Quer über Mauervorsprünge und Simse des großen Bürogebäudes leuchtet das Logo und verrät den Passanten auf den ersten Blick, welches Unternehmen sich hinter der Fassade verbirgt. Möglich macht dies ein Projektor, der ein entsprechendes Dia an die Wand »wirft«. Was bei ebenen Schirmen gut funktioniert, ist bei gekrümmten oder unebenen Flächen wie einer Fassade allerdings mit Schwierigkeiten verbunden. Denn um eine ausreichende Tiefenschärfe zu erreichen, muss die Blende zugezogen werden. Doch je kleiner die Öffnung, desto weniger Helligkeit kommt hindurch - man kennt das von Kameras. Mit einem Laser versucht man, dieses Problem zu umgehen. Scannerspiegel lenken das Laserlicht dabei so ab, dass das gewünschte Bild entsteht. Allerdings hat auch dieses Verfahren seine Tücken: Der Aufbau ist komplex und teuer.
Helligkeit und Tiefenschärfe auf einen Schlag
Forscher vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena lassen den bei Kameras bewährten Ansatz wieder aufleben. »Wir ziehen die Blende auf 0,8 Millimeter zu und erreichen damit eine große Tiefenschärfe«, verrät Dr. Peter Schreiber, Wissenschaftler am IOF. Doch im Gegensatz zu bisherigen Lösungen strahlt das projizierte Bild hell. »Indem wir mehrere Mikroprojektoren nebeneinander setzen, man spricht dabei auch von einem Array, erzeugen wir die gewünschte Helligkeit.« Kurzum: Das Licht der einzelnen Geräte summiert sich - soll das Bild stärker leuchten, erhöht man einfach die Anzahl der Projektoren.
Etwa zehn mal zehn Zentimeter groß kann der Projektor werden, seine Dicke beträgt - unabhängig von der Anzahl der Projektoren - etwa einen Zentimeter. »Während die Austrittspupille heutiger Projektoren rund ist, können wir beliebige Formen einstellen«, sagt Schreiber. Das heißt der Projektor wirft nicht nur helle, scharfe Bilder auf frei geformte Schirme. Auch die Projektorfläche selbst kann beliebige Muster wiedergeben, etwa ein Logo, und ähnelt damit fast einem Bild. So könnte das Wiedergabegerät beispielsweise an einer Wand im Eingangsbereich befestigt das Logo eines Unternehmens zeigen, während es an die gegenüberliegende Wand ein Foto projiziert.
Wie Puzzlesteine zusammengesetzt
Schaut man den Projektor näher an, so zeigt sich, dass er aus zahlreichen ein mal ein Zentimeter großen »Puzzlesteinen« besteht. In jedem dieser Bausteine wiederum stecken eine LED und mehr als hundert Mikroprojektoren - also ein Mikro-Dia, eine Beleuchtungs- und eine Projektionsmikrolinse. Allerdings stellen die Forscher diese Mikroprojektoren nicht einzeln, sondern bereits als Arrays her, sie legen also Dia-Array
und Linsen-Arrays übereinander. »Mit diesem Grunddesign können wir unterschiedliche Schirmgeometrien und -abstände bedienen«, erläutert Schreiber. Darüber hinaus bietet die Array-Optik einen weiteren Vorteil: Ändert sich die Geometrie des Bildschirms oder der Projektionsabstand, muss nicht wie bisher die gesamte Optik angepasst werden, sondern lediglich das Dia-Array. Die Array-Optik selbst bleibt unverändert.
Schnelle Bildabfolge
Während Hochgeschwindigkeitskameras bis zu zehntausend Bilder pro Sekunde aufnehmen können, sind herkömmliche Projektoren langsam: Nur rund hundert Bilder pro Sekunde können sie wiedergeben. Dieser Unterschied kann zu einem Dilemma führen, denn oftmals reichen hundert Bilder pro Sekunde nicht aus. So etwa bei Streifenprojektionen, mit denen man bewegte Oberflächen vermisst. »Unser Array kann eine Million Bilder pro Sekunde projizieren«, so Schreiber. Damit ist er etwa 10.000mal schneller als herkömmliche Projektoren. Auch bewegte Bilder kann das Array projizieren. Statt eines Dia-Arrays bauen die Forscher dazu einen Mikroimager hinter die einzelnen Linsen. Auf der Messe Vision vom 4. bis 6. November in Stuttgart stellen die Forscher ihren neuen Optikansatz vor (Halle 1, Stand G42).