技术摘要：
本发明提供一种光学模组中显示器件的装调系统及方法，包括设有用于装卡透镜或透镜组件的基准位的对准夹具、用于调节显示面板的位置的调节机构和拍摄显示面板的对准图像的图像获取装置，通过获取显示面板的对准图像所对应的实际位置与目标位置的中心偏移量和角度偏移量  全部
背景技术：
现代计算机技术、显示技术、传感器技术等多种科学技术促进了AR(Augmented  Realiy，简称增强现实)和VR(Virtual  Reality，简称虚拟现实)体验的系统的开发，VR场景 在多维信息空间上创建了一个虚拟信息环境，能使用户具有身临其境的沉浸感，具有与环 境完善的交互作用能力；AR场景将虚拟信息应用于真实世界，真实的环境和虚拟环境实时 地叠加到同一个画面或空间同时存在。 AR和VR显示器件的原理是将显示器产生的近处影像通过光学系统(光学模组)拉 到远处放大，近乎充满人的视野范围，从而产生沉浸感。以图1所示的AR光学模组为例，该光 学模组主要包括光学弧片01、光学平片02和显示器件03，光学平片02作为具有反射和透射 功能的分光镜位于人眼前侧，所其与基准面04呈角度α，光学平片02的反射面朝向显示器件 03和光学弧片01，光学弧片01为具有反射和透射功能的非球面凹面镜，其反射面为凹面，位 于靠近人眼的一侧，显示器件03平行于基准面04。该光学模组将显示器件03发出的光线投 射至作为分光镜的光学平片02上，光学平片02将一部分光线进行反射，反射的光线投射至 光学弧片01的凹面内侧，然后反射并穿过光学平片02成像于人眼中，同时，外界的光线穿过 光学弧片01和光学平片02进入人眼，使用AR眼镜者可同时看到现实世界的物理对象和由显 示器件03生成的数字影像，实现增强现实的功能。 上述AR成像系统中，显示器件03显示的图像经光学模组的成像系统，成为一个放 大的虚像，被人眼接收。为了增大人眼的视场角度，显示器件03通常在显示面板031的发光 面一侧安装透镜或透镜组件，该透镜或透镜组件的平面侧或框架的基准平面与显示面板 031组装在一起，使得显示面板031的图像经透镜或透镜组件的放大，再经光学模组的光路 汇聚作用，整个图像被人眼接收。上述结构中，显示器件03的装调质量对成像质量起到至关 重要的作用，例如，显示面板031与透镜或透镜组件发生角度偏移或中心光轴未对准，人眼 观察的虚像可能会出现画面畸变、图像模糊等情况。 目前，AR和VR行业的光学模组中显示器件的装调流程和工具并不完善，针对图1所 示的显示器件03，传统的装调过程通常采用对准仪器首先对不透明的显示面板031的发光 面进行对准调试，显示面板031的上需要刻画特征标识，并需要将该显示面板031临时固定； 再进行透镜或透镜组件的对准调试，使得透镜或透镜组件的光轴与显示面板031的显示区 中心重合，在装调过程中，为避开拍摄光路，无法采用吸盘等通用的夹取方式，需要手工或 其他特制机构来调节透镜或透镜组件的位置，增加了生成成本；而且该装调方法需要两次 对准操作，且需要拆卸临时固定机构，导致工作效率低下，增加了时间成本，不适合批量显 示器件的装调、生产。 4 CN 111610636 A 说　明　书 2/8 页
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供一种光学模组中显示器件的装调系统，用于 将显示器件的显示面板的发光面固定在透镜或透镜组件的平面侧或框架的基准平面上，包 括： 对准夹具(1)，设有用于装卡透镜或透镜组件的基准位； 调节机构(2)，用于将显示面板调节至目标位置； 图像获取装置(3)，位于透镜或透镜组件的下方且显示面板的所在位置在图像获 取装置(3)对焦范围内，使得图像获取装置(3)能够拍摄到显示面板的图像。 上述光学模组中显示器件的装调系统中，所述目标位置是指显示面板的显示区中 心与透镜或透镜组件的光轴重合且显示面板与透镜或透镜组件平行对准的位置。 上述光学模组中显示器件的装调系统中，所述对准夹具(1)为设有腔室(11)的中 空结构，上部设有与腔室(11)相连通的通槽(12)，通槽(12)的两侧壁上设置有装卡透镜或 透镜组件的基准位，图像获取装置(3)设置在对准夹具(1)的腔室(11)下方开口处。 上述光学模组中显示器件的装调系统中，所述基准位为通槽(12)侧壁上部内凹的 基准内台阶(13)，透镜或透镜组件的外缘设有与基准内台阶(13)相匹配的基准外台阶。 上述光学模组中显示器件的装调系统中，所述调节机构(2)包括调节平台(22)和 设置在调节平台(22)上的操作臂(21)，调节平台(22)具有以操作臂(21)为旋转轴的旋转驱 动机构和垂直于操作臂(21)的平面内沿X轴、Y轴移动的移动驱动机构，其中，X轴为通槽 (12)的基准位的长度方向，Y轴为通槽(12)的基准位的宽度方向。 上述光学模组中显示器件的装调系统中，所述操作臂(21)为具有伸缩功能的杆 件，其端部为用于粘结、吸附或夹持显示面板的弹性端(211)。 上述光学模组中显示器件的装调系统中，所述图像获取装置(3)包括镜头(31)、相 机(32)和镜筒(33)，镜头(31)安装在镜筒(33)内，相机(32)安装在镜筒(33)的下端。 