Produkt: Professional System 06/2019
Professional System 06/2019
AV-Technik für Collaboration & Education +++ Markt: Managed Service in der Praxis +++ Audiotest: Aktives Subwoofer-Satelliten-System Audac SONA 2.3 +++ Medientechnik: Standardisierte Konferenzräume bei EY +++ Digital Signage: Samsung Discovery Day 2019 +++ AV-Basics: USB-C – AV-Übertragungsstandard der Zukunft? +++ Architekturlicht: Licht für Lernräume

Welche Lichtquellen gibt es in der Projektion?

Bei den Projektoren kommen immer mehr Modelle mit LED- oder Laser-Lichtquellen auf den Markt. Einige Hersteller bieten nur noch neue Geräte mit solchen Systemen an – kommt die herkömmliche Lampen-Technologien aus der Mode? Im folgenden Grundlagenbeitrag zeigt PROFESSIONAL SYSTEM Autor Sven Schuhen auf, welche Vorteile die neuen Technologien bereithalten und warum es nach wie vor eine Daseinsberechtigung für klassische Lampen-Projektoren gibt.

Projektoren
Projektion im Deep Space 8K, Ars Electronica Center in Linz, Österreich (Bild: Tom Mesic)

 

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Inhalt dieses Grundlagenartikels:


Um die Lampen-Technologien besser zu verstehen, begeben wir uns zunächst auf eine Zeitreise zu den Anfängen der Großbildprojektion. Zu Wort kommen dabei Medientechnik-Experten wie Uwe Röddinger, der bereits 1978 mit Röhrenprojektoren zu tun hatte und seit 1992 bei der Firma Comm-Tec tätig ist, sowie Stefan Herzhoff, seit 1991 bei der LANG Ag tätig, der dort den Übergang von Röhrenprojektoren zu den ersten LCD-Projektoren begleitete. Wir starten unsere Zeitreise bei den sogenannten ILA-Projektoren.

Rückblick:

ILA-Projektoren

Bis in die späten 30er-Jahre konnten große Bilder nur als Standbild oder über entsprechende Filmrollen wie Zelluloid als bewegte Bilder projiziert werden. Eine Wiedergabe elektrischer Signale war bis zu diesem Zeitpunkt noch nicht möglich. Die Wende kam mit Erfindung der ILA- oder auch Lichtventil-Projektoren. Hierbei wurde über eine 4,2 kW Xenon-Gasentladungslampe mit hoher Leistung Licht zunächst durch dichroitische Filter in seine drei Grundfarben Rot, Grün, Blau aufgesplittet und auf jeweils einen Hohlspiegel geleitet.

Eidophor
Der legendäre Eidophor zählt zu den ILA Projektoren. (Bild: eidophorblog.wordpress.com)

Dieser war mit einem Ölfilm versehen, der mit einem Elektronenstrahl aus einer Kathodenstrahlröhre (in einem ausgeklügelten System) zur Modulation und Lenkung des Strahls zeilenweise beschrieben wurde. Das Muster des Ölfilms sorgte dann für die unterschiedliche Brechung der Belichtung durch die Xenon- Lampe, welche durch die Optik auf eine Leinwand projiziert werden konnte. Solche ILA-Projektoren konnten schon damals bis zu 7.000 Lumen Helligkeit aufweisen. Entsprechende Geräte waren jedoch mehrere hundert Kilogramm schwer, mit über 2 x 1 x 1 m³ sehr sperrig und unglaublich teuer, wurden aber noch bis in die späten 1980er-Jahre genutzt. Später wurde das Beschreiben des Ölfilms durch Halbleiterchips ersetzt.

CRT-Projektoren

Das Zeitalter der massentauglichen Videoprojektoren begann jedoch mit den sogenannten Röhrenprojektoren (CRT-Projektoren). Hier wurden auch wieder spezielle Kathodenstrahlröhren zur Bildgebung verwendet. Für jede Grundfarbe wird hierbei eine separate Röhre genutzt, die mit getrennten Objektiven wieder aufeinandergelegt werden. Um eine ausreichende Helligkeit zu erreichen, mussten die Röhren am Maximum betrieben werden, was eine aufwendige Kühlung bedeutete. Darüber hinaus erforderte das Übereinanderlegen der drei Farben mit ihren drei Objektiven eine aufwendige Frequenz- und Konvergenzeinstellung. Es gab später auch Röhrenprojektoren mit Kreuzspiegeloptik, die mit einem einzigen Objektiv arbeiteten und somit die Konvergenzeinstellung mit Einbußen bei der Bildqualität überflüssig machten. Elektromagnetisch (EM) fokussierende Projektoren konnten sehr scharfe Bilder erzeugen, allerdings waren für flächig scharfe Bilder auch gewölbte Leinwände nötig.

