對(duì)機(jī)動(dòng)車輛裝配平視顯示系統(tǒng)是已知的一種實(shí)際操作。

如已知的，在平時(shí)系統(tǒng)包括影像產(chǎn)生裝置，其也稱為成像器，其在實(shí)際的載體上產(chǎn)生影像，且該系統(tǒng)包括光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)用于根據(jù)實(shí)際載體上形成的影像而在司機(jī)視野內(nèi)的車輛外虛擬載體上形成影像。掃描影像產(chǎn)生裝置通常包括激光源、水平和垂直掃描促動(dòng)器、被促動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的用于偏轉(zhuǎn)激光束的反射鏡、和用于讓真實(shí)影像形成于其上的半透明屏?？刂葡到y(tǒng)可從任何視頻源實(shí)時(shí)地調(diào)制激光束和同步地驅(qū)動(dòng)偏轉(zhuǎn)鏡的促動(dòng)器的水平和垂直掃描，以獲得期望分辨率和尺寸的影像。

光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、其幾何結(jié)構(gòu)的實(shí)際限制條件和半反射表面上的動(dòng)作自由度受限的事實(shí)意味著，通過這種系統(tǒng)產(chǎn)生的影像經(jīng)歷顯著的非線性幾何變形(通過術(shù)語(yǔ)“合成變質(zhì)(term anamorphism)”可更好地理解)，該幾何變形會(huì)極大地使得影像質(zhì)量變差。被通常稱為“幾何影像變形”的該缺陷必須通過補(bǔ)償系統(tǒng)修正。該缺陷在所用的影像格式很大時(shí)會(huì)變得非常不利。例如，對(duì)于以15°×3°(該角度測(cè)量值與一三角形中的頂點(diǎn)角度相關(guān)，分別地，該三角形的頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)于用戶的眼睛，而且底邊對(duì)應(yīng)于影像的寬度和高度)類型的格式所投射的信息的讀取順暢方面，該扭曲會(huì)變得不可接受。進(jìn)而，在光學(xué)系統(tǒng)包括配備了其的車輛的風(fēng)擋而不是半反射板(高端部的車輛的情況下尤其會(huì)存在這種情況)以便顯示器的所有部件保持隱藏時(shí)，該缺陷會(huì)加重，這是因?yàn)榇嬖趶耐渡湎到y(tǒng)的偏心位置造成的不對(duì)稱性，該投射系統(tǒng)位于司機(jī)軸線上，他或她相對(duì)于風(fēng)擋的對(duì)稱軸線偏心。

已經(jīng)開發(fā)出不同的補(bǔ)償系統(tǒng)。例如已知的實(shí)際情況是，通過在視頻信號(hào)中合并與光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的變形相反(reverse)的變形并通過增加某些區(qū)域中 的像素?cái)?shù)量來執(zhí)行實(shí)時(shí)數(shù)字處理。然而，這種方案具有的缺陷和限制是，對(duì)于計(jì)算來說必須要有大量的計(jì)算資源，和由此造成的實(shí)體動(dòng)畫(pixilation)的不一致性。

這種方案示意性地在圖1中示出，其描述了一種平視顯示器，其包括影像產(chǎn)生裝置1和用于所述影像產(chǎn)生裝置的控制系統(tǒng)3。

所述影像產(chǎn)生裝置1包括產(chǎn)生光束的光源11、掃描產(chǎn)生器2和投射屏成形表面13。所述掃描產(chǎn)生器允許所述光束掃描所述表面13，以便形成通過所述顯示器投射的影像。所述控制系統(tǒng)3驅(qū)動(dòng)所述掃描產(chǎn)生器2。要被投射的影像101對(duì)應(yīng)于所謂的初始視頻信號(hào)。

