Sie sind hier: HomeThemenSmart EnergySmart Mobility

Displays in autonomen Autos: »Der Trend geht zu 300 ppi«

Ein Trend bei Displays in autonomen Fahrzeugen ist für Prof. Dr. Karlheinz Blankenbach, Hochschule Pforzheim, unverkennbar: Die Bildschirme werden größer. Was das für die Auflösung heißt, und welche weiteren Entwicklungen auf dem Vormarsch sind, erläutert er im Interview. 

Prof. Dr. Karlheinz Blankenbach: »Erfahrungsgemäß dauert es mindestens zehn Jahre nach dem Durchbruch im Consumer-Bereich bis eine Displaytechnik im Auto Einzug findet.« Bildquelle: © Hochschule Pforzheim

Prof. Dr. Karlheinz Blankenbach: »Erfahrungsgemäß dauert es mindestens zehn Jahre nach dem Durchbruch im Consumer-Bereich bis eine Displaytechnik im Auto Einzug findet.«

Frage: Inwiefern beeinflusst das autonome Fahren die Entwicklungen von Displays?
Prof. Dr. Karlheinz Blankenbach: Derzeit sind Anzeigen und Userinterfaces im Auto – wie Kombiinstrumente und Infotainment-Displays – auf eine kurzzeitige Nutzung ausgelegt. Bei autonomen Fahrzeugen ab Level 3 kann der Fahrer Minuten bis Stunden (Level 4) beliebigen Content, also auch Spielfilme und Fernsehübertragungen ansehen. Die Displays müssen hierbei bei allen Fahrbedingungen wie Sonnenlicht und tiefen Temperaturen ein Premium-Seherlebnis bieten. 

Sind autonome Fahrzeuge ohne Displays überhaupt denkbar?
Shared-Economy-Fahrzeuge mit Level 5, also Robotaxis, benötigen höchstens ein kleines Display, um Basisdaten anzuzeigen. Der zukünftige Passagier bringt sein Display beispielsweise in Form eines Smartphones mit, das er auch zur Identifikation und Zieleingabe nutzt. Anders sieht es bei Eigner-Fahrzeugen aus: Hier geht der Trend in Richtung „Wohnzimmer-Feeling“ oder Arbeitsplatz mit entsprechend großen und hochqualitativen Automotive-tauglichen Bildschirmen.

Welche Auflösung müssen Automotive-Displays haben? 
Die Auflösung richtet sich nach der Displaygröße und dem minimalen Betrachtungsabstand. Bei 60 cm entsprechen 200 ppi etwa 400 ppi bei Smartphones, was ja dort schon lange Standard in der „Oberklasse“ ist. Ein Trend in Fahrzeugen zu 300 ppi ist heute erkennbar. Das verdeutlicht nachfolgendes Beispiel: Ein Standard-Automotive-Display mit 12,3“ ist etwa 290 mm breit und besitzt 1920 horizontale Pixel. Dies entspricht knapp 170 ppi. Hier existiert also noch Steigerungspotenzial im Premiumsegment.

Welche Technologien spielen bei Displays in autonomen Fahrzeugen die größte Rolle?
Ein Trend bei Displays in autonomen Fahrzeugen ist klar erkennbar: Sie werden immer größer. In Sinne vernünftiger Kosten wäre hier eine Quasi-Standardisierung wie bei 12,3“ höchst wünschenswert. Auch wenn OLEDs schon vernehmlich an die Pforte der Serienintegration klopfen, sehe ich in den nächsten zehn Jahren den Hauptanteil bei LCDs. Mit Quantum-Dot-Folien und Local Dimming Backlight gibt es noch genügend Innovationspotenzial. Quantum-Dot-LEDs und Micro-LEDs befinden sich derzeit noch im frühen Prototypen-Stadium, jedoch mit vielversprechender Performanz. 

Wie weit sind die Hersteller hier?
Erfahrungsgemäß dauert es mindestens zehn Jahre nach dem Durchbruch im Consumer-Bereich, bis eine Displaytechnik im Auto Einzug findet. Die Vorteile beider Technologien sind unbestreitbar: QLEDs als anorganische Alternative zu OLEDs mit längerer Lebensdauer und geringerer Umweltempfindlichkeit. Höchste Leuchtdichten, lange Lebensdauer und Potenzial zur Sensorintegration sprechen für Micro-LEDs. Diese Themen werden intensiv und anwendungsnah im Deutschen Flachdisplayforum (DFF) diskutiert.

