CN116099720A - Ar眼镜主动对准设备、主动对准方法及标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AR眼镜主动对准设备、主动对准方法及标定方法，该AR眼镜主动对准设备包括基台、位置调节机构、上料平台组件、检测模组、自动点胶模组和控制器；位置调节机构包括第一调节组件、分别间隔设置在基台上的移动件、第二调节组件和第三调节组件，第一调节组件安装在移动件的移动部；上料平台组件包括波导片上料平台和光机上料平台，波导片上料平台安装于移动部，光机上料平台安装于第一调节组件；检测模组安装于第二调节组件；自动点胶模组安装于第三调节组件；控制器分别与位置调节机构、检测模组和自动点胶模组通信连接。该发明具有AA过程的效率快、精度高和提高了AR眼镜成品的清晰度的优点。

Description

AR眼镜主动对准设备、主动对准方法及标定方法

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种AR眼镜主动对准设备、主动对准方法及标定方法。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，简称AR)技术是将计算机生成的虚拟信息叠加到用户所在的真实世界的一种新兴技术，是虚拟现实技术的一个重要分支。它提高了用户对现实世界的感知能力，提供了人类与世界沟通的新的方式。近年来，增强现实技术被应用广泛应用于工业维修、影视娱乐、医疗手术、教育培训等多个领域，并逐渐成为下一代人机交互技术发展的主要方向。

AR眼镜是用户通过穿戴眼镜来实现对现实感受的增强，是用AR眼镜中产生的虚拟影像和现实世界的叠加来增强现实场景的视觉效果。所谓AA制程，即Active Alignment，即主动对准，是一项确定零配件装配过程中相对位置的技术。AA制程的装置在组装每一个零配件时，设备将检测被组装的半成品，并根据被组装半成品的实际情况主动对准，然后将下一个零配件组装到位。这种主动对准技术可调节镜头对准至6个自由度(X、Y、Z、R、Tilt、Tip)，有效地减小整个模组的装配公差。

行业中AR眼镜的加工制造会涉及到AA工艺，而相较于摄像头的AA工艺有所差别，目前AR眼镜加工中，由于光机中模拟投影光源的发射位置无法精确跟随AR眼镜的调整位置，而导致AR眼镜的光机发射的投影光源的折射会影响双目摄像头测试效果，因此大多采用人工手动调整AR眼镜的对焦位置，再采用手动调整光机发射投影光源的发射位置和发射角度，通过人工缓慢调试，精度比较粗略，可能有几毫米的误差，光机与镜片的入射瞳孔存在shift偏差和tilt偏差(shift偏差是指中心偏移，tilt偏差是指X-Y倾斜)，不能很好地耦合光线，导致AR眼镜成品的清晰度较差、加工效率低等问题。

鉴于此，有必要提供一种新的AR眼镜主动对准设备、主动对准方法及标定方法，以解决或至少缓解上述技术缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种AR眼镜主动对准设备、主动对准方法及标定方法，旨在解决现有AA制程制作的成品清晰度较差、加工效率低的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种AR眼镜主动对准设备，用于对光机和波导片进行主动对准，所述AR眼镜主动对准设备包括：

基台；

位置调节机构，包括第一调节组件、分别间隔设置在所述基台上的移动件、第二调节组件和第三调节组件，所述第一调节组件安装在所述移动件的移动部，以通过驱动所述移动部移动，使所述第一调节组件靠近所述第二调节组件或所述第三调节组件；

上料平台组件，包括波导片上料平台和光机上料平台，所述波导片上料平台安装于所述移动部，所述光机上料平台安装于所述第一调节组件，以通过驱动所述第一调节组件移动，从而驱动所述光机上料平台进行多个方向的移动和旋转；

检测模组，所述检测模组安装于所述第二调节组件，以通过驱动所述第二调节组件移动，从而驱动所述检测模组进行多个方向的移动和旋转；

自动点胶模组，所述自动点胶模组安装于所述第三调节组件，以通过驱动所述第三调节组件移动，从而驱动所述自动点胶模组进行三坐标移动；

控制器，所述控制器分别与所述位置调节机构、所述检测模组和所述自动点胶模组通信连接。

在一实施例中，所述第一调节组件包括叠设的三轴平移件和三轴旋转件，所述三轴平移件安装于所述移动部，所述光机上料平台安装于所述三轴旋转件的顶端，所述控制器通过分别驱动所述三轴平移件和所述三轴旋转件移动，从而对所述光机上料平台进行六个自由度的调节。

