AR メガネは主に、光学ディスプレイ モジュール、プロセッサ、センサー、メモリ、バッテリーで構成されています。光学ディスプレイモジュールだけでコストの 40% 以上を占め、最もコアなコンポーネントの 1 つとなります。これは、デバイスの視覚エクスペリエンス、物理的なサイズ、および全体的なパフォーマンスを直接決定します。基本的に、これはユーザーの目の前にデジタル情報を作成して投影し、それを現実世界とシームレスに融合させる小型投影システムです。
ARスマートグラスディスプレイモジュールの構造
ディスプレイ モジュールの主要コンポーネントには、マイクロ ディスプレイ、光学モジュール、センサー、プロセッサー、光源が含まれます。光源は、通常 LED または RGB レーザーを使用してディスプレイに照明を提供します。マイクロ ディスプレイは、LCoS、OLED、MicroLED などの現在の技術オプションを使用して、仮想画像を生成する「チップ スクリーン」として機能します。光学システムは、マイクロディスプレイからの画像をユーザーの目に伝達し、拡大する役割を果たします。凹レンズ、凸レンズ、ミラー、導波路レンズなどの光学レンズは、光伝播の原理を利用してユーザーの網膜に虚像を投影します。これらの中でも、導波管レンズは、その軽量な性質により特に有利である。
ディスプレイ技術経路の比較
現在、AR スマート グラスには、LCoS、OLED、LBS、DLP、MicroLED などのいくつかのマイクロ ディスプレイ テクノロジーが採用されています。
テクノロジー LCoS LBS マイクロOLED マイクロLED 表示原理 反射型液晶 レーザービームスキャン 自己発光型 自己発光型 主な特長 成熟したテクノロジー、費用対効果の高い 超小型、高い光効率 高コントラスト、優れた色域、比較的コンパクト 超高輝度、低消費電力、長寿命、コンパクト 主な制限事項 かさばるフォームファクタ、外部バックライトが必要、消費電力が高い 複雑なシステム設計、レーザースペックルの影響を受けやすい ピーク輝度の制限、残像のリスク、寿命の短縮 フルカラーの実現が困難、技術的ハードルが高く、コストが高い このうち、LCoS、LBS、DLP 溶液は通常 1 cm-3; を超える体積を持ちます。対照的に、最新の MicroLED 光学エンジンは、この体積をわずか 0.15 cm⊃3 (小豆の大きさに相当) まで縮小し、重量はわずか 0.3 グラムです。ユーザーの快適さと製品のバッテリー寿命の重要性を考慮すると、スマート グラスは重くてかさばるディスプレイ モジュールには適していません。したがって、最小限のフォームファクターを備えた MicroLED マイクロディスプレイは、真に軽量な AR デバイスのための理想的な光エンジンとしての道を切り開いています。
AR グラス上のライト エンジンの位置
LCoS は、技術の成熟度、コスト、ディスプレイのパフォーマンスのバランスが取れているため、多くのエンタープライズ グレードの AR グラスにとって信頼性の高い主流のソリューションとなっています。一方、MicroLED はディスプレイの未来として広く考えられています。高ピクセル密度、極めて高い輝度、低応答時間、低消費電力、長寿命、高い彩度、卓越した信頼性、コンパクトなフォームファクタを誇ります。これは、AR メガネを屋外で終日使用できるよう推進する可能性を秘めた極めて重要なテクノロジーと考えられています。
MicroLEDの仕組み
MicroLED の核心は、自己発光機能を備えたマイクロスケールの発光ダイオードです。無機材料（GaN - 窒化ガリウムなど）を使用しており、安定した物理的および化学的特性を提供します。これにより、複雑なパッケージングプロセスの必要性がなくなり、最大 100,000 時間という優れた寿命が可能になります。さらに、MicroLED は光と熱に対する優れた耐性を備え、劣化しにくく、残像 (焼き付き) のリスクを排除します。
MicroLED の製造には、8 つの主要なプロセスと 200 以上の詳細な手順が含まれます。主要なプロセスには、エピタキシャル ウェーハの成長、ボンディングとデボンディング、フォトリソグラフィー、エッチング、薄膜堆積、電極製造、チップのダイシング、パッケージング、およびテストと選別が含まれます。この技術では、ピクセル単位としてミクロンスケールの LED アレイが採用されています。駆動回路によりマイクロLEDの各画素を独立して発光制御し、基板技術やパッケージ技術を組み合わせることで、高解像度・高輝度の画像表示を実現します。
MicroLEDの構造図
スマートグラスにおけるMicroLEDの開発状況
TrendForce の予測によると、AR デバイスの市場規模は 2030 年までに 2,550 万ユニットに達すると予想されており、MicroLED の市場シェアは 44% に成長すると予測されています。 Apple や Meta などのテクノロジー大手は、MicroLED の研究開発に積極的に投資しています。 2025 年以降、MicroLED ディスプレイを搭載した 16 近くの AR メガネ モデルが発表されています。
