美研制出全球最小顯示器 安裝在隱形眼鏡里

　　盡管實(shí)現商業(yè)化還有待時(shí)日，但它是在現實(shí)與虛擬結合上邁出的重要一步。日前，美國華盛頓大學(xué)的科學(xué)家巴巴克·帕爾維茲帶著(zhù)他的研究成果——具有顯示器功能的隱形眼鏡， 參加了在北京舉行的電子電氣工程師協(xié)會(huì )生物醫學(xué)電路與系統會(huì )議(IEEE BioCASE 2009)。這項可將虛擬世界疊加在真實(shí)景象之上的最新技術(shù)，可望給用戶(hù)帶來(lái)前所未有的奇妙體驗。

　　美國科學(xué)家研制的這款可戴在眼中的顯示器，把顯示器與隱形眼鏡巧妙地結合在了一 起。他在隱形眼鏡里構建了一個(gè)微小的LED顯示屏，可將移動(dòng)電子設備的圖像和文字直接投射到眼鏡里，從而擺脫了筆記本電腦、手機和PDA等移動(dòng)信息設備的 局限性。帕爾維茲希望，該設備能將大量圖像呈現在用戶(hù)眼前50厘米至100厘米的距離，讓虛擬世界里的各類(lèi)信息在現實(shí)視野所及之處就能一覽無(wú)遺。

　　在研制過(guò)程中，如何使用對眼睛無(wú)害的材料來(lái)制作電路并將之與隱形眼鏡結合，成 為研究人員面對的一個(gè)很大的挑戰。擅長(cháng)運用納米生物技術(shù)與納米組裝技術(shù)制造微小電子器材的帕爾維茲專(zhuān)門(mén)設計了一組特殊的電路元件，并創(chuàng )造性地利用毛細作用 進(jìn)行電路的組裝，成功解決了這一難題。針對用來(lái)制作隱形眼鏡的聚合物不能承受高溫以及微細加工所用的化學(xué)品的情況，他把直徑僅1/3毫米的LED等專(zhuān)門(mén)設 計的電路元件預先安裝在具有生物相容性的有機基板上。在隱形眼鏡的表面則先用金屬線(xiàn)做成電路，并蝕刻出與每一個(gè)元件形狀相容的孔洞，然后讓液體在隱形眼鏡 的表面擴散，并將這些自由豎立的元件放置到液體中。在毛細作用力下，元件根據本身形狀嵌入到鏡片表面相應的槽隙中，完成了細微電路的自我組裝過(guò)程。

　　科學(xué)家面臨的另一項考驗是如何為隱形眼鏡內的微型LED提供電力。帕爾維茲起 初設計了兩種方式：一種是通過(guò)在隱形眼鏡上安裝天線(xiàn)，然后接收無(wú)線(xiàn)電波來(lái)產(chǎn)生能量;另一種則是使用光電電池。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的研究，科學(xué)家最終選擇了前者，并 獲得了成功。不過(guò)，帕爾維茲仍然需要繼續改善信息和電力的傳遞，他希望將來(lái)這二者都通過(guò)手機來(lái)供應。

　　英國《衛報》在2008年的報道中就對這個(gè)當時(shí)尚在研制過(guò)程中的帶有電子電路與發(fā)光二極管(LED)的隱形眼鏡大加贊賞，認為這項研究一旦成功，將是全球最微小的個(gè)人顯示器。

　　將現實(shí)與虛擬相結合的巨大進(jìn)步

　　任何科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步都有一個(gè)積累的過(guò)程，個(gè)人顯示器的發(fā)展也不例外。

　　早在1968年，美國國防部高級研究計劃署(ARPA)信息處理技術(shù)辦公室主任伊 凡·薩瑟蘭德在麻省理工學(xué)院的林肯實(shí)驗室研制出第一個(gè)頭盔顯示器——“達摩克里斯之劍”。這個(gè)采用陰極射線(xiàn)管的頭盔顯示器第一次擴展了人們的虛擬視野，用 戶(hù)能看到疊加在真實(shí)環(huán)境之上的線(xiàn)框圖。后來(lái)該技術(shù)被廣泛應用于戰斗機飛行員的頭盔和虛擬現實(shí)設備中。

　　此后，科學(xué)家們一直在不斷改進(jìn)這種顯示器，以使它變得更輕巧，圖像更清晰。到 了2009年6月，德國弗勞恩霍弗光學(xué)微系統研究所的科學(xué)家研制出了眼鏡顯示器?？茖W(xué)家們把一個(gè)CMOS傳感器和一個(gè)微型的OLED投影置入到一塊很小的 芯片中，然后把這個(gè)芯片安裝到眼鏡框上。接收到指令后，微型OLED投影會(huì )將圖像投射到佩戴者的視網(wǎng)膜上，從而讓佩戴者看到高分辨率和高清晰度的圖像，并 感覺(jué)到圖像就在距離自己1米遠處。該芯片還附帶目光追蹤功能，能通過(guò)追蹤佩戴者的眼球位置，確定佩戴者指令，大大增強了顯示器的互動(dòng)性。

　　而現在，帕爾維茲運用納米技術(shù)開(kāi)發(fā)出了能戴在眼睛里的顯示器。這一微型顯示器 的應用前景十分廣闊。在所謂的增強現實(shí)領(lǐng)域，即所有需要輔助信息的地方，例如導航箭頭、建筑物的描述、圖形操作說(shuō)明或語(yǔ)言翻譯等，都可以得到廣泛應用。對 此，新西蘭坎特伯雷大學(xué)評估增強現實(shí)的專(zhuān)家馬克·比林赫斯特說(shuō)：“一個(gè)隱形眼鏡將現實(shí)世界與虛擬圖形無(wú)縫地銜接起來(lái)，這是一個(gè)巨大的進(jìn)步。盡管這一想法要 實(shí)現商業(yè)化還有待時(shí)日，但這個(gè)原型是在這個(gè)方向上邁出的重要一步。”