本發(fā)明屬于光學(xué)顯示技術(shù)領(lǐng)域，涉及光學(xué)顯示模組裝配問題，具體涉及一種光學(xué)顯示模組精確裝配方法及裝配系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前頭戴顯示設(shè)備、投影顯示設(shè)備等光學(xué)顯示模組的裝配過程中，圖像生成單元與光學(xué)鏡頭之間的相對(duì)位置關(guān)系，人工依靠光學(xué)元件、結(jié)構(gòu)件加工精度保證，裝配完成后，人工實(shí)際觀測(cè)檢測(cè)生成圖像質(zhì)量，很多情況下加工精度達(dá)不到要求，需要人工拆裝反復(fù)調(diào)整。

隨著圖像生成單元的尺寸越來越小，對(duì)光學(xué)顯示模組中的圖像生成單元與光學(xué)鏡頭相對(duì)位置誤差要求越來越高。圖像生成單元與光學(xué)鏡頭相對(duì)位置誤差超差，會(huì)引起顯示圖像局部不清晰、成像距離變化、屈光度改變等質(zhì)量問題，一方面生產(chǎn)效率低，一方面需要對(duì)不良品反復(fù)拆解重新裝調(diào)，因此急需要一種光學(xué)顯示模組自動(dòng)精確裝配的方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)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)致裝配精度低、裝配效率低，良品率低的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種光學(xué)顯示模組精確裝配方法及裝配系統(tǒng)，具體通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種光學(xué)顯示模組精確裝配方法，本方法通過光學(xué)顯示模組的光學(xué)鏡頭理想成像距離l與光學(xué)鏡頭實(shí)際成像距離l′的距離差調(diào)整光學(xué)顯示模組的圖像生成單元的移動(dòng)距離m，m的計(jì)算采用如下公式，

其中，f為焦距，p為像距，f和p均為光學(xué)鏡頭的參數(shù)。

本發(fā)明還提供一種光學(xué)顯示模組裝配系統(tǒng)，包括控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及圖像檢測(cè)裝置，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)可吸附圖像生成單元，所述圖像檢測(cè)裝置對(duì)光學(xué)顯示模組進(jìn)行成像，所述控制單元分別與執(zhí)行機(jī)構(gòu)和圖像檢測(cè)裝置相連，控制單元用于接收?qǐng)D像檢測(cè)裝置發(fā)送的成像參數(shù)，包括光學(xué)鏡頭實(shí)際成像距離l′，并控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)圖像生成單元進(jìn)行移動(dòng)，移動(dòng)距離為m。

所述裝配系統(tǒng)還包括固化裝置，所述固化裝置對(duì)圖像生成單元的位置進(jìn)行固定，例如uv固化器。

進(jìn)一步，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括機(jī)器臂。

進(jìn)一步，所述圖像檢測(cè)裝置包括數(shù)碼相機(jī)或工業(yè)相機(jī)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：

1、本發(fā)明提出一種光學(xué)顯示模組精確裝配方法，運(yùn)用圖像檢測(cè)裝置代替人眼，完成自動(dòng)化檢測(cè)，同時(shí)，運(yùn)用執(zhí)行機(jī)構(gòu)代替人工操作，最重要的是，本發(fā)明圖像生成單元可實(shí)現(xiàn)人工操作無法達(dá)到的微距離調(diào)整，裝配精度高。

2、本發(fā)明的裝配系統(tǒng)，幾乎不需人工干預(yù)，直接通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制圖像生成單元進(jìn)行位置調(diào)整，自動(dòng)化程度高，提高裝配效率，降低了人力成本。

3、本發(fā)明的方法，利用圖像生成單元的位置變化實(shí)時(shí)補(bǔ)償了光學(xué)鏡頭的加工、裝配公差，使光學(xué)顯示模組整體裝配效果最優(yōu)化，有利于降低對(duì)光學(xué)鏡頭的公差要求，提高了光學(xué)顯示模組良品率。

