不是我不明白，而是這世界變化太快！把這句臺詞用在當今眼鏡行業(yè)一點也不為過。歷經(jīng)600多年變遷，傳統(tǒng)的眼鏡行業(yè)目前正在擺脫視力的束縛，向擴大人們的視野、所視內(nèi)容和視聽體驗方向發(fā)展。如今，戴眼鏡的不一定就是近視眼，近視眼卻不一定戴眼鏡，對你含情脈脈的PLMM（漂亮妹妹）并非愛上了你，一雙很HIGH的GG眼神并不一定是接收到了發(fā)自性感女郎的超強電波。如果你不不小心打擾了別人的好事，可能會遇麻煩……

其實，也沒有什么希奇的，這種正在改變?nèi)藗円暵狊w驗的小東東就是視頻眼鏡（video glasses），又稱眼鏡顯示器或近眼式顯示器，屬于軍事用途中的頭盔顯示器（Head Mounted Display，HMD）的新一代民用產(chǎn)品，能夠接收多媒體設備（手機、PMP播放器、數(shù)碼相機）輸出之視頻信號，并以虛擬大屏幕形式呈現(xiàn)于觀者眼前。

早在10年前，美國軍火商——高平公司（Kopin）就將其用于數(shù)字士兵的CyberDisplay微顯示技術(shù)民用化，并用于Fujifilm、JVC、Kodak、Olympus、Samsung和SANYO等公司的HMD產(chǎn)品中。在高平、MicroEmissive Displays、Displaytech、四川虹視顯示、韓國e-MDT等技術(shù)方案供應商的努力和競爭下，上海愛視代、深圳億思達、深圳億特聯(lián)、深圳市力偉、深圳東方景等公司，以及日本Scalar公司、美國Vuzix和ezVision等公司均推出了時尚的視頻眼鏡產(chǎn)品，并將掀起繼“隨身聽”和移動電視之后的第三次視聽革命——“隨身看”時代。

一、概述

視頻眼鏡（video glasses）又稱眼鏡顯示器，屬于軍事用途中的頭盔顯示器（Head Mounted Display，HMD）的新一代民用產(chǎn)品，能夠接收各種控制源信號，包括手機、PMP播放器、數(shù)碼相機、游戲機等多媒體設備輸出之視頻信號，并在近眼的微顯示器Microdisplay）上產(chǎn)生一種虛擬圖像，這種虛擬圖像可在眼睛前面一個固定的距離內(nèi)變化，從尺寸上看相當于一個大屏幕電視，使用戶完全沉浸在播放的圖像中，不會受到任何外部光線的干擾。

