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.