構464。第二投射結構464及第四透鏡466定向成平行於載物臺路徑211。
第二投射結構464包括顯示器及/或主光罩中之一或更多者。在可與其他實施例組合之一個實施例中，第二投射結構464包括微顯示器、空間光調變器(SLM)及/或主光罩中之一或更多者。在可與其他實例組合之一個實例中，SLM包括數位微鏡裝置(DMD)及/或矽基液晶(LCOS)發射器中之一或更多者。
面部照明偵測器318包括第三照相機426、定位在第三照相機426與載物臺路徑211之間的第五透鏡424，及定位在第五透鏡424與載物臺路徑211之間的眼框阻擋器420。
光學裝置100經定位以使輸入耦合器121與第二光引擎360對準，且使輸出耦合器122與面部照明偵測器318對準。第二光束B2係自第二光引擎360引導並導向光學裝置100之輸入耦合器121。面部照明偵測器318擷取自光學裝置100之輸出耦合器122投射的第三投射光束BP3之複數個第三影像(除了關於第4A圖所述之第一影像及第二影像以外)。
複數個第三影像包括自光學裝置100之輸出耦合器122投射並經過面部照明偵測器318之眼框阻擋器422的第三投射光束BP3。處理複數個第三影像(諸如，藉由使用控制器208)以決定光學裝置之一或更多個第二指標。該一或更多個第二指標包括顯示洩漏指標。
第4F圖為根據一個實施之第2圖及第3C圖中所示的第三子系統206之配置400F的示意圖。第三子系統206包括安裝在載物臺路徑211上方且經配置以將上部光束導向載物臺路徑211之第一光引擎310，及安裝在載物臺路徑211下方且經配置以將下部光束導向載物臺路徑211之第二光引擎322。
配置400F包括偵測器320，其安裝在載物臺路徑211上方且經配置以接收自載物臺路徑211投射之投射光 束。該等投射光束係自光學裝置100投射。第一光引擎310包括第一照明器401及第一透鏡406。偵測器320包括第二透鏡410及第一照相機412。第二光引擎322包括裝置及第三透鏡。
第二光引擎322包括第二照明器471及定位在第二照明器471與載物臺路徑211之間的第二透鏡476。第二照明器471包括第二光源472及第二投射結構474。第二投射結構474為顯示器或主光罩。在可與其他實施例組合之一個實施例中，使用配置400F藉由用第二光引擎322所發射之下部光束來照射光學裝置100之輸出耦合光柵而獲得光學裝置100之透視穿透率指標。
如第4F圖中所示，光學裝置100之輸入耦合器121與第一光引擎310對準，且輸出耦合器122與第二光引擎322對準。偵測器320與第二光引擎322(例如，垂直地)對準且未對準第一光引擎310。第二光引擎322將第一光束LB1導向輸出耦合器122。上部光束LB2可自第一光引擎310導向光學裝置100之輸入耦合器121。使用偵測器320，擷取第一光束LB1之複數個第一影像，該等第一光束LB1透射穿過輸出耦合器122，並自輸出耦合器122投射，作為第一投射光束PB1。光學裝置100經定位遠離第二光引擎322，以使光學裝置100不與第二光引擎322對準(如第4F圖針對光學裝置100以重影所示)，並將光學裝置100定位在第二光引擎322及偵測器320之視場以外。第二光束係自第二光引擎322引導並導向偵測器320。偵測器 擷取第二光束之複數個第二影像，該等第二光束自波導組合器投射，作為第二投射光束。第一影像及第二影像為全場影像。第一光束及第二光束係自光引擎在紅色光譜、綠色光譜及藍色光譜中發射(例如，依序)。複數個第一影像及複數個第二影像分別在紅色光譜、綠色光譜及藍色光譜中擷取第一光束及第二光束。在可與其他實施例組合之一個實施例中，在第一影像之前擷取第二影像。
比較第二影像與第一影像(諸如，藉由使用控制器208)以決定光學裝置100之透視穿透率指標。在可與其他實施例組合之一個實施例中，該比較包括比較複數個第二影像之第二光強度與複數個第一影像之第一光強度。