在一实施例中，所述三轴平移件包括依次叠设的第一轴平移子件、第二轴平移子件和第三轴平移子件，所述第一轴平移子件、所述第二轴平移子件和所述第三轴平移子件的移动轴线两两垂直。

在一实施例中，所述三轴旋转件包括依次叠设的回转滑台、第一角度摆台和第二角度摆台，所述第一角度摆台的第一旋转轴与所述第二角度摆台的第二旋转轴垂直设置，所述回转滑台的第三旋转轴同时垂直于所述第一旋转轴和所述第二旋转轴，所述光机上料平台安装于所述第二角度摆台上。

在一实施例中，所述移动件还包括固定部、第一电机和传动丝杆，所述第一电机的输出端与所述传动丝杆连接，所述传动丝杆穿过所述移动部且与所述移动部螺纹连接，所述移动部与所述固定部滑动连接，所述第一电机安装于所述固定部，所述传动丝杆与所述固定部转动连接。

在一实施例中，所述自动点胶模组包括安装板、以及分别安装于所述安装板的点胶件、视觉模组和固化灯，所述安装板与所述第三调节组件连接。

在一实施例中，所述第二调节组件包括第一调节板、第二调节板、支架、升降件、承载架、抵接板、第三调节板、第一紧固件、第二紧固件和调节螺栓；所述第一调节板开设有第一腰型孔，所述第二调节板开设有第二腰型孔，所述第一腰型孔和所述第二腰型孔的长度方向相互垂直；第一紧固件穿过所述第一腰型孔连接所述第一调节板和基台，第二紧固件穿过第二腰型孔连接所述第二调节板和所述第一调节板，所述支架设置在所述第二调节板上，所述升降件安装于所述支架，所述承载架安装于所述升降件的活动端，所述抵接板设置于所述承载架上，所述第三调节板叠设在所述抵接板上方，所述第三调节板上开设有第三腰型孔和四个调节孔，所述第三腰型孔的中部呈圆弧型，所述抵接板上形成有限位柱，所述限位柱伸入所述第三腰型孔，所述四个调节孔分别设置于所述第三调节板的四角，所述调节螺栓的数量为四个，四个所述调节螺栓分别与四个所述调节孔螺纹连接，所述调节螺栓穿过所述调节孔与所述抵接板抵接，所述检测模组安装于所述第三调节板。

在一实施例中，所述控制器包括校对分析模块、控制模块和存储模块；所述校对分析模块用于接收所述检测模组捕获的图像数据信息并进行数据处理以获取数据处理信息，所述控制模块用于接收所述校对分析模块处理后传输的分析信号，并根据所述分析信号输出控制信号驱动所述位置调节机构位移，所述存储模块用于记录所述位置调节机构的位置信息以及所述数据处理信息。

此外，本发明还提供一种主动对准方法，所述主动对准方法应用于上述的AR眼镜主动对准设备，所述主动对准方法包括以下步骤：

将待加工的光机和波导片分别放置于所述光机上料平台和所述波导片上料平台，控制所述移动部移动至第一位置，以驱动所述第一调节组件靠近所述检测模组；

控制所述第一调节组件移动至第一测试位，控制所述光机发射图像至所述波导片，所述检测模组捕捉所述波导片显示的模拟影像并反馈至所述控制器，所述控制器对所述模拟影像的信息进行数据处理及分析，获取第一MTF值和第一图像耦合百分比值，判断所述第一MTF值是否处于合格区间；

若所述第一MTF值处于合格区间，控制所述移动部移动至第二位置，带动所述第一调节组件靠近所述自动点胶模组；

控制所述第三调节组件位移，带动所述自动点胶模组完成对所述光机和所述波导片的点胶及固化；

控制所述移动部移动至所述第一位置，所述检测模组重新捕捉所述波导片显示的模拟影像并反馈至所述控制器，所述控制器对所述模拟影像的信息进行数据处理及分析，获取第二图像耦合百分比值，判断所述第二图像耦合百分比值与所述第一图像耦合百分比值的差值是否在预设差范围内；若是，完成波导片与光机的主动对准；

若所述第一MTF值不处于合格区间，所述控制器输出控制信号驱动所述移动件和所述第一调节组件分别位移至第三位置和第二测试位；

执行所述检测模组重新捕捉所述波导片显示的模拟影像并反馈至所述控制器的步骤。

此外，本发明还提供一种标定方法，所述标定方法应用于上述的AR眼镜主动对准设备，所述AR眼镜主动对准设备还包括图卡模组和UCGB，所述主动对准方法包括以下步骤：

控制所述检测模组的相机、所述UCGB的自动摄像头和所述图卡模组的中心处于同一直线上；

控制所述UCGB对所述图卡模组拍照并计算得出所述图卡模组的六个自由度的坐标的相对位置，根据所述相对位置调节所述图卡模组的中心与所述UCGB的光轴重合以及使所述图卡模组的检测面垂直于所述UCGB的光轴；

