EP3020036A1 - Système et procédé de commande pour dispositif de génération d'images à balayage, dispositif de génération d'image et afficheur comprenant un tel système - Google Patents

Système et procédé de commande pour dispositif de génération d'images à balayage, dispositif de génération d'image et afficheur comprenant un tel système

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EP3020036A1
EP3020036A1 EP14745180.1A EP14745180A EP3020036A1 EP 3020036 A1 EP3020036 A1 EP 3020036A1 EP 14745180 A EP14745180 A EP 14745180A EP 3020036 A1 EP3020036 A1 EP 3020036A1
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EP
European Patent Office
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image
signals
generating
initial
scanning
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14745180.1A
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Inventor
Frédéric AUTRAN
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Valeo Comfort and Driving Assistance SAS
Original Assignee
Valeo Comfort and Driving Assistance SAS
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Filing date
Publication date
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    • H04N9/3185—Geometric adjustment, e.g. keystone or convergence
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    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance

Definitions

  • Control system and method for a scanning image generation device, an image generating device and a display comprising such a system
  • the invention relates to a system and a control method for a scanning image generating device.
  • the invention also relates to an image generation device and a display, in particular a head-up display, intended to equip a motor vehicle, comprising such a control system.
  • Such a head-up system comprises in known manner an image generation device, also called an imager, which produces an image on a real medium, and an optical system responsible for creating an image on a virtual medium outside the vehicle in the field of vision of the driver, from the image created on the real support.
  • the scanning image generation device generally comprises a laser source, a horizontal and vertical scanning actuator, a laser beam deflection mirror controlled by the actuator, and a semitransparent screen on which the image is formed. real.
  • a control system makes it possible, from any video source, to modulate the laser beams in real time and to synchronously drive the horizontal and vertical sweeps of the deflection mirror actuator to obtain an image of the resolution and the desired dimension.
  • the optical system comprises the windshield of the equipped vehicle rather than a semi-reflective blade, which is particularly the case of high-end vehicles so that all components of the display remain hidden
  • the defect is accentuated because of the asymmetry originating from the off-axis position of the projection system, the latter being in the axis of the driver, which itself is off-axis with respect to the axis of symmetry of the windscreen.
  • Figure 1 describes a head-up display, comprising an image generation device 1 and a control system 3 of said image generation device.
  • Said image generation device 1 comprises a light source 1 1, generating a light beam, a scanning generator 2 and a projection screen surface 13.
  • Said scanning generator enables said beam to scan said surface 13 so as to form the images projected by said display.
  • Said control system 3 controls said scanning generator 2.
  • the image to be projected 101 corresponds to a video signal, called initial signal.
  • said control device first estimates the number and the position of the pixels to be added to said image 101, as a function of the geometric distortion of the image to be corrected. It then calculates a video signal image 104 in which said pixels have been added to form a corrected image 104.
  • Said video signal is sent to the image generating device which conventionally allows the image 105 to be formed on the surface 13.
  • Said image 105 corresponds to the corrected image 04.
  • Said image 105 is in turn displayed according to the image 106, after transmission by the optical system of the display, here comprising the windshield 22.
  • Said image 106 appears correctly since it comprises inversely, the deformations applied by said optical system.
  • the main disadvantage of this method lies in the step of calculating the video signal corresponding to the corrected image 104.
  • the invention aims to overcome at least some of the disadvantages mentioned above.
  • the invention relates to a control system for a device for generating scanning images, in particular for a display, in particular a head-up display, intended to form, from a light beam, an image to be transmitted by a optical system, said control system comprising a scanning signal generating unit for causing a deviation of said beam so as to form said so-called output image of said image generating device.
  • said control system is configured so that said scanning signals comprise a correction component enabling said output image of said device to generating images to present a reverse deformation to that produced by said optical system.
  • a control system thus makes it possible to generate corrected signals, based on initial scanning signals, which compensate for the geometrical deformations of the image introduced by the optical system to which the scanning image generation device is intended. to be connected.
  • the corrected signals cause deformation of the image produced by the scanning image generation device so that this image, once transmitted and deformed by the optical system, returns to an undeformed appearance.
  • This deformation compensation is performed without resorting to calculating an intermediate image enriched in pixels, which preserves the computer and electrical resources of the system. It is also performed without additional optical means.
  • the geometric deformations of the image generated by an optical system being corrected, the image obtained has a uniform pixelation.
  • the system is configured to cause, for example, a variation of a sweep rate to accelerate or slow down the deflection of the beam at the locations necessary to achieve said reverse deformation.
  • said scanning signal generating unit comprises a scanning signal generation module, called initial signals, and a module for correcting said initial signals into signals, called corrected signals, adapted to causing a deviation of said light beam to form said output image of said image generating device.
  • the corrected signals are determined from the initial signals and predetermined correction functions.
  • the predetermined correction functions are independent of the content of the image and provide corrected signals only from the initial scanning signals and predetermined parameters. No knowledge of the image is necessary.
  • the functions depend solely on the optical system to which the scanning image generation device controlled by the control system according to the invention is connected. In other words, it is necessary to set the correction functions taking into account the use that is made of the control system according to the invention. For each optical system to which the control system of the scanning image generation device is to be connected, a parameterization of the correction functions must be performed.
  • these functions are predetermined by reversing by formal calculation the distortions of the image introduced by the optical system to which the scanning image generation device controlled by the control system according to the invention is intended to be connected.
  • the predetermined correction functions are functions of approximation of the optical laws of distortion of an image by the optical system to which said device for generating scanning images is intended to be connected.