第4G圖為根據一個實施之第2圖及第3C圖中所示的第三子系統206之配置400G的示意圖。配置400G包括偵測器320及第一光引擎310。配置400G包括定位在載物臺路徑211下方之經圖案化基板490。經圖案化基板490包括形成於其上之圖案設計。第一光引擎310、經圖案化基板490及偵測器320中之每一者定位在第三子系統206之第三主體201C內。在可與其他實施例組合之一個實施例中，經圖案化基板490包括形成圖案設計之複數個突起493及/或複數個凹槽489(第4G圖中以重影所示)中的一或更多者。
在第4G圖中所示之對準位置處，經圖案化基板490至少部分地在偵測器320下方對準，且經圖案化基板490至少部分地未對準第一光引擎310。光學裝置100定位 在偵測器320下方以使光學裝置100與偵測器320對準，且光學裝置100以距經圖案化基板490距離D1定位在經圖案化基板490上方。
經圖案化基板490將下部光束491導向光學裝置100。下部光束491朝向光學裝置100反射離開經圖案化基板490之上部表面。下部光束491透射穿過光學裝置100並使用偵測器320將其擷取。在可與其他實施例組合之一個實施例中，經圖案化基板490反射環境光作為下部光束491。在可與其他實施例組合之一個實施例中，經圖案化基板490反射來自光引擎(諸如，第二光引擎322)之光。在可與其他實施例組合之一個實施例中，配置400G包括經配置以將光束導向經圖案化基板490之第二光引擎322，且經圖案化基板490反射來自第二光引擎322之光束作為下部光束491。第一光引擎310包括第一光源402、第一投射結構404及第一透鏡406。偵測器320包括第二透鏡410及第一照相機412。
偵測器320擷取自光學裝置100之輸出耦合器122投射的投射光束492之複數個第一影像，而經圖案化基板490部分地與偵測器320對準且部分地未對準偵測器320(如第4G圖中所示)。複數個第一影像擷取投射光束492之紅色光譜、綠色光譜及藍色光譜。處理複數個第一影像(諸如，藉由控制器208)以決定光學裝置100之一或更多個透視指標。
該一或更多個透視指標包括透視眩光指標。對於透視眩光指標而言，光學裝置100定位在第一光引擎310下方以使光學裝置100之輸入耦合器121與第一光引擎310對準。第一光束LB3係自第一光引擎310引導並導向光學裝置100之輸入耦合器121。在此實施例中，投射光束492包括來自第一光引擎310之第一光束LB3及自經圖案化基板490反射之下部光束491。第一光束LB3係以不同於經圖案化基板490之圖案設計的光圖案設計自第一光引擎310發射。
一或更多個透視指標包括透視失真指標及/或透視穿透率指標中之一或更多者。對於透視失真指標及/或透視穿透率指標而言，投射光束492包括自經圖案化基板490反射之光束491。光學裝置100經定位遠離偵測器320，以使光學裝置100不與偵測器320及經圖案化基板490對準(如第4G圖針對光學裝置100以重影所示)，並將光學裝置100定位在經圖案化基板490及偵測器320之視場以外。偵測器320擷取自經圖案化基板490反射並朝向偵測器320之反射光束的複數個第二影像。複數個第二影像在紅色光譜、綠色光譜及藍色光譜中擷取反射光束。對複數個第一影像之處理包括比較複數個第二影像與複數個第一影像以決定透視失真指標及/或透視穿透率指標。在可與其他實施例組合之一個實施例中，在擷取第一影像之前擷取第二影像。
該一或更多個透視指標包括透視重影指標。對於透視重影指標而言，光學裝置100經定位遠離偵測器320以使光學裝置100不與偵測器320及經圖案化基板490對準。偵測器320使用偵測器320擷取自經圖案化基板490反射之反射光束的複數個第二影像。複數個第二影像在紅色光譜、綠色光譜及藍色光譜中擷取反射光束。對複數個第一影像之處理包括決定複數個第二影像與複數個第一影像之間的偏移量。在可與其他實施例組合之一個實施例中，該偏移量為第一影像中的圖案設計(諸如，主光罩)與第二影像中的圖案設計(諸如，主光罩)之間的偏移量。
第5圖為根據一個實施之影像500的示意圖。影像500包括具有黑暗部分501及明亮部分502之光圖案設計(諸如，主光罩)。影像500可用以決定對比度指標及/或角度均勻性指標。
