Lichtfeld-Technologie: Erste Smartphones mit Holographischen Displays Schon in Zwei Jahren Möglich
Noch vor wenigen Jahren machten Mombile Displays einen großen Schritt nach vorn, und erzeugten mit ihren höheren Pixeldichten gestochen scharfe Bilder auf relativ kleiner Fläche. Heute besitzen die meisten Smartphones Displays mit bis zu 538 Pixeln pro Zoll (ppi) – eine Auflösung, die deutlich höher als das Sehvermögen des menschlichen Auges ist. Was ist also die nächste Display-Innovation, auf die wir uns freuen können?
In einem kürzlich veröffentlichten Artikel auf IEEE Spectrum, stellte Sarah Lewin zwei Firmen vor, die “holographische” Lichtfeld-Displays (also brillenfreie 3D-Displays) zur Wirklichkeit machen möchten.
Ostendo Technologies präsentierte vor kurzem im Rahmen der Display Week Konferenz die Ergebnisse von 9 Jahren Forschung: Ein Raster aus 4×2 sogenannten “Quantum Photonic Imager” Chips (jeweils bestehend aus LEDs, Bild-Prozessoren und eingebetteter Rendering-Software) plus Mikrolinsen-Raster bildet ein 1 Megapixel (1024x768px, XGA-Auflösung) Prototyp-Display, das Licht nicht – wie üblich – in alle Richtungen aussendet, sondern ganz gezielt in schmale, gerichtete Strahlenbündel. Dadurch wird es möglich, verschiedene Bilder in verschiedene Richtungen auszusenden, und ca. 2.500 verschiedene Perspektiv-Ansichten zu erzeugen. Das entstehende Bild und dessen Bewegung wirken dadurch real und flüssig – egal aus welchem Blickwinkel sie gesehen werden.
Um den rechnerischen Anforderungen gerecht zu werden, besitzt jeder Pixel (bei einem beachtlichen Pixelabstand von 5-10 µm, oder bis zu 5.000 ppi) seinen eigenen, fest zugeordneten Bildprozessor. Wie NDTV berichtet, will Ostendo diese 3D Chips ab der zweiten Hälfte 2015 produzieren.
Each of the 1 million pixels on Ostendo’s little chip consists of a layer each of red, green, and blue micro-LEDs (or lasers, in some iterations) sitting on top of its own small silicon image processor. The pixels are between 5 and 10 micrometers on a side. By modulating the power to the individual layers, each pixel can send out any color of light in a thin, focused beam. Multiple vertical waveguides carry the light out from the layers and modulate its direction—although company representatives won’t specify exactly how—and an array of microlenses focus and direct the beam further. Having an image processor under each pixel saves power and lightens the overall computational load, which is considerable for complex images because they must be simultaneously rendered for viewing from thousands of different perspectives.
Die zweite Firma, Leia, ist eni Ableger des HP Labs Forschungsprojekts, über das wir im vergangenen Jahr berichteten. Leia’s Technologie nutzt standard LEDs und spezielle Nanostrukturen (sogenannte “diffraction gratings”), um Licht in bis zu 64 verschiedene Richtungen zu senden. Es entstehen bis zu 64 Perspektiv-Ansichten.
Das sind zwar deutlich weniger Abstufungen als bei Ostendo’s Prototypen, die Umsetzung ist allerdings viel einfacher in bestehende Display-Technologie integrierbar, und kann auch hochskaliert werden. Auch Leia plant, im Jahr 2015 das erste kommerzielle Produkt heraus zu bringen.
The HP team started with a standard LED backlight, in which light from LEDs arrayed along the side of a device are delivered through light guides to a plane behind a liquid crystal display. On top of the light guide, the team added a grid of diffraction gratings, each with one of 192 different combinations of pitches and orientations, to act as individual pixels. A portion of the light traveling through the waveguide exits through each of the gratings and is sent in a slightly different direction. By modulating the light going to each grating, the researchers produced a series of images each angled to produce a 3-D picture from a different point of view.
https://www.youtube.com/watch?v=4qko-AlbEoU
Beide Lichtfeld-Display Technologien könnten es also innerhalb von zwei oder drei Jahren in ein Smartphone schaffen. Bis es soweit ist, steht allerdings noch viel Verbesserungsarbeit an, damit die Displays mit Auflösung und Bildqualität heutiger 2D-Displays mithalten können.
“Everybody wants to put 3-D on a smartphone,” says David Fattal, founder of Leia, a light-field display start-up. “And customers aren’t going to want to compromise between a holographic 3-D phone that has mediocre 2-D performance and a normal phone. They’re going to want the best of the best.”
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