世界初公開！重さ 2.7 グラムのこの超薄型レンズは、あなたを魔法のような新しい AR の世界へと導きます。

科学技術の急速な発展に伴い、AR テクノロジーは徐々に私たちのライフスタイルを変える新世代の生産性ツールになりつつあります。 AR は Augmented Reality (拡張現実) の略で、AR グラスを使用すると、装着者はセンシングとコンピューティングを通じて仮想シーンを現実世界に重ね合わせ、仮想と現実の融合と相互作用を実現できます。

いつか、SF映画のアイアンマンのように薄くてかっこいいメガネをかけ、視界を遮ることなくあらゆる関連情報を瞬時に見ることができるようになることを想像してみてください。ウェストレイク大学の未来産業研究センターでは、こうした想像が徐々に現実になりつつあります。

9月24日午前、浙江省科学技術協会ビル1階のサイエンスカフェで、西湖大学光工学科の郭強主席教授、副学長、杭州マッドマイクロナノテクノロジー株式会社主席科学者の邱敏氏が「魔法の」ARグラスを一般公開した。

これはこのメガネの初公開であり、「極めて軽量で薄型の無反射シリコンカーバイドAR回折光導波路」の科学技術成果の世界初公開でもある。

シリコンカーバイドレンズを試した最初のチーム

イベントの冒頭で、主催者が参加者全員に「シリコンカーバイドとは何かご存知ですか？」と質問しました。それに応えてうなずいたのはほんの数人だけだった。

シリコンカーバイド（SiC）は実際には半導体材料です。中国科学技術協会科学普及部が発表した2023年の「最も影響力のある科学用語100選」に選ばれた。従来、炭化ケイ素は耐火材料、冶金原料などの分野で工業原料として使用されています。現在、Qiu Min教授のチームは、ARグラスのレンズを作るために炭化ケイ素を使用することを提案しており、これは大胆で新しいアイデアです。

マイクロナノ光学は、光学現象を微小なスケールで操作する新しい分野です。 AR レンズを含む光学デバイスやテクノロジーに新たな技術的ソリューションをもたらします。邱敏教授のチームは長年にわたりマイクロナノ光学の分野に深く関わってきました。業界のニーズに応え、科学研究成果の実現を促進するために、彼らはMud Micro-Nano（杭州）テクノロジー株式会社を設立し、AR回折光導波路、回折光学素子、メタ光学デバイスなどの製品の研究開発に注力しています。チームは国内のハイエンドナノインプリントテンプレートにおいてゼロから1への技術的ブレークスルーを達成し、国内のAR産業チェーンのギャップを埋めました。

研究室にいるQuiu Min氏と彼のチーム

今回、チームはルールを破り、マイクロナノ光学技術の強みと完璧な材料特性を組み合わせて、この極めて軽量で薄いシリコンカーバイドARグラスを作成し、研究室から出て世間の注目を集めました。

イベントでは、Mud Micronano（杭州）テクノロジー株式会社のCEOであるDu Kaikai氏が、この「魔法の」メガネを皆さんに披露しました。一見すると、このメガネは他のメガネと何ら変わらないように見えます。司会者は実際に装着してみて「普段かけている普通のメガネよりも、さらに軽くて薄いと感じます」と感想を述べた。

より薄く、より軽く、よりクリアなこのメガネは、SFを現実にします

邱敏教授はさらにウェストレイク大学の最新の科学研究結果を紹介した。 「携帯電話は情報世界とやりとりするための基本的なツールになりましたが、同時に私たちの手を縛ってしまいました。この問題をどう解決するか？答えは、やりとりできるウェアラブルデバイスです。」

Qu Min氏は鮮明な応用シナリオを説明しました。 「ARグラスをかけると、他の人にはあなたが座っているだけに見えるかもしれませんが、実際にはすでに映画を見ているのです。」 「インタラクティブ機能を追加すれば、周りの人を見ると、その人の頭の近くに名前や情報が表示されるので、顔が見えなくなることはなくなります。このメガネをかければ、すべての人や花や植物を認識できます。」