對於角度均勻性指標而言，處理包括在影像500內比較光圖案設計之一或更多個第一部分502a與光圖案設計之一或更多個第二部分502b、502c。第一部分502a及第二部分502b、502c對應於明亮部分502。處理包括比較一或更多個第一部分502a之光強度與一或更多個第二部分502b、502c之光強度。部分502a、502b、502c相對於影像500之中心安置在不同半徑處。
對於對比度指標而言，處理包括在影像500內比較光圖案設計之一或更多個明亮部分502a的光強度與光圖案設計之一或更多個黑暗部分501a的光強度。明亮部分 502a具有光強度l1，且黑暗部分501a具有光強度l2。對比度指標可由如下方程式1決定及表示為「C」：
第6A圖至第6C圖為根據一個實施之影像610、620、630的示意圖。第6A圖示出紅色影像610，第6B圖示出綠色影像620，且第6C圖示出藍色影像630。影像610、620、630用以決定顏色均勻性指標。處理包括使用每一相應影像610、620、630中之同一場區域來比較影像610、620、630。該同一場區域包括在每一影像610、620、630中的同一位置處之一或更多個明亮部分602a~602c、603a~603c。顏色均勻性指標可表示每一影像610、620、630中之一或更多個明亮部分602a~602c、603a~603c的光強度比率。
第7A圖至第7C圖為根據一個實施之影像710、720、730的示意圖。第7A圖示出校準影像710，第7B圖示出第一影像(例如，反射影像)，且第7C圖示出第二影像(例如，透射影像)。影像710、720、730可用以決定效率指標。
處理包括使用每一相應影像710、720、730中之同一場區域比較校準影像710與第一影像720及第二影像730。該同一場區域包括在每一影像710、720、730中的同一位置處之一或更多個明亮部分702a~702c。處理包括比較影像710、720、730中之一或更多個明亮部分702a ~702c的光強度。校準影像710包括明亮部分702a之光強度lC1，第一影像720包括明亮部分702b之光強度lR1，且第二影像730包括明亮部分702c之光強度lT1。
效率指標可由如下方程式2決定並表示為「E」：
第8圖為根據一個實施之影像800的示意圖。影像800包括具有黑暗部分及明亮部分之光圖案設計(諸如，主光罩)。影像800可用以決定MTF指標。處理包括比較一或更多個校準影像之邊緣區域832與複數個第一影像或複數個第二影像中的一或更多者之相同一或更多個部分的相同邊緣區域(例如，影像內之相同位置)。邊緣區域832至少部分地涵蓋一或更多個部分(諸如，明亮部分)之外邊緣831。
第9A圖至第9C圖為根據一個實施之影像910、920、930的示意圖。影像910、920、930中之每一者示出光圖案設計，該光圖案設計可用於第一光引擎310、第一光引擎370、第二光引擎360、第一光引擎370、第二光引擎380、第二光引擎322及/或經圖案化基板490所引導的光。影像910、920、930中之每一者可用以決定重影指標及/或其他指標(諸如，其他第一指標)。影像910、920、930中之每一者分別包括複數個黑暗部分901a~901c及複數個明亮部分902a~902c。
第10圖為根據一個實施之分析光學裝置的方法1000之示意性方塊圖。
方法1000之操作1002包括將光學裝置定位在第一子系統內以使光學裝置與第一子系統之第一偵測器及第二偵測器對準。
操作1004包括自第一子系統之第一光引擎引導第一光束並導向光學裝置。在可與其他實施例組合之一個實施例中，該導向包括使第一光束沿90度拐彎轉向載物臺路徑。
操作1006包括使用第一子系統之第一偵測器擷取自光學裝置投射之第一投射光束的複數個第一影像。
操作1008包括使用第一子系統之第二偵測器擷取自光學裝置投射之第二投射光束的複數個第二影像。