Welche Trends sehen Sie speziell im Bereich der Head-up-Displays und welche Herausforderungen bestehen dabei?
Der Trend bei Head-up-Systemen geht ganz klar in Richtung größeres Field of View (FOV) für Augmented-Reality-Anwendungen. Da aber das Einbauvolumen bei traditionellen, spiegelbasierten Head-up-Systemen mit dem FOV steigt, sind neue Ansätze wie holographische Waveguides oder Combiner gefragt. Ein weiterer Ansatz ist Integration von transparenten Displays wie OLEDs direkt in die Windschutzscheibe. Jedoch dürfen die Displays die gesetzlich geforderte Transparenz von >70 % nicht unterschreiten. Derzeitige Displays liegen hier bei etwa 50 % bis 60 %, hinzu kommt ja noch die Windschutzscheibe. Die Augmentierung erfordert auch eine Bildgeneration und dessen Nachführung in Echtzeit bei Bewegungen des Fahrzeuges und des Fahrers. 

Wie lässt sich verhindern, dass Fahrer von den Displays zu sehr abgelenkt werden?
Beim manuellen Fahren ist die Driver Distraction essentieller Bestandteil der HMI-Entwicklung in Verbindung mit Displays und Eingabesystemen. Verboten ist ja auch die Wiedergabe von Filmen etc. auf den für den Fahrer einsehbaren Displays. Wegen der enormen Fortschritte bei der Sprachverarbeitung fallen mittlerweile viele Bedienschritte mit intensiver Displaynutzung weg, wie die Suche im Telefonbuch oder die Zieleingabe.

Die ISELED-Technologie basiert auf einer „digitalen LED“ von Inova Semiconductors. Welche Bedeutung messen Sie der Technik bei?
Erst die ISELED-Technologie macht es praktisch überhaupt möglich, hochqualitatives Licht im Fahrzeug mit hunderten von RGB-LEDs bei pixelartig hinterleuchteten Lightguides zu gewährleisten. Dies ist mit den bisherigen Konzepten kaum möglich. 

Können Sie die Technik kurz erklären? 
ISELED revolutioniert das bisherige sehr aufwändige Konzept, RGB-LEDs im Auto relativ gleichmäßig leuchten zu lassen. Statt mit Binning der LEDs, Abspeichern der Werte in einem Prozessor, Laden der Werte in lokale Controller und dann einer aufwändigen – und teuren – Kalibrierung beim Tier 1 wird es bei ISELED genau andersherum gemacht: Die Intelligenz sitzt hier nicht außen, sondern wird in die RGB-LED selbst verlagert. Der Anwender bekommt vom LED-Hersteller eine echte „digitale“ Komponente, bei der er sich nicht um Farbverschiebungen, Helligkeitsunterschiede oder Temperaturabhängigkeiten kümmern muss, sondern sie einfach mit Farb- und Helligkeitswert ansteuert, und trotzdem einen als homogen wahrgenommenen Lightguide erhält. Die „digitale“ RGB-LED enthält auch den Bus, mit dem bis zu 4079 RGB-LEDs hintereinandergeschaltet werden können.

Bei welchen Anwendungen macht ISELED Sinn und welche Konzepte wären noch denkbar?
Bei allen Arten von LED-Anwendungen, egal ob im Interior- oder Exterior-Bereich. Und nicht nur im Bereich Licht. Durch das kürzlich vorgestellte ILaS-Netzwerk (ISELED Light and Sensor) können künftig neben Lichtkomponenten auch Sensoren und Aktoren über eine einzige ungeschirmte Zweidraht-Leitung auch über größere Entfernungen gesteuert werden. Erste große Displayhersteller arbeiten auch schon am dynamischen Display-Backlight, bei dem über ISELED bis zu 400 LEDs individuell und abhängig vom Bildinhalt gesteuert werden – „Local Dimming“ genannt. Auf diese Weise erreicht man extrem hohe Kontrastwerte, der bei LCD-Displays sonst übliche Grauschleier fällt so komplett weg. Der visuelle Eindruck kommt OLEDs sehr nahe.