根據(jù)如上所述的修正方案，所述控制裝置首先根據(jù)要被修正的影像的幾何變形來評(píng)估要添加到所述影像101的像素的數(shù)量和位置。其隨后計(jì)算影像104中的視頻信號(hào)，該影像中所述像素已經(jīng)被添加，以形成修正影像104。所述視頻信號(hào)被發(fā)送到影像產(chǎn)生裝置，所述影像產(chǎn)生裝置通?？梢栽诒砻?3上形成影像105。所述影像105對(duì)應(yīng)于修正影像104。在通過顯示器的光學(xué)系統(tǒng)傳遞之后，又根據(jù)影像106顯示所述影像105，該光學(xué)系統(tǒng)包括風(fēng)擋22。所述影像106的顯現(xiàn)是正確的，因?yàn)槠湟韵喾捶绞桨ㄍㄟ^所述光學(xué)系統(tǒng)施加的變形。

如上所示的該方法的主要缺陷存在于計(jì)算對(duì)應(yīng)于修正影像104的視頻信號(hào)的步驟。

其他方案目的是添加例如反射鏡或透鏡這樣的光學(xué)元件或添加全息補(bǔ)償，其要求大量影像處理過程。

本發(fā)明目的是緩解至少一些上述缺陷。

為此，本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生掃描影像的裝置的控制系統(tǒng)，尤其是顯示器，具體是平視顯示器，其用于從光束形成要被光學(xué)系統(tǒng)傳遞的影像，所述控制系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生掃描信號(hào)的單元，用于引起所述光束的偏轉(zhuǎn)，以便形成所述影像產(chǎn)生裝置的被稱為輸出影像的所述影像。

根據(jù)本發(fā)明，所述控制系統(tǒng)配置為用于所述掃描信號(hào)，以包括修正部分，允許所述影像產(chǎn)生裝置的所述輸出影像呈現(xiàn)與通過所述光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的變形相反的變形。

根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)因此可以從初始掃描信號(hào)產(chǎn)生修正信號(hào)，其對(duì)通過光學(xué)系統(tǒng)引入的影像的幾何變形進(jìn)行補(bǔ)償，掃描影像產(chǎn)生裝置目的是聯(lián)接 到該光學(xué)系統(tǒng)。換句話說，修正信號(hào)導(dǎo)致通過掃描影像產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的影像變形，使得該影像一旦被傳遞且被光學(xué)系統(tǒng)變形就能恢復(fù)到未變形的樣子。進(jìn)行對(duì)變形的這種補(bǔ)償，而不需要對(duì)帶有增加像素的中間影像的計(jì)算資源，這節(jié)省了系統(tǒng)的計(jì)算和電資源。在沒有額外光學(xué)器件的情況下進(jìn)行這種補(bǔ)償。

因?yàn)橥ㄟ^光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的影像的幾何變形被修正，所以獲得的影像呈現(xiàn)一致的實(shí)體動(dòng)畫。

所述系統(tǒng)配置為例如引起掃描速度的變化，使得可以在必要的點(diǎn)對(duì)光束的偏轉(zhuǎn)加速或減速，以獲得所述相反變形。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，·所述掃描信號(hào)產(chǎn)生單元包括用于產(chǎn)生被稱為初始信號(hào)的掃描信號(hào)的模塊和用于將所述初始信號(hào)修正為被稱為修正信號(hào)的信號(hào)的模塊，以適用于引起所述光束的偏轉(zhuǎn)，以便形成所述影像產(chǎn)生裝置的所述輸出影像。

有利地，·從初始信號(hào)和預(yù)定修正函數(shù)確定修正信號(hào)。

預(yù)定修正函數(shù)獨(dú)立于影像的內(nèi)容且可以僅從初始掃描信號(hào)和預(yù)定參數(shù)供應(yīng)修正信號(hào)。不需要得知影像是什么。

功能僅取決于光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)與被根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的掃描影像產(chǎn)生裝置相連。換句話說，必須考慮根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)的使用來對(duì)修正函數(shù)進(jìn)行參數(shù)化。對(duì)于掃描影像產(chǎn)生裝置的控制系統(tǒng)要聯(lián)接的每一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，必須執(zhí)行修正函數(shù)的參數(shù)化。

