CN115608574A - 一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备及方法，该设备包括：安装有显示屏的显示组件；根据智能头戴显示眼镜的光学参数制备的对位组件，对位组件与显示组件组装；固定单元，用于安装显示组件；图像获取单元，用于拍摄组装的显示组件与对位组件以得到实时放大显示画面；校正单元，用于根据放大显示画面平行移动和/或平行旋转显示屏，直至显示屏与对位组件对准；UV硬化单元，用于对已对准的显示组件进行点胶与固化；电控系统，分别与调芯组件以及UV硬化组件电连接。本申请采用分模块化工艺，实现光学系统的轴心与显示屏的中心的高精度配合，大大简化了生产工艺上的繁杂，优化后期生产维修的工序，降低整体工艺成本。

Description

一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备及方法

技术领域

本发明涉及智能头戴显示眼镜技术领域，更具体地说，涉及一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备及方法。

背景技术

智能头戴显示眼镜通过光学技术，将微型图像显示器(例如透射式或反射式液晶显示屏，有机电致发光器件，DMD器件)发出的视频图像光引导到使用者的瞳孔，在使用者的近目范围实现虚拟、放大图像，为使用者提供直观、可视的2D/3D图像、视频与文字信息。

现有的智能头戴显示眼镜存在成像模糊，尤其是边缘成像模糊，主要是因为智能头戴显示眼镜的光学系统与显示系统的轴向对位匹配度不够，导致用户长时间佩戴使用后会出现头晕、眼睛疲惫等问题。

为解决上述问题，现有技术中，在生产智能头戴显示眼镜时，会对光学镜头与显示屏的进行精确对准，以保证智能头戴显示眼镜中显示屏的成像效果。专利文献(中国专利CN106054392B)公开了一种VR设备中光学镜头与显示屏的对准方法，该方法通过在显示屏上生成测试图案，图像采集装置对成像于光学镜头上的测试图案进行采集，以获取校正图案，利用算法判断校正图案与预设的参考图案是否重合，若不重合，则调整光学镜头与显示屏的相对位置直至重合。但该对准方法主要是通过算法判断校正图案是否与参考图案重合，每当调整光学镜头与显示屏的相对位置，则需要重新获取图像与算法判断，对准过程较为复杂，导致智能头戴显示眼镜的生产工艺繁杂，产品后期维修麻烦，整体工艺成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，包括：

安装有显示屏的显示组件；

根据所述智能头戴显示眼镜的光学参数制备的对位组件，所述对位组件与所述显示组件组装；

固定单元，用于安装所述显示组件；

图像获取单元，用于拍摄组装的所述显示组件与所述对位组件以得到实时放大显示画面；

校正单元，用于根据所述放大显示画面平行移动和/或平行旋转所述显示屏，直至所述显示屏与所述对位组件对准；

UV硬化单元，用于对已对准的所述显示组件进行点胶与固化；

电控系统，分别与所述调芯组件以及所述UV硬化组件电连接。

进一步地，所述对位组件中设有与所述显示屏对应设置的校正孔；在所述显示组件定中心时，所述显示屏的边缘与所述校正孔的边缘重合。

进一步地，所述对位组件上设有位于所述校正孔两侧的凸出部；所述凸出部上设有第一定位孔。

进一步地，所述显示组件上设有可安装所述对位组件的第一凹槽；所述第一凹槽中设有可安装所述显示屏的安装位、以及与所述第一定位孔对应设置的第二定位孔；在所述对位组件与所述显示组件组装时，所述凸出部与所述第一凹槽的平面接触。

进一步地，所述固定单元包括第一工作台，所述第一工作台上设有与所述第二定位孔对应设置的定位柱、以及呈对角设置的第一活动定位件，所述显示组件上设有与所述第一活动定位件对应设置的第三定位孔；在所述显示组件设置在所述第一工作台上时，所述定位柱穿入所述第一定位孔与所述第二定位孔中，所述第一活动定位件设置在所述第三定位孔中。

进一步地，所述第一工作台上设有第一气缸驱动件以及与所述第一气缸驱动件连接的按压件。

进一步地，所述固定单元包括第一机架，所述校正单元包括：用于平行移动和/或平行旋转所述显示屏的调节机构、以及受所述调节机构驱动的吸气机构；所述调节机构设置在所述第一机架上；在所述调节机构平行移动和/或平行旋转所述显示屏时，所述吸气机构吸附所述显示屏。

进一步地，所述调节机构包括：水平设置的第一滑动件、与所述第一滑动件滑动连接的第二滑动件、与所述第二滑动件滑动连接的第一固定件、设置在所述第二滑动件上的第一调节件、以及设置在所述第一固定件上的第二调节件；所述第一滑动件与所述第二滑动件的滑动方向相垂直；所述第一调节件与所述第一滑动件相接触，所述第二调节件与所述第二滑动件相接触。

进一步地，所述第一滑动件与所述第二滑动件，其一上设有第一滑块，另一上设有与所述第一滑块相配合的第一滑动槽；所述第二滑动件与所述第一固定件，其一上设有第二滑块，另一上设有与所述第二滑块相配合的第二滑动槽。

进一步地，所述调节机构还包括与所述第一固定件连接的转动件、设置在所述第一机架上的第二固定件、以及设置在所述第二固定件上的第三调节件；所述转动件与所述第二固定件活动连接；所述转动件表面设有驱动杆，所述第三调节件与所述驱动杆接触。

