一种光学显示模组图像生成单元旋转调整方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种光学显示模组图像生成单元旋转调整方法及旋转调整系统，旋转调整系统包括控制单元、执行机构、图像检测装置及标准光栅成像系统，所述标准光栅成像系统所成虚像与图像生成单元所成虚像位于同一成像位置并形成莫尔条纹，所述执行机构可吸附图像生成单元，所述图像检测装置对光学显示模组虚像进行成像，所述控制单元分别与执行机构和图像检测装置相连，控制单元用于接收图像检测装置发送的成像参数，并控制执行机构带动图像生成单元进行旋转调整。本发明专利技术提出的旋转调整方法，运用图像检测装置代替人眼，完成自动化检测，可实现人工操作无法达到的图像生成单元微距离旋转量调整，装配精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种光学显示模组图像生成单元旋转调整方法及系统
本专利技术属于光学显示
，涉及光学显示模组装配问题，具体涉及一种光学显示模组图像生成单元旋转调整方法及系统。
技术介绍
目前增强现实、虚拟现实、混合现实等光学显示模组显示的图像需要与实际外界图像融合，因此光学显示模组所显示图像的旋转误差需要精确控制，以达到光学显示模组所显示的图像水平线与实际图像水平线重合。目前，该类光学显示模组装配过程中，图像生成单元与光学镜头之间的相对位置误差，人工依靠光学元件、结构件加工精度保证，因此图像旋转容易存在较大误差。尤其随着图像生成单元的尺寸越来越小，图像旋转误差越来越大，很多情况下需要人工拆装反复调试，结构件损坏严重，加工效率低。一般情况下，光学显示模组显示特定图案，如水平条纹，通过相机对光学显示模组所成虚像直接成像。与实际水平线进行比对，计算出图像旋转误差。一方面：这种方法图像处理的最小单元为光学显示模组的一个像素，因此精度为atan(1/水平方向像素总数)，精度低。另一方面，这种方法对相机的精度要求较高，需要像素数目不少于光学显示模组像素数目。因此，急需要一种光学显示模组图像旋转调整方法。
技术实现思路
针对上述现有的依靠光学显示模组加工件精度保证装配精度，从而导致结构件损坏严重，加工效率低的技术问题，本专利技术提供了一种光学显示模组图像旋转调整方法及调整系统，具体通过如下技术方案予以实现：一种光学显示模组图像生成单元旋转调整方法，图像生成单元的旋转调整量其中，图像生成单元所成虚像与标准光栅成像系统所成虚像条纹周期均为d，图像生成单元所成虚像位于理想位置时形成莫尔条纹Ⅰ，图像生成单元所成虚像偏离理想位置时，形成莫尔条纹Ⅱ，mⅠ和mⅡ分别为莫尔条纹Ⅰ和莫尔条纹Ⅱ的莫尔条纹宽度，理想位置时形成的理想虚像与水平方向存在已知的预设夹角为本专利技术还提供一种图像生成单元旋转调整系统，包括控制单元、执行机构、图像检测装置及标准光栅成像系统，所述标准光栅成像系统所成虚像与图像生成单元所成虚像位于同一成像位置并形成莫尔条纹，所述执行机构可吸附图像生成单元，所述图像检测装置对光学显示模组进行成像，所述控制单元分别与执行机构和图像检测装置相连，控制单元用于接收图像检测装置发送的成像参数，并控制执行机构带动图像生成单元进行旋转调整，旋转调整量为η。所述标准光栅成像系统包括检测光栅、照明单元、缩放镜头及合光镜，检测光栅由照明单元照明，经缩放镜头和合光镜反射，成虚像与图像生成单元所成虚像位于同一成像位置。所述合光镜包括镀有半反半透膜的平面镜或合光棱镜。所述旋转调整系统还包括固化装置，所述固化装置对图像生成单元的位置进行固定。例如UV固化器。进一步，所述执行机构包括机器臂。进一步，所述图像检测装置包括数码相机或工业相机，图像检测装置图像分辨率、像素数目可低于光学显示模组。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：1、本专利技术提出一种光学显示模组图像旋转调整方法，运用图像检测装置代替人眼，完成自动化检测，同时运用执行机构代替人工操作，最重要的是，本专利技术图像生成单元可实现人工操作无法达到的微距离旋转量调整，装配精度高。2、本专利技术的旋转调整系统，能够检测图像旋转误差，并对图像旋转进行调整，几乎不需人工干预，直接通过执行机构控制图像生成单元进行旋转量调整，自动化程度高，提高装配效率，降低了人力成本。3、本专利技术的方法，根据莫尔条纹原理，将所成虚像之间角度的微小变化量转换成放大多倍的莫尔条纹宽度的变化量，易测量，精度高，使光学显示模组整体装配效果最优化，有利于降低对光学镜头的公差要求，提高了光学显示模组良品率。4、本专利技术的系统，实现了光学显示模组装配、检测一体化，避免不合格品人工反复拆装、检测。5、本方法对图像检测装置的精度要求不高，图像检测装置图像分辨率、像素数目可低于光学显示模组像素数目，有利于降低成本。