NHK | 日本放送協会のプレスリリース
NHK放送技術研究所（技研）は、実世界に近い自然な見え方で、視覚疲労の少ないバーチャルリアリ
ティー（VR）体験の実現を目指し、「ライトフィールド方式」を採用したヘッドマウントディスプレー（以下、ライトフィールドHMD）の開発を進めています。
今回、役割が異なる２種類のレンズを接触して配置する独自の光学系と、高精細なマイクロディスプレーを組み合わせることで、従来よりも大幅な薄型化と高精細化を両立したライトフィールドHMDを開発しました（図１）。
図１ 開発したライトフィールドヘッドマウントディスプレー
【開発の背景：なぜ従来のＶＲは目が疲れるのか？】
一般的なＶＲゴーグル（HMD）は、２枚のディスプレーの映像をそれぞれレンズで遠方に拡大表示し、左右の目に少しずれた映像（視差）を見せることで立体感を作り出しています。しかし、この二眼方式には「視覚疲労」という課題がありました。
映像上の物体が前後に動いても、目のピント（焦点）はレンズで拡大されたディスプレーの位置に固定されたままとなることで、「視差によって知覚される奥行き位置」と「目のピントを合わせている位置」が一致せず、疲労や不快感の要因になると考えられています。
【「ライトフィールド方式」による解決】
ライトフィールドは、物体から放たれて目に到達する「光線の集まり」を再現する技術です。
メリット：実世界で物を見るときと同じように、見たい位置に目のピントを合わせることができます
効果：長時間視聴しても疲れにくい、自然な3次元映像の表示が可能になると期待されています
【技術的ポイント①：光学系の大幅な薄型化】
従来のライトフィールドHMDには、装置が大きくなってしまうという課題がありました。
■従来の仕組み（中間像を形成して拡大）
従来のライトフィールドHMDは、ディスプレーとレンズアレー(※1)で一度空中に中間像(※2)を形成し、それを接眼レンズで拡大することで遠方に３次元映像を表示していました。しかし、この方法では、レンズアレーと接眼レンズの間に約４cmの間隔が必要となり、HMDが大きくなることが課題になっていました（図２）。
(※1）レンズアレー：微小なレンズを平面状に並べた光学素子
(※2）中間像：レンズアレーによってディスプレーの背後に形成される微小な３次元映像
図２ ライトフィールドHMDの光学系の比較
■今回の新技術
今回、レンズアレーと接眼レンズを接触配置する新しい光学系を考案しました。接触させることで実質的に1枚の光学素子として機能させ、光線制御と集光を同時に実現するとともに、この光学系に適した要素画群像の生成手法を組み合わせることで、中間像を介さず直接3次元映像を目に届けることに成功しました。光学系の奥行きを従来比で79 %削減し、大幅な薄型化を達成しました。
【技術的ポイント② ： 高精細な映像をリアルタイムで表示】
薄型化に加え、「高精細マイクロディスプレー」を採用しました。さらに、膨大な光線の計算を高速で行う「レイトレーシング技術(※3)」による要素画像(※4)の高速生成と組み合わせることで、高精細な3次元映像をリアルタイムに表示できることを確認しました（図３）。
(※3）レイトレーシング技術：光源から出て光学系を通過する光線の経路を追跡し、映像を生成する描画手法
(4）要素画像：3次元映像をつくる光線の色や明るさの情報が含まれた映像
【今後の展望】
本技術は、5月28日（木）～31日（日）に開催する「技研公開２０２6」で展示します。
今後は、3次元映像の高精細化と表示範囲の拡大に向けた改良を進め、教育、医療、エンターテインメントなど、さまざまな分野で活用できる、自然で視覚疲労の少ない快適なHMDの実現を目指します。
技研公開2026 「拓く、支える、これからも」
■開催期間：5月28日（木）～31日（日）
午前10時０0分～午後5時０0分
（入場は終了30分前まで）
■会場：NHK放送技術研究所（東京都世田谷区砧1丁目10-11）
■入場：無料（事前予約不要）