进一步地，所述吸气机构包括：设置在所述第一滑动件上的固定座、设置在所述固定座中的吸附杆、以及真空抽气件；所述吸附杆中设有气流通道；所述真空抽气件与所述气流通道相连通；所述真空抽气件与所述电控系统电连接。

进一步地，所述固定座中设有可安装所述吸附杆的通孔，所述通孔中设有分别与所述吸附杆与所述固定座连接或接触的弹簧；所述吸附杆与所述固定座的端部通过连接杆连接。

进一步地，所述校正孔一相对侧壁上设有点胶位，所述校正孔另一相对侧壁上设有第二凹槽；所述对位组件上还设有抓取孔。

进一步地，所述图像获取单元设置在所述固定单元上；所述图像获取单元包括：与所述显示屏的光轴同轴的镜片组件、与所述镜片组件连接的相机、以及用于显示图像的显示器；所述显示器与所述相机电连接。

进一步地，所述UV硬化单元包括手动点胶机与UV硬化机构；所述UV硬化机构包括设置在第一机架上的第二气缸驱动件、与所述第二气缸驱动件的安装架、以及设置在所述安装架上的UV灯；所述第二气缸驱动件与所述UV灯均与所述电控系统电连接。

进一步地，所述UV硬化单元还包括自动点胶机与UV硬化箱。

进一步地，还包括检测单元；所述图像获取单元设置在所述检测单元上；所述检测单元包括第二机架、以及设置在所述第二机架上的第二工作台；所述第二工作台上设有第二活动定位件。

本申请提供一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心方法，包括以下步骤：

根据光学参数制备对位组件，将对位组件与安装有显示屏的显示组件组装；

对组装的所述对位组件与所述显示组件固定并拍摄，以获得放大显示画面；

根据所述放大显示画面，平行移动和/或平行旋转所述显示屏，直至所述显示屏与所述对位组件对准；

对已对准的所述显示组件进行点胶与固化。

本发明的有益效果在于：本申请采用分模块化工艺，利用根据光学参数制备的对位组件与显示组件组装，通过获取对位组件与显示组件的实时画面，平行移动和/或平行旋转显示屏，使得显示屏与对位组件对准，实现光学系统的轴心与显示屏的中心对准，并在对准后的显示组件进行点胶与固化，确保显示屏与光学系统的高精度配合，大大简化了生产工艺上的繁杂，优化后期生产维修的工序，降低整体工艺成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1是本发明实施例一的一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备的结构框图；

图2是本发明实施例一的一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备的工作流程框图；

图3是本发明实施例二的一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备的结构框图；

图4是本发明实施例二的一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备的工作流程框图；

图5是本发明实施例一与实施例二的一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备的原理框图；

图6是本发明实施例一与实施例二的一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备的结构示意图；

图7是本发明实施例一与实施例二的图6的爆炸示意图；

图8是本发明实施例一与实施例二的校正单元的结构示意图一；

图9是本发明实施例一与实施例二的校正单元的结构示意图二；

图10是本发明实施例一与实施例二的图9中A-A处的剖视示意图；

图11是本发明实施例一与实施例二的对位组件的结构示意图；

图12是本发明实施例一与实施例二的显示组件的结构示意图；

图13是本发明实施例一与实施例二的第一工作台的结构示意图；

图14是本发明实施例三的一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心方法的流程框图。

图中，1、显示组件；2、对位组件；3、固定单元；4、图像获取单元；5、校正单元；6、UV硬化单元；7、电控系统；8、显示屏；9、检测单元；11、第一凹槽；12、安装位；13、第二定位孔；14、第三定位孔；21、校正孔；22、凸出部；23、第一定位孔；24、点胶位；25、第二凹槽；31、第一工作台；32、定位柱；33、第一活动定位件；34、第一气缸驱动件；35、按压件；36、第一机架；41、相机；51、调节机构；52、吸气机构；62、UV灯；63、第二气缸驱动件；64、安装架；71、按键模块；72、按压驱动模块；73、吸附驱动模块；74、UV灯驱动模块；511、第一滑动件；512、第二滑动件；513、第一固定件；514、第一调节件；515、第二调节件；516、转动件；517、第二固定件；518、第三调节件；521、固定座；522、吸附杆；523、真空抽气件；524、弹簧；525、连接杆；5161、驱动杆；5211、通孔。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例一

本发明实施例一的一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，如图1和图2所示，包括：

安装有显示屏8的显示组件1；

根据智能头戴显示眼镜的光学参数制备的对位组件2，对位组件2与显示组件1组装；

固定单元3，用于安装显示组件1；

图像获取单元4，用于拍摄组装的显示组件1与对位组件2以得到实时放大显示画面；

校正单元5，用于根据放大显示画面平行移动和/或平行旋转显示屏8，直至显示屏8与对位组件2对准；

UV硬化单元6，用于对已对准的显示组件1进行点胶与固化；

电控系统7，分别与调芯组件以及UV硬化组件电连接。

根据智能头戴显示眼镜的光学参数提前加工好对位组件2，将对位组件2与显示组件1组装后，安装在固定单元3上，进行固定定位。图像获取单元4位于显示组件1和对位组件2的正上方，实时拍摄组装的显示组件1与对位组件2，得到实时放大显示画面，工作人员根据放大显示画面，利用校正单元5平行移动和/或平行旋转显示组件1中的显示屏8，使得显示屏8与对位组件2对准，此时光学系统的中心与显示屏8的中心已对准。其中，UV硬化单元6具有暂硬化和本硬化两个过程，在暂硬化过程中，沿着对位组件2未遮挡显示组件1的地方进行点胶与固化。在本硬化过程中，将对位组件2取下，对显示组件1剩余未点胶部分进行点胶与固化，智能头戴显示眼镜的显示系统生产完成，且与光学系统的轴心对准。

