JP7189111B2 - Color deviation correction device for light guide plate and color deviation correction method - Google Patents
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Description
本発明は、映像表示装置に用いる導光板の色ずれ補正に関する。 The present invention relates to correction of color misregistration of a light guide plate used in an image display device.
ヘッドマウントディスプレイ(HMD:Head Mounted Display)などの映像表示装置では、プロジェクタ(映像投影部)から出射された映像光をユーザの目まで伝搬させるための光学系として導光板が用いられる。ここで、光回折機能を有する体積ホログラム(VHM:Volume Holographic Multiplexed-mirror)は、薄型でかつ波長選択性や角度選択性などの特性を有するために、選択的に光を回折させることができ、これをHMDの導光板に採用することで、薄型でかつ広い視野(FOV:field of view)を有する導光板を実現できる。また、VHMを使用した導光板は拡張現実(AR:Augmented Reality)などで使用も検討されており、明るく、RGBの色ずれや色ムラが少ない性能が求められている。 2. Description of the Related Art In image display devices such as head mounted displays (HMDs), a light guide plate is used as an optical system for propagating image light emitted from a projector (image projection unit) to the user's eyes. Here, a volume holographic multiplexed-mirror (VHM) having a light diffraction function is thin and has characteristics such as wavelength selectivity and angle selectivity, so it can selectively diffract light. By adopting this as a light guide plate for an HMD, a light guide plate that is thin and has a wide field of view (FOV) can be realized. In addition, light guide plates using VHM are being considered for use in augmented reality (AR), etc., and are required to be bright and have little RGB color shift and color unevenness.
本技術分野における先行技術文献として特許文献1がある。特許文献1では、表面法線に制約される必要がない反射軸を有するスキューミラーと称される光反射装置が開示されている。スキューミラーは、比較的広い入射角の範囲に亘って実質的に一定の反射軸を有するように構成され、ホログラム技術を用いた導光板の使用方法や、その製造方法が開示されている。 There is Patent Document 1 as a prior art document in this technical field. Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200000 discloses a light reflector, called a skew mirror, which has a reflection axis that does not need to be constrained by the surface normal. A skew mirror is configured to have a substantially constant reflection axis over a relatively wide range of incident angles, and a method of using a light guide plate using hologram technology and a method of manufacturing the same are disclosed.
特許文献1は、ホログラムを用いた導光板の使用方法や製造方法に関して記載されているが、導光板から出射された再生画像の色ずれ補正について考慮されていない。 Patent Document 1 describes a method of using and manufacturing a light guide plate using a hologram, but does not consider correction of color shift of a reproduced image emitted from the light guide plate.
発明の目的は、導光板から出射された再生画像の色ずれを低減するための色ずれ補正装置、及び、色ずれ補正方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the invention is to provide a color shift correction device and a color shift correction method for reducing color shift in a reproduced image emitted from a light guide plate.
本発明は、その一例を挙げるならば、入力画像を伝搬させホログラムにより光を回折させることで再生画像を出力する導光板の色ずれ補正装置であって、導光板は光学系固定装置に固定され、導光板に入力画像を入力する光源は光学系固定装置に移動可能に保持されており、導光板から出力された再生画像を受光する受光装置と、受光装置を駆動する受光装置駆動回路と、光源を駆動する光源駆動回路と、全体を制御する制御装置を備え、制御装置は、入力画像が白線を含むように光源を制御し、受光装置が受光した導光板から出力された再生画像の白線を構成するRGB各色の階調データを1ピクセルごとに取得し、階調データから色ずれ量を判定し、色ずれ量に基づき、光源駆動回路を制御して光源の導光板への入射角度または位置を制御する。 To give an example, the present invention is a color shift correction device for a light guide plate that propagates an input image and diffracts light by a hologram to output a reproduced image, and the light guide plate is fixed to an optical system fixing device. , a light source for inputting an input image to the light guide plate is movably held by an optical system fixing device, a light receiving device for receiving a reproduced image output from the light guide plate, a light receiving device driving circuit for driving the light receiving device, A light source driving circuit for driving the light source and a control device for controlling the entire system are provided. The control device controls the light source so that the input image includes white lines, and the white lines of the reproduced image output from the light guide plate received by the light receiving device are included. is obtained for each pixel, the amount of color shift is determined from the gradation data , and based on the amount of color shift, the light source drive circuit is controlled to control the incident angle of the light source to the light guide plate or position control.
本発明によれば、導光板から出射された再生画像の色ずれを低減することが出来る、導光板の色ずれ補正装置、及び、色ずれ補正方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a light guide plate color shift correction device and a color shift correction method capable of reducing color shift in a reproduced image emitted from a light guide plate.
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本実施例における、HMDに用いるVHMを使用した導光板(以降、VHM導光板と称す)について説明する。ここで、VHMとは、干渉縞ピッチの異なるホログラムを多重記録することで3次元的に(体積的に)屈折率分布が形成され選択的に光を回折させる光回折機能を有する回折光学素子である。そして、VHM導光板とは、入力画像を伝搬させVHMにより選択的に光を回折させることで再生画像を出力する導光板である。 First, a light guide plate using VHM for use in an HMD (hereinafter referred to as a VHM light guide plate) in this embodiment will be described. Here, VHM is a diffractive optical element having a light diffraction function that selectively diffracts light by forming a three-dimensional (volumetric) refractive index distribution by multiplex recording holograms with different interference fringe pitches. be. A VHM light guide plate is a light guide plate that outputs a reproduced image by propagating an input image and selectively diffracting light by the VHM.