操作1010包括處理複數個第一影像或複數個第二影像中之一或更多者以決定光學裝置之複數個第一指標。第一指標包括角度均勻性指標、對比度指標、效率指標、顏色均勻性指標、調變傳遞函數(MTF)指標、視場(FOV)指標、重影指標及/或眼框指標。
操作1012包括將光學裝置定位在第二子系統內以使光學裝置與第二子系統之面部照明偵測器對準。
操作1014包括自第二子系統之第二光引擎引導第二光束並導向光學裝置。
操作1016包括使用第二子系統之面部照明偵測器擷取自光學裝置投射之第三投射光束的複數個第三影像。
操作1018包括處理複數個第三影像以決定光學裝置之一或更多個第二指標。該一或更多個第二指標包括顯示洩漏指標。
第11圖為根據一個實施之分析光學裝置的方法1100之示意性方塊圖。
方法1100之操作1102包括將光學裝置定位在光引擎上方以使光學裝置與光引擎對準。
操作1104包括自光引擎引導第一光束並導向光學裝置。
操作1106包括使用偵測器擷取自光學裝置投射作為第一投射光束之第一光束的複數個第一影像。
操作1108包括將光學裝置定位成遠離光引擎以使光學裝置不與光引擎對準。
操作1110包括自光引擎引導第二光束並導向偵測器。
操作1112包括擷取第二光束之複數個第二影像。
操作1114包括比較複數個第二影像與複數個第一影像以決定光學裝置之透視穿透率指標。
第12圖為根據一個實施之分析光學裝置的方法1200之示意性方塊圖。
方法1200之操作1202包括將光學裝置定位在偵測器下方以使光學裝置與偵測器對準。
操作1204包括將光學裝置以距經圖案化基板一距離定位在經圖案化基板上方。經圖案化基板包括形成於其上之圖案設計。
操作1206包括在經圖案化基板至少部分地與偵測器對準時使用偵測器擷取自光學裝置投射之投射光束的複數個第一影像。
操作1208包括處理複數個第一影像以決定光學裝置之一或更多個透視指標。該一或更多個透視指標包括透視穿透率指標、透視失真指標、透視眩光指標及/或透視重影指標中之一或更多者。
本揭示案之益處包括使用單個光學裝置計量系統200以使用單個載物臺路徑211決定單個系統上之複數個光學裝置(諸如，波導組合器)的多個計量指標(諸如，顯示洩漏指標、一或更多個透視指標及一或更多個其他計量指標)。在可與其他實施例組合之一個實施例中，使用單個載物臺路徑211之單個系統可用以決定顯示洩漏指標、角度均勻性指標、對比度指標、效率指標、顏色均勻性指標、調變傳遞函數(MTF)指標、視場(FOV)指標、重影指標、眼框指標、透視失真指標、透視眩光指標、透視重影指標，及透視穿透率指標。益處亦包括增大的處理量、減小的延遲及成本，及增強的效率。經由利用耦合至光學裝置計量系統之每一子系統的饋送系統來增大處理量。
預期可組合本文所揭示之一或更多個態樣。作為實例，可組合光學裝置計量系統200、第一子系統202、第二子系統204、第三子系統206、配置400A、配置400B、配置400C、配置400D、配置400E、配置400F、配置400G、影像500、影像610~630、影像710~730、影像800、影像910~930、方法1000、方法1100及/或方法1200之一或更多個態樣、特徵、部件及/或性質。作為實例，關於光學裝置計量系統200、子系統202、204、206及/或配置400A~400G所述之操作中的一或更多者可與關於方法1000、方法1100及/或方法1200所述之操作中的一或更多者組合。此外，預期本文所揭示之一或更多個態樣可包括前述益處中的一些或全部。
雖然前文針對本揭示案之實施例，但可在不脫離本揭示案之基本範疇的情況下設計本揭示案之其他及另外實施例，且本揭示案之範疇由以下申請專利範圍決定。
100:光學裝置
101:基板
102:光學裝置結構
103:表面
104:光柵
104a:第一光柵
104b:第二光柵
104c:第三光柵
121:輸入耦合器
122:輸出耦合器
200:光學裝置計量系統
201A:第一主體
201B:第二主體
201C:第三主體
202:第一子系統
203:第一開口
204:第二子系統
205:第二開口
206:第二子系統
207:載物臺
208:控制器
