CN113826035A - 用于自动透镜组装和测试的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于组装第一透镜和第二透镜的方法。该方法包括对第一透镜或第二透镜中的至少一个执行光学中心测量，以及当光学中心测量不满足预定光学中心条件时执行光学中心调整。该方法还包括对第一透镜或第二透镜中的至少一个执行偏振测量，以及当偏振测量不满足预定偏振条件时执行偏振角度调整。该方法还包括组装第一透镜和第二透镜以形成光学组件。

Description

用于自动透镜组装和测试的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年3月15日提交的美国申请第16/354,887号的优先权，该申请的内容为了所有目的通过引用以其整体并入本文。

背景

在各种光学设备中使用的光学透镜组件可以包括被组装和与彼此对准(例如，被对准以具有预定光学关系)以形成单片透镜(monolithic lens)组件的两个或更多个透镜。例如，在诸如虚拟现实(“VR”)和/或增强现实(“AR”)的应用中使用的头戴式显示器(“HMD”)可以包括用于将光引导到用户的眼睛中的单片薄饼(pancake)透镜组件(或薄饼透镜)。薄饼透镜组件可以由多个光学元件例如透镜、波片、反射器、偏振器形成。在一些实现中，薄饼透镜组件可以通过将两个透镜单元胶合在一起以形成整体部件而形成。两个透镜单元——每个包括一个或更多个光学元件——可以相对于彼此对准以实现预定光学特性。

一些光学透镜组件例如某些薄饼透镜组件可以是偏振敏感的。也就是说，透镜组件的偏振效应可以对在被包括在透镜组件中的光学元件之间的未对准是敏感的。为了实现预定偏振效应，可能需要在两个透镜单元之间的精确对准。在传统系统中，使用昂贵的装备来在光学元件被组装时实现所需的对准精度，这导致高制造成本。此外，由于所生产的薄饼透镜组件的高故障率，输出质量控制成本也是高的(例如，由于未能满足预定设计规范，高百分比的所生产的薄饼透镜组件被浪费)。最后，用于生产薄饼透镜组件的周期时间在传统系统中很长。

所公开的系统和方法可以降低制造成本、输出质量控制成本和周期时间。

公开简述

本公开的一个方面提供了一种用于组装第一透镜和第二透镜的方法。该方法包括对第一透镜或第二透镜中的至少一个执行光学中心测量，并且当光学中心测量不满足预定光学中心条件时执行光学中心调整。该方法还包括对第一透镜或第二透镜中的至少一个执行偏振测量，并且当偏振测量不满足预定偏振条件时执行偏振角度调整。该方法还包括组装第一透镜和第二透镜以形成光学组件。

本公开的另一方面提供了一种用于组装和测试第一透镜和第二透镜的自动化系统。自动化系统包括第一子系统，第一子系统包括激光发射器和图像捕获设备中的至少一个。第一子系统被配置为对第一透镜或第二透镜中的至少一个执行光学中心测量，并且当光学中心测量不满足预定光学中心条件时执行光学中心调整。自动化系统还包括第二子系统，第二子系统包括激光发射器和光电探测器中的至少一个。第二子系统被配置为对第一透镜或第二透镜中的至少一个执行偏振测量，并且当偏振测量不满足预定偏振条件时执行偏振角度调整。自动化系统还包括第三子系统，第三子系统被配置成组装第一透镜和第二透镜以形成光学组件。

本公开的另一方面提供了一种用于自动组装和测试第一透镜和第二透镜的方法。该方法包括在第一组装和验证线中组装第一透镜和第二透镜以形成第一光学组件。该方法还包括使用耦合到第一光学组件的显示器来在第一组装和验证线中测试第一光学组件。该方法还包括如果测试结果满足预定条件则固定(secure)在第一透镜和第二透镜之间的耦合。该方法还包括如果测试结果不满足预定条件则将第一光学组件拆卸成第一透镜和第二透镜。该方法还包括在第一光学组件被拆卸之后在第二组装和验证线中单独地调整第一透镜或第二透镜中的至少一个的定心(centering)、倾斜或偏振效应中的至少一个。该方法还包括在调整第一透镜或第二透镜中的至少一个的定心、倾斜或偏振效应中的至少一个之后组装第一透镜和第二透镜以形成第二光学组件。

根据本公开的描述、权利要求和附图，本领域技术人员可以理解本公开的其他方面。

附图简述

以下附图根据各种所公开的实施例为了说明性目的被提供，并且不意欲限制本公开的范围。

图1示出了偏振敏感光学组件的示意图；

图2示出了全自动化组装和测试系统的示意图；

图3示出了被包括在图2的全自动化组装和测试系统中的多个子系统；

图4是示出用于组装和测试多个透镜的方法的流程图；

图5是示出可以被包括在图4所示的方法的步骤430中的示例步骤的流程图；

图6是示出用于在第二组装和验证线中处理多个透镜的方法的流程图；

图7是被配置用于安装第二透镜的示例第二透镜保持器(lens holder)的透视前视图；

图8是图7所示的第二透镜保持器的透视后视图；

图9A是被配置用于安装第一透镜的第一透镜保持器的分解侧视图；

图9B是图9A所示的第一透镜保持器的分解透视图；

图10是被包括在第一透镜保持器中的第一构件的顶部剖视图的示意图，第一透镜安装在第一透镜保持器上；

图11是旋转台的一部分的透视图，第二透镜保持器安装在旋转台上；

图12是安装在旋转台上的第二透镜保持器的俯视图；

图13是安装到旋转台的第一透镜保持器的侧视图；

图14是安装到旋转台的第一透镜保持器的俯视图；

图15是安装到旋转台的第二透镜保持器和第一透镜保持器的透视图；

图16是示出一起对准的两个旋转台的侧视图；

图17是在旋转台与第一透镜保持器分离之后耦合到第二透镜保持器的第一透镜保持器的侧视图；

图18是在旋转台被移除之后第一透镜保持器和第二透镜保持器的组件的透视图；

图19是安装到旋转台的第二透镜保持器的透视图，第一透镜保持器耦合到第二透镜保持器；

图20是包括第一透镜保持器、安装到第一透镜保持器的第一透镜、第二透镜保持器和安装到第二透镜保持器的第二透镜的光学组件的透视图；

图21是图20的光学组件的俯视图；

图22是面向彼此的两个旋转台的透视图；

图23是两个旋转台的另一透视图；

图24是示出示通过底盖附接到光学组件的显示器的透视图；

图25是包括光学组件和显示器的光学设备的透视图；

图26是包括安装在底盖上的光学组件和显示器的光学设备的透视图；以及

图27是底盖的透视图。

详细描述

现在将详细参考本公开的示例性实施例，其在附图中示出。在下文中，将参考附图描述与本公开一致的实施例。在附图中，为了清楚起见，形状和尺寸可以被夸大、扭曲或简化。只要可能，相同的参考数字将在所有附图中用于指相同或相似的部分，并且其详细描述可以被省略。

此外，在本公开中，所公开的实施例和所公开的实施例的特征可以在没有冲突的条件下组合。显然，所描述的实施例是本公开的一些但不是全部实施例。基于所公开的实施例，本领域中的普通技术人员可以得到与本公开一致的其他实施例，所有实施例在本公开的范围内。

本公开提供了一种用于光学透镜的全自动化组装和测试(或验证)的系统和方法。全自动化组装和测试系统可以包括第一组装和验证线以及第二组装和验证线。透镜首先在第一组装和验证线中被组装和验证。如果所组装的透镜结构未能通过验证或测试，所组装的透镜结构可以被拆卸并移动到第二组装和验证线，用于在透镜被重新组装之前校正每个透镜的定心、倾斜或偏振效应(例如偏振角)中的至少一个。

在一些实施例中，在第一组装和验证线中，第一透镜可以以严格控制的公差压配合到第一透镜保持器中，以及第二透镜可以以严格控制的公差压配合到第二透镜保持器中。第一透镜保持器和第二透镜保持器可以不包括定心或倾斜调整机构。第一透镜保持器和第二透镜保持器可以耦合在一起以形成第一光学组件。显示器可以耦合到第一光学组件以形成光学设备。可以使用显示器在第一光学组件上执行各种光学特性的质量控制测试或验证。如果第一光学组件未能通过质量控制测试或验证，则第一光学组件可以被转移到第二组装和验证线。

在第二组装和验证线处，可以实现同时的组装和对准。首先，显示器可以与第一光学组件分离，并且第一光学组件可以被进一步拆卸(可替代地，第一光学组件可以在移动到第二组装和验证线之前被拆卸)成单独的部件(例如第一透镜、第二透镜)。第一透镜和第二透镜中的每一个可以被放置到相应透镜保持器中，透镜保持器可以包括被配置成调整透镜的定向和/或位置(例如，透镜的定心和/或倾斜)的一个或更多个机构。第一透镜和第二透镜中的每一个可以针对定心、倾斜或偏振效应中的至少一个而被单独地测试或测量。当测量不满足与定心、倾斜或偏振效应相关的预定条件时，第一透镜和第二透镜中的每一个可以被单独地调整。例如，第一透镜和/或第二透镜可以针对定心、倾斜或偏振效应(例如透镜的偏振角)而被调整。在第一透镜和/或第二透镜上执行一个或更多个调整之后，可以组装第一透镜和第二透镜以形成第二光学组件。显示器可以与第二光学组件耦合，并且质量控制测试或验证(其可以包括对准验证)可以被执行以使用显示器验证在第一透镜和第二透镜之间的对准。基于对准验证的结果，如果需要，第一透镜和第二透镜可以被微调。当质量控制测试的结果满足预定条件时，在第一透镜、第二透镜和显示器之间的耦合可以被固定以形成光学设备。该光学设备可以用在各种设备例如头戴式显示器中。

本公开的全自动化组装和测试系统首先在第一组装和验证线中处理光学组件。如果光学组件未能通过质量控制测试，与可能将光学组件作为有缺陷的产品丢弃的传统系统不同，所公开的全自动化组装和测试系统将有故障的光学组件转移到第二组装和验证线，在第二组装和验证线有故障的光学组件被拆卸成单独的元件(例如第一透镜和第二透镜)，并且每个单独的透镜针对定心、倾斜和/或偏振效应(例如偏振角)而被测试和/或调整。在调整被执行之后，第一透镜和第二透镜可以被重新组装以形成另一光学组件。所公开的系统可以通过经由第二组装和验证线处理有故障的光学组件来降低最终产品的故障率。此外，所公开的系统还通过使透镜的处理完全自动化来减少周期时间。因此，与传统系统相比，所公开的系统可以降低总制造成本。

图1示出了示例偏振敏感光学组件100。偏振敏感光学组件100可以由至少两个光学元件(例如至少两个光学透镜)形成。偏振敏感光学组件100可能对至少两个光学元件的对准(例如偏振对准)是敏感的，因为偏振对准可能影响偏振敏感光学组件100的输出。在一些实施例中，偏振敏感光学组件100可包括薄饼透镜(或薄饼透镜组件)，其可以用在光学系统例如头戴式显示器(“HMD”)中以折叠光路，从而减小在HMD中的后焦距。偏振敏感光学组件100可以包括布置在光学系列中的第一光学元件101和第二光学元件102以将光140从电子显示器110引导到位于出射光瞳120处的视窗(eye-box)，并进一步引导到眼睛130。在一些实施例中，第一光学元件101和第二光学元件102可以通过粘合剂103耦合在一起。第一光学元件101和第二光学元件102中的每一个可以包括一个或更多个光学透镜。例如在一些实施例中，第一光学元件101可以包括透镜元件105和四分之一波片106。四分之一波片106可以附接或耦合到透镜元件105的表面(例如前表面或后表面)。在一些实施例中，四分之一波片106可以是附接到透镜元件105的表面或涂覆在透镜元件105的表面上的单独的膜或涂层。第二光学元件102可以包括透镜元件115和反射偏振器116。反射偏振器116可以附接或耦合到透镜元件106的表面(例如前表面或后表面)。在一些实施例中，反射偏振器116可以是附接到透镜元件106的表面或涂覆在透镜元件106的表面上的单独的膜或涂层。图1所示的偏振敏感光学组件100仅仅是为了说明的目的，在一些实施例中，偏振敏感光学组件100可以包括其他光学元件，例如部分反射器、偏振器，其不被本公开限制。此外，在所公开的实施例中，四分之一波片106可以包括偏振轴，其可以对于可见光谱和/或红外光谱相对于入射线偏振光的偏振方向被定向以将线偏振光转换成圆偏振光，反之亦然。在一些实施例中，对于消色差(achromatic)设计，四分之一波片106可以包括多层双折射材料(例如聚合物或液晶)以产生横越宽光谱范围的四分之一波双折射。在一些实施例中，对于简单的单色设计，在四分之一波片106的偏振轴(即快轴(fast axis))和入射线偏振光之间的角可以大约为45度。

