Projektionstechnologie im Vergleich

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1 Projektionstechnologie im Vergleich
Aktuelle Technologien zur Daten und Videoprojektion Günter Herberholz WS 02/03

2 Auswahlkriterien für den Projektoreinsatz
Auflösung Kontrast Helligkeit Gewicht Handling Farbwiedergabe Grundsätzliche prinzipbedingte Bildqualität Günter Herberholz WS 02/03

3 Helligkeit Die Helligkeit eines Projektors wird in Ansi-Lumen angegeben. Der Wert wird durch Messung von 9 Punkten ermittelt,die in der Mitte von 9 Rechtecken liegen in die die Leinwand aufgeteilt ist. Der Wert wird mit einem LUX-Meter ermittelt und auf die Fläche umgelegt. Der Wert lässt keinen Rückschluss auf die Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung zu. Günter Herberholz WS 02/03

4 Kontrast Das Kontrastverhältnis wird beschrieben durch den Zusammenhang zwischen der maximalen Helligkeit eines Bildpunktes und der minimalen. Das Verhältnis entspricht dem Kontrastverhältnis des Projektors. In diesem Zusammenhang ist auch noch wichtig welchen Schwarzwert der Projektor erreicht, welche minimale Helligkeit wiedergeben wird. Wenn der Schwarzwert zu hoch ist erscheint alles Grau. Günter Herberholz WS 02/03

5 Liquid Crystal Display Projektoren
LCD Projektoren Liquid Crystal Display Projektoren Günter Herberholz WS 02/03

6 Aufbau des LCD Panels Günter Herberholz WS 02/03

7 Funktionsweise eines 1Panel LCD Projektors
Das Licht der Lampe wird durch ein LCD Panel geschickt dem ein Farbfilter vorgeschaltet ist. Durch Mikrolinsen kann nicht nur die Lichtausbeute erhöht werden, sondern werden auch die Steuerleitungen auf dem Panel versteckt. Günter Herberholz WS 02/03

8 Funktionsweise eines 1Panel Projektors
Polarisation des Lichtes, da nur polarisiertes Licht das Panel durchdringen kann. Günter Herberholz WS 02/03

9 Funktionsweise eines 3 Panel LCD Projektors
Bei einem 3 Panel LCD Projektor wird das Licht in seine 3 Grundfarben durch dichroitische Filter zerlegt und dann jeweils durch ein Panel pro Farbe geleitet. Durch Spiegel wird dann das Bild vor dem projizieren wieder zusammen gesetzt. Es gibt 2 verschiedene Bauformen. Günter Herberholz WS 02/03

10 Funktionsshema mit Spiegeln und Kreuzspiegeloptik
3 Panel LCD Projektor Funktionsshema mit Spiegeln und Kreuzspiegeloptik Günter Herberholz WS 02/03

11 Kreuzspiegeloptik komplette Projektionseinheit Mit Lampe, Linsen, Panels und Kreuzspiegeloptik Günter Herberholz WS 02/03

12 Innenansicht eines 3Panelprojektors
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13 3 Panel LCD Projektor Aufbau mit dichroitischen Filtern und Spiegeln
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14 Nachteile von LCD Projektoren
Hot Spot (in der Mitte heller als am Rand) bei alten Projektoren. Pixel Ausfall, bei älteren Projektoren. Ein verpixeltes Bild, vor allem bei den etwas älteren Modellen. Die Kontrastdarstellung ist begrenzt Günter Herberholz WS 02/03

15 Vorteile von LCD Projektoren
Heller als Röhrenprojektoren. Eine sehr schnelle Inbetriebnahme ( keine Konvergenzeinstellung). Sehr leicht für Präsentationen. Einsatz von Vorsatz-Objektiven ist möglich Sehr großer Zoombereich. Günter Herberholz WS 02/03

16 3Chip LCD Projektor von Canon
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17 Technische Daten Maximal 3700 ANSI Lumen Helligkeit 3 1,3“ TFT´s
200W UHP Lampe XGA Auflösung Kontrastumfang 800:1 Günter Herberholz WS 02/03

18 Dynamic Light Processing
DLP Projektoren Dynamic Light Processing Günter Herberholz WS 02/03

19 DLP Technik allgemein Das Bild bei einem DLP Projektor wird über einen Spiegelchip ein sogenanntes DMD (Digital Multimirror Device) erzeugt. Abhängig von der Anzahl der DMD´s müssen für die Erzeugung eines Farbbildes ein Farbrad oder 3 dichroitische Filter eingesetzt werden. Die Helligkeit eines Punktes wird über die Dauer der Projektion bestimmt. Soll kein Licht projiziert werden, richtet der Spiegelchip sich auf eine schwarze Fläche aus. Günter Herberholz WS 02/03

