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Transparenter Fensterdisplays: Kommunikation zwischen Fahrzeug und Fußgänger

| Autor / Redakteur: Mike Firth* / Benjamin Kirchbeck

Auf den Fensterflächen Ihres Autos werden in Zukunft vielleicht die unterschiedlichsten Informationen angezeigt werden. Neue Technologien bergen das Potenzial, die altbekannten Autofenster in dynamische, monochrome oder auch farbige Displays zu verwandeln.

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Die Möglichkeit für Fahrdienste, mit ortsbezogener Werbung monatliche Mehreinnahmen zu erzielen, zieht erhebliches Interesse auf sich, denn hierdurch lässt sich die Profitabilität des Fahrdienstes und/oder die Entlohnung für die Fahrer erhöhen.
Die Möglichkeit für Fahrdienste, mit ortsbezogener Werbung monatliche Mehreinnahmen zu erzielen, zieht erhebliches Interesse auf sich, denn hierdurch lässt sich die Profitabilität des Fahrdienstes und/oder die Entlohnung für die Fahrer erhöhen.
(Bild: TI)

Befassen wir uns zunächst einmal mit den Grundlagen. Ein transparentes Fensterdisplay muss zwei Betriebszustände unterstützen, nämlich ein vollständig transparentes und ein vollfarbiges Display. Solange keine Informationen angezeigt werden, muss das Fenster transparent sein und in seinem Erscheinungsbild im Idealfall nicht von den anderen Fenstern des jeweiligen Autos zu unterscheiden sein. Werden dagegen Informationen angezeigt oder wird ein Video abgespielt, muss das Fenster helle, farbenreiche Grafiken darstellen können, die für Fußgänger problemlos sichtbar sind.

Ein projektorbasiertes transparentes Fensterdisplay besteht aus einem kleinen, entweder innen am Dachhimmel oder an einer anderen Stelle montierten Projektor und einer transparenten Folie, die entweder auf die Fensterfläche aufgebracht oder in die Glasscheibe einlaminiert wird – sei es an den Heck- und Seitenfenstern oder auch an der Windschutzscheibe. Es stehen verschiedene Folien zur Wahl:

Bei 405 nm emissives Phosphor: Diese Art Folie enthält eine Phosphorschicht, die durch eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 405 nm angeregt wird. Die Energie aus der 405-nm-Lichtquelle regt das Phosphor dabei so an, dass es die Energie mit einer anderen Wellenlänge (z. B. in blau oder grün) erneut emittiert. Da dieses Licht in alle Richtungen abgestrahlt wird, ist das entsprechende Bild aus jeglichen Blickwinkeln zu sehen. Mehrfarbige Displays sind realisierbar, indem man mehrere Folien kombiniert, die alle unterschiedliche Farben emittieren und von verschiedenen Wellenlängen im unteren 400-nm-Bereich angeregt werden. Selbstverständlich wird zum Beleuchten von Folien dieser Art ein für 405 nm geeigneter Projektor benötigt.

Intelligentes Glas: Eine „Smart-Glass“-Folie besitzt zwei Zustände, nämlich transparent und „beschlagen“. Zwischen diesen Zuständen wird umgeschaltet, indem eine Spannung an das Glas angelegt oder wieder abgeschaltet wird – ganz ähnlich wie bei elektrochromen Glasscheiben. Das Bild wird im beschlagenen Zustand auf das Innere der Glasfläche projiziert. Rückprojektions-Fernsehgeräte funktionieren auf vergleichbare Weise. Der „beschlagene“ Zustand des Glases sorgt für einen hohen Kontrast und verbessert die Bildqualität. Beleuchten lässt sich eine solche Folie mit einem RGB-LED-Projektor (rot/grün/blau).

Mikrolinsen-Array-Diffusor: Hierbei handelt es sich um eine spezielle Diffusorschicht, mit deren Hilfe die Displayfläche eine gewisse bildverstärkende Wirkung erlangt, wodurch die Helligkeit der Bilddarstellung zunimmt. Diese Wirkung beruht auf der Diffusion oder der Konzentration des Lichts in eine bestimmte Richtung. Anstatt also das Licht in alle Richtungen abzustrahlen, wird die Folie für einen bestimmten Blickwinkel ausgelegt, in dem das Bild zu sehen sein soll, während außerhalb dieses Blickwinkels kein Bild erscheint, da das gesamte Licht auf den vorgegebenen Winkel konzentriert ist. Beleuchten lässt sich auch diese Folie mit einem RGB-LED-Projektor.

