Bessere Raumsicht für Handys

21.03.2013

3D-Displays haben sich bei Mobilgeräten bisher nicht durchsetzen können. Eine neue Technik verspricht Abhilfe

LG hat es mit einem 3D-fähigen Smartphone probiert. Nintendo verkauft 3D-Effekte auf einem modernen Gameboy. Auch HTCs Handy mit Raumansicht war ein Flop - zu einer Zeit, da sich 3D im Kino zum Standard entwickelt hat und auch beim neuen Fernseher zu den Muss-Features gehört (wenn es im Alltag auch wenig genutzt wird). Warum konnte sich die Stereosicht für unterwegs bisher nicht durchsetzen? Mobile Displays haben ein Problem: Anders als bei Kino oder TV kann man dem Betrachter nicht einfach so eine Brille aufsetzen. Also muss die 3D-Brille im Display selbst sitzen, in Form einer autostereoskopischen Technik.

Bisherige brillenlose Displays funktionieren so, dass über Mikrolinsen, optische Gitter, schnell bewegliche Mikrospiegel oder ähnliche Mittel den beiden Augen ein unterschiedliches Bild zugespielt wird. Allerdings weiß der Bildschirm gar nicht, wo sich die Augen des Betrachters befinden. Bei Nintendos 3DS muss man deshalb beim Spielen starr von vorn auf das Display sehen - eine auf Dauer unbequeme Haltung.

Andere Geräte besitzen mehr so genannte Views, man kann also auch aus anderen Richtungen einen räumlichen Effekt wahrnehmen. Doch jede zusätzliche Perspektive schränkt die räumliche Auflösung des Displays ein. Das 3D-Bild wird dann schlicht unscharf im Vergleich zur flachen Darstellung. Und das akzeptieren die Kunden nicht.

Im Wissenschaftsmagazin Nature stellen jetzt Forscher der HP-Labs eine Technik vor, die erstmals mobile Displays mit frei wählbarer Perspektive erlauben könnte. Die Idee: Die Forscher konstruierten zunächst einen in der Ebene des Displays liegenden flachen Lichtleiter. Dieser beleuchtet von der Seite aus winzige, mit lithografischen Methoden geätzte optische Gitter, die das Licht je nach ihrer Konfiguration in eine von 64 Raumrichtungen beugen.

Rasterelektronenmikroskop-Foto der Hintergrundbeleuchtung, die das Logo oben erzeugt hat. Man beachte die Hohe Dichte der das Licht in alle Richtungen abstrahlenden Pixel (Bild: Albert Jeans)

Dabei bleibt auch die Polarisation erhalten - eine wichtige Voraussetzung, um auch einzelne Pixel mit Hilfe vorgelagerter LCDs ein- und ausschalten zu können. Interessant dabei ist, dass die räumliche Auflösung nicht wie bei den anderen Techniken verloren geht: Die miniaturisierten optischen Gitter, die den Raumeindruck herstellen, sind mit 36 Mikrometern Durchmesser deutlich kleiner als ein Bild-Pixel, der etwa 250 Mikrometer groß ist. Dementsprechend lässt sich das Licht eines Pixels in viele verschiedene Richtungen verteilen.

3D-Bild eines HP-Logos (Bild: Kar Han Tan)

Obwohl das neu entwickelte Display also mit 48 Views (bis zu 64 halten die Forscher für machbar) eine beinahe stufenlose 3D-Ansicht ermöglicht, reduziert sich die Auflösung des Bildes nicht. Ein Betrachtungsabstand von bis zu einem Meter soll dabei möglich sein. Bis zur praktischen Anwendung dürfte allerdings noch einige Zeit vergehen - noch ist das Problem der Massenherstellung nicht gelöst. Zudem wird im Hintergrund eine enorme Rechenleistung benötigt, denn die 64 verschiedenen Bilder müssen aus dem Ausgangsmaterial auch erst einmal kalkuliert werden.

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