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智能眼镜

智能眼镜

智能眼镜（英文名：smart glasses）是指如同智能手机一样拥有独立的操作系统，可以通过软件安装来实现各种功能的可穿戴的眼镜设备统称。智能眼镜可通过语音或动作操控完成添加日程、地图导航、与好友互动、拍摄照片和视频、与朋友展开视频通话等功能，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入。

20世纪80年代，多伦多大学教授史蒂夫·曼恩开发出与电脑和网络相连的EyeTab，是最早的智能眼镜。自谷歌于2012年推出Google Glass产品后，可穿戴计算设备便成为科技界的火热话题之一。智能眼镜是在传统眼镜的镜框和镜片的基础上衍生扩展，从而拥有更多功能。智能眼镜作为典型代表被广泛应用于医疗、通信、显像、光学调节等领域。借助无线通信、传感监测、逻辑计算等软/硬件技术，智能眼镜可以在镜框部分集成多种电子与光学元件，从而实现语音交流、导航定位、健康监测、处理计算等功能，借助液晶成像、电致变色、光致变色等技术，智能眼镜可以在镜片部分实现增强现实成像、主动光透过率调节、被动紫外线防护等功能，从而推动智能眼镜向多功能集成平台的方向发展。

根据中国国内权威机构预测，自2025年起，智能眼镜将在传统眼镜市场稳步增长的大背景下迅速渗透，到2029年年销量有望达到5500万副，并在2035年突破14亿副。与此同时，AR与AI的结合为市场带来了更多可能，互联网巨头、手机厂商和专业AR眼镜企业的竞赛日趋激烈，从轻量化设计到交互方式的飞跃，再到更亲民的定价策略。

概念

智能眼镜是指如同智能手机一样拥有独立的操作系统，可以通过软件安装来实现各种功能的可穿戴的眼镜设备统称。其具有使用简便，体积较小等特点，公众普遍认为智能眼镜的出现将会方便人们的生活，因此它得到了谷歌，微软等重点研发，被视为未来智能科技产品的重要增长点。

发展历程

20世纪80年代，多伦多大学教授史蒂夫·曼恩（Steve Mann）致力于解决自身视力问题，他最初设计的设备是戴在头盔上的，经过多年的实验和反复改进，他的头戴式智能眼镜变得越来越轻巧。后来Steve Mann成功开发出令智能眼镜小型化，并与电脑和网络相连的技术EyeTab。

2012年4月，字母控股发布一款“拓展现实"眼镜，该眼镜具有和智能手机一样的功能，可以通过声音控制拍照，视频通话和辨明方向以及上网冲浪、处理文字信息和电子邮件等。

2013年4月10日，美国科技博客Gizmodo揭示了谷歌眼镜的工作原理，表示谷歌眼镜承载着可穿戴设备的开端，它具有想象空间的前途不可限量，但目前看来，它暂时只是一个手机伴侣，基础通信、文字输入依赖手机。11月12日，谷歌眼镜发布了一系列新功能，包括搜索歌曲、扫描已保存播放列表，以及收听高保真音乐等。

谷歌眼镜因销售情况很差，而停止生产，2019年，谷歌面向企业和工作场所推出了新版本的谷歌眼镜，该眼镜定位为专门供外科医生和工厂工人使用的增加体验产品。

2021年12月，华为与Gentle Monster 合作发布Gentle Monster X HUAWEI Eyewear II 智能眼镜，该智能眼镜搭载鸿蒙 HarmonyOS。

2023年2月，小米在MWC 2023上发布了概念智能眼镜产品——小米无线AR眼镜探索版，这是该公司的第一款无线AR眼镜，这款AR眼镜具有一对MicroLED屏幕和三个前置摄像头，它们的重量为126克。