Röhrenprojektor „Marquee 8500“ von Elektrohome (heute Christie)
Röhrenprojektor „Marquee 8500“ von Elektrohome (heute Christie) mit 8″ EMF. Das Modell lieferte 225 Lumen und wog 66 kg. (Bild: Christie)

Weil die Röhren das Bild erzeugen und keine Lochmaske existiert, sind keine Bildpunkte sichtbar, und die Auflösung eines Projektors ist rein von der Größe der Röhren abhängig – gängig waren hier 6″, 8″ und 9″. Zudem haben Röhrenprojektoren kaum Verzögerung zwischen Bildzuspielung und Bildwiedergabe, so dass sie zuletzt vor allem in hochauflösenden Simulatoren und High-End-Heimkinos eingesetzt wurden. Wegen hoher Herstellungskosten werden heutzutage keine neuen Geräte mehr produziert, und sie sind auch gebraucht noch sehr teuer. Haupteinsatzgebiet waren seinerzeit somit hauptsächlich Schulungsräume oder wichtige Tagesveranstaltungen wie Seminare. Aufgrund der geringen Helligkeit – zunächst um 600, später auch um die 1.500 Lumen – konnten die Geräte jedoch nur in abgedunkelten Räumen eingesetzt werden.

Schema einer 3-Chip-LCD-Projektion
Schema einer 3-Chip-LCD-Projektion (Bild: Epson)

Röhrenprojektoren waren für die Bespielung von Leinwandgrößen von maximal 100″ ausgelegt – nur durch spezielle Optiken konnte hier getrickst werden, um ein größeres Bild zu erzielen. Stefan Herzhoff beschreibt die aufwendige Justage der Projektoren als sehr mühselig – erst durch spätere Modelle sei mithilfe von Fernbedienungen Bildjustage in 45 Minuten möglich gewesen.

Als in den 90ern vermehrt digitale Computer- Signale aufkamen, ließen sich diese von Röhrenprojektoren nur nach aufwendigen Änderungen darstellen. So wurden Röhrenprojektoren Mitte der 90er durch die neu aufkommenden LCD-Projektoren abgelöst, die vor allem auch durch ihre höhere Helligkeit von 2.000 Lumen und mehr punkten konnten. Nur einige Heimkino-Enthusiasten schwören heute noch auf Röhrenprojektoren.

Lampenbasierte Projektoren

LCD-Projektoren

Heutzutage dominierten bisher vor allem Projektoren mit Entladungslampen den Markt. Den Anfang machten hierbei Anfang der 90er LCD-Projektoren, bei denen die Lampe polarisiertes Licht über Mikrolinsen und Farbfilter auf einen LCD-Chip (oder drei Chips) strahlt und damit das auf dem Chip dargestellte Bild über eine Optik projiziert.

Projektoren älterer Bauart hatten vor allem mit Hotspots, also ungleichmäßiger Helligkeitsverteilung des Bildes zu einem Maximum im Bildmittelpunkt, zu kämpfen. Gerade am Anfang waren Pixelausfälle auf den LCD-Chips verbreitet, da thermische Belastung und allgemein das frühe Stadium der Entwicklung der Technik noch Probleme bereiteten. Zudem war die Auflösung der ersten Modelle begrenzt, erkennbar an einer deutlichen Pixelstruktur.

Schema der 1-Chip-DLP-Projektion
Schema der 1-Chip-DLP-Projektion (Bild: Texas Instruments)

LCD-Projektoren galten am Anfang als nicht sonderlich kontrastreich, da selbst bei einem schwarz geschalteten Pixel noch Restlicht durchdrang. Allerdings waren sie deutlich schneller in Betrieb zu nehmen als die Vorgänger Röhrenprojektoren, da keinerlei aufwendige Konvergenzeinstellungen nötig waren.