實際上，視頻眼鏡是從軍事用途的頭盔顯示器演變而來的，其重大發(fā)展可以概括為：
1968年，世界上第一個軍用頭盔顯示器由美國ARPA信息處理技術(shù)辦公室主任Ivan Sutherland開發(fā)成功，它能顯現(xiàn)二維圖像，沒有浸沉感，用戶只能看到的線框圖疊加在真實環(huán)境之上。采用傳統(tǒng)的軸對稱光學系統(tǒng)，體積和重量都較大。
1975年J.H.Clark利用Ivan Sutherland設計的頭盔顯示設備和Utah大學開發(fā)的機械Wand建立了一個曲面設計的交互環(huán)境。由于當時的相關(guān)技術(shù)還不成熟，并沒有產(chǎn)生廣泛的影響，但這已是3D交互技術(shù)的雛形，是進入虛擬現(xiàn)實技術(shù)（virtual reality，VR）應用的前奏。
1982年，Thomas Furness III展示了帶有6個自由度跟蹤定位的頭盔顯示器（HMD），從而使用戶完全脫離的周圍環(huán)境。
1984年，Michael McGreevy在NASA Ames創(chuàng)建了并不昂貴的三維立體HMD。
1985年，Scott Fisher在NASA繼續(xù)三維立體HMD工程的發(fā)展，創(chuàng)建了由操作者位置、聲音和手勢控制，帶有廣角立體顯示的頭盔式顯示系統(tǒng)。
1985年，Displaytech公司成立并致力于鐵電液晶技術(shù)（FLC）的研究。
1986年末，NASA的一個研究小組集成了一個VR的3D環(huán)境，用戶可以用手抓住某個虛擬物體并操縱它，可以用手勢和系統(tǒng)進行初步交流。
1994年，加拿大Albert大學的M.Green教授重新在該方向上開展了研究，University of Wisconsion-Madison，Washington State University，Brigham Young University, SUNY at Buffalo, University of Clemenson均開始該方向的研究。University of Wisconsion-Madison初期研究表明，在VR環(huán)境下利用3D交互技術(shù)進行設計工作會提高設計效率10-30倍。
1997年，美國軍火商高平公司（Kopin）推出用于數(shù)字士兵的CyberDisplay微顯示技術(shù)，并民用化用于Fujifilm、JVC、Kodak、Olympus、Samsung和SANYO等公司的HMD產(chǎn)品中。
1997年， Displaytech公司推出了基于FLC材料的LightView系列LCoS微顯示器產(chǎn)品。
1999年，MicroEmissive Displays公司成立，并致力于P-OLED微顯示器技術(shù)的開發(fā)。
2000年，Olympus在CeBIT 2001展覽中推出其Eye-Trek頭盔顯示器的PS2專用版本。除顏色采用和PS2一樣的黑底藍字配色外，Eye-Trek PS2專用版還加入了PS2專用的USB連機設計， 增加了可視圖文交互和控制的功能。
2000年6月，全球首家有源矩陣有機發(fā)光二極管（AMOLED）微顯示器制造商——eMagin公司成立，具體方式是FDC先合并光學及微顯示器開發(fā)商FED，并更名為eMagin公司。AMOLED能在硅基片上用淀積法生成有機發(fā)光層，有望實現(xiàn)完全透明的產(chǎn)品設計。
2001年，eMagin公司首個SVGA+ OLED微顯示器開始商業(yè)化供樣。
2002年初，eMagin公司交付SVGA-3D OLED微顯示器。
2005年中，eMagin公司推出世界首例集OLED技術(shù)、頭盔技術(shù)和3D立體視像技術(shù)于一體的個人顯示系統(tǒng)Z800 3DVisor。
2005年11月，MicroEmissive Displays公司發(fā)布第一款商業(yè)化的微顯示器eyescreen，并商業(yè)出貨。
2006年，eMagin公司推出了高亮度、長壽命、高效率的OLED-XL技術(shù)。
在2007年5月，MicroEmissive Displays公司位于德國Dresden的批量制造工廠正式投入運營。

由于視頻眼鏡起源于軍事，所以美國和以色列在技術(shù)和軍事應用上都是最強的。美國是目前世界上主要的微顯示器技術(shù)方案供應者，如軍火商高平公司（Kopin）基于AMLCD技術(shù)的CyberDisplay微顯示技術(shù)，Displaytech公司基于FLC材料的LightView微顯示技術(shù)，eMagin公司的AMOLED微顯示技術(shù)。在游戲應用上，美國也是走在最前列的。

同時，作為精密制造強國，日本在自由曲面棱鏡的設計制造、HMD結(jié)構(gòu)設計乃至加工量產(chǎn)技術(shù)上及商業(yè)應用上也是走在世界前列的，如奧林巴斯（Olympus）公司頭戴式顯示器Eye- Trek FMD-250W就是利用光學分辨率（OSR）組件使18萬像素的LCD產(chǎn)生了相當于72萬像素，水平分辨率500條以上的畫質(zhì)效果；Scalar公司的Teleglass T3-F也采用了獨特的機械結(jié)構(gòu)；三菱電機的有意識頭戴式顯示器則采用了由白色LED，以及上下左右散射特性各異的二維光學系統(tǒng)所組成的低發(fā)散角光源。值得注意的是，日系廠商生產(chǎn)的主要是光學分辨率（OSR）的視頻眼鏡產(chǎn)品：將通過小型顯示器的影像透過自由曲面棱鏡變成大銀幕般的視覺效果，OSR組件則置于LCD與自由曲面棱鏡之間。

韓國的視頻眼鏡發(fā)展也很好，e-MDT公司已經(jīng)開始提供基于其3D-Cube EM3100單芯片的整套方案。

歐盟在OLED超微顯示屏和3G應用上也具有優(yōu)勢，如英國MicroEmissive Displays公司的P-OLED微顯示器技術(shù)。

作為制造大國，中國在生產(chǎn)成本上有得天獨厚的優(yōu)勢，以愛視代、億思達、四川虹視為研發(fā)代表的視頻眼鏡產(chǎn)業(yè)正在崛起。目前，世界上率先研發(fā)應用P-OLED的是愛視代電子，世界上最先推出眼鏡電視的是億思達。同時，四川虹視也在研發(fā)和生產(chǎn)OLED微顯示屏及相關(guān)產(chǎn)品，其顯示驅(qū)動芯片采用了晶門科技的SSD1303、SSD1305、SSD1325、SSD1329等低功耗驅(qū)動IC。

