Mojo Vision研发低功耗芯可片增强现实隐形眼镜

一个适合在隐形眼镜上提供增强现实的毫米级微LED显示器，坦率地说，是令人惊奇的，但要使它有用，它需要知道要显示什么。上周，在IEEE国际固态电路会议上，位于加州萨拉托加的增强现实隐形眼镜初创公司Mojo Vision报告了图像芯片和图像处理电路的新细节，它们告诉他们的显示屏要在你的视网膜上画什么。这两个系统在功率和面积上受到严重限制，因为它们必须适合在隐形眼镜上，同时不影响佩戴者的视力。

Mojo Vision首席工程师Rituraj Singh在虚拟会议上告诉工程师们，AR镜片是为了提高低视力人群的视力。全球约有2.53亿人视力低下，包括患有青光眼、糖尿病视网膜病变、视网膜炎、色素变性和黄斑变性等疾病的人。Singh说，我们的目标是帮助人们 “通过提高视力实现社会独立”。

为此，显示器投射出的图像可以增强对比度，突出边缘，并能够提供一些缩放功能。这些覆盖物已经在文献中被确定为最有帮助的。

根据Singh的说法，隐形眼镜的格式提供了一些相当严重的设计限制。例如，眼安全电池的能力有限，安装在环形镜片的柔性印刷电路板上，这意味着图像处理器和成像器的功耗必须各不超过100微瓦。此外，成像器和显示屏位于佩戴者的视野中，因此它们必须足够小，不会在视网膜上留下明显的阴影。而且，由于用户不会容忍成像器观察到的内容和显示屏产生的内容之间有太多的延迟，因此图像处理器必须嵌入隐形眼镜本身。

Mojo Vision公司认为，256 x 256的单色像素足以满足工作需要。落在每个像素上的光照将被数字化为4位、6位或8位值。图像处理器除了可编程和可调整外，还必须能够进行边缘检测、缩放和对比度增强。

传统的成像器架构显然不行，因为它会占用太多面积和功率。其中一个问题是，在传统的成像器中，每一列都有自己的模数转换器（ADC），占用空间。ADC和像素电路需要几个时钟周期才能达到成像仪的全部分辨率，这很耗电。

Mojo Vision的解决方案是用一组电容器取代耗电的ADC，这些电容器被动地存储像素的读出电荷。然后按顺序选择、放大这些电容器，并以一种旨在避免错误的方式将其送入共享ADC。这种组合既省电又省面积，使得1.3 mm2的芯片根据帧速率和位分辨率的不同，其功耗不超过61-95微瓦，这也许是同类产品中最小的。

通过共享用于产生视觉效果的硬件，使图像处理器保持小型化，并通过限制从板载内存中获取数据的次数来降低功耗。该电路的最大功耗为111微瓦，仅占用0.21毫米2的较大芯片。

编辑：jq