  • correction functions can be implemented by digital means or by analog means or by a combination of digital and analog means.
  • the initial signal generation module comprises:
  • a module for generating an initial vertical scanning signal a module for generating an initial vertical scanning signal.
  • the initial signals are thus obtained from a video source and a module for extracting synchronization signals and vertical and horizontal signal generation modules.
  • the scanning image generating device forms the image by a horizontal scanning and a vertical scanning, these scans being synchronized by the synchronization signals provided by the synchronization signal extraction module. .
  • the scanning signal correction module comprises a module for generating a modulation, in particular amplitude, of the initial horizontal scanning signal, a function of a vertical position in said image, synchronized by said vertical synchronization signal for provide a corrected horizontal scan signal.
  • the horizontal correction function provides a horizontal position which depends on the horizontal and vertical position of the image before compensation and its own correction parameters.
  • the module for correcting scanning signals comprises a module for generating a modulation, in particular amplitude modulation, of the initial vertical scanning signal, a function of a horizontal position in said image, synchronized by said horizontal synchronization signal for provide a corrected vertical scan signal.
  • the vertical correction function provides a vertical position which depends on the horizontal and vertical position of the image before compensation and its own correction parameters.
  • Said control system advantageously comprises a parameterizable nonvolatile memory in which the correction functions are stored, in particular in the form of tables or parametric formulas.
  • the invention also relates to a generating device of images comprising a control system as described above.
  • said device comprises a scanning generator enabling said beam to scan a projection screen surface of said device, said control system driving said scanning generator,
  • said projection screen is a diffuser
  • said device comprises a light source generating said beam, in particular of the laser type,
  • said light source is controlled by said control system.
  • the invention also relates to a display, in particular a head-up display comprising an image generation device as described above.
  • Said display comprises the optical system introducing the geometric deformations of the image compensated by the control system.
  • the invention makes it possible to have a solution according to which a non-image is available. deformed, without having to directly project the beam from the source on the windshield.
  • the invention also relates to a method for controlling a scanning image generation device for forming, from a light beam, an image to be transmitted by an optical system, said method comprising a signal generation step scanning means for causing a deviation of said beam so as to form said so-called output image of said image generating device, said scanning signals comprising a correction component enabling said output image of said image generating device; to present an inverse deformation to that produced by said system optical.
  • a method according to the invention thus makes it possible to correct control signals intended for a device for generating scanning images so that the image produced by this scanning image generation device presents an inverse deformation to the deformation produced by the optical system to which the scanning image generation device is to be connected.
  • the resulting image at the output of the optical system no longer presents any optical deformation, the deformation generated by the optical system correcting the inverse deformation produced by the method according to the invention.
  • said step of generating scanning signals comprises a step of generating scanning signals, called initial signals, and a step of correcting said initial signals into signals, called corrected signals, adapted to causing a deviation of said light beam to form the output image of said image generating device.
  • said corrected signals are determined from said initial signals and predetermined correction functions.
  • said predetermined correction functions are functions of approximation of the optical laws of distortion of an image by said optical system.
  • the step of generating initial scanning signals comprises:
  • the step of correcting said initial signals in said corrected signals comprises a step of generating a modulation, in particular amplitude, of the horizontal scanning signal, a function of a vertical position in said image, synchronized by said signal vertical synchronization circuit for providing said corrected horizontal scanning signal.
  • the step of correcting said initial signals in said corrected signals comprises a step of generating a modulation, in particular amplitude of the vertical scanning signal, which is a function of a horizontal position in said image, synchronized by said synchronization signal. horizontal, to provide said corrected vertical scanning signal.
  • said method comprises a step of storing said correction functions in a parameterizable non-volatile memory.
  • FIG. 1 is a schematic view of a head-up display and a control system according to the state of the art
  • FIG. 2 is a schematic view of a head-up display and a control system according to an embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a functional block view of an exemplary embodiment of the control system according to FIG.
  • the invention as illustrated in Figure 2, the invention relates to a display, including head-up display, particularly for automobiles.
  • said display comprises an image generation device 1, intended to form, from a light beam, an image 105 to be transmitted by an optical system, to form an image 106.
  • Said optical system here comprises a windshield 22 of the vehicle, said image 106 formed by the display being positioned beyond the windshield.
  • Said display further comprises a control system 3 of said image generation device.
  • Said image generation device 1 comprises a light source 1 1, generating said light beam, a scanning generator 2 and a projection screen surface 13.
  • Said scanning generator enables said beam to scan said surface 3 so as to form the images projected by said display.
  • Said control system 3 controls said scanning generator 2.
  • the image to be projected 101 corresponds to a video signal, called initial signal.
  • said image generation device 1 here comprises a light source 1 1 generating said beam. It is advantageously a source of the laser type.
  • Said source 11 may comprise a plurality of laser diodes, in particular three, said source being configured to form the light beam, intended to be deflected by the scanning generator 2, by juxtaposing beams individually emitted by each of said diodes.
  • Said diodes emit a different color each, for example, a red, a green or a blue (RGB).
  • Said light source 1 1 is advantageously controlled by said control system 3 which determines the light power emitted by each diode. In this way, it is possible to determine the luminous intensity and / or the color of each pixel of the image.
  • the purpose of said scanning generator 2 is to move the light beam horizontally and vertically in order to scan at a predetermined frequency of the surface 13 to form the image 105.
  • Said scanning generator comprises, for example, a scanning mirror 14 controlled by an actuator 12 which receives the control signals supplied by the control system 3 according to the invention.
  • This mirror is for example a mirror with micro-electro-mechanical system (also known as "MEMS mirror") on which the light beam is reflected in a scanning beam.