2023年7月9日，宝马推出了一款智能眼镜，名为 Connected Ride，可以将导航、速度、档位等重要数据投影在骑手的视野中。

2024年9月，Meta再次携手雷朋，在Connect大会上推出全新限量版Wayfarer智能眼镜。11月12日，百度集团发布小度AI眼镜，称该产品为“全球首款搭载中文大模型的原生AI眼镜”，具备第一视角拍摄、边走边问、识物百科、视听翻译、智能备忘等功能，于2025年上半年正式上市。

2025年1月，在2025国际消费类电子产品展览会上，中国AR智能眼镜企业rokid展出了Rokid Glasses产品。Rokid Glasses是Rokid与BOLON眼镜联合打造的AI+AR眼镜。

主要产品

技术与功能

传统眼镜由镜框和镜片两部分组成，智能眼镜在此基础上衍生扩展，从而拥有更多功能。例如，在镜框部分集成摄像头、传感器、操控设备等硬件，智能眼镜可以拥有通讯、健康检测、定位导航等功能，典型产品有谷歌第一代智能眼镜Project Glass，以及随后推出对企业用户的第二代智能眼镜Enterprise Edition。又如，将动态光学技术应用于片，可以使智能眼镜拥有主动或被变色的功能，典型产品有Oakley公司推出的光致变色眼镜。

基于镜框衍生与扩展

通信交互技术与功能

智能语音交互

通过在智能眼镜的镜框部分集成计算处理模块、电池、骨传导声音模块以及微型麦克风，可以在眼镜上赋予智能语音助手功能。其中代表产品有Racon公司2013年生产的RaconJet，其镜框为聚酰胺类树脂，功能模块位于右眼镜框边缘，在功能模块靠近框的位置装有电池和计算处理模块，用于对智能眼镜供能以及对用户的指令进行处理，在靠近镜片的另一端装有微型麦克风和骨传导模块，用于采集用户的声音指令以及反馈语音助手的处理结果，用户可以轻松了解到天气、实时路况等信息。华为于2020年推出的Eyewear以及亚马逊网站于2018年推出的VuzixBlade也具有此类功能，前者可通过双击镜腿实现唤醒语音助手，进行语音音频控制、语音搜索问题等操作，后者则可通过说“嘿，ALEXA INTERNET”的方式实现唤醒并进行语音拍照等操作。

定位与导航

通过在智能眼镜的镜框部分集成通信模块(无线发射与接收装置)、电池、外接入耳机模块，并与全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)互联，用户可以实时了解自己的位置信息，若结合AR技术，则可实现智能眼镜的语音导航功能。代表产品有CASMELY公司2014年生产的CASMELY1.0，其功能模块主要位于左右镜框内部，精确定位功能主要依赖于左右镜框内同步工作的定位装置，电池则安装在镜框的尾部。此外，谷歌智能眼镜ProjectGlass也可以联用GPS技术与AR显像技术，在镜片上显示出导航规划路线，帮助用户更直观抵达目的地。

蓝牙连接

蓝牙连接已成为了日常生活中最快捷稳定的设备互通方式之一。Moregy智能眼镜将蓝牙技术集成于镜框中的产品之一，其采用最新的蓝牙5.0协议，保证在300m内与手机等智能设备稳定连接，实现高保真音乐播放、手机电话转移接听等功能。作为一种近距离无线连接的常用技术，市面上的智能眼镜几乎都借助蓝牙实现与其他设备连接互通的功能。华为的Eyewear则能借助智能语音助手与蓝牙传输，实现语音远程遥控手机拍照，完成快速便捷的自拍功能。

无线网络连接

通信技术中最重要的一环是网络连接，现代各种移动设备都支持无线网络通信。其中，索尼推出的SmartEyeglass集成了新型WirelessLAN模块，最高可接入的带宽为1000M，用户能体验高网速带来的极速下载与上传。此外，借助这项技术拨打无延迟语音电话，配备进阶版摄像头和显示镜片后，用户还可以与他人进行高清视频通话。