取走所述UCGB，控制所述检测模组对所述图卡模组拍照，反向得出所述检测模组的六个自由度坐标，调节所述第二调节组件的位置，使所述检测模组的光轴与所述图卡模组的中心重合并垂直于所述图卡模组的检测面。

本发明的上述技术方案中，预先通过调节第二调节组件的位置完成检测模组的标定后将光机安装在光机上料平台上，波导片安装在波导片上料平台上，然后控制器通过驱动移动件运行，使安装在移动部上的波导片上料平台和第一调节组件移动到靠近检测模组处的检测位置；到达检测位置后，控制器先通过控制指令调节第一调节组件的位置，再控制光机发射图像到AR眼镜的波导片(即光波导镜片)的入射光口位置，经过波导片内部光路导向，从出射口射出模拟影像投影到波导片上，检测模组捕捉显示在波导片上的实时显示图像并反馈给所述控制器，控制器对实时图像信息进行数据处理，然后根据处理后得到的信息与预设信息的差异适应性输出控制指令驱动移动部和第一调节组件移动，移动部移动时，光机和波导片会一同移动，以调节其整体与检测模组的位置，第一调节组件移动时，能够单独调节光机的位置，实现光机六个自由度位置的调节，对光机和波导片的相对位置进行主动对准，从而方便完成AR眼镜的装配。调整后，检测模组实时获取波导片上反馈的显示图像并传输至控制器处理，控制器驱动第一调节组件移动进而相应改变光机的位置，直至控制器判断上述实时图像信息的MTF值合格，即代表着AA结果合格，移动部和第一调节组件不再移动，控制器记录此时的移动部位置和图像信息的图像耦合百分比值；然后控制器驱动移动部带动光机和波导片一同移动到靠近第三调节组件，即自动点胶模组的下方，控制器通过驱动第三调节组件移动，完成对光机和波导片的点胶和固化作业，完成其相对位置的固定，之后驱动移动部回到最后判定MTF值合格的检测位置，重新对波导片上投影的图像进行测试，控制器通过将这次获得的图像耦合百分比值与前一次的图像耦合百分比值相比较，若两者之间的差值保持在预设差范围内，则可以人工取下装配好的波导片和光机进行下一阶段的加工，若偏离预设差范围，则需要重新加工。该发明通过算法和控制机构配合，配合算法模拟实现人的双目瞳距和焦距模拟人眼观测情况，能够完成对波导片和光机的便捷AA过程，从而提高了AA过程的效率和精度，也提高了AR眼镜成品的清晰度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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，还能够以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例AR眼镜主动对准设备的立体结构示意图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为本发明一实施例移动件、上料平台组件和第一调节组件的立体结构示意图；

图4为图3中B部分的放大图；

图5为本发明一实施例回转滑台和第一角度摆台的分解结构示意图；

图6为本发明一实施例第二调节组件一视角的立体结构示意图；

图7为本发明一实施例第二调节组件另一视角的立体结构示意图；

图8为本发明主动对准方法第一实施例的一种流程示意图；

图9为本发明主动对准方法第二实施例的另一种流程示意图；

图10为本发明标定方法第一实施例的流程示意图；

图11为本发明一实施例检测模组、UCGB和图卡模组的标定结构示意图；

图12为本发明一实施例图卡模组的俯视图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图1所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征能够以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

并且，本发明各个实施方式之间的技术方案能够以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参照图1～图4，本发明提供一种AR眼镜主动对准设备100，用于对光机120和波导片110进行主动对准，该AR眼镜主动对准设备100包括：

基台1；

位置调节机构，包括第一调节组件21、分别间隔设置在基台1上的移动件24、第二调节组件22和第三调节组件23，第一调节组件21安装在移动件24的移动部241，以通过驱动移动部241移动，使第一调节组件21靠近第二调节组件22或第三调节组件23；

上料平台组件3，包括波导片上料平台31和光机上料平台32，波导片上料平台31安装于移动部241，光机上料平台32安装于第一调节组件21，以通过驱动第一调节组件21移动，从而驱动光机上料平台32进行多个方向的移动和旋转；