図1は、HMDのVHM導光板の片目側の断面図である。図1において、図示しない映像投影部から出射した映像光を構成する光線群は、入射カプラー201を介してVHM導光板200に入射する。入射カプラー201は、VHM導光板に入射した光線群の方向を、VHM導光板200内を全反射によって伝搬できる方向に変換する。VHM導光板200内に入射した光線群は、全反射を繰り返すことで伝搬され、VHMで構成される出射カプラー203に入射する。出射カプラー203は、ミラーのように一部光が回折し、そのほかの光を導光する特性の光回折部を有し、多数の出射光線群210が面内で複製されて出射し再生画像となってユーザの目に届けられる。
FIG. 1 is a cross-sectional view of one eye side of a VHM light guide plate of an HMD. In FIG. 1 , a group of light rays forming image light emitted from an image projection unit (not shown) enters a VHM
入射カプラー201はプリズムにより構成されており、出射カプラー203を構成するVHMは反射型ホログラムで構成している。
The
ここで、VHM導光板の評価項目としては、FOV、輝度、色ムラ(不均一性)、色ずれ(RGBが一致しない)、などがある。 Here, evaluation items for the VHM light guide plate include FOV, luminance, color unevenness (non-uniformity), color shift (RGB do not match), and the like.
VHM導光板は、BSA(Beam Splitter Array)やSRG(Surface Relief Grating)などを用いた他の導光板と比べ、FOVの拡大が可能で、色ずれが生じやすい傾向がある。色ずれは数ピクセル精度が必要とされVHM導光板の課題となっており、改善のため色ずれの評価方法、評価装置の工夫が必要である。 Compared with other light guide plates using BSA (Beam Splitter Array), SRG (Surface Relief Grating), etc., the VHM light guide plate can expand the FOV and tends to cause color shift. Color misregistration requires an accuracy of several pixels, which is a problem for the VHM light guide plate. For improvement, it is necessary to devise a color misregistration evaluation method and an evaluation apparatus.
ここで、本実施例における、再生画像の色ずれ判定方法について説明する。図2は、本実施例における色ずれ検出を説明するためのイメージ図である。図2において、(a)は、VHM導光板に入力する画像であって、全体が黒の画像の中に、縦方向(Y軸)と横方向(X軸)に細い白線を有する画像である。このVHM導光板に入力した画像は、VHM導光板内を導光した後、VHM導光板から出射され再生画像として目視やカメラで確認できる。(b)は、VHM導光板から出射された再生画像であって、その点線でしめす中心部分を拡大した図が(c)である。(a)に示す入力画像においては、白線はRGBが一致しており、拡大してもRGBの色は見られないが、再生画像を拡大すると(c)のように白線を示すRGBがそれぞれ離れた位置にみられ、RGBの色ずれが発生している様子を確認することが出来る。この色ずれは、縦方向(横線)と横方向(縦線)にみられる。(d)は、(c)における横方向(縦線)の点線内におけるRGBの階調分布を示す図である。ここで、(f)に示すように、階調Maxでのピクセル位置を示すピーク中心と、半値全幅などでバケット幅を定義すると、(d)において、横軸はピクセル、縦軸は階調であって、RGBそれぞれのピーク中心がずれており、そのバケット幅もそれぞれ異なる。同様に、(e)は、(c)における縦方向(横線)の点線内におけるRGBの階調分布を示す図である。(e)においても同様に、RGBそれぞれのピーク中心がずれており、バケット幅もそれぞれ異なる。 Here, a method for determining color misregistration of a reproduced image in this embodiment will be described. FIG. 2 is an image diagram for explaining color shift detection in this embodiment. In FIG. 2, (a) is an image to be input to the VHM light guide plate, which is an image having thin white lines in the vertical direction (Y-axis) and horizontal direction (X-axis) in an image that is entirely black. . An image input to this VHM light guide plate is emitted from the VHM light guide plate after being guided through the VHM light guide plate, and can be confirmed visually or with a camera as a reproduced image. (b) is a reproduced image emitted from the VHM light guide plate, and (c) is an enlarged view of the central portion indicated by the dotted line. In the input image shown in (a), the RGB colors of the white lines are the same, and the colors of the RGB cannot be seen even when enlarged. It can be seen that the color deviation of RGB is occurring. This color shift is seen in the vertical direction (horizontal line) and the horizontal direction (vertical line). (d) is a diagram showing the RGB gradation distribution within the dotted line in the horizontal direction (vertical line) in (c). Here, as shown in (f), if the peak center indicating the pixel position at the gradation Max and the bucket width are defined by the full width at half maximum, etc., in (d), the horizontal axis is the pixel and the vertical axis is the gradation . Therefore, the peak centers of RGB are shifted, and the bucket widths are also different. Similarly, (e) is a diagram showing the RGB gradation distribution within the dotted line in the vertical direction (horizontal line) in (c). Similarly, in (e), the peak centers of RGB are shifted, and the bucket widths are also different.