本申请采用分模块化工艺，在显示系统的生产阶段实现显示系统的中心与光学系统的轴心的对准，解决了现有大部分光学一体化设计存在的显示屏8高精度定位工艺难达成问题，这是本申请区别于与其它智能头戴眼镜在后期进行对准所不同的地方。大大简化了生产工艺上的繁杂，优化后期产品生产维修的工序，降低整体的工艺成本。

在进一步的实施例中，如图11所示，对位组件2中设有与显示屏8对应设置的校正孔21；在显示组件1定中心时，显示屏8的边缘与校正孔21的边缘重合。

校正孔21依据光学系统的光学参数与要求提前加工好，在对位组件2与显示屏8对准时，显示屏8的边缘与校正孔21的边缘重合。

其中，左、右眼显示屏8分别对应有左、右对位组件2，左、右对位组件2的结构相同，但尺寸不同，目的是为了使显示屏8中心偏移。这样的设计是因为用户的眼睛观看3D电影时，通过左、右屏幕或上、下屏幕叠加达到3D效果，通过显示屏8中心偏移更符合人类成像融合的原理，而显示屏8的中心与光学系统的轴心完全相对不利于双目融合成像。因此，左边的对位组件2相对光轴中心而言，其中心相对光轴中心右移0.13mm，右边的对位组件2的中心相对光轴中心左移0.13mm，更容易使人眼双目融合成像。

在进一步的实施例中，如图11所示，对位组件2上设有位于校正孔21两侧的凸出部22；凸出部22上设有第一定位孔23。

在进一步的实施例中，如图12所示，显示组件1上设有可安装对位组件2的第一凹槽11；第一凹槽11中设有可安装显示屏8的安装位12、以及与第一定位孔23对应设置的第二定位孔13；在对位组件2与显示组件1组装时，凸出部22与第一凹槽11的平面接触。

在对位组件2与显示组件1组装时，利用第一定位孔23与第二定位孔13对齐配合，能够确保对位组件2正确装入显示组件1中，对对位组件2进行定位。安装位12的边框高于第一凹槽11底面，利用凸出部22水平抵靠在安装位12两侧的第一凹槽11的底面上，能够保证对位组件2的对位面与显示屏8的表面几乎贴靠。

在上述实施例中，第一定位孔23与第二定位孔13均有两个，其中一个第一定位孔23与一个第二定位孔13均为圆孔，另一第一定位孔23与另一第二定位孔13为椭圆孔，这是为了避免在安装时很难对位装入，通过设置一个圆孔与一个椭圆孔，作业性更好。

在进一步的实施例中，如图13所示，固定单元3包括第一工作台31，第一工作台31上设有与第二定位孔13对应设置的定位柱32、以及呈对角设置的第一活动定位件33，显示组件1上设有与第一活动定位件33对应设置的第三定位孔14；在显示组件1设置在第一工作台31上时，定位柱32穿入第一定位孔23与第二定位孔13中，第一活动定位件33设置在第三定位孔14中。

第一工作台31上设有左、右眼标识，将显示屏8装入显示组件1的安装位12后，按照左、右眼的方向将显示组件1安装到第一工作台31上，显示组件1在第一工作台31上的左、右眼朝向不同。将显示组件1的两个定位孔分别对准定位柱32后装入，然后将定位组件组装到第一凹槽11中，第一定位孔23对准定位柱32后装入。第三定位孔14分别设置在显示组件1的四周，将第一活动定位件33推起后卡在对角的两个第三定位孔14中，实现对显示组件1的固定。其中，第一活动定位件33由圆杆和卡爪构成，圆杆活动设置在第一工作台31上，卡爪和圆杆相连，使用时在第一工作台31下方把圆杆顶起后转动卡爪至第三定位孔14出，利用重力使得卡爪卡在第三定位孔14中。

在进一步的实施例中，如图13所示，第一工作台31上设有第一气缸驱动件34以及与第一气缸驱动件34连接的按压件35。电控系统7的第一气缸驱动件34电连接。

在显示屏8与对位组件2对准后，通过电控系统7驱动第一气缸驱动件34，使得按压件35下压，随后进行UV暂硬化过程。

在进一步的实施例中，如图5至图10所示，固定单元3包括第一机架36，校正单元5包括：用于平行移动和/或平行旋转显示屏8的调节机构51、以及受调节机构51驱动的吸气机构52；调节机构51设置在第一机架36上；在调节机构51平行移动和/或平行旋转显示屏8时，吸气机构52吸附显示屏8。

在显示组件1安装并固定在第一工作台31上后，通过电控系统7控制吸气机构52吸附住显示屏8，使得调节机构51能够平行移动和/或平行旋转显示屏8，以调节显示屏8的位置，直至显示屏8的边缘与对位组件2的校正孔21的边缘重合。

在上述实施例中，调节机构51与吸气机构52位于第一工作台31和第一机架36之间。第一工作台31位于显示屏8下方的位置处设有槽孔，使得吸气机构52能够吸附住显示屏8。