Schon frühe Modelle waren verhältnismäßig kompakt und leicht und konnten nun auch mobil betrieben werden. Als großer Vorteil erweisen sich auch Modelle mit Wechselobjektiven, mit denen nun verschiedenste Bildgrößen und -abstände möglich waren. Nachteil der LCD-Chips bei Beleuchtung mit Entladungslampen waren die schnelle Alterung durch hohe Temperaturen und Verblassung durch UV-Strahlung, was ihrer Beliebtheit schnell einen Dämpfer verpasste, als andere Technologien auf den Markt kamen. Da LCD-Projektoren günstig zu produzieren sind, finden sich entsprechende Varianten vor allem unter den preiswerteren Vortrags- und Heimkino-Projektoren. Der japanische Elektronikkonzern Epson baut als einziger Hersteller seit jeher nur LCD-Projektoren und konnte sich in diesem Bereich, zumindest bei lampenbasierten Projektoren, als Marktführer etablieren.


BEISPIEL: LAMPENBASIERTER LCD-PROJEKTOR: EPSON EB-U05

Der EB-U05 gehört derzeit mit zu den beliebtesten portablen Standardprojektoren mit Lampentechnik für Bildungseinrichtungen, Seminarräume oder Videokonferenzen. Als 3-Chip- LCD-Projektor besitzt er eine gute Farbwiedergabe, und dank 3.400 Lumen Helligkeit kann man auf kleineren Leinwänden mit bis zu 2 m Breite noch ein erkennbares Bild projizieren. Mit einer Auflösung von 1.920 x 1.200 Pixeln lassen sich auch aktuelle HD-Inhalte gut wiedergeben. Belichtet werden die LCD-Chips von einer 210W UHE-Lampe, die eine Lebensdauer von 6.000 Stunden im Normalbetrieb aufweist. Mit gerade einmal 2,6 kg ist der Projektor sehr leicht und handlich.

Epson EB-U05, portabler 3-Chip- LCD-Lampenprojektor
Epson EB-U05, portabler 3-Chip-LCD-Lampenprojektor (Bild: Epson)

DLP-Projektoren

Mit der fortlaufenden Entwicklung von Lampenprojektoren kam die DLP-Technologie hervor. Hierbei wird ein Chip mit vielen winzigen Spiegeln (DMD – Digital Micromirror Device) beleuchtet. Die Helligkeit wird über die Dauer der Beleuchtung geregelt. Bei 1-Chip-Varianten sorgt ein sehr schnell rotierendes Farbrad für die Farbgebung; bei 3-Chip-Modellen teilen dichroitische Filter. Für schwarze Bildpunkte wird der zugehörige Mikrospiegel auf eine absorbierende Fläche ausgerichtet.

Aktuell wird vor allem über verbesserte Farbräder für eine genauere Farbdarstellung und effektivere Lichtausbeute gesorgt. Das Farbrad sorgt allerdings auch für einen Regenbogeneffekt bei schnellen Bewegungen. Daher kommen ab einem bestimmten Qualitätsanspruch hauptsächlich 3-Chip-DLP-Projektoren zum Einsatz.

D-ILA-Projektoren (LCoS)

Auch die in den frühen Lichtventilprojektoren zum Einsatz gekommene ILA-Technologie hat eine Renaissance erfahren: Ihre Weiterentwicklung, die D-ILA-Technologie, hat sich heutzutage als weiterer Standard für Projektionsverfahren bei Lampenprojektoren durchgesetzt. Wie bei späteren ILA-Projektoren funktioniert bei D-ILA die Bildgebung ebenfalls durch Reflexion auf einem LCD-Display. Doch heutzutage sind auch 1-Chip-Lösungen mit Farbfiltern möglich.

D-ILA-Projektoren zeichnen sich durch eine sehr hohe Auflösung aus. Das von der Lichtquelle emittierte Licht geht nicht – wie beim LCD-Projektor – durch das LCD hindurch, sondern wird vom LCD reflektiert. Dadurch ist der Chip besser kühlbar, und somit ist die Alterung geringer. Die Konstruktion ist insgesamt aufwendiger, was Geräte mit dieser Technologie etwas größer, schwerer und auch teurer macht. Sony nennt die D-ILA-technologie LCoS (Liquid Crystal on Silicon) oder auch SXRD. Auch bei diesem dem LCD sehr ähnlichen Display-Chip wird das Licht nicht durchgelassen, sondern wie bei DLP und D-ILA reflektiert. Das LCoS-Display hat einen sehr hohen optischen Wirkungsgrad und kann daher bei gleicher Auflösung wie andere Displays deutlich kleiner ausfallen. Durch die Reflexion ist die Pixelstruktur auf der Projektionsfläche nicht erkennbar.

