ZEISS erstmals auf der IAA Mobility

​​​​ZEISS stellt in diesem Jahr erstmals sein Produktportfolio im Bereich Holografie auf der IAA Mobility in Halle B2, Stand B12 vor, die vom 5. bis 9. September 2023 in München stattfindet. Basis ist die ZEISS „Multifunctional Smart Glass“-Technologie, die in Augmented Reality Head-Up-Displays (HUD) für Flugzeug-Cockpits unmittelbar vor ihrem Markteintritt steht und bereits seit vielen Jahren in Weltraummissionen von ESA und NASA eingesetzt wird. Die holografischen Lösungen werden zukünftig in den automobilen Massenmarkt einziehen, um das Autofahren sicherer, interaktiver und komfortabler machen.​

Auf ZEISS Komponenten wie optische Gitter für Spektrometer zur Gasanalyse, die holografische Verfahren nutzen, verlassen sich Weltraummissionen von ESA und NASA seit vielen Jahren. Die Holografie-Technologie von ZEISS ist heute so ausgereift, dass sie sich auf Grund der kontrastreichen, farbtreuen und brillanten Wiedergabe ideal für Head-Up-Displays (HUDs) eignet und damit den Weg in einen völlig neuen Markt eröffnet.

Für die Anwendung in Verkehrsflugzeugen steht die ZEISS Augmented Reality HUD-Technologie kurz vor der Serienreife. Sie bietet entscheidende Vorteile gegenüber konventionellen HUDs, die in der Luftfahrt schon lange unverzichtbar sind. Diese bestehen aus einem Set mehrerer komplexer Linsen und Spiegel, was sie schwer und teuer macht. Die ZEISS Augmented Reality HUDs projizieren ein komplettes Sichtfeld (Field-of-View) als virtuelles Bild und erlauben dank ihrer Mikrooptiktechnologie eine Reduzierung des Bauraums von rund 40 auf unter zehn Liter. Dabei wiegen sie nur rund ein Zehntel der konventionellen Displays, denen sie in Performance-Kriterien wie der Bildqualität, dem Field-of-View oder der Bildweite ebenbürtig sind.

Mit der Nutzung für automobile Anwendungen erfolgt nun der zweite Schritt in der Kaskadierung der Mikrooptiktechnologie. Bisher ließen sich ultrakompakte, holografische Augmented Reality-HUDs nur in beschränkter Stückzahl produzieren. Durch die in den ZEISS Laboren entwickelte Replikationstechnologie ist es erstmals möglich, ein Master-Hologramm vollautomatisiert in großen Stückzahlen zu vervielfältigen.

Herzstück der ZEISS Technologie ist eine transparente Folie, auf der ultrahochpräzise Optiken auf kleinstem Raum angebracht sind. Die Folie zeichnet sich durch eine hohe Transparenz von über 92 Prozent bei gleichzeitig höchster Klarheit aus und ermöglicht auch Fahrzeugherstellern den Einsatz der Holografie-Technologie, wo Bauraum, Gewicht und Kosten dies bisher nicht zuließen. Roman Kleindienst, Leiter ZEISS Microoptics: „Vergleichbar ist dieser technologische Meilenstein für die Holografie mit dem, was die Erfindung des Buchdrucks für die Schrift bedeutet hat. Wir sprechen deswegen auch vom ‚Gutenberg-Moment‘ für die Holografie.“​ 

​Im Auto haben Advanced Augmented Reality HUDs zahlreiche Vorteile: Autofahrer und Autofahrerinnen können sich auf die Straße konzentrieren und erhalten trotzdem die für sie notwendigen Infos ohne eine störende De-Fokussierung. Sie bekommen in ihrem Blickfeld selektiv Informationen angezeigt, wenn diese für sie relevant oder gerade gewünscht sind. Daraus entsteht ein wesentlicher Sicherheitsvorteil gerade gegenüber immer breiter werdenden Displays, die potenziell das Risiko tragen, die Aufmerksamkeit des Fahrers abzulenken. Zusätzliche Benefits sind die einfache Funktion und der zusätzliche Komfort: So lassen sich beispielsweise für den Beifahrer Unterhaltungsinhalte ebenfalls direkt ins Sichtfeld projizieren. Sogar das Abspielen von Videos ist möglich.

