在小小的隱形眼鏡上顯示重疊現實世界的圖像——宛如科幻小說般的「終極增強現實（AR）終端」正在研究之中。日本東京農工大學的高木康博教授等人開發出了應用全息技術的新方式，有望克服常規技術中存在的眼睛難以聚焦的問題。現在需要拿在手裏使用的顯示螢幕到2050年可能會成為人體的「一部分」。
採用全息技術的AR（圖片由東京農工大學高木康博教授提供）
現有的AR專用終端大都是美國微軟公司的「HoloLens」那樣的護接目鏡型，並廣泛應用於遊戲等娛樂領域或工廠工人培訓等特定用途。另一方面，必須在身上佩戴有一定尺寸和重量的終端則是影響其普及的課題之一。
AR器件的研發動向與前景 |
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1968年 |
美國科學家開發出採用映像管的頭戴式顯示螢幕，成為AR和VR的先驅產品 |
2015年 |
美國微軟公司發布護接目鏡型終端“HoloLens”，可以在現實世界顯示三維内容 |
2020年 |
開發隱形眼鏡型終端的美國新興企業Mojo Vision與日本Menicon公司簽訂聯合開發協議 |
2030年前後 |
投放取代智慧型手機的新一代AR終端 |
2050年前後 |
在眼球等人體內部植入AR器件的技術普及 |
更小、更輕的眼鏡型終端也備受關注，有報導稱美國蘋果公司正在進行相關開發。如果能實現放入眼睛裏使用的隱形眼鏡型，就可以在意識不到佩戴器件的情況下使用。與護接目鏡型和眼鏡型相比，隱形眼鏡型覆蓋的視角也有望擴大。高木教授表示：「（AR器件的）最終形態就是隱形眼鏡型。」
緊密貼合眼球的隱形眼鏡型終端需要特別開發顯示技術。因為顯示器與眼球的距離過近時，眼睛就無法充分聚焦。以前研究過利用特殊的微透鏡來抵消眼球自身的透鏡（水晶體）功能，在視網膜上直接聚光的原理。這樣雖然可以清晰顯示眼前的AR内容，但這樣又會出現看現實世界時失焦的問題。
因此，高木教授等人將目光轉向了全息技術。全息技術能再現實際物體發出的光的波面，使三維物體宛若實際存在一樣浮現在器件遠處的空間中。如果應用於隱形眼鏡型終端，容易實現看現實世界和AR顯示的内容時都能聚焦的顯示。
全息技術還被應用於投影式虛擬鍵盤等，但要安裝到薄薄的隱形眼鏡型終端中是非常困難的。研究團隊推進了顯示用背照燈的薄型化。提出了通過由特殊薄膜等構成的厚約0.1毫米的背照燈，將隱形眼鏡邊緣發出的雷射擴散到整個AR顯示機構的技術方案。
研究團隊確認了一系列的動作原理後，將相關成果發布在美國光學會的論文期刊上，今後將繼續推進實用化研發。據說已經從國内外的研究人員和企業那裏收到了有關聯合研究等的諮詢。實用化面臨的課題包括削減全像式顯示器所需的液晶驅動電路等的功耗等。今後將利用外部的技術探索解決對策。
AR隱形眼鏡的用途不單單是内容顯示。高木教授列舉了在醫療和護理領域的可穿戴型輔助機器人等的例子，並表示：「還希望在增強人類視力的方向上使用它」。
新一代器件的最佳候選
隨著虛擬實境（VR）終端的普及，AR終端被視為可以「取代智慧型手機」的新一代器件的最佳候選，全球各大科技公司紛紛推進了開發。除微軟外，推出眼鏡型終端「Google Glass」的美國谷歌公司2020年還收購了開發相關技術的加拿大初創企業。
顯示技術的開發也在如火如荼地進行中。在眼睛附近使用的AR終端與智慧型手機用顯示螢幕相比，需要實現更小的尺寸和更高的解析度。縮小了有機EL顯示螢幕尺寸的「微型有機EL」，以及鋪設微細發光二極體（LED）來顯示圖像的「微型LED」等都是很有潛力的技術。
美國初創企業Mojo Vision在隱形眼鏡型終端的開發方面領先一步。該公司開發的終端採用微型LED的方式，具備聯網功能。另外，該公司2020年還與日本隱形眼鏡公司Menicon開展了合作。美國初創企業Innovega則開發了將隱形眼鏡與眼鏡型終端相結合的方式。
旨在解決供電方法和安全性等課題的研究也已經開始。英國《經濟學人》預測，繼隱形眼鏡型終端之後，直接在眼球中植入AR功能的技術也有望普及。
日文：龍元秀明、日經產業新聞，2021/06/18
中文：JST客觀日本編輯部
