Videoprojektoren bringen das Kinoerlebnis nach Hause mit der Fähigkeit, Bilder anzuzeigen, die viel größer sind als das, was die meisten Fernseher liefern können. Damit ein Videoprojektor jedoch mit optimaler Qualität arbeiten kann, muss er ein Bild liefern, das sowohl hell ist als auch einen breiten Farbbereich anzeigt. Um dies zu erreichen, wird eine leistungsstarke eingebaute Lichtquelle benötigt.
In den letzten Jahrzehnten wurden verschiedene Lichtquellentechnologien eingesetzt, wobei Laser die neuesten Technologien sind, die in die Arena eingetreten sind. Werfen wir einen Blick auf die Entwicklung der Lichtquellentechnologie, die in Laser-Videoprojektoren verwendet wird, und wie Laser das Spiel verändern.
Die Entwicklung von CRTs zu Lampen
Am Anfang verwendeten Videoprojektoren und Projektionsfernseher CRT-Technologie, die Sie sich als sehr kleine Fernsehbildröhren vorstellen können. Drei Röhren (rot, grün, blau) lieferten sowohl das benötigte Licht als auch die Bilddetails.
Jede Röhre wird unabhängig auf eine Leinwand projiziert. Um eine vollständige Farbpalette anzuzeigen, mussten die Röhren konvergiert werden. Dadurch fand die Farbmischung tatsächlich direkt auf der Leinwand statt und nicht im Beamer.
Das Problem mit Röhren war nicht nur die Notwendigkeit der Konvergenz, um die Integrität des projizierten Bildes zu bewahren, wenn eine Röhre verblasst oder ausfällt, sondern auch, dass alle drei Röhren ersetzt werden mussten, damit sie alle gleichzeitig Farbe projizierten Intensität. Die Röhren liefen auch sehr heiß und mussten mit einem speziellen Gel oder einer Flüssigkeit gekühlt werden. Um das Ganze abzurunden, verbrauchten sowohl CRT-Projektoren als auch Projektionsfernseher viel Strom.
Funktionsfähige CRT-basierte Projektoren sind heute sehr selten. Röhren wurden seitdem durch Lampen ersetzt, kombiniert mit speziellen Spiegeln oder Farbrädern, die das Licht in Rot, Grün und Blau aufteilen, und einem separaten "Bildgebungschip", der die Bilddetails liefert.
Je nach Art des verwendeten Imaging-Chips (LCD, LCOS oder DLP) muss das von der Lampe, den Spiegeln oder dem Farbrad kommende Licht den Imaging-Chip passieren oder von ihm reflektiert werden, was die erzeugt Bild, das Sie auf dem Bildschirm sehen.
Das Problem mit Lampen
LCD-, LCOS- und DLP-„Lampen-mit-Chip“-Projektoren sind ein großer Sprung gegenüber ihren CRT-basierten Vorgängern, insbesondere in Bezug auf die Lichtmenge, die sie abgeben können. Allerdings verschwenden Lampen immer noch viel Energie, wenn sie das gesamte Lichtspektrum abgeben, obwohl nur die Grundfarben Rot, Grün und Blau tatsächlich benötigt werden.
Obwohl nicht so schlimm wie CRTs, verbrauchen Lampen immer noch viel Strom und erzeugen Wärme, was die Verwendung eines möglicherweise lauten Lüfters erfordert, um die Dinge kühl zu h alten.
Auch wenn Sie einen Videoprojektor zum ersten Mal einsch alten, beginnt die Lampe zu verblassen und wird schließlich ausbrennen oder zu schwach werden (normalerweise nach 3.000 bis 5.000 Stunden). Sogar CRT-Projektionsröhren, so groß und unhandlich sie auch waren, hielten viel länger. Die kurze Lebensdauer von Lampen erfordert einen regelmäßigen Austausch gegen Aufpreis. Die heutige Nachfrage nach umweltfreundlichen Produkten (viele Projektorlampen enth alten auch Quecksilber) verlangt nach einer Alternative, die ihre Aufgabe besser erfüllen kann.
LED zur Rettung?
Eine Alternative zu Lampen sind LEDs (Light Emitting Diodes). LEDs sind viel kleiner als eine Lampe und können so eingestellt werden, dass sie nur eine Farbe (rot, grün oder blau) emittieren.
Durch ihre geringere Größe können Projektoren viel kompakter gebaut werden, sogar in etwas so Kleinem wie einem Smartphone. LEDs sind auch effizienter als Lampen, haben aber dennoch ein paar Schwächen.
- Erstens sind LEDs im Allgemeinen nicht so hell wie Lampen.
- Zweitens emittieren LEDs Licht nicht kohärent. Dies bedeutet, dass die Lichtstrahlen, wenn sie eine auf LED-Chips basierende Lichtquelle verlassen, dazu neigen, leicht zu streuen. Sie sind zwar präziser als eine Lampe, aber dennoch etwas ineffizient.
Ein Beispiel für einen Videoprojektor, der LEDs als Lichtquelle verwendet, ist der LG PF1500W.
