一種光學(xué)顯示模組圖像生成單元旋轉(zhuǎn)調(diào)整方法及系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提出一種光學(xué)顯示模組圖像生成單元旋轉(zhuǎn)調(diào)整方法及旋轉(zhuǎn)調(diào)整系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)調(diào)整系統(tǒng)包括控制單元、執(zhí)行機構(gòu)、圖像檢測裝置及標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)，所述標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)所成虛像與圖像生成單元所成虛像位于同一成像位置并形成莫爾條紋，所述執(zhí)行機構(gòu)可吸附圖像生成單元，所述圖像檢測裝置對光學(xué)顯示模組虛像進行成像，所述控制單元分別與執(zhí)行機構(gòu)和圖像檢測裝置相連，控制單元用于接收圖像檢測裝置發(fā)送的成像參數(shù)，并控制執(zhí)行機構(gòu)帶動圖像生成單元進行旋轉(zhuǎn)調(diào)整。本發(fā)明專利技術(shù)提出的旋轉(zhuǎn)調(diào)整方法，運用圖像檢測裝置代替人眼，完成自動化檢測，可實現(xiàn)人工操作無法達到的圖像生成單元微距離旋轉(zhuǎn)量調(diào)整，裝配精度高。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種光學(xué)顯示模組圖像生成單元旋轉(zhuǎn)調(diào)整方法及系統(tǒng)
本專利技術(shù)屬于光學(xué)顯示
，涉及光學(xué)顯示模組裝配問題，具體涉及一種光學(xué)顯示模組圖像生成單元旋轉(zhuǎn)調(diào)整方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
目前增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實、混合現(xiàn)實等光學(xué)顯示模組顯示的圖像需要與實際外界圖像融合，因此光學(xué)顯示模組所顯示圖像的旋轉(zhuǎn)誤差需要精確控制，以達到光學(xué)顯示模組所顯示的圖像水平線與實際圖像水平線重合。目前，該類光學(xué)顯示模組裝配過程中，圖像生成單元與光學(xué)鏡頭之間的相對位置誤差，人工依靠光學(xué)元件、結(jié)構(gòu)件加工精度保證，因此圖像旋轉(zhuǎn)容易存在較大誤差。尤其隨著圖像生成單元的尺寸越來越小，圖像旋轉(zhuǎn)誤差越來越大，很多情況下需要人工拆裝反復(fù)調(diào)試，結(jié)構(gòu)件損壞嚴重，加工效率低。一般情況下，光學(xué)顯示模組顯示特定圖案，如水平條紋，通過相機對光學(xué)顯示模組所成虛像直接成像。與實際水平線進行比對，計算出圖像旋轉(zhuǎn)誤差。一方面：這種方法圖像處理的最小單元為光學(xué)顯示模組的一個像素，因此精度為atan(1/水平方向像素總數(shù))，精度低。另一方面，這種方法對相機的精度要求較高，需要像素數(shù)目不少于光學(xué)顯示模組像素數(shù)目。因此，急需要一種光學(xué)顯示模組圖像旋轉(zhuǎn)調(diào)整方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述現(xiàn)有的依靠光學(xué)顯示模組加工件精度保證裝配精度，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件損壞嚴重，加工效率低的技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種光學(xué)顯示模組圖像旋轉(zhuǎn)調(diào)整方法及調(diào)整系統(tǒng)，具體通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種光學(xué)顯示模組圖像生成單元旋轉(zhuǎn)調(diào)整方法，圖像生成單元的旋轉(zhuǎn)調(diào)整量其中，圖像生成單元所成虛像與標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)所成虛像條紋周期均為d，圖像生成單元所成虛像位于理想位置時形成莫爾條紋Ⅰ，圖像生成單元所成虛像偏離理想位置時，形成莫爾條紋Ⅱ，mⅠ和mⅡ分別為莫爾條紋Ⅰ和莫爾條紋Ⅱ的莫爾條紋寬度，理想位置時形成的理想虛像與水平方向存在已知的預(yù)設(shè)夾角為本專利技術(shù)還提供一種圖像生成單元旋轉(zhuǎn)調(diào)整系統(tǒng)，包括控制單元、執(zhí)行機構(gòu)、圖像檢測裝置及標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)，所述標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)所成虛像與圖像生成單元所成虛像位于同一成像位置并形成莫爾條紋，所述執(zhí)行機構(gòu)可吸附圖像生成單元，所述圖像檢測裝置對光學(xué)顯示模組進行成像，所述控制單元分別與執(zhí)行機構(gòu)和圖像檢測裝置相連，控制單元用于接收圖像檢測裝置發(fā)送的成像參數(shù)，并控制執(zhí)行機構(gòu)帶動圖像生成單元進行旋轉(zhuǎn)調(diào)整，旋轉(zhuǎn)調(diào)整量為η。