  • MEMS mirror micro-electro-mechanical system
  • Such a mirror is able to rotate about two axes of rotation to perform a scan, the actuator driving the control signal for each of the axes.
  • the MEMS mirror can be replaced by two flat and movable mirrors, whose movements are associated. One of these mirrors can be dedicated to a scan along a horizontal axis while the other mirror can be dedicated to a scan along a vertical axis.
  • said projection screen 13 is a diffuser.
  • This is, in particular, a transparent screen complex structure for a projection by transparency. It can alternatively be translucent. It is made, for example, of glass, especially frosted, or polycarbonate.
  • the diffuser screen 13 is of the exit pupil type ("Exit Pupil Expander"). It allows to have an expanded observation cone. It extends in a plane traversed by the light beam, the image resulting from the scanning beam being formed in the plane of a face of the diffuser screen 13.
  • the diffuser screen receives the scanning beam and is arranged to cause a dispersion of this scanning beam according to an angular sector, for example, equal to 5 ° with respect to the direction of the scanning beam at the moment when it It strikes the diffuser screen 13.
  • a face of the diffuser screen is rough, in that it has asperities that cause the dispersion of the scanning beam.
  • the rough face corresponds to that by which the beam leaves the image generation device, that is to say the face on which the image 105 is formed.
  • Said control system 3 comprises a scanning signal generating unit 32, 46, intended to cause a deflection of said beam so as to form an image at the output of said image generation device 3.
  • Said signal generation unit sweeping 32 is here configured to deliver synchronously a horizontal scanning signal 45 and a vertical scanning signal 46.
  • Said control system 3 further comprises here a unit 31 for controlling the ignition of said laser diodes. Said units 31, 32 are synchronized.
  • said system in order to overcome the deformation provided by the optical system, in particular the windshield 22, said system is configured so that said scanning signals comprise a correction component, here symbolically introduced by the functional block 41, allowing said image 105 to present an inverse deformation to that produced by said optical system.
  • said image 106 projected by the display appears undeformed.
  • said scanning signal generation unit comprises, for example, a scan signal generation module, said initial signals, from an input signal 33, and a correction module of said initial signals. signals, said corrected signals, adapted to cause a deviation of said light beam so as to form an image, said compensated image at the output of said image generation device. Said compensated image corresponds to the image 105 having the inverse deformation to that produced by said optical system.
  • Said corrected signals are determined, for example, from said initial signals and predetermined correction functions.
  • correction functions can, in the general case, be expressed in the form:
  • the correction functions fX and fY can be obtained by inverting by formal calculation the optical laws of distortion of the image distorted as it would be displayed, without compensation. They can also be obtained by approximation of said optical distortion laws. It should be noted that, thanks to the invention, said functions are independent of the content of the image.
  • said initial signal generation module may comprise a module 51 for extracting vertical and horizontal synchronization signals from the input signal 33. Said extraction unit 51 also provides from said signal input 33 a video signal transmitted to said control unit 3. It further comprises a module 52 for generating an initial vertical scanning signal and a module 53 for generating an initial horizontal scanning signal, configured to use respectively the vertical and horizontal synchronization signals.
  • the scanning signal correction module comprises, for example, a module 61 for generating a modulation of the initial horizontal scanning signal.
  • Said initial signal is more precisely modulated according to a vertical position in said image synchronized by said vertical synchronization signal to provide a corrected horizontal scanning signal. It may be, for example, an amplitude modulation.
  • the scanning signal correction module further comprises a module 62 for generating a modulation of the initial vertical scanning signal.
  • Said initial signal is more precisely modulated according to a horizontal position in said synchronized image by said horizontal synchronization signal to provide a corrected vertical scanning signal. It may be, for example, an amplitude modulation.
  • Said synchronization signals are here also delivered to said control unit 31.
  • the desired compensation effect can be obtained by accelerating the horizontal scanning for certain value of the scanning vertical.
  • the scanning speed is increased in the lower part of the image which gives it its trapezoidal shape.
  • correction functions can be stored in the form of tables or formulas set in a non-volatile memory, which makes it possible to configure the same system for different vehicles or to adapt the control system to a windshield change. selecting the appropriate settings.

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Abstract

L'invention concerne un système de commande (3) pour dispositif de génération d'images (1 ) à balayage, notamment pour afficheur, en particulier afficheur tête haute, destiné à former, à partir d'un faisceau lumineux, une image (105) à transmettre par un système optique (22), ledit système de commande (3) comprenant une unité de génération de signaux de balayage, destinés à provoquer une déviation dudit faisceau de sorte à former ladite image (105) de sortie dudit dispositif de génération d'images (1), caractérisé en ce que ledit système de commande (3) est configuré pour que lesdits signaux de balayage comprennent une composante de correction permettant à ladite image (105) de présenter une déformation inverse à celle produite par ledit système optique (22).

Description

Système et procédé de commande pour dispositif de génération d'images à balayage, dispositif de génération d'images et afficheur comprenant un tel système
L'invention concerne un système et un procédé de commande pour dispositif de génération d'images à balayage. L'invention concerne également un dispositif de génération d'images et un afficheur, en particulier afficheur tête haute, destiné à équiper un véhicule automobile, comprenant un tel système de commande.
II est connu d'équiper un véhicule automobile avec un système d'affichage tête haute.