そこで、本実施例においては、再生画像の1ピクセルごとに階調を取得し、縦方向(横線)、横方向(縦線)ともにRGB各色の階調データから以下を判断することが出来る。
1)RGBそれぞれのピーク中心のずれ量でRGBの色のずれ量を把握する。
2)最大の階調(階調Max)でRGB各色の明るさの程度、もしくは、バケット幅でぼやけの程度を把握する。なお、階調Maxとバケット幅の両方を判断に用いれば、RGB1色のみ暗いなどの判断も可能となる。
Therefore, in this embodiment, the gradation is acquired for each pixel of the reproduced image, and the following can be determined from the gradation data of each color of RGB both in the vertical direction (horizontal line) and in the horizontal direction (vertical line).
1) The shift amount of RGB colors is grasped from the shift amount of each peak center of RGB.
2) Grasp the degree of brightness of each color of RGB at the maximum gradation ( gradation Max), or the degree of blurring with the bucket width. If both the gradation Max and the bucket width are used for determination, it is possible to determine whether only one color of RGB is dark.
なお、色ずれは、VHM導光板単体の色ずれのほかに、色収差や入射カプラーへの入射角度ずれにより発生する。そのため、VHM導光板単体の色ずれ評価では、VHM導光板以外の要因の色ずれを最適化する必要がある。 In addition to the color shift of the VHM light guide plate alone, color shift occurs due to chromatic aberration and incident angle shift to the incident coupler. Therefore, in the color shift evaluation of the VHM light guide plate alone, it is necessary to optimize the color shift caused by factors other than the VHM light guide plate.
図3は、色収差による色ずれのイメージ図である。図3において、(a)は、色ずれ判定に使用するVHM導光板に入力する入力画像であって、全体が黒の画像の中に、縦方向と横方向にそれぞれ3本の、入射光の最小分解能の単位(1ピクセル、2ピクセルなど)の白線を有する画像である。(b)は、VHM導光板から出射された再生画像の拡大図であって、(a)における周辺部分の点線で示す部分に対応した拡大図であり、色収差により、白線を示すRGBがそれぞれ離れた位置にみられ、RGBの色ずれが発生している様子を示している。(c)は、(a)における中心部分の点線で示す部分に対応した拡大図であり、(b)に比べて色収差によるRGBの色ずれは少ないことを示している。また、(d)は、(a)における他の周辺部分の点線でしめす部分に対応した拡大図であり、(b)と同様に、色収差により、白線を示すRGBの色ずれが発生している様子を示している。このように、画像の周辺部分で色収差によるRGBの色ずれは大きくなる。なお、再生環境によっては、再生画像受光(カメラ等)の取り付け環境(フォーカスずれなど)により色ぼけなどが発生する場合もあるので、注意が必要である。 FIG. 3 is an image diagram of color shift due to chromatic aberration. In FIG. 3, (a) is an input image to be input to the VHM light guide plate used for color misregistration determination. It is an image with white lines in units of minimum resolution (1 pixel, 2 pixels, etc.). (b) is an enlarged view of the reproduced image emitted from the VHM light guide plate, and is an enlarged view corresponding to the portion indicated by the dotted line in the peripheral portion of (a). , which indicates that RGB color misregistration has occurred. (c) is an enlarged view corresponding to the portion indicated by the dotted line in the central portion of (a), and shows that RGB color shifts due to chromatic aberration are less than in (b). Also, (d) is an enlarged view corresponding to the part indicated by the dotted line of the other peripheral part in (a), and as in (b), due to chromatic aberration, color shift of RGB indicating a white line occurs. showing the situation. In this way, the RGB color shift due to chromatic aberration increases in the peripheral portion of the image. Note that depending on the reproduction environment, color blurring may occur due to the mounting environment (such as defocus) of the reproduced image light receiving (camera, etc.), so care must be taken.
以上より、本実施例では、入射光の最小分解能の幅で、白色の縦線および横線を、中心と周辺部に配置し、少なくとも、縦横の各方向に最低3本以上有した画像で再生像の色ずれを評価する。これにより、下記の判定が可能となる。
1)縦線で横方向のRGB色ずれが判定可能。
2)横線で縦方向のRGB色ずれが判定可能。
3)中心部と周辺部の縦方向の横線、及び横方向の縦線で、RGB色ずれにより色収差が判定可能。
As described above, in the present embodiment, white vertical lines and horizontal lines are arranged in the center and the peripheral portion with the width of the minimum resolution of the incident light, and at least three or more in each of the vertical and horizontal directions are reproduced. Evaluate the color shift of This enables the following determination.
1) Horizontal RGB color misregistration can be determined by vertical lines.
2) Vertical RGB color misregistration can be determined by horizontal lines.
3) Chromatic aberration can be determined from RGB color shifts by vertical horizontal lines in the center and peripheral areas, and horizontal vertical lines.
よって、本実施例では、上記再生画像の色ずれ判定を用い、検出した色ずれを補正することで適切な再生環境を構築することが可能となる。 Therefore, in this embodiment, it is possible to construct an appropriate reproduction environment by correcting the detected color shift using the color shift determination of the reproduced image.