所述標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)包括檢測光柵、照明單元、縮放鏡頭及合光鏡，檢測光柵由照明單元照明，經(jīng)縮放鏡頭和合光鏡反射，成虛像與圖像生成單元所成虛像位于同一成像位置。所述合光鏡包括鍍有半反半透膜的平面鏡或合光棱鏡。所述旋轉(zhuǎn)調(diào)整系統(tǒng)還包括固化裝置，所述固化裝置對圖像生成單元的位置進行固定。例如UV固化器。進一步，所述執(zhí)行機構(gòu)包括機器臂。進一步，所述圖像檢測裝置包括數(shù)碼相機或工業(yè)相機，圖像檢測裝置圖像分辨率、像素數(shù)目可低于光學(xué)顯示模組。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下技術(shù)效果：1、本專利技術(shù)提出一種光學(xué)顯示模組圖像旋轉(zhuǎn)調(diào)整方法，運用圖像檢測裝置代替人眼，完成自動化檢測，同時運用執(zhí)行機構(gòu)代替人工操作，最重要的是，本專利技術(shù)圖像生成單元可實現(xiàn)人工操作無法達到的微距離旋轉(zhuǎn)量調(diào)整，裝配精度高。2、本專利技術(shù)的旋轉(zhuǎn)調(diào)整系統(tǒng)，能夠檢測圖像旋轉(zhuǎn)誤差，并對圖像旋轉(zhuǎn)進行調(diào)整，幾乎不需人工干預(yù)，直接通過執(zhí)行機構(gòu)控制圖像生成單元進行旋轉(zhuǎn)量調(diào)整，自動化程度高，提高裝配效率，降低了人力成本。3、本專利技術(shù)的方法，根據(jù)莫爾條紋原理，將所成虛像之間角度的微小變化量轉(zhuǎn)換成放大多倍的莫爾條紋寬度的變化量，易測量，精度高，使光學(xué)顯示模組整體裝配效果最優(yōu)化，有利于降低對光學(xué)鏡頭的公差要求，提高了光學(xué)顯示模組良品率。4、本專利技術(shù)的系統(tǒng)，實現(xiàn)了光學(xué)顯示模組裝配、檢測一體化，避免不合格品人工反復(fù)拆裝、檢測。5、本方法對圖像檢測裝置的精度要求不高，圖像檢測裝置圖像分辨率、像素數(shù)目可低于光學(xué)顯示模組像素數(shù)目，有利于降低成本。附圖說明下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本專利技術(shù)方案作進一步詳細解釋和說明。圖1為本專利技術(shù)光學(xué)顯示模組圖像旋轉(zhuǎn)調(diào)整系統(tǒng)示意圖；圖2(a)為本專利技術(shù)實施例2標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)所成水平條紋虛像，(b)為本專利技術(shù)實施例2圖像生成單元所成理想虛像(理想虛像與水平方向夾角為)。圖中各標(biāo)號的含義為：1-控制單元，2-執(zhí)行機構(gòu)，3-圖像檢測裝置，4-檢測光柵，5-照明單元，6-縮放鏡頭，7-合光鏡，8-固化裝置，9-圖像生成單元，10-光學(xué)鏡頭，11-安裝支架，12-成像位置。具體實施方式光學(xué)顯示模組包括圖像生成單元9和光學(xué)鏡頭10，實際中圖像生成單元9和光學(xué)鏡頭10需要以一定的裝配精度進行裝配，裝配精度直接影響圖像成像質(zhì)量，圖像生成單元9一般包括顯示器件及背光單元，顯示器件包括OLED、LCD、LCOS等顯示器件，光學(xué)鏡頭10包括透射光學(xué)系統(tǒng)，反射光學(xué)系統(tǒng)、光波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)等，其功能為將圖像生成單元9圖像進行投影顯示，供人眼觀看。圖像生成單元9和光學(xué)鏡頭10的相對位置關(guān)系確定，需要精確裝配，圖像生成單元9和光學(xué)鏡頭10可以有共同的安裝支架11，以一定的裝配精度通過安裝支架11裝配在一起，或者圖像生成單元9和光學(xué)鏡頭10以一定的裝配精度直接固連，本專利技術(shù)不做限定。本專利技術(shù)是在假定圖像生成單元9相對于光學(xué)鏡頭10的水平位置距離已經(jīng)精確控制的基礎(chǔ)上，再對圖像生成單元9一個面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)量進行調(diào)整，因此，圖像生成單元9所成理想虛像與圖像生成單元9所成實際虛像處在同一位置，只是所成的虛像不完全重合存在旋轉(zhuǎn)夾角，以下的實施例均假定圖像生成單元9相對于光學(xué)鏡頭10的水平位置距離已經(jīng)調(diào)整好。