在进一步的实施例中，调节机构51包括：水平设置的第一滑动件511、与第一滑动件511滑动连接的第二滑动件512、与第二滑动件512滑动连接的第一固定件513、设置在第二滑动件512上的第一调节件514、以及设置在第一固定件513上的第二调节件515；第一滑动件511与第二滑动件512的滑动方向相垂直；第一调节件514与第一滑动件511相接触，第二调节件515与第二滑动件512相接触。

第一滑动件511与第二滑动件512均是水平滑动，分别沿X、Y轴方向滑动。第一调节器与第二调节器均为螺旋测微器，能够精确调整显示屏8的位置，使得显示屏8的边缘与校正孔21的边缘重合。利用第一调节件514与第二调节件515的调节，分别推动第一滑动件511与第二滑动件512滑动，进而调节显示屏8在X、Y轴的位置。

在进一步的实施例中，第一滑动件511与第二滑动件512，其一上设有第一滑块，另一上设有与第一滑块相配合的第一滑动槽；第二滑动件512与第一固定件513，其一上设有第二滑块，另一上设有与第二滑块相配合的第二滑动槽。

其中，第一滑动件511与第二滑动件512之间通过第一滑块与第一滑动槽的配合实现直线移动，第二滑动件512与第一固定件513之间通过第二滑块与第二滑动槽的配合实现直线移动。

在进一步的实施例中，调节机构51还包括与第一固定件513连接的转动件516、设置在第一机架36上的第二固定件517、以及设置在第二固定件517上的第三调节件518；转动件516与第二固定件517活动连接；转动件516表面设有驱动杆5161，第三调节件518与驱动杆5161接触。

转动件516与第一固定件513固定连接，第二固定件517中设有可安装转动件516的凹槽，驱动杆5161通过螺钉固定在转动件516的表面，驱动杆5161穿过第二固定件517，第二固定件517上设有限制显示屏8转动范围的限位部分。第三调节件518设置在第二固定件517的限位部分。其中，第三调节件518具有两个，其一是螺旋测微器，另一是普通的销柱、螺柱等。两个第三调节件518的端面始终与驱动杆5161保持接触。

在上述实施例中，第一滑块与第一滑动槽、第二滑块与第二滑动槽以及转动件516与第二固定件517之间均是通过高精度表面进行配合，以实现滑动或转动。

在进一步的实施例中，吸气机构52包括：设置在第一滑动件511上的固定座521、设置在固定座521中的吸附杆522、以及真空抽气件523；吸附杆522中设有气流通道；真空抽气件523与气流通道相连通；真空抽气件523与电控系统7电连接。

在显示组件1固定在第一工作台31上后，通过电控系统7控制真空抽气件523启动，使得吸附杆522吸附住显示屏8，进而调节显示屏8的位置。其中，固定座521固定在第一滑动件511上。

在进一步的实施例中，固定座521中设有可安装吸附杆522的通孔5211，通孔5211中设有分别与吸附杆522与固定座521连接或接触的弹簧524；吸附杆522与固定座521的端部通过连接杆525连接。

其中，弹簧524用于顶起吸附杆522，固定座521的侧壁与吸附杆522的侧壁均设有螺钉，两个螺钉通过连接杆525连接。在固定座521与吸附杆522之间通过连接杆525连接时，吸附杆522会下压弹簧524，使得弹簧524处于被压缩状态，产生弹力，保证吸附杆522吸附显示屏8时不会产生空隙而漏气。

在进一步的实施例中，校正孔21一相对侧壁上设有点胶位24，校正孔21另一相对侧壁上设有第二凹槽25；对位组件2上还设有抓取孔。

抓取孔上装有螺钉，便于安装或取下对位组件2。在显示屏8与对位组件2对准后，通过电控系统7控制第一气缸驱动件34启动，使得按压件35下压，压住显示屏8。此时通过手动点胶机在点胶位24处漏空的显示组件1与显示屏8之间点胶，然后通过UV灯62照射使得UV胶固化，随后再通过电控系统7控制按压件35升起与真空抽气件523停止，将对位组件2取下，并从第一工作台31上取下显示组件1。通过设置第二凹槽25，能够便于查看显示屏8的边缘是否与校正孔21的边缘重合，定中心更加精准。

在进一步的实施例中，图像获取单元4设置在固定单元3上；图像获取单元4包括：与显示屏8的光轴同轴的镜片组件、与镜片组件连接的相机41、以及用于显示图像的显示器；显示器与相机41电连接。

相机41通过镜片组件，能够拍摄放大多倍的实时显示画面，显示画面通过21寸-27寸的高清显示器显示。画面放大倍数越大，显示画面越清晰，显示屏8的中心定位精度更高。

在进一步的实施例中，UV硬化单元6包括手动点胶机与UV硬化机构；UV硬化机构包括设置在第一机架36上的第二气缸驱动件63、与第二气缸驱动件63的安装架64、以及设置在安装架64上的UV灯62；第二气缸驱动件63与UV灯62均与电控系统7电连接。

其中，UV胶为光敏胶，UV灯为紫外灯。UV灯62装在安装架64上，在通过手动点胶机点胶后，通过电控系统7控制第二气缸驱动件63将UV灯62推至显示组件1的上方，并控制UV灯62启动照射显示组件1，使得UV胶固化。

