智慧眼鏡推進微型顯示器、微投影機功能升級

微投影光機體積越做越小，搭配低功耗光源設計，可以建構智慧眼鏡的微型顯示應用需求。Syndiant

Google推出Google Glass智慧眼鏡專案，成功開發出可輕鬆配掛在眼鏡上的智慧眼鏡產品，雖然目前該專案仍處於研發階段，相關硬體也仍有改進空間，但新穎的語音、觸控人機介面整合與穿戴式運算應用延伸，也讓相關業者對微型顯示器的未來增添更多想像…

微型顯示器(microdisplay)技術其實發展相當久，早期微型顯示器大量應用於家庭攝影機、數位相機的電子觀景窗EVF(Electronic Viewfinder，或稱電子取景器)，因為隨著數位相機、攝影機的體積越來越小，光學架構的觀景窗需搭配光學玻璃與受限設備構型限制，並無法任意選擇設置位置，也必須遷就原有的產品光學架構配合位置設置，造成設計上的困擾。而電子化的EVF設計則可任意設置在攝？錄影設備上，影像訊息利用電子電路傳遞也不須受光學成像架構限制。

微型顯示器應用市場熱  不同需求產品差異大

EVF的應用也隨著使用者對於電子觀景窗要求增加，持續朝高解析度方向進展，相關的顯示技術自TFT、OLED持續演進，而搭配新穎的光學架構整合，小尺寸的微型顯示器應用也能獨立成為新穎的頭戴式視聽娛樂設備，衍生如頭戴式影音劇院視聽娛樂產品、或是頭戴式電玩設備產品等應用。

同樣的微縮設計概念下，投影機影音產品也同時受惠新一代的投影光學技術改進，積極發展微投影Pico Projector應用方案，其中知名的解決方案有DLP(Digital Light Processing)與LCoS(Liquid crystal on silicon)兩大陣營積極搶攻市場，而不同技術方案有其發展限制與特性，其中，在發展微型顯示器應用方面，DLP技術方案在架構微縮設計限制較多，同時單晶片式DLP技術受限技術方案限制，投影色彩表現具較大改進空間，同時DLP技術在微型化要求前提下的顯示解析度提升難度也較高。

LCoS微投影技術熱門  光機小、功耗低為其核心優勢

反觀LCoS技術方案，在微型化設計架構下，由於是整合半導體與液晶製程的顯示技術方案，較能滿足微投影光機微縮要求。LCoS的光學引擎可以搭配單片式架構，直接把彩色濾光片製作於面板之上，同時搭配白光LED光源進行處理再投射於面板，再經過光學處理形成完整的投射影像，即可整合具低成本、小體積、重量輕的微型顯示器方案。

回頭檢視Google Glass目前使用的微型顯示器方案，可以發現Google Glass為使用LCoS微投影技術方案建構其微型顯示器應用目的，而LCoS小型化光機本身並非投射在投影幕上，而是利用巧妙的棱鏡(Prism)光學架構，讓投影畫面可以投射在使用者的眼前，同時使用者又可以兼具原本的物理視野，當需要檢視Google Glass內容時才需要檢視所需的內容。

微投影技術多元  穿戴應用以LCoS具整合優勢

先前也提到，微投影技術方案有DLP、MEMS與LCoS三大解決方案，但在微型化設計要求前提下，仍以LCoS技術方案兼具極端小型化設計優勢，加上該技術方案的光機成本持續壓縮，也較DLP、MEMS微投影技術更為經濟實惠。LCoS技術方案也能滿足Google Glass所需在人眼前微小區塊投影訊息、同時不影響原有視野的應用要求，有趣的是也是透過光學棱鏡的巧妙架構，可讓Pico Projector投射影像與實際視野的影像疊加混合，使用者在視網膜中成像即產生虛擬畫面與視野影像混合的擴增實境(Augmented Reality；AR)應用效果。