体征监测技术与功能

智能眼镜能够实时监测用户的身体状况与健康参数，并在指标异常时提醒用户或在紧急情况出现时自动求救。按照技术可分为用眼电图(ElectroOculoGraphic，EOG)传感器监测眼球/人脑功能和利用光学脉冲传感器测量血压/心率的智能眼镜。

眼球/脑监测

日本 JINS于2015年推出了一款智能监控眼镜MEME，这款眼镜采用3D打印镜框，在镜腿处植入了柔性电极和传感器，其核心部分为镜架处的三点式EOG传感器。借助此组件该眼镜不仅可以连续地监测佩戴者的脑电图和眼电图等生理信号，还可以通过眼球的转动来控制视频游戏以及实时监测佩戴者的运动状态。通过监测和比较眨眼次数，眼球/脑监测智能眼镜能判断使用者的精神集中度。此外，将监测所得的数据传输到智能设备分析后，它还能通过震动或改变镜片颜色的方式提醒用户进行休息。

血压/心率监测

微软(Microsoft)于2018年研发了一款可以监测血压的智能眼镜Glabella，这款眼镜配备动脉传感器及惯性测量单位传感器(IMUsensor)等元件，可侦测右耳耳屏前上方与颧骨弓上方的浅颞动脉(superficialtemporalartery)和位于右眼与鼻梁附近的眼角动脉(angularartery)。这三处的脉搏传感器侦测脉搏传递的时间差，可得到使用者的血压及动脉起伏情况以及连续数据。与传统充气袖带式手臂测量相比，这种方法更方便，能充分发挥眼镜的便携性，可以随时随地进行测量，能连续记录佩戴者一整天的血压与心率变化，以及姿势改变、运动、饮食、休息、服药以及不同环境与情况下血压的变化,并将数据传输给医生。

其他集成技术与功能

除了通讯技术与检测技术外，智能眼镜镜框上还集成了其他功能，如拍摄录像、照明、AR显像等。通过这些功能一定程度上可解放用户的双手，使用户能兼顾更多的事情。

发光二极管照明与冷光线装饰

在镜框与镜片连接部集成发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)并连通电路，即可实现在光线较弱场景的照明。例如，CASMELY1.0与GoogleGlassEnterpriseEdition1两款眼镜都在其微型摄像头附近加装LED灯珠，满足用户夜间照明、摄像补光等使用需求。在镜框边缘贴合冷光线，连通内置电池，使眼镜整体更加美观。

拍摄录像

在镜框与镜片连接部集成微型摄像头，智能眼镜可实现拍摄录像功能。例如索尼的SmartEyeglass通过前置1000万像素摄像头，后置800万像素摄像头，实现高清视频通话的需求，其前置摄像头还支持1080p超清分辨率拍摄，CASMELY1.0拥有800万像素的前置摄像头，眼镜整体较为轻便，部分交警利用该眼镜在事故、违章发生时进行拍照取证备案，缩短了处理意外时所需要的时间。

AR处理与投影

部分智能眼镜通过集成AR功能，让现实与虚拟场景相融合。最典型的产品就是谷歌推出的智能眼镜ProjectGlass，以及后续针对企业用户的升级版GoogleGlassEnterpriseEdition1/2。这几款眼镜都是通过内置于镜框的AR处理器进行图像处理，以传输或投影的方式将虚拟合成的影像与用户实际可见的图像结合起来实现AR功能。这两款谷歌智能眼镜的区别在于ProjectGlass初步运用AR技术实现用户与眼镜的简单交互，只兼容原装镜片，用户在视野范围内只能看到可操控的界面掺杂，而不是真正看到虚拟图像“生活”在现实世界中。GoogleGlassEnterpriseEdition1/2采用谷歌自主研发的二代AR处理器，用户能够在视野中看到确切的路线导航图、游标卡尺、圆规等工具，从而可更高效地工作，与此同时镜片也不再受限于原装镜片，用户可根据自己的需求定制近视镜片等功能镜片，可完美兼容AR投影技术。

