新しいテクノロジーは完成された状態で現れるわけではない、と海賊の眼帯を締め、大幅に改造した自転車用ヘルメットをかぶりながら、私は自分に言い聞かせた。華やかな装いではない。だが、ここ、イギリス、ケンブリッジ郊外の目立たないビジネスパークにある小さなオフィスで、それは何か素晴らしいものの基盤となるかもしれない。
AllFocal Optics社にお会いするために来ました。同社は、仮想現実（VR）ヘッドセットや拡張現実（AR）ヘッドセットから暗視ゴーグル、双眼鏡、カメラ、ヘッドアップディスプレイ（HUD）まで、あらゆるものを変革する力を持つ新型ナノフォトニックレンズの特許を取得したスタートアップ企業です。ジャガー・ランドローバーが、このレンズが車載HUDの性能向上、ひいては道路の安全性向上につながるかどうかを探る研究プロジェクトに着手したと聞いて、特にHUDに興味をそそられました。
メーカーはまた、視力が悪くても眼鏡を必要とせず、レンズによって完璧な鮮明さのデジタル画像を生成できると主張しており、前述のヘルメットと、解体されたMeta Quest 3でそれを証明している。
2022年にLarkとして設立され、その後AllFocal Opticsに社名変更された同社は、元英国王立工学アカデミーの企業フェローであるパワン・シュレスタ博士が率いています。マイクロソフトの元技術担当副社長であり、Meta ARの元責任者でもあるアッシュ・ソールズベリー博士は、昨年末、同社が530万ドルの資金調達ラウンドを確保したのとほぼ同時期に会長に就任しました。
AllFocal Optics社によると、同社が開発したレンズは2つの技術的ブレークスルーをもたらすという。まず、Apple Vision ProやMeta Quest 3などのAR/VRヘッドセットで使用すると、眼鏡をかけていなくても非常にクリアな視界が得られるという。
メーカーによると、たとえ高度な処方箋が必要な方や乱視をお持ちの方でも、レンズは鮮明な画像を網膜に直接照射するため、眼鏡をかける必要は全くありません。理論上は、片方が視力20/20（1.0/20）で、もう片方が非常に強力な矯正レンズを必要とする場合でも、同じAR/VRヘッドセットを2人で共有することが可能です。
このレンズのプロトタイプをいくつか試してみましたが、確かにちゃんと機能しました。私は眼鏡をかけていないので、最初のデモ（ノートパソコンから拡張現実ヘッドセットに送信されるデジタルテキストを見る）は、それほど感動的ではありませんでした。しかし、その後、自分の手が見えなくなるほど度数の強い眼鏡をかけたまま同じテストを繰り返しましたが、それでもデジタルテキストは鮮明でした。これは、真価を理解するのに少し時間がかかるタイプの技術デモですが、脳がようやく点と点を結びつけた瞬間は、まるで魔法のように感じられます。
このレンズは視力障害を回避するだけでなく、入力解像度が同じ720pであるにもかかわらず、Microsoft HoloLens（安らかに眠ってください）などよりもはるかに鮮明な画像を生成します。プロトタイプのレンズでは、半分が拡張テキスト、半分が紙に印刷されたテキストを読むのは容易でしたが（ここで眼帯の出番です）、HoloLensでは不可能でした。各行の拡張テキスト部分はぼやけて見え、文字がぼやけていました。
シャープな見た目
さらに、実際に目が何に焦点を合わせているかに関わらず、テキストは鮮明に見えます。まず顔から数センチ離れた自分の手に焦点を合わせ、次に部屋の反対側に焦点を合わせてみましたが、それでも拡張テキストは焦点が合ったままでした。興味深いことに、テキストのサイズは視線の方向によって変化します。指先に小さなフォントとして表示することも、反対側の壁にポスターサイズの文字として表示することもできます。運転中のように中距離に焦点を合わせながらテキストを覗き込むことも可能ですが、目やレンズがどんなに遠くを見ていても、デジタルテキストは鮮明で読みやすいままです。
イメージしにくい場合は、この動画をご覧ください。カメラを通して投影された画像は、焦点距離が12インチ（30cm）から78インチ（200cm）に調整され、カメラの視野の残りの部分がぼやけても、焦点が合ったままです。AllFocus Optics社によると、同社の技術は、目の近くに装着する製品だけでなく、一部の自動車でミラーの代わりに使用されているバックミラースクリーンなど、他の用途にも活用できるとのことです。バックミラーは、眼鏡をかけている人にはぼやけて見えることがあります。
シュレスタ氏は、人間が既存のVRやAR技術に時に苦労する理由を次のように説明する。「私たちは数千年かけて進化してきました。3D空間で3Dオブジェクトを見る際、目が回転し、眼球には一定の奥行きに焦点を合わせるレンズ、つまり接眼レンズが備わっています。私たちは、回転（輻輳）と焦点調節（調節）という2つの手がかりが調和して機能するように進化してきました。しかし、既存のARやVRデバイスでは、これらの手がかりが矛盾しているのです。」