Strategies Informa預計，移動電視及其內(nèi)容市場將在2010年達到48億歐元規(guī)模。隨著微顯示技術(shù)和自由曲面棱鏡設計的推廣應用，未來將小型LCD顯示器件的影像通過光學系統(tǒng)制
作成全像大銀幕的需求將日益增加，視頻眼鏡產(chǎn)業(yè)將會移動電視的推動下獲得爆炸式增長。

二、微顯示器技術(shù)基礎(chǔ)

通俗的講，微顯示器（Microdisplay）配合一付光學系統(tǒng)就構(gòu)成了視頻眼鏡。其中，前者是本文討論的重點，后者屬于精密光學的范疇。

隨著半導體集成電路技術(shù)的發(fā)展，差不多所有的電子器件體積都已經(jīng)顯著地減小了，唯有顯示器件本身是一個例外。微顯示器（Microdisplay）的出現(xiàn)，極大地減小了顯示器件本身的尺寸，也為工業(yè)產(chǎn)品的設計者們一個機會。微顯示器是指3.3cm以下的顯示器，在增加圖像顯示尺寸和清晰度的同時，極大地減小顯示器的尺寸，因為在許多情況下，顯示器越小，整機越便宜。因此，使用微顯示器不僅會使系統(tǒng)價格下降，較小的物理尺寸也意味著產(chǎn)品體積將較小較輕，在利用相同電池的條件下工作時間也較長。

1、微顯示器特點

微顯示器實際上就是把顯示圖像或視頻的全部像素集成到單片集成電路模塊上。該模塊分為兩大類：一類用于投影顯示系統(tǒng)，一類用于虛擬顯示系統(tǒng)。到目前為止，用于投影顯示的微顯示器數(shù)量上只占很小的比例。

市面上，我們看到的擁有時尚外觀的視頻眼鏡產(chǎn)品采用的是虛擬大屏幕成像技術(shù)，將來自便攜式設備的視頻信號快速生成由紅、綠和藍（RGB）圖像組成的高幀速率序列，然后由人眼合成為完整的彩色圖像，這些圖像出現(xiàn)在觀察器的內(nèi)部，觀看者在觀察器內(nèi)部某處可看到與實物顯示屏相同的虛像，但看起來非常之大，好象身臨其境地觀看超大屏幕電視一樣。

與普通顯示器不同，微顯示器可提供高得多的分辨率。多數(shù)顯示器的全彩色分辨率只有80-100行/吋，而許多微顯示器提供的彩色分辨率可達1000行/吋或者更高。

從已有微顯示器芯片的生產(chǎn)過程看，許多微顯示器采用了混合工藝。這種工藝首先利用現(xiàn)有的大規(guī)模集成電路的生產(chǎn)線制造CMOS硅基片，然后在硅基片的另一面生成包含光調(diào)制器或光發(fā)射層的上層結(jié)構(gòu)。比如，上層結(jié)構(gòu)層由液晶材料組成時，就可以在具有規(guī)模生產(chǎn)能力的LCD工廠中完成微顯示器生產(chǎn)的最后工序。

通過成熟的工業(yè)流程來生產(chǎn)新型顯示器件導致將CMOS矩陣用作顯示器的控制矩陣。這種作法可以為芯片增加各種復雜的新功能，從而為靈巧型顯示器的誕生鋪平道路。第二，生產(chǎn)商在充分利用原有廠房和設備的情況下進入顯示器的生產(chǎn)領(lǐng)域。這種模式降低了微顯示器的生產(chǎn)投資，加速了產(chǎn)品上市的時間。這就是大批從未生產(chǎn)過顯示器產(chǎn)品的高科技企業(yè)迅速成為顯示器領(lǐng)域新秀的原因。

2、微顯示技術(shù)

按照顯示模塊工藝的不同，我們可以將微顯示器分為LCD、LCoS、OLED和MEMS四種。

（1）OLED微顯示技術(shù)

有機發(fā)光二極管（Organic Light Emitting Display，OLED）技術(shù)是處于早期發(fā)展階段的相對較新技術(shù)，同場致發(fā)射（FE）、電致發(fā)光（EL）技術(shù)一樣，OLED也屬于發(fā)光型微顯技術(shù)。