Den Laser betreten
Um die Probleme von Lampen oder LEDs zu lösen, kann eine Laserlichtquelle verwendet werden. Laser steht für Light Amplification by Stimulated Emission von RStrahlung.
Laser werden seit etwa 1960 als Hilfsmittel in der medizinischen Chirurgie (z. B. LASIK), in Bildung und Wirtschaft in Form von Laserpointern und Entfernungsmessungen eingesetzt, und das Militär verwendet Laser in Leitsystemen und so weit wie möglich Waffen. Auch Laserdisc-, DVD-, Blu-ray-, Ultra HD Blu-ray- oder CD-Player verwenden Laser, um Pits auf einer Disc zu lesen, die Musik- oder Videoinh alte enthält.
Der Laser trifft auf den Videoprojektor
Bei Verwendung als Lichtquelle für Videoprojektoren bieten Laser mehrere Vorteile gegenüber Lampen und LEDs.
- Kohärenz: Laser lösen das Problem der Lichtstreuung, indem sie Licht kohärent emittieren. Da das Licht als ein einziger, dichter Strahl aus dem Laser austritt, bleibt die "Dicke" über Entfernungen erh alten, es sei denn, sie wird durch Passieren zusätzlicher Linsen verändert.
- Geringer Stromverbrauch: Da der Projektor genügend Licht zur Verfügung stellen muss, um ein Bild auf dem Bildschirm anzuzeigen, verbrauchen Lampen viel Strom. Da jedoch jeder Laser nur eine Farbe erzeugen muss (ähnlich einer LED), ist er effizienter.
- Output: Laser bieten eine erhöhte Lichtleistung bei geringerer Wärmeentwicklung. Dies ist besonders wichtig für HDR, das eine hohe Helligkeit für die volle Wirkung erfordert.
- Gamut/Sättigung: Laser bieten Unterstützung für breitere Farbskalen und präzisere Farbsättigung.
- Virtual Instant: Die Ein-/Aussch altzeit entspricht eher dem Ein- und Aussch alten eines Fernsehers.
- Lebensdauer: Mit Lasern können Sie mit 20.000 Betriebsstunden oder mehr rechnen, wodurch die Notwendigkeit eines regelmäßigen Lampenwechsels entfällt.
Genau wie bei "LED-Fernsehern" erzeugen die Laser in einem Projektor nicht die eigentlichen Details im Bild, sondern stellen die Lichtquelle bereit, die es Projektoren ermöglicht, Bilder mit vollem Farbbereich auf einer Leinwand anzuzeigen. Es ist jedoch einfacher, nur den Begriff „Laserprojektor“statt „DLP- oder LCD-Videoprojektor mit Laserlichtquelle“zu verwenden.
Mitsubishi LaserVue
Mitsubishi war das erste Unternehmen, das Laser in einem Videoprojektor-basierten Verbraucherprodukt verwendete. 2008 stellten sie den LaserVue-Rückprojektionsfernseher vor. Der LaserVue verwendete ein DLP-basiertes Projektionssystem in Kombination mit einer Laserlichtquelle. Leider hat Mitsubishi 2012 alle seine Rückprojektionsfernseher (einschließlich des LaserVue) eingestellt.
Der LaserVue-Fernseher verwendete drei Laser, jeweils einen für Rot, Grün und Blau. Die drei farbigen Lichtstrahlen wurden dann von einem DLP-DMD-Chip reflektiert, der das Bilddetail enthielt. Die resultierenden Bilder wurden dann auf dem Bildschirm angezeigt.
LaserVue-Fernseher boten eine hervorragende Lichtleistung, Farbgenauigkeit und Kontrast. Sie waren jedoch sehr teuer (ein 65-Zoll-Gerät kostete 7.000 US-Dollar) und obwohl sie schlanker als die meisten Rückprojektionsfernseher waren, waren sie immer noch sperriger als die damals erhältlichen Plasma- und LCD-Fernseher.
Konfigurationsbeispiele für Laserlichtquellen für Videoprojektoren
Die obigen Bilder und die folgenden Beschreibungen sind generisch; je nach Hersteller oder Anwendung kann es zu geringfügigen Abweichungen kommen.
Obwohl LaserVue-Fernseher nicht mehr erhältlich sind, wurden Laser für die Verwendung als Lichtquelle für herkömmliche Videoprojektoren in mehreren Konfigurationen angepasst.
RGB-Laser (DLP)
Diese Konfiguration ähnelt der des Mitsubishi LaserVue TV. Es gibt 3 Laser, einen, der rotes Licht aussendet, einen grünen und einen blauen. Das rote, grüne und blaue Licht wandert durch einen Entflecker, einen schmalen "Lichtleiter" und eine Linsen-/Prismen-/DMD-Chip-Baugruppe und aus dem Projektor heraus auf eine Leinwand.
