Auslegung von Projektions-Displays für industrielle Anwendungen: Optische Parameter abschätzen

Projektions-Displays sind klein und unauffällig. Sie werden daher zunehmend in verschiedenen Produkten als optionales Element integriert, das bei Bedarf zuschaltbar ist. Für die Auslegung des Displays muss sich ein Entwickler unter anderem an vier optischen Parametern orientieren.

Projektions-Displays gelten als Meilensteine der Technik, da mit ihnen die Bilderzeugung auf beinahe beliebigen Oberflächen möglich ist. In dieser Flexibilität sah die britische Luftwaffe früh einen Mehrwert und führte 1942 das erste Head-up Display (HUD) in ihren Maschinen ein, um Piloten Radarinformationen direkt in das Sichtfeld einzublenden. Schnell erkannte man in der Eigenschaft der Projektions-Displays, Bilder zu erzeugen, deren Abmaße deutlich größer als die der Projektoren sind, den nächsten großen Vorteil. Im weiteren Entwicklungsverlauf lösten sich die Ingenieure immer mehr davon, ein Display als eigenständiges Bauteil anzusehen, sondern machten es zu einer integrierten Funktion, die sich einbinden ließ, wo und wann immer es erforderlich war.

Obwohl es die Technik schon lange gibt, können Hersteller das Potenzial erst mit der kürzlich erfolgten Kommerzialisierung von Mikrodisplays und Festkörper-Leuchtmitteln in größerem Umfang ausschöpfen. Entwickler von Anwendungen in Bereichen wie Home Automation, Digital Signage oder Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS, bzw. Human Machine Interface, HMI) profitieren von einer Projektionstechnik, die bei Nichtgebrauch unauffällig verborgen ist, Oberflächen verschiedener Größe und Form in ein Display verwandeln kann und bei Bedarf auch eine interaktive Bedienung ermöglicht.

Steht ein Entwickler heute vor der Aufgabe, diese Projektionstechnik in neue oder existierende industrielle Produkte einzubinden, tut er dies in drei Schritten, die in diesem Artikel näher beschrieben werden:

  • Definition der Anforderungen an die Projektion
  • Auswahl der passenden Projektions-Displaytechnik
  • Auswahl der Lieferkette

Die vier relevanten optischen Parameter für die Entwicklung eines Projektions-Displays sind die Auflösung, der Farbbereich, die Helligkeit und der Kontrast. Anhand der anwendungsspezifischen Grenzwerte für diese Parameter wird die passende Display-Technik ausgewählt. Dabei stehen drei Optionen zur Verfügung: 2D-MEMS-Arrays, ein- oder zweiachsige Scanner-Spiegel und LCD/LCoS. Die von Texas Instruments entwickelte Projektionstechnik, Digital Light Processing (DLP), basiert auf 2D-MEMS-Arrays.

Im letzten Schritt muss sichergestellt werden, dass alle benötigten Komponenten auch lieferbar sind und es im Bedarfsfall Ersatzteile und technische Unterstützung gibt.