反射偏振器116可以是被配置为反射第一线偏振的接收到的光并透射第二线偏振的接收到的光的部分反射镜。例如，反射偏振器116可以反射在阻挡方向(例如x轴方向)上偏振的光，并且透射在垂直方向(例如y轴方向)上偏振的光。在所公开的实施例中，阻挡方向被称为反射偏振器116的阻挡轴的方向或阻挡轴方向，并且垂直方向被称为反射偏振器116的透射轴的方向或透射轴方向。

偏振敏感光学组件100可以是偏振敏感的。例如，偏振敏感光学组件100可以对被包括在第一光学元件101中的四分之一波片和被包括在第二光学元件102中的反射偏振器116之间的偏振对准是敏感的。也就是说，偏振敏感光学组件100可以对被包括在第一光学元件101中的四分之一波片106的偏振轴和被包括在第二光学元件102中的反射偏振器116的透射轴和/或阻挡轴之间的对准是敏感的。在一些实施例中，在第一光学元件101和第二光学元件102之间的偏振对准可能影响偏振敏感光学组件100的光输出。在一些实施例中，在第一光学元件101和第二光学元件102之间的位置、定向和偏振对准中的任何偏差可能影响偏振敏感光学组件100的光输出。在一些实施例中，如果位置、定向和偏振对准不满足期望(或预定)相应规范，偏振敏感光学组件100可能不实现期望的光学特性(例如期望的光输出)。因此，从第一光学元件101和第二光学元件102组装的偏振敏感光学组件100可能成为有缺陷的产品，其可能在传统组装系统中被丢弃和浪费。

图2示出了根据本公开的实施例的示例全自动化组装和测试系统200。系统200可以包括全自动化组装线201。箭头202指示全自动化组装线201的示例移动方向。全自动化组装线201可以包括被配置成将零件从一个操作台(station)传送或转移到另一个操作台的传送带。本领域中的具有普通技能的人将认识到，全自动化组装线201仅是示意性说明。全自动化组装线201的实际实施可以是不同的。例如，代替在全自动化组装线201中使用传送带来将透镜保持器从一个操作台转移到另一个操作台，在一些实施例中，机器人臂可以将透镜保持器从一个操作台移动到另一个操作台。

全自动化组装线201可以包括被称为“仓(bin)1”或261和“仓2”或262的两条组装和验证线。在第一组装和验证线261(“仓1”)中，第一透镜203可以由机器人臂204从传送带转移到第一透镜保持器211。第一透镜保持器211可以具有严格地控制的公差。在一些实施例中，第一透镜203可以压配合到第一透镜保持器211中。第一透镜保持器211可以不包括被配置为调整第一透镜203的定心和/或倾斜的调整机构。同样，第二透镜207可以由机器人臂204转移到第二透镜保持器212。第二透镜保持器212可以具有严格地控制的公差。在一些实施例中，第二透镜207可以压配合到第二透镜保持器212中。第二透镜保持器212可以不包括用于调整第二透镜207的定心和/或倾斜的调整机构。在第一透镜保持器211的底侧处，挡板214可以被设置并耦合到第一透镜保持器211。同样，在第二透镜保持器212的底侧处，挡板214可以被设置并耦合到第二透镜保持器212。第一透镜保持器211可以与第二透镜保持器212耦合(因此第一透镜203可以与第二透镜207耦合)以形成第一光学组件205。第一光学组件205可以是上面讨论的薄饼透镜，其可能对第一透镜203和第二透镜207的位置、定向和/或偏振对准中的误差是敏感的，这可能影响薄饼透镜的最终光学特性。在一些实施例中，第一透镜保持器211和第二透镜保持器212可以通过分别设置在第一透镜保持器211和第二透镜保持器212的底部处的挡板214来对准和耦合。图2示出了挡板214的俯视图和挡板214的侧视图。如图2所示，挡板214可以包括对准指示器(例如，相对的凹口(notch))。显示器206可以与第一光学组件205耦合。例如，显示器206可以耦合到第一透镜保持器211。可以使用显示器206和布置在第一光学组件205的与显示器206相对的另一侧处(例如，在第二透镜保持器212的侧面上)的图像捕获设备213(例如照相机)在第一光学组件205上执行质量控制测试或验证210。由显示器206发射的图像光可以行进穿过第一透镜203和第二透镜207，并且可以由图像捕获设备213捕获。质量控制测试或验证210可以测试或验证第一光学组件205的一个或更多个光学特性，例如在第一透镜203和第二透镜207之间的对准。例如，图像捕获设备213可用于检查在显示器206中产生的各种图案上的对比度、重影(ghosting)以验证对准。

如果第一光学组件205未能通过质量控制测试或验证210，则第一光学组件205可以被转移到由“仓2”指示的第二组装和验证线262，在第二组装和验证线，第一光学组件205可以被拆卸，并且每个单独的透镜可以在它们被重新组装以形成第二光学组件之前被测试和调整。如果第一光学组件205通过质量控制测试或验证210，则在第一光学组件205和显示器206之间的耦合可以被固定以形成最终的光学设备。

在第二组装和验证线262(“仓2”)中，所拆卸的透镜(例如第一透镜203)可以放置在设置在第二组装和验证线262中的第一透镜保持器217中。设置在第二组装和验证线262中的第一透镜保持器217可以包括被配置为调整第一透镜203的位置(例如定心)或定向(例如倾斜)中的至少一个的定心或倾斜调整机构中的至少一个。在一些实施例中，第一透镜保持器217可以包括定心调整机构和倾斜调整机构两者。定心调整机构可以被配置为调整布置在第一透镜保持器217中的透镜(例如第一透镜203)的水平(或定心)位置，使得透镜位于第一透镜保持器217的中心定位(location)(例如旋转中心)处。定心调整机构可以包括弹簧215和固定螺钉(set screw)216，如图2所示。本领域中的具有普通技能的人将认识到，定心调整机构可以包括多于一个弹簧和多于一个固定螺钉(例如，三对弹簧和螺钉)或者没有弹簧。在一些实施例中，定心调整机构可以包括除了图2所示的弹簧和/或螺钉之外的其他合适的机构。倾斜调整机构可以被配置成调整透镜的定向(例如透镜的倾斜)。倾斜调整机构可以包括弹簧231和具有楔形头部的螺钉232。本领域中的具有普通技能的人将认识到，弹簧232和螺钉232仅仅是倾斜调整机构的示例。可以使用任何其他合适的倾斜调整机构。在一些实施例中，定心调整机构和倾斜调整机构可以不包括弹簧。

挡板214可以耦合到第一透镜保持器217的底部以形成透镜单元218。透镜单元218可以放置到全自动化组装线201的传送带上，该传送带可以将透镜单元218传送或转移到多个操作台用于处理。本领域中的具有普通技能的人将认识到，系统200可以包括一个或更多个机器人臂以将透镜单元218转移到不同的操作台，而不是使用传送带。也可以使用用于将透镜单元218转移到不同操作台的其他方法或系统。

尽管图2仅示出了在第二组装和验证线262(“仓2”)中的第一透镜203的处理，但是应当理解，第二透镜207可以被类似地处理。例如，第二透镜207可以从第一光学组件205的第二透镜保持器212拆卸。第二透镜207可以放置到设置在第二组装和验证线262中的第二透镜保持器227中。第二透镜保持器227可以不同于设置在第一组装和验证线261中的第二透镜保持器212。第二透镜保持器227可以在结构上类似于第一透镜保持器217，其可以包括被配置成调整第二透镜207的位置(例如定心)和/或定向(例如倾斜)的定心或倾斜调整机构中的至少一个(例如，定心机构和倾斜调整机构两者)。挡板214可以耦合到第二透镜保持器227的底部以形成类似于透镜单元218的透镜单元。类似于透镜单元218，由第二透镜207和第二透镜保持器227形成的透镜单元可以使用在系统200中包括的传送带或机器人臂转移到不同的操作台用于处理。换句话说，第一透镜203和第二透镜207可以单独地放置在透镜保持器中，并且可以在不同的操作台上被单独地处理。在第二组装和验证线的各个操作台处，可以测量在相应透镜保持器中的第一透镜203和第二透镜207的位置(例如定心位置)和/或定向(例如倾斜)。如果位置和/或定向不在期望位置和/或定向处(例如，基于所测量的光学特性)，则可以使用定心机构和/或倾斜机构来调整每个单独透镜的位置和/或定向。此外，单独透镜的偏振效应可以单独地被调整以获得期望偏振效应。

如图2所示，第一透镜单元218(包括第一透镜203)可以在不同的操作台处被处理。在操作台1和操作台2处，可以执行光学中心测量。光学中心测量可以包括定心测量或倾斜测量中的至少一个。定心测量测量透镜是否位于相对于透镜保持器的中心定位处。倾斜测量测量透镜相对于入射在透镜上的测试光是否是水平的(或是倾斜的)。如果光学中心测量不满足预定光学中心条件，则光学中心调整可以被执行。预定光学中心条件可以包括预定定心条件或预定倾斜条件中的至少一个。光学中心调整可以包括定心调整或倾斜调整中的至少一个。

在操作台3和操作台4处，可以执行偏振测量或偏振验证。偏振测量可以指示透镜的偏振效应，即，给定具有特定偏振状态的入射光时透射穿过透镜的光的偏振状态。如果偏振测量不满足预定偏振条件，可以在透镜上执行偏振角度调整。根据在透镜中包括的可能影响透镜的偏振效应的光学元件的类型，可以执行不同的偏振测量和偏振角度调整。例如，如果透镜包括可能影响透镜的偏振效应的四分之一波片，则偏振测量可以包括与四分之一波片的偏振效应相关的测量。执行偏振角度调整可以包括当测量不满足与四分之一波片的偏振效应相关的预定条件时执行四分之一波片角度调整。特别是，执行四分之一波片角度调整可以包括旋转包括四分之一波片的透镜以产生期望偏振效应，即，给定特定偏振的入射光时透射穿过透镜的光的期望偏振状态。例如，四分之一波片的偏振轴可以相对于入射线偏振光的偏振方向被定向以将线偏振光转换成圆偏振光，反之亦然。如果透镜包括反射偏振器，偏振测量可以包括与反射偏振器的偏振效应相关的测量。执行偏振角度调整可以包括当测量不满足与反射偏振器的偏振效应相关的预定条件时执行反射偏振器角度调整。特别是，执行反射偏振器角度调整可以包括旋转包括反射偏振器的透镜以产生期望偏振效应，即，给定特定偏振的入射光时透射穿过透镜的光的期望偏振状态。例如，反射偏振器的透射轴(或阻挡轴)可以相对于入射线偏振光的偏振方向被定向以完全透射(或阻挡)入射线偏振光。在一些实施例中，操作台3和操作台4可以是沿着第二组装和验证线262的两个单独的操作台，每个操作台处理透镜保持器(例如，操作台3处理具有第一透镜203的第一透镜保持器217，以及操作台4处理具有第二透镜207的第二透镜保持器227)。在一些实施例中，操作台3和操作台4可以是用于处理第一透镜保持器217(因而第一透镜203)和第二透镜保持器227(因而第二透镜207)的同一操作台。当一个透镜保持器被处理时，该透镜保持器可以从操作台移出，使得另一个透镜保持器可以被移入操作台中并在该操作台处被处理。

