不是我不明白，而是这世界变化太快！把这句台词用在当今眼镜行业一点也不为过。历经600多年变迁，传统的眼镜行业目前正在摆脱视力的束缚，向扩大人们的视野、所视内容和视听体验方向发展。如今，戴眼镜的不一定就是近视眼，近视眼却不一定戴眼镜，对你含情脉脉的PLMM（漂亮妹妹）并非爱上了你，一双很HIGH的GG眼神并不一定是接收到了发自性感女郎的超强电波。如果你不不小心打扰了别人的好事，可能会遇麻烦……

其实，也没有什么希奇的，这种正在改变人们视听体验的小东东就是视频眼镜（video glasses），又称眼镜显示器或近眼式显示器，属于军事用途中的头盔显示器（Head Mounted Display，HMD）的新一代民用产品，能够接收多媒体设备（手机、PMP播放器、数码相机）输出之视频信号，并以虚拟大屏幕形式呈现于观者眼前。

早在10年前，美国军火商——高平公司（Kopin）就将其用于数字士兵的CyberDisplay微显示技术民用化，并用于Fujifilm、JVC、Kodak、Olympus、Samsung和SANYO等公司的HMD产品中。在高平、MicroEmissive Displays、Displaytech、四川虹视显示、韩国e-MDT等技术方案供应商的努力和竞争下，上海爱视代、深圳亿思达、深圳亿特联、深圳市力伟、深圳东方景等公司，以及日本Scalar公司、美国Vuzix和ezVision等公司均推出了时尚的视频眼镜产品，并将掀起继“随身听”和移动电视之后的第三次视听革命——“随身看”时代。

一、概述

视频眼镜（video glasses）又称眼镜显示器，属于军事用途中的头盔显示器（Head Mounted Display，HMD）的新一代民用产品，能够接收各种控制源信号，包括手机、PMP播放器、数码相机、游戏机等多媒体设备输出之视频信号，并在近眼的微显示器Microdisplay）上产生一种虚拟图像，这种虚拟图像可在眼睛前面一个固定的距离内变化，从尺寸上看相当于一个大屏幕电视，使用户完全沉浸在播放的图像中，不会受到任何外部光线的干扰。

实际上，视频眼镜是从军事用途的头盔显示器演变而来的，其重大发展可以概括为：
1968年，世界上第一个军用头盔显示器由美国ARPA信息处理技术办公室主任Ivan Sutherland开发成功，它能显现二维图像，没有浸沉感，用户只能看到的线框图叠加在真实环境之上。采用传统的轴对称光学系统，体积和重量都较大。
1975年J.H.Clark利用Ivan Sutherland设计的头盔显示设备和Utah大学开发的机械Wand建立了一个曲面设计的交互环境。由于当时的相关技术还不成熟，并没有产生广泛的影响，但这已是3D交互技术的雏形，是进入虚拟现实技术（virtual reality，VR）应用的前奏。
1982年，Thomas Furness III展示了带有6个自由度跟踪定位的头盔显示器（HMD），从而使用户完全脱离的周围环境。
1984年，Michael McGreevy在NASA Ames创建了并不昂贵的三维立体HMD。
1985年，Scott Fisher在NASA继续三维立体HMD工程的发展，创建了由操作者位置、声音和手势控制，带有广角立体显示的头盔式显示系统。
1985年，Displaytech公司成立并致力于铁电液晶技术（FLC）的研究。
1986年末，NASA的一个研究小组集成了一个VR的3D环境，用户可以用手抓住某个虚拟物体并操纵它，可以用手势和系统进行初步交流。
1994年，加拿大Albert大学的M.Green教授重新在该方向上开展了研究，University of Wisconsion-Madison，Washington State University，Brigham Young University, SUNY at Buffalo, University of Clemenson均开始该方向的研究。University of Wisconsion-Madison初期研究表明，在VR环境下利用3D交互技术进行设计工作会提高设计效率10-30倍。
1997年，美国军火商高平公司（Kopin）推出用于数字士兵的CyberDisplay微显示技术，并民用化用于Fujifilm、JVC、Kodak、Olympus、Samsung和SANYO等公司的HMD产品中。
1997年， Displaytech公司推出了基于FLC材料的LightView系列LCoS微显示器产品。
1999年，MicroEmissive Displays公司成立，并致力于P-OLED微显示器技术的开发。
2000年，Olympus在CeBIT 2001展览中推出其Eye-Trek头盔显示器的PS2专用版本。除颜色采用和PS2一样的黑底蓝字配色外，Eye-Trek PS2专用版还加入了PS2专用的USB连机设计， 增加了可视图文交互和控制的功能。
2000年6月，全球首家有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）微显示器制造商——eMagin公司成立，具体方式是FDC先合并光学及微显示器开发商FED，并更名为eMagin公司。AMOLED能在硅基片上用淀积法生成有机发光层，有望实现完全透明的产品设计。
2001年，eMagin公司首个SVGA+ OLED微显示器开始商业化供样。
2002年初，eMagin公司交付SVGA-3D OLED微显示器。
2005年中，eMagin公司推出世界首例集OLED技术、头盔技术和3D立体视像技术于一体的个人显示系统Z800 3DVisor。
2005年11月，MicroEmissive Displays公司发布第一款商业化的微显示器eyescreen，并商业出货。
2006年，eMagin公司推出了高亮度、长寿命、高效率的OLED-XL技术。
在2007年5月，MicroEmissive Displays公司位于德国Dresden的批量制造工厂正式投入运营。