Un tel système tête haute comprend de manière connue un dispositif de génération d'images, encore appelé imageur, qui produit une image sur un support réel, et un système optique chargé de créer une image sur un support virtuel à l'extérieur du véhicule dans le champ de vision du conducteur, à partir de l'image créée sur le support réel. Le dispositif de génération d'images à balayage comprend en général une source laser, un actionneur de balayage horizontal et vertical, un miroir de déviation des faisceaux laser piloté par l'actionneur, et un écran semi- transparent sur lequel se forme l'image réelle. Un système de commande permet, à partir d'une source vidéo quelconque, de moduler en temps réel les faisceaux laser et de piloter en synchronisme les balayages horizontal et vertical de l'actionneur du miroir de déviation pour obtenir une image de la résolution et de la dimension voulues.
La structure du système optique, les contraintes pratiques sur sa géométrie et le fait que la liberté d'action sur la surface semi réfléchissante soit limitée font que l'image produite par un tel système subit des déformations géométriques (plus connue sous le terme d'anamorphisme) non linéaires importantes qui dégradent fortement la qualité d'image. Ce défaut, communément appelé « distorsion géométrique de l'image », doit être corrigé par un système de compensation. Ce défaut est d'autant plus gênant que les formats d'image utilisés sont importants. Par exemple, les distorsions deviennent inacceptables pour le confort de la lecture des informations projetées pour des formats du type 15°x3° (les mesures d'angle portant sur l'angle au sommet dans le triangle ayant pour sommet l'œil de l'utilisateur et pour base, respectivement, la largeur et la hauteur de l'image). De plus, lorsque le système optique comprend le pare-brise du véhicule équipé plutôt qu'une lame semi-réfléchissante, ce qui est en particulier le cas des véhicules haut de gamme afin que l'ensemble des composants de l'afficheur restent dissimulés, le défaut est accentué en raison de l'asymétrie provenant de la position désaxée du système de projection, ce dernier étant dans l'axe du conducteur, lui-même désaxé par rapport à l'axe de symétrie du pare-brise.
Différents systèmes de compensation ont été proposés. Il est par exemple connu de réaliser un traitement numérique en temps réel de l'image en incorporant dans le signal video une déformation inverse à celle produite par le système optique, en augmentant le nombre de pixels dans certaines zones. Mais cette solution a des faiblesses et limitations liées aux ressources informatiques importantes nécessaires aux calculs ainsi qu'à l'inhomogénéité de la pixellisation qui en résulte.
Une telle solution est schématisée à la figure 1 qui décrit un afficheur tête haute, comprenant un dispositif de génération d'images 1 et un système de commande 3 dudit dispositif de génération d'images.
Ledit dispositif de génération d'images 1 comprend une source lumineuse 1 1 , générant un faisceau lumineux, un générateur de balayage 2 et une surface 13 formant écran de projection. Ledit générateur de balayage permet audit faisceau de balayer ladite surface 13 de manière à former les images projetée par ledit afficheur. Ledit système de commande 3 pilote ledit générateur de balayage 2. L'image à projeter 101 correspond à un signal video, dit initial. Selon la solution de correction évoquée plus haut, ledit dispositif de commande évalue tout d'abord le nombre et la position des pixels à ajouter à ladite image 101 , en fonction de la distorsion géométrique de l'image à corriger. Il calcule alors un signal video l'image 104 dans lequel lesdits pixels ont été ajoutés pour former une image 104 corrigée. Ledit signal video est envoyé au dispositif de génération d'images qui, de façon classique, permet la formation de l'image 105 sur la surface 13. Ladite image 105 correspond à l'image 04 corrigée. Ladite image 105 est à son tour affichée selon l'image 106, après transmission par le système optique de l'afficheur, comprenant ici le pare-brise 22. Ladite image 106 apparaît de façon correcte puisqu'elle comprend de façon inverse, les déformations appliquées par ledit système optique.
Cela étant, comme indiqué plus haut, le principal inconvénient de cette méthode réside dans l'étape de calcul du signal video correspondant à l'image corrigée 104.
D'autres solutions proposent d'ajouter des éléments optiques tels que des miroirs ou des lentilles, ou bien des compensations holographiques qui nécessitent des processus lourds de traitement d'images.
L'invention vise à pallier au moins certains des inconvénients mentionnés plus haut.
Pour ce faire, l'invention concerne un système de commande pour dispositif de génération d'images à balayage, notamment pour afficheur, en particulier afficheur tête haute, destiné à former, à partir d'un faisceau lumineux, une image à transmettre par un système optique, ledit système de commande comprenant une unité de génération de signaux de balayage, destinés à provoquer une déviation dudit faisceau de sorte à former ladite image, dite de sortie dudit dispositif de génération d'images.
Selon l'invention, ledit système de commande est configuré pour que lesdits signaux de balayage comprennent une composante de correction permettant à ladite image de sortie dudit dispositif de génération d'images de présenter une déformation inverse à celle produite par ledit système optique.
Un système de commande selon l'invention permet donc de générer des signaux corrigés, à partir de signaux initiaux de balayage, qui compensent les déformations géométriques de l'image introduites par le système optique auquel le dispositif de génération d'images à balayage est destiné à être relié. En d'autres termes, les signaux corrigés entraînent une déformation de l'image produite par le dispositif de génération d'images à balayage de telle sorte que cette image, une fois transmise et déformée par le système optique, retrouve un aspect non déformé. Cette compensation de déformation est réalisée sans avoir recours au calcul d'une image intermédiaire enrichie en pixels, ce qui préserve les ressources informatiques et électriques du système. Elle est également réalisée sans moyens optiques supplémentaires.
Les déformations géométriques de l'image générées par un système optique étant corrigées, l'image obtenue présente une pixellisation uniforme.