参考图2，第一透镜203可以在操作台1处被处理，用于测量和/或调整第一透镜203的位置(例如，定心)。例如，在操作台1处，可以执行指示第一透镜203是否布置在第一透镜保持器217中的中心定位处的第一透镜203的定心测量。如果定心测量不满足预定定心条件，则可以使用设置在第一透镜保持器217中的定心调整机构在第一透镜203上执行定心调整(也被称为偏心校正(decentering correction))，直到定心测量满足预定定心条件为止。例如，可以通过调整螺钉216来调整第一透镜203的定心。如果最初执行的定心测量满足预定定心条件，则将不执行定心调整。应当理解，可以在第二透镜207上执行类似的过程。

在定心测量和调整(如果需要)被执行之后，透镜单元218可以被转移到操作台2。在操作台2处，可以执行对第一透镜203的倾斜测量。当倾斜测量满足预定倾斜条件时，将不执行倾斜调整。当倾斜测量不满足预定倾斜条件时，可以使用设置在第一透镜保持器217上的倾斜调整机构在第一透镜203上执行倾斜调整(也被称为倾斜校正)。例如，可以通过调整具有楔形头部的螺钉232以改变第一透镜203的倾斜来执行倾斜调整。应当理解，可以在第二透镜207上执行类似的过程。

应当理解，在一些实施例中，可以在执行倾斜测量和调整之后执行定心测量和调整。在一些实施例中，第一透镜保持器217或第二透镜保持器227中的至少一个可以不包括定心调整机构。例如，第一透镜保持器217可以不包括定心调整机构。第一透镜203的定心定位可以用作对第二透镜207的参考，并且第二透镜207的定心可以被调整以匹配第一透镜203的定心。同样在一些实施例中，第二透镜保持器227可以不包括定心调整机构。第二透镜207的定心定位可以用作对第一透镜203的参考，并且第一透镜203的定心可以被调整以匹配第二透镜207的定心。在一些实施例中，第一透镜保持器217或第二透镜保持器227中的至少一个可以不包括倾斜调整机构。例如，第一透镜保持器227可以不包括倾斜调整机构，并且第一透镜203的定向(例如倾斜角)可以用作参考。第二透镜207可以针对它的倾斜被调整以匹配第一透镜203的倾斜(例如，使得第二透镜207与第一透镜203实质上是平行的)。同样，在一些实施例中，第二透镜保持器227可以不包括倾斜机构。第二透镜207的定向(例如倾斜角)可以用作对第一透镜203的参考。第一透镜203的倾斜可以被调整以匹配第二透镜207的倾斜(例如，使得第一透镜203与第二透镜207实质上是平行的)。

在一些实施例中，第一透镜保持器217和第二透镜保持器227可以每个包括定心调整机构和倾斜调整机构。然而，在操作台1和操作台2处，并不是每个透镜(第一透镜203和第二透镜207)都针对它的定心或倾斜被调整。换句话说，可以省略对于第一透镜203或第二透镜207的定心测量和调整或倾斜测量和调整，例如这是出于上面讨论的与作为另外一个透镜的参考的第一透镜203或第二透镜207相关的原因。

在一些实施例中，在定心和/或倾斜测量和调整被执行之后，透镜单元218可以被转移到操作台3。为了说明的目的，假设第一透镜203包括可影响第一透镜203的偏振效应的四分之一波片以及第二透镜207包括可影响第二透镜207的偏振效应的反射偏振器。在操作台3处，可以执行与在第一透镜203中包括的四分之一波片的偏振效应相关的测量。如果测量满足与四分之一波片的偏振效应相关的预定条件，则将不执行偏振角度调整。如果测量不满足与四分之一波片的偏振效应相关的预定条件，则可以对第一透镜203执行偏振角度调整。可以调整四分之一波片的偏振角，直到与四分之一波片的偏振效应相关的测量满足与四分之一波片的偏振效应相关的预定条件为止。

由第二透镜207和第二透镜保持器227形成的透镜单元可以在定心和/或倾斜测量和调整被执行之后转移到操作台4。在操作台4处，执行与在第二透镜207中包括的反射偏振器的偏振效应相关的测量。如果测量满足与反射偏振器的偏振效应相关的预定条件，则将不执行偏振角度调整。如果测量不满足与反射偏振器的偏振效应相关的预定条件，则可以对第二透镜207执行反射偏振器角度调整，直到测量满足与反射偏振器的偏振效应相关的预定条件为止。应当理解，由第二透镜207和第二透镜保持器227形成的透镜单元在被转移到操作台4之前可以不被转移到操作台3。更确切地，透镜单元可以直接从操作台1或操作台2转移。

由第一透镜203和第一透镜保持器217形成的透镜单元以及由第二透镜207和第二透镜保持器227形成的透镜单元可以被转移到操作台5，其中它们被组装在一起(因此第一透镜203和第二透镜207被组装)以形成第二光学组件。例如，第一透镜保持器217和第二透镜保持器227可以使用附接到第一透镜保持器217和第二透镜保持器227的底部的挡板214被对准并耦合在一起。显示器206可以与第二光学组件耦合。可以执行可与在仓1处执行的质量控制测试或验证210类似的质量控制测试或验证225以验证在第一透镜203和第二透镜207之间的对准(例如偏振对准、光轴对准)。可以使用显示器206和图像捕获设备219(例如照相机219)来执行质量控制测试或验证225。如果第二光学组件通过质量控制测试或验证225，在显示器206和第二光学组件之间的耦合可以被固定以形成光学设备。例如，第一透镜保持器227和第二透镜保持器227可以使用紫外线(“UV”)固化胶来胶合在一起，或者可以使用任何其他方法(例如螺钉、夹具等)耦合在一起。如果第二光学组件未能通过质量控制测试或验证225，则可以执行在第一透镜203和第二透镜207之间的对准的微调或调整，直到第二光学组件通过质量控制测试或验证225为止。

图3示出了被包括在全自动化组装和测试系统200中的多个子系统。特别地，子系统被包括在图2所示的第二组装和验证线262中。各种操作台在图2中被示出并在上面被简要地描述。图3示出了各种操作台的附加细节。

如图3所示，第二组装和验证线262可以包括第一子系统381、第二子系统382和第三子系统383。第一子系统381可以被配置为对第一透镜或第二透镜中的至少一个执行光学中心测量，并且当光学中心测量不满足预定光学中心条件时执行光学中心调整。如上面所讨论的，光学中心测量可以包括定心测量和倾斜测量。光学中心调整可以包括定心调整和倾斜调整。预定光学中心条件可以包括预定定心条件和预定倾斜条件。相应地，第一子系统381可以包括被配置成执行定心测量和定心调整的操作台1以及被配置成执行倾斜测量和倾斜调整的操作台2。

第一子系统381可以包括激光发射器和图像捕获设备中的至少一个。例如，如图3所示，操作台1可以包括激光发射器311和图像捕获设备351(例如照相机)。操作台2可以包括激光发射器312和第一图像捕获设备352(例如照相机)和第二图像捕获设备353(例如照相机)。操作台1还可以包括第一光圈(iris)371和第二光圈372。同样，操作台2可以包括第一光圈373和第二光圈374。

在操作台1处，可以分别对透镜例如第一透镜302和第二透镜307执行定心测量和/或定心调整。为了说明的目的，在操作台1和操作台2处仅示出第一透镜302。应当理解，在操作台1和2处对第一透镜302执行的类似过程可以在第二透镜307上被执行。

操作台1可以包括被配置为保持和旋转包含透镜的透镜保持器(例如，包含第一透镜203的第一透镜保持器217)的旋转台330。当执行定心测量和定心调整时，透镜可以在定心测量和/或调整被执行时旋转。激光发射器311可以发射激光束321。当在激光束321的光路上没有光学元件时，激光束321可以穿过第一光圈371并穿过第二光圈372。当第一透镜保持器217——第一透镜203被布置在其中——被放置在第一光圈371和第二光圈372之间时，激光束321的光路可被第一透镜203改变或影响。透射穿过第一透镜203的激光束321的一部分可以到达第二光圈372。当第一透镜203不在中心位置上时(例如，当第一透镜203的光轴不与激光束321平行时)，透射穿过第一透镜203的激光束321的该部分可能偏离原始激光束。换句话说，透射穿过第一透镜203的激光束321的该部分可以偏离第二光圈372。

当旋转台330旋转360°而使第一透镜203旋转360°时，图像捕获设备351可以捕获激光束321和第二光圈372的图像。当第一透镜203从0°旋转到360°时捕获的图像可以指示激光束321是否围绕第二光圈372摆动(wobble)，或者当第一透镜203旋转时激光束321是否一直穿过第二光圈372传播。本领域中的具有普通技能的人将认识到，在一些实施例中，旋转台330可以不需要旋转360°，但更确切地可以仅从0°旋转到小于360°的合适角度(例如180°、250°等)。捕获图像可以是执行定心测量的实施例。由图像捕获设备351捕获的图像可以由处理器(未示出)处理以确定第一透镜203是否在中心位置处。例如，处理器可以分析图像并确定激光束321是否传播或者行进穿过第二光圈372，或者激光束321是否围绕光圈372摆动。预定定心条件的实施例可以是激光束321行进穿过第二光圈372。当图像指示激光束321行进穿过第二光圈372时，这意味着定心测量满足预定定心条件。当图像指示激光束321围绕第二光圈372摆动时，这意味着定心测量不满足预定定心条件。

基于激光束321没有行进穿过第二光圈372(即，围绕第二光圈372摆动)的确定，处理器可以向自动化工具(未示出)提供命令以指示自动化工具调整定心机构。当定心机构包括被配置为调整第一透镜203的定心位置的螺钉时，自动化工具可以包括相应的螺钉调整工具(例如，螺丝起子(screw driver))。该命令可以指示自动化工具将定心机构(例如螺钉216)调整某个量以校正第一透镜203的定心位置。在定心机构被调整之后或者在定心机构被调整时，激光束321和第二光圈372的图像可以由图像捕获设备351捕获，并且由处理器分析以确定定心机构的调整是否将第一透镜203放置在中心位置处(例如，通过确定激光束321是否行进穿过第二光圈372而不是围绕第二光圈372摆动)。

因此，在一些实施例中，闭环反馈系统可以由处理器、图像捕获设备351和被配置成调整定心机构的自动化工具形成。由图像捕获设备351捕获的图像信息可用于产生反馈以控制自动化工具来调整定心机构。可以自动执行控制和调整，直到由图像捕获设备351捕获的图像指示透射穿过第一透镜203的激光束321的该部分没有围绕第二光圈372摆动而是行进穿过第二光圈372为止。在这个状态，处理器可以确定第一透镜203在中心位置处(即，定心测量满足预定定心条件)。

在一些实施例中，在定心测量和调整在第一透镜203上被执行之后，第一透镜203可以被转移到操作台2。应当理解，在一些实施例中，第一透镜203(或第二透镜207)可以不需要穿过操作台1或操作台2。在操作台2处，可以在第一透镜203上执行倾斜测量和/或调整。操作台2可以包括被配置成发射激光束322的激光发射器312。操作台2可以包括第一光圈373和第二光圈374。当没有其他光学元件布置在第一光圈373和第二光圈374之间时(例如，当第一透镜203不位于第一光圈373和第二光圈374之间时)，激光束322可以行进穿过第一光圈373和第二光圈374。操作台2可以包括第一图像捕获设备352和第二图像捕获设备353。第一图像捕获设备352和第二图像捕获设备353可以是照相机。第一图像捕获设备352可以被配置成捕获透射穿过第一透镜203和第二光圈374的激光束322的一部分的图像，这可以指示激光束322的该部分和第二光圈374的相对位置(例如，激光束322的该部分是否行进穿过第二光圈374或者激光束322的该部分是否围绕第二光圈374摆动)。第二图像捕获设备353可以被配置为捕获被第一透镜203反射的激光束322的一部分和第一光圈373的图像，这可以指示被第一透镜203反射的激光束322的该部分和第一光圈373的相对位置(例如，所反射的激光束是否行进穿过第一光圈373或者所反射的激光束是否围绕第一光圈373摆动)。

