LCD Beamer / Projektor

Flüssigkristallprojektoren (LCD = Liquid Crystal Display) arbeiten ähnlich wie Diaprojektoren, nutzen jedoch statt Dias eine oder mehrere transparente Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigen, die von Dünnfilmtransistoren gesteuert werden. Moderne Beamer verwenden die 3LCD-Technik, bei der drei separate LCD-Matrizen für jede Grundfarbe (Rot, Grün und Blau) eingesetzt werden. Diese Matritzen projizieren Bilder, die durch ein speziell angeordnetes Projektionssystem, bestehend aus Spiegeln, zu einem Gesamtbild zusammengefügt werden. 

Dies ermöglicht eine überlagernde Farbkomposition, im Gegensatz zur nebeneinanderliegenden Darstellung wie bei LCD-Monitoren. Hochwertige Geräte setzen auf eine optische Einheit mit vier separaten LC-Matrizen. 

Neben Rot, Grün und Blau wird eine zusätzliche Matrix für die detaillierte und lichtstarke Darstellung von Gelb verwendet. Diese Technik ermöglicht eine sehr hohe Lichtausbeute und einen guten Farbausgleich. Bei herkömmlichen Beamern mit nur drei LC-Matrizen zeigt sich oft ein Gelbstich in der Gründarstellung. Die Farbkorrektur führt meist zu einem deutlichen Helligkeitsverlust. 

Geräte mit nur einer Flüssigkristallanzeige stellen die drei Grundfarben wie bei LCD-Displays dar, wobei die Farben nebeneinander angeordnet sind. Dies führt aufgrund der reduzierten Auflösung zu einem weniger scharfen Bild.

LED Beamer / Projektor

 

Bei LED-Projektoren kommen LEDs, Leuchtdioden, als Lichtquelle zum Einsatz. Bildgebend war anfangs ein DLP-Element. 

Neuere Videoprojektoren setzen auch die LCD-Technik ein.

Da die Lichtleistung von Leuchtdioden insbesondere im Grünen zwischen 540 und 610 Nanometern Wellenlänge
nicht besonders hoch ist, gibt es hybride Produkte, bei denen das grüne Licht statt mit einer Leuchtdiode durch
eine Laserdiode erzeugt wird.

Vorteile

• LEDs haben 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

• 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-Beamern das notwendige Farbrad weg.

Nachteile

• Wegen der festen Auflösung des LCDs im Gerät ist die beste Qualität nur bei einer bestimmten Auflösung des Eingangssignals gegeben. Ansonsten ist eine qualitätsmindernde Skalierung nötig.

• Die Lichtleistung von LEDs ist zum Teil erheblich geringer als bei herkömmlichen Projektorlampen. Vor allem günstige Geräte besitzen teilweise nur ein Hundertstel der Lichtleistung herkömmlicher Projektoren.

• Ein permanenter Lichtstromrückgang der LEDs lässt das Bild stetig dunkler werden, und ein einfacher Wechsel des LED-Leuchtmittels ist nicht immer möglich. Eine mitunter eingesetzte adaptive Erhöhung des LED-Stroms kann diesen Helligkeitsverlust wieder ausgleichen.

• Auch ohne Farbrad kommt es bei den DLP-basierten Modellen zum Regenbogeneffekt, da die Grundfarben nacheinander projiziert werden.

Laser Beamer / Projektor

 

Bei diesen Beamern werden in der Regel ein oder drei Laser verwendet, um polychromatisches Licht zu erzeugen.

Als Lichtquelle dient ein blauer oder violetter Laser, der einen Leuchtstoff anregt. Häufig ist dieser Leuchtstoff auf einer rotierenden Scheibe aufgetragen, um die Kühlung zu ermöglichen oder zu vereinfachen und somit die thermische Zerstörung des Leuchtstoffes zu verhindern. Die im Strahlengang ortsfeste, meist weiß leuchtende Stelle des Leuchtstoffes kann dann als nicht-thermische Lichtquelle im Beleuchtungsstrahlengang eines Projektors verwendet werden. Solche Geräte gibt es seit gut 10 Jahren, auch für private Anwender, und diese zeichnen sich durch eine vergleichsweise lange Lebensdauer und geringen Wartungsbedarf aus.

Laser in drei Grundfarben

Geräte mit in der Helligkeit modulierten Lasern der Grundfarben Rot, Grün und Blau gibt es in verschiedenen Varianten:

• abgelenkte, modulierte Laserstrahlen

• die Beleuchtung eines LCD oder DLP mit modulierten Lasern.

Bei Letzterem wird das Farbrad eingespart und die Farben werden gesättigter dargestellt als bei weißen Lichtquellen. Streng genommen handelt es sich beim ersteren, nachfolgend beschriebenen Verfahren nicht um eine Projektion – Objektive dienen allein der Strahlaufweitung und Fokussierung, eine optische Abbildung eines Bildes findet nicht statt.

Zur Bildprojektion wird das Bild zeilenweise mit drei modulierten Lasern hoher Strahlqualität in den Grundfarben Rot, Grün und Blau simultan auf die Projektionsfläche (Leinwand) geschrieben. Die Ablenkung erfolgt durch einen Spiegelscanner mit einem Facettenspiegel (Zeilenaufbau) und einem Kippspiegel (Galvo, Zeilenvorschub). Die Laserstrahlen werden so moduliert, dass Helligkeit und Farbe jedes Bildpunktes definiert sind. Projektionssysteme dieser Art sind im Einsatz für Flugsimulatoren. Hier wird eine Halbkugel mit vier Projektoren ausgeleuchtet (360° horizontal × 90° vertikal).

Vorteile

• nahezu beliebig geformte Projektionsflächen

• keine Fokussierung nötig

• hoher Kontrast

• großer Gamut durch die Mischung reiner Grundfarben (RGB), also monochromatischen Lichts

Nachteile

• begrenzte Lichtstärke

• die Laserprojektoren sind klassifiziert als Laserklasse 3R (GLV) oder 4 (LDT), der Betrieb ist daher nur durch entsprechend ausgebildetes Personal erlaubt.

• tatsächliche Gefahr für die Augengesundheit bei Blick in den Strahlstrom bzw. durch direkt in das Auge gelenkte Strahlen