Bewegliche Mikrospiegel: Deutsches Start-up denkt AR-Displays neu

Das Start-up Gixel verfolgt einen neuen Ansatz beim Bau von Brillen für die Augmented Reality (AR). Statt bestehende Display-Techniken wie Birdbath-Optik und Wellenleiter weiterzuentwickeln, setzt Gixel auf bewegliche Mikrospiegel. Die Displays in den AR-Brillen projizieren Licht auf die Mikrospiegel, die in die Linsen der Brille integriert sind und das Licht gezielt ins Auge zurückwerfen. Damit das Bild stets gut erkennbar ist, werden die Spiegel entlang der Pupillenbewegung mechanisch ausgerichtet. Die Bewegung wird mittels eines Pupillentrackers erfasst.

Die Mikrospiegel selbst bleiben nahezu unsichtbar, da sie in eine Flüssigkeit mit identischem Brechungsindex eingebettet sind. So bleibt beim Durchblick die Transparenz weitgehend gewahrt. Auch die Bauform bleibt kompakt, womit sich die AR-Brillen für den Einsatz in der Öffentlichkeit eignen sollen.

Hohe Energieeffizienz mit erweiterbarem Sichtfeld

Der Unternehmer Felix Nienstaedt und die beiden Optik-Experten sowie ehemaligen Fraunhofer-Ingenieure Miro Taphanel und Ding Luo haben Gixel 2019 gegründet. Angetrieben von der Vision AR-basierter Telepräsenz präsentierte das Team 2021 ein experimentelles AR-Videokonferenzsystem.

Seither hat sich der Schwerpunkt verlagert. Er liegt nun auf der Entwicklung eines AR-Displays, das solche Anwendungen möglichst unauffällig und unterwegs nutzbar macht.

Ein aktueller Prototyp verfügt bereits über einen dieser Mikrospiegel, allerdings noch ohne Pupillentracking. Das Auge muss man daher bei der Durchsicht noch manuell in die optimale Position bringen, um die digitale Einblendung zu sehen. Das Sichtfeld ist bislang begrenzt, ließe sich jedoch durch das Hinzufügen weiterer Mikrospiegel erweitern, erklärt CEO Felix Nienstaedt im Gespräch mit heise online. Durch eine Spiegel-Clusterung soll sich in der Theorie ein Sichtfeld realisieren lassen, das über gängige AR-Displays hinausgeht und damit eine der größten Einschränkungen aktueller Systeme behebt.

Ein weiterer Vorteil der Mikrospiegeltechnik ist ihre hohe Energieeffizienz: Auf dem Weg zum Auge soll deutlich weniger Licht verloren gehen als bei Wellenleiter-Displays, die das Licht vielfach brechen und absorbieren. Auch visuelle Artefakte wie Farbsäume, Regenbogeneffekte oder Ghosting sollen spürbar reduziert sein, sagt das Start-up. Brillen, die das AR-Display nutzen, sind mit Korrekturgläsern kompatibel.

Vom Machbarkeitsnachweis zum Produkt

Auch wenn der Prototyp noch nicht alle kritischen Komponenten enthält, hat er bereits das Interesse von Investoren geweckt. Für eine heute angekündigte Seed-Finanzierung in Höhe von 5 Millionen Euro konnte Gixel den Oculus-Mitgründer Brendan Iribe, Paramounts Chef-Futuristen Ted Schilowitz und die Gründer von Flixbus gewinnen. Darüber hinaus wurde das mittlerweile 15-köpfige Start-up bereits 2021 von der Bundesagentur für Sprunginnovationen (SPRIND) gefördert.

Bis zum Jahresende soll aus dem bisherigen Proof-of-Concept ein voll funktionsfähiger Prototyp entstehen, mit drei beweglichen Mikrospiegeln und integriertem Pupillentracking. Mit diesem will Gixel auf weitere Investoren und potenzielle Partner aus der Techindustrie zugehen. Das Start-up strebt im nächsten Jahr eine weitere Investitionsrunde an und fasst bereits die nächsten Schritte ins Auge: eine weitere Miniaturisierung der Technologie sowie den Aufbau von Produktionskapazitäten.

Bei der Eigenfertigung will sich das Start-up auf die zentralen Komponenten seiner Technologie konzentrieren: die Mikrospiegel und deren Steuerung sowie den Projektor. Weitere Komponenten wie Pupillentracking und Lichtquelle können die Brillenhersteller dank breiter Kompatibilität selbst implementieren und damit wichtige Eigenschaften eines Produkts wie Auflösung und Leuchtdichte selbst bestimmen.

Erstes Ziel: KI-Brille mit Gixel-Display

Um die technische Komplexität vorerst überschaubar zu halten, soll die Mikrospiegeltechnologie zunächst in KI-Brillen mit begrenztem Sichtfeld zum Einsatz kommen. Geräte mit größeren Spiegelclustern werden zu einem späteren Zeitpunkt entlang der Marktnachfrage entwickelt, erklärt Marcus Kühne, bei Gixel für Strategie und Partnerschaften zuständig.

Zunächst bleibt abzuwarten, welche Einschränkungen und Probleme sich im weiteren Entwicklungsverlauf zeigen. Eine Wunderlösung sollte man auch hier realistischerweise nicht erwarten. Wenn die Geschichte der AR-Brille eines lehrt, dann, dass es auf technischer Ebene immer Kompromisse geben wird. Die Frage ist nur, welche.

Eine mögliche Herausforderung ist die Sichtbarkeit der Spiegel im Sichtfeld. Laut Gixel ist sie bereits so gering, dass sie an feinen Staub erinnert, der sich über den Tag auf einer Brille sammelt. Auch die Strukturen, die die Mikrospiegel halten und bewegen, seien kaum noch wahrnehmbar und würden weiter in Richtung vollständiger Transparenz optimiert. Inwieweit sie sich letztlich als störend erweisen, muss ein unabhängiger Praxistest zeigen.

(tobe)