RGB-Laser (LCD/LCOS)
Genau wie bei DLP gibt es 3 Laser, außer dass die drei RGB-Lichtstrahlen, anstatt von DMD-Chips reflektiert zu werden, entweder durch drei LCD-Chips geleitet oder von 3 LCOS-Chips (RGB) reflektiert werden, um das Bild zu erzeugen. Obwohl das 3-Laser-System derzeit in einigen kommerziellen Kinoprojektoren verwendet wird, wird es derzeit aus Kostengründen nicht in verbraucherbasierten DLP- oder LCD/LCOS-Projektoren verwendet. Es gibt eine weitere, kostengünstigere Alternative, die für den Einsatz in Projektoren beliebt ist: das Laser/Phosphor-System.
Laser/Phosphor (DLP)
Dieses System ist etwas komplizierter in Bezug auf die erforderliche Anzahl von Linsen und Spiegeln, die benötigt werden, um ein vollständiges Bild zu projizieren, aber durch die Reduzierung der Anzahl der Laser von 3 auf 1 werden die Implementierungskosten stark reduziert. Bei diesem System sendet ein einzelner Laser blaues Licht aus. Das blaue Licht wird dann zweigeteilt. Ein Strahl geht weiter durch den Rest der DLP-Lichtmaschine, während der andere auf ein rotierendes Rad trifft, das grüne und gelbe Leuchtstoffe enthält, die wiederum zwei grüne und gelbe Lichtstrahlen erzeugen.
Diese hinzugefügten Strahlen vereinen sich mit dem unberührten blauen Lichtstrahl, und alle drei passieren das Haupt-DLP-Farbrad, eine Linsen-/Prisma-Baugruppe, und werden vom DMD-Chip reflektiert, der die Bildinformationen zur Farbmischung hinzufügt. Das fertige Farbbild wird vom Projektor an einen Bildschirm gesendet. Ein DLP-Projektor mit Laser/Phosphor-Option ist der Viewsonic LS820.
Laser/Phosphor (LCD/LCOS)
Bei LCD/LCOS-Projektoren ist die Integration eines Laser-/Phosphor-Lichtsystems ähnlich wie bei DLP-Projektoren, mit der Ausnahme, dass anstelle einer DLP-DMD-Chip-/Farbrad-Baugruppe das Licht entweder durch 3 LCD-Chips geleitet wird oder von 3 LCOS-Chips reflektiert. Allerdings verwendet Epson eine Variante mit 2 Lasern, die beide blaues Licht aussenden.
Während das blaue Licht eines Lasers den Rest der Lichtmaschine passiert, trifft das blaue Licht des anderen Lasers auf ein gelbes Phosphorrad, das wiederum den blauen Lichtstrahl in einen roten und einen grünen Lichtstrahl aufteilt. Die neu erzeugten roten und grünen Lichtstrahlen vereinen sich dann mit dem noch intakten blauen Strahl und passieren den Rest der Light Engine. Ein LCD-Projektor von Epson, der einen dualen Laser in Kombination mit einem Leuchtstoff verwendet, ist der LS10500.
Laser/LED-Hybrid (DLP)
Eine weitere Variante, die hauptsächlich von Casio in einigen DLP-Projektoren verwendet wird, ist die Laser/LED-Hybridlichtmaschine. In dieser Konfiguration erzeugt eine LED das benötigte rote Licht, während ein Laser verwendet wird, um blaues Licht zu erzeugen. Ein Teil des blauen Lichtstrahls wird dann nach dem Auftreffen auf ein Phosphor-Farbrad in einen grünen Strahl aufgesp alten.
Die roten, grünen und blauen Lichtstrahlen passieren dann eine Kondensorlinse und werden von einem DLP-DMD-Chip reflektiert, wodurch das Bild vervollständigt wird, das dann auf eine Leinwand projiziert wird. Ein Casio-Projektor mit einer Laser/LED-Hybridlichtmaschine ist der XJ-F210WN.
Das Endergebnis
Laserprojektoren bieten die beste Kombination aus benötigtem Licht, Farbpräzision und Energieeffizienz für Kino- und Heimkinoanwendungen.
Lampenbasierte Projektoren dominieren immer noch, aber die Verwendung von LED-, LED/Laser- oder Laserlichtquellen nimmt zu. Laser werden derzeit in einer begrenzten Anzahl von Videoprojektoren verwendet, daher werden sie am teuersten sein. Die Preise reichen von 1.500 $ bis weit über 3.000 $, aber Sie müssen auch die Kosten für einen Bildschirm und in einigen Fällen für Objektive berücksichtigen.
Wenn die Verfügbarkeit steigt und die Leute mehr Einheiten kaufen, werden die Produktionskosten sinken, was zu günstigeren Laserprojektoren führt. Berücksichtigen Sie auch die Kosten für den Austausch von Lampen im Vergleich dazu, dass Sie Laser nicht ersetzen müssen.
Bei der Auswahl eines Videoprojektors – egal welche Art von Lichtquelle er verwendet – stellen Sie sicher, dass er zu Ihrer Betrachtungsumgebung, Ihrem Budget und Ihrem persönlichen Geschmack passt.
