一個(gè)適合在隱形眼鏡上提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的毫米級(jí)微LED顯示器，坦率地說(shuō)，是令人驚奇的，但要使它有用，它需要知道要顯示什么。上周，在IEEE國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議上，位于加州薩拉托加的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)隱形眼鏡初創(chuàng)公司Mojo Vision報(bào)告了圖像芯片和圖像處理電路的新細(xì)節(jié)，它們告訴他們的顯示屏要在你的視網(wǎng)膜上畫什么。這兩個(gè)系統(tǒng)在功率和面積上受到嚴(yán)重限制，因?yàn)樗鼈儽仨氝m合在隱形眼鏡上，同時(shí)不影響佩戴者的視力。

Mojo Vision首席工程師Rituraj Singh在虛擬會(huì)議上告訴工程師們，AR鏡片是為了提高低視力人群的視力。全球約有2.53億人視力低下，包括患有青光眼、糖尿病視網(wǎng)膜病變、視網(wǎng)膜炎、色素變性和黃斑變性等疾病的人。Singh說(shuō)，我們的目標(biāo)是幫助人們 “通過(guò)提高視力實(shí)現(xiàn)社會(huì)獨(dú)立”。

為此，顯示器投射出的圖像可以增強(qiáng)對(duì)比度，突出邊緣，并能夠提供一些縮放功能。這些覆蓋物已經(jīng)在文獻(xiàn)中被確定為最有幫助的。

根據(jù)Singh的說(shuō)法，隱形眼鏡的格式提供了一些相當(dāng)嚴(yán)重的設(shè)計(jì)限制。例如，眼安全電池的能力有限，安裝在環(huán)形鏡片的柔性印刷電路板上，這意味著圖像處理器和成像器的功耗必須各不超過(guò)100微瓦。此外，成像器和顯示屏位于佩戴者的視野中，因此它們必須足夠小，不會(huì)在視網(wǎng)膜上留下明顯的陰影。而且，由于用戶不會(huì)容忍成像器觀察到的內(nèi)容和顯示屏產(chǎn)生的內(nèi)容之間有太多的延遲，因此圖像處理器必須嵌入隱形眼鏡本身。

Mojo Vision公司認(rèn)為，256 x 256的單色像素足以滿足工作需要。落在每個(gè)像素上的光照將被數(shù)字化為4位、6位或8位值。圖像處理器除了可編程和可調(diào)整外，還必須能夠進(jìn)行邊緣檢測(cè)、縮放和對(duì)比度增強(qiáng)。

傳統(tǒng)的成像器架構(gòu)顯然不行，因?yàn)樗鼤?huì)占用太多面積和功率。其中一個(gè)問(wèn)題是，在傳統(tǒng)的成像器中，每一列都有自己的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），占用空間。ADC和像素電路需要幾個(gè)時(shí)鐘周期才能達(dá)到成像儀的全部分辨率，這很耗電。

Mojo Vision的解決方案是用一組電容器取代耗電的ADC，這些電容器被動(dòng)地存儲(chǔ)像素的讀出電荷。然后按順序選擇、放大這些電容器，并以一種旨在避免錯(cuò)誤的方式將其送入共享ADC。這種組合既省電又省面積，使得1.3 mm2的芯片根據(jù)幀速率和位分辨率的不同，其功耗不超過(guò)61-95微瓦，這也許是同類產(chǎn)品中最小的。

通過(guò)共享用于產(chǎn)生視覺效果的硬件，使圖像處理器保持小型化，并通過(guò)限制從板載內(nèi)存中獲取數(shù)據(jù)的次數(shù)來(lái)降低功耗。該電路的最大功耗為111微瓦，僅占用0.21毫米2的較大芯片。

編輯：jq