Ledit système est configuré pour provoquer, par exemple, une variation d'une vitesse de balayage permettant d'accélérer ou de ralentir la déviation du faisceau aux endroits nécessaires pour obtenir ladite déformation inverse.
Selon un mode de réalisation de l'invention, ladite unité de génération de signaux de balayage comprend un module de génération de signaux de balayage, dit signaux initiaux, et un module de correction desdits signaux initiaux en des signaux, dits signaux corrigés, adaptés pour provoquer une déviation dudit faisceau lumineux de sorte à former ladite image de sortie dudit dispositif de génération d'images.
Avantageusement, les signaux corrigés sont déterminés à partir des signaux initiaux et de fonctions prédéterminées de correction.
Les fonctions prédéterminées de correction sont indépendantes du contenu de l'image et permettent de fournir des signaux corrigés uniquement à partir des signaux initiaux de balayage et de paramètres prédéterminées. Aucune connaissance sur l'image n'est nécessaire.
Les fonctions dépendent uniquement du système optique auquel le dispositif de génération d'images à balayage piloté par le système de commande selon l'invention est relié. Autrement dit, il faut paramétrer les fonctions de correction en prenant en compte l'utilisation qui est faite du système de commande selon l'invention. Pour chaque système optique auquel le système de commande du dispositif de génération d'images à balayage est destiné à être relié, une paramétrisation des fonctions de correction doit être effectuée.
Selon une variante de l'invention, ces fonctions sont prédéterminées en inversant par calcul formel les distorsions de l'image introduites par le système optique auquel le dispositif de génération d'images à balayage piloté par le système de commande selon l'invention est destiné à être relié.
Selon une autre variante avantageuse de l'invention, les fonctions prédéterminées de correction sont des fonctions d'approximation des lois optiques de distorsion d'une image par le système optique auquel ledit dispositif de génération d'images à balayage est destiné à être relié.
Ces fonctions de correction peuvent être mises en œuvre par des moyens numériques ou par des moyens analogiques ou par une combinaison de moyens numériques et analogiques.
Avantageusement, le module de génération de signaux initiaux comprend :
- un module d'extraction de signaux de synchronisation verticale et horizontale,
- un module de génération d'un signal initial de balayage horizontal,
- un module de génération d'un signal initial de balayage vertical.
Les signaux initiaux sont donc obtenus à partir d'une source vidéo et d'un module d'extraction des signaux de synchronisation et de modules de génération de signaux vertical et horizontal. Selon cet aspect de l'invention, le dispositif de génération d'images à balayage forme l'image par un balayage horizontal et un balayage vertical, ces balayages étant synchronisés par les signaux de synchronisation fournis par le module d'extraction de signaux de synchronisation.
Avantageusement, le module de correction des signaux de balayage comprend un module de génération d'une modulation, notamment d'amplitude, du signal initial de balayage horizontal, fonction d'une position verticale dans ladite image, synchronisée par ledit signal de synchronisation verticale pour fournir un signal corrigé de balayage horizontal.
Selon cet aspect de l'invention, la fonction de correction horizontale fournit une position horizontale qui dépend de la position horizontale et verticale de l'image avant compensation et de ses propres paramètres de correction.
Avantageusement, le module de correction des signaux de balayage comprend un module de génération d'une modulation, notamment d'amplitude, du signal initial de balayage vertical, fonction d'une position horizontale dans ladite image, synchronisée par ledit signal de synchronisation horizontale pour fournir un signal corrigé de balayage vertical.
Selon cet aspect de l'invention, la fonction de correction verticale fournit une position verticale qui dépend de la position horizontale et verticale de l'image avant compensation et de ses propres paramètres de correction.
Ledit système de commande comprend avantageusement une mémoire non volatile paramétrable dans laquelle les fonctions de correction sont mémorisées, notamment sous forme de tables ou de formules paramétrées.
L'invention concerne également un dispositif de génération d'images comprenant un système de commande tel que décrit plus haut.
Selon différentes caractéristiques dudit dispositif de génération d'image qui pourront être prises ensemble ou séparément :
- ledit dispositif comprend un générateur de balayage permettant audit faisceau de balayer une surface formant écran de projection dudit dispositif, ledit système de commande pilotant ledit générateur de balayage,
- ledit écran de projection est un diffuseur,
- ledit dispositif comprend une source lumineuse générant ledit faisceau, notamment du type laser,
- ladite source lumineuse est pilotée par ledit système de commande.
L'invention concerne encore un afficheur, notamment un afficheur tête haute comprenant un dispositif de génération d'images tel que décrit plus haut.. Ledit afficheur comprend le système optique introduisant les déformations géométriques de l'image compensées par le système de commande.
Dans le cas d'un afficheur tête haute pour véhicule automobile utilisant un générateur d'images à source lumineuse du type laser, il est à noter que l'invention permet de disposer d'une solution selon laquelle on dispose d'une image non-déformée, sans avoir à projeter directement le faisceau issue de la source sur le pare-brise.
L'invention concerne encore un procédé de commande d'un dispositif de génération d'images à balayage destiné à former, à partir d'un faisceau lumineux, une image à transmettre par un système optique, ledit procédé comprenant une étape de génération de signaux de balayage, destinés à provoquer une déviation dudit faisceau de sorte à former ladite image, dite de sortie dudit dispositif de génération d'images, lesdits signaux de balayage comprenant une composante de correction permettant à ladite image de sortie dudit dispositif de génération d'images de présenter une déformation inverse à celle produite par ledit système optique.