在进一步的实施例中，UV硬化单元6还包括自动点胶机与UV硬化箱。

在显示组件1进行暂硬化过程后，通过自动点胶机，将显示组件1与显示屏8之间被对位组件2覆盖的位置(即未点胶的位置)进行自动点胶，并送入UV硬化箱进行固化，最后智能头戴显示眼镜的显示系统生产完成。通过自动点胶机的投入大大简化了生产工艺上的繁杂，优化后期产品的生产维修的工序，降低整体工艺成本。

在上述实施例中，电控系统7包括按键模块71、按压驱动模块72、吸附驱动模块73以及UV灯驱动模块74，按键模块71分别与按压驱动模块72、吸附驱动模块73以及UV灯驱动模块74电连接，按压驱动模块72、吸附驱动模块73以及UV灯驱动模块74分别与第一气缸驱动件34、真空抽气件523、第二气缸驱动件63和UV灯62电连接。其中，按键模块71包括分别与按压驱动模块72、吸附驱动模块73以及UV灯驱动模块74对应的按键分模块。

实施例二

本发明实施例二的一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，如图3和图4所示，包括：

安装有显示屏8的显示组件1；

根据智能头戴显示眼镜的光学参数制备的对位组件2，对位组件2与显示组件1组装；

固定单元3，用于安装显示组件1；

图像获取单元4，用于拍摄组装的显示组件1与对位组件2以得到实时放大显示画面；

校正单元5，用于根据放大显示画面平行移动和/或平行旋转显示屏8，直至显示屏8与对位组件2对准；

UV硬化单元6，用于对已对准的显示组件1进行点胶与固化；

检测单元9，用于检测显示屏8与对位组件2是否对准；

电控系统7，分别与调芯组件以及UV硬化组件电连接。

实施例二中加入了检测单元9，在UV硬化单元6对显示组件1进行暂硬化后，将显示组件1放在检测单元9上进行检测，随后装上对位组件2，图像获取单元4拍摄组装的显示组件1与对位组件2以得到实时放大显示画面，通过观察显示画面，检查打胶后的显示屏8的边缘是否与校正孔21的边缘重合，若不重合，及时拆掉UV胶，重新进行对准。

实施例二相较于实施例一，增加了检查打胶后的显示屏8的边缘是否与校正孔21的边缘重合的过程，使得智能头戴显示眼镜的光学系统的轴心与显示系统的中心对准精度更高。

本申请采用分模块化工艺，在显示系统的生产阶段实现显示系统的中心与光学系统的轴心的对准，解决了现有大部分光学一体化设计存在的显示屏8高精度定位工艺难达成问题，这是本申请区别于与其它智能头戴眼镜在后期进行对准所不同的地方。大大简化了生产工艺上的繁杂，优化后期产品生产维修的工序，降低整体的工艺成本。

在进一步的实施例中，还包括检测单元9；图像获取单元4设置在检测单元9上；检测单元9包括第二机架、以及设置在第二机架上的第二工作台；第二工作台上设有第二活动定位件。

检测单元9上没有安装校正单元5，第二工作台上的结构与第一工作台31上的结构相同，也设有第二活动定位件与定位柱32。将打胶后的显示组件1放在第二工作台上，第二定位孔13对准定位柱32，对位组件2的第一定位孔23也对准定位柱32插入。第二活动定位件卡在第三定位孔14中，通过相机41拍摄组装的对位组件2与显示组件1，得到实施放大显示画面，工作人员通过查看显示画面中，来检查显示屏8的边缘是否与校正孔21的边缘重合，使得智能头戴显示眼镜的光学系统的轴心与显示系统的中心对准精度更高。

在进一步的实施例中，如图11所示，对位组件2中设有与显示屏8对应设置的校正孔21；在显示组件1定中心时，显示屏8的边缘与校正孔21的边缘重合。

校正孔21依据光学系统的光学参数与要求提前加工好，在对位组件2与显示屏8对准时，显示屏8的边缘与校正孔21的边缘重合。

其中，左、右眼显示屏8分别对应有左、右对位组件2，左、右对位组件2的结构相同，但尺寸不同，目的是为了使显示屏8中心偏移。这样的设计是因为用户的眼睛观看3D电影时，通过左、右屏幕或上、下屏幕叠加达到3D效果，通过显示屏8中心偏移更符合人类成像融合的原理，而显示屏8的中心与光学系统的轴心完全相对不利于双目融合成像。因此，左边的对位组件2相对光轴中心而言，其中心相对光轴中心右移0.13mm，右边的对位组件2的中心相对光轴中心左移0.13mm，更容易使人眼双目融合成像。

在进一步的实施例中，如图11所示，对位组件2上设有位于校正孔21两侧的凸出部22；凸出部22上设有第一定位孔23。

在进一步的实施例中，如图12所示，显示组件1上设有可安装对位组件2的第一凹槽11；第一凹槽11中设有可安装显示屏8的安装位12、以及与第一定位孔23对应设置的第二定位孔13；在对位组件2与显示组件1组装时，凸出部22与第一凹槽11的平面接触。

在对位组件2与显示组件1组装时，利用第一定位孔23与第二定位孔13对齐配合，能够确保对位组件2正确装入显示组件1中，对对位组件2进行定位。安装位12的边框高于第一凹槽11底面，利用凸出部22水平抵靠在安装位12两侧的第一凹槽11的底面上，能够保证对位组件2的对位面与显示屏8的表面几乎贴靠。

在上述实施例中，第一定位孔23与第二定位孔13均有两个，其中一个第一定位孔23与一个第二定位孔13均为圆孔，另一第一定位孔23与另一第二定位孔13为椭圆孔，这是为了避免在安装时很难对位装入，通过设置一个圆孔与一个椭圆孔，作业性更好。