检测模组4，检测模组4安装于第二调节组件22，以通过驱动第二调节组件22移动，从而驱动检测模组4进行多个方向的移动和旋转；

自动点胶模组5，自动点胶模组5安装于第三调节组件23，以通过驱动第三调节组件23移动，从而驱动自动点胶模组5进行三坐标移动；

控制器，控制器分别与位置调节机构、检测模组4和自动点胶模组5通信连接。

上述实施例中，预先通过调节第二调节组件22的位置完成检测模组4的标定后将光机120安装在光机上料平台32上，波导片110安装在波导片上料平台31上，然后控制器通过驱动移动件24运行，使安装在移动部241上的波导片上料平台31和第一调节组件21移动到靠近检测模组4处的检测位置；到达检测位置后，控制器先通过控制指令调节第一调节组件21的位置，再控制光机120发射图像到AR眼镜的波导片110(即光波导镜片)的入射光口位置，经过波导片110内部光路导向，从出射口射出模拟影像投影到波导片110上，检测模组4捕捉显示在波导片110上的实时显示图像并反馈给所述控制器，控制器对实时图像信息进行数据处理，然后根据处理后得到的信息与预设信息的差异，适应性输出控制指令驱动移动部241和第一调节组件21移动，移动部241移动时，光机120和波导片110会一同移动，以调节其整体与检测模组4的位置，第一调节组件21移动时，能够单独调节光机120的位置，实现光机120六个自由度位置的调节，对光机120和波导片110的相对位置进行主动对准，从而方便完成AR眼镜的装配。调整后，检测模组4实时获取波导片110上反馈的显示图像并传输至控制器处理，控制器驱动第一调节组件21移动进而相应改变光机120的位置，直至控制器判断上述实时图像信息的MTF值合格，即代表着AA结果合格，移动部241和第一调节组件21不再移动，控制器记录此时的移动部241位置和图像信息的图像耦合百分比值；然后控制器驱动移动部241带动光机120和波导片110一同移动到靠近第三调节组件23，即自动点胶模组5的下方，控制器通过驱动第三调节组件23移动，完成对光机120和波导片110的点胶和固化作业，完成其相对位置的固定，之后驱动移动部241回到最后判定MTF值合格的检测位置，重新对波导片110上投影的图像进行测试，控制器通过将这次获得的图像耦合百分比值与前一次的图像耦合百分比值相比较，若两者之间的差值保持在预设差范围内，则可以人工取下装配好的波导片110和光机120进行下一阶段的加工，若偏离预设差范围，则需要重新加工。该实施例通过算法和控制机构配合，配合算法模拟实现人的双目瞳距和焦距模拟人眼观测情况，能够完成对波导片110和光机120的便捷AA过程，从而提高了AA过程的效率和精度，也提高了AR眼镜成品的清晰度。

在一实施例中，参照图3和图4，第一调节组件21包括叠设的三轴平移件211和三轴旋转件216，三轴平移件211安装于移动部241，光机上料平台32安装于三轴旋转件216的顶端，控制器通过分别驱动三轴平移件211和三轴旋转件216移动，从而对光机上料平台32进行六个自由度的调节。三轴平移件211用于实现光机120的三个方向的直线移动，三轴旋转件216用于实现光机120的三个方向的旋转或摆动，并配合控制器进行精密AA运控。

具体地，三轴平移件211包括依次叠设的第一轴平移子件212、第二轴平移子件213和第三轴平移子件214，第一轴平移子件212、第二轴平移子件213和第三轴平移子件214的移动轴线两两垂直。第一轴平移子件212的活动端的移动方向为图3中的左右方向，第二轴平移子件213的活动端的移动方向为图3中的上下方向，第三轴平移子件214的活动端的移动方向为图3中的前后方向。其中，平移子件的驱动方式为滑轨、丝杆和电机的配合方式，电机与丝杆传动连接，电机用于驱动丝杆转动，丝杆与平移子件的活动端螺纹连接，活动端与滑轨滑动连接，以通过电机驱动丝杆转动，从而驱动活动端移动。

