[發(fā)明專利]基于電致變色器件的環(huán)境顏色自適應(yīng)裝置及其自適應(yīng)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610159245.8
• 申請(qǐng)日: 2016-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN105676556A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈春陽;唐光倫;萬中全
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G02F1/163
• 分類號(hào): G02F1/163;H04N5/374
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種環(huán)境顏色自適應(yīng)裝置及方法，具體涉及一種基于電致變色器 件的環(huán)境顏色自適應(yīng)裝置及其自適應(yīng)方法。

背景技術(shù)

電致變色是指材料的光學(xué)屬性(反射率、透射率、吸收率等)在外加電場的 作用下發(fā)生穩(wěn)定、可逆變化的現(xiàn)象，在外觀上表現(xiàn)為顏色和透明度的可逆變化。 電致變色器件在日常生活中已被廣泛應(yīng)用于電致變色節(jié)能靈巧窗、汽車后視防眩 鏡和顯示器件等。根據(jù)電致變色器件在不同的外加電場作用下發(fā)生顏色變化的特 性，可控制電致變色器件根據(jù)不同的背景環(huán)境改變自身的顏色實(shí)現(xiàn)隱身。

基于電致變色器件的環(huán)境顏色自適應(yīng)裝置首先獲取外界環(huán)境的顏色信息，然 后根據(jù)獲取到的顏色信息驅(qū)動(dòng)電致變色器件顯示出相應(yīng)的顏色，從而實(shí)現(xiàn)隱身。 目前，基于電致變色器件的環(huán)境顏色自適應(yīng)裝置中大多采用顏色傳感器獲取外界 顏色信息，然后根據(jù)查找表中顏色與電壓的關(guān)系，施加給電致變色器件相應(yīng)的恒 電壓使其顯示相應(yīng)的顏色。然而，顏色傳感器雖然具有分辨率高、可編程的顏色 選擇、數(shù)字輸出的優(yōu)點(diǎn)，但其單點(diǎn)光電二極管限制了其探測距離，且該類探測器 易受外界光線的影響，系統(tǒng)重啟后必須經(jīng)過白平衡校準(zhǔn)，遠(yuǎn)不能滿足遠(yuǎn)距離顏色 探測的需求；電致變色器件采用恒壓驅(qū)動(dòng)方式，由于在恒壓驅(qū)動(dòng)過程中電流會(huì)逐 漸減小，從而延長器件的變色時(shí)間，影響自適應(yīng)裝置的隱身效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)背景技術(shù)存在的缺陷，提出了一種基于電致變色器件的環(huán)境顏色 自適應(yīng)裝置及其自適應(yīng)方法。本發(fā)明采用CMOS攝像頭獲取顏色信息，相比傳 統(tǒng)的顏色傳感器，其顏色感應(yīng)范圍和距離廣，相對(duì)CCD傳感器其具有功耗低、 集成度高的優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明自適應(yīng)裝置中采用恒流驅(qū)動(dòng)方式對(duì)電致變色器件進(jìn)行驅(qū) 動(dòng)，相對(duì)于恒壓驅(qū)動(dòng)方式，有效地縮短了器件的響應(yīng)時(shí)間，自適應(yīng)效果更佳。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于電致變色器件的環(huán)境顏色自適應(yīng)裝置，包括CMOS攝像頭數(shù)據(jù)采 集模塊、SDRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、FPGA主控模塊、D/A轉(zhuǎn)換器、恒流驅(qū)動(dòng)電路、 A/D轉(zhuǎn)換器和電致變色器件，其中，F(xiàn)PGA主控模塊包括寫FIFO、讀FIFO、圖 像預(yù)處理單元、查找表；所述恒流驅(qū)動(dòng)電路用于給電致變色器件提供恒定電流， 且在其輸出端接口處設(shè)置雙向開關(guān)，以控制施加給電致變色器件的電流的方向；

所述CMOS攝像頭數(shù)據(jù)采集模塊采集外界環(huán)境的圖像信息后經(jīng)寫FIFO存入 SDRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中進(jìn)行緩存，SDRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊通過讀FIFO將存儲(chǔ) 的圖像信息輸入圖像預(yù)處理單元處理后，得到外界環(huán)境顏色的顏色參數(shù)值；將外 界環(huán)境顏色的顏色參數(shù)值輸入查找表中，通過查找表擬合，即可獲得外界環(huán)境顏 色對(duì)應(yīng)的電壓參數(shù)值；然后，F(xiàn)PGA控制D/A轉(zhuǎn)換器輸出差分電流，差分電流經(jīng) 恒流驅(qū)動(dòng)電路后得到一個(gè)恒電流，通過FPGA控制雙向開關(guān)以實(shí)現(xiàn)施加于電致變 色器件的電流方向與查找表擬合后獲得的電壓參數(shù)值對(duì)應(yīng)，從而驅(qū)動(dòng)器件變色 (當(dāng)查找表擬合后獲得的電壓為正電壓時(shí)，F(xiàn)PGA控制恒流驅(qū)動(dòng)電路輸出端接口 處的雙向開關(guān)，向電致變色器件施加正向電流；反之，則施加反向電流)，同時(shí)， A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)時(shí)監(jiān)測電致變色器件兩端的電壓，當(dāng)該電壓達(dá)到外界環(huán)境顏色對(duì)應(yīng) 的電壓值時(shí)，F(xiàn)PGA控制D/A轉(zhuǎn)換器切斷電流的輸出，使電致變色器件顯示出與 外界環(huán)境顏色一致的顏色。

進(jìn)一步地，所述基于電致變色器件的環(huán)境顏色自適應(yīng)裝置還包括LCD圖像 顯示模塊，用于顯示CMOS攝像頭數(shù)據(jù)采集模塊采集的外界環(huán)境的圖像信息。

進(jìn)一步地，所述查找表由地址線和數(shù)據(jù)線組成，F(xiàn)PGA根據(jù)圖像預(yù)處理單元 后獲得的顏色參數(shù)值從地址線中獲取數(shù)據(jù)線的電壓參數(shù)值所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量， FPGA根據(jù)該電壓值的正負(fù)可控制電致變色器件施加的電流方向。

進(jìn)一步地，所述恒流驅(qū)動(dòng)電路包括依次連接的差分放大器、幅度調(diào)節(jié)電路、 電流采樣電路和功率MOSFET。

一種基于電致變色器件的環(huán)境顏色自適應(yīng)方法，包括以下步驟：

步驟1：FPGA控制CMOS攝像頭數(shù)據(jù)采集模塊采集外界環(huán)境的圖像信息， 得到RGB565格式的圖像數(shù)據(jù)；

步驟2：FPGA控制SDRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和讀FIFO、寫FIFO之間進(jìn)行數(shù) 據(jù)傳輸，將步驟1得到的圖像數(shù)據(jù)通過寫FIFO存儲(chǔ)至SDRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊， 實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的緩存，F(xiàn)PGA控制讀FIFO讀取SDRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的圖像 數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)綀D像預(yù)處理單元；