上述光学模组中显示器件的装调系统还包括一处理器(4)，所述调节机构(2)和/ 或图像获取装置(3)的数据输出接口连接至该处理器(4)。 本发明还提供了一种光学模组中显示器件的装调方法，该方法采用上述光学模组 中显示器件装调系统进行操作，包括以下步骤： 步骤S10，将透镜或透镜组件安装至对准夹具(1)的基准位，调节图像获取装置(3) 的光轴与透镜或透镜组件的光轴处于同一直线上，并将显示面板置于透镜或透镜组件的平 面侧或框架的基准平面的预定位置； 步骤S20，获取显示面板的实际位置与目标位置的角度偏移量R，并通过调节机构 (2)调整显示面板的角度； 步骤S30，获取显示面板的实际位置与目标位置的中心偏移量(x，y)，并通过调节 机构(2)调整显示面板的显示区中心位置； 步骤S50，将显示面板固定于透镜或透镜组件上。 上述光学模组中显示器件的装调方法中，所述步骤S20中，获取显示面板的实际位 置与目标位置的角度偏移量R，具体包括： 将显示面板的目标位置与显示面板图像对应的实际位置映射至同一坐标系统中， 以目标位置的显示面板上任两个特征点连线的中点为原点、以该特征点连线为X轴、以该特 5 CN 111610636 A 说　明　书 3/8 页 征连线的中垂线为Y轴建立坐标系，计算显示面板的实际位置的该特征点连线与X轴正向之 间夹角值R作为角度偏移量R。 上述光学模组中显示器件的装调方法中，步骤S30中，获取显示面板的实际位置与 目标位置的中心偏移量(x，y)具体包括： 将显示面板的目标位置与显示面板图像对应的实际位置映射至同一坐标系统中， 以目标位置的显示面板上任两个特征点连线的中点为原点、以该特征点连线为X轴、以该特 征连线的中垂线为Y轴建立坐标系，计算显示面板的实际位置的该特征标识连线中点与目 标位置的特征标识连线的中点之间的中心偏移量(x，y)。 上述光学模组中显示器件的装调方法中，在所述步骤S30和步骤S50之间还包括一 步骤S40，步骤S40具体包括： 获取当前位置的显示面板相对于目标位置的中心偏移量和角度偏移量，检验是否 满足设计要求，若不满足设计要求，则重复执行步骤S20至S40，直到满足设计要求为止；若 满足设计要求，则直接执行步骤S50。 上述光学模组中显示器件的装调方法中，所述设计要求包括中心偏移量精度和角 度偏移量精度。 本发明还提供一种光学模组中显示器件的装调方法，使用上述光学模组中显示器 件的装调系统进行装调，包括以下步骤： 步骤S10，将透镜或透镜组件安装至对准夹具(1)的基准位，调节图像获取装置(3) 的光轴与透镜或透镜组件的光轴处于同一直线上，并将显示面板置于透镜或透镜组件的平 面侧或框架的基准平面的预定位置； 步骤S30，获取显示面板的实际位置与目标位置的中心偏移量(x，y)，并通过调节 机构(2)调整显示面板的显示区中心位置； 步骤S20，获取显示面板的实际位置与目标位置的角度偏移量R，并通过调节机构 (2)调整显示面板的角度； 步骤S40，获取当前位置的显示面板相对于目标位置的中心偏移量和角度偏移量， 检验是否满足设计要求，若不满足设计要求，则重复执行步骤S30至S40，直到满足设计要求 为止；若满足设计要求，则直接执行步骤S50； 步骤S50，将显示面板固定于透镜或透镜组件上。 上述光学模组中显示器件的装调方法中，所述设计要求包括中心偏移量精度和角 度偏移量精度。 采用以上方案，本发明具有以下技术效果：本发明通过将透明透镜或透镜组件置 于具有基准位的对准夹具上，无需对透镜或透镜组件进行校准，只需通过图像获取装置拍 摄显示面板的对准图像，只调节显示面板的位置即可，操作简单、方便，提高了先是器件的 装调效率；通过将调节机构的操作臂设置为可伸缩结构，其端部设置为弹性端，调节平台只 需具有水平二维平移、水平面旋转的三维自由度即可实现六个自由度的调节平台功能，进 一步降低工装本身的生产成本以及工装的操作复杂性，有助于提高装调精度；本发明装调 方法，无需装拆临时固定机构，可通过处理器实现自动调节，简化了操作步骤，提高了装调 效率，可实现装调自动化，适于量产需求。 该装调系统操作简单，稳定可靠，适应量产需求。 6 CN 111610636 A 说　明　书 4/8 页 附图说明 图1是应用于AR光学模组的成像结构示意图； 图2A是本发明系统的一个实施例的结构示意图； 图2B是调节机构、显示器件和对准夹具之间的配合关系示意图； 图2C是图2B中区域A的放大图； 图3是对准夹具的结构示意图； 图4是调节机构的结构示意图； 图5A是点亮显示面板时的特征标识分布示意图； 图5B是未点亮显示面板时刻画的特征标识的分布示意图； 图6A是点亮显示面板时显示面板的实际位置与目标位置的偏移量计算示例； 图6B是未点亮显示面板时显示面板的实际位置与目标位置的偏移量计算示例； 图7为实施例一的装调方法的流程图； 图8为实施例二的装调方法的流程图。 图中附图标记表示为： 01-光学弧片，02-光学平片，03-显示器件,031-显示面板，032-平面凸透镜，0321- 基准外台阶；04-基准面，05-法线面，06-AR支架； 1-对准夹具，11-腔室，12-通槽，13-基准内台阶； 2-调节机构，21-操作臂，211-弹性端；22-调节平台，23-安装支架； 3-图像获取装置，31-镜头，32-相机,33-镜筒； 4-处理器。