在一实施例中，三轴旋转件216包括依次叠设的回转滑台217、第一角度摆台218和第二角度摆台219，第一角度摆台218的第一旋转轴与第二角度摆台219的第二旋转轴垂直设置，回转滑台217的第三旋转轴同时垂直于第一旋转轴和第二旋转轴，光机上料平台32安装于第二角度摆台219上。其中，第一旋转轴为图3中的前后方向，第二旋转轴为图3中的左右方向，第三旋转轴为图3中的上下方向，检测模组4的检测光轴为图1中的上下方向。具体地，参照图5，第一角度摆台218包括第一旋转电机2181、底座2182、丝杠2183和摆动部2184，第一旋转电机2181安装于底座2182，第一旋转电机2181的输出端与丝杠2183连接，丝杠2183与摆动部2184的底部螺纹配合，第一旋转电机2181驱动丝杠2183转动，从而带动摆动部2184相对于底座2182左右摆动，第二角度摆台219设置于摆动部2184上。该实施例具有摆动幅度易控制、精度高的优点。同样原理的，第二角度摆台219相对于第一角度摆台218水平旋转90°安装在第一角度摆台218的摆动部2184上，其结构与第一角度摆台218相似，因此具有同样的优点，在此不再赘述。参照图5，回转滑台217包括第二旋转电机2171、安装座2172和转动部2173，第二旋转电机2171安装于安装座2172，转动部2173与安装座2172转动连接，第二旋转电机2171的输出端与转动部2173传动连接，第一角度摆台218的底座2182安装于转动部2173上。通过第二旋转电机2171驱动转动部2173转动，从而带动安装在转动部2173的第一角度摆台218、第二角度摆台219以及光机120绕第三旋转轴转动。

在一实施例中，参照图3，移动件24还包括固定部242、第一电机243和传动丝杆244，第一电机243的输出端与传动丝杆244连接，传动丝杆244穿过移动部241且与移动部241螺纹连接，移动部241与固定部242滑动连接，第一电机243安装于固定部242，传动丝杆244与固定部242转动连接。其中，第一电机243用于驱动传动丝杆244转动，转动丝杆驱动移动部241在固定部242上移动，固定部242与基台1连接，该实施例具有移动迅速、运行稳定的优点。其中，移动部241的移动方向为图3中的前后方向。移动件24的结构包括但不限于上述形式，还可以是齿轮与齿条相互配合的传动结构，齿条沿固定部242的长度方向布置，驱动件安装在移动部241上，驱动件的输出端与齿轮连接，齿轮与齿条啮合，从而带动移动部241移动。

在一实施例中，参照图2，自动点胶模组5包括安装板51、以及分别安装于安装板51的点胶件52、视觉模组53和固化灯54，安装板51与第三调节组件23连接。点胶件52用于对光机120和波导片110之间的间隙进行点胶，从而将光机120和波导片110固定，视觉模组53可以观察点胶位置并反馈至控制器，控制器则适应性驱动第三调节组件23移动，从而改变自动点胶模组5的整体位置，实现多位置点胶，更便于完成点胶作业，点胶完成后，固化灯54照射光机120和波导片110的点胶位置，快速实现固化。具体地，固化灯54为UV灯。需要说明的是，第三调节组件23包括依次设置的Y轴移动模组、X轴移动模组和Z轴移动模组，Y轴移动模组安装于基台1上，安装板51安装于Z轴移动模组的活动端。Y轴移动模组安装在最下方，X轴移动模组安装在Y轴移动模组的活动端，Z轴移动模组安装在X轴移动模组的活动端，从而实现安装在Z轴移动模组的活动端的安装板51以及点胶件52、视觉模组53和固化灯54在空间直角坐标系中的位置调节。

在一实施例中，参照图6和图7，第二调节组件22包括第一调节板220、第二调节板221、支架222、升降件223、承载架224、抵接板225、第三调节板226、第一紧固件、第二紧固件和调节螺栓229；第一调节板220开设有第一腰型孔2201，第二调节板221开设有第二腰型孔2211，第一腰型孔2201和第二腰型孔2211的长度方向相互垂直；第一紧固件穿过第一腰型孔2201连接第一调节板220和基台1，调节第一紧固件与第一腰型孔2201的安装位置，即可沿第一腰型孔2201的长度方向调节检测模组4的位置，第二紧固件穿过第二腰型孔2211连接第二调节板221和第一调节板220，调节第二紧固件与第二腰型孔2211的安装位置，即可沿第二腰型孔2211的长度方向调节检测模组4的位置，从而实现检测模组4的左右方向和前后方向的调节，支架222设置在第二调节板221上，升降件223安装于支架222，承载架224安装于升降件223的活动端，通过升降件223实现检测模组4上下方向的调节；抵接板225设置于承载架224上，第三调节板226叠设在抵接板225上方，第三调节板226上开设有第三腰型孔2261和四个调节孔，第三腰型孔2261的中部呈圆弧型，抵接板225上形成有限位柱2251，限位柱2251伸入第三腰型孔2261，使第三调节板226相对抵接板225转动，限位柱2251与第三腰型孔2261的相对位置发生改变，从而可以水平转动微调检测模组4的位置；四个调节孔分别设置于第三调节板226的四角，调节螺栓229的数量为四个，四个调节螺栓229分别与四个调节孔螺纹连接，调节螺栓229穿过调节孔与抵接板225抵接，检测模组4安装于第三调节板226，通过分别旋拧每条边上的两个调节螺栓229，可以将该侧的第三调节板226撑起，从而改变第三调节板226与抵接板225之间的间隙，从而使检测模组4发生偏转，四个调节螺栓229对应组成多种偏转调节方式。

