光学シースルーヘッドマウントディスプレイ（OST-HMD）は、投影された画像を反射する機能と、ユーザーがその画像を通して見ることができる機能を備えたウェアラブルデバイスです。これは、仮想現実ヘッドセットなどの光学部品を使用しながらもシースルーではない一般的なヘッドマウントディスプレイとは対照的です。場合によっては、これは拡張現実（AR）技術に分類されることもあります。OHMD技術は1997年から様々な形で存在していますが、業界による数々の試みにもかかわらず、商業的に大きな成功を収めていません。
市販の光学シースルーヘッドマウントディスプレイには、Google GlassやMicrosoft HoloLensなどがある。[ 1 ]その他のデバイスとしては、NVIS nVisor ST、Vuzix M300、MetaのMeta 2などがある。[ 1 ]
歴史
シースルーヘッドマウントディスプレイは、1968年にアイヴァン・E・サザーランドが半銀鏡（ビームコンバイナー）を使ってコンピュータグラフィックスを現実世界に重ね合わせる立体ヘッドマウントディスプレイ（アイヴァン・サザーランドのヘッドマウント3Dディスプレイ）を実演したときに遡ります。[ 2 ]
種類
シースルーHMDには様々な技術が存在しています。これらの技術のほとんどは、「曲面ミラー」（または曲面コンバイナー）ベースと「導波路」または「ライトガイド」ベースの2つの主要なグループにまとめることができます。曲面ミラー技術は、VuzixのStar 1200製品、オリンパス、Laster Technologiesによって採用されています。
様々な導波路技術が古くから存在しています。これらの技術には、回折光学、ホログラフィック光学、偏光光学、反射光学などが含まれます。
- 回折導波路 - 傾斜回折格子素子（ナノメートル単位の10E-9）。Nokiaの技術は現在Vuzixにライセンス供与されています。
- ホログラフィック導波路 - 3つのホログラフィック光学素子（HOE）を挟み込んだ構造（RGB）。ソニーとコニカミノルタが採用。
- 偏波導波管 – ガラスサンドイッチ構造の6つの多層コーティング（25～35）偏波反射器。Lumus社が開発。
- 反射導波路 –エプソンは、単一の半反射ミラーを備えた厚い導波路をMoverio製品に採用しています。tooz technologiesは、光を取り出すために部分反射セグメントミラーアレイを備えた曲面導波路を採用しています。[ 3 ]
- 「Clear-Vu」反射導波管 – Optinvent社が開発し、ORA 製品に使用されている、表面反射板と従来のコーティングを施した薄いモノリシック成形プラスチック。
- 切り替え可能な導波管 – SBG Labsによって開発され、現在はDigiLensとして知られています。
入力デバイス
次のような、モビリティやハンズフリーでの使用に適した入力デバイスが適しています。
最近の動向
2012
- 2012年4月17日、オークリーのCEOであるコリン・バーデンは、オークリーは1997年からレンズに直接情報を投影する方法に取り組んでおり、その技術に関連する特許を600件保有しており、その多くは光学仕様に適用されると述べた。[ 4 ]
- 2012年6月18日、キヤノンは、仮想オブジェクトと現実世界をフルスケールかつ3Dで同時に融合させるMR（Mixed Reality：複合現実）システムを発表しました。Google Glassとは異なり、このMRシステムはプロフェッショナルユースを想定しており、ヘッドセットと付属システムの価格は12万5000ドル、年間メンテナンス費用は2万5000ドルと見込まれています。[ 5 ]
2013
- メーカーフェア2013で、スタートアップ企業のテクニカルイリュージョンズは、AR体験に非常に適したcastAR拡張現実メガネを発表しました。表面の赤外線LEDがインタラクティブな赤外線ワンドの動きを検知し、ベースにある一連のコイルがその上に置かれたRFIDチップを搭載した物体を検知するために使用されます。120Hzのフレームレートでデュアルプロジェクターと、ユーザーがあらゆる方向から見ることができる3D画像を提供する再帰反射スクリーンを使用しています。プロトタイプのメガネの上部には位置検出用カメラが組み込まれているため、ユーザーがCastAR表面を歩き回ると仮想画像がそれに応じて変化します。[ 6 ]
2016
- ラトビアに拠点を置くNeckTec社は、プロセッサとバッテリーをネックレスに内蔵し、顔のフレームを軽量化し見た目も美しくしたスマートネックレスフォームファクタを発表しました。
2018
- インテルは、従来のメガネのように見えるように設計された、網膜投影を使用したディスプレイのみのスマートグラスであるVauntを発表しました。[ 7 ] プロジェクトは後に中止されました。[ 8 ]
- ツァイスとドイツテレコムは提携してtooz technologies GmbHを設立し、スマートガラスディスプレイ用の光学素子を開発する。[ 9 ] [ 10 ]
2019
- マイクロソフトは、ホログラフィック導波路を使用した自己完結型の光学シースルーHMDであるHoloLens 2を発表しました。これは、元のモデルよりも広い視野と改良された人間工学を備えています。[ 11 ]
