AR/VR 光學量測解決方案

AR/VR光學量測解決方案

什麼是AR/VR/MR？

•擴增實境 (Augmented Reality, AR) 是一種沉浸式技術，它將虛擬元素（例如圖像、影片或文字資訊）疊加到真實世界中。這種技術將實體世界與虛擬世界融合，使用者通常透過智慧型手機或專用眼鏡等裝置，在真實環境中看到並與虛擬內容互動。AR 的特點是透過添加虛擬元素來豐富真實世界。
•虛擬實境 (Virtual Reality, VR) 與 AR 不同，它將使用者置於一個完全模擬的環境中。當使用者戴上 VR 頭戴式裝置時，真實世界便會消失，他們可以探索 360 度影片、遊戲或虛擬空間，完全沉浸在數位體驗中。VR 的特點是將使用者完全沉浸在一個完全虛擬的世界中。
•混合實境 (Mixed Reality, MR) 結合了虛擬實境 (VR) 和擴增實境 (AR)，透過將數位內容與真實世界整合。MR 允許使用者在他們的實體空間中與虛擬物件互動，提供一種動態且互動的體驗，無縫地融合了兩個領域。
ELDIM透過其專業設備提供了AR/VR 顯示器多項挑戰解決方案：

AR/VR 顯示器的主要挑戰：

紗窗效應 (Screen Door Effect)：這是目前 AR/VR 顯示器中最具挑戰性的問題之一。它是由於投影技術導致像素之間細微的分隔線可見而產生的一種視覺效果。在 VR 頭戴式裝置中，由於眼睛與螢幕的距離以及更廣闊的視場角 (Field of View)，這種效應尤其嚴重。
失真 (Distortions)：顯示器可能存在光學失真問題。
解析度 (Resolution)：確保 AR/VR 顯示器的高解析度並測量其渲染精細細節的能力是一項挑戰。
色度、亮度與均勻性 (Chromaticity, Brightness, and Uniformity)：
◦色彩準確性對於 AR/VR 顯示器至關重要，因為不正確或變化的顏色會破壞沉浸感，即使兩眼之間微小的顏色差異也會非常明顯。
◦準確的色彩測量有助於減少長時間使用 AR/VR 引起的眼睛疲勞，並提高使用者舒適度。
◦確保不同設備和應用程式之間色彩一致性對於建立使用者信任和滿意度至關重要。
◦亮度不均勻和 Mura 效應（一種顯示器缺陷）也是需要解決的問題。
缺陷與品質控制 (Defects and Quality Control)：
◦AR/VR 顯示器作為近眼顯示器 (near-eye displays)，其挑戰在於避免缺陷。眼睛與顯示器的近距離會放大即使是最小的瑕疵，使品質控制成為一項艱鉅的任務。
◦對於微型顯示器（如 microLED 和 microOLED），傳統的顯示器檢測技術已不足夠。這些微型顯示器的特性是每個 LED 都獨立作為像素，可能導致像素間的亮度與顏色產生顯著差異。
◦在製造過程中，必須準確識別和測量缺陷和均勻性問題，以確保顯示器品質並達到品牌標準。
Pancake 透鏡中的「鬼影」 (Ghosts in Pancake Lenses)：Pancake 透鏡雖然緊湊，但其設計可能導致內部反射，產生「鬼影」現象。
光學元件的偏振態 (Polarization States of Optical Components)：需要評估可變入射角對均勻分佈材料的影響，以及可視化 VR 透鏡的偏振態。

ELDIM 致力於透過其專門設備來增強 AR/VR 顯示器，解決上述挑戰：

VCProbe-AR/VR-MTF：

專門設計用於測量 VR 頭戴式裝置的解析度和失真。
其高解析度相機可以計算調製傳遞函數 (Modulation Transfer Function, MTF)，以評估顯示器渲染精細細節的能力。
透過比較螢幕的不同區域，可以檢測清晰度的變化。
此設備還能檢查顯示器結構的亞像素級別，從而檢測像素之間的解析度變化。

利用VCProbe-AR/VR-MTF，可以在亞像素層級檢查顯示結構，從而能夠檢測像素間的解析度變化。
VCProbe-AR/VR-Color：

用於評估 AR/VR 顯示器的色度。
分析我們眼睛感知到的亮度 (luminance) 和可見色彩，以檢測顯示器中潛在的缺陷。
透過色度測量結果，可以獲取顯示器的色域 (color gamut)。
它還可以幫助識別由於內部漏光引起的顯示器缺陷，並獲取其亮度分佈 (luminance profile)。

Eldim 在完全綠色環境下的測量亮度：峰值為 #70 cd/m2
VCProbe-AR/VR-Polar：

開發了一種先進的錐光儀，能夠在不到 10 秒內生成透鏡的完整偏振圖 (full polarization map)，以防止 Pancake 透鏡中出現「鬼影」。
該儀器旨在檢查光學元件的偏振態。
能夠評估可變入射角對均勻分佈材料的影響，並可視化 VR 透鏡的偏振態。
可測量橢圓度、透射率、偏振度和方向等關鍵特性。

XSCOPE：

專門設計用於評估微型顯示器的品質，如 microLED 和 microOLED。
它能夠以 4.5 倍放大率捕捉受測設備 (DUT) 的清晰圖像。
其獨特的光學設計確保了卓越的圖像品質，MTF 在 400 線/毫米的整個圖像範圍內超過 10%。
XSCOPE 可以大規模測量 LED 像素的亮度，且無需複雜的圖像融合技術。
它以高精度在大面積範圍內測量各種亮度，非常適合評估基於 ASIC 的高亮度 microLED 顯示器。這些數據有助於改善外延層的性能和均勻性以及製造過程，並可用於補償像素亮度的任何變化。

XSCOPE result：

UMaster：
◦ELDIM 的另一款成像設備，用於測量亮度與顏色。
ELDIM 透過開發一系列專用檢測設備，如 VCProbe-AR/VR-MTF、VCProbe-AR/VR-Color、VCProbe-AR/VR-Polar 和 XSCOPE，來應對 AR/VR 顯示器在視覺品質、光學性能和製造缺陷控制方面的挑戰。