在进一步的实施例中，如图13所示，固定单元3包括第一工作台31，第一工作台31上设有与第二定位孔13对应设置的定位柱32、以及呈对角设置的第一活动定位件33，显示组件1上设有与第一活动定位件33对应设置的第三定位孔14；在显示组件1设置在第一工作台31上时，定位柱32穿入第一定位孔23与第二定位孔13中，第一活动定位件33设置在第三定位孔14中。

第一工作台31上设有左、右眼标识，将显示屏8装入显示组件1的安装位12后，按照左、右眼的方向将显示组件1安装到第一工作台31上，显示组件1在第一工作台31上的左、右眼朝向不同。将显示组件1的两个定位孔分别对准定位柱32后装入，然后将定位组件组装到第一凹槽11中，第一定位孔23对准定位柱32后装入。第三定位孔14分别设置在显示组件1的四周，将第一活动定位件33推起后卡在对角的两个第三定位孔14中，实现对显示组件1的固定。其中，第一活动定位件33由圆杆和卡爪构成，圆杆活动设置在第一工作台31上，卡爪和圆杆相连，使用时在第一工作台31下方把圆杆顶起后转动卡爪至第三定位孔14出，利用重力使得卡爪卡在第三定位孔14中。

在进一步的实施例中，如图13所示，第一工作台31上设有第一气缸驱动件34以及与第一气缸驱动件34连接的按压件35。电控系统7的第一气缸驱动件34电连接。

在显示屏8与对位组件2对准后，通过电控系统7驱动第一气缸驱动件34，使得按压件35下压，随后进行UV暂硬化过程。

在进一步的实施例中，如图5至图10所示，固定单元3包括第一机架36，校正单元5包括：用于平行移动和/或平行旋转显示屏8的调节机构51、以及受调节机构51驱动的吸气机构52；调节机构51设置在第一机架36上；在调节机构51平行移动和/或平行旋转显示屏8时，吸气机构52吸附显示屏8。

在显示组件1安装并固定在第一工作台31上后，通过电控系统7控制吸气机构52吸附住显示屏8，使得调节机构51能够平行移动和/或平行旋转显示屏8，以调节显示屏8的位置，直至显示屏8的边缘与对位组件2的校正孔21的边缘重合。

在上述实施例中，调节机构51与吸气机构52位于第一工作台31和第一机架36之间。第一工作台31位于显示屏8下方的位置处设有槽孔，使得吸气机构52能够吸附住显示屏8。

在进一步的实施例中，调节机构51包括：水平设置的第一滑动件511、与第一滑动件511滑动连接的第二滑动件512、与第二滑动件512滑动连接的第一固定件513、设置在第二滑动件512上的第一调节件514、以及设置在第一固定件513上的第二调节件515；第一滑动件511与第二滑动件512的滑动方向相垂直；第一调节件514与第一滑动件511相接触，第二调节件515与第二滑动件512相接触。

第一滑动件511与第二滑动件512均是水平滑动，分别沿X、Y轴方向滑动。第一调节器与第二调节器均为螺旋测微器，能够精确调整显示屏8的位置，使得显示屏8的边缘与校正孔21的边缘重合。利用第一调节件514与第二调节件515的调节，分别推动第一滑动件511与第二滑动件512滑动，进而调节显示屏8在X、Y轴的位置。

在进一步的实施例中，第一滑动件511与第二滑动件512，其一上设有第一滑块，另一上设有与第一滑块相配合的第一滑动槽；第二滑动件512与第一固定件513，其一上设有第二滑块，另一上设有与第二滑块相配合的第二滑动槽。

其中，第一滑动件511与第二滑动件512之间通过第一滑块与第一滑动槽的配合实现直线移动，第二滑动件512与第一固定件513之间通过第二滑块与第二滑动槽的配合实现直线移动。

在进一步的实施例中，调节机构51还包括与第一固定件513连接的转动件516、设置在第一机架36上的第二固定件517、以及设置在第二固定件517上的第三调节件518；转动件516与第二固定件517活动连接；转动件516表面设有驱动杆5161，第三调节件518与驱动杆5161接触。

转动件516与第一固定件513固定连接，第二固定件517中设有可安装转动件516的凹槽，驱动杆5161通过螺钉固定在转动件516的表面，驱动杆5161穿过第二固定件517，第二固定件517上设有限制显示屏8转动范围的限位部分。第三调节件518设置在第二固定件517的限位部分。其中，第三调节件518具有两个，其一是螺旋测微器，另一是普通的销柱、螺柱等。两个第三调节件518的端面始终与驱动杆5161保持接触。

在上述实施例中，第一滑块与第一滑动槽、第二滑块与第二滑动槽以及转动件516与第二固定件517之间均是通过高精度表面进行配合，以实现滑动或转动。

在进一步的实施例中，吸气机构52包括：设置在第一滑动件511上的固定座521、设置在固定座521中的吸附杆522、以及真空抽气件523；吸附杆522中设有气流通道；真空抽气件523与气流通道相连通；真空抽气件523与电控系统7电连接。

在显示组件1固定在第一工作台31上后，通过电控系统7控制真空抽气件523启动，使得吸附杆522吸附住显示屏8，进而调节显示屏8的位置。其中，固定座521固定在第一滑动件511上。

