隱形眼鏡�顯示�是美國華盛頓大學的科學家巴巴克·帕爾維茲運用納米技�(shù)開發(fā)出的能戴在眼睛里的顯示器,這是全球最微小的個人顯示器�
“你知道為什么至今為�,筆記本電腦、手�、PDA還是那么大嗎?關(guān)鍵因素就是它們的顯示�。”說出這番“驚人”話語的,是美國華盛頓大學(The University of Washington)電機工程學副教授巴芭克·帕維茲(Babak Parviz)。當�,他的言論并不是純粹嘩眾取寵�2006�,他開始在位于西雅圖的實驗室里埋頭鉆研著微縮顯示器——一種大小只相當于普通隱形眼鏡的“閃片”顯示器�
也許,你認為只有在科幻電影中,才能出�(xiàn)這種“閃片”顯示器。一片普通隱形眼鏡直徑大�14毫米,中心厚度不超過0.6毫米,留給科學家的創(chuàng)新空間表面上看是捉襟見肘。但是,對于巴芭克·帕維茲來說,他并不介意?!叭绻覀兡茼樌匕盐⑿碗娐钒惭b到隱形眼鏡中,勢必會引起移動終端的革�。”巴芭克·帕維茲的研究工作已是成果初現(xiàn)。到目前為止,他已經(jīng)成功地將連接著微型發(fā)光二極管的高效微型電路安裝到了超薄的透明塑料膠片材質(zhì)�。這種電路的金屬導電物�(zhì)的厚度只有幾個納米,加上顯示中心的微行發(fā)光二極管,厚度大約在0.3毫米。即使是隱形眼鏡作為承載�,似乎也沒有什么問題�
隱形眼鏡
隱形眼鏡
而巴芭克·帕維茲還在攻克另一個技�(shù)難關(guān)——“閃片”顯示器的電源問�。“我們有兩種供電方案的選�,一種是用無線電頻率來傳送電�?�?007年的國際消費電子展(CES)上,已�(jīng)有相�(guān)的公司向人們展�(xiàn)了利用無線電頻率進行無線充電的技�(shù),先將電能轉(zhuǎn)換成無線電頻�,然后由特殊接收器再將電波頻率轉(zhuǎn)換成電能。這種方案無疑為巴芭克·帕維茲的研究開啟了一個新思路。“另一種方案是利用太陽能薄�,將射入眼部的光能轉(zhuǎn)換成電能?!钡降啄膫€方案對研究比較可�,巴芭克·帕維茲表示,還需要數(shù)月來揭曉答案�
在巴芭克·帕維茲看來,解決電源的方案也只是時間的問題,而最富有挑戰(zhàn)性的�,如何讓眼睛接受這種信息接收方式。把隱形鏡片直接貼著眼睛,還不時地向佩戴鏡片的眼球傳遞視覺信�,這種滋味恐怕在�(xiàn)實生活中很少有人感受�?!盀榱藙?chuàng)造出最適合人類眼球觀賞角度的顯示器,同時尋找出的成像方法,我們不得不試驗多種光譜�?!睘榱私鉀Q觀賞問題,巴芭克·帕維茲極有可能會選擇使用多層單片顯微透鏡來組成一片“閃片”隱形眼�?!拔覀兿M摂M圖像能讓人們的眼睛感覺到它是在眼鏡表面30厘米以外形成的,這樣人們的眼睛才能順利聚焦。�
隱形眼鏡看世�
隱形眼鏡看世�
從巴芭克·帕維茲的研究進展來看,“閃片”研究成功大有希望。小小一片隱形眼鏡中暗藏玄機。未來某一天,你走在馬路上,發(fā)�(xiàn)一些人可能對眼前發(fā)生的事情熟視無睹,視而不�,大概就是戴了“閃片”的�(guān)系�
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�(jié)合,成為研究人員面對的一個很大的挑戰(zhàn)。擅長運用納米生物技�(shù)與納米組裝技�(shù)制造微小電子器材的帕爾維茲專門�(shè)計了一組特殊的電路元件,并�(chuàng)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�(shè)計的電路元件預先安裝在具有生物相容性的有機基板�。在隱形眼鏡的表面則先用金屬線做成電�,并蝕刻出與每一個元件形狀相容的孔�,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�。在毛細作用力下,元件根�(jù)本身形狀嵌入到鏡片表面相應的槽隙�,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�(nèi)的微型LED提供電力。帕爾維茲起初設(shè)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�(chǎn)生能�;另一種則是使用光電電池。經(jīng)過幾個月的研�,科學家最終選擇了前�,并獲得了成功。不�,帕爾維茲仍然需要繼�(xù)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�
