Von Datenbrille bis High-Speed-Datenübertragung

6 spannende Projekte aus den Fraunhofer-Instituten

| Redakteur: Hendrik Härter

Datenbrille mit CMOS-Chip: Die Augenbewegung wird erfasst und virtuelle Dokumente lassen sich erfassen und umblättern
Datenbrille mit CMOS-Chip: Die Augenbewegung wird erfasst und virtuelle Dokumente lassen sich erfassen und umblättern (Fraunhofer)

Eine Datenbrille, die mehr als nur die reale Welt zeigt, optische Mikrostrukturen auf Basis von OLEDs, einen Thermogenerator aus dem Drucker, eine Arm-Orthese und ein Kommunikationsmodul auf USB-Basis mit Datentransferraten von brutto bis 3 GBit/s. Wir stellen Ihnen 6 spannende Projekte verschiedener Fraunhofer-Institute vor.

Auf der diesjährigen electronica haben Forscher verschiedener Fraunhofer-Einrichtungen ihre Entwicklungen vorgestellt. Wir wollen Ihnen in der folgenden Geschichte fünf spannende Projekte vorstellen. Ähnlich wie das Project Glass von Google hat das Fraunhofer COMEDD eine Datenbrille mit OLED-Mikrodisplay entwickelt. Und genau wie bei Goolge soll nicht nur die reale Welt, sondern auch zeitgleich virtuelle Informationen wie Reparaturanleitungen dargestellt werden.

Der Clou dabei: Der Monteur blättert mit den Augen durch die Seiten. Wenn Mechaniker komplexe Reparaturen durchführen, waren sie bisher meist auf Informationen aus Handbüchern angewiesen. Doch das Blättern störte die Konzentration, die Arbeit dauerte länger. Daran ändert sich wenig, wenn die Daten vom PC oder Laptop abgerufen werden. Auch hier braucht es einige Klicks, um zur richtigen Zeichnung zu gelangen.

Weiterer Nachteil: Werkzeuge müssen zur Seite gelegt werden. Forscher an der Fraunhofer-Einrichtung für Organik, Materialien und Elektronische Bauelemente COMEDD in Dresden arbeiten seit mehreren Jahren am Design von interaktiven HMDs – Head Mounted Displays – , etwa für Datenbrillen, die auf OLED-Technologie basieren. Diese machen neben der realen Welt eine erweiterte Realität mit zusätzlichen Informationen sichtbar. Bisher mussten Befehle für die erweiterte Realität (Augmented Reality) allerdings immer per Datenhandschuh oder Joystick eingegeben werden.

Jetzt haben die Wissenschaftler mit Kollegen vom Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB in Karlsruhe und der Firma TRIVISIO eine Datenbrille entwickelt, deren Display sich per Augenbewegung steuern lässt. Ein damit ausgerüsteter Mechaniker kann sich den Schaden direkt mit der Brille ansehen und gleichzeitig mit den Augen durch eine eingeblendete Bedienungsanleitung blättern.

Dokumente werden mit einem Lidschlag umgeblättert

In der Datenbrille kommt ein CMOS-Chip mit integrierter Kamera und ein OLED-Mikrodisplay zum Einsatz. Die Forscher haben hier zum ersten Mal OLEDs gemeinsam mit Photodetektoren auf den CMOS-Chip integriert. Ausgestattet mit mikroskalierten Sende- und Empfangseinheiten, die Anordnung der Informationen erfolgt dabei hintereinander, also in einer Arraystruktur. So entsteht ein bidirektionales Mikrodisplay. Das heißt, es lassen sich sowohl Bilder aufnehmen als auch wiedergeben.

Der Chip misst 11 mm x 13 mm und enthält vier Leuchtpixel sowie eine Photodiode in der Mitte. Diese erfasst die Augenbewegung des Brillenträgers. Die Pixel sind zuständig für die Bilder, die der Anwender auf das Mikrodisplay eingespielt bekommt. Letzteres besteht aus einer verschachtelten Matrix von OLED-Leuchtpixeln und dazwischen eingebetteten Photodetektoren, die quasi als Kamera arbeiten. Das Display hat eine Leuchtfläche von 10,24 mm x 7,68 mm.

Blickt der Betrachter durch die Brillengläser zum Horizont, wird vor ihm in einigem Abstand etwa eine Montagezeichnung oder eine Landkarte in einer Größe von bis zu einem Meter projiziert. Ein Blick auf die Pfeiltaste sorgt dafür, dass eine Seite umgeblättert wird. Auch wenn beispielsweise die Datenbrille von Google vielleicht noch etwas schicker ist, so erfordert auch sie einen Joystick, um sich durch das Menü zu blättern. Das entfällt hier.

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