Auch ohne Augmented-Reality-Darstellung bietet die Projektionstechnologie ein entscheidenden Sicherheitsvorteil. Dank der integrierten, transparenten und funktionalisierten Folie ist dafür nur ein Bauraum von weniger als einem Liter erforderlich. Alle wichtigen Informationen können damit im unteren Bereich der Windschutzscheibe angezeigt werden – was eine völlig neuartige Gestaltung von Fahrzeugcockpits ermöglicht.

Dies gilt vor allem, weil sich die transparente Folie nicht nur für das Fahrersichtfeld eignet: Ihre Displayfunktion ist auch auf der Rundum-Verglasung im Automobil möglich. So lassen sich Warnsymbole oder Emojis auf Heck- oder Seitenscheibe vollkommen individuell gestalten. Auch eingespielte Informationen zu Sehenswürdigkeiten, Restaurants oder Events sind möglich. ​

Immer mehr Fahrzeuge verfügen über Cockpits, bei denen nur noch die sicherheitsrelevanten Bedienelemente als mechanische Regler oder Knöpfe ausgeführt sind. Die Konsequenz: menügeführte, häufig wenig intuitive Bedienstrukturen von Komfortfunktionen über Displays und Touch-Screens. Immer mehr Kunden und Experten kritisieren diesen Trend. Holografische Lösungen von ZEISS können aktuelle Forderungen nach Designvielfalt, Individualisierung, Funktionalisierung und Clean Design wirksam unterstützen, dabei aber gleichzeitig maximale Nutzerfreundlichkeit garantieren.

ZEISS eröffnet mit seiner „Multifunctional Smart Glass“-Technologie Designspielräume, die es bisher noch nicht gegeben hat. Eine vollkommen neue Gestaltung des Armaturenbretts und des gesamten Fahrzeug-Interieurs ist mit dieser Technologie möglich – inklusive deren individueller Konfiguration und Aktualisierung über den Lebenszyklus.

​Ein prägnantes Beispiel für die neuen Gestaltungsmöglichkeiten sind die „schwebenden Schalter“. Hierbei handelt es sich um holografische 3D Human-Machine-Interfaces, die auf der wegweisenden Holografie-Technologie von ZEISS basieren. Herzstück auch dieser Technologie ist die einzigartige transparente Folie, die schon beim Head-up-Display zur Anwendung kommt.

Sie erlaubt, 3D-Bedienelemente als Schalter oder Regler auf cleanen Black-Panel-Oberflächen holografisch, also rein durch Lichtprojektionen, darzustellen. Auch dies eröffnet Designern vollkommen neue Freiheiten bei der Gestaltung von Innenräumen und Flächen. Die „schwebenden Schalter“ werden nur dann aus der Oberfläche heraus projiziert, wenn sie benötigt und per Sprachbefehl oder Gestensteuerung aktiviert werden. Ihre Positionierung kann beliebig und individuell gesteuert werden. Definierte Positionen für physische Schalter können nahezu vollständig entfallen, während das Feedback für den User audiovisuell oder per Ultraschall erfolgen kann.