操作台2还可以包括被配置为保持并旋转第一透镜保持器217以使第一透镜203旋转的旋转台335。第一透镜保持器217可以包括倾斜调整机构。倾斜调整机构可以包括具有楔形头部的至少一个螺钉317。图3示出了具有两个螺钉317的倾斜调整机构，螺钉317具有楔形头部。本领域中的具有普通技能的人将认识到，第一透镜保持器217的示意性图示仅仅是一个实施例。在一些实施例中，如图2所示，第一透镜保持器217可以包括至少一个弹簧(其可以类似于弹簧231)。在一些实施例中，其他合适的倾斜调整机构可以被包括第一透镜保持器217中。

可在操作台2处执行倾斜测量。在一些实施例中，倾斜测量可以由第二图像捕获设备353执行。第二图像捕获设备353可以捕获由第一透镜203反射回到第一光圈373的激光束322的部分和第一光圈373的图像。当激光束322的反射部分行进穿过第一光圈373时，或者当第一透镜203由旋转台335旋转360°时激光束322的反射部分在围绕第一光圈373的预定范围内摆动时，处理器可以确定倾斜测量满足预定倾斜条件。本领域中的具有普通技能的人将认识到，在一些实施例中，旋转台335可以不需要旋转360°，但更确切地可以仅从0°旋转到小于360°的合适角度。预定倾斜条件可以是激光束322的反射部分在围绕第一光圈373的预定范围内摆动。预定范围可以是基于期望规范而确定的任何合适的范围。例如，预定范围可以是在远离第一透镜203 0.5米处的1mm激光束直径(或大约2毫弧度(“mrad”)或0.11°)。因此，在一些实施例中，当激光束322的反射部分在远离第一透镜203 0.5m处的大约1mm激光束直径内摆动时，预定倾斜条件被认为被满足，并且将不执行进一步的倾斜校正。如果倾斜测量指示激光束322的反射部分在预定范围之外(例如，在远离第一透镜2030.5m处的大于1mm的激光束直径)摆动，则处理器可以确定倾斜校正或调整需要在第一透镜203上被执行。处理器可以确定所需的倾斜调整的量，并且可以向配置成调整倾斜调整机构的自动化工具(未示出)提供反馈控制信号。可以重复倾斜调整和测量，直到倾斜测量满足预定倾斜条件为止。应当理解，可以在第二透镜207上单独地执行类似的处理。

在执行倾斜测量和调整之后，可以将透镜转移到操作台3或操作台4，在操作台3或操作台4可以在透镜上执行偏振测量和/或偏振角度调整。当偏振测量不满足预定偏振条件时，可以在透镜上执行偏振角度调整。例如，对于第一透镜203，在执行倾斜测量和调整之后，可以将第一透镜203转移到操作台3，在操作台3可以执行与被包括在第一透镜203中的四分之一波片的偏振效应相关的测量。处理器可以确定测量是否满足与四分之一波片的偏振效应相关的预定条件。如果测量满足与四分之一波片的偏振效应相关的预定条件，则将不执行偏振角度调整。如果测量不满足与四分之一波片的偏振效应相关的预定条件，则可以对第一透镜203执行偏振角度调整(例如，四分之一波片角度调整)。

操作台3可以包括被配置成发射激光束323的激光发射器313。操作台3还可以包括光圈375。由激光发射器313发射的激光束323可以行进穿过光圈375。可选地，在一些实施例中，操作台3可以包括线偏振器361，其被配置为使所发射的激光束323线性地偏振，使得从偏振器361输出的激光束323可以被配置为具有特定的偏振方向，即沿着线偏振器361的透射轴的偏振方向。操作台3可以包括被配置为保持和旋转第一透镜保持器217(并因而旋转第一透镜203)的旋转台340。操作台3可以包括可以布置在第一透镜203之后(即，在激光束323的光路中的第一透镜203的下游)的分析器360。分析器360可以是具有透射轴和垂直于透射轴的阻挡轴的线偏振器。分析器360可以被配置为透射具有与透射轴平行的偏振方向的光，并且阻挡具有垂直于透射轴(例如，与阻挡轴平行)的偏振方向的光。操作台3还可以包括被配置为测量透射穿过第一透镜203和分析器360的激光束323的强度或透射功率的功率计365。

包括四分之一波片的第一透镜203的偏振测量(或与四分之一波片的偏振效应相关的测量)可以如下进行。旋转台340可以相对于线偏振器361的透射轴旋转到第一角度(因此第一透镜203或被包括在第一透镜203中的四分之一波片在第一角度)。该角度也可以被称为四分之一波片角度。当第一透镜在第一角度时，分析器360可以旋转360°，并且透射穿过第一透镜203和分析器360的激光束323的部分的强度或透射功率可以由功率计365在分析器360的每个角度被测量。本领域中的具有普通技能的人将认识到，在一些实施例中，分析器360可以不需要旋转360°，但更确切地可以仅从0°旋转到小于360°的合适角度。可以记录对应于分析器360的不同角度的强度或透射功率。强度或透射功率测量可以是与被包括在第一透镜203中的四分之一波片的偏振效应相关的测量的实施例。处理器可以分析强度或透射功率以确定强度或透射功率在不同的分析器角度是否是恒定的或接近恒定的。恒定或接近恒定的所测量的强度或透射功率可以是与四分之一波片的偏振效应相关的预定条件的示例。各种数据分析方法可以用于确定强度是否是恒定的或接近恒定的。例如，如果在最大强度和最小强度之间的比小于预定值，则强度可以被确定为恒定的或接近恒定的。作为另一个示例，可以计算所测量的强度或透射功率的标准偏差。如果标准偏差小于预定值，则强度或透射功率可以被确定为恒定的或接近恒定的。

其他合适的方法也可以用于验证第一透镜203的偏振状态。例如，现成的偏振计(polarimeter)可以用于确定在第一透镜203中包括的四分之一波片的偏振状态。

旋转台340可以继续将第一透镜203旋转到第二角度，并且当分析器360旋转360时，可以获得和分析强度或透射功率的类似测量。该过程可以重复，直到旋转台340已经旋转360°为止。本领域中的具有普通技能的人将认识到，在一些实施例中，旋转台340可以不需要旋转360°，但更确切地可以仅从0°旋转到小于360°的合适角度。当第一透镜203处于某一角度时，进入第一透镜203的激光束323的一部分可以由第一透镜203转换成圆偏振激光束。从第一透镜203输出的圆偏振激光束在行进穿过分析器360之后可以变成具有恒定强度或透射功率的激光束，而与分析器360的角度无关。因此，当第一透镜203产生圆偏振激光束时，所测量的强度可以是恒定的或接近恒定的。当从第一透镜203输出的激光束不是圆偏振光束时，由功率计365测量的强度可能不是恒定的，并且可能以正弦或余弦波形状振荡。例如，在最大强度和最小强度之间的比可以大于预定值，或者对应于不同分析器角度的强度的标准偏差可以大于预定值。可以记录第一透镜203的角度，在该角度，由第一透镜203产生圆偏振光束。挡板(其可以类似于挡板214)可以牢固地耦合到第一透镜保持器217以锁定第一透镜203的角度(也被称为第一透镜203的计时角度(clocking angle))。

在针对具有反射偏振器的第二透镜207执行定心和/或倾斜测量和调整之后，第二透镜207可以被转移到操作台4。在操作台4处，可以执行与在第二透镜207中包括的反射偏振器的偏振效应相关的测量。操作台4可以包括被配置成发射激光束324的激光发射器314。操作台4可以包括光圈376。由激光发射器314发射的激光束324可以行进穿过光圈376。操作台4可以包括布置在旋转台345上游(在激光束324的光路中)的偏振器362，旋转台345保持并旋转包含第二透镜207的第二透镜保持器227。偏振器可以是可选的。操作台4可以包括功率计370，其可以类似于功率计365。

在操作台4处执行的偏振测量和偏振角度调整可以类似于在操作台3处执行的那些。在操作台4处，偏振测量可以是与在第二透镜207中包括的反射偏振器的偏振效应相关的测量。特别地，在一些实施例中，旋转台345可以相对于偏振器362的透射轴旋转到第一角度(因此第二透镜207处于第一角度)。第二透镜207的角度也可以被称为反射偏振器角度。在每个透镜角度，透射穿过第二透镜207(其包括反射偏振器)的激光束324的部分的强度或透射功率可以由功率计370测量。可以将第二透镜207旋转到第二角度，并且可以再次记录强度或透射功率。该过程可以重复，直到旋转台345旋转了360°为止。应当理解，旋转台345可能不需要旋转360°。在一些实施例中，旋转台345可以仅旋转到小于360度的角度，例如180°、200°、250°等。强度的测量可以是与在第二透镜207中包括的反射偏振器的偏振效应相关的测量的示例。处理器可以确定测量是否满足与反射偏振器的偏振效应相关的预定条件。在一些实施例中，反射偏振器的透射轴可以相对于入射到第二透镜207(其包括反射偏振器)上的线偏振光的偏振轴被定向，其中与反射偏振器的偏振效应相关的预定条件可以包括例如当第二透镜207在一角度范围内旋转时测量的透射功率当中的最小透射功率。可以确定最小透射功率，并且可以记录第二透镜207的相应角度。挡板214可以牢固地耦合(例如胶合)到第二透镜保持器227的底部以锁定第二透镜207的反射偏振器角度。

在第一透镜203在操作台3处被处理并且第二透镜207在操作台4处被处理之后，第一透镜保持器217和第二透镜保持器227可以被转移到操作台5。在操作台5处，第一透镜保持器217和第二透镜保持器227可以对准并耦合在一起以形成光学组件，从而实现所形成的光学组件的期望偏振效应。特别是，第一透镜保持器217和第二透镜保持器227中的每一个可以包括附接到底部的挡板214。挡板214可用于使用设置在挡板214上的凹口来使第一透镜保持器217和第二透镜保持器227对准。参考数字350指示旋转台。应当理解，操作台5可以包括两个旋转台350，每个旋转台保持一个透镜保持器。旋转台350可以包括真空管以通过真空力保持设置在透镜保持器的底部处的挡板214。在旋转台350保持透镜保持器(例如第一透镜保持器217和第二透镜保持器227)的情况下，第一透镜203和第二透镜207可以朝着彼此平移。在一些实施例中，第一透镜保持器217可以与第二透镜保持器227耦合，并且使用挡板214与第二透镜保持器227对准。第一透镜保持器217和第二透镜保持器227可以形成第二光学组件。在一些实施例中，入射到第二光学组件上的光可以是圆偏振光，并且第一透镜保持器217可以与第二透镜保持器227对准以不仅将光路折叠而且将圆偏振光转换成线偏振光。在一些实施例中，入射到第二光学组件上的光可以是具有第一偏振方向的线偏振光，并且第一透镜保持器217可以与第二透镜保持器227对准以不仅将光路折叠而且将具有第一偏振方向的线偏振光转换成具有垂直于第一偏振方向的第二偏振方向的线偏振光。

此外，显示器206可以耦合到第二光学组件。可以在第二光学组件上执行与在仓1处执行的质量控制测试或验证类似的质量控制测试或验证。例如，显示器206和图像捕获设备354(例如照相机)可以用于验证第一透镜203和第二透镜207的对准。各种方法可以用于验证对准。例如，处理器可以检查如由图像捕获设备354捕获的由显示器206生成的各种图案的图像的对比度和/或重影特征。可以执行第一透镜203和第二透镜207的对准的微调，直到实现期望的对准为止。例如，在一些实施例中，可以执行对准的微调，直到透视重影效应被最小化为止。当对准被确认时，第一透镜保持器217可以与第二透镜保持器227牢固地耦合。第一透镜保持器217可以从旋转台350脱离。显示器206可以与第一透镜保持器217或第二透镜保持器227牢固地耦合。第二透镜保持器227可以从旋转台350脱离。最终的光学设备可以包括显示器206、(由第一透镜保持器217的至少一部分保持的)第一透镜203和(由第二透镜保持器227的至少一部分保持的)第二透镜207。在一些实施例中，在第一透镜保持器217和第二透镜保持器227耦合在一起之后，第一透镜保持器217的一部分可以被移除。

