Pojawienie się pierwszych pocisków czwartej generacji R-73 Wympieł oraz Python 4 pokazało, że przy kątach celowania ponad 60° pokładowe radary przechwytujące stają się nieskuteczne.

Najważniejszym kryterium zapewniającym odpowiedni poziom działania urządzeń HMD/HMS to dokładność urządzeń gdyż nie może być sytuacji aby istniała różnica kątowa pomiędzy linią wzroku pilota a uzyskiwanym pomiarem. Konstruktorzy spotkali się z kolejnymi problemami jak zapewnić dokładny pomiar przy dużym tempie obrotu głowy pilota, zachować właściwy kąt obserwacji i czy wyświetlane informacje są wystarczająco czytelne.

Istotnym elementem w pracach projektowych nad HMS/HMD jest lokalizacja położenia głowy, gdyż od tego zależy dokładność pomiaru. System lokalizowania położenia musi zapewniać pomiar elewacji, azymutu i ruchów głowy pilota w odniesieniu do płatowca, nawet podczas gwałtownych ruchów głowy. Technologia HMS/HMD na dzień dzisiejszy bazuje na dwóch metodach lokalizacji położenia głowy, są to systemy optyczne i elektromagnetyczne. System optyczny korzysta z lokalizowanych w kabinie lub hełmie emiterów podczerwonych oraz detektora podczerwieni. Główną wadą tego systemu to ograniczone pole widzenia.

Lokalizacja elektromagnetyczna wykorzystuje zasadę zmiennych pól. W cewce umieszczonej w zmiennym polu magnetycznym wytwarzane jest napięcie elektryczne, którego wielkość zależy od położenia cewki. Jeśli znajduje się ona w zdłuż linii pola, to napięcie ma wartość maksymalną, jeśli zaś pod kątem 90^o, wartość ta wynosi zero. Wadą tego typu rozwiązania jest problem z rozmieszczeniem generatorów pola w kabinie aby gwarantowały one właściwe pokrycie i odpowiednie pole widzenia.

Lata 90. XX wieku przyniosły zmiany. Urządzenia HMS przekształciły się w HMD, największą innowacją było przymacowanie do hełmu kineskopu. Najczęściej montowano kineskopy kompaktowe wraz z układem optycznym, który rzutuje obraz z kineskopu na przeziernik pilota. Wykorzystanie kineskopu dostarczyło pilotowi dodatkowych danych o statusie rakiety, obszarze poszukiwania jej głowicy, o przeciążeniach, prędkości, kątach natarcia oraz umożliwiło wyświetlanie sztucznego horyzontu. Namierzenie celu odbywa się poprzez ramki wskazujące cel, które są wytwarzane przez radar. Zaawansowane modele HMD mogą być wyposażone w rastrowe obrazy z systemu FLIR lub NVG, które uzyskuje się z lampowego wzmacniacza obrazu, zamocowanego na kasku. Główną wadą jest ciężar urządzenia, który przy dużych przeciążeniach nie sprawdza się w samolocie myśliwskim.

Przyszłość prezętuje się dość ciekawie. W labioratorium zademonstrowano możliwość rzutowania obrazu bezpośrednio na siatkówkę oka. Promienie niskoenergetycznego lasera odbijają się od małego lusterka i rzutują rastrowy obraz bezpośrednio na oko. Ta technologia umożliwi dostarczenie obrazu o rozdzielczości 8000x4000 pikseli, obecnie rozwiązania umożliwiają osiągnięcie rozdzielczości ponad 4-krotnie niższej.

JHMCS to nahełmowy system celowniczy zaprojektowany dla amerykańskiego lotnictwa, USAF, US Navy oraz USMC, używa się go na samolotach F-15, F-16, F-18, F-22 i F-35. Został zaprojektowany przez Vision Systems International. System może być opuszczany przed oczy pilota jedną ręką. JHMCS zaprojektowano dla pocisku AIM-9X. Każdy pilot F-35 posiada indywidualnie dopasowany egzemplarz hełmu wykonanego z lekkiego kevlaru. System wyposażono w funkcje celowniczą i noktowizyjną. Pilot niezależnie od kierunku w którym patrzy widzi obraz, spoglądając w dół widzi to co dzieje się pod samolotem. Jest to szczególnie ważne gdy samolot przeciwnika znajduje się pod samolotem lub podczas lądowania na lotniskowcach.

^{_{Na podstawie: Przegląd Sił Powietrznych}}