由于视频眼镜起源于军事，所以美国和以色列在技术和军事应用上都是最强的。美国是目前世界上主要的微显示器技术方案供应者，如军火商高平公司（Kopin）基于AMLCD技术的CyberDisplay微显示技术，Displaytech公司基于FLC材料的LightView微显示技术，eMagin公司的AMOLED微显示技术。在游戏应用上，美国也是走在最前列的。

同时，作为精密制造强国，日本在自由曲面棱镜的设计制造、HMD结构设计乃至加工量产技术上及商业应用上也是走在世界前列的，如奥林巴斯（Olympus）公司头戴式显示器Eye- Trek FMD-250W就是利用光学分辨率（OSR）组件使18万像素的LCD产生了相当于72万像素，水平分辨率500条以上的画质效果；Scalar公司的Teleglass T3-F也采用了独特的机械结构；三菱电机的有意识头戴式显示器则采用了由白色LED，以及上下左右散射特性各异的二维光学系统所组成的低发散角光源。值得注意的是，日系厂商生产的主要是光学分辨率（OSR）的视频眼镜产品：将通过小型显示器的影像透过自由曲面棱镜变成大银幕般的视觉效果，OSR组件则置于LCD与自由曲面棱镜之间。

韩国的视频眼镜发展也很好，e-MDT公司已经开始提供基于其3D-Cube EM3100单芯片的整套方案。

欧盟在OLED超微显示屏和3G应用上也具有优势，如英国MicroEmissive Displays公司的P-OLED微显示器技术。

作为制造大国，中国在生产成本上有得天独厚的优势，以爱视代、亿思达、四川虹视为研发代表的视频眼镜产业正在崛起。目前，世界上率先研发应用P-OLED的是爱视代电子，世界上最先推出眼镜电视的是亿思达。同时，四川虹视也在研发和生产OLED微显示屏及相关产品，其显示驱动芯片采用了晶门科技的SSD1303、SSD1305、SSD1325、SSD1329等低功耗驱动IC。

Strategies Informa预计，移动电视及其内容市场将在2010年达到48亿欧元规模。随着微显示技术和自由曲面棱镜设计的推广应用，未来将小型LCD显示器件的影像通过光学系统制
作成全像大银幕的需求将日益增加，视频眼镜产业将会移动电视的推动下获得爆炸式增长。

二、微显示器技术基础

通俗的讲，微显示器（Microdisplay）配合一付光学系统就构成了视频眼镜。其中，前者是本文讨论的重点，后者属于精密光学的范畴。

随着半导体集成电路技术的发展，差不多所有的电子器件体积都已经显着地减小了，唯有显示器件本身是一个例外。微显示器（Microdisplay）的出现，极大地减小了显示器件本身的尺寸，也为工业产品的设计者们一个机会。微显示器是指3.3cm以下的显示器，在增加图像显示尺寸和清晰度的同时，极大地减小显示器的尺寸，因为在许多情况下，显示器越小，整机越便宜。因此，使用微显示器不仅会使系统价格下降，较小的物理尺寸也意味着产品体积将较小较轻，在利用相同电池的条件下工作时间也较长。

1、微显示器特点

微显示器实际上就是把显示图像或视频的全部像素集成到单片集成电路模块上。该模块分为两大类：一类用于投影显示系统，一类用于虚拟显示系统。到目前为止，用于投影显示的微显示器数量上只占很小的比例。