209:托盤
211:載物臺路徑
304:上部部分
306:下部部分
308:對準偵測器
310:第一光引擎
312:第一偵測器
314:代碼讀取器
316:第二偵測器
318:面部照明偵測器
320:偵測器
360:第二光引擎
370:第一光引擎
380:第二光引擎
390:偵測器
400A:配置
400B:配置
400C:配置
400D:配置
400E:配置
400F:配置
400G:配置
401:第一照明器
402:第一光源
404:第一投射結構
406:第一透鏡
406a:第一透鏡
406b:透鏡
407:可調孔隙
408:二維電鏡
410:第二透鏡
412:第一照相機
413:裝置
414:第三透鏡
415:板
416:第二照相機
420:眼框阻擋器
422:眼框阻擋器
424:第五透鏡
426:第三照相機
461:第二照明器
462:第二光源
464:第二投射結構
466:第四透鏡
471:第二照明器
472:第二光源
474:第二投射結構
476:第二透鏡
489:凹槽
490:經圖案化基板
491:下部光束
492:投射光束
493:突起
494:對準模組
495:雷射源
496:分束器
497:對準偵測器
498:針孔
499:板
500:影像
501:黑暗部分
501a:黑暗部分
502:明亮部分
502a:第一部分
502b:第二部分
502c:第二部分
602a:明亮部分
602b:明亮部分
602c:明亮部分
603a:明亮部分
603b:明亮部分
603c:明亮部分
610:紅色影像
620:綠色影像
630:藍色影像
702a:明亮部分
702b:明亮部分
702c:明亮部分
710:校準影像
720:第一影像
730:第二影像
800:影像
831:外邊緣
832:邊緣區域
901a:黑暗部分
901b:黑暗部分
901c:黑暗部分
902a:明亮部分
902b:明亮部分
902c:明亮部分
910:影像
920:影像
930:影像
1000:方法
1002:操作
1004:操作
1006:操作
1008:操作
1010:操作
1012:操作
1014:操作
1016:操作
1018:操作
1100:方法
1102:操作
1104:操作
1106:操作
1108:操作
1110:操作
1112:操作
1114:操作
1200:方法
1202:操作
1204:操作
1206:操作
1208:操作
B1:第一光束
B2:第二光束
BP1:第一投射光束
BP2:第二投射光束
BP3:第三投射光束
CP1:校準投射光束
D1:距離
L1:第一雷射光
LB1:第一光束
LB2:上部光束
LB3:第一光束
PB1:第一投射光束
RL1:第一反射雷射光
X:方向
Y:方向
Z:方向
因此，可詳細地理解本揭示案之上述特徵的方式，可藉由參考實施例來獲得以上簡要概述的本揭示案之更特定描述，一些實施例在附加圖式中繪示。然而，應注意，附加圖式僅繪示例示性實施例，且因此不應視為對本揭示案之範疇的限制，且可允許其他同等有效之實施例。
第1A圖為根據一個實施之基板的透視正面圖。
第1B圖為根據一個實施之光學裝置的透視正面圖。
第2圖為根據一個實施之光學裝置計量系統的示意圖。
第3A圖為根據一個實施之第2圖中所示的第一子系統之示意性局部橫截面圖。
第3B圖為根據一個實施之第2圖中所示的第二子系統之示意性局部橫截面圖。
第3C圖為根據一個實施之第2圖中所示的第三子系統之示意性局部橫截面圖。
第4A圖為根據一個實施之第2圖及第3A圖中所示的第一子系統之配置的示意圖。
第4B圖為根據一個實施之第2圖及第3A圖中所示的第一子系統之配置的示意圖。
第4C圖為根據一個實施之第2圖及第3A圖中所示的第一子系統之配置的示意圖。
第4D圖為根據一個實施之第2圖及第3A圖中所示的第一子系統之配置的示意圖。
第4E圖為根據一個實施之第2圖及第3A圖中所示的第二子系統之配置的示意圖。
第4F圖為根據一個實施之第2圖及第3C圖中所示的第三子系統之配置的示意圖。