図4に、本実施例における色ずれの検出及び補正を行う色ずれ補正装置の概略構成図を示す。図4において、VHM導光板200から出射される再生画像を受光する受光装置300と、受光装置300からの再生画像から色ずれ判定を行ない、VHM導光板200への入射光の光源500の最適な位置情報を出力する制御装置400とを有し、その位置情報により図示しない光源500の駆動回路で光源500の入射角度、位置を可変制御する。なお、VHM導光板200の位置は固定とする。また、VHM導光板200から出射される再生画像を受光するために図示しない受光装置300の位置を制御する駆動回路を有する。
FIG. 4 shows a schematic configuration diagram of a color misregistration correction apparatus for detecting and correcting color misregistration in this embodiment. In FIG. 4, a
これにより、検出した色ずれを補正するように、VHM導光板への入射光の光源の入射角度、位置を調整することで、光源を要するVHM搭載光学系組み立て時の色ずれを低減することが出来、最適な色ずれ条件でHMDに光源を取り付けることが出来る。なお、光源の最適な位置情報を、データ処理を行う制御装置に保存することで、VHM導光板を単体で販売した場合でも、販売後の別タイミングで、その保存した位置情報を基にHMDの組み立てを行うことも出来る。 Accordingly, by adjusting the incident angle and position of the light source of the incident light to the VHM light guide plate so as to correct the detected color shift, it is possible to reduce the color shift during assembly of the VHM-equipped optical system that requires the light source. Therefore, the light source can be attached to the HMD with the optimum color shift condition. In addition, by storing the optimal position information of the light source in the control device that processes the data, even if the VHM light guide plate is sold separately, the HMD can be adjusted based on the stored position information at a different timing after the sale. Assembly can also be done.
図5は、本実施例における、色ずれの検出及び補正を行う色ずれ補正装置のハードウエア構成ブロック図である。図5において、図4と同じ構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。 FIG. 5 is a hardware configuration block diagram of a color misregistration correction device for detecting and correcting color misregistration in this embodiment. In FIG. 5, the same components as in FIG. 4 are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図5において、色ずれ補正装置には、光学系の基台となる光学系固定装置600が設置される。そして、記録済みVHMからなる出射カプラー203を含むVHM導光板200及び光源500が光学系固定装置600に配置され、VHM導光板200は光学系固定装置600に固定され、光源500は、後述のVHM導光板200への光線入射角度や位置を調整可能なように、例えばメカニカルな腕のような保持機構で移動可能に保持される。
In FIG. 5, an optical
受光装置300は、VHM導光板200から出射される再生画像を受光する撮像装置310を備え、制御装置400へ受光した再生画像を送信する。また、320は、受光装置300を駆動する受光装置駆動回路であって、VHM導光板200から出射される再生画像を適切に受光するために、X軸駆動回路321、Y軸駆動回路322、フォーカス駆動回路323を有し、制御装置400からその駆動指示を得る。
The
また、510は、光源500を駆動する光源駆動回路であって、検出した色ずれを補正するように、VHM導光板への入射光を生成する光源の入射角度、位置を調整するために、X軸駆動回路511、Y軸駆動回路512、フォーカス駆動回路513、入射角度駆動回路514を有し、制御装置400からその駆動指示を得る。
また、制御装置400は、一般的な情報処理装置である、処理装置(CPU)と記憶装置(メモリ)と入出力インターフェース(I/F)を有する装置によって実現される。すなわち、制御装置400の処理は、記憶装置に格納されたそれらの処理プログラムをCPUがソフトウェア処理することにより実行される。よって、図5に示す制御装置400の内部のブロック構成は、ソフトウェア処理する機能構成ブロックを示している。すなわち、410は画像制御部であり、受光装置300から受信した再生画像から色ずれ検出のための画像を計測する画像計測部412、計測結果に基づいて色ずれを判定し光源500と受光装置300の位置を補正するための位置情報を生成する位置情報生成部413を有する画像解析部411を有する。また、光学系固定装置600上に光源500を固定するための接着制御を行う接着制御部420と、色ずれ判定に使用するVHM導光板に入力する入力画像に対応して光源500を制御する入射光源制御部430を有する。
Further, the
また、画像制御部410は、色ずれが所定範囲に以内に収まるように光源500を駆動する光源駆動回路510への駆動指示、受光装置300を駆動する受光装置駆動回路320への駆動指示、及び、受光装置300への撮像指示を行なう。
In addition, the
また、制御装置400は、位置情報生成部413で生成された位置情報に基づき、光源駆動回路510を介して光源500を駆動し、かつ、受光駆動回路320を介して受光装置300を駆動し、色ずれが所定範囲に以内に収まった場合に位置調整終了と判断し、接着制御部420から接着指示を出力する。440は接着装置であって、その接着指示により、UV照射などでUV硬化樹脂によって光学系固定装置600上への光源500の接着、固定を行う。
Further, the
図6は、本実施例における、色ずれ検出及び色ずれ補正の全体処理フローチャートである。図6において、まず、ステップS10で、色ずれ補正装置に光学系固定装置600が設置され、VHM導光板200及び光源500が光学系固定装置600に配置され、VHM導光板200は光学系固定装置600に固定され、光源500は移動可能に保持される。
FIG. 6 is a flow chart of overall processing of color shift detection and color shift correction in this embodiment. In FIG. 6, first, in step S10, the optical
次に、S21で、色ずれ判定に使用するVHM導光板に入力する入力画像に対応して光源500を制御する入射光源情報を設定し、光源500に入力有する。これにより、VHM導光板に色ずれ判定に使用する入力画像が光源500からVHM導光板200に入力され、VHM導光板200から出射される再生画像を受光装置300で受光し撮像装置310で撮像する(S22)。そして、画像計測部412において、撮像した再生画像から白線の画像を計測する(S23)。そして、S24で、画像の計測結果から色ずれ量を判定し色ずれ量が所望範囲以内かを画像解析する。そして、色ずれ量が所望範囲以内でない場合は、S25で、補正装置の位置補正処理を行い、S21に戻ってS21からS24の処理を繰り返し、S24で、色ずれ量が所望範囲以内となるまでその処理を繰り返す。
Next, in S21, incident light source information for controlling the
そして、色ずれ量が所望範囲以内となると、S50で、光源の最適位置情報を記憶装置に保持し、S60で、光学系固定装置600上へ光源500を固定するための接着の可否を判断し、接着可の場合、S70で、接着制御部420からの接着指示によって、接着装置440で、例えばUV照射によりUV硬化樹脂によって光学系固定装置600上への光源500の接着、固定を行う。
