用于AR计量工具的照射系统技术方案

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。合影像质量标准。合影像质量标准。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于AR计量工具的照射系统
[0001]背景


[0002]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。

技术介绍

[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。

技术实现思路

[0006]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。
[0007]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。
[0008]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
[0009]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。
[0010]图1A是根据本文中所述实施方式的基板的透视正面图。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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)。
[0020]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的表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】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，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙阳阳，傅晋欣，大东和也，卢多维克，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：