Produkt: Professional System 01/2020 Digital
Professional System 01/2020 Digital
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Der LCD-Projektor Epson EB-L20000u im Langzeittest

Die Lang AG hat den Projektor im Rahmen eines Langzeittests untersucht und Helligkeitsabnahme sowie Farbabweichungen im zeitlichen Verlauf analysiert.

Epson L20000u Projektor
Der Epson EB-L20000u ist ein lichtstarker 3LCDProjektor mit Laser-Phosphor-Lichtquelle mit 20.000 lm Lichtleistung, der sich im Langzeittest bei der Lang AG beweisen musste. (Bild: Epson)

Inhalt:


Vor dem Hintergrund, dass LCD-Panels in Projektoren in der Vergangenheit schnell und sichtbar an Qualität einbüßten, hat die Lang AG aus Lindlar mit dem Epson EB-L20000u einen Dauertest über rund fünf Monate durchgeführt. Der Projektor mit WUXGA-Auflösung in 3LCD-Technologie und 1,03″ großen LCD-Panels erzeugt mittels Laser-Phosphor-Lichtquelle einen Lichtstrom von 20.000 lm und verfügt dabei über einen Flüssigkeits-Kühlkreislauf für die LCD-Panels.

Im Langzeittest sollte untersucht werden, wie sich Helligkeit und Farbdarstellung im Testverlauf ändern würden, insbesondere unter Einfluss der Laser-Phosphor-Lichtquelle des Projektors. Tatsächlich ist eine hohe Beanspruchung der LCD-Panels unter Verwendung von Quecksilberdampf-Lampen, also UHP-Lichtquellen (Ultra High Pressure), bekannt. Ursächlich für entstehende Farbabweichungen ist u. a. der hohe UV-Anteil im Lichtspektrum der UHP-Lampen, der die bildgebenden LCD-Panels mit steigender Laufzeit verändert. Da aber bei aktuellen LCD-Projektoren mit Laser-Phosphor-Lichtquellen keine nennenswerten UV-Anteile im Spektrum existieren, entfällt die zerstörende UV-Belastung.

Allerdings ist bei LCD-Projektoren auch die möglichst geringe thermische Belastung der LCD-Panels bedeutend für eine langfristig konstante Bildqualität. Die thermische Belastung von LCD-Panels steigt dabei in Abhängigkeit zunehmender dunkler Bildanteile durch die einhergehende steigende Wärmeabsorption im LCD-Panel. Bei der Wiedergabe von Weißwerten dagegen steigt die Transmission des LCD-Panels, und die thermische Belastung sinkt. Somit sind Testergebnisse, bei denen ausschließlich weiße oder sehr helle Testbilder zugespielt werden, nicht aussagekräftig für den Langzeiteinsatz.

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Der Epson EB-L20000u im Stresstest

Drei Stunden Weiß, eine Stunde Schwarz und eine Stunde Grau, und das rund um die Uhr über fast fünf Monate, war der definierte Zuspielzyklus für den Projektor. „Für unseren verhältnismäßig einfachen Testaufbau spielten wir aus einem Rechner über das DVI-Signal keinen ausgewählten Content zu, sondern einfach homogene Flächen mit den Helligkeitswerten Maximalweiß, Grau mit 127/255 und Schwarz und projizierten diese über den Projektor in einer Endlosschleife“, erläutert Sylvain Gorgette, Product Manager Projectors, bei der Lang AG und verantwortlich für den Versuchsaufbau und die Durchführung.

Projizierung von Helligkeitstönen
Im Langzeittest wurden 24/7 verschiedene Helligkeitstöne projiziert. Wöchentlich wurden Helligkeit, Farbtemperatur und Farbkoordinaten gemessen. (Bild: Lang AG)

Die Testdauer wurde mit 3.200 Stunden Dauerbetrieb ohne Unterbrechung angesetzt. „Dieser Dauerbetrieb entspricht etwa einer Normalnutzung über 20.000 Stunden mit einem täglichen mehrstündigen Einsatz“, erklärt Sylvain Gorgette. Herstellerseitig wird der Installations-Projektor mit einer beachtlichen Standard-Garantie über fünf Jahre bzw. maximal 20.000 Betriebsstunden angegeben.

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Der Testaufbau

Im Messaufbau bei der Lang AG wurden wöchentlich Messungen vorgenommen, also etwa alle 170 Stunden im laufenden 24/7-Dauerbetrieb über den gesamten Messzeitraum. Die Messreihen sollte einerseits die Veränderung von Helligkeit und Farbtemperatur und andererseits die „Colour Uniformity“, also die zeitliche Entwicklung der Farbgleichheit, untersuchen.