Holografische Folie: Diese Folien zeichnen sich durch eine Reihe sehr spezieller Eigenschaften aus. Dazu gehört die Fähigkeit zum Erzeugen einer Bilddarstellung, die nur innerhalb des Autos, aber nicht von außen sichtbar ist. Auch hier eignet sich ein RGB-Projektor zum Beleuchten der Folie, jedoch ist zum Erzielen maximaler Effizienz und Helligkeit eine sorgfältige, an die holografische Folie angepasste Auswahl der LED-Wellenlängen erforderlich, und es muss eine echt grüne LED (anstelle einer LED mit umgewandeltem grünem Licht) mit der entsprechenden Wellenlänge zum Einsatz kommen.

Alle diese Folien haben ihre spezifischen Stärken und Schwächen, und je nach Anwendung kann die eine oder die andere Folie besser geeignet sein. Die DLP-Technologie von TI bietet unter anderem den Vorteil, dass sie nicht an eine bestimmte Lichtquelle gebunden ist und sich zur Beleuchtung all der verschiedenen Folienarten eignet.

Die Helligkeit stellt eines der größten Probleme im Zusammenhang mit transparenten Fensterdisplays dar. Bei Dunkelheit ein Bild darzustellen, ist einigermaßen unkompliziert, aber bei Tageslicht kann es zu einer echten Herausforderung werden. Schließlich muss das Display so hell sein, dass es auch bei vollem Tageslicht einwandfrei zu sehen ist. Außerdem ist die Menge des benötigten Lichts direkt proportional zur Displayfläche. Will man beispielsweise die Displayfläche verdoppeln und dabei die Helligkeit auf dem bisherigen Niveau halten, muss die optische Ausgangsleistung des Projektors ebenfalls verdoppelt werden. Weitere Designkriterien sind die Größe und die Platzierung des Projektors, die Qualifikation und Laminierung der Folie sowie die regional für Autofenster geltenden Vorschriften.

Großes Potenzial durch Werbeeinnahmen

Nun aber zurück zu den Anwendungen. Ein ausgezeichnetes Anwendungsbeispiel für transparente Fensterdisplays sind Fahrdienste wie Uber, Lyft, DiDi oder Grab. Kommt ein transparentes Fensterdisplay zum Einsatz, können Fahrgäste das für Sie bestimmte Fahrzeug leicht erkennen, denn auf dem Seitenfenster wird entweder ihr Name und ihr Fahrtziel angezeigt, oder aber ein Code, der mit dem Code in der entsprechenden App übereinstimmt.

Fahrdienste mit autonomen Fahrzeugen sind sogar ein noch besseres Anwendungsbeispiel als traditionelle Fahrdienste. Schließlich gibt es in einem autonomen Fahrzeug naturgemäß keinen Fahrer, sodass das Fahrzeug eine andere Möglichkeit benötigt, um mit anderen Automobilen und Fußgängern zu kommunizieren. In Bild 4 sind verschiedene Anwendungen für die Kommunikation autonomer Fahrzeuge zu sehen. Wie etwa kann ein autonomes Fahrzeug mitteilen, dass es einen Fußgänger „gesehen“ hat oder dass es ihm das Überqueren der Fahrbahn erlaubt. Welches Fahrzeug darf an einer Kreuzung ohne Verkehrszeichen als erstes fahren? Es gibt viele Situationen, in denen ein Fahrzeug seine Absichten an Fußgänger oder andere Fahrzeuge kommunizieren muss. Hier ist ein transparentes Display eine gute Lösung, da es sich nicht oben auf dem Fahrzeug befindet und somit von allen umgebenden Verkehrsteilnehmern gut wahrgenommen werden kann.

Werbung ist eine weitere vorrangige Anwendung. Die Möglichkeit für Fahrdienste, mit ortsbezogener Werbung monatliche Mehreinnahmen zu erzielen, zieht erhebliches Interesse auf sich, denn hierdurch lässt sich die Profitabilität des Fahrdienstes und/oder die Entlohnung für die Fahrer erhöhen. Schließlich sind monatliche Mehreinnahmen von bis zu 300 US-Dollar möglich. Ein Beispiel für eine ortsbezogene Werbekampagne wäre das Abspielen einer Starbucks-Werbung immer dann, wenn sich das Fahrzeug in einem Umkreis von 100 m um eine Starbucks-Filiale befindet. Als weitere potenzielle Anwendungen kommen die Bordunterhaltung, die Begrüßung des Fahrers, Diagnosefunktionen sowie Touchscreens für den Zugang zum Fahrzeug hinzu.

* Mike Firth arbeitet als Marketing Manager bei Texas Instruments DLP Automotive

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