拡張現実向け導波管
導波管とは何ですか？
導波管は、光学エンジン（プロジェクター）から放射される画像をユーザーの目に誘導すると同時に、レンズ自体がまるでそこにないかのようにクリアで透明な体験を提供するように設計されています。
そのような魅力的なユーザーエクスペリエンスを実現するためには、光学ガラスが必要です。ショットの製品ラインは、高視野（FOV） 、鮮明な画像、軽量で快適なデバイスを実現し、主要な AR 導波管技術をサポートしています。
スマートグラスとは何ですか？
スマートグラスは、デジタル世界と現実世界を融合させます。ユーザーの自然な視野の上にデジタル情報層を追加することで、医療、ビジネス、教育、エンターテインメントの分野で幅広い機会が開かれます。特にスマートグラスは一日中着用できます。拡張現実および複合現実スマートグラスを支える複雑な技術には、光学ガラス製の導波管が含まれます。
AR 導波管の動作原理は何ですか？
導波管は光（ここでは画像）を閉じ込め、必要な場所に導くことができます。すべての導波管には、光を受け取るための内部結合領域と、光を放出するための外部結合領域があります。マイクロプロジェクタ（またはマイクロディスプレイ）を使用してデジタル画像を生成し、それを導波管に流すのが一般的です。次に、光が導波管を通って眼に投影され、ディスプレイ上の空間に浮いているように見える仮想画像を作り出します。
AR 導波管の主な特徴は、透明性と色の中立性です。ユーザーが仮想画像を見るには導波管を通さなければならないため、自然な視野の障害を最小限に抑える必要があります。そのため、導波路は最高品質の光学ガラスで作られており、そこでショットの卓越したノウハウが発揮されます。
拡張現実（AR）デバイスと仮想現実（VR）デバイスの主な違いは、ユーザーエクスペリエンスです。VR ヘッドセットは、実際の環境を意図的に隠し、ユーザーを人工のデジタル世界に完全に没入させます。一方で、AR/MR ヘッドセットは、デジタルコンテンツを追加することで、ユーザーの実際の環境に対する認識を高めます。これにより、AR/MRヘッドセットは、ユーザーの視界を遮ることなく、通常のメガネのように装着することができます。
AR 導波管で光学ガラスが果たす役割は何ですか？
その高い屈折率により、光学ガラスだけが、魅力的なフォームファクターと高い視野を持つスマートガラスの製造を容易にすることができます。その他の光学的および物理的特性を最適化し、軽量で驚異的な画質のデバイスが可能になります。AR 導波管にはどのような種類がありますか？
AR 導波管による光の誘導には、基本的に 3 つの異なるアプローチがあり、それらは次のカテゴリに分類されます。回折導波管、反射導波管、ホログラフィック導波管。140年以上にわたる光学ガラスの製造と加工の伝統を持つショットは、あらゆる形態の AR 導波管のニーズを満たすソリューションを提供しています。
1. 回折導波管
回折導波管には、入出力領域の表面にナノグレーティングを採用しています。ナノグレーティングにより、光はマイクロプロジェクタなどのデジタル画像源から導波管に入ることができます。その後、光は内部に閉じ込められ、目の前にある2番目の表面格子を介してのみ導波管から出ることができ、そこでデジタル画像が直接投影されます。
回折導波路のバックボーンは、屈折率の高い光学ガラスです。SCHOTT RealView® ハイインデックスガラスウエハーの幅広い製品ラインから、お客様は特定のニーズに応じて基板を選択できます。
さまざまな種類の光学ガラスがブロックとして用意されており、ブロックは薄い円形のスライス（さまざまな直径で利用可能）にカットされ、最高の精度で研磨されます。ウエハーの直径が大きいほど、ウエハーごとにより多くの接眼レンズを適用できるため、導波管製造プロセスのコストが削減されます。入手可能な最大のハイインデックスガラスウエハーは、最大 300 mm の直径です（例：SCHOTT RealView®）。
2. 反射導波管
SCHOTT® reflective waveguidesは、内部の半反射面による巧妙な組み合わせを基盤としています。他の導波管タイプと同様に、デジタル画像は外側の角の 1 つに結合され、ガラスを通過して直接眼に投影されるため、マレーシアのペナン仮想画像が生成されます。その名前が示すように、反射導波路は幾何学的な光学特性を使用し、回折光学素子で構成されていないため、製造方法が非常に異なります。研削、研磨、薄膜コーティング、接着などの一般的なガラス加工技術を使用して製造されます。ショットの社内専門知識とこれらの分野における高い生産基準により、この複雑な技術を広く利用し、コスト競争力を高めることができます。
反射導波管の製造には、最も厳しい公差を満たす必要があります。ショットはこのニーズを高収率で満たすだけでなく、現在、マレーシアのペナンで AR 反射導波管の生産体制を拡大しています。
3. ホログラフィック導波管
ホログラフィック導波管の原理は、回折導波管と非常に似ています。大きな違いは、内部結合と外部結合の構造です。ホログラフィック導波管は、電流で活性化されると状態が変化するナノスケールのホログラムが埋め込まれた液晶ベースの薄膜ポリマーを使用して構築されます。画像がレンズに投影されると、ホログラムは光を表面に導き、次に眼に向けられます。
ショットの AR 導波管向けソリューション
ショットは、 AR デバイス用の導波管の製造で使われるガラスウエハーの開発と製造において幅広い知識と経験があります。このため、多くの AR イノベーターが SCHOTT RealView® ガラスウエハーを使用して、最新の回折またはホログラフィック導波管技術を使用する多層 RGB 導波管を製造しています。2020年、ショットは AR 光学企業 Lumus とのパートナーシップを発表し、最新の反射導波管プラットフォームを製造しました。この高効率製品は、半反射ミラーを使用して、ガラスを通して光をユーザーの視野に導きます。
ガラスの品質はユーザーエクスペリエンスに直接影響を与える