20 1 Chip DLP Projektor und zugehöriges Farbrad
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21 2 Chip DLP Projektor mit zugehörigem Farbrad
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22 3 Chip DLP Projektor mit Prisma zur Farbteilung
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23 Spiegel eines DMD Chips unter dem Mikroskop DLP Chip mit XGA Auflösung
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24 Spezielles Farbrad zur Verbesserung der Farbdarstellung und der Lichtausbeute
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25 Farbzusammensetzung in Projektionssystemen aus den 3 Grundfarben.
Farbrad eines 1 Chip DLP Projektors mit Weißzone Günter Herberholz WS 02/03

26 Vorteile von DLP Projektoren
klein und leicht helles und flimmerfreies Bild relativ geringer Stromverbrauch natürliche Farben gute Schwarzdarstellung gutes Kontrastverhältnis fast unsichtbare Pixelstruktur variable Brennweite Günter Herberholz WS 02/03

27 Nachteile von DLP Projektoren
meist lauter Lüfter und Farbrad Regenbogeneffekt durch Farbrad Zur Zeit noch nicht mit sehr hohen Auflösungen verfügbar Günter Herberholz WS 02/03

28 3 Chip DLP Projektor von Christie
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29 Technische Daten Maximal 6 KW Xenon Lampe
Kontrastverhältnis maximal 1700:1 QXGA Auflösung Gewicht 177Kg Die Helligkeit entspricht einem Kinoprojektor Günter Herberholz WS 02/03

30 Röhren Projektoren (CRT Projektoren) Günter Herberholz WS 02/03

31 Funktionsweise eines Röhrenprojektors
Das Bild eines Röhrenprojektors wird durch drei einfarbige Kathodenstrahlröhren ohne Lochmaske aufgebaut. Damit eine genügend hohe Lichtleistung erreicht werden kann müssen die Röhren gekühlt werden. (Flüssigkeitskühlung) Da jede Röhre eine eigene Optik hat ist eine Konvergenzeinstellung nötig. Günter Herberholz WS 02/03

32 Funktionschema eines Röhrenprojektors
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33 Die Bildröhre eines CRT Projektors im Detail
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34 Röhrenprojektor von Elektrohome mit Kreuzspiegeloptik, daher ist keine Konvergenzeinstellung notwendig Wirklich gut ist das Bild nur mit einem Linedoubler wie hier rechts zu sehen Günter Herberholz WS 02/03

35 Nachteile der Röhrenbeamer:
Sehr groß und schwer. Nicht so einfach wie ein LCD oder DLP Beamer einzustellen. Nicht die hellsten Bilder und auch nicht das Beste weiß. Für Computer-Projektion nicht sehr gut geeignet. Günter Herberholz WS 02/03

36 Vorteile der Röhrenbeamer:
Meistens sehr leise, da die Röhren sehr oft mit Flüssigkeit gekühlt werden. Bei manchen hört man sogar nur die Elektronik. Dadurch das sie keine Lochmaske und keine Pixel haben, sind sehr große Auflösungen möglich. Sehr guter Schwarzwert, denn an den Stellen wo es dunkel sein soll, ist die Röhre einfach aus. Sehr natürliche Farben. Günter Herberholz WS 02/03

37 Röhrenprojektoren in der Praxis
Röhrenprojektoren haben heute praktisch keine Bedeutung mehr und werden nur noch in Spezialanwendungen eingesetzt. Sie bieten im Gegensatz zu anderen Systemen einfach zu wenig Licht und machen nur in Festinstallationen Sinn. Viele Hersteller wie Barco oder Electrohome haben sich aus diesem Markt verabschiedet. Günter Herberholz WS 02/03

38 Lichtventil Projektoren
(Image Light Amplifier Projektoren) Günter Herberholz WS 02/03

39 Funktionsschema des Lichtventilprojektors
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40 Funktionsweise eines Lichtventil Projektors
Der Lichtventil Projektor basiert auf einem LCD Display, das passiv durch eine Kathodenstrahlröhre gesteuert wird. Das einfallende Licht wird am LCD Display gespiegelt, abhängig von dem Bild das die Röhre auf die Rückseite projiziert. Das Display ohne Struktur dient der Verstärkung des Lichtstromes. Günter Herberholz WS 02/03

