Ein Videoprojektor (auch Bildwerfer, Digitalprojektor, Daten-Video-Projektor), umgangssprachlich meist Beamer [] (pseudo-englische Wortprägung, abgeleitet von , deutsch „Strahl“), ist ein spezieller Projektor, der stehende und bewegte Bilder aus einem visuellen Ausgabegerät (Fernsehempfänger, Computer, DVD-Spieler, Videorekorder usw.) für ein Publikum in vergrößerter Form an eine Bildwand (auch Projektionswand) projiziert. Die Bandbreite der Geräte reicht von kleinen Präsentationsprojektoren für den mobilen Einsatz bis zu stationären Hochleistungsprojektoren. mini|Videoprojektion auf einer Bildwand
Geschichte Videoprojektoren sind aus früheren Arten von Projektoren weiterentwickelt worden. Die Geschichte früherer Projektoren wurde separat beschrieben.
Anzeigeverfahren Videoprojektoren lassen sich grundsätzlich hinsichtlich des verwendeten Projektionsverfahrens unterscheiden.
Eidophor-System Das Eidophor-System war das erste System, das lichtstarke Bilder in hoher Auflösung liefern konnte, und war im professionellen Bereich bis in die späten 1980er Jahre üblich. Erfunden wurde es von Fritz Fischer der ETH Zürich und in der Landesausstellung von 1942 in Zürich gezeigt.
Röhrenprojektor
Die ersten Videoprojektoren mit weiterer Verbreitung verwendeten spezielle Kathodenstrahlröhren zur Darstellung des Bildes. Diese Röhren wurden auf sehr hohe Helligkeit ausgelegt, um genügend Licht für die Projektion zu liefern. Für Farbprojektoren werden drei Röhren verwendet – eine für jede Grundfarbe –, die getrennte Objektive haben. Die Helligkeit und die unterstützte Auflösung steigt in der Regel mit der Röhrengröße an. Es setzten sich drei Hauptgrößen für Projektionsröhren durch: 7, 8 und 9 Zoll. In Bezug auf die höchstmögliche Schärfe des Elektronenstrahls wird unterschieden zwischen ES (elektrostatisch) und EM (elektromagnetisch) fokussierenden Geräten. EM-Geräte können bei richtiger Einstellung ein sehr scharfes Bild projizieren. 9-Zoll-Geräte mit EM-Fokus finden bis heute in hochauflösenden Flugsimulatoren und High-End-Heimkinos Verwendung. 7-Zoll- und 8-Zoll-Geräte wurden in der Vergangenheit oft in Rückprojektionsfernsehgeräten verwendet. Auf dem Markt finden sich neben älteren gebrauchten Modellen nur noch wenige neue Geräte (Barco, VDC).
Vorteile Wegen der Bildröhren sind die Projektoren sehr variabel in der Auflösung. Sie können in der Regel von NTSC bis 1080p und auch 3D-Material (Bluray-3D, sequential 3D) darstellen. Das Verfahren kennt keine Pixel (Bildpunkte). Somit werden die Bilder etwas unschärfer, aber natürlicher dargestellt. Es existiert fast keine Verzögerungszeit. Dadurch sind Videos mit Zeilensprungverfahren () kein Problem. Es ist kein zusätzliches Leuchtmittel erforderlich, da die Röhren selbst Licht erzeugen. Die Röhren erzeugen sehr hohe Kontraste (10.000:1 bis 30.000:1) und sehr gute Schwarzwerte. Die typische Lebensdauer der Röhren beträgt über 10.000 Stunden.
Nachteile Röhrenprojektoren weisen eine relativ geringe Gesamthelligkeit auf. Der Raum muss bei den meisten Modellen so weit wie möglich abgedunkelt sein. Die Röhren sind sehr empfindlich gegenüber Einbrennen. Werden Stellen der Leuchtschicht zu stark oder zu lange angeregt, dunkeln sie dort nach und nach ab. Da bei Farbprojektoren die drei Projektionssysteme getrennt arbeiten, erfordern sie eine aufwendige Einrichtungsprozedur. Dies erschwert den mobilen Einsatz. Die Projektoren sind durch die Röhren sehr schwer. Wegen der relativ langen Abklingzeit einiger Phosphorsorten produzieren manche Röhren zu viel Ghosting bei der 3D-Wiedergabe. Gute gebrauchte bzw. neue Geräte sind immer noch sehr teuer.