第4G圖為根據一個實施之第2圖及第3C圖中所示的第三子系統之配置的示意圖。
第5圖為根據一個實施之影像的示意圖。
第6A圖至第6C圖為根據一個實施之影像的示意圖。
第7A圖至第7C圖為根據一個實施之影像的示意圖。
第8圖為根據一個實施之影像的示意圖。
第9A圖至第9C圖為根據一個實施之影像的示意圖。
第10圖為根據一個實施之分析光學裝置的方法之示意性方塊圖。
第11圖為根據一個實施之分析光學裝置的方法之示意性方塊圖。
第12圖為根據一個實施之分析光學裝置的方法之示意性方塊圖。
為了便於理解，在可能的情況下，已使用相同元件符號來表示諸圖中共同的相同元件。預期一個實施例之元件及特徵可有益地併入其他實施例中而無需進一步敘述。
100:光學裝置
121:輸入耦合器
122:輸出耦合器
202:第一子系統
211:載物臺路徑
310:第一光引擎
312:第一偵測器
316:第二偵測器
400B:配置
401:第一照明器
402:第一光源
404:第一投射結構
406:第一透鏡
408:二維電鏡
410:第二透鏡
412:第一照相機
414:第三透鏡
416:第二照相機
B1:第一光束

Claims (20)

  1. 一種光學裝置計量系統，包括：一載物臺，經配置以沿一載物臺路徑移動一托盤；一第一子系統，包括：一第一主體，具有一第一開口及一第二開口以允許該載物臺移動經過該第一開口及該第二開口，一第一光引擎，定位在該第一主體內且安裝在該載物臺路徑上方，該第一光引擎經配置以將第一光束導向該載物臺路徑，該第一光引擎包括：一第一照明器，該第一照明器包括一第一光源及一第一投射結構，一第一透鏡，沿一光學路徑定位在該第一照明器與該載物臺路徑之間，其中該第一投射結構和該第一透鏡橫向於該載物臺路徑而定向，以及一或更多個二維電鏡，經配置以使該等第一光束沿一90度拐彎轉向該載物臺路徑，以及一第一偵測器，定位在該第一主體內且安裝在該載物臺路徑上方以接收自該載物臺路徑向上投射之第一投射光束，以及一第二偵測器，定位在該第一主體內且安裝在該載物臺路徑下方以接收自該載物臺路徑向下投射之第二投射光束；以及一第二子系統，包括：一第二主體，具有一第一開口及一第二開口以允許該載物臺移動經過該第二主體之該第一開口及該第二開口，一第二光引擎，定位在該第二主體內且安裝在該載物臺路徑上方，該第二光引擎經配置以將第二光束導向該載物臺路徑，以及一面部照明偵測器，經配置以接收自該載物臺路徑向上投射之第三投射光束；以及一控制器，與該載物臺、該第一子系統及該第二子系統通訊，該控制器包括指令，當被執行時，該等指令導致：該載物臺將一光學裝置定位在該第一子系統內以使該光學裝置與該第一子系統之該第一偵測器及該第二偵測器對準；該第一光引擎將第一光束導向該光學裝置，該引導包括使該等第一光束沿一90度拐彎轉向該載物臺路徑；該第一偵測器擷取自該光學裝置投射之第一投射光束的複數個第一影像；該第二偵測器擷取自該光學裝置投射之第二投射光束的複數個第二影像；處理該複數個第一影像或該複數個第二影像中之一或更多者以決定該光學裝置之複數個第一指標；該載物臺將該光學裝置定位在該第二子系統內以使該光學裝置與該第二子系統之該面部照明偵測器對準；該第二光引擎將第二光束導向該光學裝置；該面部照明偵測器擷取自該光學裝置投射之第三投射光束的複數個第三影像；處理該複數個第三影像以決定該光學裝置之一或更多個第二指標，該一或更多個第二指標包括一顯示洩漏指標。
  2. 如請求項1所述之光學裝置計量系統，其中該複數個第一影像、該複數個第二影像或該複數個第三影像中之一或更多者擷取一紅色光譜、一綠色光譜及一藍色光譜。
