ヘッドマウントディスプレイ

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ヘッドマウントディスプレイの製品

ヘッドマウントディスプレイ（頭部装着ディスプレイ、Head Mounted Display、HMD）は、頭部に装着するディスプレイ装置のことである。ウェアラブルコンピュータの一つ。スマートグラスとも呼ばれる。

両眼・単眼に大別され、目を完全に覆う「没入型」（非透過型）や「透過型」といったタイプがある。3D/2Dにも分類できる。

概要

テンプレート:節スタブ 1968年、バーチャルリアリティ（VR）の先駆者であるアイバン・サザランドによって開発された。

通常、目の疲労を抑えるためになるべく遠くに結像した像を形成するようにする。これによって眼精疲労を抑えることができる。左右の目に違う映像を映し出すことも可能であるため、左右の映像を微妙に変えることにより立体的な画像にすることもできる。眼球の輻輳角と焦点距離に差が出るため、この場合も眼精疲労の原因となる。外の世界を完全に見えなくしヘッドホンと併用して「視覚」、「聴覚」を制御できるようにすれば、より完全に近い「バーチャルリアリティ」を実現できる。

従来のディスプレイが装置に視線を向けなければならないのに対し、このディスプレイはその必要がない。また帽子や眼鏡の形をしているため、持ち運びに便利でいつでも利用することができる。

小型のディスプレイを利用するため非常に省電力である。特に仮想的な大型ディスプレイを形成したときにはかなりの省エネルギー効果を生み出す。しかし、複数人で共通のディスプレイを見ることができないため、共通の映像を鑑賞する場合には省エネルギー効果を期待することはできない。

民生用HMDは1990年代に各メーカーから発売されるようになった。

分類

テンプレート:節スタブ

形状

眼鏡型
眼鏡の上部または前部に投影装置が装着されており、透明板部分に投影される。
帽子型
鍔の部分からディスプレイ装置が垂れ下がっている。ヘッドホンつきのものもある。ヘルメットマウントディスプレイと呼ばれることもある。

ディスプレイ方式

（非透過）ヘッドマウントディスプレイ
装着すると外の様子を見ることはできず、完全に別の世界にいるかのようになる。外の様子が見えないため利用者の安全に配慮する必要がある。
ビデオ透過ヘッドマウントディスプレイ（ビデオシースルー、Video See-Through）
ヘッドアップディスプレイの一種でもある。装着すると外の様子を見ることはできないが、ディスプレイに外の様子が映し出されているので、利用者は安全に移動することができる。ただしこの場合、ディスプレイ装置だけでなくビデオカメラも装着する必要がある。
光学透過ヘッドマウントディスプレイ（光学シースルー、Optical See-Through）
ヘッドアップディスプレイの一種でもある。ディスプレイ装置はハーフミラーでできており外の様子が見える。片目のみにディスプレイ装置がついているものもある。また、ホログラフィック素子を用いたディスプレイも開発されており、まさに眼鏡のレンズのような近距離に配置された導光板に映像を投影し、SFで描かれるような「映像が映る眼鏡」を実現化することも可能となっている。光学多層膜のハーフミラーを用いると、必要な情報のみ表示板の表面に表示しながら外の様子をシースルーで見ることが可能となる。

投影方式

（虚像投影）ヘッドマウントディスプレイ
ハーフミラー等を利用することにより虚像を形成し、映像を観察できるようにするもの。
網膜投影ヘッドマウントディスプレイ
目の水晶体を利用して網膜に直接結像させるもの。利用者が近視や遠視等でも鮮明な像を見ることができる。ただ、眼球運動に左右されるため実装が非常に難しい。

応用

テンプレート:節スタブ ウェアラブルコンピュータのディスプレイ装置や、スポーツ[1]、医療[2]など幅広く利用されている。

軍事

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ヘッドマウントディスプレイを装備したアメリカ陸軍の戦車兵

アメリカ軍などの一部の軍では戦闘機で使用するヘッドアップディスプレイの代替として実用化がされている（JHMCS等）が、ヘルメットの重量増加によるパイロットへの負担が懸念されている（戦闘機は激しいマニューバを行う為、ヘルメットの重量増加がパイロットに与える影響は大きく、例えばヘルメットの重量が100g増加した状態で9Gの旋回を行った場合、パイロットへの負担は900g分増加する事になる）。したがって戦闘機用ヘッドマウントディスプレイの開発においては、必要な性能を満たしつつも、重量増加をどれだけ抑えられるかが課題だったが、カーボンファイバーの加工技術が発達したため、非常に軽量なヘルメットが開発されているが、その分コストが問題となっている。

その他、歩兵部隊の情報支援への応用などが考えられている。また、航空機の俯瞰視点による操縦を実現する手段としても期待されている。

コンピュータゲーム

テンプレート:See 通常のゲーム画面に、弾薬残量、地図、点数などいろいろな情報が重なって表示される。ヘッドアップディスプレイはそのような目的でも利用されている。ただ、前方を注視しつつ各種状態表示を同時に見るためのヘッドアップディスプレイなので、これを通常のコンピューターディスプレイに用いてもあまり意味がない。

AV機器

市場に登場当初は、狭い部屋でも大型TVに匹敵する臨場感が味わえると話題になったが、ほどなく下記の短所・欠点が問題となり売り上げは低迷した。ゴーグル型テレビ、グラステレビなど色々な呼び名があるが、明確に主流となった呼び名は未だ無い。

  • 視聴者が分からない外国語音声のみ収録されている作品を視聴する際、表示される字幕を眼球の動きのみで捉える必要があり、大きな眼球疲労をもたらす。通常のTV視聴時では字幕表示に合わせ首を向けるなど他に対応可能だが、表示画面が頭部に固定され一体化している為、この方法は採れない。
  • 多人数で一度に同じ臨場感を共有視聴出来ない。視聴人数分、当該機器を用意する必要があり、経済的負担はばかにならない。

作品上での登場

テンプレート:節スタブ SF作品を中心に数多くの作品で登場している。登場人物の表情を描写する都合からか、片眼鏡型で通信用ヘッドセットに付随しているものが多い。投影される情報は、敵との距離や武器の残弾、照準など。

主な市販品

テンプレート:節スタブ （製造中止したものを含む）

軍用品の一覧

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脚注

テンプレート:脚注ヘルプ テンプレート:Reflist

関連項目

ゲーム機

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  1. ↑ テンプレート:Cite web
  2. ↑ テンプレート:Cite web
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