LCD-Projektor Flüssigkristallprojektoren (LCD) funktionieren im Prinzip wie Diaprojektoren. Anstelle eines Dias kommen eine oder mehrere transparente Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigen zum Einsatz, angesteuert durch Dünnfilmtransistoren. Heutzutage übliche Geräte verwenden drei voneinander getrennte LCD-Matrizen (3LCD-Technik) – für jede Grundfarbe eine –, deren Projektion über ein speziell angeordnetes Projektionssystem mit dichroitischen Spiegeln zu einem Bild zusammengefügt wird. Dies ermöglicht die überlagernde Farbkomposition (im Gegensatz zur Nebeneinanderdarstellung auf LCD-Monitoren). Besonders hochwertige Geräte verwenden eine optische Einheit mit vier separaten LC-Matrizen, wobei zusätzlich zu Rot, Blau und Grün eine weitere Matrix speziell für die differenzierte und lichtstarke Darstellung des Gelbs verwendet wird. Hierdurch kann man hohe Lichtausbeute mit guter Farbbalance verbinden, was herkömmlichen Geräten mit drei LC-Matrizen recht schwerfällt – ihre Gründarstellung hat häufig einen leichten Gelbstich, dessen Korrektur meist mit einem recht hohen Helligkeitsverlust verbunden ist.
Bei Geräten mit nur einer Flüssigkristallanzeige werden die drei Grundfarben wie auf LC-Flachbildschirmen durch drei nebeneinander angeordnete integrierte Matrizen dargestellt, was wegen der reduzierten Auflösung zu einem gröberen Bildeindruck führt.
Vorteile LCD-Projektoren sind relativ preiswert. Sie ermöglichen eine gute Lesbarkeit bei Texten und Grafiken durch die scharfe Abgrenzung der Bildpunkte. Die Geräte können klein und leicht gebaut werden. Im Vergleich zu Ein-Chip-DLP-Projektoren der gleichen Lichtleistungsklasse zeigen LCD-Projektoren eine wesentlich bessere Farbintensität.
Nachteile Die scharf abgezeichnete Pixelstruktur („Fliegengitter“-Effekt, engl. screen door) kann störend wahrgenommen werden. Dieser Nachteil bestand vor allem bei frühen Geräten mit niedriger Auflösung und vergleichsweise großen Leiterbahnen auf der LC-Matrix. Bei aktuellen HD-Projektoren zeigt sich das Fliegengitter kaum noch oder gar nicht mehr. Die LC-Matrizen weisen eine feste Auflösung auf. Jede abweichende Auflösung muss darauf angepasst (interpoliert) werden, wodurch die Bildqualität sinkt. Das gilt insb. auch für Perspektivkorrekturen (englisch keystone). Bei trägen LCDs entsteht ein Nachzieheffekt des Bildes. Dieser Nachteil betrifft hauptsächlich alte Geräte. Flüssigkristalle haben einen relativ beschränkten Betriebstemperaturbereich. Um die LCDs in diesem Bereich zu halten, müssen Maßnahmen getroffen werden wie abgesetzte Polarisations- und Farbfilter (siehe Imagina 90) und ein effektives Lüftungskonzept. Damit gelingt es, dass der Klärpunkt (Übergang von der flüssigkristallinen zur flüssigen Phase) nicht erreicht wird. Die Lüfter von LCD-Projektoren sind in der Regel deutlich zu hören; dies gilt selbst für „flüsterleise“ Heimkino-Geräte. LCD-Memory-Effekt (LCD-Einbrennen): Werden Bildbereiche zu lange mit zu hellen Bildern angeregt, so werden diese Bereiche langsam permanent dunkel. Nach einigen 1000 Stunden Betriebsdauer sind die elektro-optischen Eigenschaften einer Schicht mit organischen Flüssigkristallen infolge der hohen Lichtintensität (insbesondere des kurzwelligen Lichtanteils) permanent gestört. Bei Verwendung von Polarisationsfolien mit organischen Farbstoffen können auch deren optische Eigenschaften vermindert werden. Dadurch werden die Eigenschaften des Projektors (Kontrast, Farbspektrum) beeinträchtigt. Anorganische LCD-Panels, welche seit 2008 vermehrt eingesetzt werden, weisen dieses Manko laut Herstellerangaben nicht mehr auf und haben eine „weit längere“, allerdings bisher noch unspezifizierte Lebensdauer. Empfindlichkeit gegenüber Staub und Rauch, da sowohl die Lampe als auch die LCDs mit frischer Luft gekühlt werden müssen. Eine Einkapselung bzw. Versiegelung der optischen Einheit ist daher nicht möglich (im Gegensatz zu DLP-Projektoren). In sehr staubigen oder rauchigen Umgebungen lässt die Bildqualität daher schnell nach. Da die Bilder mehrerer LC-Matrizen übereinander projiziert werden, kann es zu einer fehlerhaften Konvergenz kommen.