在进一步的实施例中，固定座521中设有可安装吸附杆522的通孔5211，通孔5211中设有分别与吸附杆522与固定座521连接或接触的弹簧524；吸附杆522与固定座521的端部通过连接杆525连接。

其中，弹簧524用于顶起吸附杆522，固定座521的侧壁与吸附杆522的侧壁均设有螺钉，两个螺钉通过连接杆525连接。在固定座521与吸附杆522之间通过连接杆525连接时，吸附杆522会下压弹簧524，使得弹簧524处于被压缩状态，产生弹力，保证吸附杆522吸附显示屏8时不会产生空隙而漏气。

在进一步的实施例中，校正孔21一相对侧壁上设有点胶位24，校正孔21另一相对侧壁上设有第二凹槽25；对位组件2上还设有抓取孔。

抓取孔上装有螺钉，便于安装或取下对位组件2。在显示屏8与对位组件2对准后，通过电控系统7控制第一气缸驱动件34启动，使得按压件35下压，压住显示屏8。此时通过手动点胶机在点胶位24处漏空的显示组件1与显示屏8之间点胶，然后通过UV灯62照射使得UV胶固化，随后再通过电控系统7控制按压件35升起与真空抽气件523停止，将对位组件2取下，并从第一工作台31上取下显示组件1。通过设置第二凹槽25，能够便于查看显示屏8的边缘是否与校正孔21的边缘重合，定中心更加精准。

在进一步的实施例中，图像获取单元4设置在固定单元3上；图像获取单元4包括：与显示屏8的光轴同轴的镜片组件、与镜片组件连接的相机41、以及用于显示图像的显示器；显示器与相机41电连接。

相机41通过镜片组件，能够拍摄放大多倍的实时显示画面，显示画面通过21寸-27寸的高清显示器显示。画面放大倍数越大，显示画面越清晰，显示屏8的中心定位精度更高。

在进一步的实施例中，UV硬化单元6包括手动点胶机与UV硬化机构；UV硬化机构包括设置在第一机架36上的第二气缸驱动件63、与第二气缸驱动件63的安装架64、以及设置在安装架64上的UV灯62；第二气缸驱动件63与UV灯62均与电控系统7电连接。

UV灯62装在安装架64上，在通过手动点胶机点胶后，通过电控系统7控制第二气缸驱动件63将UV灯62推至显示组件1的上方，并控制UV灯62启动照射显示组件1，使得UV胶固化。

在进一步的实施例中，UV硬化单元6还包括自动点胶机与UV硬化箱。

在显示组件1进行暂硬化过程后，通过自动点胶机，将显示组件1与显示屏8之间被对位组件2覆盖的位置(即未点胶的位置)进行自动点胶，并送入UV硬化箱进行固化，最后智能头戴显示眼镜的显示系统生产完成。通过自动点胶机的投入大大简化了生产工艺上的繁杂，优化后期产品的生产维修的工序，降低整体工艺成本。

在上述实施例中，电控系统7包括按键模块71、按压驱动模块72、吸附驱动模块73以及UV灯驱动模块74，按键模块71分别与按压驱动模块72、吸附驱动模块73以及UV灯驱动模块74电连接，按压驱动模块72、吸附驱动模块73以及UV灯驱动模块74分别与第一气缸驱动件34、真空抽气件523、第二气缸驱动件63和UV灯62电连接。其中，按键模块71包括分别与按压驱动模块72、吸附驱动模块73以及UV灯驱动模块74对应的按键分模块。

实施例三

本发明实施例三的一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心方法，如图14所示，包括以下步骤：

S100：根据光学参数制备对位组件，将对位组件与安装有显示屏的显示组件组装；

S200：对组装的对位组件与显示组件固定并拍摄，以获得放大显示画面；

S300：根据放大显示画面，平行移动和/或平行旋转显示屏，直至显示屏与对位组件对准；

S400：对已对准的显示组件进行点胶与固化。

根据智能头戴显示眼镜的光学参数提前加工好对位组件，将对位组件与显示组件组装后，安装在固定单元上，进行固定定位。图像获取单元位于显示组件和对位组件的正上方，实时拍摄组装的显示组件与对位组件，得到实时放大显示画面，工作人员根据放大显示画面，利用校正单元平行移动和/或平行旋转显示组件中的显示屏，使得显示屏与对位组件对准，此时光学系统的中心与显示屏的中心已对准。其中，UV硬化单元具有暂硬化和本硬化两个过程，在暂硬化过程中，沿着对位组件未遮挡显示组件的地方进行点胶与固化。在本硬化过程中，将对位组件取下，对显示组件剩余未点胶部分进行点胶与固化，智能头戴显示眼镜的显示系统生产完成，且与光学系统的轴心对准。

本申请采用分模块化工艺，在显示系统的生产阶段实现显示系统的中心与光学系统的轴心的对准，解决了现有大部分光学一体化设计存在的显示屏高精度定位工艺难达成问题，这是本申请区别于与其它智能头戴眼镜在后期进行对准所不同的地方。大大简化了生产工艺上的繁杂，优化后期产品生产维修的工序，降低整体的工艺成本。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (18)

