在小小的隐形眼镜上显示重叠现实世界的图像——宛如科幻小说般的“终极增强现实（AR）终端”正在研究之中。日本东京农工大学的高木康博教授等人开发出了应用全息技术的新方式，有望克服常规技术中存在的眼睛难以聚焦的问题。现在需要拿在手里使用的显示屏到2050年可能会成为人体的“一部分”。
采用全息技术的AR（图片由东京农工大学高木康博教授提供）
现有的AR专用终端大都是美国微软公司的“HoloLens”那样的护目镜型，并广泛应用于游戏等娱乐领域或工厂工人培训等特定用途。另一方面，必须在身上佩戴有一定尺寸和重量的终端则是影响其普及的课题之一。
AR器件的研发动向与前景 |
|
1968年 |
美国科学家开发出采用显像管的头戴式显示屏，成为AR和VR的先驱产品 |
2015年 |
美国微软公司发布护目镜型终端“HoloLens”，可以在现实世界显示三维内容 |
2020年 |
开发隐形眼镜型终端的美国新兴企业Mojo Vision与日本Menicon公司签订联合开发协议 |
2030年前后 |
投放取代智能手机的新一代AR终端 |
2050年前后 |
在眼球等人体内部植入AR器件的技术普及 |
更小、更轻的眼镜型终端也备受关注，有报道称美国苹果公司正在进行相关开发。如果能实现放入眼睛里使用的隐形眼镜型，就可以在意识不到佩戴器件的情况下使用。与护目镜型和眼镜型相比，隐形眼镜型覆盖的视角也有望扩大。高木教授表示：“（AR器件的）最终形态就是隐形眼镜型。”
紧密贴合眼球的隐形眼镜型终端需要特别开发显示技术。因为显示器与眼球的距离过近时，眼睛就无法充分聚焦。以前研究过利用特殊的微透镜来抵消眼球自身的透镜（水晶体）功能，在视网膜上直接聚光的原理。这样虽然可以清晰显示眼前的AR内容，但这样又会出现看现实世界时失焦的问题。
因此，高木教授等人将目光转向了全息技术。全息技术能再现实际物体发出的光的波面，使三维物体宛若实际存在一样浮现在器件远处的空间中。如果应用于隐形眼镜型终端，容易实现看现实世界和AR显示的内容时都能聚焦的显示。
全息技术还被应用于投影式虚拟键盘等，但要安装到薄薄的隐形眼镜型终端中是非常困难的。研究团队推进了显示用背照灯的薄型化。提出了通过由特殊薄膜等构成的厚约0.1毫米的背照灯，将隐形眼镜边缘发出的激光扩散到整个AR显示机构的技术方案。
研究团队确认了一系列的动作原理后，将相关成果发布在美国光学会的论文期刊上，今后将继续推进实用化研发。据说已经从国内外的研究人员和企业那里收到了有关联合研究等的咨询。实用化面临的课题包括削减全息显示所需的液晶驱动电路等的功耗等。今后将利用外部的技术探索解决对策。
AR隐形眼镜的用途不单单是内容显示。高木教授列举了在医疗和护理领域的可穿戴型辅助机器人等的例子，并表示：“还希望在增强人类视力的方向上使用它”。
新一代器件的最佳候选
随着虚拟现实（VR）终端的普及，AR终端被视为可以“取代智能手机”的新一代器件的最佳候选，全球各大科技公司纷纷推进了开发。除微软外，推出眼镜型终端“Google Glass”的美国谷歌公司2020年还收购了开发相关技术的加拿大初创企业。
显示技术的开发也在如火如荼地进行中。在眼睛附近使用的AR终端与智能手机用显示屏相比，需要实现更小的尺寸和更高的分辨率。缩小了有机EL显示屏尺寸的“微型有机EL”，以及铺设微细发光二极管（LED）来显示图像的“微型LED”等都是很有潜力的技术。
美国初创企业Mojo Vision在隐形眼镜型终端的开发方面领先一步。该公司开发的终端采用微型LED的方式，具备联网功能。另外，该公司2020年还与日本隐形眼镜公司Menicon开展了合作。美国初创企业Innovega则开发了将隐形眼镜与眼镜型终端相结合的方式。
旨在解决供电方法和安全性等课题的研究也已经开始。英国《经济学人》预测，继隐形眼镜型终端之后，直接在眼球中植入AR功能的技术也有望普及。
日文：龙元秀明、日经产业新闻，2021/06/18
中文：JST客观日本编辑部