在一实施例中，控制器包括校对分析模块、控制模块和存储模块；校对分析模块用于接收检测模组4捕获的图像数据信息并进行数据处理以获取数据处理信息，控制模块用于接收校对分析模块处理后传输的分析信号，并根据分析信号输出控制信号驱动位置调节机构位移，存储模块用于记录位置调节机构的位置信息以及数据处理信息，控制器具体安装在基台1内。

此外，请参照图8和图9，本发明还提供一种主动对准方法，所述主动对准方法应用于上述的AR眼镜主动对准设备100，由于该主动对准方法采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。所述主动对准方法包括以下步骤：

S200，将待加工的光机和波导片分别放置于所述光机上料平台和所述波导片上料平台，控制所述移动部移动至第一位置，以驱动所述第一调节组件靠近所述检测模组；

第一位置即移动部241初始的检测位置，以便于检测模组4对光机120和波导片110进行检测，并实现光机120和波导片110的对准测定；

S300，控制所述第一调节组件移动至第一测试位，控制所述光机发射图像至所述波导片，所述检测模组捕捉所述波导片显示的模拟影像并反馈至所述控制器，所述控制器对所述模拟影像的信息进行数据处理及分析，获取第一MTF值和第一图像耦合百分比值，判断所述第一MTF值是否处于合格区间；

控制器先通过控制指令调节第一调节组件21的位置至第一测试位，再控制光机120发射图像到AR眼镜的波导片110的入射光口位置，经过波导片110内部光路导向，从出射口射出模拟影像投影到波导片110上，检测模组4捕捉显示在波导片110上的实时模拟影像并反馈给所述控制器，控制器对实时获得的模拟影像信息进行数据处理，得到第一MTF值和第一图像耦合百分比值，然后根据处理后得到的MTF值信息与预设信息的差异判断该第一MTF值是否处于合格区间；

S400，若所述第一MTF值处于合格区间，控制所述移动部移动至第二位置，带动所述第一调节组件靠近所述自动点胶模组；

MTF值合格，即代表着AA结果合格，移动部241和第一调节组件21不再移动，控制器记录此时的移动部241位置和图像信息的图像耦合百分比值；然后控制器驱动移动部241带动光机120和波导片110一同移动到靠近第三调节组件23，即自动点胶模组5的下方；

S500，控制所述第三调节组件位移，带动所述自动点胶模组完成对所述光机和所述波导片的点胶及固化；

控制器通过驱动第三调节组件23移动，完成对光机120和波导片110的点胶和固化作业，完成波导片110与光机120相对位置的固定；

S600，控制所述移动部移动至所述第一位置，所述检测模组重新捕捉所述波导片显示的模拟影像并反馈至所述控制器，所述控制器对所述模拟影像的信息进行数据处理及分析，获取第二图像耦合百分比值，判断所述第二图像耦合百分比值与所述第一图像耦合百分比值的差值是否在预设差范围内；若是，完成波导片与光机的主动对准；

点胶固定完成之后，控制器驱动移动部241回到最后判定MTF值合格的第一位置，且第一调节组件21仍处于第一测试位，重新对波导片上投影的图像进行测试，控制器通过将这次获得的第二图像耦合百分比值与第一图像耦合百分比值相比较，若第二图像耦合百分比值与第一图像耦合百分比值之间的差值保持在预设差范围内，则可以人工取下装配好的波导片110和光机120进行下一阶段的加工，若偏离预设差范围，则需要重新加工。

S310，若所述第一MTF值不处于合格区间，所述控制器输出控制信号驱动所述移动件和所述第一调节组件分别位移至第三位置和第二测试位；

控制器通过算法计算移动部241和第一调节组件21需要位移的方向和距离，输出控制指令驱动移动部241和第一调节组件21移动，移动部241移动时，光机120和波导片110会一同移动，以调节其整体与检测模组4的位置，第一调节组件21移动时，能够单独调节光机120的位置，实现光机120六个自由度位置的调节，对光机120和波导片110的相对位置进行主动对准；