本專利技術(shù)基于莫爾條紋原理，因此需先使圖像生成單元9顯示圖案(即所成虛像)為水平條紋或者豎直條紋，并且所成虛像與水平面存在一定夾角，這樣才會與標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)所成的標(biāo)準(zhǔn)水平條紋或標(biāo)準(zhǔn)豎直條紋形成莫爾條紋。顯示的兩個虛像圖像均為精細圖案，形成的莫爾條紋有放大作用，可以利用較低精度的相機精確檢測。同時，光學(xué)顯示模組圖像微小旋轉(zhuǎn)角度，會引起莫爾條紋寬度發(fā)生較大改變，存在放大作用。利用這種放大作用，檢測莫爾條紋寬度變化，來反推圖像旋轉(zhuǎn)角度誤差，精度可以達到0.01mrad。基于莫爾條紋原理實現(xiàn)光學(xué)顯示模組裝調(diào)，是一種光學(xué)原理在工程領(lǐng)域的新的應(yīng)用。實施例1本實施例提供一種光學(xué)顯示模組圖像生成單元旋轉(zhuǎn)調(diào)整方法，圖像生成單元的旋轉(zhuǎn)調(diào)整量其中，圖像生成單元所成虛像與標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)所成虛像條紋周期均為d，圖像生成單元所成虛像位于理想位置時形成莫爾條紋Ⅰ，圖像生成單元所成虛像偏離理想位置時，形成莫爾條紋Ⅱ，mⅠ和mⅡ分別為莫爾條紋Ⅰ和莫爾條紋Ⅱ的莫爾條紋寬度，理想位置時所成的理想虛像與水平方向存在已知的預(yù)設(shè)夾角為本實施例中，圖像生成單元所成理想虛像與圖像生成單元所成實際虛像以及標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)所成虛像，都處在同一個位置，見圖1中12位置。事先假定理想虛像與水平面存在不為零的夾角(圖2)，為3mrad預(yù)先給定，理想虛像與標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)所成虛像都是確定的，因此兩者形成的莫爾條紋Ⅰ也是確定的，莫爾條紋Ⅰ的條紋寬度mⅠ可直接得出。預(yù)安裝圖像生成單元9后經(jīng)圖像檢測裝置3成像，實際虛像會與標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)所成虛像形成莫爾條紋Ⅱ，莫爾條紋Ⅰ與莫爾條紋Ⅱ的條紋周期保持相同，此時莫爾條紋Ⅱ的條紋寬度mⅡ可從圖像檢測裝置3中得到，控制裝置經(jīng)過計算，得出η值本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種光學(xué)顯示模組圖像生成單元旋轉(zhuǎn)調(diào)整方法，其特征在于，本方法基于標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)，并且標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)所成虛像與圖像生成單元所成虛像形成莫爾條紋，圖像生成單元的旋轉(zhuǎn)調(diào)整量

【技術(shù)特征摘要】
1.一種光學(xué)顯示模組圖像生成單元旋轉(zhuǎn)調(diào)整方法，其特征在于，本方法基于標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)，并且標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)所成虛像與圖像生成單元所成虛像形成莫爾條紋，圖像生成單元的旋轉(zhuǎn)調(diào)整量其中，圖像生成單元所成虛像與標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)所成虛像條紋周期均為d，圖像生成單元所成虛像位于理想位置時與水平方向存在已知的預(yù)設(shè)夾角為θ，θ＞0，圖像生成單元所成虛像位于理想位置時形成莫爾條紋Ⅰ，圖像生成單元所成虛像偏離理想位置時形成莫爾條紋Ⅱ，mⅠ和mⅡ分別為莫爾條紋Ⅰ和莫爾條紋Ⅱ的莫爾條紋寬度。2.一種光學(xué)顯示模組圖像生成單元旋轉(zhuǎn)調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于，包括控制單元(1)、執(zhí)行機構(gòu)(2)、圖像檢測裝置(3)及標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)，所述標(biāo)準(zhǔn)光柵成像系統(tǒng)所成虛像與圖像生成單元所成虛像位于同一成像位置并形成莫爾條紋，所述執(zhí)行機構(gòu)(2)可吸附圖像生成單元，所述圖像檢測裝置(3)對光學(xué)顯示模組虛像進行成像，所述控制單元(1...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：謝輝，馮學(xué)貴，
申請(專利權(quán))人：西安梟龍科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西,61