這是顯示器與隱形眼鏡�(jié)合體�
通過在隱形眼鏡里�(gòu)建一個微小的LED顯示屏,然后將移動電子設(shè)備的圖像和文字直接投射到眼鏡�,將大量圖像呈現(xiàn)在用戶眼�50厘米�100厘米的距�,讓虛擬世界里的各類信息在現(xiàn)實視野所及之處就能一覽無��
此顯示器可戴在眼�,不但輕�,圖像清�,且擺脫了筆記本電腦、手機和PDA等移動信息設(shè)備的局限��
這種全新的“隱形眼鏡”可以幫助弱視者改善視�,在駕駛員的眼前營造出一面虛擬的儀表盤,讓人們在行進過程中上網(wǎng)沖浪,還可以讓游戲玩家們在運動過程中毫無限制地馳騁于虛擬世��
任何科學技�(shù)的進步都有一個積累的過程,個人顯示器的�(fā)展也不例��
早在1968年,美國國防部研究計劃署(ARPA)信息處理技�(shù)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次擴展了人們的虛擬視野,用戶能看到疊加在真實環(huán)境之上的線框�。后來該技�(shù)被廣泛應用于�(zhàn)斗機飛行員的頭盔和虛擬現(xiàn)實設(shè)備中�
此后,科學家們一直在不斷改進這種顯示�,以使它變得更輕�,圖像更清晰�
到了2009�6月,德國弗勞恩霍弗光學微系統(tǒng)研究所的科學家研制出了眼鏡顯示�??茖W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�,然后把這個芯片安裝到眼鏡框上。接收到指令�,微型OLED投影會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,并感覺到圖像就在距離自己1米遠�。該芯片還附帶目光追蹤功�,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�。[1]
英國《衛(wèi)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�(fā)光二極管(LED)的隱形眼鏡大加贊賞,認為這項研究一旦成�,將是全球最微小的個人顯示��
有不少權(quán)威專家對巴芭克·帕維茲的研究產(chǎn)生了強烈的質(zhì)�?!拔?guī)缀醪荒芟胂笥腥四茉陔[形眼鏡里畫出合適的電路圖�。”英國伯明翰的阿斯頓大學(Aston University in Birmingham)教授詹姆士·沃弗森(James Wolffsohn�,是光學界的�(lǐng)軍人物,他就認為:“讓眼球在這樣的距離內(nèi)形成聚焦,簡直讓人難以置�。”同�,他還擔心微型發(fā)光二極管的射線會在近距離�(nèi)對眼部視�(wǎng)膜形成傷��
這一微型顯示器的應用前景十分廣闊。在所謂的增強�(xiàn)實領(lǐng)�,即所有需要輔助信息的地方,例如導航箭頭、建筑物的描�、圖形操作說明或語言翻譯等,都可以得到廣泛應�。對此,新西蘭坎特伯雷大學評估增強現(xiàn)實的專家馬克·比林赫斯特說:“一個隱形眼鏡將�(xiàn)實世界與虛擬圖形無縫地銜接起�,這是一個巨大的進步。盡管這一想法要實�(xiàn)商業(yè)化還有待時日,但這個原型是在這個方向上邁出的重要一�。�
研究者稱,在解決電源問題�,“閃片”顯示器將肯定引起移動終端的革命�
維庫電子�,電子知�,一查百��
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