Warum haben sich Datenbrillen noch nicht überall durchgesetzt? Das Problem: Ihre Displays verbrauchen viel Strom, weil für das Videobild viele Daten verarbeitet werden müssen. Meist ist der Akku nach einer Stunde am Ende. Zudem laufen die Mikroprozessoren schnell heiß. Das Brillengestell erwärmt sich, was gerade an der empfindlichen Schläfe unangenehm beim Tragen ist.
VR-Display mit OLED-Technologie
Ingenieure vom Fraunhofer FEP haben ein besonders energiesparendes und zugleich sehr helles Display entwickelt. Es basiert auf organischen Leuchtdioden (OLED). Herzstück der OLEDs sind lektrisch leitfähige organischen Halbleitern, die unter Spannung sehr helles Licht abgeben.
Die OLEDs werden auf einen Silizium-Halbleiter aufgetragen, der die einzelnen Pixel ansteuert.
Augenlicht für Displays
Das FEP hat eine Kamerafunktion in den Chip integriert. So können die OLED-Mikrodisplays nicht nur Licht abgeben, sondern auch die Umgebung wahrnehmen. Dazu sitzt in jedem Pixel eine kleine lichtempfindliche Photodiode. Die Kamerafunktion ist zum Beispiel wichtig, um festzustellen, in welche Richtung der Brillenträger gerade blickt. Diese Displays haben jedoch dasselbe Problem wie alle anderen Displays für Datenbrillen auch – den hohen Stromverbrauch.
Damit das Video nicht zum Stromfresser wird
Damit ein bewegtes Videobild nicht flackert, müssen in einer Sekunde wie bei einem Daumenkino nacheinander viele Bilder abgespielt werden – bei Videosdisplays sind es 60 Bilder. Die Steuerelektronik und der Chip müssen also große Datenmengen in Sekundenbruchteilen verarbeiten. Das frisst Strom und heizt die Datenbrille auf.
Projektleiter Philipp Wartenberg und seine Kollegen vom FEP haben nun einen Weg gefunden, den großen Datenstrom zu verkleinern. Der Chip wird so gesteuert, dass sich nicht ständig das gesamte Videobild erneuert, sondern nur der Abschnitt, in dem sich tatsächlich etwas verändert.
Läuft beispielsweise in einem Film ein Schauspieler durch ein Zimmer, ändert sich nur dessen Position, der Hintergrund hingegen nicht. Bei Anwendungen wie einem Navigationssystem für Radfahrer, bei dem nur Pfeile oder Meterangaben eingeblendet werden, sei es ohnehin unnötig, ständig das ganze Bild zu erneuern, sagt Wartenberg. „Vereinfacht gesagt, haben wir die Schaltung jetzt so angepasst, dass sie nur jenen Teil des Datenstroms durchlässt, der sich verändert.“
Neues Design spart Strom
Inzwischen existiert ein Prototyp, den die Experten während der Messe Electronica vorgestellt haben.
Die Energieersparnis ist beachtlich: Während eine gewöhnliche Datenbrille eine Leistung von 200 Milliwatt benötigt, kommt das FEP-Display mit zwei bis drei Milliwatt aus – einem Hundertstel. Trotzdem leuchtet es dank der OLED-Technologie hell.
Um den Video-Datenstrom zu reduzieren, mussten Wartenberg und seine Kollegen das Design des Chips und die Steuerungselektronik zunächst in großen Teilen neu entwerfen. Die Pixel heutiger Displays, die auf eine schnelle, wiederholte Bilddarstellung ausgelegt sind, hören normalerweise nach kurzer Zeit auf zu leuchten
Bei einem Modell, das nicht ständig den gesamten Bildschirm aktualisiert, darf das nicht sein, weil die stillen Bereiche des Displays sonst schnell schwarz erscheinen. Die Entwicklung des FEP steuert die Pixel so an, dass sie weiterleuchten.