Die Entladungslampen dieser Projektoren weisen in der Regel zwischen 1.000 und 2.000 Betriebsstunden im normalen Modus und zwischen 3.000 und 4.500 Betriebsstunden im Energiesparmodus auf, bis die Lichtleistung auf 50 % abgesunken ist. Dabei haben Lampen als Projektionslichtquellen eine unstetige Leistungsverlustkurve, am Anfang sinkt die Lichtleistung schneller.


BEISPIEL: D-ILA PROJEKTOR CANON XEED WUX5800

Im Heimkino- und Großbildprojektoren- Bereich hat außer Sony vor allem Canon seine Nische im Bereich der D-ILA-Projektionstechnik gefunden. Mit dem XEED WUX5800 aus einer Serie für helle und hochauflösende Installationsprojektoren bietet Canon ein Gerät mit 3-Chip-LCoS-Display, 5.800 Lumen Helligkeit, 1.920 x 1.200 Pixeln WUXGA-Auflösung, motorbetriebenem Fokus, Zoom und Lens-Shift sowie Wechselobjektiven bei 13 kg Gewicht. Zur Serie gehören zwei weitere Lampenmodelle und drei Laser- Varianten. Als Besonderheit bietet der Projektor eine Randfokus-Einstellung in Verbindung mit Dome-Projektionen über entsprechende Weitwinkelobjektive.

Lampenbasierter 3-Chip-LCoS Projektor Canon XEED WUX5800 (Bild: Canon)

Laser-Projektoren:

Historie

Tatsächlich es gab schon einen Laser-Projektor von etlichen Jahren: In den frühen 80ern machte der heute nicht mehr existente deutsche Elektronikhersteller Schneider mit einem Laserprojektor auf sich aufmerksam, der in mehreren Prototypen auf diversen Messen vorgestellt wurde, jedoch nie Produktionsreife erlangte. Noch bis in die frühen 2000er hat der Hersteller versucht, seine Systeme im Markt zu etablieren. Uwe Röddinger schwärmt, dass diese Projektoren unabhängig vom Abstand zur Leinwand jederzeit ein scharfes Bild erzeugten. Auf einem Papier kurz vor der Optik genauso wie auf Wolken im Nachthimmel. „Das war damals schon beeindruckend“, erklärt er und erinnert sich an die ausgefallenen Präsentationen auf diversen Messen. Anders als bei heutigen Laserprojektoren wurden damals die Laserstrahlen direkt zur zeilenweisen Bilderzeugung genutzt und nicht als Lichtquelle in Verbindung mit Phosphor.

Schematische Zeichnung des Schneider RGB-Lasers
Schematische Zeichnung des Schneider RGB-Lasers (Bild: Broschüre der Firma Schneider)

Mit Lichtleitern wurden die durch die Laser erzeugten Grundfarben dann ins optische System geleitet und zu einem einzigen Lichtbündel verbunden. Über Spiegel wurde anschließend jeder Bildpunkt zeilenweise mit hoher Geschwindigkeit auf die Leinwand geschrieben. Die Trägheit des Auges ließ das so erzeugte Bild als zusammenhängend und flimmerfrei erscheinen. Allerdings hatten diese Projektoren auch mit dem Speckle-Effekt zu kämpfen, dem typischen „Grisseln“ von Laserstrahlen auf Projektionsflächen. Dies konnte aufgrund von Interferenzeffekten zu einer verwaschenen Darstellung führen. 1997 erhielt der Erfinder dieser Projektionstechnik, Christhard Deter, den „Deutschen Zukunftspreis – Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation“. 2002 wurde die Lasersparte von Schneider durch Jenoptik übernommen.

Laser-Phosphor Technologie

Bei heutigen Laserlichtprojektionen wird überwiegend blaues Laserlicht verwendet. Es wird erzeugt durch mehrere Laserdioden, die auf so genannten Laserbänken angeordnet sind. Das Licht wird auf ein Phosphor-Rad geleitet, um mit dem diffus transmittierten Licht anschließend das Display zu beleuchten.