2021
- スナップ社は、デュアル3D導波管ディスプレイと26.3°の対角視野を備えた開発者専用Spectaclesを発表しました。これはARレンズを現実世界に直接重ね合わせることを目的としています。[ 12 ] [ 13 ]
2022
- Magic Leap 2は、シースルーディスプレイと、現実世界の視界を全体的または局所的に暗くすることで仮想画像のコントラストを向上させ、基本的な閉塞効果を可能にするダイナミック調光システムを搭載してデビューしました。[ 14 ]
市場構造
分析会社IHSは、スマートグラスの出荷台数が2012年のわずか5万台から2016年には660万台にまで増加する可能性があると推定している。[ 15 ] Forrester Researchが米国の成人4,600人以上を対象に実施した調査によると、回答者の約12%は、興味をそそるサービスを提供する場合、Google Glassまたは他の類似デバイスを着用する意向がある。[ 16 ] Business InsiderのBI Intelligenceは、 2018年までにGoogle Glassの年間販売台数が2,100万台になると予測している。[ 17 ]
信頼できる報道によると、サムスンとマイクロソフトは6ヶ月以内に独自のGoogle Glassを開発し、価格は200ドルから500ドルになると予想されています。サムスンはイスラエルに拠点を置くLumus社からレンズを購入したと報じられています。別の情報筋によると、マイクロソフトはVuzix社と交渉中とのことです。[ 18 ]
2006年にアップルは独自のHMDデバイスの特許を申請した。[ 19 ]
2013年7月、APX Labsの創設者ブライアン・バラードは、独自のスマートグラスを開発しているハードウェア企業を25～30社知っており、APXもそのうちのいくつかと提携していると述べた。[ 20 ]
近眼シースルーディスプレイ技術の比較
 |
| コンバイナー技術 | サイズ | アイボックス | 視野角 | 制限事項 / 要件 | 例 |
|---|---|---|---|---|---|
| フラットコンバイナー45度 | 厚い | 中くらい | 中くらい | 伝統的なデザイン | Vuzix、Google Glass |
| 湾曲したコンバイナー | 厚い | 大きい | 大きい | クラシックな虫の目デザイン | 多くの製品（シースルーと遮蔽） |
| 位相共役材料 | 厚い | 中くらい | 中くらい | 非常にかさばる | 小田ラボ |
| 埋め込み式フレネルコンバイナー | 薄い | 大きい | 中くらい | 寄生回折効果 | テクノロジーパートナーシップ（TTP） |
| カスケードプリズム/ミラーコンバイナー | 変数 | 中～大 | 中くらい | ルーバー効果 | ルムス、オプティンベント |
| フリーフォームTIRコンバイナ | 中くらい | 大きい | 中くらい | かさばるガラスコンバイナー | Canon、Verizon、Kopin（シースルーとオクルージョン） |
| EPE付き回折コンバイナー | 非常に薄い | 非常に大きい | 中くらい | ヘイズ効果、寄生効果、再現が難しい | ノキア/Vuzix |
| ホログラフィック導波路コンバイナ | 非常に薄い | 中～大（H） | 中くらい | 体積ホログラフィック材料が必要 | ソニー |
| ホログラフィック光ガイドコンバイナー | 中くらい | V字型小 | 中くらい | 体積ホログラフィック材料が必要 | コニカミノルタ |
| ディフューザー/コンタクトレンズコンボ | 細い（眼鏡） | 非常に大きい | 非常に大きい | コンタクトレンズと眼鏡が必要 | イノベガ＆EPFL |
| テーパー型不透明光ガイド | 中くらい | 小さい | 小さい | 画像は移動可能 | オリンパス |
参照
参考文献
- ^ a b Manuel Birlo、PJ Eddie Edwards、Matthew Clarkson、Danail Stoyanov、「拡張現実支援手術における光学シースルーヘッドマウントディスプレイの有用性：系統的レビュー」、Medical Image Analysis、第77巻、2022年、102361、ISSN 1361-8415、https://doi.org/10.1016/j.media.2022.102361。
- ^ Sutherland, Ivan E. (1968年12月9日). 「頭部装着型3次元ディスプレイ」. 1968年12月9日～11日開催秋季合同コンピュータ会議議事録、第1部 - AFIPS '68 (秋季、第1部) . ニューヨーク州ニューヨーク: Association for Computing Machinery. pp. 757– 764. doi : 10.1145/1476589.1476686 . ISBN 978-1-4503-7899-4。
- ^ "tooz technologies" . Tooz (ドイツ語) . 2022年1月26日閲覧。
- ^ Milian, Mark (2012年4月17日). 「Oakley、GoogleのProject Glassに匹敵する技術をテスト」bloomberg.com .
