2005年2月A

引言
    在因特网时代，计算机显示器无处不在。在军事领域，显示器已成为运用信息--最强大作战武器--的最佳方法。为了实现网络中心战，美国国防部正致力于战场的网络化，他们将在作战空间的各个层面部署显示器，包括舰船、飞机以及战车，甚至电台、头盔以及步枪瞄准具。军事应用对显示器提出了较高要求，除了耐用、低成本、日照可读外，还必须轻量、低功耗以及高分辨率。据统计，美国54.4%军用显示器是平板显示器，其中LCD占36%，其它平板显示器占18.3%。在LCD显示器中，74.5%是AMLCD，15.5%是PMLCD，10.0%是Dichroic LCD。虽然，可穿戴显示器、可卷曲显示器以及伪装显示器都是军方迫切需要的，但目前还未研制成功。为此，美国国防部将对这些军事领域专用的显示技术给予投资，使其早日用于军事系统。
    目前，LCD主宰着军用显示器市场，CRT技术迅速萎缩，需求迅速降低，OLED无疑是未来研发领域的焦点。

LCD主宰军用显示器应用市场
中型LCD大量用于军用飞机
    20世纪90年代初，少数设计人员开始在飞机座舱中使用4×4英寸或5×5英寸LCD。目前，无论在战斗机还是运输机上，LCD的应用都非常普遍。
    2004年6月，洛克希德·马丁公司技术人员在美国空军C-5"银河"战略运输机中安装航空电子现代化计划(AMP)设备。未来几年,该计划将在所有112架运输机中安装该设备。每套AMP设备包括7台Honeywell公司生产的6×8英寸LCD，其中6台供飞行员和副驾驶员使用，另外1台配给随机工程师。据称，这种日照可读LCD产生的热量最少。
    2005年，波音公司技术人员将开始在C-17"全球霸王"运输机座舱中安装L-3公司的550型EFI 4×3英寸AMLCD。这些显示器不仅具有高分辨率、高亮度以及与夜视镜兼容的特性，而且支持未来需求，如彩色、图形以及视频。
    飞机座舱设计人员正尽力为飞行员提供更多的信息。为了避免在小型显示器上出现太多的数据，他们将用13_14英寸、甚至15_17英寸的显示器取代目前的6.8英寸或10.4英寸显示器。
大屏幕LCD主要用于C4I系统
    直到1997年和1998年，指挥、控制、通信、计算机及情报(C4I)系统才开始使用大屏幕LCD。Barco公司的RFD 251产品是最受欢迎的大型LCD之一，已用于美国海军AN/UYQ-70项目。另外，波音公司幻影工作室工程人员也为X-45联合无人作战飞机系统(J-UCAS)任务控制站选择了RFD251 20.1英寸LCD。它采用了专利视频电子技术，具有自动相位调节、可更换背光源等特性，可以克服环境变化的影响。
    美国海军空中系统司令部则选择了Barco公司的FD471 LCD，用于航母周围的交通管制。这是一款28英寸、高分辨率、高亮度AMLCD，具有体积小、重量轻、功耗低等优点。为确保图像质量并控制寿命周期成本，它还装有4个可现场替换的背光源。在航母交通管制中心和两栖交通管制中心，工作人员将利用该显示器进行空中交通管制。
微型LCD追求高分辨率
    热武器瞄准器使美国陆军士兵几乎在任何条件下都能看清目标，无论是漆黑的夜晚、恶劣的天气，还是硝烟弥漫和尘埃琐屑的战场。例如，美军的M-16和M-4步枪都装有雷声公司制造的瞄准器，士兵可以通过红外装置观察目标，并显示在微型显示器上。
    Kopin公司的640M AMLCD是加固型0.38英寸高性能显示器，像素640×480，功耗50mW。该产品已经用于HH750手持式热像仪，它可以将焦平面阵列的输出信号转换成高质量的图像。
    微型LCD技术的最新进展是采用新的滤色方法，这种方法基于纳米像素技术，其像素缩小到微米级别。
MVA LCD将用于夜视装备
    多域垂直排列(MVA) LCD设计方法非常适合夜视应用。美国陆军夜视实验室研究人员非常欣赏这项新技术，并于2004年3月授予Kopin公司一项价值320万美元的合同。
    在未来作战部队(FFW )计划中，美陆军将使用MVA微型显示器。Kopin公司0.98英寸1280 CF MVA LCD具有全尺寸、超宽视角、1280×1024像素分辨率等优点，将用于头盔显示器，可为士兵提供观察战场信息所需的足够色度与分辨率。美陆军在增强夜视镜(ENVG)项目中，也将使用这种显示器。同时，ENVG项目负责人还希望将传统图像增强仪与现代热成像仪的功能集成在一个设备上。为此，可以通过光学叠加的办法，也可采用将增强图像数字化的方法。这样，就可以进行信号处理，因为热成像仪已经数字化了。

