提问:一个戴近视眼镜的人,会愿意再同时戴一副AR眼镜吗?这个问题对于VR来说并不难,通常VR头显为镜框留出了空间(一些Pancake VR自带屈光调节机制),因此二者并不冲突。然而AR眼镜体积更紧凑,适眼距便短,再叠加近视镜框不仅笨重、不舒适,看起来也很奇怪。
目前有几种方法可以解决上述问题,AR眼镜厂商提供一个视力矫正镜片夹片(仅含镜框),有助于打造小体积设备,常见于各种BB、光波导产品上。然而,这无疑会增加用户的成本,因为还需要再额外佩戴一副镜片,使用起来也会稍有不便。
近期,一家叫Brilliant Labs公司公布了一款开源的AR眼镜:Monocle。该产品的灵感来自单片眼镜,用法只需要夹在眼镜框上,不需要外部供电,使用方式很简单。Monocle有几种功能,除了显示信息外,还可以拍照、录视频、玩游戏、训练计算视觉模型等等。像是一个专为戴眼镜用户设计的便携式AR硬件,因此不便之处就是,平时不戴眼镜的人需要自备镜框,才能使用它。
据青亭网了解,Monocle的售价349美元,面向人群为消费者、开发者和科研人员,目前正进入制造环节,第一批货将很快发出。经过一番搜索,我们了解到这款AR眼镜背后的技术、光学设计,以及Brilliant公司的来头,感兴趣就一起看下去吧。
Monocle细节
Monocle由AR眼镜和充电盒组成,AR眼镜部分采用一体式光学机械封装工艺,外观看起来具有一定厚度,重量仅15g。细节方面,该AR眼镜视场角约20°,搭载了索尼ECX336CN Micro OLED屏幕、电容触觉传感器、500万像素彩色摄像头(以720p分辨率拍摄)、FPGA、蓝牙5.2模组、Nordic MCU、70mAh电池。它可以通过蓝牙连接手机(iOS和安卓端均有配套app),续航达1小时。
这是一个完全开源、可自定义配置的AR眼镜,采用了一体式设计,光学模组兼作外壳来容纳电子元件,而没有配备镜框。
Monocle的主要功能之一是拍照/录视频,其摄像头支持自动曝光控制、自动白平衡。此外,还搭载了了LED闪光灯,不仅可以辅助拍照,还可以当做手电筒使用。在与手机app配对后,便可以控制眼镜拍照、录视频、查看照片和视频、放大照片(16倍变焦)、慢放视频等等。手机app上有Monocle的简易使用教程,上手过程很快。
值得注意的是,Monocle内置FPGA芯片,可在设备上运行计算机视觉、AI或图形加速算法。
另外,还在侧面配备了触控按钮/触控条(眼镜侧面),可捕捉手指靠近和触摸的动作,并识别轻敲(显示摄像头实时数据)、双击(拍照或录视频)、长按等手势(播放视频、上传至手机)。
而充电盒则为磁吸式设计,内置了450mAh电池,自身充电通过USB Type-C,也可以给Monocle供电(满电情况最多可充6次),相当于一个小巧便携的充电宝。充电盒通过磁力固定Monocle,并使用弹簧针来连接充电。
从专利看光学
Brilliant并没有为Monocle公布更多细节,尤其是光学方案等细节。要明确的是,这似乎并不是概念设计,而是基于专利光学技术的AR眼镜产品。从该公司在去年3月申请的专利分析,我们也许可以大概了解其光学原理。据悉,这项专利的编号为US11448879B1,发明者为Bobak Tavangar、Austin Wilson、Benjamin Heald等人。实际上,Tavangar(CEO)、Wilson(光学总监)、Heald(设计总监)也是Brilliant Labs创始人,该公司成立于2019年,总部位于中国香港。
结合专利来看,Monocle的光学元件可能包括Micro OLED微显示、折叠棱镜组(由透光棱镜和反射棱镜粘合而成)、分束器和组合器。其中,棱镜组的下半部分包含了半反半透涂层,以及底部反射涂层,目的是将上半部分透镜传来的光线反射入人眼。
具体光路:Micro OLED光源位于透镜顶部,光源直接向下发射光线,并穿过棱镜,穿过半反半透涂层,到达底部反射面,反射到组合器中,组合器再将光线重定向至人眼视网膜上。这种光学设计会在AR眼镜前方形成一个虚像,视场角大概20°。这个光路可根据用户定制调整,以实现更好的显示效果。
而为了省电,Monocle在不使用时可关闭摄像头、FPGA和显示屏。该AR眼镜的供电分为四个部分,相机和显示器可以独立于FPGA断电,这样就可以快速启动。
未来应用场景
单片式AR眼镜只是Brilliant的第一部,接下来计划研发含框架的AR眼镜,让本来不戴眼镜的人直接就能使用。此外,第一批出货Monocle侧面为透光设计,能看到内部电子元件,后续计划采用磨砂饰面来掩盖。
功能方面,Monocle容易让人联想到米家AR眼镜、Snap Spectacles等拍照眼镜,相比于这些产品,Monocle的设计更加简洁,而且方便穿脱,可以快速在AR眼镜和普通眼镜之间切换,灵活且便携。
Brilliant指出,与现有的AR眼镜相比,Monocle主打两大卖点:
1)机身小巧、设计精美、轻便,且价格实惠;
2)开发者平台为开源,设备原理、应用代码等都是公开的,方便开发者自定义。
它有多种潜在的应用场景,比如拍照、显示文字、识别人名、显示通知、导航、AR图像增强、二维码/条码扫描、穿戴式遥感、AR应用和游戏设计、播放视频/照片等内容。此外,还适合一些直接使用摄像头、麦克风作为输入源的AI任务,比如计算机视觉。