Daten-Brille: Von den Augen abgelesen

Für Auto-Designer, Geheimagenten im Film oder Piloten von Kampfjets gehören sie zum Arbeitsalltag: Daten-Brillen, auch Head Mounted Displays, kurz HMD, genannt. Sie versetzen ihre Träger in virtuelle Welten oder versorgen die Nutzer mit Daten zum realen Umfeld.

Bisher konnten diese Brillen Informationen nur anzeigen. »Wir wollen die Brillen bidirektional machen, also interaktiv –, und erschließen damit ganz neue Anwendungsfelder«, sagt Dr. Michael Scholles, Geschäftsfeldleiter am Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS in Dresden.

Der Forscher arbeitet an einer Brille mit Eye-Tracking: Der Benutzer kann die dargestellten Inhalte beeinflussen, indem er die Augen gezielt bewegt oder bestimmte Punkte im Bild fixiert. Ohne weitere Eingabegeräte kann er sich neue Inhalte anzeigen lassen, im Menü blättern oder Bildelemente verschieben. Vorteile durch die bidirektionale Daten-Brille sieht Scholles überall dort, wo Menschen auf Zusatzinformationen angewiesen sind, »aber typischerweise nicht die Hände frei haben, um Tastaturen oder Mäuse zu bedienen«. Den Eye-Tracker und die Bildwiedergabe ihres Systems haben die Dresdener Forscher auf einem CMOS-Chip integriert. Das macht die HMDs klein, leicht, einfach herzustellen und kostengünstig.

Bei dem Prototypen sitzt der 19,3 mal 17 Millimeter große Chip hinter dem Scharnier auf dem Bügel der Brille. Vom Bügel aus wird das Bild des Mikrodisplays so auf die Netzhaut des Anwenders projiziert, dass er es in rund einem Meter Entfernung vor sich sieht. Damit das Bild auch vor wechselnden und kontrastreichen Hintergründen gut sichtbar ist, muss es das Umgebungslicht überstrahlen. Deshalb arbeiten die Forscher mit OLEDs, organischen Leuchtdioden. Auf ihrer Basis lassen sich Mikrodisplays mit besonders hohen Leuchtdichten herstellen.

Sowohl in der Industrie als auch in der Medizin könnten die interaktiven Daten-Brillen zahlreiche Arbeitsabläufe einfacher, effizienter und präziser gestalten. Ob Vitalfunktionen, MRT- oder Röntgenbilder des Patienten für den operierenden Chirurgen oder Konstruktionszeichnungen, Bauanweisungen und Einstellparameter für Monteure und Service-Techniker – mögliche Einsatzszenarios gibt es viele. Einige Anwender haben schon herkömmliche HMDs getestet – die allerdings nicht wirklich überzeugten. Sie wurden meist für zu teuer, zu schwer, zu klobig oder wenig ergonomisch befunden. »Diese Hürden haben wir nun genommen«, sagt Scholles. Mit seinem Team und Kollegen anderer Fraunhofer-Institute arbeitet er bereits an der nächsten Entwicklungsstufe der bidirektionalen Brille.