- ^ 「3Dの進化：キヤノンのMREALバーチャルリアリティシステムを体験」 digitaltrends.com 、 2013年2月21日。
- ^ホリスター、ショーン (2013年5月18日). 「Valve社のエンジニア2人が同社の拡張現実メガネを手に入れた経緯」 The Verge .
- ^ Bohn, Dieter (2018年2月5日). 「Intelは見た目に美しいスマートグラスを開発中」 The Verge .
- ^ Bohn, Dieter (2018年4月18日). 「Intelはスマートグラスの開発を諦めている」 The Verge . 2019年11月8日閲覧。
- ^ 「ドイツテレコム、スマートグラスのスタートアップ企業としてツァイスと提携」 Bloomberg.com 、 2018年2月7日。
- ^ 「ZEISSとTelekom、合弁事業でスマートグラスへの取り組みを強化」 Zeiss 、 2018年2月6日。 2022年1月24日閲覧。
- ^ lolambean. 「HoloLens 2 ハードウェア」 . learn.microsoft.com . 2025年8月24日閲覧。
- ^ 「SPS 2021：次世代のスペクタクルの紹介」 newsroom.snap.com . 2025年8月24日閲覧。
- ^グッド、ローレン. 「Snapの新型ARグラスをチェック。でも、買えないよ」 . Wired . ISSN 1059-1028 . 2025年8月24日閲覧。
- ^ Lang, Ben (2022年1月27日). 「Magic Leap 2の多数の新情報がダイナミックディミングなどに光を当てる」 Road to VR . 2025年8月24日閲覧。
- ^ 「Google Glassの普及により、IHSは2012年から2016年にかけてスマートグラスの出荷台数が約1,000万台に達すると予測」 IHS.com 、 2013年4月24日。
- ^ 「2,160万人のオタク系アメリカ人が今Google Glassを欲しがっている」 bizjournals.com 、 2013年6月21日。
- ^ 「BIインテリジェンス予測：Google Glassは2018年までに110億ドルの市場になる」 businessinsider.com 、 2013年5月21日。
- ^ Sloane, Garett (2013年5月15日). 「MicrosoftとSamsung、Google Glassに対抗するハイテクスペックを開発」 . nypost.com .
- ^ボニントン、クリスティーナ（2013年3月7日） 「グーグルグラスに勝て：アップルがヘッドマウントディスプレイの特許を取得」Wired.com。
- ^ McKenzie, Hamish (2013年7月12日). 「Google Glassの前にはTerminator Visionがあった。今やメーカーはエンタープライズに注力している」 . Pando Daily . 2013年7月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。
さらに読む
- アリゾナ大学3D VISラボ- Jannick RollandとHong Huaによる「ヘッドマウントディスプレイシステム」
- Optinvent – Kayvan Mirza と Khaled Sarayeddine による「手頃な価格のシースルーウェアラブルディスプレイの主要課題：モバイル AR の大規模展開における欠けているリンク」
- 包括的なレビュー記事 - Ozan CakmakciとJannick Rollandによる「ヘッドウォーンディスプレイ：レビュー」
- Google Inc. – 「消費者向け電子機器におけるヘッドマウントディスプレイ（HMD）技術とアプリケーションのレビュー」、Bernard Kress & Thad Starner著（SPIE proc. # 8720、2013年5月31日）