市面上，我们看到的拥有时尚外观的视频眼镜产品采用的是虚拟大屏幕成像技术，将来自便携式设备的视频信号快速生成由红、绿和蓝（RGB）图像组成的高帧速率序列，然后由人眼合成为完整的彩色图像，这些图像出现在观察器的内部，观看者在观察器内部某处可看到与实物显示屏相同的虚像，但看起来非常之大，好象身临其境地观看超大屏幕电视一样。

与普通显示器不同，微显示器可提供高得多的分辨率。多数显示器的全彩色分辨率只有80-100行/吋，而许多微显示器提供的彩色分辨率可达1000行/吋或者更高。

从已有微显示器芯片的生产过程看，许多微显示器采用了混合工艺。这种工艺首先利用现有的大规模集成电路的生产线制造CMOS硅基片，然后在硅基片的另一面生成包含光调制器或光发射层的上层结构。比如，上层结构层由液晶材料组成时，就可以在具有规模生产能力的LCD工厂中完成微显示器生产的最后工序。

通过成熟的工业流程来生产新型显示器件导致将CMOS矩阵用作显示器的控制矩阵。这种作法可以为芯片增加各种复杂的新功能，从而为灵巧型显示器的诞生铺平道路。第二，生产商在充分利用原有厂房和设备的情况下进入显示器的生产领域。这种模式降低了微显示器的生产投资，加速了产品上市的时间。这就是大批从未生产过显示器产品的高科技企业迅速成为显示器领域新秀的原因。

2、微显示技术

按照显示模块工艺的不同，我们可以将微显示器分为LCD、LCoS、OLED和MEMS四种。

（1）OLED微显示技术

有机发光二极管（Organic Light Emitting Display，OLED）技术是处于早期发展阶段的相对较新技术，同场致发射（FE）、电致发光（EL）技术一样，OLED也属于发光型微显技术。

OLED显示器可以使用小有机分子或聚合物，其模块结构上有硅基片和发光材料层。从整个显示市场来看，其可溶解的发光聚合物有主要优势，因为它无需温度受控的真空环境就可容易地沉淀到显示衬底上的溶液中(如通过旋转涂覆或喷墨印刷)。与小分子OLED相比，聚合物技术允许制造更大屏幕尺寸的显示器，因为它无需真空淀积处理所需的遮蔽掩模。聚合物OLED(P-OLED)显示器也可在更低的电压下工作，而且比基于小分子的显示器功耗更低，因此，未来还有更大的改进空间。

OLED已经能跟LCD和LCOS技术在价格和性能上进行竞争。目前，MicroEmissive Displays(MED)公司推出了eyescreen技术。该技术的主要创新是在CMOS衬底上把P-OLED和显示驱动电路整合在一起，从而在同一芯片上实现图像大小调整等更多功能。

目前，一种新技术——有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）能在硅基片上用淀积法生成有机发光层已经出现，可以实现完全透明的眼镜型设计，不过尚处于商业化生产的初期阶段。

（2）AMLCD微显示技术

有源矩阵液晶显示器（AMLCD）属于透射型微显示技术，其背光源发出的光在经过每一像素时受到液晶单元的调制，而液晶单元受显示屏上晶体管的控制。这种微显示器有用多晶硅晶体管的，也有用单晶硅晶体管的。

在利用单晶硅的方式中，基片用的是硅绝缘体（SOI）而不是硅圆片。随后，有源电极被取下来移置到玻璃基板上。下一步的液晶加工就是在这一薄而透明的玻璃基板上完成。附加的电路例如行、列驱动器，必须在基板的显示屏的周边部分生成。

多晶硅微显示器不需要分开的基板材料，所有的处理均在石英片上完成。首先，在基片上淀积一层非晶硅层，然后利用高温退火将其转变成多晶硅。这样做改善了材料的电气性能，容许某些周边的行、列驱动器在显示屏晶体管附近生成。不过，多晶硅的电气特性不如单片硅那么好。最后经过下一步的液晶添加，最后完成透射微显示器的全部加工。作为正投机的光学引擎，HTPS微显示器已经取得很大的成功。这些器件一般可以直接连接笔记本电脑。利用低温多晶硅（LTPS）的液晶器件也进入商业生产，可以应用比较便宜但面积大得多的玻璃基片，并准备用来生产微显示器。

