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智能眼鏡
來源:互聯(lián)網

智能眼鏡(英文名:smart glasses)也稱智能鏡,是指如同智能手機一樣擁有獨立的操作系統(tǒng),可以通過軟件安裝來實現(xiàn)各種功能的可穿戴的眼鏡設備統(tǒng)稱。智能眼鏡可以由用戶安裝軟件、游戲等軟件服務商提供的程序。智能眼鏡可通過語音或動作操控完成添加日程、地圖導航、與好友互動、拍攝照片和視頻、與朋友展開視頻通話等功能,并可以通過移動通訊網絡來實現(xiàn)無線網絡接入。

20世紀80年代,多倫多大學教授史蒂夫·曼恩開發(fā)出與電腦和網絡相連的EyeTab,是最早的智能眼鏡。自谷歌于2012年推出Google Glass產品后,可穿戴計算設備便成為科技界的火熱話題之一。智能眼鏡是在傳統(tǒng)眼鏡的鏡框和鏡片的基礎上衍生擴展,從而擁有更多功能。智能眼鏡作為典型代表被廣泛應用于醫(yī)療、通信、顯像、光學調節(jié)等領域。借助無線通信、傳感監(jiān)測、邏輯計算等軟/硬件技術,智能眼鏡可以在鏡框部分集成多種電子與光學元件,從而實現(xiàn)語音交流、導航定位、健康監(jiān)測、處理計算等功能,借助液晶成像、電致變色、光致變色等技術,智能眼鏡可以在鏡片部分實現(xiàn)增強現(xiàn)實成像、主動光透過率調節(jié)、被動紫外線防護等功能,從而推動智能眼鏡向多功能集成平臺的方向發(fā)展。

根據(jù)中國國內權威機構預測,自2025年起,智能眼鏡將在傳統(tǒng)眼鏡市場穩(wěn)步增長的大背景下迅速滲透,到2029年年銷量有望達到5500萬副,并在2035年突破14億副。與此同時,AR與AI的結合為市場帶來了更多可能,互聯(lián)網巨頭、手機廠商和專業(yè)AR眼鏡企業(yè)的競賽日趨激烈,從輕量化設計到交互方式的飛躍,再到更親民的定價策略。

概念

智能眼鏡是指如同智能手機一樣擁有獨立的操作系統(tǒng),可以通過軟件安裝來實現(xiàn)各種功能的可穿戴的眼鏡設備統(tǒng)稱。其具有使用簡便,體積較小等特點,公眾普遍認為智能眼鏡的出現(xiàn)將會方便人們的生活,因此它得到了谷歌微軟等重點研發(fā),被視為未來智能科技產品的重要增長點。

發(fā)展歷程

20世紀80年代,多倫多大學教授史蒂夫·曼恩(Steve Mann)嘗試制作可以架在鼻梁上、以第一人稱來記錄周遭事物的眼鏡,他致力于解決自身視力問題,最初設計的設備是戴在頭盔上的,經過多年的實驗和反復改進,他的頭戴式智能眼鏡變得越來越輕巧。后來Steve Mann成功開發(fā)出令智能眼鏡小型化,并與電腦和網絡相連的技術EyeTab。

2012年4月,谷歌發(fā)布一款“拓展現(xiàn)實"眼鏡,該眼鏡具有和智能手機一樣的功能,單從當前產品設計來看,谷歌眼鏡包括了一條可橫置于鼻梁上方的平行框架、一個位于鏡框右側的寬條狀電腦,以及一個透明顯示屏,可以通過聲音控制拍照,視頻通話和辨明方向以及上網沖浪、處理文字信息和電子郵件等。

2013年4月10日,美國科技博客Gizmodo揭示了谷歌眼鏡的工作原理,表示谷歌眼鏡承載著可穿戴設備的開端,它具有想象空間的前途不可限量,但目前看來,它暫時只是一個手機伴侶,基礎通信、文字輸入依賴手機。11月12日,谷歌眼鏡發(fā)布了一系列新功能,包括搜索歌曲、掃描已保存播放列表,以及收聽高保真音樂等。

谷歌眼鏡因銷售情況很差,而停止生產,2019年,谷歌面向企業(yè)和工作場所推出了新版本的谷歌眼鏡,該眼鏡定位為專門供外科醫(yī)生和工廠工人使用的增加體驗產品。

