摘要：阐述了平显画面畸变对观察者的影响，说明了平显画面畸变的种类，从多个方面分析造成画面畸变的原因，根据画面畸变原因进行了畸变矫正分析，并给出了一种线性畸变校正电路的设计方案及校正结果。
关键词：平显；画面；畸变；校正原理
引言
平显(HUD)是现代航空器中一种重要的综合显示系统，能使飞行员通过眼位正前方的玻璃屏幕上获得全面的飞行信息[1]。然而，由于平显自身的特点，显示的画面会出现一定的畸变，不同程度地影响了程度的影响了成像的质量，不能完全准确地反映出目标的几何特性，造成平显显示画面失真、字符无法辨识等缺陷，不利于目标的观察、测量、定位与分析，对瞄准精度产生很大影响，可能会导致飞机作战能力下降。因此，画面畸变的校正非常重要。
1畸变种类及可能原因
校正平显画面畸变需要了解畸变的种类和造成原因，平显画面畸变有非线性畸变和线性畸变两种形式。分析如下：根据平显画面显示原理，大致可有几种畸变原因：（1）光学系统结构造成画面非线性畸变。光学系统是由各种玻璃透镜组成的，光线穿过凸透镜和凹透镜后，会发生有效折射、反射及无效的折射、反射，这些无效的折射和反射，是玻璃自身固有的特性，无法完全消除，所以光线系统本身存在一定的非线性畸变。（2）光线显示系统变形造成的画面畸变。显示光学组件在加工时如果表面没有处理平整，或者安装点力度不均匀，或者使用一段时间后，安装点松动等造成光学组件失去了平面性等，其变成了具有不规则光经焦度的光学元件。这时，观察者透过显示组件观察正前方的外部景物时，其大小、形状等会与目标的真实大小、形状等产生偏差。（3）CRT与光学系统配合不当造成画面畸形。在进行CRT装配或者更换时，视差调试不到位或者没有进行视差调试，造成平显画面重影严重，从而产生非线性畸变。（4）CRT屏幕不平整引起的非线性畸变。正常情况下，平显中的CRT屏幕时一个平面，发出规则的平行光进入光学系统，但是当CRT由于制造工艺问题使管平面不在一个平面时，则发出不规则的光，从而导致画面畸变。（5）驱动电路不当造成画面畸变。驱动电路是以一定规律的信号进行CRT偏转的控制，生成需要的画面，当驱动电路发生故障，画面将出现畸变。
2校正原理
根据以上分析可知，光学零件特性、光学系统装配等原因造成的非线性畸变，可通过改进加工、装配工艺等方法将畸变程度降到最小；CRT中电子枪加速电压的变化和偏转线圈加工、安装及偏转放大器的增益漂移等原因造成的线性校正可通过畸变校正电路来进行。畸变校正电路设计主要从幅度畸变、正交畸变和梯形畸变三个方面来考虑。校正原理[2]如下：2.1画面幅度校正从图1（a）可以看出，画面幅度校正即把过大或者过小的扫描场改变为理想的扫描场，也就是说要在原坐标上选加一个与其成比例的分量X，YX=X+X=X+AXY=Y+Y=Y+FY（1）其中，X和Y为校正前电子束坐标，X、Y为校正后电子束坐标，A、F为幅度校正系数。2.2画面正交校正从图1（b）可以看出，按照（2）公式进行坐标量的变化，即可实现画面的正交校正。X=X+BYY=Y+EX（2）其中，B和E为画面正交校正的角度旋转系数，如果B=0或者E=0时为正交校正；B=E时，则为相同方向的旋转校正；B≠E≠0时，为既有旋转又有正交的校正。2.3画面梯形校正从图1（c）可以看出，进行梯形校正时，存在X和Y同时不同方向的变化，可按照（3）公式进行坐标量的变化，即可实现画面的梯形校正。X=X+CXYY=Y+GXY（3）其中，X和G为画面的梯形校正系数。综上所述，画面校正的总公式如公式（4）X=X+AX+BY+CXYY=Y+FY+EX+GXY（4）
3畸变校正电路设计
根据校正原理，设计了平显的畸变校正电路，功能框图如下：从外部送入平显的偏转信号X、Y各自进入相应的位移校正、正交校正、幅度校正等模拟电路，通过调整模拟电路的比较零电位、反馈电路的放大倍数进行幅度畸变和零位偏差畸变校正。于此同时，将X、Y信号引入乘法器使两者进行相乘，产生的校正变量分别送至X、Y主通道模拟电路进行叠加，以完成对X、Y信号的正交和梯形校正。在电路调整中，必须特别注意模拟乘法器的调整（目前已形成完善的电路）。
4结语
按照上述的方法设计出的线圈驱动电路，进行实际测试，证明此电路能满足线性畸变校正的要求，并且具有调整方便，快捷的特点。说明此平显校正电路的设计是合理有效的。参考文献：[1]李茜,等.光栅平视显示器畸变的测量[J].应用光学,2012（5）.机电安装论文[2]郑玉兰.电子束曝光机的畸变校正装置[J].电工电能新技术,1990（3）.
作者：宋利辉 单位：中国航空工业洛阳电光设备研究所