重さがわずか 5.4 グラム、厚さがわずか 0.55 mm の AR グラスのレンズを想像してみてください。普段かけているサングラスとほぼ同じくらい軽いです。従来の多層高屈折率ガラスレンズとは異なり、シリコンカーバイド材料の超高屈折率のおかげで、この新しい技術では、フルカラー表示タスクを完了するために単一の導波路層のみが必要です。これにより、レンズの重量が大幅に軽減されるだけでなく、チームは超薄型パッケージング技術によって体積をさらに圧縮し、装着者の存在をほとんど感じさせないようにしました。

この AR グラスを装着すると、小さな窓から大きなドアに移動するときのように、鮮明で広大な仮想イメージを実際の環境に重ね合わせることができるため、まったく新しい世界にいることに気付くでしょう。単層シリコンカーバイド導波路は、理論的には 80 度のフルカラー画像化をサポートでき、従来の高屈折率ガラスが提供できる最大フルカラー視野 40 度をはるかに超えます。視野が広いほど、没入感と体験が向上します。ゲーム内のファンタジーシーンでも、職場でのデータの視覚化でも、これまでにない視覚的な饗宴をもたらします。

さらに、邱敏氏は多くの人が心配している虹模様現象に対する解決策も紹介した。虹のパターンは、実際には周囲の光が導波路表面を通過するときに回折効果によって発生し、虹のような効果を形成します。 Qiu Min 氏のチームは導波管構造を正確に設計することでこの問題を完全に解消し、ユーザーにきれいで鮮明な画像を提供しました。同時に、このメガネはシリコンカーバイド素材の優れた熱伝導性を活かし、革新的なレンズを使用して熱を放散し、放熱効率を大幅に向上させ、フルカラーおよびフルフレームディスプレイをもはや贅沢なものにしました。

同時に、フルカラー効果を実現するために複数層の導波管を必要とした従来の方法とは異なり、このシリコンカーバイド AR グラスでは、豊かでカラフルなコンテンツを表示するために 1 つの導波管のみが必要であり、革新的な方法でカバーガラスの必要性を排除しています。これにより、生産プロセスが大幅に簡素化され、より多くの人がこの最先端技術がもたらす利便性を享受できるようになります。

このような革新的なソリューションがますます登場するにつれ、近い将来、AR テクノロジーが日常生活に真に統合され、無限の可能性に満ちた新しい時代が到来することが予測されます。教育、医療、エンターテインメント、産業など、AR グラスはデジタル世界と現実世界をつなぐ架け橋となるでしょう。

シリコンカーバイド AR グラスについて他に何を知りたいですか?

Q：今回発売されたシリコンカーバイドARグラスとApple Vision Proの違いは何ですか？

Qiu Min：Vision ProはVRとARを組み合わせた複合現実（MR）製品で、比較的重量があります。外部画像のインポートにはカメラを使用するため、歪みやめまいが発生する場合があります。対照的に、ARグラスは透明なレンズ設計をベースとしており、主に現実世界を表示し、必要に応じて仮想要素を追加することで、めまいを軽減し、より軽く快適な装着感を追求しています。

Q: 近視の人は AR グラスを着用できますか?シリコンカーバイドレンズはAR機能や近視矯正に対応していますか？

Qiu Min：近視矯正は、近視用レンズにレンズを装着したり、フレネルレンズなどの新しい技術を使用したりと、さまざまな方法で実現できます。将来的には、個々のニーズに応じてソリューションをカスタマイズすることが私たちの最終的な目標です。

Q: SiC（シリコンカーバイド）素材は高価ですか？この素材で作られたメガネを買う余裕はありますか？

杜開凱：現在、シリコンカーバイドレンズの価格は比較的高いのですが、例えば、私たちがレンズを作るのに使う4インチのレンズは1～2千元、6インチのレンズは3～4千元かかります。しかし、技術が成熟し、大量生産が始まると、将来的には価格が大幅に下がると予想されます。

Qiu Min: 例を挙げてみましょう。今ではLEDライトをよく使います。 LED電球に使われる基板はサファイアです。サファイアはかつては非常に高価でしたが、現在では1個あたり数千元から数十元に価格が下がっています。もし当社のシリコンカーバイドARグラスが広く使用され、年間生産量が数十万個、数百万個に達するようになれば、その価格は2,000～3,000元から200～300元に下がり、いつかは数十元にまで下がる可能性もあると考えています。