Prezydent Niemiec Frank-Walter Steinmeier uhonorował laureatów tegorocznej edycji niemieckiej Nagrody Przyszłości (Deutscher Zukunftspreis) podczas uroczystej ceremonii w Berlinie. Nagrodę odebrał zespół ekspertów, kierowany przez dr. Norwina von Malma i Stefana Grötscha z ams OSRAM oraz dr. Hermanna Oppermanna z Instytutu Fraunhofera. Doceniono ich za matrycę LED, która zmienia reflektory samochodowe w projektory. Opracowana przez zespół technologia Digital Light otwiera nowe możliwości dla innowacyjnych rozwiązań dzięki wysokiej rozdzielczości źródła światła i efektywności energetycznej.

W ramach projektu Digital Light, naukowcy i ich zespoły wykorzystali inteligentną technologię LED i stworzyli rozwiązanie, które umożliwia wiele nowych zastosowań, nie tylko w dziedzinie oświetlenia samochodowego. Dr Norwin von Malm i Stefan Grötsch z ams OSRAM oraz dr Hermann Oppermann z Instytutu Fraunhofera opracowali źródło światła, które jest mniejsze, lżejsze, bardziej wydajne, inteligentniejsze i ma bardziej precyzyjny strumień świetlny niż tradycyjne rozwiązania. Nowy system pozwoli precyzyjnie i jasno oświetlać drogę przed samochodem bez oślepiania lub stwarzania zagrożenia dla innych uczestników ruchu drogowego. Nowy system oświetlenia nie wykorzystuje dwóch źródeł światła, jak konwencjonalne rozwiązania. Zamiast tego opiera się na 25 600 diodach w matrycy 320×80 punktów, gdzie każda dioda może być sterowana niezależnie. W połączeniu ze specjalną soczewką tworzy to system oświetlenia, który działa podobnie jak projektor wideo.

Aby zwiększyć bezpieczeństwo, ams OSRAM i Instytut Fraunhofera opracowali coś wyjątkowego: system oświetlenia nie tylko zapewnia precyzyjne i wydajne oświetlenie drogi przed pojazdem, lecz także działa jak projektor i może wyświetlać piktogramy na drodze, np. płatek śniegu, jeśli istnieje ryzyko oblodzenia nawierzchni lub specjalny symbol dla kierowców jadących pod prąd.

Informacje oparte na świetle otwierają wiele nowych zastosowań dla matrycy LED, którą można kontrolować cyfrowo. Przykłady obejmują optyczną komunikację danych między chipami komputerowymi, np. w centrach danych dla aplikacji AI lub rzeczywistości rozszerzonej (AR). W tym przypadku matryca świetlna może być używana jako wirtualny monitor dla okularów AR, w których informacje rozszerzonej rzeczywistości są wyświetlane w polu widzenia użytkownika i nakładane na rzeczywisty obraz otoczenia. Kompaktowa konstrukcja i efektywność energetyczna są tutaj kluczowe, ponieważ okulary AR muszą być lekkie i mieć długi czas pracy na baterii. Te przypadki użycia pokazują ogromny potencjał Digital Light, jeśli chodzi o przekształcanie sposobów interakcji między ludźmi a urządzeniami elektronicznymi.

Pomysł na takie rozwiązanie narodził się 20 lat temu: już wtedy celem było stworzenie projekcyjnego źródła światła o wysokiej rozdzielczości z nowym typem chipa LED utworzonego z matrycy miniaturowych punktów świetlnych. Jednak podzielenie obszaru półprzewodnikowego konwencjonalnego kwadratowego milimetrowego chipa LED na matrycę tysięcy pikseli świetlnych o wielkości zaledwie kilku mikrometrów było wówczas niemożliwe. Ponadto firma ams OSRAM musiała opracować nową architekturę chipów, a także technologię łączenia na poziomie pikseli, aby umożliwić utworzenie połączenia między każdym pikselem LED a jego sterownikiem w jednym zintegrowanym urządzeniu.

Możliwości nowego rozwiązania wykraczają daleko poza oświetlenie. Na przykład, piksele microLED są tak małe, że właściwie ich nie widać. Mogą być więc osadzone w przezroczystym ekranie wyświetlacza i nadal będą generować ostry, wyraźny obraz. Takie przezroczyste wyświetlacze mogłyby być instalowane w tylnych szybach samochodów i wyświetlałyby sygnały i komunikaty ostrzegawcze dla pojazdów jadących z tyłu.

Przezroczystość wyświetlacza microLED jest wynikiem dużych odstępów między mikrometrowymi punktami świetlnymi – w telewizorze o wysokiej rozdzielczości matryca microLED RGB może zajmować zaledwie 0,5% całkowitej powierzchni ekranu. Duże odstępy między diodami microLED dają również możliwość dodania innych mikroskopijnych komponentów, takich jak kamery lub czujniki podczerwieni, przekształcając je w wielofunkcyjny wyświetlacz, który może również np. wykrywać gesty czy zbliżanie się.

Tablice złożone z mikropikseli są również istotnym elementem nowej generacji sprzętu do rzeczywistości rozszerzonej i wirtualnej (AR/VR). Na przykład w inteligentnych okularach wyświetlacz microLED może pełnić funkcję projektora, zapewniając dyskretną metodę nakładania informacji AR na to, co widzi użytkownik. W jednej takiej tablicy można osadzić ponad 2 miliony indywidualnie sterowanych pikseli LED, każdy o długości krawędzi około 1 μm. W efekcie użytkownik inteligentnych okularów będzie widzieć obrazy w rozdzielczości Full HD.

Przyznawana corocznie od 1997 roku niemiecka Nagroda Przyszłości jest jednym z najbardziej prestiżowych wyróżnień za osiągnięcia naukowe w Niemczech. Nagroda, której elementem jest 250 000 euro, jest przyznawana za wybitne osiągnięcia w dziedzinie technologii, inżynierii i nauki, które można wdrożyć do produkcji. Każdego roku jury spośród zgłoszeń wybiera trzy najlepsze, które przechodzą do rundy finałowej. Oprócz innowacyjności, jury ocenia również potencjał ekonomiczny i społeczny projektu.

Chcesz być na bieżąco z informacjami? Obserwuj nas w wiadomościach Google:

Źródło: ams OSRAM