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Head-up-Displays werden holografisch
In den letzten Jahren sind in einigen High-End-Autos Head-up-Displays (HUDs) aufgetaucht, die Informationen in die Sicht des Fahrers auf die Straße projizieren. Aber eine kompaktere Art von Projektionsgerät, das klein genug ist, um in einen Rückspiegel zu passen, könnte diese Art von Anzeige breiter einsetzen.
Flügelsicht: Die holografische Projektion erzeugt ein Head-up-Display im Außenspiegel eines Fahrzeugs.
Ein Head-up-Display überlagert Informationen über eine normale Straßenansicht. Über Symbole kann beispielsweise die aktuelle Geschwindigkeit des Autos oder der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug angezeigt werden, ohne dass der Fahrer den Blick von der Straße abwenden muss.
Das neue Projektionsgerät, entwickelt von Hellblaue Optik , mit Sitz in Cambridge, Großbritannien, verwendet eine Technik namens holographische Projektion, die es ermöglicht, viel kleiner zu sein als aktuelle HUD-Systeme im Auto. Wir können ein HUD so klein machen, dass Sie es in einen Rückspiegel oder Außenspiegel einbauen können, sagt Edward Buckley, Head of Business Development bei Light Blue Optics.
Details zum Prototyp von Light Blue Optics wurden heute auf der Society for Information Display’s Vehicles and Photons 2009 Symposium, in Dearborn, MI. Der Prototyp projiziert ein Bild durch einen Zwei-Wege-Außenspiegel, so dass es etwa 2,5 Meter entfernt erscheint und über der reflektierten Straßenszene liegt. Das Bild scheint von einem Punkt im Raum vor dem Spiegel zu stammen, nur aus einer engen Perspektive.
Bestehende HUDs erfordern relativ große Flüssigkristall-Arrays und Optiken, um ein Bild zu erzeugen, sagt Buckley. Bei einem BMW 5er liege das Volumen bei etwa fünf Litern, sagt er. Wir können es etwa ein Zehntel der Größe machen. Dies bedeutet, dass Sie beginnen können, diese virtuellen Bildanzeigen dort zu platzieren, wo dies zuvor nicht möglich war.
Die holographische Projektion verwendet konstruktive und destruktive Interferenz von Licht, um das Bild zu bilden, wodurch das Gerät viel kleiner wird. [Größe ist] der größte Nachteil bei der Einführung von HUDs in Fahrzeuge, sagt Mark Larry, Experte für Displays im Auto bei Ford der das Symposium gemeinsam leitete.
Holografische Projektoren verwenden Flüssigkristalle auf Silizium (LCOS), um rote, grüne und blaue Laserlichtstrahlen zu modulieren, um ein vollständiges Bild zu erzeugen. Bei der holographischen Projektion wird nicht wirklich ein Hologramm erzeugt, sondern es werden Prinzipien der Holographie verwendet, um durch optische Interferenz ein projiziertes Bild zu erzeugen. Buckley sagt, dass die Technologie auf einem nach vorne gerichteten Display wie einer Windschutzscheibe genauso gut funktionieren könnte.
Das Bild erscheint scharf hinter der Vorderseite des Spiegels. Sie erhalten die Optik, um eine Art Punkt im Raum zu definieren, an dem der Fahrer das Bild sehen kann, aber außerhalb davon gibt es nichts, sagt Buckley.
Der große Vorteil von HUDs ist die verbesserte Fahrzeugsicherheit, sagt Buckley. Es dauert eine gewisse Zeit, bis die Muskeln in den Augen ihren Fokus einstellen, was Auswirkungen auf die Sicherheit hat. Bei Geschwindigkeiten von 100 Stundenkilometern kann das 22 Meter Bremsweg kosten, sagt er.
Steven Stringfellow, ein führender Engineering-Spezialist für HUDs für General Motors in Warren, MI, stellt fest, dass HUDs immer häufiger werden. Sobald jemand mit einem fährt, lautet die universelle Antwort, dass er nie ein anderes Auto ohne einen haben möchte, sagt er. Die Sicherheitsvorteile zeigen sich im täglichen Gebrauch. Weitere Funktionen werden hinzugefügt, sobald höher auflösende Displays verfügbar sind.
Es ist nicht das erste Mal, dass holographische Projektionen für Fahrzeug-HUDs erforscht werden, sagt Sven Krueger, Gründer von Holoeye , ein deutsches Unternehmen, das ebenfalls deren Verwendung erforscht. In der Vergangenheit hat die Verwendung von Lasern jedoch einen Speckle-Effekt erzeugt – helle Lichtflecken treten im Sichtfeld auf, die typischerweise durch Aberrationen im Spiegel verursacht werden. Und man muss genug Rechenleistung haben, um die Hologramme in Echtzeit zu erzeugen, sagt er.
Die Kerntechnologie von Light Blue Optics umfasst einen effizienteren Hardware-Chip sowie Software zum Ansteuern der holografischen Engine.
Wir sehen die holografische Projektion noch in einem frühen Stadium mit diesen Hürden, die es zu überwinden gilt, sagt Krüger. Wir sind noch nicht da.
Light Blue Optics ist mit mehreren Herstellern im Gespräch, aber es dauert mindestens vier Jahre, bis ein ausgereiftes Forschungskonzept auf den Markt kommt, sagt Buckley.