BEISPIEL LASER-PHOSPHOR: BENQ LH890UST

Um beispielsweise in Bildungseinrichtungen und größeren Konferenzräumen bei interaktiven Präsentationen nicht ständig im projizierten Bild zu stehen oder aufwendige Rückprojektionen zu realisieren, setzen viele Hersteller nun auf Ultra-Kurzdistanz Projektoren, bei denen wenige Zentimeter Abstand zur Bildfläche genügen, um ein ausreichend großes Bild zu projizieren. So hat BenQ mit dem LH890UST einen Full HD DLP-Laser Projektor mit 4.000 Lumen Helligkeit im Programm. Bis zu 105″ Bilddiagonale können hier optimal dargestellt werden.

Der Ultra-Kurzdistanzprojektor BenQ LH890UST
Der Ultra Kurzdistanzprojektor BenQ LH890UST (Bild: BenQ)

Der Laser ist hierbei gegen Staub abgedichtet, und das Farbrad verfügt über eine staubabweisende Technik, um die Lebensdauer und die Performance des Gerätes zu erhöhen. Eine Einbindung in die gängigsten Mediensteuerungen ist möglich. Als Zubehör ist ein Präsentationskit erhältlich, mit dem bis zu vier Personen Anmerkungen oder Skizzen in die aktuelle Projektion auf jeder beliebigen ebenen Oberfläche einfügen können. Auch Multitouch-Anwendungen sind mit dem BenQ Projektor möglich.


BEISPIEL LASER-PHOSPHOR: HITACHI LP-TW4001

Mit dem 3LCD-Laser Kurzdistanz-Projektor LP-TW4001 hat Hitachi Anfang dieses Jahres auf der ISE in Amsterdam einen „Best of ISE“-Award gewonnen. Mit 4.200 Lumen Helligkeit bei bis zu 130″ Bildschirmdiagonale mit WXGAAuflösung und motorischem Focus ist der Projektor für digitale Klassenzimmer oder Konferenzräume gerüstet; die Starboard Interactive Software und zwei digitale Stifte werden mitgeliefert. Das Gerät ist mit allen gängigen Mediensteuerungen kompatibel und hat neben der für Laser üblichen 20.000 Betriebsstunden bis 50 % Helligkeit noch einen Long Life Mode für bis zu 50.000 Betriebsstunden. Mit 28 dB im Betrieb eignet er sich auch in lautstärkekritischen Umgebungen.

3LCD-Laser Kurzdistanz-Projektor LPTW4001 von Hitachi
3LCD-Laser Kurzdistanz-Projektor LPTW4001 von Hitachi (Bild: Hitachi)

Die Laser-Phosphor-Lichtquelle kann analog zu Lampen für alle Projektionstechnologien (LCD, DLP und D-ILA) eingesetzt werden. Gerade die Verwendung mit LCD-Chips lebt durch die Laser-Phosphor-Technik wieder neu auf, da mit der Wahl der Wellenlänge des Laserlichts UV-Anteile vermieden werden können, die den LCD-Chip sonst zu schnell altern ließen. Beim Laser-Phosphor kann über das Phosphor-Rad aber auch gelbes Licht erzeugt werden, woraus dann die beiden Grundfarben rot und grün gefiltert werden, um schließlich mit dem durch eine Diffusor-Scheibe gestreuten blauen Licht des Lasers für die Beleuchtung des Chips zu sorgen. In der 3-Chip-Variante geschieht dies dementsprechend für alle drei Grundfarben separat. Da rotes Licht in diesen Technologien meist am schwächsten abgebildet werden kann, nutzen einige Hersteller wie zum Beispiel Christie mit ihrer „Bold Color Technologie“ einen zusätzlichen roten Laser. In Verbindung mit einem speziellen optischen Systemdesign und aufwendigem Videoprozessing lassen sich so höhere Farbwiedergaben und Farbsättigung als bei klassischen Lampenprojektoren erreichen. Aber auch ohne roten Zusatzlaser erreichen Laser-Phosphor-Projektoren den sRGB und Rec.709 Farbraum – und das häufig sogar bei voller Helligkeit.


BEISPIEL LASER-PHOSPHOR: NEC PX1005QL

Der 4K-1-Chip-DLP Laser-Phosphor- Projektor von NEC verspricht pixelfreie Bilder in Kinoqualität. Auch dieser Projektor ist gekapselt und wird somit wartungsfrei betrieben. In der Festinstallation ist der Projektor z. B. für Hochschulen und größere Tagungsräume in Unternehmen oder Kongresszentren geeignet.