これは、輻輳と調節の矛盾と呼ばれる現象を引き起こします。これは、私たちの目が常に焦点を合わせ直そうとするため、脳が投影された物体が実際にはどこにあるのか分からなくなることにつながります。最終的には、吐き気や頭痛につながります。シュレスタ氏は、この技術が他と異なる点を説明します。「固定スクリーンや仮想スクリーンは一切ありません。そのため、画像は常に焦点が合っています。網膜に投影像を作成します…網膜投影技術に似ています。つまり、輻輳と調節のリンクが切り離されたのです。」
シュレスタ氏は、自社がこの分離技術を開発したわけではないことを認めているが（これは19世紀のマクスウェルの原理に由来する）、オールフォーカル・オプティクス社が初めてこのタイプのレンズを商業的に実現可能にできると述べている。
集中力を維持する
仮想現実で吐き気を経験したことがある人なら、この技術がARやVRヘッドセットの進化にどのように役立つか容易に想像できるだろう。Appleは、Apple Vision Proのような製品で矯正レンズの必要性をなくす可能性を強調している。「私たちの技術は常に焦点を合わせています」とシュレスタ氏は力説する。「遠視、近視、乱視など、どんな視力の人でも、接眼レンズの欠陥や欠点を回避できるので、はっきりと見えます。」
この技術は「わずかにカスタマイズ」された設計で、車のHUDにも応用できます。投影されたインターフェースと道路の間で焦点を合わせ直す必要がなくなり、「注意を切り替えるだけで済みます。反応時間はほぼゼロです」とシュレスタ氏は言います。「接眼レンズを機械的に動かすことなく、状況を切り替えるだけで済みます。これが大きな付加価値です。」
AllFocal Optics のデモの一部には、この改造された自転車用ヘルメットが登場します。
Allfocal Optics提供AllFocal Optics社は、ナノフォトニックレンズによってドライバーが道路とHUDの間で焦点を切り替える必要がなくなるため、この技術が自動車メーカーやヘッドアップディスプレイのサプライヤーに採用されることを期待している。現在のシステムはダッシュボードに設置され、フロントガラスに投影される。これにより、ドライバーの視線とほぼ一致する位置にデジタルディスプレイが表示されるため、ダッシュボードを見下ろす必要がなくなる。投影されたディスプレイは適切な位置に配置されているものの、ドライバーの目から道路までの距離が等しくなく、両者の焦点合わせは迅速に行われるものの、AllFocal Optics社によると、この時間は経年とともに顕著に長くなるという。
この新しいレンズにより、ヘッドアップディスプレイから投影される情報（速度、方向、そしてさらに重要な衝突の可能性に関する警告など）は常に焦点が合った状態になり、より迅速に読み取り、処理し、対応できるようになります。オールフォーカル・オプティクス社によると、20代のドライバーはフロントガラスから20メートル先の道路に焦点を合わせるのに0.73秒かかりますが、60代のドライバーは2.51秒かかります。時速70マイル（約112km）で走行する場合、この数秒の差は、反応するまでに72フィート（約22.3m）進むか256フィート（約76.3m）進むかの違いとなります。
自動車メーカーもその可能性を見出しており、JLR（旧ジャガー・ランドローバー）は今年中に実証実験を開始する予定です。JLRの拡張現実（XR）専門家であるヴァレリアン・メイジェリング氏はWIREDに次のように語っています。「AllFocal Opticsとのこの研究プロジェクトを通じて、ヘッドアップディスプレイで情報を提示し、より読みやすくするための新たな方法を模索しています。通常必要とされる視覚的な負担と焦点合わせをさらに軽減することで、特に視覚障害のある方の認知処理時間を改善し、お客様の快適性と安全性を継続的に向上させることができます。」
急速に進化
HUDシステムは、普及曲線において奇妙な位置にいる。ヘッドアップディスプレイを搭載した最初の車は1980年代後半に登場したが、それから40年近く経った今でも、多くの車がHUDを搭載していない。テスラはどの車種にもHUDを搭載しておらず、最新のシステムでさえ10年前のシステムとほとんど変わらない。しかし、変化は間近に迫っている。
マイヤーリング氏はさらにこう付け加えた。「ビジュアルディスプレイ技術は急速に進化しています。当社のお客様はヘッドアップディスプレイのメリットを高く評価しており、車内でのラグジュアリーな体験と安全性にとってますます重要になっています。」
おそらく、AllFocal Opticsだけが、より優れたHUDの開発を視野に入れているわけではないだろう。ポルシェの新型電気自動車「マカン」には、拡張現実（AR）技術を搭載したHUDシステムが搭載されており、ドライバーに警告を発する危険箇所（例えば、車間距離が近すぎる車両など）に仮想の危険信号が自動で表示される。アウディの最新HUDは、ナビゲーションを支援するために道路上に拡張矢印を表示する。一方、BMWは2011年に初めて拡張ヘッドアップディスプレイの可能性について言及した。
