HUD im Auto mit AR-Einspielungen

So könnte das HUD der Zukunft aussehen. Möglich machen soll das ein neuer MEMS-Scanner von Infineon, der nur einen äußerst geringen Bauraum benötigt. (Quelle: Infineon)

Mit einer neuen MEMS-Scannerlösung will Infineon Produktdesigns und Anwendungen ermöglichen, um Informationen bei sehr kleinem Volumenbedarf auf Glasflächen zu projizieren. So könnten in Zukunft auch Alltagsbrillen Augmented-Reality-Funktionen (AR) haben oder Autos digitale Daten auf der gesamten Windschutzscheibe mit einem AR-HUD (AR-Head-up-Display) anzeigen, um den Fahrer beim Autofahren zu unterstützen – und zwar bei extrem kompaktem Aufbau in allen Fahrzeugklassen.

Das steckt hinter Infineons neuem MEMS-Scanner für AR-HUDs und AR-Brillen

Im Gegensatz zur DLP-Technologie von Texas Instruments (Digital Light Processing) nutzt Infineon keinen Spiegel-Array sondern einen relativ großen Einzelspiegel, der das gesamte Zielgebiet abscannt. Derzeit baut Infineon einen neuen Spiegel, der sich um zwei Achsen drehen lässt – also nicht nur nach vorn und hinten sondern auch nach links und rechts neigen lässt. Damit ist die Kombination aus MEMS-Spiegel und MEMS-Treiber so klein, dass sie in/an den Bügel einer Brille passt. Laut Angaben von Infineon hat der MEMS-Scanner einen geringen Stromverbrauch, was für tragbare Elektronik wie Brillen essentiell ist.

So funktioniert der MEMS-Scanner

Ein Lichtstrahl, der von drei Laserdioden (R, G und B) stammt, wird zusammengeführt und auf den MEMS-Spiegel geleitet. Dieser lenkt den Lichtstrahl nach dem Scanner-Prinzip ab und koppelt ihn zum Beispiel in einen Waveguide-Coupler ein, so dass das virtuelle Bild vor der Windschutzscheibe entsteht. Dieses virtuelle Bild entsteht zum Beispiel in einer virtuellen Distanz von über 10 m, so dass das Auge des Fahrers praktisch keinerlei Akkommodation durchführen muss: Das Fahren wird weniger anstrengend und ermüdungsfreier für das Auge. Derzeit erzielt Infineon mit seinem MEMS-Baustein eine Auflösung, die besser als die VGA-Auflösung ist.

Während aktuelle AR-HUDs auf Grund des erforderlichen Licht-Umlenkungssystems derzeit ein Einbauvolumen von etwa 30 l beanspruchen, ist für eine AR-HUD-Lösung auf Basis der Infineon-Chips praktisch gar kein nennenswertes Volumen mehr für den optischen Strahlungsweg erforderlich, weil die Head-up-Projektion planar eingekoppelt wird.

Warum sind Augmented-Reality-Head-up-Displays so sinnvoll?

Charles Chan, zuständig für die Automotive-MEMS-Produktlinie bei Infineon, fasst die Pläne so zusammen: „Straßenkarten, Informationen oder Nachrichten, die auf die Brille projiziert werden, führen die Menschen zum Supermarkt oder zum Mietauto an der nächsten Ecke. Auch die Sicherheit und der Komfort beim Autofahren steigt durch die Einblendung relevanter Informationen aus Fahrerassistenzsystemen oder der Routennavigation; diese können nun über die gesamte Windschutzscheibe des Fahrzeugs statt in einem kleinen Bereich vor dem Fahrer dargestellt werden.“

„Revolution bei Augmented Reality“

„Der neue MEMS-Scanner von Infineon ist eine Revolution bei Augmented Reality“, erklärte Emanuele Bodini im Gespräch mit all-electronics.de. Der Ingenieur ist Business Development Director für Automotive MEMS bei Infineon, und er sieht schon sehr viele Vorteile für diese Entwicklung: „Mit dieser Technologie ist die Anpassung im System viel einfacher. Unsere Bauteile werden die Kosten eines AR-HUDs deutlich senken, und auch der Einbau wird viel günstiger. Wir demokratisieren das AR-HUD, so dass AR-HUDs in allen Fahrzeugklassen Einzug finden können.“

„Wir demokratisieren das AR-HUD, so dass AR-HUDs in allen Fahrzeugklassen Einzug finden können.“

Das „MEMS Mirror Driver IC“ sorgt für die Synchronisation der Scan-Pattern sowie für die Steuerung und Überwachung des MEMS-Spiegel. In enger Zusammenarbeit mit Infineon wird ein anderes Unternehmen dann ein spezielles Laser-Treiber-IC auf den Markt bringen, das als Input das RGB-Video-Signal erhält. In diesem Laser-Treiber-IC ist nicht nur RGB-Laser-Stromtreiber sondern auch die Überwachungsschaltung für den Laser und der Laser-DAC enthalten.

Während Infineon den Treiber in Graz entwickelte, erfolgte das Design des MEMS-Chips in München. Die Fertigung wird voraussichtlich in Villach und Dresden erfolgen.

Werden „normale“ Brillen dank MEMS-Scanner zu AR-Brillen?

Der MEMS-Scanner-Chipsatz ermöglicht nach Angaben von Infineon das Design von AR-Mikrodisplays mit einem geringen Gewicht, die sich auf ästhetische Weise in Alltags- und Sportbrillen integrieren lassen. Aufgrund des geringen Stromverbrauchs des Chipsatzes reiche es, kleine Akkus in das Brillengestell zu integrieren. So kann man die Brille den ganzen Tag tragen, ohne sie aufladen zu müssen.

Um die Entwicklung von AR-Brillensystemen für Consumer-Elektronik voranzutreiben, kooperiert Infineon mit Trilite Technologies, einem in Wien ansässigen Startup. Während Infineon den MEMS-Scanner-Chipsatz weiterentwickelt, fokussiert sich Trilite auf die Systemintegration und die Steueralgorithmen zur Verbesserung der optischen Leistung des Systems.

Brille mit MEMS-Sensor von Infineon
Um die Entwicklung von AR-Brillensystemen für Konsumelektronik voranzutreiben, kooperiert Infineon mit der TriLite Um die Entwicklung von AR-Brillensystemen für Konsumelektronik voranzutreiben, kooperiert Infineon mit TriLite Technologies (Quelle: TriLite Technologies GmbH)

Kostenlose Registrierung

Bleiben Sie stets zu allen wichtigen Themen und Trends informiert.
Das Passwort muss mindestens acht Zeichen lang sein.
*

Ich habe die AGB, die Hinweise zum Widerrufsrecht und zum Datenschutz gelesen und akzeptiere diese.

*) Pflichtfeld

Sie sind bereits registriert?

Unternehmen

Infineon Technologies AG

Am Campeon 1-12
85579 Neubiberg
Germany