根據(jù)本發(fā)明的變化例，通過按正式計(jì)算將通過光學(xué)系統(tǒng)引入的影像變形進(jìn)行相反推演而預(yù)先確定這些功能，被根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的掃描影像產(chǎn)生裝置目的是聯(lián)接到該光學(xué)系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的另一有利的變化例，預(yù)定的修正函數(shù)用于對(duì)通過光學(xué)系統(tǒng)造成的影像變形的光學(xué)法規(guī)進(jìn)行近似，所述掃描影像產(chǎn)生裝置目的是聯(lián)接到該光學(xué)系統(tǒng)。

這些修正函數(shù)可通過數(shù)字方式或通過模擬方式或通過數(shù)字和模擬方式的組合來實(shí)施。

有利地，用于產(chǎn)生初始信號(hào)的模塊包括：

用于提取垂直和水平同步信號(hào)的模塊，

用于產(chǎn)生初始水平掃描信號(hào)的模塊，

用于產(chǎn)生初始垂直掃描信號(hào)的模塊。

初始信號(hào)因此從視頻源和用于提取同步信號(hào)模塊和用于產(chǎn)生垂直和水平信號(hào)的模塊獲得。根據(jù)本發(fā)明的該方面，掃描影像產(chǎn)生裝置通過水平掃描和垂直掃描形成影像，這些掃描被同步信號(hào)同步，所述同步信號(hào)通過用于提取同步信號(hào)的模塊提供。

有利地，用于修正掃描信號(hào)的模塊包括用于產(chǎn)生初始水平掃描信號(hào)調(diào)制的模塊，該信號(hào)是所述影像中垂直位置的函數(shù)，通過所述垂直同步信號(hào)所同步，以提供經(jīng)修正的水平掃描信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明的該方面，水平修正功能提供水平位置，這取決于在補(bǔ)償之前的影像的水平和垂直位置和其自己的修正參數(shù)。

有利地，用于修正掃描信號(hào)的模塊包括用于產(chǎn)生初始垂直掃描信號(hào)調(diào)制的模塊，該信號(hào)是所述影像中水平位置的函數(shù)，通過所述水平同步信號(hào)所同步，以提供經(jīng)修正的垂直掃描信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明的該方面，垂直修正功能提供垂直位置，這取決于在補(bǔ)償之前的影像的水平和垂直位置和其自己的修正參數(shù)。

所述控制系統(tǒng)有利地包括可參數(shù)化的非易失存儲(chǔ)器，其中存儲(chǔ)了修正函數(shù)，尤其是表格或參數(shù)化公式的形式。

本發(fā)明還涉及包括如上所述控制系統(tǒng)的影像產(chǎn)生裝置。

根據(jù)所述影像產(chǎn)生裝置的不同特征，可以一起或分開地包括：

-所述裝置包括掃描產(chǎn)生器，允許所述光束掃描所述裝置的投射屏形成表面，所述控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)所述掃描產(chǎn)生器，

-所述投射屏是散光器，

-所述裝置包括產(chǎn)生所述光束的光源，優(yōu)選是激光類型的，

-所述光源被所述控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。

本發(fā)明還涉及顯示器，尤其是平視顯示器，包括如上所述的影像產(chǎn)生裝置。所述顯示器包括引入被控制系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)挠跋駧缀巫冃蔚墓鈱W(xué)系統(tǒng)。

在使用具有激光類型光源的影像產(chǎn)生器的用于機(jī)動(dòng)車輛的平視顯示器的情況下，應(yīng)注意，本發(fā)明可以具有一種方案，通過該方案可以使得未變形影像可用，而不必直接將來自光源的光束投射到風(fēng)擋上。