When the amount of color misregistration falls within the desired range, the optimum position information of the light source is stored in the storage device in S50, and the propriety of adhesion for fixing the
図7は、図6における破線部分S20の詳細処理フローチャートである。図7において、S23で画像計測により白線の画像を計測した後に、S31でVHM導光板200から出射された再生画像の白線が所望本数(本実施例では、図3(a)に示すように、縦横3本)あるかどうかを判断する。そして、所望本数ない場合(縦横3本の何れかがない場合)は、S32に進み、横方向の縦線が所望本数(3本)あるかどうかは判断する。そして、縦線が所望本数(3本)ある場合は、縦方向の横線が所望本数(3本)ないということなので、S33に進み、受光装置駆動済みかを判断し、受光装置が駆動済みである場合はS34に進み、光源500を縦方向のY軸に駆動し、縦方向の横線が再生画像内に所望本数(3本)入るように光源の位置を制御し、S21に戻る。また、S33で受光装置駆動済みでない場合はS35に進み、受光装置300を縦方向のY軸に駆動し、受光装置300で受信する撮像画像内に縦方向の横線が所望本数(3本)入るように受光装置の位置を制御し、S21に戻る。また、S32で縦線が所望本数(3本)ない場合は、横方向の縦線が所望本数(3本)ないということなので、S36に進み、受光装置駆動済みかを判断し、受光装置が駆動済みである場合はS37に進み、光源500を横方向のX軸に駆動し、横方向の縦線が再生画像内に所望本数(3本)入るように光源の位置を制御し、S21に戻る。また、S36で受光装置駆動済みでない場合はS38に進み、受光装置300を横方向のX軸に駆動し、受光装置300で受信する撮像画像内に横方向の縦線が所望本数(3本)入るように受光装置の位置を制御し、S21に戻る。以上のS31からS38の処理を、S31で再生画像の白線が所望本数となるまで繰り返す。以上は、色ずれ判定に使用する再生画像に白線が必要最低限の所望本数(本実施例では、縦横3本)入るように、受光装置300及び光源500の位置を初期設定する動作である。
FIG. 7 is a detailed processing flowchart of the dashed line portion S20 in FIG. In FIG. 7, after the white line image is measured by image measurement in S23, the desired number of white lines in the reproduced image emitted from the VHM
次に、S31で再生画像の白線が所望本数の場合はS39に進み、フォーカスずれの確認を行う。すなわち、図2で説明したバケット幅が一定幅以下であるかを判断する。そして、バケット幅が一定幅以下ではなくフォーカスずれがあると判断するとS40に進み、受光装置駆動済みかを判断する。受光装置が駆動済みである場合はS41に進み、光源500のフォーカス駆動を行い、VHM導光板に入力する入力画像のフォーカス制御を行い、S21に戻る。また、受光装置が駆動済みでない場合はS42に進み、受光装置300のフォーカス駆動を行い、受光装置300で受信する撮像画像のフォーカス制御を行い、S21に戻る。以上のS39からS42の処理を、S39でフォーカスずれがないと判断されるまで繰り返す。以上は、フォーカスずれによる色ずれを調整する処理である。
Next, if the number of white lines in the reproduced image is the desired number in S31, the process proceeds to S39 to check the focus shift. That is, it is determined whether the bucket width explained in FIG. 2 is equal to or less than a certain width. If it is determined that the bucket width is not equal to or less than the predetermined width and there is a focus shift, the process proceeds to S40 to determine whether the light receiving device has been driven. If the light receiving device has already been driven, the process proceeds to S41, performs focus drive of the
次に、S39でフォーカスずれがないと判断された場合はS43に進み、RGBの差が一定幅以下であるかの確認を行う。すなわち、図2で説明した、縦線と横線それぞれで、RGBそれぞれのピーク中心のずれ量でRGBの色のずれ量を判断する。そして、RGBの色のずれ量が一定幅以下ではない場合はS44に進み、横方向の縦線のRGBの色のずれ量が一定幅以下であるかどうかを判断する。そして、横方向の縦線のRGBの色のずれ量が一定幅以下である場合は、縦方向の横線のRGBの色のずれ量が一定幅以下ではないということなので、S33に進み、前述したように、受光装置駆動済みかを判断し、受光装置が駆動済みである場合はS34に進み、光源500を縦方向のY軸に駆動し、縦方向の横線のRGBの色のずれ量が低減するように光源の位置を制御し、S21に戻る。また、S33で受光装置駆動済みでない場合はS35に進み、受光装置300を縦方向のY軸に駆動し、受光装置300で受信する撮像画像での縦方向の横線のRGBの色のずれ量が低減するように受光装置の位置を制御し、S21に戻る。
Next, if it is determined in S39 that there is no defocus, the process proceeds to S43 to confirm whether the RGB difference is within a certain range. That is, the shift amounts of the RGB colors are determined based on the shift amounts of the peak centers of the respective RGB lines on each of the vertical line and the horizontal line described with reference to FIG. If the RGB color deviation amount is not equal to or less than the predetermined width, the process advances to S44 to determine whether the horizontal vertical line RGB color deviation amount is equal to or less than the predetermined width. If the amount of RGB color shift of the horizontal vertical line is less than or equal to the predetermined width, it means that the amount of RGB color shift of the vertical horizontal line is not less than or equal to the predetermined width. , it is determined whether the light receiving device has been driven, and if the light receiving device has been driven, the process proceeds to S34, where the
また、横方向の縦線のRGBの色のずれ量が一定幅以下でない場合は、横方向の縦線のRGBの色のずれ量が大きいということなのでS45に進み、光源の入射角度駆動済みかを判断し、入射角度駆動済みであればS36に進み、そうでなければS46に進み、光源の入射角度駆動を行い、S21に戻る。ここで、S45、S46の処理の意図するところは、横方向の縦線は、光源の入射角度によって変化するので、入射角度駆動済みでなければS46で光源の入射角度駆動を行い横方向の縦線のRGBの色のずれ量を低減するように調整するものである。 If the amount of RGB color shift of the horizontal vertical line is not equal to or less than the predetermined width, it means that the amount of RGB color shift of the horizontal vertical line is large. If the incident angle has already been driven, the process proceeds to S36; otherwise, the process proceeds to S46, performs the incident angle drive of the light source, and returns to S21. Here, the intention of the processing in S45 and S46 is that the horizontal vertical line changes depending on the incident angle of the light source. Adjustment is made so as to reduce the deviation amount of the RGB colors of the line.