而有別於一般用途顯示器需求，Google Glass所使用的LCoS微投影解決方案所投射的影像僅640 x 360像素畫面，若以正常觀看螢幕進行比較，Google Glass的微投影架構相當於以2.4公尺距離觀看25吋螢幕內容，對於使用者來說配戴Google Glass期間並非僅以Google Glass影像為主，反而是利用Google Glass作為輔助擷取資訊、提示之用，使用者仍是以原有現實環境的視覺感官為主，而Google Glass影像利用疊加型態呈現，置於使用者人眼前的微型光學棱鏡仍是呈現透明狀態，僅有Google Glass需投射提示訊息或查找資訊時才呈現關鍵影像，平時配戴不使用時並不會有訊息介入用戶眼前。

Google Glass智慧眼鏡  掀起LCoS微投影應用熱潮

觀察Google Glass這類以穿戴式運算為核心應用的微型顯示器，並非如視聽娛樂顯示設備或是頭戴式娛樂顯示器般，須追求極致的超高解析度、高fps(frames per second)顯示畫面性能，反而是以輕量化、小型化、低功耗使用前提，以可讓使用者長時間配戴、不會受到干擾的設計方向為主。檢視Google Glass智慧眼鏡的產品結構，其實Google Glass包含幾個主要功能與模組：嵌入式處理器、麥克風、喇叭、攝影鏡頭模組、投影畫面用的棱鏡(Prism)與驅動電子元件的電池模組，完整智慧眼鏡穿戴配件僅重50公克。

雖然頭戴式微型顯示器並非新科技，但Google Glass推出整合嵌入式處理器，同時並非以影音娛樂出發的輔助型智慧眼鏡裝置，也開創了微型顯示器另一個穿戴應用市場。為了穿戴式運算應用需求，Google Glass設計概念為讓使用者可以在更無負擔情境下擷取所需的關鍵資訊，因此Google Glass建構的相關應用生態系反而是這類穿戴式裝置的賣點，然而Google Glass顯示器的解析度、顯示效能等由於應用重點在ICT科技的穿戴整合，反而顯示器的解析度、效能已不是這類裝置的關注重點。

智慧眼鏡產品市場擴展  仍需相關新創應用助推

為了快速建構基於Google Glass應用架構的數位內容、服務，Google針對Google Glass釋出Mirror API(Application Programming Interface)，提供給第三方應用開發商可據Mirror API資源著手製作相關應用程式，而Google為了避免初期應用程式較貧乏階段的用戶負面使用體驗，在Mirror API的服務條款中也載明了開發者不得於應用程式附加廣告、不能在App內收費等使用限制。目前基於Mirror API開發的Google Glass應用，已有新聞資訊、運動輔助、拍攝控制、語言翻譯與SNS(Social Network Services)加值應用等相關服務釋出。

同時，除了Google Glass這類以資訊輔助應用為主的穿戴式微型顯示器應用需求外，原有基於視聽娛樂應用的微型顯示器應用需求，也有不少業者競相推出顯示解決方案，但與資訊應用的穿戴設備要求不同的是，這類顯示元件較偏重於影像品質與播放效果，元件顯示效能以趨近於常規多媒體顯示器的顯示規格為主。

影音娛樂用途微型顯示器  性能媲美常規顯示器

以頭戴式視聽娛樂設備所需的微型顯示器，目前已有基於OLED技術的微型顯示器元件推出，顯示器模組僅硬幣大小，卻能呈現1080p/30fps全彩畫面效果視訊輸出，而這類微型顯示器元件的體積、功耗雖無法與資訊應用型的微型顯示器相比較，實際應用於產品也可以針對穿戴應用設計需求進行整合。

雖然在微型顯示器應用方面，目前以智慧眼鏡相關產品較受市場關注，也是下一波穿戴式應用的應用產品重點，但實際上以Google Glass這類產品由於需要極度微型與輕量化設計，相關模組與關鍵元件單價仍偏高，加上輕量化的資訊顯示模組解析度仍偏低，導致可在有限空間顯示的內容量顯得相對有限，僅能以簡單字串、訊息類型的資訊瀏覽為主。

此外智慧眼鏡產品新引發的公眾隱私、安全議題也受到市場考驗，一般業者預估，可能還需要2~3年積極擴展相關應用生態系與優化產品設計，才能更進一步發展為消費性或是商用產品。