Meta Ray-Ban Display 智能眼镜拆解:AR 技术领先,可维修性存短板
10 月 9 日消息,iFixit 今日拆解了 Meta 最新发布的 Ray-Ban Display 智能眼镜,其外观上看起来像是稍厚一点的普通 Ray-Ban Meta 眼镜,但在技术层面却实现了巨大飞跃:其镜腿内隐藏着一个微型投影仪,能将全彩图像通过镜片投射到用户视野右下方,形成一个 600×600 像素的增强现实显示区域。
然而,当出现故障时,别指望能轻松修复这副售价 800 美元(注:现汇率约合 5704 元人民币)的眼镜。
电池难题
先从最简单的维修说起:更换电池。根据官方说明,该眼镜在“混合使用”情况下,电池续航约为六小时。如果全天断续佩戴,一天可能经历两轮充放电循环,这会加速电池老化。
理论上更换电池并非完全不可能,前提是能找到替换电池(目前 Meta 尚未提供),并且熟练掌握热风枪操作。每条镜腿都用胶水完全密封,拆解过程依赖加热、耐心与运气。打开后内部是一块 960 毫瓦时(mWh)的电池,相比 Oakley Meta HSTN 型号的 856 mWh 略有提升,但仍难以更换。
虽然电池下方仅使用了少量粘合剂,真正的难点在于镜腿本身的接缝结构。令人失望的是,镜腿依然采用全胶粘合方式,没有卡扣设计,一旦拆开便几乎无法重新密封。这种强度的粘合对于 IPX4 级别的防水要求显得有些过度,而任何轻微失误都有可能扯断下方纤细的柔性电路板。
光学魔法背后的科学原理
再来看看镜片。当你花大价钱购买一副高端眼镜架时,自然希望只是更换划伤的镜片即可,而不是整副报废。但在这副眼镜中,右侧镜片由多层高精度镀膜玻璃构成,结构极为复杂。
那么,这些眼镜是如何实现让一个小屏幕“悬浮”在中距离视野中的呢?AR 光学专家 Karl Guttag 称,关键有两个方面:第一,右镜腿内置了一个微型投影仪;第二,镜片经过精密设计,能够精确折射光线。
这个投影系统虽属尖端,但实际上是一种自 20 世纪 90 年代就已存在的技术变体。其核心是一种与 LCD 电视和显示器类似的工作原理:基于液晶分子阵列,通过镜面电极网格控制液晶偏转。当电流作用于液晶分子时,它们会发生扭转,从而改变穿过光线的偏振状态。
Ray-Ban Display 眼镜采用的是硅基液晶(LCoS)显示器件,分辨率为 600×600 像素。三颗 LED 光源发出的光经由这些旋转的液晶反射后,再通过一系列透镜、反射镜以及偏振分束器进行调控,最终进入人眼。
许多 AR 眼镜制造商青睐 LCoS 技术,原因在于其在同等分辨率下体积更小、成本远低于 Micro LED,且功耗较低,在 2013 年的 Google Glass、2016 年及 2022 年的 Magic Leap 产品中都曾见到过这项技术。
在 Evident DSX-2000 显微镜下观察,整个系统中最精巧的部分或许是匀光器(homogenizer)—— 一组微型透镜阵列,负责将红、绿、蓝三色 LED 光源混合并均匀扩散。
但真正让这款眼镜脱颖而出的,其实是对一项更古老技术的革新:玻璃制造工艺。
一块极其精密的特种玻璃
在这块镜片内部,一系列半反射镜以特定角度将部分光线逐级反射至用户眼中。光线首先击中垂直方向的“瞳孔扩展器”,实现垂直方向上的光路复制;随后穿过镜片,进入一组肉眼在大多数角度下几乎不可见的半反射镜阵列。每一层镜面大约反射 5% 的入射光。
整套系统被称为几何波导或反射波导(geometric / reflective waveguide),其中最具挑战性的环节正是玻璃本身的制造过程:多层镀膜玻璃堆叠后,用金刚石线锯沿对角线切割,再经过极高精度的研磨处理。
当首个产品视频泄露时,Karl Guttag 便指出其波导结构与以色列公司 Lumus 长期研发的设计极为相似。果不其然,在 Meta 发布 Display 眼镜前一天,德国光学巨头肖特(Schott)宣布,他们已与合作伙伴 Lumus 共同成为“全球首家具备量产几何反射式波导能力的企业”。因此几乎可以确定,Meta Display 眼镜采用了 Schott Lumus 联合开发的波导技术。(需说明的是,Lumus 也生产 LCoS 投影模组,但本次并未采用:本款眼镜所用 LCoS 面板为 OmniVision OP03010,与该公司 2023 年发布的 OP03011 非常接近。)
这种特种玻璃切割工艺使 Meta Display 眼镜区别于此前我们见过的所有其他 AR 眼镜。大多数竞品采用的是能使光线弯曲和分裂的光栅系统,而非 Meta Display 眼镜内部采用的镜面系统。
那种旧系统被称为“衍射”波导,与我们在 Meta Display 中看到的“几何”波导不同。这一差异解释了其他 AR 眼镜常见的两个问题:一是“眼周发光”(eye glow)现象 —— 当你戴着传统 AR 眼镜与人共进晚餐时,对方会看到你眼镜闪烁出抽象的光斑;二是彩虹伪影 —— 当环境光照射到光栅上时,使用者会在视野中看到不必要的彩色条纹。
Meta 通过微型反射镜解决了这两个问题:由于是反射而非分光,他人无法察觉你在使用 AR 功能,你也看不到任何视觉干扰。几何波导提供了一种极为干净高效的解决方案,唯一的代价是成本高昂,如此前沿的技术很可能意味着每副眼镜都在亏本销售。
波导两侧粘接着推拉式镜片组,其中一片集成了 Transitions 自动调光功能。这类镜片会随时间推移逐渐失效 —— 变暗速度变慢,遮光效果减弱。即便电池仍能维持性能,几年后这些眼镜作为太阳镜的功能也将大打折扣。
总而言之:不要指望本地配镜师能为你更换这些眼镜的镜片。
玻璃之外
铰链部分的情况略好一些,但仍被胶封面板和微小的 T3 螺丝层层包裹。整个结构毫无“可动手改装”的空间。
拆开镜腿后,会发现更多尖端科技:右侧集成骁龙 AR1 芯片组,搭配 32GB 闪存和 2GB LPDDR4X 内存;左侧则容纳电池、麦克风和开放式耳挂扬声器。扬声器采用焊接固定,尽管使用 iFixit Fixhub 便携焊台成功将其拆除,但由于并非插接式设计,一旦损坏就意味着必须进行大规模拆修,甚至直接宣告报废。
每一个元件都在彰显 Meta 在微型化方面的卓越成就,同时也凸显出维修性仍是巨大的短板。
接下来该何去何从?
Meta Ray-Ban Display 眼镜证明,可穿戴 AR 已不再是科幻概念。现在只需要制造商证明:可维修的可穿戴设备也不应只是幻想。可更换电池、模块化镜腿、可替换镜片 —— 这些并非技术上不可实现,只是尚未成为优先事项。
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