激光光束扫描！普通大小的AR眼镜North Focals看似高大上 但前途未卜

　　(图片来源：云图视觉)

　　2018年10月27日，North(原Thalmic Labs)于日前发布了基于激光光束扫描的AR眼镜Focals，并引起了媒体与社区的关注。AR硬件/软件企业Rave的首席科学家Karl Guttag日前对这款设备进行了评价分析，以下是映维网的具体整理：

　　一款分辨率低(约300×300像素)，视场小(约15度)，需要定制，并且标价999美元的AR眼镜，这本不值得宣扬。但由于亚马逊和英特尔都投资了North/Thalmic，这吸引了媒体的普遍关注。

　　Focals采用激光光束扫描(LBS)来生成低分辨率图像(The Verge表示分辨率大约为300×300像素，或类似于苹果手表的分辨率)，设备包含全息膜，可以将光线重定向回眼睛。Focals背后的基本“物理”是英特尔已经取消的Vaunt AR眼镜大致相同。

　　(图片来源：云图视觉)

　　1. “点睛之笔”的激光光束扫描 (LBS) 及其影响

　　LBS是显示器的“点睛之笔”，它看起来十分高大尚，但前提是你不知晓使用它的后果。“激光光束无限焦点”的“超能力”带来了各种难以解决的问题。 在AR眼镜中应用它们的相关问题包括：

　　光学元件将镭射光引导至眼睛及其对视图造成的问题。

　　低分辨率和低帧率机电扫描。

　　非常小的眼盒/瞳孔(图像消失，除非与眼睛完美对齐)。

　　将三个(或更多)激光器组合成一个高度同轴且紧凑的光束非常复杂。

　　激光器 vs LED的成本问题。

　　需要以高度可变的速度控制光束的亮度。

　　由于眼睛的“漂浮物”而在视网膜上投射阴影。

　　2. 全息膜

　　选择全息膜的原因是，如果他们采用简单的镜面反射，由于入射角等于反射角，光线将无法进入眼睛(见上图)。因此他们将全息膜作为倾斜镜面，以一定的角度来重定向光线。

　　Thalmic/North拥有多项将全息膜嵌入模塑玻璃中的专利。但嵌入薄膜存在其问题，包括弯曲程度。North仅支持有限范围的屈光度(焦点)校正，无散光或双焦点支持。

　　薄膜将对通过它的视图产生负面影响，并且可能会出现像衍射波导一样的问题，如英特尔和Magic Leap所使用的衍射波导。正如The Verge所描述的那样，“用作显示的光聚合物材料在大多数情况下都并不明显，但当它捕捉光线时，情况像是你需要擦拭眼镜。”

　　3. 小眼盒

　　与英特尔的Vaunt眼镜一样，North同样遭遇的小眼盒问题的影响。The Verge在描述Vaunt和North Focals的文章中都指出，设备需要进行定制，并且需要直接注视图像才能实现影像知觉。

　　根本问题在于，由于激光扫描直接作用于视网膜，所以激光光束必须进行瞄准并直接穿过眼睛的瞳孔。如果激光光束瞄准器关闭或者眼睛稍微移动了一下，则激光光束无法穿过瞳孔，这样用户就根本看不到图像。

　　Thalmic/North和英特尔的多个专利申请都有讨论这个问题。下图说明了他们的专利/发明所希望改善的问题。两家公司都试图复制激光光束，这样当眼睛相对于光束移动时，激光仍然可以进入瞳孔。由于Focals和Vaunt的眼盒都很小，所以这些技术都无法成功实现。

　　4. 视场小

　　就“市场营销 vs 现实”而言，我们在North的一张“概念”图片可以看到一个包含日期的巨大时钟填充了视场。为说明全息膜的实际大小，我以上图作为基础，然后又摘取了The Verge文章的一张图片，并将其进行了旋转缩放以进行叠加。接下来，图像必须适配全息膜的圆圈内部，如虚线方框的粗略表示。这是市场营销概念所暗示的约60度视场与实际约15度视场之间的差异。

　　5. 总结

　　The Verge已经对原文进行了修正，因为文章将这家公司称为“North Labs”，但由于公司实际名称是“North”，而产品名称则是“Focals”，所以名称上的混淆不可避免。根据他们计划销售的产品：昂贵，需要定制，低分辨率和视场小，我认为我们很快就不用再担心名称问题。

　　我不明白的是，不理解所涉及的基本物理的情况下，为什么像亚马逊和英特尔这样的大公司会投资这种概念。如果先进行相信的尽职调查，冤枉钱就能少花一点。好吧，至少他们对Focals的投入远远少于Magic Leap。当然，我希望看到企业机构向初创公司投资，令他们有机会将优质产品带给市场。