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www markttechnik de Nr 8 2023 8 Aktuell Nachrichten Fortsetzung von Seite 3 Technologie-Rennen um AR-Brillen In Europa gibt es zwei Startup-Unternehmen die sich als weltweit führend auf dem Gebiet der LBS-Technik betrachten OQmented und TriLite Sowohl Ulrich Hofmann CEO und Mitgründer von OQmented als auch Dr Peter Weigand CEO von TriLite sind überzeugt dass der LBS-Technik in virtuellen Brillen die Zukunft gehört »Die Panelbasierte Bildwiedergabetechnik die auf realen LEDs Laserdioden oder DLPs aufbaut führt im Falle der AR-Brillen zu eklatanten Nachteilen – egal ob es sich um die Liquid-Crystalon Silicon LCoSoder die bis vor Kurzem so gehypte microLED-Technik handelt« sagt Peter Weigand Ulrich Hofmann ist sogar überzeugt »Für echte Consumer-AR-Brillen wird es microLEDs egal auf welchem Technologieansatz sie basieren nicht als Display-Lösung geben Sie skalieren einfach nicht und bleiben zu teuer « Auch wenn sie grundsätzlich darin übereinstimmen dass LBS die Zukunft für AR-Brillen gehört so sind sie doch naturgemäß etwas unterschiedlicher Meinung darüber wie die Technik genau umzusetzen ist TriLite hat mit dem »Trixel 3« ein auf die kostengünstige Fertigung optimiertes LBS-Modul vorgestellt das ein Volumen von unter 1 cm 3 einnimmt Das Startup hat sich auf die Entwicklung der Optik spezialisiert vor allem auf den Combiner der die RGB-Strahlen der drei Laser-LEDs innerhalb des LBS übernimmt der den Strahl auf den Spiegel lenkt Diesen MEMS-Spiegel könnten mehrere Hersteller fertigen wenn sie die von TriLite entwickelten Spezifikationen einhalten so Weigand »Unsere Strategie beruht auf dem klaren Wunsch unserer Kunden so viele Standardkomponenten wie möglich einzusetzen um für die Volumenproduktion gerüstet zu sein « Ausschlaggebend dafür dass sich Trixel 3 kostengünstig fertigen lässt ist das »TriLite Calibration Module« ein Softwarepaket das mithilfe ausgeklügelter Algorithmen die Bildfehler kompensiert die durch ungenaue Ausrichtung der Komponenten zueinander entstehen »Das erlaubt uns einen großen Teil der Komplexität der Hardware in die Software zu verschieben Wir können mit dreimal höheren Toleranzen arbeiten als andere und einfache kostengünstige Standardkomponenten einsetzen« so Weigand »Deshalb spreche ich hier vom ‚Software-Defined Display’ « Das zeigt auch Es müssen viele verschiedene Technologien und Unternehmen zusammenkommen um schlussendlich eine AR-Brille produzieren zu können Dazu hat TriLite ein Ökosystem aufgebaut zu dem unter anderem Infineon und Dispelix gehören Inzwischen sind schon eine Reihe von führenden OEMs und Startups an der Technik von TriLite interessiert Dass Tri-Lite für den Trixel 3 gerade auf der diesjährigen SPIE den prestigeträchtigen Prism-Award verliehen bekommen hat zeige laut Weigand »dass wir auf dem richtigen Weg sind« Dass die LBS-Technik derzeit noch gar nicht so richtig bekannt ist liegt nach Ansicht von Ulrich Hofmann in erheblicher Weise daran dass die großen Konzerne über viele Jahre hinweg vollständig auf microLED gesetzt und Milliarden-Summen darin investiert haben Die hohen gesetzten Erwartungen konnten jedoch nicht erfüllt werden Pionierarbeit in Sachen LBS wurde nur von Microsoft geleistet als das Unternehmen auf MEMS-Spiegeln basierende Display-Technologie in der AR-Brille »Hololens-2« integrierte »Leider wurde damals ein MEMS-Spiegel-Konzept eingesetzt das nicht dem aktuellen Stand der Technik entspricht in Hinsicht auf Kompaktheit Energieeffizienz Die besonderen microLEDs von Porotec Porotoec hat das nanoporöse Material »Pro-GaN« entwickelt das sich über einen elektrochemischen Prozess sehr einfach und kostengünstig als Schicht zwischen dem Substrat und der LED-Struktur abscheiden lässt Das löst ein Problem das bisher der kostengünstigen Fertigung von microLEDs entgegenstand Denn bisher muss jedes Display-Pixel aus roten grünen und blauen Subpixeln aufgebaut werden damit das resultierende Display-Pixel die gewünschte Farbe emittieren kann Die blauen und grünen LEDs müssen aber auf Basis eines anderen Materials InGaN hergestellt werden als die roten AlInGaP was für die Produktion der Displays sehr aufwendig ist Eine Möglichkeit gibt es die InGaN-LEDs auch rot leuchten zu lassen relativ viel Indium in die InGaN-Epitaxie-Schicht einzubringen Allerdings führt das zu mechanischen Spannungen und Defekten die wiederum die Lichtausbeute reduzieren was dann unterm Strich auch nicht viel bringt Das nanoporöse Material von Porotec nimmt dagegen das Indium wie ein Schwamm auf ohne dass mechanische Spannungen entstehen Besonders interessant ist dass nun keine drei Subpixel für den Aufbau eines Display-Pixels mehr erforderlich sind Denn jedes Pixel kann Licht in jeder Farbe zwischen 400 und 800 nm emittieren Welche Farbe erscheint ist von der Wahl des Materials der Pixel-Architektur und dem jeweiligen Treiber-Schema abhängig »Dynamic Pixel Tuning« DPT nennt Porotec diese Technik in der sie die »PoroGaN«-LEDs herstellt Die wichtige Nachricht für microLEDs für AR-Brillen Eine PoroGaN-LED ersetzt drei bisherige Subpixel-LEDs Die Pixel können mit Kantenlängen bis hinunter zu 1 bis 2 µm hergestellt werden Vergleich zwischen verschiedenen Display-Techniken die für den Einsatz in AR-Brillen in Frage kommen Quelle ICTechEx LCoS Liquid Crystal on Silicon OLED on Silicon LBS Laser-Beam-Scanning microLED + Ausgereifte Technik gegenüber microLED und OLED on Si hoher Kontrast Retina-Projektion hohe Helligkeit und Kontrast Hohe Helligkeit keine externe Beleuchtung hohe Effizienz – Externe Lichtquelle Helligkeit nur 300 nits Bildqualität sehr hohe Kosten Hohe Leistungsaufnahme Lebenszeit bei hohen Treiberströmen Komplizierte Treiber elektronik schwierig zu skalieren Seite 10