4、本發(fā)明的裝配系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了光學(xué)顯示模組裝配、檢測(cè)一體化，避免不合格品人工反復(fù)拆裝、檢測(cè)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明方案作進(jìn)一步詳細(xì)解釋和說明。

圖1為本發(fā)明光學(xué)顯示模組精確裝配方法原理圖；

圖2為本發(fā)明裝配系統(tǒng)示意圖。

圖中各標(biāo)號(hào)的含義為：

1-控制單元，2-執(zhí)行機(jī)構(gòu)，3-圖像檢測(cè)裝置，4-固化裝置，5-圖像生成單元，6-光學(xué)鏡頭，7-安裝支架，8-理想成像位置，9-實(shí)際成像位置。

具體實(shí)施方式

光學(xué)顯示模組包括圖像生成單元5和光學(xué)鏡頭6，實(shí)際中圖像生成單元5和光學(xué)鏡頭6需要以一定的裝配精度進(jìn)行裝配，裝配精度直接影響圖像成像質(zhì)量，圖像生成單元5一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6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5圖像進(jìn)行投影顯示，供人眼觀看。圖像生成單元5和光學(xué)鏡頭6的相對(duì)位置關(guān)系確定，需要精確裝配，圖像生成單元5和光學(xué)鏡頭6可以有共同的安裝支架7，以一定的裝配精度通過安裝支架7裝配在一起，或者圖像生成單元5和光學(xué)鏡頭6以一定的裝配精度直接固連，本發(fā)明不做限定。

本發(fā)明發(fā)明人根據(jù)光學(xué)鏡頭參數(shù)及成像公式(q代表物距，為光學(xué)鏡頭自身參數(shù))及成像距離誤差△l研究出△l與圖像生成單元5調(diào)整量m的關(guān)系，通過△l的值確定圖像生成單元5的移動(dòng)距離，進(jìn)而進(jìn)行圖像生成單元5的微調(diào)整，達(dá)到人工操作無法到達(dá)的微調(diào)，對(duì)目前提高光學(xué)模組裝配精度具有極大的理論指導(dǎo)意義。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供一種光學(xué)顯示模組精確裝配方法，通過光學(xué)顯示模組的光學(xué)鏡頭6理想成像距離l與光學(xué)鏡頭6實(shí)際成像距離l′的距離差△l，調(diào)整光學(xué)顯示模組的圖像生成單元5的移動(dòng)距離m，l或者l′為從光學(xué)鏡頭6到成像位置的距離，假定本實(shí)施例中虛像理想成像位置為8位置，預(yù)安裝圖像生成單元5后的虛像實(shí)際成像位置為9位置，如圖1，理想成像位置對(duì)應(yīng)的理想成像距離l為事先設(shè)定好的一個(gè)值，預(yù)安裝圖像生成單元5后經(jīng)圖像檢測(cè)裝置3成像，光學(xué)鏡頭實(shí)際成像距離l′值此時(shí)可從圖像檢測(cè)裝置3中得到。

m的計(jì)算按照如下公式，

其中，f為焦距，p為像距，f和p均為光學(xué)鏡頭的參數(shù)，光學(xué)鏡頭給定時(shí)，f和p即為已知值，由此可得到圖像生成單元5的移動(dòng)距離m值，經(jīng)過圖像生成單元5移動(dòng)后，再次檢測(cè)距離差△l，經(jīng)過循環(huán)多次調(diào)整，直到滿足裝配精度要求，則調(diào)整完畢。實(shí)際應(yīng)用中，距離差△l很難為零，因此，規(guī)定△l在一個(gè)范圍時(shí)，則認(rèn)為達(dá)到高精度，本實(shí)施例中規(guī)定，當(dāng)△l<1cm時(shí)，調(diào)整結(jié)束。