本發(fā)明還涉及用于產(chǎn)生掃描影像的裝置的控制方法，以從光束形成要通過光學(xué)系統(tǒng)傳遞的影像，所述方法包括產(chǎn)生掃描信號(hào)的步驟，用于引起所述 光束的偏轉(zhuǎn)，以便形成所述影像產(chǎn)生裝置的被稱為輸出影像的所述影像，所述掃描信號(hào)包括修正部分，允許所述影像產(chǎn)生裝置的所述輸出影像呈現(xiàn)與通過所述光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的變形相反的變形。

根據(jù)本發(fā)明的方法因此可以修正用于掃描影像產(chǎn)生裝置的控制信號(hào)，以用于讓通過該掃描影像產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的影像呈現(xiàn)與通過光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的變形相反的變形，掃描影像產(chǎn)生裝置目的是聯(lián)接到光學(xué)系統(tǒng)。由此，在光學(xué)系統(tǒng)的輸出部處形成的影像不再呈現(xiàn)任何光學(xué)變形，通過光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的變形修正了通過根據(jù)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的相反變形。

例如引起掃描速度的變化，使得可以額在必要的點(diǎn)加速和減速光束的偏轉(zhuǎn)，以獲得所述相反變形。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述掃描信號(hào)產(chǎn)生步驟包括被稱為初始信號(hào)的掃描信號(hào)的產(chǎn)生步驟，和將所述初始信號(hào)修正為被稱為修正信號(hào)的信號(hào)的步驟，以適用于引起所述光束的偏轉(zhuǎn)，以便形成影像產(chǎn)生裝置的所述輸出影像。

有利地，從所述初始信號(hào)和預(yù)定修正函數(shù)確定所述修正信號(hào)。

有利地，所述預(yù)定修正函數(shù)用于對(duì)通過所述光學(xué)系統(tǒng)造成的影像光學(xué)變形法規(guī)進(jìn)行近似。

有利地，產(chǎn)生初始掃描信號(hào)的步驟包括：

提取水平和垂直同步信號(hào)的步驟，

產(chǎn)生初始水平掃描信號(hào)的步驟，

產(chǎn)生初始垂直掃描信號(hào)的步驟。

有利地，將所述初始信號(hào)修正為所述修正信號(hào)的步驟包括產(chǎn)生水平掃描信號(hào)的調(diào)制(尤其是幅度的調(diào)制)的步驟，該信號(hào)是所述影像中垂直位置的函數(shù)，通過所述垂直同步信號(hào)同步，以提供所述修正水平掃描信號(hào)。

有利地，將所述初始信號(hào)修正為所述修正信號(hào)的步驟包括產(chǎn)生垂直掃描信號(hào)的調(diào)制(尤其是幅度的調(diào)制)的步驟，該信號(hào)是所述影像中水平位置的函數(shù)，通過所述水平同步信號(hào)同步，以提供所述修正垂直掃描信號(hào)。

有利地，所述方法包括將所述修正函數(shù)存儲(chǔ)在參數(shù)化非易失存儲(chǔ)器的步驟。

在閱讀以非限制方式給出的后文詳細(xì)描述時(shí)可以理解本發(fā)明的其他目的、特征和有點(diǎn)，參見附圖，其中：

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的平視顯示器和控制系統(tǒng)的示意圖，

圖2是根據(jù)本發(fā)明的平視顯示器和控制系統(tǒng)的示意圖，

圖3是根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的功能方框圖。

如圖2所示的，本發(fā)明涉及具體用于機(jī)動(dòng)車輛的顯示器，具體是平視顯示器。

如已經(jīng)針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)如上所述的，所述顯示器包括影像產(chǎn)生裝置1，其用于從光束形成要被光學(xué)系統(tǒng)傳遞的影像105，以形成影像106。所述光學(xué)系統(tǒng)包括車輛的風(fēng)擋22，通過顯示器形成的所述影像106被定位為超過風(fēng)擋。所述顯示器進(jìn)一步包括用于所述影像產(chǎn)生裝置1的控制系統(tǒng)3。

