Eine Display-Technologie, die eine helle Zukunft für die erweiterte Realität verspricht
Die erweiterte Realität (AR) ist eine hochmoderne optische Technologie, von denen viele Branchen profitieren könnten. Die bekanntere virtuelle Realität (VR) projiziert eine neue visuelle Realität auf einen schwarzen Hintergrund und kommt daher bei Anwendungen wie Videospielen zum Einsatz. Die erweiterte Realität hingegen ergänzt das bestehende Sichtfeld mit zusätzlichen Informationen. „Unterwegs auf dem Fahrrad kann eine Brille mit einem Micro-Display zum Beispiel Informationen zu Fahrgeschwindigkeit, Puls oder Wetter anzeigen“, wie HiLICo-Projektkoordinator Etienne Quesnel vom französischen Kommissariat für Atomenergie und alternative Energien (CEA) erklärt. Eine weitere wichtige Anwendung könnte die Verbesserung der Sicherheit von Flugzeugen sein. Mit erweiterter Realität könnten Pilotinnen und Piloten bei extrem schlechtem Wetter Sicht auf die Landschaft behalten. Zudem könnte die erweiterte Realität bei Schlüsselloch-Operationen zum Beispiel die Navigation durch komplexes Gewebe erleichtern, das mit bloßem Auge nicht sichtbar ist.
Fortschritte in der AR-Technologie
Die durch AR bereitgestellten zusätzlichen Grafik- oder Textinformationen werden auf einem winzigen Micro-Display angezeigt, das in der Regel lediglich ein paar Quadratzentimeter groß ist. Eine wesentliche Herausforderung besteht allerdings darin, dass diese Informationen nicht nur mit enorm hoher Auflösung angezeigt, sondern zudem auf einen hellen Hintergrund projiziert werden müssen. Das liegt daran, dass bei der AR – im Gegensatz zur VR – das bestehende Sichtfeld auch weiter sichtbar bleiben muss. „Das Problem dabei ist, dass bestehende Display-Technologien wie LCD oder sogar OLED dafür nicht hell genug sind“, so Quesnel. Um wirkliche Fortschritte auf dem Gebiet der AR zu erzielen, ist daher eine neue Display-Technologie nötig. Das HiLICo-Projekt nahm sich dieser Aufgabe an und entwickelte eine neue LED-basierte Micro-Display-Technologie. Quesnel merkt an, dass es sich bei LED um dasselbe Material handelt, das auch in der heutigen Wohnraumbeleuchtung eingesetzt wird. Allerdings mit einem kleinen Unterschied, denn ein funktionsfähiges Micro-Display für die erweiterte Realität benötigt rund 2 Millionen Pixel im Mikrometerbereich. „Das war unser Ausgangspunkt“, bemerkt er. „Als erstes bauten wir aus diesem LED-Material eine Matrix mit gut zwei Millionen Pixeln auf, um das Licht abzubilden.“ Anschließend konstruierte das Team einen integrierten Schaltkreis zur Steuerung von Videos oder Grafiken, die angezeigt werden sollten. Dieser war gleichzeitig in der Lage, Farben zu produzieren. „Wir mussten uns nicht nur überlegen, wie wir ein helles Micro-Display schaffen, sondern auch, wie wir dabei Kompaktheit und einen geringen Energieverbrauch erzielen konnten“, fügt Quesnel hinzu. „Nehmen wir zum Beispiel die Anforderungen beim Radfahren – hier muss eine AR-Brille vor allem tragbar sein.“
Identifikation potenzieller Zielsektoren
Diese Elemente flossen schließlich im Rahmen des Projektes in den Bau des Prototyps für das LED-Micro-Display ein. An dieser Arbeit war ein Endanwender aus der Luftfahrt über den gesamten Verlauf beteiligt. „Dadurch war sichergestellt, dass wir unser Endanwendungsszenario – die Entwicklung eines AR-Prototypsystems für Piloten – nie aus dem Blick verloren“, merkt Quesnel an. „Zum Beispiel musste das System in der Lage sein, Bilder sowohl nachts als auch tagsüber bei voller Helligkeit anzuzeigen. Es waren praktische Ergebnisse gefragt.“ Die Technologie befindet sich noch im Frühstadium. Die nächsten Schritte bestehen unter anderem darin, zu demonstrieren, dass die Micro-Display-Technologie unter realen AR-Bedingungen funktioniert und dass eine weitere Senkung des Energieverbrauchs möglich ist. Außerdem werden weitere potenzielle Zielsektoren wie das Gesundheitswesen und Sport geprüft. Die Sicherstellung eines entsprechenden Marktes für diese Technologie wird entscheidend sein. „Eine wichtige Frage ist, wann die Branchen zu Investitionen in diese Technologie bereit sein werden“, so Quesnel. „Wir haben noch Zeit, an der Technologie zu feilen. Wenn es uns gelingt, zu demonstrieren, dass sie zu einer sichereren Luftfahrt beitragen könnte, wäre sie sicher investitionswürdig.“
Schlüsselbegriffe
HiLICo, erweiterte Realität, AR, virtuelle Realität, VR, Luftfahrt, LCD, OLED, LED, Pixel, Micro-Display