OLED将成为军用显示器研发重点
    小型OLED已经广泛用于手表、微波炉、手机以及汽车音响等消费电子产品，但是它们在军事领域尚无法应用。虽然8英寸、10英寸乃至12英寸的OLED在商展中屡见不鲜，但这些样品需解决寿命短、抗湿性差以及退色等方面的不足。因此，OLED在军事领域应用为时尚早。
    不过，军用显示器设计人员对OLED技术很感兴趣。为了实现战场网络化，美国陆军打算为每个士兵配备OLED。为此，2003年2月，美国陆军为亚利桑那州立大学拨款4370万美元，成立陆军柔性显示中心。2009年，陆军还将为下一个5年计划拨款5000万美元。该中心是政府、工业部门和大学三方合作的结果，来自工业界的DuPont Displays、Kodak与Honeywell等16家公司都参加了该项目，学校代表则包括康奈尔大学等5家大学。该中心将为未来作战人员提供通用、等角、柔性显示器，而且它们具有轻量、加固、低功耗、低成本等优点。这些显示器将与计算、通信以及全球定位系统进行集成，大大提高士兵的态势感知能力、生存能力以及战斗力。
    2004年，美国空军研究实验室还授予L-3公司和全球显示公司一项联合合同，要求为便携式通信设备开发柔性OLED。目前，Barco公司也致力于OLED的开发。估计到2006年，OLED将在少量航空电子系统中应用。

LED的军事应用尚不多见
    虽然商业领域的汽车前灯和交通信号都已采用LED，但该技术在军事领域的应用尚不多见。军用显示器设计人员已开始利用LED替换笨重的荧光设备。例如，为了减轻重量并降低功耗，L-3公司设计人员使用LED背光代替荧光。关于航空电子设备，他们已提交了2、3套方案，还有一套方案不久将在F-15战斗机上使用。
    Rockwell Collins公司则开发出基于LED的头盔显示器新产品-Eye HUD HMD。它是单目镜显示系统，可以为直升机和作战支援飞机驾驶员提供基本的飞机飞行以及引擎性能数据。该系统采用全新LED产品，不仅减轻了重量、降低了成本，而且符合夜视镜系统标准。预计2004年该产品可完成飞行测试，并推向市场。

民技军用有利有弊
    1994年，美国国防部对国防采办进行改革，提出使用商用现货(COTS)产品取代定制电子产品。当年，洛克希德·马丁公司即赢得首份AN/UYQ-70系统合同，为海军工程人员提供开放系统结构的商用现货显示器。采用商用现货的主要优点有两个：首先，节省资金。因为对于多种计算机显示器而言，只需同样的维护设备和人员，这是以往的AN/UYK-7/20/43/44舰载计算机无法实现的。其次，还促进了技术升级，如"弗吉尼亚"攻击潜艇的声学商用现货快速植入(ARCI)项目。
    不过，商用现货产品也有其固有的缺点：首先，商用显示器的形状和尺寸都有严格的限制，因为它主要是为台式电脑和笔记本电脑而不是为座舱和控制台所设计的;其次，商用显示器不加固，且寿命较短。
    为解决这些问题，在美国陆军资助下成立了美国显示器联盟(USDC)。美国国防先进研究计划局(DARPA)首先对其进行了为期15年的投资，目前由美国陆军研究实验室负责该联盟的投资。
    最近USDC授予通用电气全球研究公司一份合同，开发保护OLED的阻挡膜，使其抗潮湿及氧化。另一项合同授予了Lumileds公司，用于LED背光方面的研究，其目的是延长使用寿命、降低背投显示器的功耗。
    2003年1月，USDC把投资重点转向利用商用显示器设计军用平台，并为通用动力公司、Interface显示与控制公司拨款79.5万美元。该投资支持"切割COTS"研究，即购买商用现货AMLCD，然后按照军事平台或航天平台要求的尺寸和形状进行切割。这种方法能节省大量资金。例如，一块切割LCD耗资350_2000美元，其中包括200美元的切割以及更换驱动电路费用，其费用仅是同类定制产品的1/3左右，性能却不相上下。为证明"切割COTS"方法得到的显示器能够抵抗恶劣环境，通用动力公司将在陆地战车中安装"切割COTS"显示器。另外，Interface公司则将在飞机中测试类似的显示器。

未来发展趋势
通用化
    为了使价格更低，L-3公司设计人员已在6个不同的项目中采用同样尺寸的显示器。其10.4英寸AMLCD适合以下飞机的座舱：U-2侦察机、T-38超音速训练机、C-130J运输机、C-27J"斯巴达人"运输机、F-5E"虎式"喷气机以及JAS 39"鹰师"战斗机。
    目前，军用显示器的发展趋势仍是继续开发未来通用显示器系统(FCDS)，该系列产品包括30种不同类型的显示器和服务器。美国计划在2005年之前公布FCDS需求建议，并于2006年授予项目合同。
模块化
    为了迅速"植入"新技术，Barco公司工程人员制造了模块化平板显示器(MRFD)。利用少量通用"模块"部件，Barco公司工程人员能在4_6个月内就开发出一款新型显示器，而过去则需要15_18个月。模块化设计与制造已成为军用显示器的重要发展趋势。
采用新技术
    采用新技术、提高军用显示器性能已成为研究人员不懈的追求。例如，获得日照可读能力的传统方法是增加更多的背光，但这将耗费更多的电源并产生更多的热量，增加电池负担。为此，通用动力公司工程人员发明了在显示器中安装滤色器的方法，从而使表面反射最小。他们还开发出智能显示器，并把计算机电源集成到显示器中，这就可将大型显示器安装在狭窄的座舱中。
    另外，为了在液晶显示器上引入三维图画，消费类电子公司正改进图形引擎。某些LCD显示器具有高清晰度电视级别的分辨率。这种能力对阅读文章不是很重要，但对城市作战时察看市区景象却至关重要。
降低价格
    由于军用显示器都进行了加固并考虑到长期维护的需要，因此，其价格往往较高。不过，为了迎合降价呼声，军用显示器制造商在不影响军事需求的前提下想尽办法。例如，Barco公司将开发一系列的低价格、关键任务以及非关键任务显示器。这种显示器的首批产品将于2005年4月推出。（电子情报所   王宇弘）