VR镜头模组主动对准方法以及设备与流程

本技术涉及vr镜头模组装配的，尤其涉及一种vr镜头模组主动对准方法以及设备。

背景技术：

1、虚拟现实技术(vr，virtual reality)的光学原理为通过在显示屏前放置一片光学镜片，在人眼前方一定距离(例如，2-5米)将显示屏形成一放大的虚像，视场角在100°左右，双眼观看时产生沉浸3d效果。理想的情况应是双眼看到的虚像的位置及距离一致，如果不一致，则难以实现双眼看到的虚像的图像重合，会产生不舒适感。

2、但是，现有的vr产品镜片(透镜)与显示屏(屏幕)之间对准方法主要是通过设置一个检测镜头来将镜片模组与显示屏进行对准，如公开专利cn201811463056.5描述的方法，其中第一种方式检测镜头采用短焦镜头，这种镜头视场角fov广可以检测光轴是否与屏幕垂直，但是短焦镜头的景深大，对虚像距不敏感，无法满足vr产品的虚像距设置在预设位置；第二种方式就是设置多个检测镜头，其中多个检测镜头能同时兼顾检测光轴是否与屏幕垂直以及使得vr产品的虚像距设置在预设位置，但是无法检测屏幕以及镜头的光轴是否位于中心，而且使用多个检测镜头结构复杂，成本高。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本技术提供一种vr镜头模组主动对准方法以及设备，该vr镜头模组主动对准方法以及设备能够同时满足vr镜头模组的光轴位于中心，光轴与水平面垂直，虚像距位于预设位置，以上三个技术指标。

2、本技术提供一种vr镜头模组主动对准方法，其包括：s1、控制第一机械手抓取一屏幕移动到一第一检测系统下方；s2、控制第一机械手沿着第一坐标轴及第二坐标轴，调整屏幕与第一检测系统的相对位置，以将屏幕的光轴与第一检测系统的光轴重合；s3、控制第一机械手绕着第三坐标轴旋转屏幕，以使屏幕的平面与第一检测系统的光轴垂直；s4、控制第二机械手抓取镜片模组移动到屏幕上方，且镜片模组位于第一检测系统下方；

3、s5、控制第二机械手沿着第一坐标轴及第二坐标轴，调整镜片模组与第一检测系统的相对位置，以使镜片模组的光轴与第一检测系统的光轴重合；s6、控制第二机械手绕着第三坐标轴旋转镜片模组，以使镜片模组的光轴与第一坐标轴及第二坐标轴所在的平面垂直；s7、控制第二机械手沿着第三坐标轴移动镜片模组，直至透过镜片模组识别到屏幕上的标识的虚像最清晰，以此调制vr镜头模组的虚像距为一预设值；s8、控制第二机械手固定镜片模组。

4、优选地，所述第一检测系统包括分光镜、第一传感器以及第二传感器，所述第一传感器位于分光镜的第一光路上，所述第二传感器位于所述分光镜的第二光路上，所述第一光路与所述第二光路相互垂直。

5、优选地，所述控制第一机械手沿着第一坐标轴及第二坐标轴，调整屏幕与第一检测系统的相对位置，以将屏幕的光轴与第一检测系统的光轴重合，还包括：控制所述第一传感器拍摄所述屏幕当前位置的图片；通过识别所述图片上的标识的位置与基准标识所在位置的位移偏差，以识别所述屏幕上的标识相对于所述基准标识的位移偏差；根据位移偏差，控制第一机械手调整所述屏幕与所述第一检测系统的相对位置，以将所述屏幕上的标识与所述基准标识重合。

6、优选地，包括调平系统，调平系统包括一发光器、一第三传感器以及一标定板，所述发光器位于所述所述第三传感器以及所述标定板之间，所述第三传感器位于所述第一检测系统一侧，所述标定板位于所述第一检测系统的另外一侧。

7、优选地，所述控制第一机械手绕着第三坐标轴旋转屏幕，以使屏幕的平面与第一检测系统的光轴垂直，进一步包括：所述第三传感器拍摄所述屏幕当前位置图片；控制所述发光器发射光源照射到所述屏幕；所述第三传感器接收到通过所述屏幕反射的标定板的图像；通过识别所述位置图片上的标识的位置与所述标定板的图像所在位置的位移偏差，以识别所述屏幕的标识相对于所述标定板的偏转角度；根据偏转角度，控制第一机械手绕着所述第三坐标轴旋转所述屏幕，以调整所述屏幕与所述检测系统之间的角度偏差。

