[發(fā)明專利]一種AR眼鏡

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910297072.X
• 申請(qǐng)日: 2019-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN109975979A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁美玉;朱標(biāo);陶秀文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽信息工程學(xué)院
• 主分類號(hào): G02B27/01
• 分類號(hào): G02B27/01;H04N13/344
• 代理公司: 蕪湖安匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 朱圣榮

本發(fā)明揭示了一種AR眼鏡，包括視頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、微顯系統(tǒng)和光機(jī)系統(tǒng)，視頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用FPGA芯片，將獲取的影像信號(hào)進(jìn)行圖像處理后輸送至微顯系統(tǒng)，所述微顯系統(tǒng)將影像投影到光機(jī)系統(tǒng)，所述光機(jī)系統(tǒng)為使用者眼鏡前方的鏡片結(jié)構(gòu)。本專利的顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)比市場(chǎng)上的已有AR眼鏡產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)低功耗，微型化，具有信號(hào)自適應(yīng)性，自調(diào)整性以及圖像和視頻的色彩好，對(duì)比度高，視頻信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)，眼鏡輕薄，散熱好等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及AR技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality，簡稱AR)，AR技術(shù)具有能夠?qū)φ鎸?shí)環(huán)境進(jìn)行增強(qiáng)顯示輸出的特性，在醫(yī)療研究與解剖訓(xùn)練、精密儀器制造和維修、軍用飛機(jī)導(dǎo)航、工程設(shè)計(jì)和遠(yuǎn)程機(jī)器人控制等領(lǐng)域，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)正常工作所需的三個(gè)組件：1.頭戴式顯示器；2.跟蹤系統(tǒng)；3.移動(dòng)計(jì)算能力。

針對(duì)現(xiàn)有市場(chǎng)上的頭戴顯示器多為整機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，雖然實(shí)現(xiàn)了眼鏡的整體性和便捷性優(yōu)勢(shì)，但是卻忽略了眼鏡系統(tǒng)佩戴的舒適度和安全性的問題，比如市場(chǎng)上有些眼鏡系統(tǒng)，利用整機(jī)結(jié)構(gòu)，眼鏡上的控制芯片較多，在眼鏡工作的時(shí)候，溫度較高，而設(shè)計(jì)者為了減低溫度，就必須在眼鏡的結(jié)構(gòu)中要增加電風(fēng)扇進(jìn)行散熱，這樣就必然影響消費(fèi)者的觀看效果。不僅如此，由于前些年顯示屏的工藝水平有限，顯示屏的介質(zhì)也多為LCOS等，體積大，背光功耗也大，對(duì)比度等參數(shù)欠佳的顯示介質(zhì)，無法滿足消費(fèi)者的視覺需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)一種低功耗、微型化的AR眼鏡。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種AR眼鏡，包括視頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、微顯系統(tǒng)和光機(jī)系統(tǒng)，視頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用FPGA芯片，將獲取的影像信號(hào)進(jìn)行圖像處理后輸送至微顯系統(tǒng)，所述微顯系統(tǒng)將影像投影到光機(jī)系統(tǒng)，所述光機(jī)系統(tǒng)為使用者眼鏡前方的鏡片結(jié)構(gòu)。

所述微顯系統(tǒng)為OLED屏。

所述視頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的FPGA芯片采用的邏輯單元陣列LCA，包含可配置邏輯模塊CLB、輸入輸出模塊IOB和內(nèi)部連線。

所述視頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部搭建有屏驅(qū)動(dòng)模塊，所述屏驅(qū)動(dòng)模塊包括：

信號(hào)輸入：將外部視頻輸入的HDMI信號(hào)，轉(zhuǎn)變成FPGA控制器需要的TTL信號(hào)，F(xiàn)PGA將輸入的TTL信號(hào)進(jìn)行二次處理；

圖像縮放：將驅(qū)動(dòng)進(jìn)入的不同分辨率轉(zhuǎn)變成屏所需的分辨率；

圖像疊加：實(shí)現(xiàn)在真實(shí)環(huán)境下的虛擬圖像的疊加。

溫度檢測(cè)調(diào)整：通過I2C將硅基OLED的溫度反饋給FPGA芯片，利用FPGA快速實(shí)現(xiàn)Gamma矯正功能；

Gamma矯正：通過FPGA的查找表，控制硅基OLED的色彩輸出；

電阻網(wǎng)絡(luò)：實(shí)現(xiàn)將FPGA輸出的TTL轉(zhuǎn)變成硅基OLED需要的模擬RGB信號(hào)。

所述OLED屏設(shè)有兩個(gè)分別位于AR眼鏡兩側(cè)且相向設(shè)置，每個(gè)所述OLED屏的顯示側(cè)設(shè)有第一反射鏡，每個(gè)所述第一反射鏡將其所在側(cè)的OLED屏影像反射到光機(jī)系統(tǒng)上。

所述光機(jī)系統(tǒng)包括兩個(gè)鏡片，每個(gè)鏡片的外端設(shè)有接收所在側(cè)第一反射鏡反射影像的第二反射鏡，所述第二反射鏡將影像反射到所在的鏡片中間位置的圖像組合目鏡，所述圖像組合目鏡用于向使用者展示影像。

本發(fā)明相比較當(dāng)前市場(chǎng)的AR眼鏡系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具有以下有益效果：

1、低功耗，微型化：采用FPGA為屏驅(qū)動(dòng)控制器，驅(qū)動(dòng)模塊在FPGA內(nèi)部搭建，降低了功耗也實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的集成化和微型化；

2、具有信號(hào)自適應(yīng)性：FPGA內(nèi)部搭建的圖像縮放功能，可以適應(yīng)多種不同分辨率信號(hào)的輸入；