一颗12.9毫克的相机,NILT把超颖光学塞进眼球追踪
眼球追踪长期卡在一个矛盾里:要捕捉快速转动的眼球,帧率必须高;要塞进头显或眼镜的镜腿,体积又必须小。传统光学模组靠多片曲面镜片堆出成像质量,越往小做,装配公差和成本就越难压。丹麦公司NILT在10月28日给出的答案是彻底换掉这套思路——用两片超颖光学元件构成一台完整相机,型号metaEye,整机尺寸1.68×1.68×2.11毫米,质量12.9毫克。这个量级意味着它几乎不占结构空间,为眼球追踪模组的小型化打开了一条新路径。
两片纳米结构元件,替掉一整组镜片
超颖光学的原理并不新:在平面上加工亚波长尺度的纳米结构,逐点调控入射光的相位、振幅与偏振。真正难的是把它做成能出货的模组。metaEye把两片超颖光学元件、带通滤光片与多重光圈整合进一个实心透镜方块,再直接安装在影像传感器的保护玻璃上。
这种贴合方式省掉了传统镜头座与对焦结构。平面光学带来的直接好处是厚度压缩,模组高度不再由曲面镜片的曲率半径决定。对头显厂商来说,镜腿和前框留给传感器的余量通常只有几毫米,能省下的每一毫米都对应结构设计的自由度。
240fps与480fps:为眼球追踪挑的取舍
metaEye的操作波长为850nm,物距范围15~40mm,像素尺寸2.2μm。这两个参数基本框定了它的用途——近红外照明下的近距离眼动捕捉。
- 400×400分辨率下最高240fps
- 200×200分辨率下最高480fps
分辨率与帧率之间的这组折中,恰好对应眼球追踪的实际需求:视线快速跳动时,高帧率比高分辨率更能减少运动模糊;而瞳孔定位本身并不需要太高的像素密度。850nm属于近红外波段,人眼不可见,也不会干扰显示画面,这是眼动方案常见的照明选择。15~40mm的物距则覆盖了从眼镜到眼球的典型距离。
小型化之后,模组厂的位置会变
把光学系统压到12.9毫克,影响的不只是头显的厚度。传统眼动模组里,镜头、滤光片、光圈、传感器分属不同供应商,组装环节多,良率损耗也分散在各段。metaEye把前几项合并成单一元件并直接贴合传感器,供应链条随之缩短,价值重心向光学设计与晶圆级加工一侧移动。
对做整机的团队而言,这意味着眼动模组的选型逻辑要改:过去比的是镜头规格与装配精度,往后要问的是超颖光学元件的良率、波长一致性能不能稳住,以及供应商能否在晶圆级完成批量交付。NILT选择在10月28日发布这款产品,指向的显然是XR与智能眼镜这条正在放量的赛道。
能不能用,先看三个现实问题
超颖光学相机进入量产设备,还有几道坎要过。纳米结构的加工精度直接决定成像质量,波长偏移会带来效率损失;850nm窄带方案对光源的稳定性要求也更高。此外,平面光学元件的视场与像差特性与传统镜头不同,算法端需要重新标定。
从行业节奏看,metaEye更像一个信号:光学系统的小型化正从「缩小镜片」转向「重构光学面」。眼球追踪只是第一个落点,同类的近红外成像需求还存在于手势识别与眼动交互之外的场景。真正决定这类产品能走多远的,是晶圆级制造的良率曲线何时变得足够平缓。