一种AR眼镜制造技术

本发明专利技术揭示了一种AR眼镜，包括视频驱动系统、微显系统和光机系统，视频驱动系统采用FPGA芯片，将获取的影像信号进行图像处理后输送至微显系统，所述微显系统将影像投影到光机系统，所述光机系统为使用者眼镜前方的镜片结构。本专利的显示系统设计对比市场上的已有AR眼镜产品，可以实现低功耗，微型化，具有信号自适应性，自调整性以及图像和视频的色彩好，对比度高，视频信号传输距离远，眼镜轻薄，散热好等特点。

A kind of AR glasses

【技术实现步骤摘要】
一种AR眼镜
本专利技术涉及AR

技术介绍
增强现实(AugmentedReality，简称AR)，AR技术具有能够对真实环境进行增强显示输出的特性，在医疗研究与解剖训练、精密仪器制造和维修、军用飞机导航、工程设计和远程机器人控制等领域，具有明显的优势。增强现实系统正常工作所需的三个组件：1.头戴式显示器；2.跟踪系统；3.移动计算能力。针对现有市场上的头戴显示器多为整机设计结构，虽然实现了眼镜的整体性和便捷性优势，但是却忽略了眼镜系统佩戴的舒适度和安全性的问题，比如市场上有些眼镜系统，利用整机结构，眼镜上的控制芯片较多，在眼镜工作的时候，温度较高，而设计者为了减低温度，就必须在眼镜的结构中要增加电风扇进行散热，这样就必然影响消费者的观看效果。不仅如此，由于前些年显示屏的工艺水平有限，显示屏的介质也多为LCOS等，体积大，背光功耗也大，对比度等参数欠佳的显示介质，无法满足消费者的视觉需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是实现一种低功耗、微型化的AR眼镜。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种AR眼镜，包括视频驱动系统、微显系统和光机系统，视频驱动系统采用FPGA芯片，将获取的影像信号进行图像处理后输送至微显系统，所述微显系统将影像投影到光机系统，所述光机系统为使用者眼镜前方的镜片结构。所述微显系统为OLED屏。所述视频驱动系统的FPGA芯片采用的逻辑单元阵列LCA，包含可配置逻辑模块CLB、输入输出模块IOB和内部连线。所述视频驱动系统内部搭建有屏驱动模块，所述屏驱动模块包括：信号输入：将外部视频输入的HDMI信号，转变成FPGA控制器需要的TTL信号，FPGA将输入的TTL信号进行二次处理；图像缩放：将驱动进入的不同分辨率转变成屏所需的分辨率；图像叠加：实现在真实环境下的虚拟图像的叠加。温度检测调整：通过I2C将硅基OLED的温度反馈给FPGA芯片，利用FPGA快速实现Gamma矫正功能；Gamma矫正：通过FPGA的查找表，控制硅基OLED的色彩输出；电阻网络：实现将FPGA输出的TTL转变成硅基OLED需要的模拟RGB信号。所述OLED屏设有两个分别位于AR眼镜两侧且相向设置，每个所述OLED屏的显示侧设有第一反射镜，每个所述第一反射镜将其所在侧的OLED屏影像反射到光机系统上。所述光机系统包括两个镜片，每个镜片的外端设有接收所在侧第一反射镜反射影像的第二反射镜，所述第二反射镜将影像反射到所在的镜片中间位置的图像组合目镜，所述图像组合目镜用于向使用者展示影像。本专利技术相比较当前市场的AR眼镜系统设计，具有以下有益效果：1、低功耗，微型化：采用FPGA为屏驱动控制器，驱动模块在FPGA内部搭建，降低了功耗也实现了系统的集成化和微型化；2、具有信号自适应性：FPGA内部搭建的图像缩放功能，可以适应多种不同分辨率信号的输入；3、自调整性：由FPGA搭建的屏驱动模块，可以实现温度检测和Gamma校验的功能，时刻保证显示屏的显示效果；4、色彩好，对比度高：显示介质选择为硅基OLED，在色彩，对比度上具有一定的优势，保证了使用者的视觉效果需求；5、视频信号传输距离远：本专利实现的显示系统，输入信号采用HDMI信号，保证了较远距离的信号传输；6、轻薄，散热好，低辐射：本专利实现的显示系统可以兼容市场上整机的AR系统以及分离式的AR系统，即可直接与手机相连，相比市场上整机的AR系统——将所有处理芯片置于眼镜显示系统上，本专利的眼镜显示系统更加轻薄且散热好，辐射低。附图说明下面对本专利技术说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：图1为AR眼镜原理图；图2为视频驱动系统组成示意图；图3为光机系统组成示意图具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，本专利技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。