Lexikon

Ein Videoprojektor (Bildwerfer, Digitalprojektor), umgangssprachlich üblicherweise Beamer [ˈbiːmɐ] (Scheinanglizismus von Strahler), ist ein spezieller Projektor, der Bilder aus einem visuellen Ausgabegerät (Computer, DVD-Player, Videorekorder, usw.) für ein Publikum in vergrößerter Form an eine Projektionsfläche wirft. Die Bandbreite der Geräte reicht von stationären Hochleistungsprojektoren bis zu sehr kleinen Präsentationsprojektoren für den mobilen Einsatz.

Videoprojektor für Werbezwecke in einer S-Bahn-Station.

Anzeigeverfahren [Bearbeiten]

Videoprojektoren lassen sich grundsätzlich hinsichtlich des verwendeten Projektionsverfahren unterscheiden.

Eidophor-System [Bearbeiten]

Das Eidophor-System war das erste System, das lichtstarke Bilder in hoher Auflösung liefern konnte. Im professionellen Bereich war es bis in die späten 1980er Jahre üblich. 1985 bezeichnete Dieter Thomas Heck die Projektionswand noch als „Eidophorwand“.

Röhrenprojektoren [Bearbeiten]

Die ersten stark verbreiteten Videoprojektoren verwendeten spezielle Kathodenstrahlröhren zur Darstellung des Bildes. Diese Röhren wurden auf eine sehr hohe Helligkeit getrimmt, um genügend Licht für die Projektion zu liefern. Für Farbprojektoren werden drei Röhren – eine für jede Grundfarbe – verwendet, die in der Regel getrennte Objektive hatten. Zur Erhöhung der Helligkeit werden aber auch manchmal sechs Röhren verwendet. Diese Technik wurde hauptsächlich in Rückprojektionsfernsehgeräten verwendet.

• Wegen der Bildröhren sind die Projektoren sehr variabel in der Auflösung. Somit können solche Projektoren in der Regel alles zwischen NTSC und sehr hochauflösenden Videos darstellen, und zwar ohne Skalierung und daher mit gleichbleibender Qualität. Häufig sogar Standards, die während der Entwicklung des Gerätes noch unbekannt waren.
• Dieses Verfahren kennt keine Pixel (Bildpunkte). Somit werden die Bilder etwas unschärfer, aber natürlicher dargestellt.
• Es existiert fast keine Verzögerungszeit. Dadurch ist Video mit Zeilensprungverfahren (interlacing) kein Problem.
• Es ist keine Lampe erforderlich, da die Röhren selbst Licht erzeugen und typische Lebensdauern von mindestens 10.000 Stunden haben.
• Extrem hoher Kontrast (1:10.000 bis 30.000) und hervorragender Schwarzwert

Nachteile

• Relativ geringe Gesamthelligkeit. Der Raum muss bei den meisten Modellen komplett abgedunkelt sein.
• Die Röhren sind sehr empfindlich gegenüber Einbrennen. Werden Stellen der Leuchtschicht zu stark oder zu lange angeregt, so werden diese Stellen langsam permanent dunkel.
• Da bei Farbprojektoren die drei Projektionssysteme getrennt arbeiten, erfordern diese eine sehr aufwändige Einrichtungsprozedur, was den mobilen Einsatz sehr erschwert.
• Die Projektoren sind durch die Röhren sehr schwer.
• abgesehen von älteren gebrauchten Modellen teuer bis sehr teuer.

LCD-Projektoren [Bearbeiten]

Flüssigkristallprojektoren (LCD) funktionieren im Prinzip wie Diaprojektoren, anstelle eines Dias haben sie jedoch kleine, transparente Flüssigkristallelemente. Besonders hochwertige Geräte verwenden drei LCD-Elemente – für jede Grundfarbe eines –, deren Projektion über ein speziell angeordnetes Projektionssystem mit dichroitischen Spiegeln zu einem Bild zusammengefügt wird. Dadurch kann in jedem Bildpunkt jede Farbe erzeugt werden. Bei preiswerteren Geräten mit nur einem Flüssigkristallelement werden die drei Grundfarben nebeneinander dargestellt, was zu einem gröberen Bildeindruck führt.^[1]

Vorteile

• Relativ preiswert
• Gute Lesbarkeit bei Texten und Grafiken durch die scharfe Abgrenzung der Bildpunkte
• Klein und leicht