Der 1-Chip-DLP NEC PX1005GL mit Laser- Phosphor-Lichtquelle
Der 1-Chip-DLP NEC PX1005GL mit Laser-Phosphor-Lichtquelle (Bild: NEC)

Nach herstellerübergreifender Meinung weisen Laser-Phosphor-Projektionssysteme erst bei 20.000 Betriebsstunden eine 50 % verminderte Lichtleistung auf, die sehr konstant abfällt. Einige Fachleute bemängeln jedoch, dass es sich hierbei um theoretisch berechnete bzw. interpolierte Werte handelt und bisher keine entsprechenden Langzeiterfahrungen bestehen. Doch sollte sich diese Betriebsdauer in der Praxis bestätigen, wäre quasi während der gesamten Lebensdauer eines durchschnittlichen Projektors kein Tausch der Lichtquelle mehr nötig.

Schema einer LED-1-Chip-DLP-Laserprojektion
Schema einer LED-1-Chip-DLP-Laserprojektion (Bild: Texas Instruments)

Da viele Hersteller ihre Lasersysteme und die Optik kapseln und zusätzlich in vielen Fällen auch Flüssigkeitskühlung angewandt wird, kann auf Luftfilter verzichtet werden, die in den meisten lampenbasierten Geräten sonst in festen Abständen gereinigt oder getauscht werden müssen. Dies macht solche Geräte ideal für Projektionsorte, die nur schwer zu erreichen sind. Auch die Energieaufnahme von Projektoren mit Laserlichtquellen ist geringer als die von Lampentechnologien mit gleicher Helligkeit.

Casio war einer der ersten Pioniere mit Laser-Phosphor- und Hybrid-Systemen.
Casio war einer der ersten Pioniere mit Laser-Phosphor- und Hybrid-Systemen. (Bild: Casio)

RGB-Laser

RGB-Laserprojektoren sind eigentlich eine Weiterentwicklung der von Schneider konzipierten Systeme. Allerdings wird zur Vermeidung der störenden „Speckles“ die Bildinformation nicht mehr direkt zeilenweise auf die Leinwand geschrieben. Stattdessen wird das Laserlicht der drei Grundfarben jeweils aufgeweitet und pro Farbe auf einen Chip geleitet – auch hier ist im Prinzip die verwendete Chip- Technologie unerheblich. Anschließend werden die drei erzeugten Bilder über ein Prisma zusammengeführt und durch die Optik projiziert.

Schema einer RGB-Laserprojektion in Kombination mit 3-Chip DLP
Schema einer RGB-Laserprojektion in Kombination mit
3-Chip DLP
(Bild: NEC)

Derzeit sind RGB-Lasersysteme leider immer noch groß und sperrig. Die Laserbänke sitzen in dicken, schaltschrankähnlichen Gehäusen und erzeugen für verschiedene Grundfarben das nötige Licht. Das optische System und die Laserbänke können auch in separaten Gehäusen getrennt voneinander aufgebaut und mit Glasfasern verbunden werden. RGB-Laserprojektoren sind bisher die einzigen Projektoren, die den Rec.2020-Farbraum abdecken können. Derzeit arbeiten einige Hersteller an kompakteren Laser-Projektoren. Aktuelle Geräte besitzen einen Helligkeitsverlust von 15 % über 30.000 Stunden und sind mit äußerst wenig Verschleiß behaftet.

LED-Projektoren

LED-Projektoren findet man hauptsächlich im Bereich geringer Lichtleistung. Die Projektoren zeichnen sich durch besonders kompakte Abmessungen und geringes Gewicht aus. Bisher eignet sich diese Technologie nicht für Lichtstärken über 1.500 Lumen. Mit der hohen Energieeffizienz von LEDs sinkt die benötigte Kühlleistung bei gleicher Lampenleistung, was LED-Projektoren sehr kompakt werden lässt. Teilweise kann die Kühlung auch passiv ausfallen, was die Geräte damit praktisch lautlos macht. Durch den geringen Energiebedarf können LED-Projektoren sogar mit Akku betrieben werden. Die Laufzeit von LEDs kann bis zu 20.000 und mehr Stunden betragen, bis die Lichtquelle auf 50 % Helligkeit abgefallen ist. Da oftmals RGB-LED-Engines in Verbindung mit 1-Chip-DLPs genutzt werden, bei denen je nach Bedarf die einzelnen Farben zu- oder abgeschaltet werden, fällt die Verwendung eines Farbrades weg. Ein Regenbogeneffekt wird hierbei leider dennoch verzeichnet, da die Farben nacheinander getaktet sind.

