专利盘点：苹果的AI/AR眼镜解法是什么
VR陀螺
文/VR陀螺 万里
可能连Meta都没有想到，当前百万量级的AI眼镜竟然引起了那么多科技巨头的关注。
近一个月以来，百度、闪极、雷鸟创新、影目科技、Looktech、Rokid等企业均公布了其AI眼镜相关产品或解决方案，有消息称，明年AI眼镜赛道还将涌入谷歌、三星、小米等选手。
此外，也有传言称，全球消费电子龙头企业苹果可能会在未来数年内推出自家AI眼镜新品，而目前企业已经申请了一系列眼镜相关专利。苹果的入局，能否给AI眼镜产品带来全新的东西？
（注：为避免歧义，本文中AI眼镜指的是搭载AI功能体验但没有屏幕的智能眼镜产品，而AR眼镜配备了显示屏幕。）
专利频出，苹果推进AI眼镜业务的潜在证据
苹果要下场做AI眼镜，其实并非空穴来风。今年十月，知名外媒记者Mark Gurman曾透露苹果有计划研发内置摄像头的智能眼镜和AirPods，目前这两款产品正在立项当中，有望在2027年发布。
本月月初，Mark Gurman透露，苹果目前已经启动了一项代号为“Atlas”的新项目，旨在了解竞争对手以及苹果自己的员工对于智能眼镜的立场。
此外，苹果已经为AI/AR眼镜申请了大量的相关专利，专利涉及外观设计、功能体验、屈光镜片等。尽管下面的专利不一定会反映在量产产品身上，但我们可以基于此了解到很多苹果团队有别于其他企业的AI/AR眼镜产品思路。（以下是不完全盘点）
【佩戴】
考虑到眼镜在佩戴使用过程中容易滑落的问题，苹果为眼镜引入了“静态抓握增强系统”，通过一些特殊的材料（如流汗时会提升抓握力）用以改善眼镜与鼻子的抓握力。而基于内置的传感器则可以感知平常用户调整眼镜的习惯并动态调整抓握力，这里应该类似于iPhone的自动学习用户屏幕亮度使用习惯。（专利号：WO/2023/250458）
鼻夹处内置了动态调节装置，图源：网络
【功能体验】
苹果在专利中解决了一个拍照时眼镜镜片容易挡住眼睛的问题。在下图中，智能眼镜设备充当了太阳镜的角色，当检测到iPhone在拍照时，智能眼镜会迅速提升其透光率，以露出眼睛，背后可能应用了电致变色等技术。（专利号：20230370728）
【散热】
近些年来国内的AR眼镜产品其实都在逐步优化产品散热问题以提升佩戴体验，在苹果的一份专利中，里面也提到，眼镜可通过铰链、气隙、绝缘材料、热界面材料、热扩散材料、散热器等来降低设备的温度，热量最终会从远离用户皮肤的区域释放出去。（专利号：WO2023245025）
【模块化设计】
眼镜镜腿以及镜框大量使用了可拆卸式设计，这能满足不同用户在不同场景下的使用需求，如方便用户更换个性化镜腿，自定义屈光镜片等。镜框集成电路芯片、处理器、存储单元等，而镜腿则会放置各种生物传感器、操作按钮、电池等。镜腿与镜框之间配备了机械连接结构和通信链路。（专利号：12124034）
【无线充电】
苹果为眼镜设计了一套无线充电解决方案，眼镜内集成了电感线圈，配套眼镜盒可以为其补电。这种充电方式相较于有线充电、触点充电方案无疑更为优雅。此外，充电盒与眼镜之间还支持无线数据传输，充电盒可为眼镜提供系统更新支持等。其他方面，充电盒内还配备了传感器和存储介质，传感器用于检测环境地图信息。（专利号：20230291244）
【铰链】
苹果为眼镜产品设计了一种铰链，它能够将镜腿展开到更宽的位置，这有利于适应更多头型。铰链还具有多个稳定位置，可为头部提供不同的夹紧力。其他方面，铰链结构允许电缆穿过，从而实现镜框跟镜腿间不同元器件的连接。（专利号：20240184134）
【注视】