Nachteile

• die scharf abgezeichnete Pixelstruktur („Fliegengitter“) kann störend wahrgenommen werden
• feste Auflösung des Eingangssignals erforderlich (ansonsten mitunter qualitätsmindernde Skalierung nötig)
• Nachziehen des Bildes (durch die Trägheit der LCDs, die allerdings durch die geringe Größe der Panels trotzdem noch wesentlich geringer ist als z. B. bei Notebook-LCDs)
• LCD-Memory-Effekt (Einbrennen) Werden Stellen zu lange mit zu hellen Bildern angeregt (z. B. Eislaufbahn), so werden diese Stellen langsam permanent dunkel. So können sich z. B. Senderlogos von Fernsehsendern permanent einbrennen.
• Ausbleichen der Farbstoffe des LCDs. Nach einigen 1000 Stunden Betriebsdauer sind die Farbstoffe des LCDs im Allgemeinen in Folge der hohen Lichtintensität ausgeblichen.
• Geräuschentwicklung durch Lüfter

DLP-Projektoren [Bearbeiten]

Als Bildwandler eines DLP-Projektors (Digital Light Processing) kommt ein Digital Micromirror Device (DMD) zum Einsatz, ein Integrierter Schaltkreis, auf dem sich für jeden einzelnen Bildpunkt ein winziger, durch einen elektrischen Impuls kippbarer Spiegel befindet. Die Bilderzeugung erfolgt durch das gezielte Ansteuern der Kippspiegel, so dass das Licht in Richtung der Projektionsoptik geleitet oder abgelenkt wird. Da diese Art der Bilderzeugung nur die zwei Zustände an und aus kennt, müssen Helligkeitsabstufungen durch entsprechend schnelles Pulsieren erreicht werden. Die DLP-Spiegel schalten bis zu 5000 Mal pro Sekunde.

Die meisten Geräte verwenden zur Erzeugung eines Farbbildes ein schnell rotierendes Farbrad, wobei mit einem DMD nacheinander alle drei Grundfarben projiziert werden. Bei Projektoren für den professionellen Bereich (z. B. Kino) kommen drei separate Bildwandler-Schaltkreise (DMD) zum Einsatz. LED-Beamer schalten die Farben elektronisch um. ^[2]

Der alleinige Lizenzinhaber der DMD-Produktion ist die Firma Texas Instruments (Ti)

Vorteile

• Sehr hohe Geschwindigkeit, dadurch kein Nachleuchten/Nachziehen des Bildes
• Kein Einbrennen des Bildes (z. B. bei Computerspielen)
• Höherer Kontrast (durch das tiefere Schwarz) als beim LCD-Projektor
• Weniger stark ausgeprägte Pixelstruktur als bei LCD-Projektoren

Nachteile

• Auflösung des Eingangssignals sollte für eine gute Bilddarstellung der Ausgabe-Auflösung entsprechen
• Regenbogeneffekte bei einigen Geräten mit Farbrad, wenn das Farbrad keine hohe Umdrehungsgeschwindigkeit hat (herstellerabhängig)
• Bei der Darstellung bestimmter, einzelner Grau-/Farbwerte kann es zu einem sichtbaren Flimmern kommen.
• Farbtreue ist mitunter nicht gegeben. Insbesondere haben DLP-Projektoren ein Problem, sattes Grün darzustellen und auch alle Rot- und Orange-Farbtöne. Dies betrifft hauptsächlich die Consumer-Geräte (Ein-Chip-DLP), da bei diesen die Farbrad-Technik zum Einsatz kommt.
• Geräuschentwicklung durch Lüfter und Farbrad

LED-Projektor [Bearbeiten]

Bei LED-Projektoren kommen LEDs (Light Emitting Diode) als Lichtquelle zum Einsatz; bildgebend ist wie bei den DLP-Projektoren ein DLP-Element. Beispiele für LED-Projektoren sind Samsung SP-P300ME Pocket Imager, Toshiba FF1, Mitsubishi PT10 Pocket Projector oder Voigtländer DLP200.