S320，执行所述检测模组重新捕捉所述波导片显示的模拟影像并反馈至所述控制器的步骤。

调节后，检测模组4实时获取波导片上反馈的显示图像并传输至控制器处理，控制器驱动第一调节组件21移动相应改变光机120的位置，直至控制器判断上述实时模拟影像信息的MTF值合格。该实施例通过算法和控制机构配合，配合算法模拟实现人的双目瞳距和焦距模拟人眼观测情况，能够完成对波导片110和光机120的便捷AA过程，从而提高了AA过程的效率和精度，也提高了AR眼镜成品的清晰度。

此外，请参照图10～图12，本发明还提供一种标定方法，所述标定方法应用于上述的AR眼镜主动对准设备100，在对光机120和波导片110检测的步骤之前，需要预先通过调节第二调节组件22的位置完成检测模组4的标定，所述AR眼镜主动对准设备100还包括图卡模组6和UCGB7(universal camera gauge block，通用摄像机量块)，所述主动对准方法包括以下步骤：

S100，控制所述检测模组的相机、所述UCGB的自动摄像头和所述图卡模组的中心处于同一直线上；

S110，控制所述UCGB对所述图卡模组拍照并计算得出所述图卡模组的六个自由度的坐标的相对位置，根据所述相对位置调节所述图卡模组的中心与所述UCGB的光轴重合以及使所述图卡模组的检测面垂直于所述UCGB的光轴；

S120，取走所述UCGB，控制所述检测模组对所述图卡模组拍照，反向得出所述检测模组的六个自由度坐标，调节所述第二调节组件的位置，使所述检测模组的光轴与所述图卡模组的中心重合并垂直于所述图卡模组的检测面。

图卡模组6具体可以为多个阵列布置的圆组成，如5*5或者7*7的布置方式，如图12所示，有一个处于中心位置的圆为标定点位，周围的圆作为辅助判定点位。先通过标准的UCGB7对图卡模组6的位置进行标定，再通过标定好的图卡模组6对检测模组4进行标定，即可完成检测模组4的标定，从而保证后续对波导片110和光机120的检测的正确率。图卡模组6和UCGB7仅标定检测模组时使用，标定完成后需要拆离AR眼镜主动对准设备100。由于该主动对准方法采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种AR眼镜主动对准设备，用于对光机和波导片进行主动对准，其特征在于，包括：

基台；

位置调节机构，包括第一调节组件、分别间隔设置在所述基台上的移动件、第二调节组件和第三调节组件，所述第一调节组件安装在所述移动件的移动部，以通过驱动所述移动部移动，使所述第一调节组件靠近所述第二调节组件或所述第三调节组件；

上料平台组件，包括波导片上料平台和光机上料平台，所述波导片上料平台安装于所述移动部，所述光机上料平台安装于所述第一调节组件，以通过驱动所述第一调节组件移动，从而驱动所述光机上料平台进行多个方向的移动和旋转；

检测模组，所述检测模组安装于所述第二调节组件，以通过驱动所述第二调节组件移动，从而驱动所述检测模组进行多个方向的移动和旋转；

自动点胶模组，所述自动点胶模组安装于所述第三调节组件，以通过驱动所述第三调节组件移动，从而驱动所述自动点胶模组进行三坐标移动；

控制器，所述控制器分别与所述位置调节机构、所述检测模组和所述自动点胶模组通信连接。

2.如权利要求1所述的AR眼镜主动对准设备，其特征在于，所述第一调节组件包括叠设的三轴平移件和三轴旋转件，所述三轴平移件安装于所述移动部，所述光机上料平台安装于所述三轴旋转件的顶端，所述控制器通过分别驱动所述三轴平移件和所述三轴旋转件移动，从而对所述光机上料平台进行六个自由度的调节。

3.如权利要求2所述的AR眼镜主动对准设备，其特征在于，所述三轴平移件包括依次叠设的第一轴平移子件、第二轴平移子件和第三轴平移子件，所述第一轴平移子件、所述第二轴平移子件和所述第三轴平移子件的移动轴线两两垂直。

4.如权利要求2所述的AR眼镜主动对准设备，其特征在于，所述三轴旋转件包括依次叠设的回转滑台、第一角度摆台和第二角度摆台，所述第一角度摆台的第一旋转轴与所述第二角度摆台的第二旋转轴垂直设置，所述回转滑台的第三旋转轴同时垂直于所述第一旋转轴和所述第二旋转轴，所述光机上料平台安装于所述第二角度摆台上。

5.如权利要求1所述的AR眼镜主动对准设备，其特征在于，所述移动件还包括固定部、第一电机和传动丝杆，所述第一电机的输出端与所述传动丝杆连接，所述传动丝杆穿过所述移动部且与所述移动部螺纹连接，所述移动部与所述固定部滑动连接，所述第一电机安装于所述固定部，所述传动丝杆与所述固定部转动连接。