2021年12月,華為與Gentle Monster 合作發(fā)布Gentle Monster X HUAWEI Eyewear II 智能眼鏡,該智能眼鏡搭載鴻蒙 HarmonyOS。

2023年2月消息,小米在MWC 2023上發(fā)布了概念智能眼鏡產品——小米無線AR眼鏡探索版。據(jù)了解,這是該公司的第一款無線AR眼鏡。這款AR眼鏡具有一對MicroLED屏幕和三個前置攝像頭,它們的重量為126克。

2023年3月15日,谷歌宣布已停止銷售其企業(yè)版谷歌智能眼鏡(Glass Enterprise),并于9月停止其軟件支持。

2023年7月9日,寶馬推出了一款智能眼鏡,名為 Connected Ride,可以將導航、速度、檔位等重要數(shù)據(jù)投影在騎手的視野中。

2024年9月,Meta再次攜手雷朋,在Connect大會上推出全新限量版Wayfarer智能眼鏡。11月12日,百度集團發(fā)布小度AI眼鏡,稱該產品為“全球首款搭載中文大模型的原生AI眼鏡”,具備第一視角拍攝、邊走邊問、識物百科、視聽翻譯、智能備忘等功能,于2025年上半年正式上市。

2025年1月,在2025國際消費類電子產品展覽會上,中國AR智能眼鏡企業(yè)rokid展出了Rokid Glasses產品。Rokid Glasses是Rokid與BOLON眼鏡聯(lián)合打造的AI+AR眼鏡。第一季度中國智能眼鏡市場出貨量49.4萬臺,同比增長116.1%;同年6月,智能眼鏡市場不斷升溫,呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長,成交量同比增長超過了8倍。2025年,中國智能眼鏡市場的銷量為145.4萬臺,同比上漲211%。其中,AR眼鏡和音頻眼鏡的銷量同比漲幅分別為83%和135%。

主要產品

技術與功能

傳統(tǒng)眼鏡由鏡框和鏡片兩部分組成,智能眼鏡在此基礎上衍生擴展,從而擁有更多功能。例如,在鏡框部分集成攝像頭、傳感器、操控設備等硬件,智能眼鏡可以擁有通訊、健康檢測、定位導航等功能,典型產品有谷歌第一代智能眼鏡Project Glass,以及隨后推出對企業(yè)用戶的第二代智能眼鏡Enterprise Edition。又如,將動態(tài)光學技術應用于片,可以使智能眼鏡擁有主動或被變色的功能,典型產品有Oakley公司推出的光致變色眼鏡。

基于鏡框衍生與擴展

通信交互技術與功能

智能語音交互

通過在智能眼鏡的鏡框部分集成計算處理模塊、電池、骨傳導聲音模塊以及微型麥克風,可以在眼鏡上賦予智能語音助手功能。其中代表產品有Racon公司2013年生產的RaconJet,其鏡框為聚酰胺類樹脂,功能模塊位于右眼鏡框邊緣,在功能模塊靠近框的位置裝有電池和計算處理模塊,用于對智能眼鏡供能以及對用戶的指令進行處理,在靠近鏡片的另一端裝有微型麥克風和骨傳導模塊,用于采集用戶的聲音指令以及反饋語音助手的處理結果,用戶可以輕松了解到天氣、實時路況等信息。華為于2020年推出的Eyewear以及亞馬遜網站于2018年推出的VuzixBlade也具有此類功能,前者可通過雙擊鏡腿實現(xiàn)喚醒語音助手,進行語音音頻控制、語音搜索問題等操作,后者則可通過說“嘿,ALEXA INTERNET”的方式實現(xiàn)喚醒并進行語音拍照等操作。

定位與導航

通過在智能眼鏡的鏡框部分集成通信模塊(無線發(fā)射與接收裝置)、電池、外接入耳機模塊,并與全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem,GPS)互聯(lián),用戶可以實時了解自己的位置信息,若結合AR技術,則可實現(xiàn)智能眼鏡的語音導航功能。代表產品有CASMELY公司2014年生產的CASMELY1.0,其功能模塊主要位于左右鏡框內部,精確定位功能主要依賴于左右鏡框內同步工作的定位裝置,電池則安裝在鏡框的尾部。此外,谷歌智能眼鏡ProjectGlass也可以聯(lián)用GPS技術與AR顯像技術,在鏡片上顯示出導航規(guī)劃路線,幫助用戶更直觀抵達目的地。