图4是示出用于组装和测试多个透镜例如第一透镜203和第二透镜207的方法400的流程图。方法400可以由系统200执行。本领域中的具有普通技能的人将认识到，方法400可以包括比图4所示的那些步骤更多或更少的步骤。此外，步骤的执行顺序可以不同于图4所示的顺序。方法400可以包括在第一组装和验证线中组装第一透镜、第二透镜和显示器以形成第一光学组件(步骤405)。例如，如在图2中的“仓1”中所示的，第一透镜203和第二透镜207可以布置到相应的透镜保持器中。两个透镜保持器可以耦合在一起以形成第一光学组件。方法400还可以包括在第一组装和验证线中测试第一光学组件(步骤410)。例如，可以使用显示器206和图像捕获设备213在第一光学组件上执行质量控制测试或验证。质量控制测试或验证可以包括使用图像捕获设备213检查在显示器206上生成的各种图案的对比度和/或重影效应。

方法400可以包括确定第一光学组件是否未能通过测试(步骤415)。如果第一光学组件通过测试(例如质量控制测试或验证)，即，如果测试结果满足预定条件，则在第一透镜203和第二透镜207之间的耦合以及可选地在显示器206和第一光学组件之间的耦合可以被固定。在一些实施例中，可以应用紫外线固化胶来固定在第一透镜203、第二透镜207和/或显示器206之间的耦合。预定条件可以是任何合适的条件。在一些实施例中，预定条件可以是预定最小量的重影效应或者预定对比度值。如果测试结果不满足预定条件，则第一光学组件可以被拆卸成单独的元件(例如第一透镜203和第二透镜207)(步骤415)。所拆卸的透镜203和207可以转移到第二组装和验证线(“仓2”)。第一透镜203、第二透镜207和显示器206可以在第二组装和验证线中被处理(步骤430)。在一些实施例中，步骤425可以是步骤430的一部分。也就是说，第一光学组件可以在第二组装和验证线中被拆卸。

图5是示出用于在第二组装和验证线中组装和测试第一透镜203和第二透镜207的方法的流程图。该方法可以是步骤430的部分。本领域中的具有普通技能的人将认识到，步骤430可以包括比图5所示的那些步骤更多或更少的步骤。此外，步骤的执行顺序可以不同于图5所示的顺序。步骤430可以包括对第一透镜203或第二透镜207中的至少一个执行光学中心测量(步骤505)。步骤430还可以包括确定光学中心测量是否满足预定光学中心条件(步骤510)。如果光学中心测量不满足预定光学中心条件(否，步骤510)，步骤430可以包括在透镜上执行光学中心调整。如上面所讨论的，光学中心测量可以包括定心测量或倾斜测量中的至少一个，并且光学中心调整可以包括定心调整或倾斜调整中的至少一个。在一些实施例中，第一透镜203和第二透镜207可以每个在操作台1和操作台2中被处理，使得定心测量(以及定心调整，如果需要)在第一透镜203和第二透镜207上被单独地执行，并且倾斜测量(以及倾斜调整，如果需要)在第一透镜203和第二透镜207上被单独地执行。在一些实施例中，第一透镜203或第二透镜207中的至少一个可以不在操作台1或操作台2中被处理。换句话说，在一些实施例中，可以不对第一透镜203或第二透镜207中的至少一个执行定心测量(以及定心调整，如果需要)。在一些实施例中，可以不对第一透镜203或第二透镜207中的至少一个执行倾斜测量(以及倾斜调整，如果需要)。定心测量、定心调整、倾斜测量和倾斜调整的示例的详细描述可以参考关于图2和图3的上面的描述。

当光学中心测量满足预定光学中心条件(是，步骤510)时或者在步骤515中执行光学中心调整之后，可以对第一透镜203或第二透镜207中的至少一个执行偏振测量(步骤520)。如上面所讨论的，如果四分之一波片被包括在第一透镜203和第二透镜207中的任一个中，则偏振测量可以包括与四分之一波片的偏振效应相关的测量。在一些实施例中，如果透镜包括反射偏振器，偏振测量可以包括与反射偏振器的偏振效应相关的测量。

步骤430可以包括确定偏振测量是否满足预定偏振条件(步骤525)。如果偏振测量不满足预定偏振条件(否，步骤525)，步骤430可以包括在透镜上执行偏振角度调整(步骤530)。如上面关于图2和图3所讨论的，如果透镜包括四分之一波片，偏振角度调整可以包括四分之一波片角度调整，或者如果透镜包括反射偏振器，则包括反射偏振器角度调整。步骤520、525和530的示例的详细描述可以参考上面关于图2和图3的描述。

在执行偏振角度调整之后，步骤430可以包括组装第一透镜和第二透镜以形成第二光学组件(步骤535)。可以使用显示器(例如显示器206)和图像捕获设备(例如图3所示的图像捕获设备354)在第二光学组件上执行质量控制测试或验证。步骤535和质量控制测试或验证的示例的详细描述可以参考上面关于图3所示的操作台5的描述。如果第二光学组件通过质量控制测试或验证，则在第二光学组件中包括的第一透镜和第二透镜之间的耦合可以被固定。此外，在显示器和第二光学组件之间的耦合可以被固定以形成最终的光学设备。

图6是示出用于组装和测试第一透镜和第二透镜的方法的流程图。方法600可以由系统200执行。在一些实施例中，方法600可以由系统200自动执行。本领域中的具有普通技能的人将认识到，方法600可以包括比图6所示的那些步骤更多或更少的步骤。此外，步骤的执行顺序可以不同于图6所示的顺序。方法600可以包括对第一透镜或第二透镜中的至少一个执行定心测量(步骤605)。例如，可以对第一透镜203和第二透镜207单独地执行定心测量，如上面关于图2和图3所讨论的。在一些实施例中，可以不对第一透镜203和第二透镜207中的一个或两个执行定心测量。

方法600可以包括当定心测量不满足预定定心条件时执行定心调整(步骤610)。当定心测量满足预定定心条件时，可以不执行定心测量。定心调整可以由被配置成调整定心调整机构的工具例如设置在透镜保持器中的一个或更多个螺钉执行。定心测量和定心调整可以由处理器控制。处理器可以分析定心测量以确定定心测量是否满足预定定心条件。如果定心测量不满足预定定心条件，则处理器可以确定所需的定心调整的量，并且可以向工具提供命令以控制工具来调整定心调整机构。在一些实施例中，可以形成闭环控制系统以自动调整透镜的定心。执行定心调整的示例的详细描述可以参考上面关于图2和图3的描述。

方法600可以包括对第一透镜或第二透镜中的至少一个执行倾斜测量(步骤615)。例如，在一些实施例中，可以对第一透镜203和第二透镜207两者单独地执行倾斜测量。在一些实施例中，可以不对第一透镜203和第二透镜207中的一个或两个执行倾斜测量。执行倾斜测量的示例的详细描述可以参考上面关于图2和图3的描述。

方法600还可以包括当倾斜测量不满足预定倾斜条件时执行倾斜调整(步骤620)。当倾斜测量满足预定倾斜条件时，可以不执行倾斜调整。倾斜调整可以由工具自动执行，该工具被配置为调整设置在保持透镜的透镜保持器上的倾斜调整机构。处理器可以用自动方式控制倾斜测量和倾斜调整，直到倾斜测量满足预定倾斜条件为止。执行倾斜调整的示例的详细描述可以参考上面关于图2和图3的描述。

方法600可以包括执行与在第一透镜或第二透镜中的至少一个中包括的四分之一波片的偏振效应相关的测量(步骤625)。例如，如果第一透镜203包括四分之一波片，则可以对第一透镜203执行与四分之一波片的偏振效应相关的测量。执行与四分之一波片的偏振效应相关的测量的示例的详细描述可以参考上面关于图2和图3的描述。

方法600可以包括当测量不满足与四分之一波片的偏振效应相关的预定条件时执行四分之一波片角度调整(步骤630)。在步骤625和630中，可以验证四分之一波片的偏振效应。如果四分之一波片的偏振效应不在期望的条件中，则可以调整四分之一波片角度，直到实现四分之一波片的期望偏振效应(例如，包括四分之一波片的第一透镜203可以输出圆偏振激光束，如上面所讨论的)为止。执行四分之一波片角度调整的示例的详细描述可以参考上面关于图2和图3的描述。

方法600可以包括执行与在第一透镜或第二透镜中的至少一个中包括的反射偏振器的偏振效应相关的测量(步骤635)。例如，如果第二透镜207包括反射偏振器，则可以对第二透镜207执行与反射偏振器的偏振效应相关的测量。执行与反射偏振器的偏振效应相关的测量的示例的详细描述可以参考上面关于图2和图3的描述。

方法600可以包括当测量不满足与反射偏振器的偏振效应相关的预定条件时执行反射偏振器角度调整(步骤640)。可以在第二透镜207上执行步骤635和640以验证第二透镜207的反射偏振器是否具有产生期望偏振效应的偏振角。可以调整反射偏振器的偏振角，直到确定期望的偏振效应被达到为止。执行反射偏振器角度调整的详细描述可以参考上面关于图2和图3的描述。

在一些实施例中，同一操作台(例如操作台3或操作台4)可用于处理第一透镜保持器900(因而第一透镜203)和第二透镜保持器700(因而第二透镜207)。换句话说，步骤625、630、635和640可以在同一操作台处被执行。例如，第一透镜203和第二透镜207可以以任何顺序在操作台处被依次处理。当第一透镜203被处理时(例如，当四分之一波片角度调整被执行时)，第一透镜203可以被移出该操作台。然后，第二透镜207可以被转移到操作台中并在操作台处被处理(例如，反射偏振器角度调整可以被执行)。在第二透镜207被处理之后，第二透镜207可以被移出操作台，使得在第二组装和验证线262中的另一个第一透镜203可以被转移到操作台中并被处理。本公开不限制第一透镜203和第二透镜207在同一操作台中被处理的顺序。在一些实施例中，不同的操作台(例如操作台3和操作台4)可以用于每个处理一种类型的透镜(例如第一透镜203或第二透镜207)。

图7是被配置为安装或用于安装第二透镜的示例第二透镜保持器700的透视前视图。例如，第二透镜保持器700可以是图2中所示的第二透镜保持器227的实施例，并且要被保持在第二透镜保持器700中的第二透镜可以是图2和图3中所示的第二透镜207。

如图7所示，第二透镜保持器700可以包括大致杯形形状(cup-shape)。杯形形状可以包括较大的上部705(或第一部分705)和较小的下部710(或第二部分710)。上部705和下部710每个可以具有大致圆形的形状。上部705和下部710大致是圆形的，因为上部705的一侧和下部710的相应侧可以是直的，如图7所示。本公开不限制上部705和下部710的形状。上部705和下部710可以是其他形状，例如正方形、矩形、三角形等。

如图7所示，上部705可以限定用于接纳第一透镜保持器的凹穴(pocket)。在一些实施例中，上部705可以包括阶梯结构，该阶梯结构包括支撑表面或肩部分(shoulderportion)715和壁部720。支撑表面715和壁部720每个具有大致上圆形的形状。壁部720可以在支撑表面715的外边缘处布置在支撑表面715上。壁部720可以实质上垂直于支撑表面715。换句话说，壁部720可以从支撑表面715垂直地突出。

上部705可以具有第一开口725，以及下部710可以具有第二开口725。下部710可以包括从上部705的支撑表面715延伸到第二开口725的侧壁。当下部710从支撑表面715延伸到第二开口725时，下部710逐渐减小它的尺寸。如图7所示，上部705的尺寸大于下部710的尺寸。例如，与上部705相关联的第一开口725的宽度或周长大于与下部710相关联的第二开口730的宽度或周长。