Un procédé selon l'invention permet donc de corriger des signaux de commande destinés à un dispositif de génération d'images à balayage pour que l'image produite par ce dispositif de génération d'images à balayage présente une déformation inverse à la déformation produite par le système optique auquel le dispositif de génération d'images à balayage est destiné à être relié. Ainsi, l'image résultante à la sortie du système optique ne présente plus aucune déformation optique, la déformation générée par le système optique corrigeant la déformation inverse produite par le procédé selon l'invention.
On provoque, par exemple, une variation d'une vitesse de balayage permettant d'accélérer ou de ralentir la déviation du faisceau aux endroits nécessaires pour obtenir ladite déformation inverse.
Selon un mode de réalisation de l'invention, ladite étape de génération de signaux de balayage comprend une étape de génération de signaux de balayage, dit signaux initiaux, et une étape de correction desdits signaux initiaux en des signaux, dits signaux corrigés, adaptés pour provoquer une déviation dudit faisceau lumineux de sorte à former l'image de sortie dudit dispositif de génération d'images.
Avantageusement, lesdits signaux corrigés sont déterminés à partir desdits signaux initiaux et de fonctions prédéterminées de correction.
Avantageusement, lesdites fonctions prédéterminées de correction sont des fonctions d'approximation des lois optiques de distorsion d'une image par ledit système optique.
Avantageusement, l'étape de génération de signaux initiaux de balayage comprend :
- une étape d'extraction de signaux de synchronisation horizontale et verticale,
- une étape de génération d'un signal initial de balayage horizontal,
- une étape de génération d'un signal initial de balayage vertical.
Avantageusement, l'étape de correction desdits signaux initiaux en les dits signaux corrigés comprend une étape de génération d'une modulation, notamment d'amplitude, du signal de balayage horizontal, fonction d'une position verticale dans ladite image, synchronisée par ledit signal de synchronisation verticale pour fournir ledit signal corrigé de balayage horizontal.
Avantageusement, l'étape de correction desdits signaux initiaux en lesdits signaux corrigés comprend une étape de génération d'une modulation, notamment d'amplitude du signal de balayage vertical, fonction d'une position horizontale dans ladite image, synchronisée par ledit signal de synchronisation horizontale, pour fournir ledit signal corrigé de balayage vertical.
Avantageusement, ledit procédé comprend une étape de mémorisation desdites fonctions de correction dans une mémoire non volatile paramétrable.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre uniquement non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles :
- la figure 1 est une vue schématique d'un afficheur tête haute et d'un système de commande selon l'état de l'art,
- la figure 2 est une vue schématique d'un afficheur tête haute et d'un système de commande selon un l'invention, - la figure 3 est une vue en blocs fonctionnelles d'un exemple de réalisation du système de commande selon l'invention, Comme illustré à la figure 2, l'invention concerne un afficheur, notamment afficheur tête haute, en particulier pour automobile.
Comme déjà mention plus haut en relation avec l'état de l'art, ledit afficheur comprend un dispositif de génération d'images 1 , destiné à former, à partir d'un faisceau lumineux, une image 105 à transmettre par un système optique, pour former une image 106. Ledit système optique comprend ici un pare-brise 22 du véhicule, ladite image 106 formée par l'afficheur étant positionnée au-delà du pare-brise. Ledit afficheur comprend en outre un système de commande 3 dudit dispositif de génération d'images .
Ledit dispositif de génération d'images 1 comprend une source lumineuse 1 1 , générant ledit faisceau lumineux, un générateur de balayage 2 et une surface 13 formant écran de projection. Ledit générateur de balayage permet audit faisceau de balayer ladite surface 3 de manière à former les images projetée par ledit afficheur. Ledit système de commande 3 pilote ledit générateur de balayage 2. L'image à projeter 101 correspond à un signal video, dit initial.
Selon l'invention, ledit dispositif de génération d'images 1 comprend ici une source lumineuse 1 1 générant ledit faisceau. Il s'agit avantageusement d'une source de type laser. Ladite source 1 1 pourra comprendre une pluralité de diodes laser, notamment trois, ladite source étant configurée pour former le faisceau lumineux, destiné à être dévié par le générateur de balayage 2, par juxtaposition des faisceaux individuellement émis par chacune desdites diodes. Lesdites diodes émettent une couleur différente chacune, par exemple, un rouge, un vert ou un bleu (RVB). Ladite source lumineuse 1 1 est avantageusement pilotée par ledit système de commande 3 qui détermine la puissance lumineuse émise par chaque diode. On peut de la sorte déterminer l'intensité lumineuse et/ou la couleur de chaque pixel de l'image.
Ledit générateur de balayage 2 a ici pour fonction de déplacer horizontalement et verticalement le faisceau lumineux en vue de réaliser un balayage selon une fréquence prédéterminé de la surface 13 pour former l'image 105.
Ledit générateur de balayage comprend, par exemple, un miroir à balayage 14 piloté par un actionneur 12 qui reçoit les signaux de commande fournis par le système de commande 3 selon l'invention. Ce miroir est par exemple un miroir à système micro-électro-mécanique (aussi connu sous le nom de « miroir MEMS ») sur lequel le faisceau lumineux se réfléchi en un faisceau de balayage. Un tel miroir est apte à tourner autour de deux axes de rotation pour réaliser un balayage, l'actionneur pilotant le signal de commande pour chacun des axes. Alternativement, le miroir MEMS peut être remplacé par deux miroirs plans et déplaçables, dont les mouvements sont associés. L'un de ces miroirs peut être dédié à un balayage selon un axe horizontal alors que l'autre miroir peut être dédié à un balayage selon un axe vertical.