OLED顯示器可以使用小有機分子或聚合物，其模塊結(jié)構(gòu)上有硅基片和發(fā)光材料層。從整個顯示市場來看，其可溶解的發(fā)光聚合物有主要優(yōu)勢，因為它無需溫度受控的真空環(huán)境就可容易地沉淀到顯示襯底上的溶液中(如通過旋轉(zhuǎn)涂覆或噴墨印刷)。與小分子OLED相比，聚合物技術(shù)允許制造更大屏幕尺寸的顯示器，因為它無需真空淀積處理所需的遮蔽掩模。聚合物OLED(P-OLED)顯示器也可在更低的電壓下工作，而且比基于小分子的顯示器功耗更低，因此，未來還有更大的改進空間。

OLED已經(jīng)能跟LCD和LCOS技術(shù)在價格和性能上進行競爭。目前，MicroEmissive Displays(MED)公司推出了eyescreen技術(shù)。該技術(shù)的主要創(chuàng)新是在CMOS襯底上把P-OLED和顯示驅(qū)動電路整合在一起，從而在同一芯片上實現(xiàn)圖像大小調(diào)整等更多功能。

目前，一種新技術(shù)——有源矩陣有機發(fā)光二極管（AMOLED）能在硅基片上用淀積法生成有機發(fā)光層已經(jīng)出現(xiàn)，可以實現(xiàn)完全透明的眼鏡型設計，不過尚處于商業(yè)化生產(chǎn)的初期階段。

（2）AMLCD微顯示技術(shù)

有源矩陣液晶顯示器（AMLCD）屬于透射型微顯示技術(shù)，其背光源發(fā)出的光在經(jīng)過每一像素時受到液晶單元的調(diào)制，而液晶單元受顯示屏上晶體管的控制。這種微顯示器有用多晶硅晶體管的，也有用單晶硅晶體管的。

在利用單晶硅的方式中，基片用的是硅絕緣體（SOI）而不是硅圓片。隨后，有源電極被取下來移置到玻璃基板上。下一步的液晶加工就是在這一薄而透明的玻璃基板上完成。附加的電路例如行、列驅(qū)動器，必須在基板的顯示屏的周邊部分生成。

多晶硅微顯示器不需要分開的基板材料，所有的處理均在石英片上完成。首先，在基片上淀積一層非晶硅層，然后利用高溫退火將其轉(zhuǎn)變成多晶硅。這樣做改善了材料的電氣性能，容許某些周邊的行、列驅(qū)動器在顯示屏晶體管附近生成。不過，多晶硅的電氣特性不如單片硅那么好。最后經(jīng)過下一步的液晶添加，最后完成透射微顯示器的全部加工。作為正投機的光學引擎，HTPS微顯示器已經(jīng)取得很大的成功。這些器件一般可以直接連接筆記本電腦。利用低溫多晶硅（LTPS）的液晶器件也進入商業(yè)生產(chǎn)，可以應用比較便宜但面積大得多的玻璃基片，并準備用來生產(chǎn)微顯示器。

（3）LCOS微顯示技術(shù)

LCoS（Liquid Crystal on Silicon）是將半導體與LCD技術(shù)相結(jié)合的反射式液晶投影新技術(shù)，最大特色在于基底的材質(zhì)是單晶硅，因此擁有良好的電子移動率，而且單晶硅可形成較細的線路，是比較容易實現(xiàn)高分辨率的投影結(jié)構(gòu)，反射式成像也不會因光線穿透面板而大幅降低光利用率，因此光效率提升。

LCOS微顯示器利用外部光源，當光從微顯示器表面反射時被調(diào)制。LCOS器件的有源控制電路采用CMOS工藝，然后生成液晶層作為反射器，LCOS微顯示器可以利用約85%的表面積來反射光，光柵利用系數(shù)比較高。對反射光的調(diào)制由加到液晶的電壓來控制。

由于繼承了LCD技術(shù)的優(yōu)點，同時也克服了LCD的不足之處，所以LCoS擁有諸多LCD所不具備的優(yōu)點，在理論上具有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，低成本等優(yōu)勢，基于LCOS器件的顯示技術(shù)是最近關(guān)注的重點之一。

（4）MEMS微顯示技術(shù)

