DisplayWeek: Augenbewegung steuert Display

Deutsche Forscher haben ein bidirektionales Display entwickelt, in dessen Bildpixeln kleine Fotodioden sitzen und dessen Darstellung man mit den Augen steuern kann.

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Am Gemeinschaftsstand des Deutschen Flachdisplay Forums (DFF) zeigt das Fraunhofer Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) aus Dresden ein OLED, das sowohl Bilder ausgibt als auch Bilder erkennt. Die Forscher münzten dessen Funktion in ein Display mit integriertem Eye-Tracking um.

Das Mikrodisplay erkennt die kleine darüber gehaltene Feder und zeigt ihr Bild an

Das bidirektionale Mikrodisplay hat in seinen OLED-Pixeln zusätzlich kleine Fotodioden integriert; im gezeigten Prototypen mit 320 × 240 Bildpunkten Auflösung sind es 160 × 120 Sensoren. Wie die Entwickler erklärten, ist das System aber problemlos skalierbar, lässt sich also auch auf deutlich höhere Bild- und Sensorauflösungen bringen.

Das Bild des Sensor-OLEDs wird mit Prismen auf die Retina projiziert. Man kann auch durch die Projektion hindurchschauen.

Die Integration des Sensor-Displays in ein Head Mounted Display – realisiert als eine Art Aufsteckmodul fürs Brillengestell – haben die IPMS-Mitarbeiter in einem Gemeinschaftsprojekt mit drei weiteren Fraunhofer Instituten aus Jena, Karlsruhe und Darmstadt vorangetrieben. Das HMD-System umfasst neben dem bidirektionalen OLED eine Optik, mit der das Bild über Prismen auf die Netzhaut projiziert wird. Mit den Sensoren im OLED realisierte das Fraunhofer-Team aus Karlsruhe einen Eye-Tracker: Wenn man das HMD betrachtet, wird die Position der Pupille erfasst. Die anschließende Auswertung der Augenbewegung ermöglicht es, innerhalb des dargestellten Bildes ohne weitere Hilfe zu navigieren – die Software dafür wurde in Darmstadt entwickelt.

Gedacht ist das bidirektionale HMD beispielsweise für Servicetechniker, die im Handbüchern „blättern“ können ohne die Hand zu benutzen. Da die Projektion über das durch die Brillengläser gesehene Bild der Umgebung liegt, verliert man anders als bei geschlossenen HMDs nicht die Orientierung. Es erfordert allerdings ein wenig Übung, auf die Bildebene des OLEDs zu fokussieren und durch die Augenbewegung gezielt im Overlay-Bild zu navigieren.

Die Fotosensoren sind in die CMOS-Backplane zur Displayansteuerung integriert, die organische Leuchtschicht darüber aufgetragen.

Weitere mögliche Einsatzgebiete sehen die Fraunhofer-Forscher beispielsweise in der Medizin, für Multimedia-Anwendungen auf Mobilgeräten und im Auto. Außerdem lässt sich das Sensor-OLED auch für ganz andere Zwecke nutzen, etwa zur Partikelmessung von Flüssigkeiten oder als Optokoppler. (uk)