Avantageusement, ledit écran de projection 13 est un diffuseur. Il s'agit, notamment, d'un écran transparent à structure complexe pour une projection par transparence. Il pourra alternativement être translucide. Il est réalisé, par exemple, en verre, notamment dépoli, ou en polycarbonate. A titre d'exemple, l'écran diffuseur 13 est du type à pupille de sortie (« Exit Pupil Expander »). Il permet de disposer d'un cône d'observation élargi. Il s'étend dans un plan traversé par le faisceau lumineux, I'image105 résultant du faisceau de balayage étant formée dans le plan d'une face de l'écran diffuseur 13.
Autrement dit, l'écran diffuseur reçoit le faisceau de balayage et il est agencé pour provoquer une dispersion de ce faisceau de balayage selon un secteur angulaire, par exemple, égal à 5° par rapport à la direction du faisceau de balayage au moment où il vient frapper l'écran diffuseur 13. Pour ce faire, selon un exemple non limitatif, une face de l'écran diffuseur est rugueuse, en ce sens qu'elle comporte des aspérités qui provoquent la dispersion du faisceau de balayage. La face rugueuse correspond à celle par laquelle le faisceau sort du dispositif de génération d'images, c'est-à- dire la face sur laquelle l'image 105 se forme.
Ledit système de commande 3 comprend une unité 32 de génération de signaux de balayage 45, 46, destinés à provoquer une déviation dudit faisceau de sorte à former une image à la sortie dudit dispositif de génération d'images 3. Ladite unité de génération de signaux à balayage 32 est ici configurée pour délivrer de manière synchronisée un signal de balayage horizontal 45 et un signal de balayage vertical 46. Ledit système de commande 3 comprend en outre ici une unité 31 de pilotage de l'allumage desdites diodes laser. Lesdites unités 31 , 32 sont synchronisées.
Selon l'invention, afin de pallier la déformation apportée par le système optique, en particulier le pare-brise 22, ledit système est configurée pour que lesdits signaux de balayage comprennent une composante de correction, ici symboliquement introduite par le bloc fonctionnelle 41 , permettant à ladite image 105 de présenter une déformation inverse à celle produite par ledit système optique. Ainsi, l'image 106 projetée par l'afficheur apparaît non déformée.
Comme développé plus loin, ladite unité de génération de signaux de balayage comprend, par exemple, un module de génération de signaux de balayage, dit signaux initiaux, à partir d'un signal d'entrée 33, et un module de correction desdits signaux initiaux en des signaux, dits signaux corrigés, adaptés pour provoquer une déviation dudit faisceau lumineux de sorte à former une image, dite image compensée, à la sortie dudit dispositif de génération d'images. Ladite image compensée correspond à l'image 105 présentant la déformation inverse à celle produite par ledit système optique.
Lesdits signaux corrigés sont déterminés, par exemple, à partir desdits signaux initiaux et de fonctions prédéterminées de correction.
Les fonctions de corrections peuvent, dans le cas général, s'exprimer sous la forme :
- pour le balayage horizontal : X = fX(x,y)
- pour le balayage vertical : Y = fY(x,y),
(x,y) étant les coordonnées de l'image initiale 101 et (X,Y) les coordonnées de l'image compensée 05.
Les fonctions de correction fX et fY peuvent être obtenue en inversant par calcul formel les lois optiques de distorsion de l'image déformée telle qu'elle serait affichée, sans compensation. Elles pourront aussi être obtenues par approximation desdites lois optiques de distorsion. Il est à noter que, grâce à l'invention, lesdites fonctions sont indépendantes du contenu de l'image.
Comme illustré à la figure 3, ledit module de génération de signaux initiaux pourra comprendre un module 51 d'extraction de signaux de synchronisation verticale et horizontale à partir du signal d'entrée 33. Ladite unité d'extraction 51 fournit également à partir dudit signal d'entrée 33 un signal video transmis à ladite unité de pilotage 3 . Elle comprend en outre un module 52 de génération d'un signal initial de balayage vertical et un module 53 de génération d'un signal initial de balayage horizontal, configurés pour utiliser respectivement les signaux de synchronisation verticale et horizontale.
Ledit module de correction des signaux de balayage comprend, par exemple, un module 61 de génération d'une modulation du signal initial de balayage horizontal. Ledit signal initial est plus précisément modulé en fonction d'une position verticale dans ladite image synchronisée par ledit signal de synchronisation verticale pour fournir un signal corrigé de balayage horizontal. Il pourra s'agir, par exemple, d'une modulation d'amplitude.
Ledit module de correction des signaux de balayage comprend en outre un module 62 de génération d'une modulation du signal initial de balayage vertical. Ledit signal initial est plus précisément modulé en fonction d'une position horizontale dans ladite image synchronisée par ledit signal de synchronisation horizontale pour fournir un signal corrigé de balayage vertical. Il pourra s'agir, par exemple, d'une modulation d'amplitude.
Lesdits signaux de synchronisation sont ici également délivrés à ladite unité de pilotage 31 .
A titre d'exemple, on pourra obtenir l'effet de compensation souhaité en accélérant le balayage horizontal pour certaine valeur du balayage vertical. Typiquement, dans le cas illustré, la vitesse de balayage est augmentée dans la partie basse de l'image ce qui lui donne sa forme de trapèze.