8、优选地，所述控制第二机械手沿着第一坐标轴及第二坐标轴，调整镜片模组与第一检测系统的相对位置，以使镜片模组的光轴与第一检测系统的光轴重合，进一步包括：控制所述第二传感器拍摄所述镜片模组当前位置的图片；通过识别所述图片上的标识的位置与基准标识所在位置的位移偏差，以识别所述屏幕的标识通过所述镜片模组再次所成的像相对于所述基准标识的位移偏差；根据位移偏差，控制第二机械手调整所述镜片模组与所述第一检测系统的相对位置，以将所述屏幕的标识通过所述镜片模组再次所成的像与所述基准标识重合。

9、优选地，所述控制第二机械手绕着第三坐标轴旋转镜片模组，以使镜片模组的光轴与第一坐标轴及第二坐标轴所在的平面垂直，进一步包括：控制所述第二传感器拍摄所述镜片模组当前位置的图片；通过识别所述图片上的标识的位置与基准标识所在位置的位移偏差，以识别所述屏幕的标识通过所述镜片模组再次所成的像对于所述基准标识的偏转角度；根据偏转角度，控制第二机械手绕着所述第三坐标轴旋转所述镜片模组，以调整所述镜片模组与所述第一检测系统之间的角度偏差。

10、优选地，在步骤s8之后还包括：控制第三机械手将胶水点在所述屏幕的上表面；控制第一机械手移动，以将所述屏幕与所述镜片模组固定。

11、本技术又提供一种vr镜头模组的主动对准设备，其包括：多个检测系统、vr镜头模组、第一机械手、第二机械手；其中，多个检测系统包括第一检测系统、第二检测系统以及第三检测系统，所述第一检测系统位于第二检测系统以及第三系统之间；多个所述检测系统位于上方，用于拍摄vr镜头模组所在位置图片，以识别图片上的标识的位置；所述第一检测系统包括一分光镜、第一传感器以及第二传感器，所述第一传感器位于分光镜的第一光路上，所述第二传感器位于所述分光镜的第二光路上，所述第一光路与所述第二光路相互垂直；所述vr镜头模组包括镜片模组以及屏幕，所述屏幕上设有标识；所述第一机械手为六轴机械手，所述第二机械手用于抓取屏幕；所述第二机械手为六轴机械手，所述第一机械手用于抓取所述镜片模组；所述第一传感器用于拍摄所述屏幕所在的位置图片；所述第二传感器用于拍摄所述镜片模组所在的位置图片。

12、优选地，进一步包括：调平系统，调平系统包括一发光器、一第三传感器以及一标定板，所述发光器位于所述所述第三传感器以及所述标定板之间，所述第三传感器位于所述第一检测系统一侧，所述标定板位于所述第一检测系统的另外一侧；移动底座，所述第一机械手以及所述第二机械手都固定于移动底座上；控制系统，用于控制所述移动底座移动以使六轴机械械对准所述vr镜头模组后，控制六轴机械手的夹爪抓取所述vr镜头模组；分析系统，用于分析所述检测系统拍摄到的图片信息得到调节数据，根据所述调节数据控制所述移动底座以及六轴机械手的运动来调整所述第一检测系统与所述vr镜头模组的相对位置、相对角度以调整光轴中心、虚像距以及焦平面；所述第三传感器用于拍摄所述屏幕当前位置图片；所述发光器用于发射光源照射到所述屏幕；所述第三传感器用于接收通过所述屏幕反射的标定板的图像，以此得到调节数据；所述调平系统用于根据调节数据，调整所述屏幕与所述第一检测系统的相对偏转角度。

13、本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过第一检测系统设置分光镜、第一传感器以及第二传感器，第一传感器位于第一光路，第二传感器位于第二光路上，第一光路与第二光路相互垂直，以使第一传感器用于接收屏幕的所在位置图片以及第二传感器用于接收镜片模组的所在位置图片，从而以将镜片模组以及屏幕在第一坐标轴、第二坐标轴及第三坐标轴上进行旋转或平移的调整，使得屏幕、镜片模组能够分别与第一检测系统自动对齐，从而同时满足vr镜头模组的光轴位于中心、光轴与水平面垂直、虚像距位于预设位置，从而减少屏幕与镜片模组组装时的组装公差，提高了屏幕与镜片模组的组装精度，减少双眼从镜片看到的虚像的位置及距离的差异。

14、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。