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Winzbeamer mit Laserlicht

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Winzig kleine Laserprojektoren sollen künftig Handys und PDAs zu großen Bildern verhelfen. Auf der DisplayWeek 2007 im kalifornischen Long Beach zeigen einige Unternehmen Bildwerfer, die kaum größer sind als ein Handy. In den Beamern wird das Licht von Laserdioden so moduliert, dass in einem variablen Abstand zur Wand ein stets scharfes Bild entsteht.

Die Firma Explay nutzt in seinem "oio" getauften Miniprojektor eine rote und eine grüne Laser-LED sowie eine herkömmliche blaue Leuchtdiode. Grund für den Griff zur herkömmlichen Diode sind laut Explay die Kosten: Mit teuren blauen Laserdioden lasse sich derzeit kein Beamer für den Consumerbereich bauen. Das Licht der drei Dioden wird zunächst aufgeweitet und fällt anschließend durch ein transmissives WVGA-LCD (640 × 400 Pixel). Von dort weitet eine im Zigarettenschachtel großen Beamer integrierte Optik das mit 60 Hz modulierte Licht erneut auf. Das Bild bleibt dank des kohärenten Laserlichts aus einem Projektionsabstand von etwa 20 Zentimetern bis 2 Meter stets scharf. Die abstandsunabhängige Schärfe gilt zwar nicht für den Lichtstrahl der blauen Leuchtdiode. Doch weil das menschliche Sehvermögen für Wellenlängen um 440 nm nur schwach ausgeprägt ist – wir können feine Helligkeitsabstufungen im Blau deutlich schlechter unterscheiden als in Rot und Grün –, fallen die durch den blauen Lichtstrahl verursachten Unschärfen in der Projektion kaum auf.

Am Stand wirft ein oio-Prototyp die Videobilder eines angeschlossenen iPods an die Wand. In dem handlichen Modell hat Explay neben der Optik sogar einen kleinen Lautsprecher integriert, den Großteil des Platzes nimmt indes die Ansteuerelektronik des Beamers ein. Die Leistungsaufnahme des oio beträgt laut Hersteller fünf Watt, die projizierte Lichtstärke soll bei sechs Lumen liegen. Das reicht zwar nicht für eine großflächige Projektion in sonnendurchfluteten Räumen, aber doch für kleine Abbildungen auf hellen Flächen. Weil das Bild abstandsunabängig scharf bleibt, können als Projektionsebene auch nichtplane Flächen herhalten – etwa das weiße Hemd am Körper des Kollegen. Dabei besteht mit dem oio laut Explay keine Gefahr für Leib und Augenlicht, da das Laserlicht im Beamer mehrfach aufgeweitet und zusätzlich beim Durchtritt durch das Mikro-LCD abgeschwächt wird.

Die Firma Microvision nutzt für ihren PicoProjektor ausschließlich Laserdioden. Ein 1,5 mm × 1,5 mm kleiner Spiegel lenkt das zusammengeführte Licht einer roten, grünen und blauen Laser-LED auf die Projektionsfläche, wobei das Bild wie bei Röhrenmonitoren zeilenweise mit einer Bildwiederholfrequenz von 60 Hz geschrieben wird. Dank der Trägheit des menschlichen Sehapparates nimmt das Auge die Projektion als stehendes Bild wahr. Der PicoProjektor erzielt mit dem rasend schnell bewegten Spiegel eine Auflösung von 800 × 600 Bildpunkten, die neuere Wide-Variante erzeugt 800 × 640 Pixel. Die Projektion überzeugt im abgedunkelten Raum durch ungemein brillante Farben, in heller Umgebung leidet die Farbsättigung wie bei allen Projektionsgeräten.

Gedacht ist der PicoP nicht nur für den Einsatz in Mobilgeräten. Microvision will die spiegelnde Lasertechnik auch als Head-Up-Display im Auto platzieren: Fahrzeuginformationen sollen ebenso wie die Routenhinweise eines Navi auf die Windschutzschutzscheibe projiziert werden, wo sie der Fahrer ablesen und zugleich durch die Projektion hindurch die Straße im Auge behalten kann. Erste Geräte für den Mobilbereich, laut Microvision voraussichtlich im Handy, sollen in zwei Jahren auf den Markt kommen. Im kommenden Jahr will das Unternehmen bereits eigene kleine PicoBeamer produzieren. Probleme könnte indes die Einstufung des Beamers als Lasergerät der Klasse 3 (gefährlicher Laserstrahl) bereiten: Wenn die Spiegelelektronik ausfällt oder der Laserstrahl aus nächster Nähe auf die Netzhaut trifft, könnte diese Schaden nehmen – recht gefährlich für ein auch von Kindern genutztes Gerät. Microvision will deshalb einen Abstandssensor in den Projektor integrieren, der den Laserstrahl entweder abschaltet oder die Energie stark reduziert, wenn ein Objekt zur Projektionsoptik zu nahe kommt.

Eine weitere Laserbeamer-Variante gibt es am Stand der Fraunhofergesellschaft für Photonische Mikrosysteme aus Dresden zu sehen. Das IPMS nutzt in seinem 17 mm × 7 mm kleinen und 5 mm dünnen Prototyp ebenso wie Microvision einen Spiegel, der den Laserstrahl auf die Leinwand lenkt. Die Wissenschaftler des Instituts für Mikrosysteme widmeten sich jedoch vor allem den Erschütterungen, denen so ein Winzbeamer ausgesetzt ist: Zittert beispielsweise die Hand, die den Projektor im Betrieb hält, leidet die Bildqualität. Sie haben deshalb eine so genannte IMU (inertial measurement unit) entwickelt, mit der die Projektion gegenüber Erschütterungen stabilisiert werden kann. In Long Beach präsentiert das IPMS die Möglichkeiten des mit Beschleunigungssensoren und drei einachsigen Gyroskopen ausgestatteten Systems eindrucksvoll mit einem Miniprojektor, der an einem Lenkrad für Autorennspiele befestigt wurde: Die Projektion variiert mit der Lenkradposition und bleibt dabei stets gut scharf.

Während der Beamer des IPMS vor allem die Möglichkeiten der Laserprojektion aufzeigt, scheint Explay mit seinem kompakten oio-Prototyp der Marktreife am nächsten zu sein. Bei Microvision wird die Projektionseinheit noch von einer Elektronikeinheit in der Größe eines Desktop-PC angesteuert. Mit einer Stand-alone-Variante des Laserbeamer sind beide Unternehmen zwar nicht auf die Mobilgerätehersteller angewiesen. Sie wollen ihre Scantechnik aber dennoch vorzugsweise Mobilgeräteherstellern und Autobauern zur Integration anbieten, statt selbst Geräte bauen zu müssen. Auch Texas Instruments widmet sich den Winzprojektoren mit Laserlicht und setzt dabei auf seine DLP-Spiegeltechnik – was ein zeitlicher Vorteil sein könnte, denn diese ist bereits in vielen, wenn auch größeren Projektoren etabliert. Als möglichen Preis nannten Microvision und Explay etwa 300 Dollar für die Stand-alone-Versionen. (uk)