藍牙連接

藍牙連接已成為了日常生活中最快捷穩(wěn)定的設備互通方式之一。Moregy智能眼鏡將藍牙技術集成于鏡框中的產品之一,其采用最新的藍牙5.0協(xié)議,保證在300m內與手機等智能設備穩(wěn)定連接,實現(xiàn)高保真音樂播放、手機電話轉移接聽等功能。作為一種近距離無線連接的常用技術,市面上的智能眼鏡幾乎都借助藍牙實現(xiàn)與其他設備連接互通的功能。華為的Eyewear則能借助智能語音助手與藍牙傳輸,實現(xiàn)語音遠程遙控手機拍照,完成快速便捷的自拍功能。

無線網絡連接

通信技術中最重要的一環(huán)是網絡連接,現(xiàn)代各種移動設備都支持無線網絡通信。其中,索尼推出的SmartEyeglass集成了新型WirelessLAN模塊,最高可接入的帶寬為1000M,用戶能體驗高網速帶來的極速下載與上傳。此外,借助這項技術撥打無延遲語音電話,配備進階版攝像頭和顯示鏡片后,用戶還可以與他人進行高清視頻通話。

體征監(jiān)測技術與功能

智能眼鏡能夠實時監(jiān)測用戶的身體狀況與健康參數(shù),并在指標異常時提醒用戶或在緊急情況出現(xiàn)時自動求救。按照技術可分為用眼電圖(ElectroOculoGraphic,EOG)傳感器監(jiān)測眼球/人腦功能和利用光學脈沖傳感器測量血壓/心率的智能眼鏡。

眼球/腦監(jiān)測

日本JINS于2015年推出了一款智能監(jiān)控眼鏡MEME,這款眼鏡采用3D打印鏡框,在鏡腿處植入了柔性電極和傳感器,其核心部分為鏡架處的三點式EOG傳感器。借助此組件該眼鏡不僅可以連續(xù)地監(jiān)測佩戴者的腦電圖和眼電圖等生理信號,還可以通過眼球的轉動來控制視頻游戲以及實時監(jiān)測佩戴者的運動狀態(tài)。通過監(jiān)測和比較眨眼次數(shù),眼球/腦監(jiān)測智能眼鏡能判斷使用者的精神集中度。此外,將監(jiān)測所得的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄茉O備分析后,它還能通過震動或改變鏡片顏色的方式提醒用戶進行休息。

血壓/心率監(jiān)測

微軟(Microsoft)于2018年研發(fā)了一款可以監(jiān)測血壓的智能眼鏡Glabella,這款眼鏡配備動脈傳感器慣性測量單位傳感器(IMUsensor)等元件,可偵測右耳耳屏前上方與顴骨弓上方的淺顳動脈(superficialtemporalartery)和位于右眼與鼻梁附近的眼角動脈(angularartery)。這三處的脈搏傳感器偵測脈搏傳遞的時間差,可得到使用者的血壓及動脈起伏情況以及連續(xù)數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)充氣袖帶式手臂測量相比,這種方法更方便,能充分發(fā)揮眼鏡的便攜性,可以隨時隨地進行測量,能連續(xù)記錄佩戴者一整天的血壓與心率變化,以及姿勢改變、運動、飲食、休息、服藥以及不同環(huán)境與情況下血壓的變化,并將數(shù)據(jù)傳輸給醫(yī)生。

其他集成技術與功能

除了通訊技術與檢測技術外,智能眼鏡鏡框上還集成了其他功能,如拍攝錄像、照明、AR顯像等。通過這些功能一定程度上可解放用戶的雙手,使用戶能兼顧更多的事情。

發(fā)光二極管照明與冷光線裝飾

在鏡框與鏡片連接部集成發(fā)光二極管(Light-EmittingDiode,LED)并連通電路,即可實現(xiàn)在光線較弱場景的照明。例如,CASMELY1.0與GoogleGlassEnterpriseEdition1兩款眼鏡都在其微型攝像頭附近加裝LED燈珠,滿足用戶夜間照明、攝像補光等使用需求。在鏡框邊緣貼合冷光線,連通內置電池,使眼鏡整體更加美觀。

拍攝錄像

在鏡框與鏡片連接部集成微型攝像頭,智能眼鏡可實現(xiàn)拍攝錄像功能。例如索尼的SmartEyeglass通過前置1000萬像素攝像頭,后置800萬像素攝像頭,實現(xiàn)高清視頻通話的需求,其前置攝像頭還支持1080p超清分辨率拍攝,CASMELY1.0擁有800萬像素的前置攝像頭,眼鏡整體較為輕便,部分交警利用該眼鏡在事故、違章發(fā)生時進行拍照取證備案,縮短了處理意外時所需要的時間。