S45で入射角度駆動済みである場合のS36に進んだ後は、前述したように、受光装置駆動済みかを判断し、受光装置が駆動済みである場合はS37に進み、光源500を横方向のX軸に駆動し、横方向の縦線のRGBの色のずれ量が低減するように光源の位置を制御し、S21に戻る。また、S36で受光装置駆動済みでない場合はS38に進み、受光装置300を横方向のX軸に駆動し、受光装置300で受信する撮像画像での横方向の縦線のRGBの色のずれ量が低減するように受光装置の位置を制御し、S21に戻る。以上のS43からS46の処理を、S43でRGBの差が一定幅以下となるまで繰り返す。以上は、RGBの色ずれを調整する処理である。
After proceeding to S36 when the incident angle has been driven in S45, it is determined whether or not the light receiving device has been driven as described above. The position of the light source is controlled so as to drive along the X-axis and reduce the amount of deviation of the RGB colors of the vertical lines in the horizontal direction, and the process returns to S21. If the light receiving device has not been driven in S36, the process advances to S38 to drive the
以上のように、本実施例によれば、VHM導光板から出射された再生画像の色ずれを低減することが出来る、導光板の色ずれ補正装置、及び、色ずれ補正方法を提供できる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to provide a light guide plate color shift correction device and a color shift correction method capable of reducing color shift in a reproduced image emitted from a VHM light guide plate.
以上実施例について説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations.
200:VHM導光板、201:入射カプラー、203:出射カプラー、210:出射光線群、300:受光装置、310:撮像装置、320:受光装置駆動回路、321、511:X軸駆動回路、322、512:Y軸駆動回路、323、513:フォーカス駆動回路、400:制御装置、410:画像制御部、411:画像解析部、412:画像計測部、413:位置情報生成部、420:接着制御部、430:入射光源制御部、440:接着装置、500:光源、510:光源駆動回路、514:入射角度駆動回路、600:光学系固定装置。 200: VHM light guide plate, 201: Incident coupler, 203: Output coupler, 210: Output light beam group, 300: Light receiving device, 310: Imaging device, 320: Light receiving device drive circuit, 321, 511: X-axis drive circuit, 322, 512: Y-axis drive circuit, 323, 513: focus drive circuit, 400: control device, 410: image control unit, 411: image analysis unit, 412: image measurement unit, 413: position information generation unit, 420: adhesion control unit , 430: incident light source controller, 440: bonding device, 500: light source, 510: light source driving circuit, 514: incident angle driving circuit, 600: optical system fixing device.
Claims (15)
前記導光板は光学系固定装置に固定され、前記導光板に前記入力画像を入力する光源は前記光学系固定装置に移動可能に保持されており、
前記導光板から出力された再生画像を受光する受光装置と、
該受光装置を駆動する受光装置駆動回路と、
前記光源を駆動する光源駆動回路と、
全体を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記入力画像が白線を含むように前記光源を制御し、前記受光装置が受光した前記導光板から出力された再生画像の白線を構成するRGB各色の階調データを1ピクセルごとに取得し、該階調データから色ずれ量を判定し、該色ずれ量に基づき、前記光源駆動回路を制御して前記光源の前記導光板への入射角度または位置を制御することを特徴とする導光板の色ずれ補正装置。 A color shift correction device for a light guide plate that outputs a reproduced image by propagating an input image and diffracting light with a hologram,
The light guide plate is fixed to an optical system fixing device, and a light source for inputting the input image to the light guide plate is movably held by the optical system fixing device,
a light receiving device for receiving a reproduced image output from the light guide plate;
a light receiving device driving circuit for driving the light receiving device;
a light source driving circuit for driving the light source;
Equipped with a control device that controls the whole
The control device controls the light source so that the input image includes a white line, and outputs RGB color gradation data that constitutes the white line of the reproduced image output from the light guide plate received by the light receiving device for each pixel. and determining the amount of color shift from the gradation data, and based on the amount of color shift, controlling the light source drive circuit to control the incident angle or position of the light source on the light guide plate. A device for correcting color misregistration of a light guide plate.
