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Was Sie beim Design eines augennahen Displays beachten sollten

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Der Kontrast entscheidet, wenn digitale Inhalte eingeblendet werden

Eine ideale augennahe Lösung sollte nicht nur ein Echtzeit-Seherlebnis mit kurzen Latenzzeiten bieten. Vielmehr sollte es in der Lage sein, transparente Inhalte mit hoher Klarheit darzustellen, um die Sicht des Endanwenders auf die reale Welt nicht zu behindern. Wenn die darzustellenden Daten beispielsweise nur 20 Prozent des Pixelarrays des Displays belegen, sollten die verbleibenden 80 Prozent des Arrays für den Anwender praktisch unsichtbar sein, damit der digitale Inhalt mit der realen Welt verschmelzen kann.

An dieser Stelle ist ein wichtiger Hinweis zur Optik eines augennahen Systems nach dem Durchsicht-Prinzip angebracht. Das Bild wird hier keineswegs auf einer halbdurchlässigen Oberfläche wie beispielsweise einem Brillenglas dargestellt. Das wäre nicht effektiv, da eine solche Oberfläche per Definition einen sehr geringen Abstand zum Auge des Anwenders hätte.

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Das Auge kann sich nicht ohne Anstrengung auf ein so nahes Objekt fokussieren. Anstatt also ein reelles Bild auf einer Oberfläche zu erzeugen, bildet das optische System eine optische Pupille, und das menschliche Auge fungiert als letztes Element des Systems. Das finale Bild wird also direkt auf die Netzhaut geworfen.

Der Lichtleiter bündelt das Licht

Ein gängiges augennahes System nach dem Durchsicht-Prinzip enthält deshalb einen Lichtleiter, der das Licht am Eingang bündelt und zum Auge des Anwenders weiterleitet. Eine solche Anordnung bildet nicht nur die nötige optische Pupille, sondern macht es auch möglich, das Mikrodisplay, die Optik und die Lichtquelle so anzuordnen, dass sie die Sicht des Benutzers nicht behindern.

Wie aber lässt sich sicherstellen, dass transparente Bereiche des dargestellten Bilds die Sicht der Benutzers nicht einschränken? Am besten lässt sich das erreichen, indem der Kontrast des optischen Systems maximiert wird.

Viele Elemente beim Design eines augennahen Displays können Einfluss auf den Kontrast haben. Entscheidend sind die Blendenzahl der optischen Konstruktion und die Verfügbarkeit effizienter Bildverarbeitungs-Algorithmen. Bei einigen Mikrodisplays kann sich der Füllfaktor auf den Kontrast auswirken. Allerdings nur im geringerem Ausmaß. Die Blendenzahl einer Optik gibt das Verhältnis der Brennweite der Linse zum Durchmesser der Eintrittspupille an. Eine höhere Blendenzahl ermöglicht einen höheren Kontrast sowie eine geringere optische Komplexität und eine kompaktere Optik. Mit der Blendenzahl nimmt jedoch nicht nur der Kontrast zu, sondern gleichzeitig verringert sich das Sichtfeld. Es muss ein sinnvoller Kompromiss gefunden werden.

Intelligente Bildverarbeitung kann den Kontrast ebenfalls verbessern. Das geschieht durch Koordination der RGB-Ausleuchtung über die Helligkeit der LEDs in Verbindung mit der digitalen Verstärkung der einzelnen Frames. Aktuelle TRP-Chipsätze sind beispielsweise mit den IntelliBright-Algorithmen ausgestattet, die unter anderem eine Content Adaptive Illumination Control enthalten. Das bedeutet sinngemäß, dass eine inhaltsangepasste Beleuchtungssteuerung vorgenommen wird.

Dieser Algorithmus variiert die Bildhelligkeit abhängig vom Bildinhalt und von den Umgebungslichtverhältnissen. Somit wird das Bild nicht nur optimal in Bezug auf Helligkeit und Kontrast dargestellt, sondern auch die Leistungsaufnahme des Systems wird verbessert.

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