輕量化AR眼鏡：突破穿戴式科技的極限

近年來，擴增實境（AR）技術在遊戲、教育、製造、零售及醫療等領域逐漸普及，例如《寶可夢GO》等應用程式便廣受歡迎。然而，穿戴式AR裝置的發展卻因電池與電子元件的重量而受到限制。為解決這一問題，來自東京大學的國際研究團隊開發出一款新型AR眼鏡，透過接收外部投影機的影像，大幅減輕眼鏡的重量與體積。這項研究成果將於2025年3月在法國聖馬洛舉行的IEEE VR會議上發表。

傳統AR眼鏡雖然能將虛擬元素融入使用者的實體環境，但由於硬體技術的限制，仍存在重量過重、運算能力不足、電池續航力短及亮度不夠等問題，影響使用者體驗。為克服這些挑戰，研究團隊採用「光束顯示」技術，讓眼鏡從外部接收影像，而非自行生成。東京大學資訊學跨領域研究計畫的副教授伊藤悠太表示：「這項技術不僅能減少眼鏡的電力需求，還能維持高品質的視覺效果，使AR眼鏡更加輕薄。」

在過去的設計中，接收光束的AR眼鏡因接收角度的限制，實用性大打折扣。研究團隊透過整合衍射波導技術，成功將接收角度從5度擴充套件至20至30度，大幅提升使用靈活性。伊藤悠太指出：「這項突破讓使用者能自由移動頭部，同時享受穩定的AR體驗。」

這套系統的影像投影單元設定於環境中，使用者只需配戴輕薄的AR眼鏡，便能享受高解析度的AR視覺效果。其運作原理是將投影光線透過擴散器均勻導向眼鏡材料中的波導，再經由衍射波導將影像光線傳遞至眼鏡表面的光柵，最終將影像投射至使用者眼中。

研究團隊已開發出原型機進行測試，並使用雷射掃描投影機從1.5公尺外投射7毫米的影像，角度範圍為0至40度。測試結果顯示，光柵的加入有效提升了影像接收角度與品質。然而，團隊也承認目前設計仍存在一些限制，例如重影、視野範圍有限、單色影像、無法搭配處方鏡片的平面波導，以及僅能呈現二維影像等。

展望未來，研究團隊將進一步改善穿戴舒適度，並整合頭部追蹤功能，以提升新一代光束顯示技術的實用性。理想情況下，未來的測試系統將能監控AR眼鏡的位置，並根據需要調整投影機的投射方向，進一步增強其在三維環境中的應用。此外，團隊也計畫使用更高解析度的光源來提升影像品質。