前記制御装置は、前記光源から前記導光板に入力される前記入力画像が該入力画像の中心と周辺部に配置した白色の縦線および横線であって、少なくとも、縦横の各方向に3本の白線を有した画像であるように前記光源を制御することを特徴とする導光板の色ずれ補正装置。 The color misregistration correction device for a light guide plate according to claim 1,
The control device controls that the input image input from the light source to the light guide plate is a white vertical line and a white horizontal line arranged at the center and the periphery of the input image, and at least three lines are arranged in each of the vertical and horizontal directions. A device for correcting color deviation of a light guide plate, wherein the light source is controlled so as to produce an image having white lines.
前記制御装置は、前記RGBそれぞれの階調データのピーク中心のずれ量で色ずれ量を判定することを特徴とする導光板の色ずれ補正装置。 The color misregistration correction device for a light guide plate according to claim 2,
A color deviation correction device for a light guide plate, wherein the control device determines the amount of color deviation based on the amount of deviation between peak centers of the respective RGB gradation data.
前記制御装置は、前記RGBそれぞれの階調データのバケット幅で色ずれ量を判定することを特徴とする導光板の色ずれ補正装置。 The color misregistration correction device for a light guide plate according to claim 2,
The color deviation correction device for a light guide plate, wherein the control device determines the amount of color deviation based on the bucket width of each of the RGB gradation data.
前記制御装置は、前記横線で縦方向のRGB色ずれ量が所定範囲以上であった場合、前記光源または前記受光装置を前記受光装置駆動回路または前記光源駆動回路により前記入力画像または前記再生画像の縦方向に移動するように駆動し、
前記縦線で横方向のRGB色ずれ量が所定範囲以上であった場合、前記光源の前記導光板への入射角度が駆動済みでなければ前記光源駆動回路により前記入射角度を可変するように駆動し、前記入射角度が駆動済みの場合は、前記光源または前記受光装置を前記受光装置駆動回路または前記光源駆動回路により前記入力画像または前記再生画像の横方向に移動するように駆動することを特徴とする導光板の色ずれ補正装置。 The device for correcting color misregistration for a light guide plate according to claim 3,
The control device controls the light source or the light receiving device to reproduce the input image or the reproduced image by the light receiving device driving circuit or the light source driving circuit when the amount of RGB color shift in the vertical direction indicated by the horizontal line is greater than or equal to a predetermined range. driven to move longitudinally,
If the amount of RGB color shift in the horizontal direction of the vertical line is greater than or equal to a predetermined range, the light source drive circuit drives the incident angle of the light source to be variable if the incident angle of the light source to the light guide plate has not been driven. and when the incident angle has already been driven, the light source or the light receiving device is driven by the light receiving device driving circuit or the light source driving circuit so as to move in the lateral direction of the input image or the reproduced image. A device for correcting color misregistration for a light guide plate.
前記制御装置は、前記階調データのバケット幅が所定幅以上であった場合、前記光源または前記受光装置を前記受光装置駆動回路または前記光源駆動回路によりフォーカス方向に移動するように駆動することを特徴とする導光板の色ずれ補正装置。 The color misregistration correction device for a light guide plate according to claim 4,
When the bucket width of the gradation data is equal to or greater than a predetermined width, the control device drives the light source or the light receiving device to move in the focus direction by the light receiving device drive circuit or the light source drive circuit. A device for correcting color misregistration for a light guide plate.
前記制御装置は、前記受光した再生画像の縦方向の横線が所望の本数ない場合は、前記光源または前記受光装置を前記受光装置駆動回路または前記光源駆動回路により前記入力画像または前記再生画像の縦方向に移動するように駆動し、
前記受光した再生画像の横方向の縦線が所望の本数ない場合は、前記光源または前記受光装置を前記受光装置駆動回路または前記光源駆動回路により前記入力画像または前記再生画像の横方向に移動するように駆動することを特徴とする導光板の色ずれ補正装置。 The color misregistration correction device for a light guide plate according to claim 2,
When the received reproduced image does not have the desired number of horizontal lines in the vertical direction, the control device controls the light source or the light receiving device to vertically shift the input image or the reproduced image by the light receiving device driving circuit or the light source driving circuit. drive to move in the direction of
When the received reproduced image does not have a desired number of vertical lines in the horizontal direction, the light source or the light receiving device is moved in the horizontal direction of the input image or the reproduced image by the light receiving device driving circuit or the light source driving circuit. A color misregistration correction device for a light guide plate, characterized in that it is driven as follows.