現代、起亜、ジェネシスといった自動車メーカーに部品を供給する韓国のヒュンダイ・モービスは、2025年1月に開催されたCES技術ショーでホログラフィックHUDと呼ばれる技術を披露した。ヒュンダイ・モービスの技術は、画面の小さな部分に投影するのではなく、フロントガラスのどこにでも配置できる。
写真：ヒュンダイ
これを実現するために、ホログラフィックHUDは光学部品（「ホログラフィック光学素子」と呼ばれる）が埋め込まれた特殊なフィルムを採用し、回折現象を利用して運転者と同乗者の目にインターフェースを提供します。ドイツの光学機器メーカー兼レンズメーカーであるツァイスと共同開発されたこのホログラフィックHUDは、2026年上半期までに開発前段階を完了し、「早ければ2027年」にも量産開始される予定です。
ケンブリッジ出身の頭脳を持ち、JLR、ゼネラルモーターズ、ヒュンダイ、ステランティスの支援を受けている英国のスタートアップ企業、Envisicsも、「ダイナミック・ホログラフィー・プラットフォーム」の開発に取り組んでいます。同社は、このプラットフォームによりHUDが劇的に進化すると主張しています。より大きく奥行きのある3次元画像を生成できるようになり、高速道路3車線にまたがるインターフェースも実現可能になるというのです。製品のサイズは40%小型化され、エネルギー効率は50%向上します。
消費者を魅了するには、リッチで高解像度の拡張現実（AR）の実現が不可欠ですが、かさばりがちなHUDシステムを、より小型で安価な車に搭載したい自動車メーカーにとって、コンパクトなパッケージという目立たないメリットは不可欠です。そして、電気自動車にとって省エネは重要な要素です。Envisics社初のAR搭載HUDは、今年後半に発売予定の電気SUV、2026年型キャデラック・リリックVに搭載される予定です。
しかし、ホログラフィックな夢から（拡張）現実への道は必ずしも平坦ではありません。2018年、ヒュンダイは同様の技術を開発するスイスのスタートアップ企業WayRayへの戦略的投資を発表しました。同社はWayRayの技術が早ければ2020年にも新型車に搭載されることを期待しており、ヒュンダイの最高イノベーション責任者であるYoungcho Chi博士は、この協業によって「AR技術を活用し、ナビゲーションシステムを強化するだけでなく、スマートシティやスマートモビリティのためのARプラットフォームを確立する、全く新しいエコシステムの構築」が可能になると述べています。
WayRayはポルシェやeコマース大手のアリババからも投資を受けており、2018年の資金調達ラウンドでは8,000万ドルを超えました。高度なAR技術はその後、WayRayが2021年に発表した自動運転タクシーのコンセプトカー「Holograktor」にも搭載され、「画期的なホログラフィック技術の成熟度を強調する」ことを目指しました。WayRayの創業者ヴィタリー・ポノマレフ氏は、この車両を2025年に認証取得し、発売したいと述べています。
2年後の2023年9月、ウェイレイは破産を宣告した。同社は2014年から英国に拠点を置き、本社はスイスにあるものの、実際には2年前にモスクワで設立されており、取締役のフィリップ・D・モニエ氏が後に「問題のある『ロシア的側面』」と表現した問題を完全に解決することができなかった。2022年のロシアによるウクライナ侵攻後、自社株買いや経営陣の国籍変更など、創業ストーリーから距離を置く試みがなされたにもかかわらず、予定されていた1億ドルの資金調達ラウンドは完了しなかった。
AllFocal Opticsに戻り、自転車のヘルメットと海賊の眼帯を外しました。目が現実世界に戻るまで少し時間がかかりましたが、吐き気は全くありません。
シュレスタ氏は、このレンズは数ヶ月以内に暗視スコープなどの特殊機器向け少量生産が可能になり、自動車への応用は約2年後には実現可能だと考えている。さらに興味深いことに、同氏はこの技術はリアビューカメラのビデオスクリーンにも使用できると述べている。これは、眼鏡をかけているため道路や従来のサイドミラーには焦点が合うものの、デジタルスクリーンはぼやけてしまうドライバーにとって役立つだろう。ポールスター4のような車がリアウインドウをカメラに置き換えていることを考えると、このような技術が人気になるのは当然と言えるだろう。
高齢ドライバーの反応時間の改善や、メガネをかけている人がバックカメラを認識できるようにすることは、自動運転ほどエキサイティングではないかもしれない。しかし、AllFocal Opticsのようなスタートアップ企業の粗雑なプロトタイプ、そして他の企業の厄介で残念な失敗は、未来のテクノロジーが地元の自動車販売店に届く何年も前に、どこで生まれたのかをありのままに示している。