基于镜片衍生与扩展

影像技术与功能

影像是人对视觉感知的物质再现，影像技术通常分为捕获图像技术以及成像技术，通过专业设计的影像，可以发展成人与人沟通的视觉语言。捕获图像技术较为成熟，人们已经能够用摄影机、显微镜等光学设备捕捉图像，而成像技术则是未来研究发展的重点。智能眼镜的镜片是理想的成像基底，借助AR、VR等成像技术，智能眼镜的镜片能够使用户在可视范围内看到更多有效信息或图像，还能帮助视障人士重获视力。

VR/AR成像

自从发布Apple Watch起，苹果公司就一直在布局可穿戴市场，Garta就是一款联动运用VR和AR的智能眼镜，其AR处理与投影机制同谷歌智能眼镜相似，但是Garta的创新点在于其可自动调节焦距并有抗摔落的特殊镜片。Garta镜片采用重量轻、抗冲击性能好的CR-39哥伦比亚没药树，因其采用了充液的设计方式可自动调节焦距，其通过流体和压力可快速调节可伸展的镜片，充液泵可在必要时向腔室泵送或抽出液体，进而推出镜片或使其弯曲，从而达到改变镜组光学特性的目的，使得视力不佳的用户也能享受高清的VR/AR图像。此外，在该种柔性镜片周围配备多个执行器，可对镜片的形状展开更精细地调整，例如，当集成于镜框的传感器检测到处于“自由落地”状态或“被撞击”时，其可将光学系统立即调整为“保护模式”，特殊液体立刻填充于透镜之间，进一步降低碰撞带来的意外损失。

解决视觉障碍

有研究表明，部分视障患者并非完全看不到东西，而是视力退化而无法分辨各种光线、物体的位移以及形状的变化。牛津大学的计算机视觉科学家Philip与Hicks于2016年3月正式创办了OxSight来帮助视障患者重见光明。大脑处理三维空间采用的是一种映射的机制，类似于现代游戏摄像机映射和定义地板。OxSight试图利用这种映射概念以及大脑工作原理，为用户的周围环境添加卡通式图层。这些图层利用夹层镜片中的液晶显示，从而使得视障患者能够看到以“纸板化”的形式出现在他们眼前的事物。

动态光学技术与功能

动态光学技术也常被用于扩展智能眼镜的功能，使镜片随着人为需求或环境光线变化而主动或被动地产生颜色变化。已有多种变色镜片被用于有强日光照射的室外活动场所，能够有效防止强光照射对眼睛造成的伤害。根据镜片变色驱动力来源，可将智能变色镜片分为主动变色以及被动变色镜片。

主动光透过率调节

智能眼镜镜片的主动光学调节功能主要运用电致变色技术、磁致变色技术以及液体自动变色技术。磁致变色主要利用镜片夹层中的磁敏变色溶液，在外加磁场的作用下，溶液中四氧化三铁纳米颗粒的分布情况会被改变，从而引起镜片颜色的变化，而液体自动变色眼镜的原理在于控制内置染色液体的流动来实现眼镜的着褪色。

被动紫外线防护

智能眼镜镜片的被动紫外线防护主要运用光致变色技术。光致变色的特性是利用嵌入玻璃基板中的微晶卤化银(通常为氯化银)来实现。当暴露于太阳光中时，太阳光中的长波紫外线(波长为320~400nm)促使卤化银发生分解，生成许多黑色的银颗粒均匀分散在镜片中，使得镜片看起来较暗，当回到阴影中时，这种反应会被逆转，单质银返回其原始的离子状态，镜片又变回透明状态。

前景与挑战

截至2025年1月，价格、质量、重量、佩戴的平衡是未来智能眼镜发展的挑战重点。

参考资料

资本高歌、技术井喷：2024年度AR&AI智能眼镜高光时刻大汇总！.百家号.2025-01-10

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