41 Vorteile des Lichtventilprojektors Nachteile des Lichtventilprojektors
Sehr hohe Lichtleistung Keine Pixelstruktur Nachteile des Lichtventilprojektors Sehr aufwendige Technik Nur für Festinstallation Der Projektor muss in seiner Konvergenz justiert werden Günter Herberholz WS 02/03

42 ILA Projektoren in der Praxis
ILA-Projektoren haben heute keine praktische Bedeutung mehr, da sie sehr groß und schwierig zu bedienen sind. Des weiteren gibt es heute schon Nachfolge Technologien, die bei gleicher Leistung diese Nachteile nicht aufweisen. Die Produktion wurde eingestellt. Günter Herberholz WS 02/03

43 Direct Driven Image Light Amplifier
D-ILA Projektoren Direct Driven Image Light Amplifier Günter Herberholz WS 02/03

44 Funktionsweise eines D-ILA Projektors
Der D-ILA Projektor basiert auf dem ILA Projektor, jedoch wird hier das LCD Display direkt angesteuert. Auch hier erfolgt eine Reflexion des Lichtes auf dem Display. Es ist nun durch Farbfilter möglich auch 1Chip Projektoren zu bauen. Günter Herberholz WS 02/03

45 Aufbau des D-ILA Chips Günter Herberholz WS 02/03

46 Aufbau eines 1Chip D-ILA Projektors
Farbdotierung des Chips, um mit einem Chip alle 3 Farben zu projizieren. Günter Herberholz WS 02/03

47 Aufbau eines 3Chip D-ILA Projektors
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48 D-ILA Panel von JVC Günter Herberholz WS 02/03

49 Nachteile von D-ILA Projektoren
Nicht sehr Transportabel bei einem Gewicht von 9 bis über 15 kg. Verbrauchen sehr viel Strom, da in den meisten Fällen eine Xenon Lampe zum Einsatz kommt, über 500 W. Die nicht gerade günstige Lampe hat nur eine Lebensdauer von 1000 Stunden. Der Preis ist einfach noch viel zu hoch. Günter Herberholz WS 02/03

50 Vorteile von D-ILA Projektoren
Heller als Röhrenprojektoren. Für die Datenprojektion bestens geeignet. Eine sehr schnelle Inbetriebnahme Kein verpixeltes Bild Sehr hohe Auflösungen sind möglich. Günter Herberholz WS 02/03

51 3 Chip D-ILA Projektor Günter Herberholz WS 02/03

52 Technische Daten 7000 ANSI Lumen Helligkeit 2000W Xenon Lampe
QXGA Auflösung Kontrastverhältnis 1000:1 Günter Herberholz WS 02/03

53 Liquid Cristal on Silicon
LCOS Projektor Liquid Cristal on Silicon Günter Herberholz WS 02/03

54 Funktionsprinzip eines 3Chip LCOS Projektors
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55 Vorteile von LCoS Projektoren:
Hohe Helligkeit 1 Chip werden sehr günstig du produzieren sein. Kleine 1 Chips VGA (SVGA) Projektoren können sogar mit Batteriestrom betrieben werden. Sehr kleine und leichte Projektoren sind möglich Günter Herberholz WS 02/03

56 Nachteile von LCoS Projektoren:
Der Kontrastwert von den meisten Chips ist mit 200:1 nicht gerade hoch. Firma Philips glaubt nicht daran das 1 Chip Projektoren den Markt zufrieden stellen werden. Eine maximale Auflösung von SXGA, wie es die meisten Hersteller anbieten, ist zwar nicht schlecht aber immer noch nicht genug für HDTV. Günter Herberholz WS 02/03

57 3 Chip LCOS Projektor Günter Herberholz WS 02/03

58 Technische Daten 3000 ANSI Lumen Kontrastverhältnis 250:1
200W UHP Lampe Wechselobjektive 7,6 Kg Gewicht Günter Herberholz WS 02/03

59 Laser Projektor Günter Herberholz WS 02/03

60 Funktionsweise eines Laserprojektor
In einem Laserprojektor werden 3 farbige Laserstrahlen erzeugt, ihren Stahlen mittels eines akustooptischen Modulators die Bildinformation aufkodiert und in der Projektionseinheit alle drei vereinigten Strahlen Abgelenkt um Zeilenweise ein Bild zu projizieren. Günter Herberholz WS 02/03

