近日，日本東京大學的研究團隊成功研發出一種新型 AR 眼鏡，該眼鏡通過接收投影儀發出的圖像來克服當前 AR 設備在重量、體積以及計算能力等方面的限制。這一研究成果將於 2025 年 3 月在法國聖馬洛舉行的 IEEE VR 大會上進行展示。
當前的 AR 眼鏡市場存在諸多問題，如設備笨重、計算能力不足、續航時間短以及顯示亮度不夠等，這些問題都嚴重影響了用戶體驗。為了解決這些挑戰，東京大學的研究團隊及其合作夥伴提出了一種全新的設計理念，即利用「光束顯示」方法為AR眼鏡開發一種輕薄的光學系統。
這種新型 AR 眼鏡不再依賴眼鏡本身產生圖像，而是接收來自外部投影儀的圖像。研究團隊表示，這種方法可以消除對機載電源的需求，從而大大減輕眼鏡的重量，同時保持高質量的視覺效果。
然而，在過去的光束顯示方法中，眼鏡接收光的角度受到嚴重限制，這大大阻礙了其實用性。為了解決這一問題，研究團隊通過集成衍射波導來控制光在 AR 眼鏡中的定向方式。他們成功地將頭部定向能力從過去的 5 度顯著擴展到大約 20-30 度，這一進步大大提高了光束 AR 眼鏡的可用性，允許用戶在保持穩定的增強現實體驗的同時自由移動頭部。
具體來說，這種新型 AR 眼鏡的光接收機制分為螢幕和波導光學兩個環節。投射的光由漫射器接收，並均勻地引導到對焦在玻璃材料波導的透鏡上。光首先照射到衍射波導，然後衍射波導將圖像光移動到光柵。光柵負責提取圖像光線並將其引導到用戶的眼睛，從而創建AR圖像。
為了驗證這一技術，研究團隊製作了一個原型，並使用一個雷射掃描投影儀從 1.5 米遠的位置將一個7毫米的圖像投射到眼鏡上。投影儀的角度在 0-40 度之間，而 AR 眼鏡的光柵則能夠引導系統內外的光線，增加了接收投射光的角度。
儘管這種全新的光接收技術已經取得了顯著的進步，但研究團隊表示，他們還需要進行進一步的測試和改進。未來的研究方向將集中在提高可穿戴性和集成頭部追蹤功能，以進一步提高下一代光束顯示器的實用性。理想情況下，未來的測試裝置將能夠監控眼鏡的位置，並操縱投影儀將圖像發送到光接收AR眼鏡，從而進一步增強其在三維環境中的實用性。
此外，研究團隊還希望解決他們目前設計的特定局限性，包括偽影、有限的視場、單色圖像以及不能容納處方透鏡等問題。