壁部720可以包括从壁部720突出的多个耳部(ear portion)。例如，壁部720可以包括第一耳部731、第二耳部732和第三耳部733，每个耳部从壁部720的外表面突出。本公开不限制可以在壁部720中包括的耳部的数量，其可以是一、二、四、五等。每个耳部可以包括多个垂直孔，其可以是穿透每个耳部的顶表面和底表面的通孔。例如，如图7所示，每个耳部可以包括第一垂直孔741和第二垂直孔742。

每个第一垂直孔741可以被配置成接纳螺钉。例如，当第二透镜保持器700被安装到在上面关于图2和图3讨论的第二组装和验证线262中的旋转台上时，插入第一垂直孔741内的螺钉可用于将第二透镜保持器700固定到旋转台的安装托架(mounting bracket)。插入到第一垂直孔741中的螺钉也可以用于在第二透镜安装到第二透镜保持器700之后调整第二透镜207的定心。当插入到第一垂直孔741中的螺钉被松开时，第二透镜保持器700可以水平地移动以调整第二透镜保持器700相对于旋转台的定心。

每个第二垂直孔742可以被配置成接纳螺钉。当第二透镜保持器700安装到旋转台的安装托架时，螺钉可以插入到每个第二垂直孔742中用于调整第二透镜207的倾斜。例如，在一些实施例中，当在第二垂直孔742中的任一个中的螺钉被拧入时，螺钉所位于的相应耳部可被向上推(例如，耳部可以远离安装托架被向上推)，从而改变第二透镜保持器700(以及因而第二透镜207)相对于旋转台(例如，相对于安装托架)的倾斜。在一些实施例中，每个第二垂直孔742可以接纳用于固定底盖的螺钉，该底盖被配置为将显示器安装到第二透镜保持器700，如下面关于图28所讨论的。本公开不限制设置在每个耳部上的通孔的数量，其可以是一、三、四等。

壁部720还可以包括水平地延伸并穿透垂直壁部720的内侧表面和外侧表面的多个侧孔。例如，如图7所示，壁部720可以包括第一侧孔751、第二侧孔752、第三侧孔753和第四侧孔754。可以包括任何其他合适数量的侧孔，例如一个、两个、三个、五个、六个等。每个侧孔可以被配置成接纳螺钉。在一些实施例中，螺钉可以被配置成在第一透镜保持器安装到第二透镜保持器700之后将第一透镜保持器217固定到第二透镜保持器700。

如图7所示，第二透镜保持器700可以被配置为安装或保持第二透镜207。例如，第二透镜207可以布置在下部710的第二开口725处。第二透镜207可以通过任何合适的方法固定在下部710的第二开口725处。例如，第二透镜207可以由设置在第二透镜保持器700上的螺钉固定到第二透镜保持器700。在图7所示的实施例中，第二透镜保持器700包括在下部710上的两个侧孔(第一侧孔761和第二侧孔762)，用于接纳可用于将第二透镜207固定到第二透镜保持器700(例如第二透镜保持器700的下部710)的螺钉。在其他实施例中，在第二透镜207插在第二透镜保持器700的第二开口730处之后，可以使用胶将第二透镜207胶合到下部710。例如，可将紫外线固化胶(UV胶)涂敷到第二透镜207的周边以在第二开口730处或附近将第二透镜207胶合到第二透镜保持器700的下部710。

尽管未在图7中示出，如下所述，第一透镜保持器217(具有第一透镜203)可以安装到第二透镜保持器700。例如，第一透镜保持器217可以布置在由上部705限定的凹穴中。在一些实施例中，第一透镜保持器217可以放置在上部的支撑表面715上并由支撑表面715支撑。第一透镜保持器217可以使用任何合适的方法固定到第二透镜保持器700。在一些实施例中，第一透镜保持器217可以使用螺钉例如被插入到设置在壁部720上的侧孔751、752、753和754内的螺钉固定到第二透镜保持器700。在一些实施例中，第一透镜保持器217可以使用胶例如UV固化胶固定到第二透镜保持器700。

图8是第二透镜保持器700的透视后视图。图8示出了第二透镜保持器700的整体杯形形状。如图7和图8所示，上部705和下部710每个有具有大致为D形的横截面，该横截面是具有直边的圆形。图8还示出当下部710从上部705延伸到第二透镜207被安装于的第二开口730时下部710的尺寸逐渐减小。如图8所示，第二透镜保持器700的壁部720可以包括下表面810。当第二透镜保持器700安装到安装托架时，下表面810可以搁置在安装托架上，如下面关于图12所讨论的。

图9A是第一透镜保持器900的分解侧视图。图9B是第一透镜保持器900的分解透视图。第一透镜保持器900可以被配置为安装第一透镜，例如第一透镜203。第一透镜保持器900可以是在图2和图3中所示的第一透镜保持器217的实施例。例如，第一透镜保持器900可以包括被堆叠并连接在一起的三个构件：第一构件911、第二构件912和第三构件913，第二构件912布置在第一构件911和第三构件913之间。第一构件911、第二构件912和第三构件913中的每一个可以包括环形结构。特别地，在一些实施例中，第一构件911和第二构件912可以每个具有D形，如图9A和图9B所示，其与第二透镜保持器700的上部705的形状匹配。第三构件913可以具有圆形形状(或规则的圆形或环形)。为了说明的目的，第一构件911、第二构件912和第三构件913被显示为彼此分离，以便显示内部元件。第一构件911可以被配置为保持或安装第一透镜203。例如，同样如图9A所示，第一透镜203可以由插在设置在第一构件911的圆周侧壁910上的一个或更多个侧通孔916中的一个或更多个螺钉915牢固地安装到第一构件911。图9A所示的侧视图仅示出了一个侧通孔916。任何合适数量的侧通孔916可以设置在第一构件911的圆周侧壁910上。侧通孔916的数量可以是二、三、四等。例如，在一个实施例中，第一透镜203可以通过三个螺钉915固定到第一构件911(因此第一构件911可以包括三个侧通孔916)，如图10所示。在一些实施例中，可以通过调整一个或更多个螺钉915来调整第一透镜203的定心。

第一构件911和第二构件912可以通过一个或更多个螺钉连接或耦合在一起。任何合适数量的螺钉(例如一个、两个、三个、四个、五个、六个等螺钉)可以设置成固定第一构件911和第二构件912。在一个实施例中，从第二构件912的顶侧提供三个螺钉。图9A和图9B仅示出了两个螺钉921和922。螺钉921和922可插入(在图9B中示出的)设置在第二构件912中的通孔925和926中，并进一步插入设置在第一构件911上的孔981和982(在图9B中示出)中，以固定在第一构件911和第二构件912之间的连接。可以有在螺钉941所位于的端部附近设置在第二构件912上的第三螺钉(未在图9B中示出)。第三螺钉可以穿透设置在第二构件912上的通孔，并且可以被接纳在(图10中示出的)设置在第一构件911上的孔983中。

第三构件913和第二构件912可以使用一个或更多个螺钉连接。第三构件913可以包括用于接纳一个或更多个螺钉的多个通孔。图9B示出了第三构件913包括三个通孔945、946和947。任何其他合适数量的通孔(例如一个、两个、四个、五个、六个等通孔)可以被包括在第三构件913中。图9A和图9B示出了三个螺钉941、942和943，其从第三构件913上方插入到相应的通孔945、946和947中以将第三构件913和第二构件912耦合。本公开不限制用于将第三构件913和第二构件912耦合的螺钉的数量，其可以是一、两、四、五、六等。第二构件912可以包括孔(其可以或可以不是通孔)，其被配置成接纳相应的螺钉941、942和943，用于将第三构件913与第二构件912固定在一起。在图9B的视图中，在第二构件912中仅示出两个孔961和962。第二构件912可以包括用于接纳螺钉941的第三孔(未示出)。

一个或更多个弹簧可以布置在第三构件913和第一构件911之间。例如，一个或更多个弹簧可以布置在第三构件913的下部和第一构件911的顶部之间。每个弹簧可以穿透设置在第二构件912上的通孔(例如992、993)。图9A示出了两个弹簧931和932，以及图9B示出了两个弹簧932和933。因此，在图9A和图9B所示的实施例中，有三个弹簧931、932和933。本公开不限制弹簧的数量，其可以是一、两、四、五、六等。第一构件911可以包括用于接纳弹簧的端部的凹陷或孔(其不是通孔)971、972或973(在图10中示出)。相应地，第三构件913可以包括用于接纳弹簧的另一端的凹陷或孔(其不是通孔，并且在图9B中未示出)。当第一构件911、第二构件912和第三构件913被组装时，第一构件911和第二构件912通过螺钉921和922(并且可能是在图9B中不可见的但是位于第二构件912的螺钉941的端部上的第三螺钉)耦合在一起。第三构件913可以通过螺钉941、942和943与第二构件912耦合。弹簧931、932和933可以处于压缩状态(例如加载)，在第三构件913的下部和第一构件911的顶部上施加弹力，这将第三构件913推离第一构件911和第二构件912。当螺钉941、942和943中的一个或更多个被调整时，弹簧931、932和932中的一个或更多个可以用更大或更小的弹力将第一构件911和第三构件913推开，从而引起第一构件911(与第二构件912一起)相对于第三构件913的倾斜角(或倾斜)的变化，第三构件913可以在倾斜调整期间被安装到旋转台，并且可以相对于旋转台被固定。作为结果，可以通过调整螺钉941、942和943来调整第一透镜203的倾斜。因此，螺钉941、942和943以及弹簧931、932和933可以形成第一透镜保持器900的倾斜调整机构。

第三构件913可以包括在侧圆周壁950上的一个或更多个凹陷或孔，每个凹陷或孔被配置成接纳螺钉。在第三构件913的侧圆周壁950上可以包括一个或更多个凹陷或孔。例如，图9A和图9B示出了两个凹陷或孔951和952。任何其他合适数量的凹陷或孔(例如一个、三个、四个、五个、六个等凹陷或孔)可以被包括。当第一透镜保持器900被安装到旋转台时，第三构件913可以耦合到旋转台的安装托架。例如，第三构件913可以通过被插入到设置在旋转台的安装托架上的通孔中的螺钉固定到安装托架。螺钉可以被接纳在设置在第三构件913的侧圆周壁950上的凹陷或孔951和952中，从而将第三构件913(以及因而整个第一透镜保持器900)与旋转台的安装托架牢固地耦合，这将在下面被描述。用于将第三构件913固定到安装托架的每个螺钉可以是推拉型的，这意味着拧入或拧出螺钉可以推或拉第三构件913，从而调整第三构件913(以及因而包括由第一构件911保持的第一透镜203的整个第一透镜保持器900)相对于旋转台的定心。

图10是第一构件911的横截面俯视图的示意性图示，第一透镜203安装在第一构件911上。图10示出了第一构件911的环形结构。第二构件912可以具有相同的环形结构。环形结构可能看起来具有D形。在一些实施例中，第三构件913可以具有匹配的D形，或者可以具有大致上圆形的环形形状，如图9B所示，而不是具有D形。

如图10所示，多个侧通孔916可以设置在第一构件911的圆周侧壁910上。在图10所示的实施例中，在圆周侧壁910上包括三个侧通孔916。可以包括任何其他合适数量的侧通孔，例如一个、两个、四个、五个、六个等侧通孔。多个螺钉915(例如固定螺钉)可以插入侧通孔916中以紧靠第一透镜203，从而将第一透镜203安装并固定到第一构件911。在一些实施例中，可以通过调整一个或更多个螺钉915来调整第一透镜203的定心。图10还示出了用于接纳弹簧931、932和933的三个孔981、982和983。可以包括用于接纳弹簧的任何其他合适数量的孔(孔的数量可以与弹簧的数量相同)。图10进一步示出了用于接纳螺钉921、922的三个孔971、972和973以及在图9B中未示出的用于将第二构件912与第一构件911耦合的第三螺钉。