  3. 一種光學裝置計量系統，包括：一載物臺，經配置以沿一載物臺路徑移動一托盤；一第一子系統，包括：一第一主體，具有一第一開口及一第二開口以允許該載物臺移動經過該第一開口及該第二開口，一第一光引擎，定位在該第一主體內且安裝在該載物臺路徑上方，該第一光引擎經配置以將第一光束導向該載物臺路徑，該第一光引擎包括：一第一照明器，該第一照明器包括一第一光源及一第一投射結構，一第一透鏡，沿一光學路徑定位在該第一照明器與該載物臺路徑之間，其中該第一投射結構和該第一透鏡橫向於該載物臺路徑而定向，一或更多個二維電鏡，經配置以使該等第一光束沿一90度拐彎轉向該載物臺路徑，以及一第一偵測器，定位在該第一主體內且安裝在該載物臺路徑上方以接收自該載物臺路徑向上投射之第一投射光束，以及一第二偵測器，定位在該第一主體內且安裝在該載物臺路徑下方以接收自該載物臺路徑向下投射之第二投射光束；以及一第二子系統，包括：一第二主體，具有一第一開口及一第二開口以允許該載物臺移動經過該第二主體之該第一開口及該第二開口，一第二光引擎，定位在該第二主體內且安裝在該載物臺路徑上方，該第二光引擎經配置以將第二光束導向該載物臺路徑，以及一面部照明偵測器，經配置以接收自該載物臺路徑向上投射之第三投射光束。
  4. 如請求項3所述之光學裝置計量系統，其中該第一子系統之該第一投射結構及該第一透鏡定向成垂直於該載物臺路徑，且該第一光引擎進一步包括一對準模組，其包括一雷射源、一分束器、一針孔及一對準偵測器。
  5. 如請求項4所述之光學裝置計量系統，其中該第一偵測器包括一第一照相機及定位在該第一照相機與該載物臺路徑之間的一第二透鏡，且該第二偵測器包括一第二照相機及定位在該第二照相機與該載物臺路徑之間的一第三透鏡。
  6. 如請求項5所述之光學裝置計量系統，其中該第二子系統之該第二光引擎包括一第二照明器及定位在該第二照明器與該載物臺路徑之間的一第四透鏡，該第二照明器包括一第二光源及一第二投射結構。
  7. 如請求項6所述之光學裝置計量系統，其中該第二投射結構及該第四透鏡定向成平行於該載物臺路徑。
  8. 如請求項7所述之光學裝置計量系統，其中該第二子系統之該面部照明偵測器包括：一第三照相機；一第五透鏡，定位在該第三照相機與該載物臺路徑之間；以及一眼框阻擋器，定位在該第五透鏡與該載物臺路徑之間。
  9. 如請求項8所述之光學裝置計量系統，進一步包括與該第一子系統及該第二子系統通訊之一控制器，該控制器包括指令，當被執行時，該等指令：使用該第一子系統決定一光學裝置之一或更多個第一指標，該一或更多個第一指標包括一角度均勻性指標、一對比度指標、一效率指標、一顏色均勻性指標、一調變傳遞函數(MTF)指標、一視場(FOV)指標、一重影指標或一眼框指標中之一或更多者；以及使用該第二子系統決定該光學裝置之一或更多個第二指標，該一或更多個第二指標包括一顯示洩漏指標。
  10. 一種分析光學裝置之方法，包括以下步驟：將一光學裝置定位在一第一子系統內以使該光學裝置與該第一子系統之一第一偵測器及一第二偵測器對準；自該第一子系統之一第一光引擎引導第一光束並導向該光學裝置，該引導包括經由一或更多個二維電鏡使該等第一光束沿一90度拐彎轉向該載物臺路徑，其中該等第一光束通過一第一透鏡藉由一第一投射結構發射，該第一投射結構和該第一透鏡橫向於該載物臺路徑而定向；使用該第一子系統之該第一偵測器擷取自該光學裝置投射之第一投射光束的複數個第一影像；使用該第一子系統之該第二偵測器擷取自該光學裝置投射之第二投射光束的複數個第二影像；處理該複數個第一影像或該複數個第二影像中之一或更多者以決定該光學裝置之複數個第一指標；將該光學裝置定位在一第二子系統內以使該光學裝置與該第二子系統之一面部照明偵測器對準；自該第二子系統之一第二光引擎引導第二光束並導向該光學裝置；使用該第二子系統之該面部照明偵測器擷取自該光學裝置投射之第三投射光束的複數個第三影像；處理該複數個第三影像以決定該光學裝置之一或更多個第二指標，該一或更多個第二指標包括一顯示洩漏指標。
  11. 如請求項10所述之方法，進一步包括以下步驟：針對該第一光引擎進行一對準操作，該對準操作包括：使用一雷射源引導第一雷射光經過一針孔並導向該光學裝置；使用一對準偵測器決定第一反射雷射光之一光強度；調整該雷射源之一傾斜度及一間距以將該光強度增大至一增大的光強度；在該增大的光強度下決定該對準偵測器所接收之該第一反射雷射光的一第一位置；引導第二雷射光經過該針孔並導向該第一光引擎之一第一透鏡；調整該第一透鏡之一傾斜度及一間距，直至該對準偵測器所接收之第二反射雷射光的一第二位置匹配該第一位置為止；引導第三雷射光經過該針孔並導向該第一光引擎之一第一投射結構；以及調整該第一投射結構之一傾斜度及一間距，直至該對準偵測器所接收之第三反射雷射光的一第三位置匹配該第一位置為止。