苹果为智能眼镜引入了一系列干涉传感器，干涉传感器可用于获取物体或目标的空间信息。文件指出，该系统可以检测用户眼球位置、注视方向或运动的扩展范围等。它除了可以用于识别手势指令外，笔者认为它同样可以为AI提供更为精确的指令。比如在水族馆中，你可以直接看着某条鱼，并提问：“Siri，我看到的这条鱼是什么品种的？”（专利：20230314185）
【自动调焦】
眼镜配备了可调节不同焦段的镜片，镜片里面配备了液晶单元或其他电压调制光学材料，眼镜系统通过追踪用户的注视点以动态调节镜片的焦段。自动调焦眼镜的好处有两个，一方面，它可以为不同视力的人提供相应的光学解决方案而免去配镜过程。另一方面，它也能方便一些丧失眼镜聚焦能力的用户使用（如老花眼）。目前苹果已经申请了多个类似的专利，可能会成为未来苹果眼镜的一大核心卖点。（专利号：11880111）
【提词】
苹果在一份专利中介绍了AR眼镜的智能提词使用场景，眼镜可以在用户视野的不同位置显示相应的内容，屏幕里面分为了几大区域，其中第一个区域显示观众参与度数据，另外一个区域显示媒体内容，不过这些区域的内容可以动态调整位置，这样有利于引导用户在演讲时自然的环顾四周，提升互动感。（专利号：20240338160）
【主副屏】
AR眼镜的显示屏分为了3大显示区域：镜片内层为主显示屏，搭载高分辨率屏幕，可用于显示应用交互等。镜片外围为第二显示屏，可用于显示视野边缘的虚拟图像。最后镜框部分还有一圈LED指示灯，指示灯用于与AirTag配合以查找物品、闪烁不同颜色的灯珠以标注FaceTime通话时对方的心情等。
【比价】
苹果设计了一款AR应用，当眼镜用户双手拿着两款同类型产品时，系统会自动触发比价应用程序，如对于药品而言，显示屏幕上会自动罗列出两款产品的价格、特征、营养、副作用等信息，从而给用户提供更加直观的购买建议。（专利号：20200334731）
【调光】
在现实场景中使用AR眼镜时，往往会出现现实光颜色或者亮度过于复杂以干扰虚像的问题，为此苹果的眼镜系统会感测环境光相关的多个光叠加特征值，然后系统会基于这些数据对生成的虚拟画面进行预校正。
如下图中，眼镜生成了一个虚拟白色小狗，当小狗走过一面蓝色的墙壁时如果不进行任何调整那么它的上半身看起来实际上会呈现浅蓝色而非白色，为此系统会对墙壁进行局部着色以降低其亮度从而保证虚像的观感。（专利号：20210157143）
【指环】
苹果的专利中展示了一款用于VR头显或者眼镜交互的指环配件，指环配备了力传感器、超声波传感器、惯性测量单元、光学传感器、触摸传感器等组件，用以采集用户的输入。此外， 它还兼具了触觉反馈等功能。从专利来看这款产品与市面上常见的眼镜指环并没有太大差别，不过它的集成度更高，因而可以检测的数据会更丰富。
【眼动追踪】
该专利可用于MR头显以及AR眼镜，基于主动照明源和来自深度传感器的深度信息闪光来确定第一位置（如角膜中心），结合RGB传感器和深度信息来确定第二位置（如眼球旋转中心），两者结合以确定用户的注视方向。目前Vision Pro上面配备了眼动追踪技术，可用于注视点渲染、交互等。（专利号：20220027621）
写在最后
基于前面的专利不难发现，苹果在AI/AR眼镜赛道其实筹备已久，并且在穿戴、光学、应用等方面都不乏一些让人眼前一亮的思路。
在笔者看来，未来苹果眼镜产品应该会严格遵循眼镜设备的可穿戴属性，如在产品美学、佩戴舒适性等方面具有出色表现。此外，苹果眼镜在光学配镜方面可能会有傻瓜式的解决方案，基于可变焦方案，免去传统繁琐的配镜流程。
另外，苹果眼镜可能会在应用场景上带给我们更多全新的体验，如专利中提到的比价、更加人性化的提词器、FaceTime等。当然，苹果硬件生态也将会成为眼镜产品的一大撒手锏，如AR文件跨终端预览、眼镜拍摄照片实时投送到手机端等。
在已经逐渐展现白热化竞争趋势的AI/AR眼镜市场当前，我开始愈发期待苹果眼镜新品的到来。