图11是旋转台的一部分的透视图，第二透镜保持器700安装在旋转台上。第二透镜保持器700可以在上面关于图2-3所示的第二组装和验证线262讨论的组装和对准验证过程期间安装到旋转台1200。例如，第二透镜保持器700可以安装到旋转台1200的安装托架1210。在一些实施例中，安装托架1210可以具有与第二透镜保持器700的形状匹配的形状。例如，安装托架1210可以是垂直的、大致上圆形的壁。第二透镜保持器700可以由安装托架1210的顶表面支撑。例如，壁部720的下表面810(在图8中示出)和壁部720的突出耳部731、732和733的下表面可以由安装托架1210的顶表面支撑。

安装托架1210可以在对应于第一垂直孔741的位置处包括垂直孔，该第一垂直孔设置在第二透镜保持器700的耳部731、732和733上。安装托架1210的垂直孔可以连接到第二透镜保持器700上的第一垂直孔741。螺钉可以插入第二透镜保持器700上的每个第一垂直孔741中，并且进一步插入安装托架1210上的相应垂直孔中，使得第二透镜保持器700可以固定到安装托架1210。图11示出了插入设置在耳部731、732和733上的三个第一垂直孔741中的三个螺钉1111、1112和1113。耳部的数量可以是任何其他数量，例如二、四、五、六等。第一垂直孔741的数量可以是任何其他数量，例如二、四、五、六等。相应地，插入第一垂直孔741内的螺钉的数量可以是任何其他数量，例如二、四、五、六等。螺钉可以插入第二透镜保持器700上的第二垂直孔742中。图11示出了插入设置在三个耳部731、732和733上的三个第二垂直孔742中的三个螺钉1121、1122和1123。插入第二垂直孔742内的每个螺钉可以紧靠安装托架1210的顶表面。当插入第二垂直孔742内的螺钉被调整时，第二透镜保持器700相对于旋转台1200的倾斜可以被调整。例如，当插入到第二垂直孔742中的螺钉被进一步拧入时，螺钉可以进一步推压安装托架1210的顶表面，并进一步向上推第二透镜保持器700，从而调整第二透镜保持器700(以及因而由第二透镜保持器700保持的第二透镜207)相对于旋转台1200的倾斜。

图12是安装在旋转台1200上的第二透镜保持器700的俯视图。如图12所示，旋转台1200可以包括用于指示第二透镜保持器700(因而第二透镜207)的转动角度的角度标尺(angle scale)1220，该角度可以在操作台4中被记录并被称为反射偏振器角度，如上面所讨论的。该角度可以用于使第一透镜保持器900(因而第一透镜203)和第二透镜保持器700(因而第二透镜207)对准。图12示出了插入设置在第二透镜保持器700的耳部上的第一垂直孔741中的螺钉1311(1312或1313)。螺钉1311、1312、1313可以将第二透镜保持器700固定到安装托架1210。螺钉1311、1312、1313也可以被调整(例如，松开)以允许第二透镜保持器700(以及因而安装在第二透镜保持器700上的第二透镜207)的定心相对于旋转台被调整。

尽管没有在图12中清楚地示出，但是螺钉可以在每个耳部处插入第二垂直孔742中。第二垂直孔742中的螺钉可以紧靠安装托架1210的顶表面。当第二垂直孔742中的任何螺钉被调整时，相应的耳部可以被向上推(即，向上提升)，从而调整第二透镜保持器700(以及因而安装在第二透镜保持器700上的第二透镜207)相对于旋转台1200的倾斜。

图13是安装到旋转台1300的第一透镜保持器900的侧视图。如图13所示，旋转台1300可以包括被配置用于或被配置为安装第一透镜保持器900的安装托架1310。第一透镜保持器900可以包括保持第一透镜203的第一构件911、第二构件912和第三构件913。第三构件913在图13所示的视图中是不可见的，因为它被安装托架1310阻挡。第一构件包括被配置为固定第一透镜203的一个或更多个侧孔916。

如图9所示，安装托架1310可以包括在垂直壁上的在对应于一个或更多个凹陷或孔951和952的位置处的一个或更多个侧孔，该一个或更多个凹陷或孔951和952设置在第一透镜保持器900的第三构件913上。尽管图13的侧视图示出一个侧孔1320(螺钉1325被插入其中)，但是安装托架1310可以包括任何合适数量的侧孔1320，例如两个、三个、四个等侧孔1320。侧孔1320可以是通孔，并且可以与凹陷或孔951和952连接。螺钉1325可贯穿侧孔1320延伸，并进一步延伸到凹陷或孔951和952中，从而将第一透镜保持器900固定在安装托架1310上。在一个实施例中，四个侧孔1320被包括在安装托架1310中，并且四个螺钉1325可以用于将第一透镜保持器900固定在安装托架1310上。

在一些实施例中，每个螺钉1325可以是推拉型的。也就是说，调整螺钉1325可以在水平方向上(例如，在第一透镜203所位于的平面中)推或拉第一透镜保持器900，从而调整第一透镜保持器900(以及因而由第一透镜保持器900保持的第一透镜203)相对于旋转台1300的定心。通过螺钉1325的定心调整可以移动第一透镜203的光轴以与旋转台1300的旋转轴重叠。

一个或更多个螺钉1330可以被配置用于固定显示器安装托架，用于在对准验证过程期间将显示器安装到第一透镜保持器900的背面，如图22-图23所示的。还可以调整一个或更多个螺钉1330以改变显示器相对于第一透镜203的定心。可以使用任何合适数量的螺钉，例如一个、两个、三个、四个等螺钉1330。在一些实施例中，四个螺钉1330用于固定和调整显示器的定心。

图14示出了安装到旋转台1300的第一透镜保持器900的俯视图。如图14所示，安装托架1310可以包括延伸到由安装托架1310限定的内部空间中的多个凸缘1411、1412、1413、1414(图14中示出四个)。凸缘可以被配置成当第一透镜保持器900被放置到由安装托架1310限定的内部空间中时支撑第一透镜保持器900。在安装托架1310中可以包括任何其他合适数量的凸缘，例如两个、三个、五个、六个等凸缘。

图14进一步示出了旋转台1300可以包括用于指示第一透镜203(即，第一透镜保持器900)的转动角度的角度标尺1350，该转动角度可以在操作台3中被记录为四分之一波片角度。该角度可以用于使第一透镜保持器900(因而第一透镜203)和第二透镜保持器700(因而第二透镜207)对准。

图15示出了安装到旋转台1300的第二透镜保持器700和第一透镜保持器900。图15的目的是示出在第一透镜保持器900安装到旋转台1300并且第二透镜保持器700安装到旋转台1200(为了清楚起见，在图15中未示出)之后，它们靠近彼此而移动，以便与彼此耦合，如图16所示。

图16示出了旋转台1200和1300被对准和/或耦合在一起。在这个状态，可以执行对准验证以验证在第一透镜203和第二透镜207之间的偏振对准，如上面关于图3所示的操作台5所讨论的。在第一透镜203和第二透镜207被对准之后，第一透镜保持器900可以与旋转台1300分离，并且可以与第二透镜保持器700耦合。为了将第一透镜保持器900从旋转台1300转移到第二透镜保持器700，设置在第二透镜保持器700的侧孔751、752、753和754处的螺钉1610可以被紧固以固定在第一透镜保持器900的第一构件911和第二透镜保持器700之间的耦合，并且在安装托架1310上的螺钉1320可以被松开以释放在第一透镜保持器900和旋转台1300的安装托架1310之间的耦合。

图17示出了在旋转台1300与第一透镜保持器900分离之后耦合到第二透镜保持器700的第一透镜保持器900。如图17所示，在旋转台1300被移除之后，第一透镜保持器900的第二构件912和第三构件913被暴露。为了说明的目的，第二透镜保持器700的一部分被移除以示出第一透镜保持器900的第一构件911。

图18示出了在旋转台1200和1300都被移除的情况下第一透镜保持器900和第二透镜保持器700的组件的透视图。第一透镜保持器900的第一构件911可以通过被插入侧孔751、752、753和754(在图18中只有侧孔753是可见的)内的螺钉1610(在图16中示出)固定到第二透镜保持器700的壁部720。在一些实施例中，可以调整螺钉1610以调整第一透镜保持器900(因而第一透镜203)的第一构件911相对于第二透镜保持器(因而相对于第二透镜)的对准(例如定心)。也就是说，在一些实施例中，可以通过调整设置在第二透镜保持器上的螺钉1610来调整第一透镜203的光轴以与第二透镜207的光轴对准，该螺钉1610也起作用来将第一透镜保持器900的第一构件911固定到第二透镜保持器700。图18所示的组件可以被称为用于安装透镜例如第一透镜203和第二透镜207的壳体组件1800。壳体组件1800包括第一透镜保持器900和第二透镜保持器700。第二透镜保持器700包括上部705和下部710。如上面关于图7所述的，上部705限定接纳和安装第一透镜保持器900的凹穴。下部710被配置为安装第二透镜207。

图19示出了安装到旋转台1200的第二透镜保持器700的透视图，第一透镜保持器900耦合到第二透镜保持器700。第二构件912和第三构件913已经从第一透镜保持器900移除。第二构件912和第三构件913可以在使用显示器的对准验证被执行之后被移除，这在上面关于图3所示的操作台5被讨论并且也将在下面被描述。在图19的视图中，只有第一构件911和第一透镜203保留在第一透镜保持器900中。如图19所示，第一透镜保持器900的第一构件911(以及因而第一透镜203)可以通过被插入设置在第二透镜保持器700的侧壁720上的侧孔751、752、753和754中的螺钉1610固定到第二透镜保持器700。为了说明的目的，只有一个螺钉1610在图19中示出。在一些实施例中，可以在使用合适的方法例如使用胶合将第一构件911固定到第二透镜保持器700之后移除第二构件912和第三构件913。

图20是包括第一透镜保持器900、安装到第一透镜保持器900的第一透镜203、第二透镜保持器700和安装到第二透镜保持器700的第二透镜207(在图20中是不可见的)的光学组件2000的透视图。第一透镜保持器900和第二透镜保持器700耦合在一起。旋转台1200和1300已经被移除。此外，在(图18中示出的)壳体组件1800中，第一透镜保持器900的第二构件912和第三构件913已经被移除。第一透镜203和第二透镜207被对准以产生期望偏振效应。第一透镜203和第二透镜207可以形成偏振敏感透镜。在一些实施例中，面向第二透镜207的第一透镜203的第一表面(与在图20中可见的表面相反)可以与面向第一透镜203的第一表面的第二透镜207的第二表面平行。第一透镜203的第一表面和第二透镜207的第二表面中的每一个可以是平坦表面或者可以是弯曲表面。在一些实施例中，第一透镜203和第二透镜207可以分别是图1所示的第一光学元件101和第二光学元件102的实施例。包括第一透镜203和第二透镜207的光学组件2000可以是偏振敏感光学组件。

如图20和图7所示，第一透镜保持器900可以与第二透镜保持器700的第一开口725配合，并且可以由(在图7中示出的)支撑表面715支撑。第一构件911可以搁置在支撑表面715上。第一透镜203和第二透镜207可以被对准在一起，使得它们产生期望偏振效应。光学组件2000可以代表由全自动化组装线例如第二组装和验证线262(例如，在操作台5处)生产的产品，其中第一透镜203和第二透镜207的定心调整和倾斜调整已经(在操作台1和操作台2中)完成。此外，第一透镜203的四分之一波片角度调整和反射偏振器角度调整已经(在操作台3和操作台4中)完成。在一些实施例中，为了进一步固定在第一透镜保持器900(例如第一构件911)和第二透镜保持器700之间的连接，可以将胶例如紫外线固化胶涂敷到在第二透镜保持器700和第一透镜保持器900之间的间隙以永久地固定在第一透镜保持器900和第二透镜保持器700之间的耦合。在一些实施例中，可以在移除第一透镜保持器900的第二构件912和第三构件913之前执行胶的涂敷。在一些实施例中，光学组件2000可以代表在通过全自动化组装线执行的过程中生产的中间产品，最终的光学设备也包括显示器，如下面所讨论的。图20还示出了下部710和上部705。螺钉761和762可以被配置为固定第二透镜207。在一些实施例中，当使用其他固定方法例如胶合来将第二透镜207固定到第二透镜保持器700时，可以省略螺钉761和762。