Hybrid-Projektoren

Bei der Hybrid-Bauweise werden Laser-Phosphor- Lichtquellen mit roten Hochleistungs- LEDs kombiniert und sollen so höhere Lichtleistung und eine bessere Farbwiedergabe erzielen. In der Praxis stellte sich aber schnell heraus, dass Hybrid-Lösungen hinter den Erwartungen blieben, so dass entsprechende Projektoren nur vereinzelt im Markt zu finden sind.

Entwicklung auf dem Markt

Der Projektionsmarkt macht bei Osram mittlerweile knapp 20 % aus, sagt Joachim Denz, Vice President und zuständig für Speciality Components & Modules beim deutschen Lampenhersteller aus Berlin. Die meisten LED-Engines in aktuellen Projektoren kommen aus seinen Werken. Nach Denz’ Aussage können LEDs in Projektoren aktuell sogar bis zu 3.000 Lumen eingesetzt werden. Zwar ist ein deutlicher Rückgang der Nachfrage nach Lampen für Projektoren vor allem bei hohen Intensitäten zu verzeichnen, jedoch stammt ein Großteil der in Projektoren verbauten Lasersysteme ebenfalls von Osram.

8K 3-Chip-DLP Laser-Phosphor-Projektor Insight Laser 8K von Digital Projection auf der Prolight + Sound 2018 – Foto: Sven Schuhen
8K 3-Chip-DLP Laser-Phosphor-Projektor Insight Laser 8K von Digital Projection auf der Prolight + Sound 2018 (Bild: Sven Schuhen)

Auch Panasonic sieht den Trend zu Laser- Phosphor-Projektoren und hat hier vor allem 3-Chip-DLP Geräte mit bis zu 30.000 Lumen im Portfolio. 1-Chip-DLP-Geräte findet man bei Panasonic mit bis zu 12.000 Lumen Lichtleistung. Das Thema LCD findet bei Panasonic im Bereich zwischen 5.500 und 7.500 Lumen ein Comeback. Denn Dank der fehlenden UV-Anteile im Licht haben diese Displays nun eine sehr viel höhere Lebenserwartung.

Bei NEC sind die neuen Laser-Phophor-Systeme auch eine Möglichkeit, das Thema LCD-Projektion wieder aufleben zu lassen. Entsprechende Geräte finden sich in der aktuellen Produktpalette. Thomas Walter, Section Manager für Strategic Product Marketing bei NEC, schwärmt vor allem über die Möglichkeit der Flüssigkeitskühlung bei Laser-Projektoren, die es dem Hersteller leicht macht, trotz kleiner Bauform die optischen Systeme vollständig zu kapseln und damit filterfrei und absolut wartungsarm werden zu lassen. NEC sei derzeit der einzige Hersteller mit gekapselten LCD-Laser-Projektoren. Laserprojektoren erführen derzeit eine deutlich höhere Nachfrage als Lampenprojektoren.

NEC hat LED-Projektoren bis 1.000 Lumen im Portfolio, bis 4.000 Lumen werden derzeit weiter Lampenprojektoren gebaut, und ab 5.000 Lumen werden die Geräte mit Laser-Phosphor-Lichtquellen ausgestattet. Je nach Anwendung gibt es 1-Chip-DLP- und -LCD oder 3-Chip-DLP- und -LCD-Varianten. Bei Projektoren ab 40.000 Lumen kommen Laser- Phosphor-Systeme zusätzlich mit rotem Laser zum Einsatz. Im Kinobereich entwickelt NEC auch bereits RGB-Laser-Projektoren.

Bei Digital Projection ist Laserprojektion auch ein großes Thema – der Hersteller kombiniert die Technologie mit der derzeit höchsten Bildauflösung: Als Erster seiner Art wurde 2018 auf den einschlägigen Messen der Insight Laser 8K als Vorseriengerät gezeigt. Das Modell besitzt eine Dual-Laser-Phosphor-Engine, die ein 3-Chip-DLP-System mit 25.000 Lumen beleuchtet. Der Projektor wurde für die Sportübertragungen bei Olympia 2020 entwickelt, die ebenfalls in 8K erfolgen sollen. Aber auch bei den anderen Projektoren im Portfolio hat Digital Projection Geräte mit Laser-Phosphor-Lichtquelle schon ab 4.700 Lumen Helligkeit im Programm.