Die „schwebenden Schalter“ sind mit holografischer Technologie realisierbar. Die holografische Folie kann auf jede transparente oder nicht transparente Oberfläche appliziert werden. Auch eine homogene, lackierte Oberfläche im Außenbereich ist für die Anzeige von Informationen geeignet. So sind Anwendungen für das autonome Fahren denkbar – etwa in der Car2X-Kommunikation –, weil Inhalte für andere Verkehrsteilnehmer gut lesbar auf Scheiben oder Karosserieanbauteile wie Stoßfänger projiziert werden können. So wird Autofahren gleichzeitig sicherer, komfortabler und interaktiver. ​ 

Dank ihrer Transparenz von mehr als 92 Prozent können Kameras oder Sensoren – im Außenbereich etwa für Abstandstempomaten oder Parkpiloten, im Innenraum für Müdigkeitsassistenten – unsichtbar zum Teil in der optischen Folie platziert und intelligent versteckt werden. So bleiben sie zwar unsichtbar, aber vollständig nutzbar. Darüber hinaus stehen auch jene Zonen einer Fläche für die Display-Projektion zur Verfügung, die normalerweise für Kameras oder Sensoren ausgespart werden müssen.​ 

Auf seinem IAA-Stand präsentiert ZEISS ein weiteres Anwendungsbeispiel und bedient dabei einen automobilen Trend, der durch die LED-Technologie ermöglicht wurde: Die Beleuchtung von Fahrzeugen hat – innen wie außen – in den vergangenen Jahren eine völlig neue Bedeutung bekommen; sowohl im Sinne einer angepassten Ausleuchtungsstrategie der Straße bei Nachtfahrten, in Form von „laufenden Blinkern“, aber auch als Individualisierungsmerkmal oder um personalisierte Lichtstimmungen zu erzeugen.

Technologien von ZEISS können auch in diesem Bereich einen entscheidenden Beitrag leisten. Herzstück ist erneut die neu entwickelte transparente Folie aus den ZEISS High-Tech-Laboren. Das Licht einer oder mehrerer LEDs kann durch holografische Flächen derart geformt werden, dass für den Betrachter genau die vom Designer gewünschte Signatur erscheint – ein Prozess, der in der Holografie als Rekonstruktion eines 3D-Objekts bekannt ist.

Die von ZEISS entwickelte Technologie ermöglichen so bei Heck- oder Bremsleuchtensignaturen nahezu uneingeschränkte Gestaltungsspielräume. Die Exterior-Lighting-Lösung von ZEISS zeichnet sich nicht nur durch eine Bauraum- und Gewichtsreduktion, sondern auch durch einen besonders niedrigen Energieverbrauch aus: So beträgt die Energieeinsparung von LED-Licht zur holografischen Objektkonversion mehr als 90 Prozent.

Ein weiterer automobiler Trend erfährt durch Innovationen von ZEISS neue Impulse: Denn die High-End-Hologramm-Technologie von ZEISS ist komplett softwaregesteuert und damit auch als Function-on-Demand ausgelegt. Alle Ausstattungs- und Leistungsmerkmale holografischer Lösungen können nachträglich dazugebucht werden und gelangen over-the-air ins Auto. Damit unterstützt ZEISS eine immer wichtiger werdende Vertriebsstrategie von Fahrzeugindividualisierungen und ein zusätzliches Geschäftsmodell der OEMs.

Die innovative Technologie der IAA- Weltpremiere besitzt das Potenzial, Bauteile und Komponenten in Design und Funktion vollkommen neu zu denken. Bauteile, die der Konzern aber nicht selbst produzieren will. „Unsere Kernkompetenz aus Luft- und Raumfahrt ist das Optik-Design, die Erstellung von Master-Hologrammen und – als Weltneuheit – deren Replikation in industriellem Format als transparente Folie. Diese Technologie können wir allen Herstellern oder Zulieferern zur Verfügung stellen, die ihre Produkte aufwerten und mit Funktionen anbieten wollen, wie sie aktuell – wenn überhaupt – für Astronauten und Piloten zugänglich sind. Dafür richten wir ein einzigartiges Ökosystem ein: vom ersten Schnitt bis zu fertiger Hardware mit einzigartiger Beratungs- und Konzeptionsleistung. ZEISS soll in Zukunft auch in der Automobilindustrie ein Name mit Gewicht sein“, so Kleindienst.

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• ZEISS Microoptics