所述影像產(chǎn)生裝置1包括產(chǎn)生所述光束的光源11、掃描產(chǎn)生器2和投射屏成形表面13。所述掃描產(chǎn)生器允許所述光束掃描所述表面13，以便形成通過所述顯示器投射的影像。所述控制系統(tǒng)3驅(qū)動(dòng)所述掃描產(chǎn)生器2。要被投射的影像101對(duì)應(yīng)于所謂的初始視頻信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明，所述影像產(chǎn)生裝置1包括產(chǎn)生所述光束的光源11。其有利地是激光類型的光源。所述光源11可包括多個(gè)激光二極管，優(yōu)選是三個(gè)，所述光源配置為通過將分別被每一個(gè)所述二極管發(fā)出的光束的并置(juxtaposition)而形成光束，光束用于被掃描產(chǎn)生器2偏轉(zhuǎn)。所述二極管每一個(gè)發(fā)出不同顏色，例如紅色、綠色或藍(lán)色(RGB)。所述光源11有利地被所述控制系統(tǒng)3驅(qū)動(dòng)，所述控制系統(tǒng)3確定通過每一個(gè)二極管發(fā)出的光功率。以此方式，可以確定影像的每一個(gè)像素的光強(qiáng)度和/或顏色。

所述掃描產(chǎn)生器2的功能是水平地和垂直地移位光束，以便根據(jù)表面13的預(yù)定頻率生產(chǎn)掃描，以形成影像105。

所述掃描產(chǎn)生器例如包括被促動(dòng)器12驅(qū)動(dòng)的掃描反射鏡14，所述促動(dòng)器接收通過根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)3提供的控制信號(hào)。該反射鏡例如是具有微機(jī)電系統(tǒng)的反射鏡(也稱為“MEMS反射鏡”)，光束在其上被以掃描光束反射。這種反射鏡能繞兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，以執(zhí)行掃描，促動(dòng)器驅(qū)動(dòng)用于每一個(gè)軸線的控制信號(hào)。替換地，MEMS反射鏡可被兩個(gè)平的且可移位的反射鏡替換，所述反射鏡的運(yùn)動(dòng)是相關(guān)的。這些反射鏡中的一個(gè)可專用于在水平軸線上掃描，而另一反射鏡可專用于在垂直軸線上掃描。

有利地，所述投射屏13是散光器。優(yōu)選地，其是具有配合物結(jié)構(gòu)的透明屏，用于以透明的方式進(jìn)行投射。替換地，其可以是半透明的。例如，其 在玻璃(尤其是毛玻璃)或聚碳酸脂中制造。作為一例子，散光器屏13是具有出射瞳(exit pupil)(“出射瞳擴(kuò)展器(exit pupil expander)”)的類型。可以具有加寬的觀察錐(observation cone)。其在被光束相交的平面中延伸，從掃描光束而來的影像105被形成在散光器屏13的一面的平面中。

換句話說，散光器屏接收掃描光束且其被布置為根據(jù)例如等于5°(相對(duì)于掃描光束入射到散光器屏13時(shí)掃描光束的方向)的角度部分(angular segment)而引起該掃描光束的散射。為此，根據(jù)非限制的例子，散光器屏的一個(gè)面是粗糙的，其盡可能多地包括不平性，其引起掃描光束的散射。粗糙的面對(duì)應(yīng)于光束從影像產(chǎn)生裝置離開的面，即形成影像105的面。

所述控制系統(tǒng)3包括用于產(chǎn)生掃描信號(hào)45、46的單元32，其用于引起所述光束的偏轉(zhuǎn)，以便在所述影像產(chǎn)生裝置3的輸出部形成影像。所述掃描信號(hào)產(chǎn)生單元32配置為以同步方式傳輸水平掃描信號(hào)45和垂直掃描信號(hào)46。所述控制系統(tǒng)3進(jìn)一步包括用于驅(qū)動(dòng)所述激光二極管的光照的單元31。所述單元31、32被同步。