實(shí)施例2

如圖1、2所示，本實(shí)施例提供一種光學(xué)顯示模組裝配系統(tǒng)，包括控制單元1、執(zhí)行機(jī)構(gòu)2、圖像檢測(cè)裝置3及固化裝置4，執(zhí)行機(jī)構(gòu)2可吸附圖像生成單元5進(jìn)行移動(dòng)，圖像檢測(cè)裝置3對(duì)光學(xué)顯示模組進(jìn)行成像，控制單元1分別與執(zhí)行機(jī)構(gòu)2和圖像檢測(cè)裝置3相連，控制單元1用于接收?qǐng)D像檢測(cè)裝置3發(fā)送的成像參數(shù)，并控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)2帶動(dòng)圖像生成單元進(jìn)行移動(dòng)，移動(dòng)距離為m。

本實(shí)施例固化裝置4采用uv固化器，將圖像生成單元5點(diǎn)膠固定，執(zhí)行機(jī)構(gòu)2采用機(jī)器臂，機(jī)器臂可直接從產(chǎn)線自動(dòng)拾取圖像生成單元5，安裝至安裝架7的預(yù)設(shè)位置，或者安裝至光學(xué)鏡頭6的鏡筒上，執(zhí)行機(jī)構(gòu)2能夠?qū)︻A(yù)設(shè)位置進(jìn)行多自由度微調(diào)，以改善投影顯示效果，如調(diào)整圖像生成單元5和光學(xué)鏡頭6之間的距離，以改善成像距離誤差。圖像檢測(cè)裝置3采用工業(yè)相機(jī)，對(duì)光學(xué)顯示模組投影顯示圖像進(jìn)行成像，成像后的圖像參數(shù)包括光學(xué)鏡頭實(shí)際成像距離l′等會(huì)自動(dòng)存儲(chǔ)在工業(yè)相機(jī)中。

本實(shí)施例控制單元1接收?qǐng)D像檢測(cè)裝置3發(fā)送的圖像參數(shù)，按照事先編程好的算法，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)2，調(diào)整圖像生成單元5的安裝位置。實(shí)際中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)2可采用液壓或者電流數(shù)驅(qū)動(dòng)，控制單元1先根據(jù)給定的l和接收的l′值自動(dòng)計(jì)算得到△l值，進(jìn)而計(jì)算得到m值，然后將m值轉(zhuǎn)化為與液壓或電流相關(guān)的參數(shù)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)2移動(dòng)，例如，若執(zhí)行機(jī)構(gòu)2采用液壓驅(qū)動(dòng)，m值與壓力的關(guān)系表可從執(zhí)行機(jī)構(gòu)2的操作說明書中獲得，控制單元1計(jì)算得到m值后根據(jù)m值與壓力的關(guān)系進(jìn)行液壓值調(diào)整進(jìn)而控制控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)2進(jìn)行移動(dòng)?？刂茊卧?的功能實(shí)現(xiàn)可通過計(jì)算機(jī)編程語言，不屬于本發(fā)明重點(diǎn)，本發(fā)明不做詳細(xì)介紹。

本發(fā)明通過調(diào)整圖像檢測(cè)裝置3的參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)不同的裝配要求，具有一定的通用性。對(duì)于成像距離不同的光學(xué)顯示模組，如1m、3m、∞等不同成像距離，只需調(diào)整圖像檢測(cè)裝置3的鏡頭參數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)精確裝配。

具體實(shí)現(xiàn)步驟為：

步驟1.固定光學(xué)鏡頭6的位置，執(zhí)行機(jī)構(gòu)2將圖像生成單元5移動(dòng)至預(yù)設(shè)位置。

步驟2.圖像檢測(cè)裝置3拍攝圖像并將圖像參數(shù)l′值發(fā)至控制單元1。

步驟3.控制單元1根據(jù)接收到的l′值計(jì)算出圖像生成單元調(diào)整量m，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)2帶動(dòng)圖像生成單元5完成第一次調(diào)整。

步驟4.重復(fù)步驟2，直至△l<1cm，調(diào)整結(jié)束，控制單元1控制固化裝置4對(duì)圖像生成單元5進(jìn)行固化，固化方式不做限定。