图21是光学组件2000的俯视图。在图21的视图中，第二透镜保持器700的下部710是不可见的。

接下来，将描述用于安装显示器的系统。图22示出了面向彼此的两个旋转台1200和1300。旋转台1200包括安装在其上的第二透镜保持器700。旋转台1300包括安装在其上的第一透镜保持器900(在图22中是不可见的)。此外，显示器2200使用显示器安装托架2210安装到第一透镜保持器900的背面。显示器2200可以是图3所示的显示器206的实施例。

图23示出了两个旋转台的另一透视图。图23示出了两个旋转台1200和1300靠近彼此而移动，使得第一透镜保持器900(因而第一透镜203)和第二透镜保持器700(因而第二透镜207)可以被对准。对于耦合在一起的两个旋转台的侧视图，可以参考图16。如图23所示，显示器2200使用显示器安装托架2210安装在第一透镜保持器900(因而第一透镜203)的后侧。显示器安装托架2210可以包括搁置在安装托架1310的支撑表面上的四个臂。四个螺钉例如图13所示的四个螺钉1330可以用于固定和调整相对于第一透镜203的定心的显示器安装托架2210(以及因而显示器2200)的定心。可以执行对准验证以验证在第一透镜203和第二透镜207之间的偏振对准。如上面关于图3所示的操作台5所讨论的，对准验证可以使用显示器2200(其可以是图3所示的显示器206的实施例)和(在图3中示出的)照相机354。对准验证可以利用安装到旋转台1300的显示器2200来执行。根据对准验证结果，可以执行微调以调整在第一透镜保持器900和第二透镜保持器700之间的对准。也可以调整显示器2200相对于第一透镜203和第二透镜207的对准(包括例如显示器2200的距离、定心和倾斜)。

图24示出了通过底盖2400附接到光学组件2000(在图24中是不可见的)的显示器2200。在使用图23所示的配置执行对准验证之后，可以移除旋转台1300。显示器2200可以重新附接到由第二透镜保持器700和第一透镜保持器900(仅第一构件911和第一透镜203)形成的光学组件2000。显示器2200可以安装到底盖2400，并且底盖2400可以通过螺钉2410安装到光学组件2200。尽管图24示出了用于将底盖2400安装到光学组件2000的三个螺钉2410，但是可以使用任何其他合适数量的螺钉。相应地，底盖2400可以包括用于接纳螺钉的任何合适数量的通孔。螺钉2410可以被调整以改变在显示器2200和光学组件2000(例如第一透镜203)之间的距离，并且改变显示器2200的倾斜。在显示器2200和光学组件2000之间的距离也确定整个光学设备的虚拟图像距离。

图25示出了包括光学组件2000和显示器2200的光学设备2500的透视图，所有旋转台被移除。图25示出了从底盖2400的侧面看的透视图。

图26示出了包括光学组件2000和安装在底盖2400上的显示器2200的光学设备2500的透视图。图26示出了从第二透镜保持器700的侧面看的透视图。

图27是底盖2400的透视图。如图27所示，底盖2400可以包括用于接纳和安装显示器2200的在中心中的开口2700。开口2700可以包括与显示器2200的形状匹配的形状。

本公开的实施例可以包括人工现实系统或结合人工现实系统来被实现。人工现实是一种在呈现给用户之前已经以某种方式进行了调整的现实形式，其可以包括例如虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(mixed reality，MR)、混杂现实(hybrid reality)或其某种组合和/或衍生物。人工现实内容可以包括完全生成的内容或者与所捕获的(例如，真实世界)内容组合地生成的内容。人工现实内容可以包括视频、音频、触觉反馈或它们的某种组合，并且它们中的任何一个都可以在单个通道或多个通道中呈现(例如向观看者产生三维效果的立体视频)。

此外，在一些实施例中，人工现实还可以与用于例如在人工现实中创建内容和/或以其他方式在人工现实中被使用(例如在人工现实中执行活动)的应用、产品、附件、服务或其某种组合相关联。提供人工现实内容的人工现实系统可以在各种平台上实现，这些平台包括连接到主计算机系统的头戴式显示器(HMD)、独立的HMD、移动设备或计算系统、或者能够向一个或更多个观看者提供人工现实内容的任何其他硬件平台。

出于说明的目的，已经呈现了本公开的实施例的前述描述；它并不旨在穷举或将本公开限制于所公开的精确形式。相关领域中的技术人员可以认识到，按照上面的公开，许多修改和变化是可能的。

描述了各种实施例来说明示例性实现。本领域中的技术人员应当理解，本公开不限于本文描述的特定实施例，以及本领域中的技术人员将想到各种其他明显的改变、重新布置和替换而不偏离本公开的范围。因此，尽管参考上面描述的实施例详细描述了本公开，但是本公开不限上面描述的实施例，而是可以体现在其他等同形式中而不偏离由所附权利要求确定的本公开的范围。

Claims (20)

1.一种用于组装第一透镜和第二透镜的方法，包括：

对所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个执行光学中心测量，并且当所述光学中心测量不满足预定光学中心条件时执行光学中心调整；

对所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个执行偏振测量，并且当所述偏振测量不满足预定偏振条件时执行偏振角度调整；以及

组装所述第一透镜和所述第二透镜以形成光学组件。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中执行所述光学中心测量，以及当所述光学中心测量不满足所述预定光学中心条件时执行所述光学中心调整包括：

对所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个执行定心测量，以及当所述定心测量不满足预定定心条件时执行定心调整。

3.根据权利要求1所述的方法，

其中执行所述光学中心测量，以及当所述光学中心测量不满足所述预定光学中心条件时执行所述光学中心调整包括：

对所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个执行倾斜测量，以及当所述倾斜测量不满足预定倾斜条件时执行倾斜调整。

4.根据权利要求1所述的方法，

其中执行所述偏振测量，以及当所述偏振测量不满足所述预定偏振条件时执行所述偏振角度调整包括：

执行与在所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个中包括的四分之一波片的偏振效应相关的测量，以及当所述测量不满足与所述四分之一波片的所述偏振效应相关的预定条件时执行四分之一波片角度调整。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括当所述测量满足与所述四分之一波片的所述偏振效应相关的所述预定条件时记录四分之一波片角度。

6.根据权利要求1所述的方法，

其中执行所述偏振测量，以及当所述偏振测量不满足所述预定偏振条件时执行所述偏振角度调整包括：

执行与在所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个中包括的反射偏振器的偏振效应相关的测量，以及当所述测量不满足与所述反射偏振器的所述偏振效应相关的预定条件时执行反射偏振器角度调整。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括当所述测量满足与所述四分之一波片的所述偏振效应相关的所述预定条件时记录反射偏振器角度。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

将显示器耦合到所述光学组件；以及

使用所述显示器来执行在所述光学组件中包括的所述第一透镜和所述第二透镜的对准验证。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括基于所述对准验证的结果来微调在所述第一透镜和所述第二透镜之间的对准。

10.一种用于组装和测试第一透镜和第二透镜的自动化系统，包括：

第一子系统，其包括激光发射器和图像捕获设备中的至少一个，所述第一子系统被配置为对所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个执行光学中心测量，并且当所述光学中心测量不满足预定光学中心条件时执行光学中心调整；

第二子系统，其包括激光发射器和光电探测器中的至少一个，所述第二子系统被配置为对所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个执行偏振测量，并且当所述偏振测量不满足预定偏振条件时执行偏振角度调整；以及

第三子系统，其被配置为组装所述第一透镜和所述第二透镜以形成光学组件。

11.根据权利要求10所述的自动化系统，其中，所述第一子系统包括操作台，所述操作台被配置为对所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个执行定心测量，并且当所述定心测量不满足预定定心条件时执行定心调整。

12.根据权利要求11所述的自动化系统，

其中所述操作台包括被配置成发射激光束的所述激光发射器、所述图像捕获设备、第一光圈、第二光圈和被配置成保持和旋转所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个的旋转台，

其中所述第一光圈布置在所述激光发射器的前面，允许所述激光束通过，

其中所述第二光圈布置在所述激光束的光路中的所述旋转台的下游，以及

其中所述图像捕获设备布置在所述旋转台和所述第二光圈之间，所述图像捕获设备被配置成捕获所述第二光圈和所述激光束的图像。

13.根据权利要求10所述的自动化系统，其中，所述第一子系统包括操作台，所述操作台被配置为对所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个执行倾斜测量，并且当所述倾斜测量不满足预定倾斜条件时执行倾斜调整。

14.根据权利要求13所述的自动化系统，

其中所述操作台包括被配置为发射激光束的激光发射器、第一图像捕获设备、第二图像捕获设备、第一光圈、第二光圈和被配置为保持和旋转所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个的旋转台，

其中所述第一光圈布置在所述激光发射器的前面，允许所述激光束通过，

其中所述第一图像捕获设备布置在所述第一光圈和所述旋转台之间，并且被配置为捕获所述第一光圈和由所述旋转台保持的所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个反射的所述激光束的一部分的图像，以及

其中所述第二图像捕获设备布置在所述旋转台和所述第二光圈之间，并且被配置为捕获所述第二光圈和透射穿过由所述旋转台保持的所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个的所述激光束的一部分的图像。

15.根据权利要求10所述的自动化系统，其中，所述第二子系统包括操作台，所述操作台被配置为执行与在所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个透镜中包括的四分之一波片的偏振效应相关的测量，并且当所述测量不满足与所述四分之一波片的所述偏振效应相关的预定条件时执行四分之一波片角度调整。

16.根据权利要求15所述的自动化系统，

其中所述操作台包括被配置成发射激光束的所述激光发射器、所述光电探测器、分析器、光圈和被配置成保持和旋转所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个的旋转台，

其中所述光圈布置在所述激光发射器的前面，并被配置成允许所述激光束通过，

其中所述分析器布置在所述旋转台和所述光电探测器之间，所述分析器具有透射轴和阻挡轴，并且被配置为允许具有与所述透射轴平行的偏振轴的光通过，以及

其中所述光电探测器被配置成检测从所述分析器输出的所述激光束的一部分的功率。

17.根据权利要求10所述的自动化系统，其中，所述第二子系统包括操作台，所述操作台被配置为执行与在所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个透镜中包括的反射偏振器的偏振效应相关的测量，并且当所述测量不满足与所述反射偏振器的所述偏振效应相关的预定条件时执行反射偏振器角度调整。

18.根据权利要求17所述的自动化系统，

其中所述操作台包括被配置成发射激光束的激光发射器、光圈、所述光电探测器和被配置成保持和旋转所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个的旋转台，

其中所述光圈布置在所述激光发射器的前面，并且被配置为允许所述激光束通过，以及

其中所述光电探测器布置在所述激光束的光路中的所述旋转台的下游，并且被配置为检测透射穿过包括所述反射偏振器的所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个的所述激光束的一部分的功率。

19.根据权利要求10所述的自动化系统，其中，所述第三子系统还被配置为将显示器与所述第一透镜和所述第二透镜组装在一起以形成所述光学组件，并且使用所述显示器来执行所述第一透镜和所述第二透镜的对准的验证。

20.一种用于第一透镜和第二透镜的自动组装和测试的方法，包括：

在第一组装和验证线中组装所述第一透镜和所述第二透镜以形成第一光学组件；

使用耦合到所述第一光学组件的显示器在所述第一组装和验证线中测试所述第一光学组件；

如果测试结果满足预定条件，则固定在所述第一透镜和所述第二透镜之间的耦合；

如果所述测试结果不满足所述预定条件，则将所述第一光学组件拆卸成所述第一透镜和所述第二透镜；

在所述第一光学组件被拆卸之后，在第二组装和验证线中单独地调整所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个透镜的定心、倾斜或偏振效应中的至少一个；以及

在调整所述第一透镜或所述第二透镜中的至少一个透镜的定心、倾斜或偏振效应中的至少一个之后，组装所述第一透镜和所述第二透镜以形成第二光学组件。

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