DLP-Projektor mini|hochkant|DLP-Projektor Als Bildwandler eines DLP-Projektors () kommt ein Digital Micromirror Device (DMD) zum Einsatz, eine Integrierte Schaltung, auf der sich für jeden einzelnen Bildpunkt ein winziger, durch einen elektrischen Impuls kippbarer Spiegel befindet. Die Bilderzeugung erfolgt durch gezieltes Ansteuern der Kippspiegel, so dass das Licht in Richtung der Projektionsoptik geleitet oder abgelenkt wird. Da diese Art der Bilderzeugung nur die zwei Zustände, an und aus, kennt, müssen Helligkeitsabstufungen durch schnelles Pulsieren erreicht werden. Die DLP-Spiegel schalten bis zu 5000-mal pro Sekunde.
Die meisten Geräte verwenden zur Erzeugung eines Farbbildes ein schnell rotierendes Farbrad, wobei mit einem DMD nacheinander alle drei Grundfarben projiziert werden. Bei DLP-Projektoren neuerer Bauart wurde die Anzahl der Farbsegmente auf sechs bis sieben erhöht, um bei Farbmischungen exaktere Resultate erzielen zu können. Beachtenswert ist der Einsatz eines transparenten Segmentes im Farbrad bei allen neueren Ein-Chip-DLP-Projektoren, welche nicht speziell für den Heimkinoeinsatz vorgesehen sind. Dies hat den Vorteil einer höheren Lichtleistung bei der Darstellung weißer Flächen. Allerdings geht das transparente Segment auf Kosten der Farblichtleistung, wodurch DLP-Projektoren bei der Projektion auf größere Flächen eine sichtbar schlechtere Farbdarstellung und Intensität besitzen. Bei Projektoren für den professionellen Bereich (zum Beispiel Kino) kommen drei separate Bildwandler (DMD) zum Einsatz. LED-Projektoren schalten die Farben elektronisch um.
Der alleinige Technologieinhaber der DMD-Produktion ist die Firma Texas Instruments (TI).
Vorteile sehr hohe Geschwindigkeit, dadurch kein Nachleuchten bzw. Nachziehen des Bildes, hierdurch sehr gut für 3D-Projektion geeignet kein Einbrennen des Bildes (z. B. bei Computerspielen) höherer Kontrast (durch das tiefere Schwarz) als beim LCD-Projektor weniger stark ausgeprägte Pixelstruktur als bei LCD-Projektoren durch gekapselte Optik und langlebiges DMD weniger staubempfindlich als LCD-Projektoren.
Nachteile Wegen der festen Auflösung der Spiegelmatrix im Gerät ist die beste Qualität nur bei einer bestimmten Auflösung des Eingangssignals gegeben. Ansonsten ist eine qualitätsmindernde Skalierung nötig. Regenbogeneffekte bei einigen Geräten mit Farbrad, wenn das Farbrad keine hohe Umdrehungsgeschwindigkeit hat (herstellerabhängig). Bei der Darstellung bestimmter, einzelner Grau- bzw. Farbwerte kann es zu einem sichtbaren Flimmern kommen. Farbtreue ist mitunter nicht gegeben. Insbesondere haben DLP-Projektoren ein Problem, sattes Grün darzustellen und auch alle Rot- und Orange-Farbtöne. Das betrifft hauptsächlich die Geräte für den Privatbereich (Ein-Chip-DLP), da bei diesen die Farbradtechnik zum Einsatz kommt. Geräte mit Weißsegment bieten eine schlechtere Farblichtleistung als LCD-Projektoren der gleichen Helligkeitsklasse. Geräuschentwicklung durch Lüfter und Farbrad
LED-Projektor mini|LED-Taschenprojektor (14 Lumen) Bei LED-Projektoren kommen LEDs (Light Emitting Diode) 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,Meaglow Commercializing InGaN, marketwire.com, 30. August 2012, online abgerufen am 25. Februar 2013. gibt es hybride Produkte, bei denen das grüne Licht statt mit einer Leuchtdiode durch eine Laserdiode erzeugt wird.Laser für grünes Licht, Acer K750: Der Beamer mit dem Laser, test.de, online abgerufen am 25. Februar 2013Acer: Full-HD-Beamer mit Laser-LED-Technik, Heise online, online abgerufen am 25. Februar 2013.
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 (im Extremfall Passivkühlung). Der geringere Energiebedarf ermöglicht den Betrieb mit einem Akku.