与市场上已有的AR眼睛显示系统不同，本专利技术的显示系统由三部分组成：屏驱动系统、微显系统以及光机系统。其中屏驱动技术，采用FPGA为控制核心，利用FPGA在图像处理和视频传输中的优势和并行执行的高效性，实现在FPGA内部搭建：图像的缩放、图像的叠加以及硅基OLED屏的Gamma矫正和温度补偿模块。通过FPGA的现场门阵列的可编辑性，减少了控制器周边的外围芯片数量，降低功耗，减少运行时热量的散发，且辐射相对减小；微显技术：本专利中采用的是最先进的硅基OLED屏作为显示终端，无需背光，色彩好，对比度高，满足消费者对图像画面的更高要求；光机结构：采用组合棱镜的成像方式，实现高效的光机系统设计。显示系统框架屏驱动技术：采用FPGA为控制核心，利用FPGA在图像处理和视频传输中的优势和并行执行的高效性，实现在FPGA内部搭建：图像的缩放、图像的叠加以及硅基OLED屏的Gamma矫正和温度补偿模块。通过FPGA的现场门阵列的可编辑性，减少了控制器周边的外围芯片数量，降低功耗，减少运行时热量的散发，且辐射相对减小。微显技术：近些年显示屏行业的工艺水平更加稳定，原先工艺比较复杂，成本较高的显示介质也逐渐在市场中展露，价格也逐渐趋于电子消费市场的大环境。通过对当今市场各种显示介质的分析对比，本专利中采用的是最先进的硅基OLED屏作为显示终端，满足消费者对图像画面的更高要求。光机结构：通过当今市场不同的光机结构优缺点的对比，本专利中采用组合棱镜的成像方式，实现高效的光机系统设计。微显系统采用的是最先进的硅基OLED屏作为显示终端，满足消费者对图像画面的更高要求。硅基OLEDOLED(OrganicLight-EmittingDiode),即有机发光二极管，通过具有半导体特性的有机分子的能级跃迁进行发光的，其典型结构如图所示，依次为阴极,电子传输层(ETL),发光层(EL),空穴传输层(HTL)和阳极。阴极一般是以低功函数金属作为注入层，以具有较高功函数的稳定金属(Mg/Ag,Li/Al)作为钝化层制成；阳极一般为透明的ITO玻璃制成，光从阳极出射。阴极做成透明材料，则可制的透明显示器；若将阴极和阳极都用柔性材料制成，则可制得柔性显示器。硅基OLED微显示技术是有机发光二极管(OLED)技术结合硅基COMS电路集成工艺而成的一种新型技术，其区别于常规利用非晶硅、微晶硅或低温多晶硅薄膜晶体管为背板的AMOLED器件，它以单晶硅芯片为基底，像素尺寸为传统显示器的1/10，精细度远远高于传统器件，单晶硅芯片采用现有成熟的集成电路CMOS工艺，不但实现了显示屏像素的有源寻址矩阵，还在硅芯片上实现了如SRAM存储器，T-CON等多种功能的驱动控制电路的集成，大大减少了器件的外部连线，增加了可靠性，实现了轻量化和低功耗。硅基OLED的优点如下：1、厚度可以小于1毫米，仅为LCD屏幕的1/3，并且重量也更轻；2、固态机构，没有液体物质，因此抗震性能更好，不怕摔；3、几乎没有可视角度的问题，即使在很大的视角下观看，画面仍然不失真；4、响应时间是LCD的千分之一，显示运动画面绝对不会有拖影的现象；5、低温特性好，在零下40度时仍能正常显示，而LCD则无法做到；6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种AR眼镜，包括视频驱动系统、微显系统和光机系统，其特征在于：视频驱动系统采用FPGA芯片，将获取的影像信号进行图像处理后输送至微显系统，所述微显系统将影像投影到光机系统，所述光机系统为使用者眼镜前方的镜片结构。

【技术特征摘要】
1.一种AR眼镜，包括视频驱动系统、微显系统和光机系统，其特征在于：视频驱动系统采用FPGA芯片，将获取的影像信号进行图像处理后输送至微显系统，所述微显系统将影像投影到光机系统，所述光机系统为使用者眼镜前方的镜片结构。2.根据权利要求1所述的AR眼镜，其特征在于：所述微显系统为OLED屏。3.根据权利要求2所述的AR眼镜，其特征在于：所述视频驱动系统的FPGA芯片采用的逻辑单元阵列LCA，包含可配置逻辑模块CLB、输入输出模块IOB和内部连线。4.根据权利要求2或3所述的AR眼镜，其特征在于：所述视频驱动系统内部搭建有屏驱动模块，所述屏驱动模块包括：信号输入：将外部视频输入的HDMI信号，转变成FPGA控制器需要的TTL信号，FPGA将输入的TTL信号进行二次处理；图像缩放：将驱动进入的不同分辨率转变成屏所需的分辨率...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁美玉，朱标，陶秀文，
申请(专利权)人：安徽信息工程学院，
类型：发明
国别省市：安徽,34