Verwendet wurden für die Helligkeitsmessungen gemäß der ANSI-Norm neun Messpunkte in einer Matrix mit 3 × 3 Messpunkten auf der projizierten Bildfläche für die Ermittlung der Beleuchtungsstärke an diesen Normpositionen. Eingesetzt wurde dazu das Spektrophotometer Konica Minolta CL500a.

Spektrophotometer
Alle Messwerte wurden mit dem Spektrophotometer CL500a von Konica Minolta ermittelt. (Bild: Lang AG)

Sylvain Gorgette erklärt die Vorteile dieses Messverfahrens: „Das Gerät misst das Licht, das von dem Projektor kommt, und nicht das Licht, das die Bildwand reflektiert. So verhindern wir Einflüsse durch zusätzliche Faktoren, wie Reflexion.“

Parallel wurden über den gesamten Testzeitraum auch Farbmesswerte genommen. Die Colour Uniformity wurde – in Ermangelung von Normungen – nach Empfehlungen von ICDM (International Commitee for Display Metrology) gemessen. Hierbei kam eine Fünfpunktmessung mit einem Messpunkt in der Mitte und vier Messpunkten in den Ecken zum Einsatz.

Ermittlung der Farbkoordinaten
Die Farbhomogenität wurde mit den Farbkoordinaten u’v‘ im CIE 1976-Farbraum ermittelt
und das jeweils für die zugespielten homogenen Bildflächen in Weiß, Mittelgrau, Dunkelgrau
und Schwarz.
(Bild: Lang AG)

Die Eckmesspunkte befanden sich jeweils im 10 %-Abstand von Bildbreite und -höhe der korrespondierenden Bildecken entfernt. Auch diese Werte wurden mit dem Spektrophotometer Konica Minolta LC500a genommen. Sylvain Gorgette erläutert die Messreihe: „Das Gerät misst die Helligkeit, die Farbkoordinaten (also x,y oder u’v’) und das Spektrum, also Wellenlänge und Energie.“ Für die spätere Auswertung verwendete er die u’v’-Koordinaten von den fünf definierten Messpunkten auf der Bildebene. Diese Messung wurde bei verschiedenen projizierten homogenen Bildflächen ermittelt: Weiß, die Grauwerte 127/255 und 40/255 sowie Schwarz.

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Die Messergebnisse

Über die Zeit des Dauertests nahm die Helligkeit erwartungsgemäß ab, allerdings stets innerhalb des zehnprozentigen Toleranzbereichs der Gerätespezifikation und mit einer linearen Helligkeitsabnahme. Der Vollständigkeit halber sei eine einzige Ausnahme hervorgehoben. Nach rund 200 Betriebsstunden zeigte sich ein negativer Helligkeits-Peak von kurzer Dauer: eine für neue LCD-Panels typische Erscheinung.

Diagramm Helligkeitsentwicklung
Im Diagramm wird die tatsächliche Helligkeitsentwicklung des Projektors mit den Soll- und
Toleranzwerten dargestellt. Die rote Linie zeigt die erreichte Helligkeit, die sich stets
innerhalb der spezifizierten Toleranz befindet.
(Bild: Lang AG)

Am Ende der Messreihe, also nach 3.200 Betriebsstunden konnte in der Bildmitte eine Beleuchtungsstärke von 4.879 lx gemessen werden. Die Auswertung der anderen acht Messpunkte ergab, dass die Helligkeitsuniformität bei 89,0 % lag. Der errechnete Lichtstrom des Projektors lag bei 17.119 lm. Nach Gerätespezifikation hätte die „Resthelligkeit“ ca. 18.500 lm betragen sollen. So lag der Lichtstrom aber noch innerhalb der definierten zehnprozentigen Toleranz.

Die gemessene Farbtemperatur lag nach 75 Betriebsstunden bei 7.782 K, nach 1.500 Stunden bei 7.985 K und am Ende nach 3.200 Stunden bei 7.717 K.

