[发明专利]基于电致变色器件的环境颜色自适应装置及其自适应方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境颜色自适应装置及方法，具体涉及一种基于电致变色器 件的环境颜色自适应装置及其自适应方法。

背景技术

电致变色是指材料的光学属性(反射率、透射率、吸收率等)在外加电场的 作用下发生稳定、可逆变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。 电致变色器件在日常生活中已被广泛应用于电致变色节能灵巧窗、汽车后视防眩 镜和显示器件等。根据电致变色器件在不同的外加电场作用下发生颜色变化的特 性，可控制电致变色器件根据不同的背景环境改变自身的颜色实现隐身。

基于电致变色器件的环境颜色自适应装置首先获取外界环境的颜色信息，然 后根据获取到的颜色信息驱动电致变色器件显示出相应的颜色，从而实现隐身。 目前，基于电致变色器件的环境颜色自适应装置中大多采用颜色传感器获取外界 颜色信息，然后根据查找表中颜色与电压的关系，施加给电致变色器件相应的恒 电压使其显示相应的颜色。然而，颜色传感器虽然具有分辨率高、可编程的颜色 选择、数字输出的优点，但其单点光电二极管限制了其探测距离，且该类探测器 易受外界光线的影响，系统重启后必须经过白平衡校准，远不能满足远距离颜色 探测的需求；电致变色器件采用恒压驱动方式，由于在恒压驱动过程中电流会逐 渐减小，从而延长器件的变色时间，影响自适应装置的隐身效果。

发明内容

本发明针对背景技术存在的缺陷，提出了一种基于电致变色器件的环境颜色 自适应装置及其自适应方法。本发明采用CMOS摄像头获取颜色信息，相比传 统的颜色传感器，其颜色感应范围和距离广，相对CCD传感器其具有功耗低、 集成度高的优点；本发明自适应装置中采用恒流驱动方式对电致变色器件进行驱 动，相对于恒压驱动方式，有效地缩短了器件的响应时间，自适应效果更佳。

本发明的技术方案如下：

一种基于电致变色器件的环境颜色自适应装置，包括CMOS摄像头数据采 集模块、SDRAM数据存储模块、FPGA主控模块、D/A转换器、恒流驱动电路、 A/D转换器和电致变色器件，其中，FPGA主控模块包括写FIFO、读FIFO、图 像预处理单元、查找表；所述恒流驱动电路用于给电致变色器件提供恒定电流， 且在其输出端接口处设置双向开关，以控制施加给电致变色器件的电流的方向；

所述CMOS摄像头数据采集模块采集外界环境的图像信息后经写FIFO存入 SDRAM数据存储模块中进行缓存，SDRAM数据存储模块通过读FIFO将存储 的图像信息输入图像预处理单元处理后，得到外界环境颜色的颜色参数值；将外 界环境颜色的颜色参数值输入查找表中，通过查找表拟合，即可获得外界环境颜 色对应的电压参数值；然后，FPGA控制D/A转换器输出差分电流，差分电流经 恒流驱动电路后得到一个恒电流，通过FPGA控制双向开关以实现施加于电致变 色器件的电流方向与查找表拟合后获得的电压参数值对应，从而驱动器件变色 (当查找表拟合后获得的电压为正电压时，FPGA控制恒流驱动电路输出端接口 处的双向开关，向电致变色器件施加正向电流；反之，则施加反向电流)，同时， A/D转换器实时监测电致变色器件两端的电压，当该电压达到外界环境颜色对应 的电压值时，FPGA控制D/A转换器切断电流的输出，使电致变色器件显示出与 外界环境颜色一致的颜色。

进一步地，所述基于电致变色器件的环境颜色自适应装置还包括LCD图像 显示模块，用于显示CMOS摄像头数据采集模块采集的外界环境的图像信息。

进一步地，所述查找表由地址线和数据线组成，FPGA根据图像预处理单元 后获得的颜色参数值从地址线中获取数据线的电压参数值所对应的数字量， FPGA根据该电压值的正负可控制电致变色器件施加的电流方向。

进一步地，所述恒流驱动电路包括依次连接的差分放大器、幅度调节电路、 电流采样电路和功率MOSFET。

一种基于电致变色器件的环境颜色自适应方法，包括以下步骤：

步骤1：FPGA控制CMOS摄像头数据采集模块采集外界环境的图像信息， 得到RGB565格式的图像数据；

步骤2：FPGA控制SDRAM数据存储模块和读FIFO、写FIFO之间进行数 据传输，将步骤1得到的图像数据通过写FIFO存储至SDRAM数据存储模块， 实现图像数据的缓存，FPGA控制读FIFO读取SDRAM数据存储模块中的图像 数据，并传输到图像预处理单元；