61 Funktionsshema eines Laseerprojektors
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62 Laser- und Projektionseinheit eines Laserprojektors
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63 Nachteile von Laser Projektoren
Sehr hohe Produktionskosten Der Laserstrahlerzeuger sollte nach etwa Stunden erneuert werden. Sehr hoher Stromverbrauch Nicht für eine Mobile Präsentation geeignet (zu schwer). Zur Zeit nur Prototypen verfügbar Günter Herberholz WS 02/03

64 Vorteile von Laser-Projektoren
Sehr hell Sehr natürliche Farben Optimaler Kontrast von über 1000:1 Kann fast überall draufprojizieren. Kein lauter Lüfter mehr mit im Raum. Günter Herberholz WS 02/03

65 Ein technologischer Ausblick
GLV Projektoren Ein technologischer Ausblick Günter Herberholz WS 02/03

66 GLV Grating Light Valve:
Neue Alternative von Silicon Light Machines zur DMD Technik. Gehört zur Gruppe der MEMS (Micromechanical Structures). Dünne Bänder 5µ breit und 20µ lang reflektieren das Licht wie der Spiegel bei DMD. Durch elektrostatische Ansteuerung werden die Bänder runtergedrückt. Der Vorteil dieser Technik ist selektive Lichtreflektion eines bestimmten Lichtspektrums bestimmt durch die Bänderbreite des GLV-Chips, die Farberzeugung z.B. durch das Farbrad würde wegfallen. Günter Herberholz WS 02/03

67 Bild eines GLV Günter Herberholz WS 02/03

68 Leinenwände für Video und Datenprojektion
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69 Auswahlkritrien für Leinenwände
Gainfaktor Blickwinkelabhängigkeit Umgebungslicht Rück oder Aufprojektion Farbwiedergabe Günter Herberholz WS 02/03

70 Gainfaktor Der Gainfaktor gibt die Güte der Leinwand im Verhältnis zu einer rein weißen diffus reflektierenden Fläche an. Ist der Gainfaktor größer als 1 ist die Leinwand besser,bzw. wirft sie mehr Licht zurück. Günter Herberholz WS 02/03

71 Gainfaktor und Blickwinkelabhängigkeit
Wenn man bereit ist einen eingeschränkten Blickwinkel hinzunehmen, lässt sich der Gainfaktor einer Leinenwand beträchtlich erhöhen. Mit einer parabolischen Projektionsfläche sind Gainfaktoren bis ca. 15 erreichbar. Das zurückgestrahlte Licht einer solchen Leinenwand wird parabolisch gebündelt. Günter Herberholz WS 02/03

72 Umgebungslicht Bestimmte Leinenwände sind aufgrund ihrer Beschichtung nicht so anfällig für Umgebungslicht wie andere. Meist wird dies durch eine schlechtere Farbwiedergabe erkauft. Günter Herberholz WS 02/03

73 Rück oder Aufprojektion
Für eine Rückprojektion spricht der nicht sichtbare Projektor und der bessere Blickwinkel. Für eine Aufprojektion spricht die größere Brillanz (Kontrast) und der niedrigere Lichtbedarf. Günter Herberholz WS 02/03

74 Schalldurchlässigkeit
Für heutige Kinoprojektion ist die Schalldurchlässigkeit Vorraussetzung, da nur so das Gefühl beim Zuschauer realisiert werden kann, das der Ton aus der Leinenwand kommt (Surroundsound). Hierzu wird die Leinenwand mit vielen kleinen Löchern versehen. Günter Herberholz WS 02/03

75 Aktuelle Technolgie bei Leinenwänden
Meist werden heute Projektionsfolien verwendet die sich in beliebiger Größe durch verschweißen herstellen lassen. Abhängig vom Einsatz gibt es diese für Auf und Rückprojektion, mit und ohne Löcher. Verschiedene Folientypen gewährleisten eine Optimale Projektion. Günter Herberholz WS 02/03

76 Projektionsfolien im Vergleich
Ein kurzer Vergleich von zwei Standardprojektionsfolien, wie sie heute für viel Anwendungen gebräuchlich sind. Günter Herberholz WS 02/03

77 Opera 1100 Revue Günter Herberholz WS 02/03

78 Horizontale Leuchtdichteverteilung bei Frontprojektion
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79 Horizontale Leuchtdichteverteilung bei Rückprojektion
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80 Opera 1400 Milchig-Matt Günter Herberholz WS 02/03

81 Horizontale Leuchtdichteverteilung bei Frontprojektion
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82 Horizontale Leuchtdichteverteilung bei Rückprojektion
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83 Quellen www.ecinema.de www.jvc.com www.gi-info.com
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