從實質(zhì)上看，微機電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)已經(jīng)在硅基片上構(gòu)成了完整的微顯示器，無須制造附加的上層結(jié)構(gòu)。從定義即可看出，MEMS內(nèi)部可以包含微型的可動的機械部件，這些部件由控制電壓操作。數(shù)字微鏡器件（DMD）是其中最成功的一種。這一結(jié)構(gòu)包含了利用集成電路工藝生成的控制矩陣，控制矩陣上方排列著由微型鋁薄膜鏡面組成的微鏡陣列。一面鏡子代表一個像素，鏡面起光開關(guān)的作用，當控制信號令鏡面指向“通”的位置，反射光將進入光學系統(tǒng)，在顯示屏幕上形成一個亮點�？刂菩盘柫铉R面指向“斷”的位置，反射光不能進入光學系統(tǒng)，在屏幕上相應位置形成一個暗點。DMD的實質(zhì)是對代表一個像素的光線“通”“斷”進行管理�；贒MD的數(shù)字光處理技術(shù)（DLP）已在投影技術(shù)中取得了極大的成功。

上述四種微顯示器都在其系統(tǒng)內(nèi)部實際生成了一個完整的顯示器，或者說存在一個完整的顯示像素矩陣。其中，AMLCD技術(shù)已經(jīng)借助于日益普及的大屏幕TV和監(jiān)視器應用市場而成熟，在創(chuàng)新方面已經(jīng)比較穩(wěn)定，改進相對比較緩慢；硅基液晶技術(shù)LCOS多年來已經(jīng)在各種流行應用中得到了實現(xiàn)并已取得了重大進展。相對而言，發(fā)光型顯示技術(shù)OLED還處于早期發(fā)展階段，隨著技術(shù)和工藝的不斷進步它很可能在性能方面得到快速突破。

三、視頻眼鏡方案

隨著移動DVD、手提電腦、錄像機、DVB-T、3G手機、PMP、iPod等移動視頻播放設備的豐富和發(fā)展，在眼鏡上播放視頻的市場環(huán)境得到了發(fā)展。因為一般便攜式播放器雖然均具備一定的視頻播放能力，但由于屏幕過小的緣故，因此顯示效果遠遠未能達到用戶所渴求的舒適、震憾效果，視頻眼鏡產(chǎn)品正好彌補了這方面的缺憾，并越來越受到年輕E族的喜愛。目前，視頻眼鏡技術(shù)方案提供商主要有：

（1）美國高平公司（Kopin），中國合作伙伴是晶門科技（Solomon Systech）公司。該公司擁有Digital iVision成像專利技術(shù)，lift-off剝離工藝、低電壓（LV）、MAV廣視角3項專利技術(shù)，其Cyberdisplays LCD微顯模塊BDM-230K、BDM-922K工藝成熟，制造簡單，易于投產(chǎn)。目前用戶有深圳東方景等公司、上海愛視代、日本Scalar公司、三菱電機、奧林巴斯（Olympus）、美國Microoptical、Yello Mosquito等公司。

（2）Displaytech公司，擁有FLCoS微顯示器和FLC材料專利，其LightView FLCoS面板具有小外形尺寸、低功耗和低成本等特點；主要客戶包括Oculon Optoelectronic公司、深圳億特聯(lián)合、深圳力偉等。

（3）四川虹視顯示技術(shù)有限公司，其OLED微顯示器采用晶門科技SSD驅(qū)動IC，主要產(chǎn)品包括HMD-481E、HMD-481ED、HMD-321E頭戴顯示器。

（4）美國eMagin公司是AMOLED微顯示器方案供應商，其方案低功耗，可以實現(xiàn)完全透明設計，是具有廣闊前景的新技術(shù)。eMagin公司2005年中推出個人顯示系統(tǒng)Z800 3DVisor。

（5）英國MicroEmissive顯示公司提供eyescreen P-OLED微型顯示器方案，具有高質(zhì)量移動視頻圖像、超低功耗等特點，主要用戶有美國Vuzix公司iWear系列頭戴式眼鏡。

另外，韓國e-MDT公司也提供基于其3D-Cube芯片的EM3100單芯片方案。

值得致意的是，日系廠商生產(chǎn)的主要是光學分辨率（OSR）的視頻眼鏡產(chǎn)品，將小型顯示器影像透過自由曲面棱鏡變成大銀幕般的視覺效果。因此，其核心技術(shù)在于自由曲面棱鏡、HMD結(jié)構(gòu)的設計乃至加工量產(chǎn)技術(shù)上。