Diagramm Farbhomogenität
Die Farbhomogenität bei weißer Zuspielung war auch nach
3.200 Stunden Betriebsdauer sehr hoch.
(Bild: Lang AG)

Bei der Farbhomogenität muss unterschieden werden nach der Helligkeit der Zuspielung. Hier wurden Weiß, die beiden Grautöne und das Schwarz jeweils für sich betrachtet. Aus den Farbkoordinaten u’v’ im CIE-1976- Farbraum geht für das Weiß hervor, dass sich die Farbhomogenität von anfangs Du’v’ mit 0,00494 auf 0,00396 noch leicht verbessert hat. Diese Tendenzen zeigen sich auch bei den beiden unterschiedlich hellen Grautönen (127/255 und 40/255).

Diagramm Farbhomogenität bei Schwarzzuspiel
Geringer fiel nach 3.200 Stunden Betriebsdauer die Farbhomogenität
bei Zuspielung von Schwarz aus. Diese ist
aber grundsätzlich im Schwarz viel schwieriger zu erreichen.
(Bild: Lang AG)

Für Schwarz ergaben sich erkennbar niedrigere Werte mit einer Farbhomogenität von anfangs 0,03628 bis hin zu 0,04198 nach 3.200 Betriebsstunden. Auffällig war auch, dass die Farbtemperatur bei der Zuspielung von Schwarz mit 11.400 K bis hin zu 11.794 K deutlich höher ausfiel.

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„Wir waren überrascht, dass dieses kleine Panel das klaglos überstanden hat.“

So lautet das Resümee von Markus Ries, Director Projectors bei der Lang AG. Der Epson EB-L20000u ist der erste LCD-Projektor, der über eine derartige Lichtleistung verfügt und das bei vergleichsweise kleinen LCD-Panels. So scheint das Zusammenspiel mit der Laser-Phosphor-Lichtquelle für einen guten und stabilen Langzeitbetrieb zu sorgen.

Der Kühlkreislauf des Projektors leitet die Wärme der LCD-Panels auch im Langzeitbetrieb offensichtlich gut genug ab, so dass es trotz des „Stressprogramms“ mit einer vierzigprozentigen Zuspielung von wärmeabsorbierenden Grau- und Schwarzwerten nicht zu gravierenden Ergebnissen kam.

Lichtleistung und Farbgleichheit des Epson EB-L20000u, so hat der Test gezeigt, liefern sehr gute Langzeitergebnisse. Lediglich die Colour Uniformity bei Schwarz ergab erkennbar niedrigere Werte. Dazu erklärt Markus Ries: „Die Farbhomogenität im Schwarz ist viel schwieriger zu er reichen. Hier sind bei Herstellern durchaus auch Werte von 25 % bekannt. Mit dem erreichten Testergebnis kann sich die LCD-Technologie bei Verwendung UV-armer Lichtquellen von alten Vorbehalten lösen.

Vergleiche mit DLP-Projektoren bei ähnlicher Lichtleistung und vergleichbarer Panel-Größe (z. B. 0,96″) bieten sich an. Der Langzeittest des Epson EB-L20000u 3LCD-Projektors zeigt, dass sich die Technologie für Installationen empfiehlt. Die Helligkeitsabnahme ist über die Zeit eher gering, die Farben sind im zeitlichen Verlauf stabil. Der hohe Lichtstrom mit 20.000 lm dürfte in vielen Installationen ausreichend sein.

Dabei ist der Stromverbrauch auch von Vorteil: „Der Projektor hat weniger Stromverbrauch als ein 1-Chip-DLPProjektor und liefert bessere Bildergebnisse“, so Sylvain Gorgette. Für Installationen auch von Vorteil: Mit der Lichtquelle Laser-Phosphor kann der Projektor schnell ein- und ausgeschaltet werden. Er kann beliebig im Raum angeordnet werden und die Lüftung ist leise. Da der LCD-Block und die Lichteinheit verkapselt ist, verringert sich auch der Wartungsaufwand.

Und wer bei Installationen eine höhere Lichtleistung benötigt, kann in Kürze auf den Epson EB-L30000u zurückgreifen, der mit identischer Technologie aber mit größeren 1,43″-LCD-Panels arbeitet. Auch bei diesem Projektoren- Typ kann davon ausgegangen werden, dass er ähnlich gute Werte beim Langzeiteinsatz erreichen wird. Mit dem Projektor Epson EB-L25000u hatte die Lang AG seinerzeit ebenfalls Langzeittests durchgeführt.

Abschließend stellt Sylvain Gorgette fest: „Für den Epson EB-L30000u kann sogar eine Verbesserung der Effizienz der Lichtquelle festgestellt werden. Er verbraucht weniger Strom als der EB-L25000u.“

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