Dass Projektoren mit Laserlichtquellen unmittelbar nach dem Einschalten sofort zu Verfügung stehen, freut auch Systemintegratoren und die entsprechenden Kunden im Bereich von Bildungseinrichtungen, Seminar- und Tagungsräumen. Präsentationen oder Videokonferenzen müssen somit nicht erst auf das Anlaufen des Projektionssystems warten.

Die lange Betriebsdauer von ca. 20.000 Stunden ist für den Einsatz in Museen und Ausstellungen oder auch für Werbung in Wartebereichen sehr interessant, denn dies ermöglicht einen 24/7-Betrieb ohne Einschränkungen. Lampenprojektoren weisen in vielen Fällen einen hohen UV-Anteil auf, der das optische System gerade bei langer Betriebsdauer nachhaltig belastet sowie Display, Spiegel und Linsen merklich altern lässt. Ein Nachteil, der dem Laser völlig fremd ist.

Im Bereich der RGB-Laserprojektoren ist der Anwendermarkt noch sehr verhalten. Fachleute äußern sich mehrheitlich dahin gehend, dass in diesen Systemen die Zukunft der Projektion liegen wird, aber nicht dazu, wann dies der Fall sein wird. In einigen großen Kinosälen ist RGBLaser mit Lichtleistungen zwischen 40.000 und 60.000 Lumen im Einsatz.

Erste kleinere Geräte sind in der Produktion und sollen in Kürze die normalen Kinosäle bespielen. Der übrige Markt muss sich wohl noch bis zum Ende des Jahres gedulden, um erste RGB-Laserprojektoren einsetzen zu können. Laut Markus Ries, Director LANG ACADEMY, ist der große Vorteil des Rec.2020-Farbraums auch gleichzeitig der größte Nachteil, denn es gibt derzeit noch gar keinen Content für die Zuspielung von Rec.2020-kompatiblen Inhalten, da die Postproduction derzeit noch viel zu aufwendig und teuer ist. Seiner Meinung nach liegt der Trend derzeit eher in der Projektion von HDR-Inhalten.

Chancen für lampenbasierte Projektoren

Lampenbasierte Projektionssysteme werden möglicherweise weiterhin ihre Daseinsberechtigung haben, z. B. dort, wo Projektoren nur wenige Betriebsstunden leisten müssen und daher das Budget vielleicht auch etwas geringer ausfällt. Hier sind die bewährten und technisch ausgereiften Geräte mit Entladungslampe nach wie vor erste Wahl. In Sachen Helligkeit, Kontrast und Farbumfang stehen sie den Laser-Projektoren in den meisten Fällen in nichts nach. Bei Geräten unter 10.000 Lumen amortisiert sich ein Laser-Projektor meist erst nach 20.000 Stunden gegenüber einem Lampen-Projektor, daher ist der höhere Anschaffungspreis bei wenig Nutzung nur schwer zu vertreten.

Viele Hersteller lampenbasierter Projektoren preisen mittlerweile die Möglichkeit an, dass ihre Projektoren 360° um jede Achse betrieben werden können. Andreas Voss, Regional Sales Manager bei Digital Projection, gibt allerdings zu bedenken, dass die Lampen nur für den waagerechten Betrieb konzipiert wurden und die Kathoden innerhalb der Lichtquelle somit ebenfalls einen waagerechten Lichtbogen erzeugen. Sollte der Lichtbogen nun im ungünstigsten Fall senkrecht verlaufen, würde die aufsteigende Hitze innerhalb der Lampe die nun oben sitzende Kathode schneller verbrennen und damit abnutzen. Dies habe einen deutlich schnelleren Verbrauch der Lampe und einen schnelleren Abfall der Intensität zur Folge.


(Aus Professional System 05/2018)

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Produkt: Professional System 06/2019
Professional System 06/2019
AV-Technik für Collaboration & Education +++ Markt: Managed Service in der Praxis +++ Audiotest: Aktives Subwoofer-Satelliten-System Audac SONA 2.3 +++ Medientechnik: Standardisierte Konferenzräume bei EY +++ Digital Signage: Samsung Discovery Day 2019 +++ AV-Basics: USB-C – AV-Übertragungsstandard der Zukunft? +++ Architekturlicht: Licht für Lernräume

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