前記光源を前記光学系固定装置に接着する接着装置を有し、
前記制御装置は、前記光源の前記導光板への入射角度または位置の制御により色ずれが所定範囲内に収まったと判断した場合に、位置調整終了と判断し、前記接着装置に接着指示を出力し、前記接着装置は前記光学系固定装置に前記光源の接着を行うことを特徴とする導光板の色ずれ補正装置。 The color misregistration correction device for a light guide plate according to claim 1,
a bonding device for bonding the light source to the optical system fixing device;
When the control device determines that the color shift is within a predetermined range by controlling the incident angle or position of the light source on the light guide plate, the control device determines that the position adjustment is completed, and outputs a bonding instruction to the bonding device. 2. A color misregistration correcting device for a light guide plate, wherein said bonding device bonds said light source to said optical system fixing device.
前記入力画像は光源からの出射光により前記導光板に入力され、
前記入力画像は白線を含み、
前記導光板から出力された再生画像を受光し、
該受光した再生画像の白線を構成するRGB各色の階調データを1ピクセルごとに取得し、
該階調データから色ずれ量を判定し、
該色ずれ量に基づき前記光源の前記導光板への入射角度または位置を制御することを特徴とする導光板の色ずれ補正方法。 A color shift correction method for a light guide plate that outputs a reproduced image by propagating an input image and diffracting light with a hologram,
the input image is input to the light guide plate by light emitted from a light source;
the input image includes a white line;
receiving a reproduced image output from the light guide plate;
Acquiring grayscale data for each of the RGB colors forming the white line of the received reproduced image for each pixel,
determining the amount of color shift from the gradation data;
A method for correcting color shift in a light guide plate, comprising: controlling an incident angle or position of the light source to the light guide plate based on the amount of color shift.
前記入力画像は、前記入力画像の中心と周辺部に配置した白色の縦線および横線であって、少なくとも、縦横の各方向に3本の白線を有した画像であることを特徴とする導光板の色ずれ補正方法。 A method for correcting color misregistration for a light guide plate according to claim 9,
The light guide plate, wherein the input image is an image having white vertical lines and horizontal lines arranged in the center and the periphery of the input image, and having at least three white lines in each of the vertical and horizontal directions. color shift correction method.
前記色ずれ量の判定は、前記RGBそれぞれの階調データのピーク中心のずれ量で色ずれ量を判定することを特徴とする導光板の色ずれ補正方法。 A method for correcting color misregistration for a light guide plate according to claim 10,
A method of correcting color shift for a light guide plate, wherein the determination of the amount of color shift is based on the amount of shift between peak centers of the RGB tone data.
前記色ずれ量の判定は、前記RGBそれぞれの階調データのバケット幅で色ずれ量を判定することを特徴とする導光板の色ずれ補正方法。 A method for correcting color misregistration for a light guide plate according to claim 10,
A method of correcting color shift for a light guide plate, wherein the determination of the amount of color shift is based on bucket widths of the grayscale data for each of the RGB.
前記横線で縦方向のRGB色ずれ量が所定範囲以上であった場合、前記光源または前記再生画像を受光する受光装置を前記入力画像または前記再生画像の縦方向に移動するように駆動し、
前記縦線で横方向のRGB色ずれ量が所定範囲以上であった場合、前記光源の前記導光板への入射角度が駆動済みでなければ該入射角度を可変するように駆動し、該入射角度が駆動済みの場合は、前記光源または前記再生画像を受光する受光装置を前記入力画像または前記再生画像の横方向に移動するように駆動することを特徴とする導光板の色ずれ補正方法。 The method for correcting color misregistration for a light guide plate according to claim 11,
driving the light source or the light receiving device for receiving the reproduced image so as to move the input image or the reproduced image in the vertical direction when the RGB color shift amount in the vertical direction of the horizontal line is greater than or equal to a predetermined range;
If the amount of RGB color shift in the horizontal direction of the vertical line is greater than or equal to a predetermined range, driving is performed so that the incident angle of the light source to the light guide plate is variable if the incident angle of the light source to the light guide plate has not been driven; is already driven, driving the light source or the light receiving device for receiving the reproduced image so as to move in the horizontal direction of the input image or the reproduced image.
前記階調データのバケット幅が所定幅以上であった場合、前記光源または前記再生画像を受光する受光装置をフォーカス方向に移動するように駆動することを特徴とする導光板の色ずれ補正方法。 A method for correcting color shift of a light guide plate according to claim 12,
A color misregistration correcting method for a light guide plate, wherein when the bucket width of the gradation data is equal to or larger than a predetermined width, the light source or the light receiving device for receiving the reproduced image is driven to move in the focus direction.
前記受光した再生画像の縦方向の横線が所望の本数ない場合は、前記光源または前記再生画像を受光する受光装置を前記入力画像または前記再生画像の縦方向に移動するように駆動し、
前記受光した再生画像の横方向の縦線が所望の本数ない場合は、前記光源または前記再生画像を受光する受光装置を前記入力画像または前記再生画像の横方向に移動するように駆動することを特徴とする導光板の色ずれ補正方法。 A method for correcting color misregistration for a light guide plate according to claim 10,
driving the light source or the light-receiving device for receiving the reproduced image so as to move in the vertical direction of the input image or the reproduced image when the number of horizontal lines in the vertical direction of the received reproduced image is less than the desired number;
driving the light source or the light-receiving device for receiving the reproduced image so as to move the input image or the reproduced image in the horizontal direction when the number of vertical lines in the horizontal direction of the received reproduced image is not a desired number; A method for correcting color shift of a light guide plate.
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