AR處理與投影

部分智能眼鏡通過集成AR功能,讓現(xiàn)實與虛擬場景相融合。最典型的產品就是谷歌推出的智能眼鏡ProjectGlass,以及后續(xù)針對企業(yè)用戶的升級版GoogleGlassEnterpriseEdition1/2。這幾款眼鏡都是通過內置于鏡框的AR處理器進行圖像處理,以傳輸或投影的方式將虛擬合成的影像與用戶實際可見的圖像結合起來實現(xiàn)AR功能。這兩款谷歌智能眼鏡的區(qū)別在于ProjectGlass初步運用AR技術實現(xiàn)用戶與眼鏡的簡單交互,只兼容原裝鏡片,用戶在視野范圍內只能看到可操控的界面摻雜,而不是真正看到虛擬圖像“生活”在現(xiàn)實世界中。GoogleGlassEnterpriseEdition1/2采用谷歌自主研發(fā)的二代AR處理器,用戶能夠在視野中看到確切的路線導航圖、游標卡尺、圓規(guī)等工具,從而可更高效地工作,與此同時鏡片也不再受限于原裝鏡片,用戶可根據(jù)自己的需求定制近視鏡片等功能鏡片,可完美兼容AR投影技術。

基于鏡片衍生與擴展

影像技術與功能

影像是人對視覺感知的物質再現(xiàn),影像技術通常分為捕獲圖像技術以及成像技術,通過專業(yè)設計的影像,可以發(fā)展成人與人溝通的視覺語言。捕獲圖像技術較為成熟,人們已經能夠用攝影機、顯微鏡等光學設備捕捉圖像,而成像技術則是未來研究發(fā)展的重點。智能眼鏡的鏡片是理想的成像基底,借助AR、VR等成像技術,智能眼鏡的鏡片能夠使用戶在可視范圍內看到更多有效信息或圖像,還能幫助視障人士重獲視力。例如,通過Micro-LED+衍射光波導等技術,可將導航箭頭、支付信息、商品比價等內容直接投射在鏡片上。

VR/AR成像

自從發(fā)布Apple Watch起,蘋果公司就一直在布局可穿戴市場,Garta就是一款聯(lián)動運用VR和AR的智能眼鏡,其AR處理與投影機制同谷歌智能眼鏡相似,但是Garta的創(chuàng)新點在于其可自動調節(jié)焦距并有抗摔落的特殊鏡片。Garta鏡片采用重量輕、抗沖擊性能好的CR-39哥倫比亞沒藥樹,因其采用了充液的設計方式可自動調節(jié)焦距,其通過流體和壓力可快速調節(jié)可伸展的鏡片,充液泵可在必要時向腔室泵送或抽出液體,進而推出鏡片或使其彎曲,從而達到改變鏡組光學特性的目的,使得視力不佳的用戶也能享受高清的VR/AR圖像。此外,在該種柔性鏡片周圍配備多個執(zhí)行器,可對鏡片的形狀展開更精細地調整,例如,當集成于鏡框的傳感器檢測到處于“自由落地”狀態(tài)或“被撞擊”時,其可將光學系統(tǒng)立即調整為“保護模式”,特殊液體立刻填充于透鏡之間,進一步降低碰撞帶來的意外損失。

解決視覺障礙

有研究表明,部分視障患者并非完全看不到東西,而是視力退化而無法分辨各種光線、物體的位移以及形狀的變化。牛津大學的計算機視覺科學家Philip與Hicks于2016年3月正式創(chuàng)辦了OxSight來幫助視障患者重見光明。大腦處理三維空間采用的是一種映射的機制,類似于現(xiàn)代游戲攝像機映射和定義地板。OxSight試圖利用這種映射概念以及大腦工作原理,為用戶的周圍環(huán)境添加卡通式圖層。這些圖層利用夾層鏡片中的液晶顯示,從而使得視障患者能夠看到以“紙板化”的形式出現(xiàn)在他們眼前的事物。