Vorteile

• LEDs besitzen im Vergleich zu herkömmlichen Projektorlampen eine höhere Energieeffizienz: Bei gleicher Lichtleistung wird weniger Energie in Wärme umgesetzt, wodurch der Kühlbedarf sinkt
• Der geringere Kühlbedarf erlaubt kleinere Gehäuse und geringere Lüftergeräusche (im Extremfall Passivkühlung)
• Der geringere Energiebedarf ermöglicht den Betrieb mit einem Akku.
• LEDs halten mehr als 20.000 Stunden, während herkömmliche Projektorlampen rund 4.000 Stunden halten.
• Da die Farben durch sequenzielles Aufleuchten der RGB-LEDs gebildet werden, fällt auch das normalerweise bei DLP-Projektoren notwendige Farbrad weg.

Nachteile

• Die Lichtleistung von LEDs ist zum Teil erheblich geringer als bei herkömmlichen Projektorlampen
• Ein permanenter Lichtstromrückgang der LEDs lässt das Bild stetig dunkler werden. Ein LED-Wechsel ist teils nicht ohne weiteres möglich.
• Die Geräte erreichen nur geringe Auflösungen (800×600 Bildpunkten, Stand 11. September 2007). Vivitek und Delta electronics kündigten im August 2008 LED-Projektoren mit 1920×1080 Bildpunkten an. Das Vivitek-Modell soll im Juni 2009 auf den Markt kommen.^[3]
• Auch ohne Farbrad kommt es zum Regenbogeneffekt, da die Grundfarben nacheinander projiziert werden

LCoS-Projektor [Bearbeiten]

Noch recht neu auf dem Markt ist die LCoS-Technik (Liquid Crystal on Silicon), bei der ebenfalls Flüssigkristallpanele zum Einsatz kommen. Doch statt sie wie bei einem LCD-Projektor zu durchleuchten, befindet sich direkt hinter den Kristallen ein Spiegel, so dass die Projektionsoptik letztlich eher der eines DLP-Projektors gleicht. Der Hauptvorteil der LCoS-Chips besteht darin, dass sich die Signalleitungen zum Ansteuern der einzelnen Bildpunkte hinter der Spiegelfläche verbergen, so dass die Abstände zwischen den Bildelementen gegenüber einem herkömmlichen LCD-Panel geringer ausfallen, wodurch der bekannte „Fliegengittereffekt“ deutlich reduziert ist.

Vorteile

• kompakte Bauweise
• scharfe Bilder

Nachteile

• feste Auflösung des Eingangssignals erforderlich
• leichtes Nachziehen des Bildes
• LCD-Memory-Effekt
• nachlassende Bildqualität mit zunehmender Betriebsdauer (Verringerung von Farbsättigung, Kontrast und Homogenität)

Laser-Projektor [Bearbeiten]

Die bislang nur für den professionellen Markt entwickelten Techniken setzen auf einen Bildaufbau mit Hilfe eines modulierten und schnell abgelenkten Laserstrahls. Zwei verschiedene Techniken sind bekannt: die Laser-Display-Technologie (siehe unten) und die GLV-Technik Grating Light Valve. Streng genommen handelt es sich nicht um eine Projektion – Objektive dienen allein der Strahlaufweitung, nicht der Abbildung. Bei der in Gera und Jena entwickelten Laser-Display-Technologie (LDT) wird das Bild zeilenweise auf die Projektionsfläche geschrieben. Die Ablenkung erfolgt durch einen speziellen Scanner mit einem Facettenspiegel (Zeilenaufbau) und einem Kippspiegel (Zeilenvorschub). Der Laserstrahl wird zuvor moduliert, womit Helligkeit und Farbe jedes Bildpunktes definiert sind. Im Gegensatz zur GLV-Technologie wird der Speckle-Effekt des Lasers mit der LDT nahezu vollständig unterdrückt. Dazu wird der Laserstrahl im Picosekundenbereich gepulst. Gefährdungen durch den Laserstrahl werden durch die Kombination verschiedener Sicherheitstechniken ausgeschlossen.

Projektionssysteme der Laser-Display-Technologie sind im Einsatz für Flugsimulatoren und in Planetarien der Firma Zeiss. Hierbei wird eine gesamte Halbkugel mit vier Projektoren ausgeleuchtet (360° horizontal × 90° vertikal).

Vorteile

• nahezu beliebig geformte Projektionsflächen
• keine Fokussierung nötig
• sehr hoher Kontrast
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