  12. 如請求項10所述之方法，其中該等第一光束導向該光學裝置之一輸入耦合器，當該第一偵測器與該光學裝置之一輸出耦合器對準時擷取該複數個第一影像，且當該第二偵測器與該光學裝置之該輸出耦合器對準時擷取該複數個第二影像。
  13. 如請求項10所述之方法，其中該複數個第一指標包括一角度均勻性指標，且對該複數個第一影像或該複數個第二影像中之一或更多者的該處理之步驟包括以下步驟：在一單個影像內比較一光圖案設計之一或更多個第一部分與該光圖案設計之一或更多個第二部分。
  14. 如請求項10所述之方法，其中該複數個第一指標包括一對比度指標，且對該複數個第一影像或該複數個第二影像中之一或更多者的該處理之步驟包括以下步驟：在一單個影像內比較一光圖案設計之一或更多個明亮部分與該光圖案設計之一或更多個黑暗部分。
  15. 如請求項10所述之方法，其中：該複數個第一指標包括一顏色均勻性指標；該複數個第一影像、該複數個第二影像或該複數個第三影像中之一或更多者擷取一紅色光譜、一綠色光譜及一藍色光譜；以及對該複數個第一影像或該複數個第二影像中之一或更多者的該處理之步驟包括以下步驟：使用該同一場區域比較一紅色光譜影像與一綠色光譜影像及一藍色光譜影像。
  16. 如請求項10所述之方法，其中該複數個第一指標包括一效率指標，且該方法進一步包括以下步驟：在該複數個第一影像的該擷取之步驟及該複數個第二影像的該擷取之步驟之前：定位該第二偵測器以與該光學裝置之一輸入耦合器對準；自該第一子系統之該第一光引擎引導校準光束並導向該光學裝置；使用該第二偵測器擷取自該光學裝置之該輸入耦合器投射的校準投射光束之一或更多個校準影像；以及定位該第二偵測器以與該光學裝置之一輸出入耦合器對準。
  17. 如請求項10所述之方法，其中該一或更多個第一指標包括一調變傳遞函數(MTF)指標，且該方法進一步包括以下步驟：在該複數個第一影像的該擷取之步驟及該複數個第二影像的該擷取之步驟之前：自該第一子系統之該第一光引擎引導校準光束並導向該第二偵測器；以及當該第二偵測器未對準該光學裝置時使用該第二偵測器擷取該等校準光束之一或更多個校準影像；其中對該複數個第一影像或該複數個第二影像中之一或更多者的該處理之步驟包括以下步驟：比較該一或更多個校準影像之一或更多個部分的一外邊緣與該複數個第一影像或該複數個第二影像中的一或更多者之該等相同一或更多個部分的該相同外邊緣。
  18. 如請求項10所述之方法，其中：該複數個第一指標包括一眼框指標；在該複數個第一影像的該擷取之步驟或該複數個第二影像的該擷取之步驟期間移動該第一偵測器或該第二偵測器以沿該光學裝置之一輸出耦合器掃描跨過複數個位置；以及對該複數個第一影像或該複數個第二影像中之一或更多者的該處理之步驟包括以下步驟：比較對應於該輸出耦合器之不同場區域的不同影像。
  19. 如請求項10所述之方法，其中該複數個第一指標包括一重影指標，且該方法進一步包括以下步驟：在該複數個第一影像的該擷取之步驟及該複數個第二影像的該擷取之步驟之前：自該第一子系統之該第一光引擎引導校準光束並導向該第二偵測器；以及當該第二偵測器未對準該光學裝置時使用該第二偵測器擷取該等校準光束之一或更多個校準影像；其中對該複數個第一影像或該複數個第二影像中之一或更多者的該處理之步驟包括以下步驟：比較該一或更多個校準影像與該複數個第一影像或該複數個第二影像中之一或更多者以決定該一或更多個校準影像與該複數個第一影像或該複數個第二影像中之一或更多者之間的一偏移量。
  20. 如請求項19所述之方法，其中該複數個第三影像包括該等第三投射光束，其係自該光學裝置投射並越過該面部照明器偵測器之一眼框阻擋器。
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