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Photo: Mojovision

将一个毫米级的microLED显示屏，安装在隐形眼镜上来实现增强现实功能，坦率地说，这是一个惊人的举措。但如果想要使它变得有用，它需要知道显示的是些什么。近日，在IEEE国际固态电路会议上，增强现实隐形眼镜公司Mojo Vision在加利福尼亚州萨拉托加展示了图像芯片和图像处理电路的新细节，这些芯片和电路可以告诉显示器在视网膜上“画些什么”。这两个系统在功率和面积方面受到严重限制，因为它们必须安装在隐形眼镜上，同时又不能干扰佩戴者的视力。

Mojo Vision首席工程师Rituraj Singh在虚拟会议上对工程师们说，AR镜头是为了增强低视力人群的视力。全世界约有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，该研究的目标是帮助人们“通过提高视野情况实现社会独立”。为此，显示器投射出一幅增强对比度、突出显示边缘的图像，并能够提供一定的缩放效果。他说：“这些overlays在文献中被认为是最有用的。”

[有关Mojo Vision的应用前景的更多信息，请参阅Tekla Perry对该公司医疗设备副总裁Ashley Tuan的采访。]

据Singh说，隐形眼镜的形式导致了一些相当严格的设计限制。例如，安装在环绕镜头的柔性印刷电路板上的人眼安全的电池的能力非常有限，这意味着图像处理器和成像仪的功耗必须略高于100微瓦。此外，成像仪和显示器正好位于佩戴者的视野内，因此它们必须足够小，不会在视网膜上投射出明显的阴影。而且，由于用户不能忍受成像仪观察到的东西和显示器产生的东西之间有太多的延迟，所以图像处理器必须嵌入隐形眼镜本身。

Mojo Vision确定256 x 256的单色像素足以胜任这项工作。落在每个像素上的照明将被数字化为4、6或8位值。此外，图像处理器必须能够执行边缘检测，变焦，对比度增强。不仅如此，还具有可编程和可调性的特点。

Singh说，传统的成像仪结构显然不行，因为它会占用太多的面积和功率。一个问题是，在传统的成像仪中，每列都有自己的模数转换器（ADC）-占用空间。Mojo Vision的解决方案是用一组电容器来替代耗电的ADC，这些电容器被动地存储从像素读出的电荷。然后依次选择、放大电容器，并以避免错误的方式馈送到共享ADC。这种组合既节省了功率又节省了面积，因此1.3mm²芯片可能是同类芯片中最小的，根据帧速率和位分辨率的不同，其功耗不超过61-95微瓦。

图像处理器通过共享用于产生视觉效果的硬件而保持小型化，并且通过限制必须从板载存储器中获取数据的次数而降低了功耗。该电路最大耗电111微瓦，仅占较大芯片的0.21mm²。

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