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术方案作进一步详细解释和说明。图1为本专利技术光学显示模组图像旋转调整系统示意图；图2(a)为本专利技术实施例2标准光栅成像系统所成水平条纹虚像，(b)为本专利技术实施例2图像生成单元所成理想虚像(理想虚像与水平方向夹角为)。图中各标号的含义为：1-控制单元，2-执行机构，3-图像检测装置，4-检测光栅，5-照明单元，6-缩放镜头，7-合光镜，8-固化装置，9-图像生成单元，10-光学镜头，11-安装支架，12-成像位置。具体实施方式光学显示模组包括图像生成单元9和光学镜头10，实际中图像生成单元9和光学镜头10需要以一定的装配精度进行装配，装配精度直接影响图像成像质量，图像生成单元9一般包括显示器件及背光单元，显示器件包括OLED、LCD、LCOS等显示器件，光学镜头10包括透射光学系统，反射光学系统、光波导光学系统等，其功能为将图像生成单元9图像进行投影显示，供人眼观看。图像生成单元9和光学镜头10的相对位置关系确定，需要精确装配，图像生成单元9和光学镜头10可以有共同的安装支架11，以一定的装配精度通过安装支架11装配在一起，或者图像生成单元9和光学镜头10以一定的装配精度直接固连，本专利技术不做限定。本专利技术是在假定图像生成单元9相对于光学镜头10的水平位置距离已经精确控制的基础上，再对图像生成单元9一个面内的旋转量进行调整，因此，图像生成单元9所成理想虚像与图像生成单元9所成实际虚像处在同一位置，只是所成的虚像不完全重合存在旋转夹角，以下的实施例均假定图像生成单元9相对于光学镜头10的水平位置距离已经调整好。本专利技术基于莫尔条纹原理，因此需先使图像生成单元9显示图案(即所成虚像)为水平条纹或者竖直条纹，并且所成虚像与水平面存在一定夹角，这样才会与标准光栅成像系统所成的标准水平条纹或标准竖直条纹形成莫尔条纹。显示的两个虚像图像均为精细图案，形成的莫尔条纹有放大作用，可以利用较低精度的相机精确检测。同时，光学显示模组图像微小旋转角度，会引起莫尔条纹宽度发生较大改变，存在放大作用。利用这种放大作用，检测莫尔条纹宽度变化，来反推图像旋转角度误差，精度可以达到0.01mrad。基于莫尔条纹原理实现光学显示模组装调，是一种光学原理在工程领域的新的应用。实施例1本实施例提供一种光学显示模组图像生成单元旋转调整方法，图像生成单元的旋转调整量其中，图像生成单元所成虚像与标准光栅成像系统所成虚像条纹周期均为d，图像生成单元所成虚像位于理想位置时形成莫尔条纹Ⅰ，图像生成单元所成虚像偏离理想位置时，形成莫尔条纹Ⅱ，mⅠ和mⅡ分别为莫尔条纹Ⅰ和莫尔条纹Ⅱ的莫尔条纹宽度，理想位置时所成的理想虚像与水平方向存在已知的预设夹角为本实施例中，图像生成单元所成理想虚像与图像生成单元所成实际虚像以及标准光栅成像系统所成虚像，都处在同一个位置，见图1中12位置。事先假定理想虚像与水平面存在不为零的夹角(图2)，为3mrad预先给定，理想虚像与标准光栅成像系统所成虚像都是确定的，因此两者形成的莫尔条纹Ⅰ也是确定的，莫尔条纹Ⅰ的条纹宽度mⅠ可直接得出。预安装图像生成单元9后经图像检测装置3成像，实际虚像会与标准光栅成像系统所成虚像形成莫尔条纹Ⅱ，莫尔条纹Ⅰ与莫尔条纹Ⅱ的条纹周期保持相同，此时莫尔条纹Ⅱ的条纹宽度mⅡ可从图像检测装置3中得到，控制装置经过计算，得出η值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学显示模组图像生成单元旋转调整方法，其特征在于，本方法基于标准光栅成像系统，并且标准光栅成像系统所成虚像与图像生成单元所成虚像形成莫尔条纹，图像生成单元的旋转调整量

【技术特征摘要】
1.一种光学显示模组图像生成单元旋转调整方法，其特征在于，本方法基于标准光栅成像系统，并且标准光栅成像系统所成虚像与图像生成单元所成虚像形成莫尔条纹，图像生成单元的旋转调整量其中，图像生成单元所成虚像与标准光栅成像系统所成虚像条纹周期均为d，图像生成单元所成虚像位于理想位置时与水平方向存在已知的预设夹角为θ，θ＞0，图像生成单元所成虚像位于理想位置时形成莫尔条纹Ⅰ，图像生成单元所成虚像偏离理想位置时形成莫尔条纹Ⅱ，mⅠ和mⅡ分别为莫尔条纹Ⅰ和莫尔条纹Ⅱ的莫尔条纹宽度。2.一种光学显示模组图像生成单元旋转调整系统，其特征在于，包括控制单元(1)、执行机构(2)、图像检测装置(3)及标准光栅成像系统，所述标准光栅成像系统所成虚像与图像生成单元所成虚像位于同一成像位置并形成莫尔条纹，所述执行机构(2)可吸附图像生成单元，所述图像检测装置(3)对光学显示模组虚像进行成像，所述控制单元(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢辉，冯学贵，
申请(专利权)人：西安枭龙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61