1.一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，其特征在于：包括：

安装有显示屏的显示组件；

根据所述智能头戴显示眼镜的光学参数制备的对位组件，所述对位组件与所述显示组件组装；

固定单元，用于安装所述显示组件；

图像获取单元，用于拍摄组装的所述显示组件与所述对位组件以得到实时放大显示画面；

校正单元，用于根据所述放大显示画面平行移动和/或平行旋转所述显示屏，直至所述显示屏与所述对位组件对准；

UV硬化单元，用于对已对准的所述显示组件进行点胶与固化；

电控系统，分别与所述调芯组件以及所述UV硬化组件电连接。

2.根据权利要求1所述的用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，其特征在于，所述对位组件中设有与所述显示屏对应设置的校正孔；在所述显示组件定中心时，所述显示屏的边缘与所述校正孔的边缘重合。

3.根据权利要求2所述的用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，其特征在于，所述对位组件上设有位于所述校正孔两侧的凸出部；所述凸出部上设有第一定位孔。

4.根据权利要求3所述的用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，其特征在于，所述显示组件上设有可安装所述对位组件的第一凹槽；所述第一凹槽中设有可安装所述显示屏的安装位、以及与所述第一定位孔对应设置的第二定位孔；在所述对位组件与所述显示组件组装时，所述凸出部与所述第一凹槽的平面接触。

5.根据权利要求4所述的用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，其特征在于，所述固定单元包括第一工作台，所述第一工作台上设有与所述第二定位孔对应设置的定位柱、以及呈对角设置的第一活动定位件，所述显示组件上设有与所述第一活动定位件对应设置的第三定位孔；在所述显示组件设置在所述第一工作台上时，所述定位柱穿入所述第一定位孔与所述第二定位孔中，所述第一活动定位件设置在所述第三定位孔中。

6.根据权利要求5所述的用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，其特征在于，所述第一工作台上设有第一气缸驱动件以及与所述第一气缸驱动件连接的按压件。

7.根据权利要求5所述的用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，其特征在于，所述固定单元包括第一机架，所述校正单元包括：用于平行移动和/或平行旋转所述显示屏的调节机构、以及受所述调节机构驱动的吸气机构；所述调节机构设置在所述第一机架上；在所述调节机构平行移动和/或平行旋转所述显示屏时，所述吸气机构吸附所述显示屏。

8.根据权利要求7所述的用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，其特征在于，所述调节机构包括：水平设置的第一滑动件、与所述第一滑动件滑动连接的第二滑动件、与所述第二滑动件滑动连接的第一固定件、设置在所述第二滑动件上的第一调节件、以及设置在所述第一固定件上的第二调节件；所述第一滑动件与所述第二滑动件的滑动方向相垂直；所述第一调节件与所述第一滑动件相接触，所述第二调节件与所述第二滑动件相接触。

9.根据权利要求8所述的用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，其特征在于，所述第一滑动件与所述第二滑动件，其一上设有第一滑块，另一上设有与所述第一滑块相配合的第一滑动槽；所述第二滑动件与所述第一固定件，其一上设有第二滑块，另一上设有与所述第二滑块相配合的第二滑动槽。

10.根据权利要求8所述的用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，其特征在于，所述调节机构还包括与所述第一固定件连接的转动件、设置在所述第一机架上的第二固定件、以及设置在所述第二固定件上的第三调节件；所述转动件与所述第二固定件活动连接；所述转动件表面设有驱动杆，所述第三调节件与所述驱动杆接触。

11.根据权利要求8所述的用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，其特征在于，所述吸气机构包括：设置在所述第一滑动件上的固定座、设置在所述固定座中的吸附杆、以及真空抽气件；所述吸附杆中设有气流通道；所述真空抽气件与所述气流通道相连通；所述真空抽气件与所述电控系统电连接。

12.根据权利要求11所述的用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，其特征在于，所述固定座中设有可安装所述吸附杆的通孔，所述通孔中设有分别与所述吸附杆与所述固定座连接或接触的弹簧；所述吸附杆与所述固定座的端部通过连接杆连接。

13.根据权利要求2所述的用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，其特征在于，所述校正孔一相对侧壁上设有点胶位，所述校正孔另一相对侧壁上设有第二凹槽；所述对位组件上还设有抓取孔。

14.根据权利要求1所述的用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，其特征在于，所述图像获取单元设置在所述固定单元上；所述图像获取单元包括：与所述显示屏的光轴同轴的镜片组件、与所述镜片组件连接的相机、以及用于显示图像的显示器；所述显示器与所述相机电连接。

15.根据权利要求1所述的用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，其特征在于，所述UV硬化单元包括手动点胶机与UV硬化机构；所述UV硬化机构包括设置在第一机架上的第二气缸驱动件、与所述第二气缸驱动件的安装架、以及设置在所述安装架上的UV灯；所述第二气缸驱动件与所述UV灯均与所述电控系统电连接。

16.根据权利要求1所述的用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，其特征在于，所述UV硬化单元还包括自动点胶机与UV硬化箱。

17.根据权利要求1所述的用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心设备，其特征在于，还包括检测单元；所述图像获取单元设置在所述检测单元上；所述检测单元包括第二机架、以及设置在所述第二机架上的第二工作台；所述第二工作台上设有第二活动定位件。

18.一种用于智能头戴显示眼镜的显示系统定中心方法，其特征在于：包括以下步骤：

根据光学参数制备对位组件，将对位组件与安装有显示屏的显示组件组装；

对组装的所述对位组件与所述显示组件固定并拍摄，以获得放大显示画面；

根据所述放大显示画面，平行移动和/或平行旋转所述显示屏，直至所述显示屏与所述对位组件对准；

对已对准的所述显示组件进行点胶与固化。

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