美研制出全球最小顯示器 安裝在隱形眼鏡里

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日前，美國華盛頓大學的科學家巴巴克·帕爾維茲帶著他的研究成果——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會生物醫學電路與系統會議（IEEE BioCASE 2009）。這項可將虛擬世界疊加在真實景象之上的最新技術，可望給用戶帶來前所未有的奇妙體驗。
    美國科學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微小的LED顯示屏，可將移動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眼前50厘米至100厘米的距離，讓虛擬世界里的各類信息在現實視野所及之處就能一覽無遺。
    在研制過程中，如何使用對眼睛無害的材料來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很大的挑戰。擅長運用納米生物技術與納米組裝技術制造微小電子器材的帕爾維茲專門設計了一組特殊的電路元件，并創造性地利用毛細作用 進行電路的組裝，成功解決了這一難題。針對用來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品的情況，他把直徑僅1/3毫米的LED等專門設 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做成電路，并蝕刻出與每一個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程。
    科學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：一種是通過在隱形眼鏡上安裝天線，然后接收無線電波來產生能量；另一種則是使用光電電池。經過幾個月的研究，科學家最終選擇了前者，并 獲得了成功。不過，帕爾維茲仍然需要繼續改善信息和電力的傳遞，他希望將來這二者都通過手機來供應。
    英國《衛報》在2008年的報道中就對這個當時尚在研制過程中的帶有電子電路與發光二極管（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人顯示器。
    將現實與虛擬相結合的巨大進步
    任何科學技術的進步都有一個積累的過程，個人顯示器的發展也不例外。
    早在1968年，美國國防部高級研究計劃署（ARPA）信息處理技術辦公室主任伊 凡·薩瑟蘭德在麻省理工學院的林肯實驗室研制出第一個頭盔顯示器——“達摩克里斯之劍”。這個采用陰極射線管的頭盔顯示器第一次擴展了人們的虛擬視野，用 戶能看到疊加在真實環境之上的線框圖。后來該技術被廣泛應用于戰斗機飛行員的頭盔和虛擬現實設備中。
    此后，科學家們一直在不斷改進這種顯示器，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微系統研究所的科學家研制出了眼鏡顯示器。科學家們把一個CMOS傳感器和一個微型的OLED投影置入到一塊很小的 芯片中，然后把這個芯片安裝到眼鏡框上。接收到指令后，微型OLED投影會將圖像投射到佩戴者的視網膜上，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性。
    而現在，帕爾維茲運用納米技術開發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。在所謂的增強現實領域，即所有需要輔助信息的地方，例如導航箭頭、建筑物的描述、圖形操作說明或語言翻譯等，都可以得到廣泛應用。對 此，新西蘭坎特伯雷大學評估增強現實的專家馬克·比林赫斯特說：“一個隱形眼鏡將現實世界與虛擬圖形無縫地銜接起來，這是一個巨大的進步。盡管這一想法要 實現商業化還有待時日，但這個原型是在這個方向上邁出的重要一步。”