光学式ヘッドマウントディスプレイ

光学式ヘッドマウントディスプレイ( OHMD ) は、投影された画像を反射する機能と、ユーザーがそれを通して見ることが可能な機能を備えたウェアラブルデバイスです。場合によっては、これは拡張現実 (AR)テクノロジとして適格となる場合があります。OHMD テクノロジは 1997 年以来さまざまな形で存在していますが、業界からの多くの試みにもかかわらず、まだ大きな商業的成功には至っていません。

シースルーHMDにはさまざまな技術が存在します。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) ベースと「導波路」または「光ガイド」ベースの 2 つの主要なファミリー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、Olympus、Laster Technologies によって使用されています。さまざまな導波路技術が以前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、反射光学が含まれます。

• 回折導波管 - 傾斜回折格子要素 (ナノメートル 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) がサンドイッチ状に組み合わされています (RGB)。ソニーとコニカミノルタが使用しています。
• 偏光導波管 - ガラスサンドイッチ内の 6 つの多層コーティングされた (25～35) 偏光反射器。Lumus によって開発されました。
• 反射導波管 –エプソンのMoverio製品には、単一の半反射ミラーを備えた厚い光ガイドが使用されています。tooz technologies GmbHは、光を外部に出力するための部分反射セグメントミラーアレイを備えた湾曲した光ガイドを使用しています。^[1]
• 「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が施され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 によって開発されました。

ヘッドマウントディスプレイはワークステーションとして設計されておらず、キーボードなどの従来の入力デバイスはスマートグラスの概念をサポートしていません。次のような、移動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。

• タッチパッドまたはボタン
• 互換性のあるデバイス（スマートフォンやコントロールユニットなど）
• 音声認識
• ジェスチャー認識
• 視線追跡
• 脳とコンピューターのインターフェース

• 2012年4月17日、オークリーのCEOコリン・バーデンは、同社は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。^[2]
• 2012年6月18日、キヤノンは、仮想オブジェクトを実物大かつ3Dで現実世界と同時融合するMR（Mixed Reality）システムを発表しました。Google Glassとは異なり、MRシステムはプロの使用を目的としており、ヘッドセットと付属システムの価格は125,000ドル、年間メンテナンス費用は25,000ドルと予想されています。^[3]

• MWC 2013で、日本のブリリアントサービス社は、Objective-Cで書かれ、ジェスチャーコントロールを主な入力形式とするHMD用オペレーティングシステムであるViking OSを発表しました。顔認識システムを搭載しており、汎用RGBカメラとPMD CamBoardナノ深度カメラを組み合わせたVuzix STAR 1200XLメガネ（4,999ドル）の改良版でデモが行われました。^[4]
• 2013年のメーカーフェアでは、スタートアップ企業のテクニカル・イリュージョンズがAR体験に十分な装備を備えた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、その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。フレームレート120Hzの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画像を提供する反射スクリーンを使用します。プロトタイプのメガネの上部にあるカメラは位置検出用に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。^[5]

• ラトビアに拠点を置く企業 NeckTec は、プロセッサとバッテリーをネックレス内に内蔵し、顔のフレームを軽量化して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。

• インテルは、網膜投影を使用し、従来のメガネのように見えるように設計され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。^[6] その後、プロジェクトは中止されました。^[7]
• 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しました。^{[8] [9]}

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。^[10] Forrester Researchが実施した4,600人以上の米国成人を対象とした調査によると、回答者の約12％が、興味をそそるサービスを提供するGoogle Glassまたは他の同様のデバイスを着用する意思があると回答した。^[11] 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。 ^[12]

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200ドルから500ドルの価格帯でGoogle Glassの独自バージョンを開発する予定である。サムスンはイスラエルに拠点を置く企業Lumusからレンズを購入したと報じられている。別の情報筋によると、マイクロソフトはVuzixと交渉中だという。^[13]

2006年にAppleは独自のHMDデバイスの特許を申請した。^[14]

2013年7月、APX Labsの創設者兼CEOであるブライアン・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、そのうちのいくつかはAPXと提携していると述べました。^[15]

• エピファニーアイウェア
• アイタップ
• ゴールデンアイ
• コバルトを開く
• 偵察機器
• シックスセンス
• スマートグラス
• 仮想網膜ディスプレイ

• 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 – 「手頃な価格のシースルー ウェアラブル ディスプレイの主な課題: モバイル AR の大量展開における欠けているリンク」、Kayvan Mirza および Khaled Sarayeddine 著
• 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向け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 および Thad Starner 著 (SPIE proc. # 8720、2013 年 5 月 31 日)