6.如权利要求1所述的AR眼镜主动对准设备，其特征在于，所述自动点胶模组包括安装板、以及分别安装于所述安装板的点胶件、视觉模组和固化灯，所述安装板与所述第三调节组件连接。

7.如权利要求1所述的AR眼镜主动对准设备，其特征在于，所述第二调节组件包括第一调节板、第二调节板、支架、升降件、承载架、抵接板、第三调节板、第一紧固件、第二紧固件和调节螺栓；所述第一调节板开设有第一腰型孔，所述第二调节板开设有第二腰型孔，所述第一腰型孔和所述第二腰型孔的长度方向相互垂直；第一紧固件穿过所述第一腰型孔连接所述第一调节板和基台，第二紧固件穿过第二腰型孔连接所述第二调节板和所述第一调节板，所述支架设置在所述第二调节板上，所述升降件安装于所述支架，所述承载架安装于所述升降件的活动端，所述抵接板设置于所述承载架上，所述第三调节板叠设在所述抵接板上方，所述第三调节板上开设有第三腰型孔和四个调节孔，所述第三腰型孔的中部呈圆弧型，所述抵接板上形成有限位柱，所述限位柱伸入所述第三腰型孔，所述四个调节孔分别设置于所述第三调节板的四角，所述调节螺栓的数量为四个，四个所述调节螺栓分别与四个所述调节孔螺纹连接，所述调节螺栓穿过所述调节孔与所述抵接板抵接，所述检测模组安装于所述第三调节板。

8.如权利要求1所述的AR眼镜主动对准设备，其特征在于，所述控制器包括校对分析模块、控制模块和存储模块；所述校对分析模块用于接收所述检测模组捕获的图像数据信息并进行数据处理以获取数据处理信息，所述控制模块用于接收所述校对分析模块处理后传输的分析信号，并根据所述分析信号输出控制信号驱动所述位置调节机构位移，所述存储模块用于记录所述位置调节机构的位置信息以及所述数据处理信息。

9.一种主动对准方法，其特征在于，所述主动对准方法应用于权利要求1～8中任意一项所述的AR眼镜主动对准设备，所述主动对准方法包括以下步骤：

将待加工的光机和波导片分别放置于所述光机上料平台和所述波导片上料平台，控制所述移动部移动至第一位置，以驱动所述第一调节组件靠近所述检测模组；

控制所述第一调节组件移动至第一测试位，控制所述光机发射图像至所述波导片，所述检测模组捕捉所述波导片显示的模拟影像并反馈至所述控制器，所述控制器对所述模拟影像的信息进行数据处理及分析，获取第一MTF值和第一图像耦合百分比值，判断所述第一MTF值是否处于合格区间；

若所述第一MTF值处于合格区间，控制所述移动部移动至第二位置，带动所述第一调节组件靠近所述自动点胶模组；

控制所述第三调节组件位移，带动所述自动点胶模组完成对所述光机和所述波导片的点胶及固化；

控制所述移动部移动至所述第一位置，所述检测模组重新捕捉所述波导片显示的模拟影像并反馈至所述控制器，所述控制器对所述模拟影像的信息进行数据处理及分析，获取第二图像耦合百分比值，判断所述第二图像耦合百分比值与所述第一图像耦合百分比值的差值是否在预设差范围内；若是，完成波导片与光机的主动对准；

若所述第一MTF值不处于合格区间，所述控制器输出控制信号驱动所述移动件和所述第一调节组件分别位移至第三位置和第二测试位；

执行所述检测模组重新捕捉所述波导片显示的模拟影像并反馈至所述控制器的步骤。

10.一种标定方法，其特征在于，所述标定方法应用于权利要求1～8中任意一项所述的AR眼镜主动对准设备，所述AR眼镜主动对准设备还包括图卡模组和UCGB，所述主动对准方法包括以下步骤：

控制所述检测模组的相机、所述UCGB的自动摄像头和所述图卡模组的中心处于同一直线上；

控制所述UCGB对所述图卡模组拍照并计算得出所述图卡模组的六个自由度的坐标的相对位置，根据所述相对位置调节所述图卡模组的中心与所述UCGB的光轴重合以及使所述图卡模组的检测面垂直于所述UCGB的光轴；

取走所述UCGB，控制所述检测模组对所述图卡模组拍照，反向得出所述检测模组的六个自由度坐标，调节所述第二调节组件的位置，使所述检测模组的光轴与所述图卡模组的中心重合并垂直于所述图卡模组的检测面。

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