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Fairy Lights lässt Science Fiction Realität werden Laserhologramme dienen als Touch-Displays mit Berührungsfeedback

| Autor / Redakteur: Sebastian Gerstl / Dipl.-Ing. (FH) Andreas Donner

Forschern der japanischen Universität Tsukaba ist es gelungen, dreidimensionale Hologramme zu erschaffen, die auf Berührung reagieren. Anders als bei Augmented-Reality-Techniken wie Microsofts Hololens ist bei den „Fairy Lights“ keine spezielle Brille zum Betrachten und Interagieren nötig.

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Dreidimensionale, mit Ultrakurzpulslasern erzeugte Hologramme können künftig auch als Touchdisplays dienen.
Dreidimensionale, mit Ultrakurzpulslasern erzeugte Hologramme können künftig auch als Touchdisplays dienen.
(Bild: Yoichi Ochiai / University of Tsukuba )

Science Fiction Filme wie "Minority Report" stellen uns schon seit längerer Zeit Computermenüs in Aussicht, die frei schwebend und ohne Peripherie wie Maus oder Monitor bedient werden können. Forscher der Universität Tsukaba in Japan wollen diese Vision nun zur Realität machen: Den Wissenschaftlern ist es gelungen, mittels Lasertechnologie frei schwebende 3D-Bilder zu erzeugen, die etwa in holografischen Menüs zum Einsatz kommen könnten. Anders als bei Augmented-Reality-Technologie wie Google Glass oder Microsofts Hololens ist hierfür keine Brille nötig.

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Die Hologramme entstehen durch den Einsatz eines Ultrakurzpulslasers. Dieser ergibt Impulse ab, wodurch er Moleküle an einem Fokuspunkt zu Plasma verdichtet. Diese "Lichtmoleküle" sondern Energie im visuellen Spektrum ab und werden dadurch sichtbar. Die erzeugten Lichtpunkte oder "Voxel" ("volumetrische Pixel") ergeben zusammen ein dreidimensionales, holografisches Bild.

Das besondere an diesen Hologrammen ist, dass sie auf Berührung reagieren. Mittels Fingerzeig kann ein Benutzer etwa das dargestellte Bild durchwechseln oder zum Aufleuchten bringen. Das Hologramm bietet sogar haptisches Feedback: Sobald ein Benutzer das Plasmabild berührt, entsteht eine spürbare Plasmaschockwelle. Die Entladung ist spürbar, aber schwach genug, so dass sie nicht zu Verbrennungen oder Schäden führt. Das macht den Einsatz der Technologie für holografische Bedienelemente denkbar.

Die Experimente wurden erfolgreich mit zwei verschiedenen Laserquellen durchgeführt. Mit einm im Bereicht von 30 bis 100 Femtsosekunden (fs) justierbaren Ultrakurzpulslaser, der bis zu 1.000 Pulse pro Sekunde bei Energien von bis zu 7mJ pro Impuls feuert, konnten die Forscher bis zu 4.000 Lichtpunkte pro Sekunde erzeugen. Ein stärkeres 269fs-Modell schafft sogar bis zu 200.000 Lichtpunkte. Derzeit ist die notwendige Technik noch sehr umfangreich, die resultierenden Hologramme mit einem Umfang von etwa 1cm³ noch sehr klein. Wie die Forscher allerdings bestätigen, ist diese Größe je nach verwendeten optischen Geräten und den Einstellungen skalierbar.

Der gesamte Versuchsaufbau kann einem Paper entnommen werden, den die "Digital Nature Group" der Universität Tsukaba veröffentlicht hat.

Dieser Beitrag stammt von unserer Schwesterpublikation ELEKTRONIKPRAXIS.

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