（3）LCOS微显示技术

LCoS（Liquid Crystal on Silicon）是将半导体与LCD技术相结合的反射式液晶投影新技术，最大特色在于基底的材质是单晶硅，因此拥有良好的电子移动率，而且单晶硅可形成较细的线路，是比较容易实现高分辨率的投影结构，反射式成像也不会因光线穿透面板而大幅降低光利用率，因此光效率提升。

LCOS微显示器利用外部光源，当光从微显示器表面反射时被调制。LCOS器件的有源控制电路采用CMOS工艺，然后生成液晶层作为反射器，LCOS微显示器可以利用约85%的表面积来反射光，光栅利用系数比较高。对反射光的调制由加到液晶的电压来控制。

由于继承了LCD技术的优点，同时也克服了LCD的不足之处，所以LCoS拥有诸多LCD所不具备的优点，在理论上具有产品结构简单，低成本等优势，基于LCOS器件的显示技术是最近关注的重点之一。

（4）MEMS微显示技术

从实质上看，微机电系统（MEMS）技术已经在硅基片上构成了完整的微显示器，无须制造附加的上层结构。从定义即可看出，MEMS内部可以包含微型的可动的机械部件，这些部件由控制电压操作。数字微镜器件（DMD）是其中最成功的一种。这一结构包含了利用集成电路工艺生成的控制矩阵，控制矩阵上方排列着由微型铝薄膜镜面组成的微镜阵列。一面镜子代表一个像素，镜面起光开关的作用，当控制信号令镜面指向“通”的位置，反射光将进入光学系统，在显示屏幕上形成一个亮点。控制信号令镜面指向“断”的位置，反射光不能进入光学系统，在屏幕上相应位置形成一个暗点。DMD的实质是对代表一个像素的光线“通”“断”进行管理。基于DMD的数字光处理技术（DLP）已在投影技术中取得了极大的成功。

上述四种微显示器都在其系统内部实际生成了一个完整的显示器，或者说存在一个完整的显示像素矩阵。其中，AMLCD技术已经借助于日益普及的大屏幕TV和监视器应用市场而成熟，在创新方面已经比较稳定，改进相对比较缓慢；硅基液晶技术LCOS多年来已经在各种流行应用中得到了实现并已取得了重大进展。相对而言，发光型显示技术OLED还处于早期发展阶段，随着技术和工艺的不断进步它很可能在性能方面得到快速突破。

三、视频眼镜方案

随着移动DVD、手提电脑、录像机、DVB-T、3G手机、PMP、iPod等移动视频播放设备的丰富和发展，在眼镜上播放视频的市场环境得到了发展。因为一般便携式播放器虽然均具备一定的视频播放能力，但由于屏幕过小的缘故，因此显示效果远远未能达到用户所渴求的舒适、震憾效果，视频眼镜产品正好弥补了这方面的缺憾，并越来越受到年轻E族的喜爱。目前，视频眼镜技术方案提供商主要有：

（1）美国高平公司（Kopin），中国合作伙伴是晶门科技（Solomon Systech）公司。该公司拥有Digital iVision成像专利技术，lift-off剥离工艺、低电压（LV）、MAV广视角3项专利技术，其Cyberdisplays LCD微显模块BDM-230K、BDM-922K工艺成熟，制造简单，易于投产。目前用户有深圳东方景等公司、上海爱视代、日本Scalar公司、三菱电机、奥林巴斯（Olympus）、美国Microoptical、Yello Mosquito等公司。

（2）Displaytech公司，拥有FLCoS微显示器和FLC材料专利，其LightView FLCoS面板具有小外形尺寸、低功耗和低成本等特点；主要客户包括Oculon Optoelectronic公司、深圳亿特联合、深圳力伟等。

（3）四川虹视显示技术有限公司，其OLED微显示器采用晶门科技SSD驱动IC，主要产品包括HMD-481E、HMD-481ED、HMD-321E头戴显示器。

（4）美国eMagin公司是AMOLED微显示器方案供应商，其方案低功耗，可以实现完全透明设计，是具有广阔前景的新技术。eMagin公司2005年中推出个人显示系统Z800 3DVisor。

（5）英国MicroEmissive显示公司提供eyescreen P-OLED微型显示器方案，具有高质量移动视频图像、超低功耗等特点，主要用户有美国Vuzix公司iWear系列头戴式眼镜。

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

值得致意的是，日系厂商生产的主要是光学分辨率（OSR）的视频眼镜产品，将小型显示器影像透过自由曲面棱镜变成大银幕般的视觉效果。因此，其核心技术在于自由曲面棱镜、HMD结构的设计乃至加工量产技术上。