Par ailleurs, les fonctions de correction pourront être mémorisées sous forme de tables ou de formule paramétrées dans une mémoire non volatile ce qui permet de configurer le même système pour différents véhicules ou d'adapter le système de commande à un changement de pare-brise en sélectionnant les paramètres adéquats.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de commande (3) pour dispositif de génération d'images (1 ) à balayage, notamment pour afficheur, en particulier afficheur tête haute, destiné à former, à partir d'un faisceau lumineux, une image (105) à transmettre par un système optique (22), ledit système de commande (3) comprenant une unité de génération de signaux de balayage, destinés à provoquer une déviation dudit faisceau de sorte à former ladite image ( 05), dite de sortie dudit dispositif de génération d'images (1 ), caractérisé en ce que ledit système de commande (3) est configuré pour que lesdits signaux de balayage comprennent une composante de correction permettant à ladite image (105) de -sortie dudit dispositif de génération d'images (1 ) de présenter une déformation inverse à celle produite par ledit système optique (22).
2. Système selon la revendication 1 dans lequel ladite unité de génération de signaux de balayage comprend un module de génération de signaux de balayage, dit signaux initiaux, et un module de correction desdits signaux initiaux en des signaux, dits signaux corrigés, adaptés pour provoquer une déviation dudit faisceau lumineux de sorte à former ladite image (105) de sortie dudit dispositif de génération d'images (1 ).
3. Système de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits signaux corrigés sont déterminés à partir desdits signaux initiaux et de fonctions prédéterminées de correction.
4. Système de commande selon la revendication 3 comprenant une mémoire non volatile paramétrable dans laquelle sont mémorisées lesdites fonctions de correction.
5. Système de commande selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que lesdites fonctions prédéterminées de correction sont des fonctions d'approximation des lois optiques de distorsion d'une image par ledit système optique (22) auquel ledit dispositif de génération d'images (1 ) est destiné à être relié.
6. Système de commande selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ledit module de génération de signaux initiaux comprend :
un module (51 ) d'extraction de signaux de synchronisation verticale et horizontale,
un module de génération (53) d'un signal initial de balayage horizontal,
un module de génération (52) d'un signal initial de balayage vertical.
7. Système de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit module de correction des signaux de balayage comprend un module (62) de génération d'une modulation du signal initial de balayage horizontal, fonction d'une position verticale dans ladite image synchronisée par ledit signal de synchronisation verticale pour fournir un signal corrigé de balayage horizontal.
8. Système de commande selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que ledit module de correction des signaux de balayage comprend un module (61 ) de génération d'une modulation du signal initial de balayage vertical, fonction d'une position horizontale dans ladite image synchronisée par ledit signal de synchronisation horizontale pour fournir un signal corrigé de balayage vertical.
9. Dispositif de génération d'images comprenant un système de commande (3) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
10. Dispositif selon la revendication 9 comprenant un générateur de balayage (2) permettant audit faisceau de balayer une surface (13) formant écran de projection dudit dispositif (1 ), ledit système de commande (3) pilotant ledit générateur de balayage (2).
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 ou 1 dans lequel ledit écran de projection (13) est un diffuseur.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 1 1 comprenant une source lumineuse (1 1 ) générant ledit faisceau.
13. Dispositif selon la revendication 12 dans lequel ladite source lumineuse est du type laser.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13 dans lequel ladite source lumineuse (1 1 ) est pilotée par ledit système de commande (3).
15. Afficheur, notamment afficheur tête haute, comprenant un dispositif de génération d'images selon l'une des revendications 9 à 14.
16. Procédé de commande d'un dispositif (1) de génération d'images à balayage destiné à former, à partir d'un faisceau lumineux, une image (105) à transmettre par un système optique (22), ledit procédé comprenant une étape de génération de signaux de balayage, destinés à provoquer une déviation dudit faisceau de sorte à former ladite image (105), dite de sortie dudit dispositif de génération d'images (1 ), lesdits signaux de balayage comprenant une composante de correction permettant à ladite image (105) de sortie dudit dispositif de génération d'images (1) de présenter une déformation inverse à celle produite par ledit système optique.
17. Procédé selon la revendication 16 dans lequel ladite étape de génération de signaux de balayage comprend une étape de génération de signaux de balayage, dit signaux initiaux, et une étape de correction desdits signaux initiaux en des signaux, dits signaux corrigés, adaptés pour provoquer une déviation dudit faisceau lumineux de sorte à former ladite image (105) de sortie dudit dispositif de génération d'images (1 ).
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que lesdits signaux corrigés sont déterminés à partir desdits signaux initiaux et de fonctions prédéterminées de correction.
19. Procédé selon la revendication 18 comprenant une étape de mémorisation desdites fonctions de correction dans une mémoire non volatile paramétrable.
20. Procédé selon l'une quelconques des revendications 18 ou 19, caractérisé en ce que lesdites fonctions prédéterminées de correction sont des fonctions d'approximation des lois optiques de distorsion d'une image par ledit système optique (22).
21. Procédé selon l'une des revendications 17 à 20, caractérisé en ce que ladite étape de génération de signaux initiaux de balayage comprend :
une étape d'extraction de signaux de synchronisation horizontale et verticale,
une étape de génération d'un signal initial de balayage horizontal,
une étape de génération d'un signal initial de balayage vertical.
22. Procédé selon la revendication 21 , caractérisé en ce que ladite étape de correction desdits signaux initiaux en les dits signaux corrigés comprend une étape de génération d'une modulation du signal de balayage horizontal, fonction d'une position verticale dans ladite image, synchronisée par ledit signal de synchronisation verticale pour fournir ledit signal corrigé de balayage horizontal.
23. Procédé selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce que ladite étape de correction desdits signaux initiaux en lesdits signaux corrigés comprend une étape de génération d'une modulation du signal de balayage vertical, fonction d'une position horizontale dans ladite image, synchronisée par ledit signal de synchronisation horizontale, pour fournir ledit signal corrigé de balayage vertical.
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