根據(jù)本發(fā)明，為了緩解光學(xué)系統(tǒng)(特別是風(fēng)擋22)帶來的變形，所述系統(tǒng)配置為用于所述掃描信號(hào)以包括修正部分，這里示意性地通過功能塊41示出，允許所述影像105呈現(xiàn)變形，所述變形與所述光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的變形是相反的。由此，通過顯示器投射的影像106變得不變形。

如后文所述，所述掃描信號(hào)產(chǎn)生單元例如包括用于從輸入信號(hào)33產(chǎn)生被稱為初始信號(hào)的掃描信號(hào)的模塊，和用于將所述初始信號(hào)修正為被稱為修正信號(hào)的信號(hào)的模塊，以適用于引起所述光束的偏轉(zhuǎn)，以便在所述影像產(chǎn)生裝置的輸出部處形成被稱為補(bǔ)償影像的影像。所述補(bǔ)償影像對(duì)應(yīng)于呈現(xiàn)變形的影像105，所述變形與通過所述光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的變形是相反的。

所述修正信號(hào)例如從所述初始信號(hào)和預(yù)定修正函數(shù)確定。

修正函數(shù)在通常情況下被表示為以下形式：

對(duì)于水平掃描：X＝fX(x,y)

對(duì)于垂直掃描：Y＝fY(x,y),

(x，y)是初始影像101的坐標(biāo)且(X、Y)是補(bǔ)償影像105的坐標(biāo)。

可通過按照正式計(jì)算通過將本應(yīng)被顯示的沒有補(bǔ)償情況下的變形影像的光學(xué)扭曲原理進(jìn)行相反推演來獲得修正函數(shù)fX和fY。修正函數(shù)也可以通過所述光學(xué)變形原理的近似而獲得。應(yīng)注意，通過本發(fā)明的特點(diǎn)，所述函數(shù) 獨(dú)立于影像內(nèi)容。

如圖3所示的，所述初始信號(hào)產(chǎn)生模塊可包括用于從輸入信號(hào)33提取垂直和水平同步信號(hào)的模塊51。所述提取單元51還從所述輸入信號(hào)33提供傳遞到所述驅(qū)動(dòng)單元31的視頻信號(hào)。進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生初始垂直掃描信號(hào)的模塊52和用于產(chǎn)生初始水平掃描信號(hào)的模塊53，所述模塊分別被配置為使用垂直和水平同步信號(hào)。

用于修正掃描信號(hào)的所述模塊例如包括用于產(chǎn)生初始水平掃描信號(hào)調(diào)制的模塊61。所述初始信號(hào)更具體地根據(jù)通過所述垂直同步信號(hào)同步的所述影像中的垂直位置調(diào)制，以提供修正水平掃描信號(hào)。例如其可以是幅度調(diào)制。

用于修正掃描信號(hào)的所述模塊進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生初始垂直掃描信號(hào)調(diào)制的模塊62。所述初始信號(hào)更具體地根據(jù)通過所述水平同步信號(hào)同步的所述影像中的水平位置來調(diào)制，以提供修正垂直掃描信號(hào)。例如其可以是幅度調(diào)制。

所述同步信號(hào)還被傳遞到所述驅(qū)動(dòng)單元31。

作為例子，可以通過針對(duì)垂直掃描的某些值來加速水平掃描從而獲得期望的補(bǔ)償效果。通常，在示出的情況下，在影像的底部部分增加掃描速度，這為其賦予梯形的形式。

而且，修正函數(shù)可以在非易失存儲(chǔ)器中參數(shù)化的表格或公式的形式存儲(chǔ)，其可以配置相同的系統(tǒng)，以用于不同車輛，或通過選擇適當(dāng)參數(shù)而將控制系統(tǒng)適應(yīng)風(fēng)擋的改變。