動態(tài)光學技術與功能

動態(tài)光學技術也常被用于擴展智能眼鏡的功能,使鏡片隨著人為需求或環(huán)境光線變化而主動或被動地產生顏色變化。已有多種變色鏡片被用于有強日光照射的室外活動場所,能夠有效防止強光照射對眼睛造成的傷害。根據(jù)鏡片變色驅動力來源,可將智能變色鏡片分為主動變色以及被動變色鏡片。

主動光透過率調節(jié)

智能眼鏡鏡片的主動光學調節(jié)功能主要運用電致變色技術、磁致變色技術以及液體自動變色技術。磁致變色主要利用鏡片夾層中的磁敏變色溶液,在外加磁場的作用下,溶液中四氧化三鐵納米顆粒的分布情況會被改變,從而引起鏡片顏色的變化,而液體自動變色眼鏡的原理在于控制內置染色液體的流動來實現(xiàn)眼鏡的著褪色。

被動紫外線防護

智能眼鏡鏡片的被動紫外線防護主要運用光致變色技術。光致變色的特性是利用嵌入玻璃基板中的微晶鹵化銀(通常為氯化銀)來實現(xiàn)。當暴露于太陽光中時,太陽光中的長波紫外線(波長為320~400nm)促使鹵化銀發(fā)生分解,生成許多黑色的銀顆粒均勻分散在鏡片中,使得鏡片看起來較暗,當回到陰影中時,這種反應會被逆轉,單質銀返回其原始的離子狀態(tài),鏡片又變回透明狀態(tài)。

前景與挑戰(zhàn)

根據(jù)中國國內權威機構預測,自2025年起,智能眼鏡將在傳統(tǒng)眼鏡市場穩(wěn)步增長的大背景下迅速滲透,到2029年年銷量有望達到5500萬副,并在2035年突破14億副。與此同時,AR與AI的結合為市場帶來了更多可能,互聯(lián)網巨頭、手機廠商和專業(yè)AR眼鏡企業(yè)的競賽日趨激烈,從輕量化設計到交互方式的飛躍,再到更親民的定價策略。

截至2025年1月,價格、質量、重量、佩戴的平衡是未來智能眼鏡發(fā)展的挑戰(zhàn)重點。數(shù)據(jù)顯示,2025年全球智能眼鏡出貨量可達到1280萬臺,同比增長26%;其中,中國市場可突破275萬臺,同比增長高達107%,躍居全球第一。隨著智能眼鏡軟硬件的不斷成熟,終端產品售價會持續(xù)下降。如像光波導的眼鏡,由于它技術難度稍微高,一般在2000到3000元這一區(qū)間;而觀影類的眼鏡現(xiàn)在已經掉到1000到2000元的區(qū)間了。

2025年,中國智能眼鏡市場的銷量為145.4萬臺,同比上漲211%。其中,AR眼鏡和音頻眼鏡的銷量同比漲幅分別為83%和135%。AR眼鏡市場方面,中國市場的規(guī)模從2024年的26.7萬臺增長至2025年的48.9萬臺,增幅達83.2%。2025年,中國拍攝眼鏡市場正式迎來了規(guī)模化起量,達到了51.7萬臺。在音頻眼鏡市場,2025年,華為以46.6%的銷量份額穩(wěn)居榜首,小米的銷量份額為17.0%。

參考資料 >

資本高歌、技術井噴:2024年度AR&AI智能眼鏡高光時刻大匯總!.百家號.2025-01-10

百鏡大戰(zhàn)參與者與投資者:AI+AR是下一代人機交互形式,產業(yè)“奇點”還需等待丨華映對談.百家號.2025-01-10

華為新款智能眼鏡開啟預約:搭載鴻蒙 HarmonyOS,6 款鏡框可選.百家號.2025-01-09

MWC 2023小米新發(fā)無線AR眼鏡,智能眼鏡制造商熱追MicroLED.百家號.2025-01-09

谷歌:已停止銷售企業(yè)版谷歌智能眼鏡.界面新聞.2025-05-04

寶馬推出摩托車智能眼鏡Connected Ride, 售價超五千.微信搜索.2025-03-22

大漲近280%、多股翻倍......這一板塊,大牛股頻現(xiàn)!.今日頭條.2025-01-10

百度發(fā)布小度AI眼鏡 預計明年上半年正式上市.每經網.2025-01-10

AR智能眼鏡企業(yè)Rokid在CES展出三款產品 迎接“百鏡大戰(zhàn)”.百家號.2025-01-10

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2025年中國智能眼鏡銷量大漲 AR眼鏡漲幅83%.百家號.2026-03-04

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