CRT-Projektor

Bei CRT-Projektoren werden grundsätzlich 2 Arten unterschieden: Baseband und Multiscan.

Basebandgeräte stellen das Bild mit Zeilensprung (Halbbildverfahren) dar - so wie bei einem herkömmlichen Röhrenfernsehgerät. Was bei einem Fernseher jedoch kein allzu großes Problem darstellt, kann bei einem Röhrenprojektor, bedingt durch die Bildgröße, zu einem Problem werden, das sich sehr störend bemerkbar macht. So zittern horizontale waagrechte Linien mit hohem Kontrast. Auch vertikale Kameraschwenks sind mit schwarzen, deutlich erkennbaren Horizontal-Linien ärgerlich. Abhilfe kann hier entweder die Vergrößerung der Projektionsdistanz oder die Verkleinerung des Bildes schaffen. Jedoch besteht bei Basebandgeräten immer noch das Problem der Syncbereiche. Diese geben physikalisch an, welche Bildsignale und maximalen Auflösungen vom Projektor verarbeitet werden können. Je größer der Syncbereich, desto höhere Auflösungen und Bildwiederholfrequenzen sind möglich. Basebandgeräte schaffen dabei lediglich 15 kHz und sind somit für Videoprojektion von Progressive, HDTV als auch für die Datenprojektion von den meisten PC-Auflösungen eher ungeeignet.

Multiscangeräte sind alle anderen Projektoren, die höhere Frequenzen beherrschen. Sie ermöglichen den Einsatz von Videoprozessoren. Diese setzen Videobilder, die mit einer Halbbilderübertragung gesendet werden, zu einem Vollbild (progressive) zusammen. Der Trend geht weg von einfachen Baseband- hin zu Multiscan-Projektoren , die hohe und variable Auflösung bieten.

Der berüchtigte 60-Hz Flimmereffekt von Fernsehern tritt bei Projektoren nicht auf. Grund dafür ist, dass das projizierte Bild im Gegensatz zum direkt angestrahltem Fernsehbild ein reflektiertes ist. Ferner wird durch das etwas trägere Verhalten der Projektorröhren das Flimmern nochmals relativiert.

Wie bereits erwähnt benutzen CRT-Projektoren drei Röhren - für jede Grundfarbe eine. Vor den Röhren sind drei große Objektive angesetzt. Das farbige Bild setzt sich beim Röhrenprojektor erst auf der Leinwand zusammen - diese Zusammensetzung nennt sich Konvergenz. Auf diese drei zentralen Merkmale wird im Folgenden näher eingegangen.

 

Röhre

CRT-Projektoren benutzen eine rote, grüne und blaue Röhre.

Projektionsröhren sind ähnlich zu Bildschirmröhren

Eine solche Röhre besteht aus einem luftleer gepumpten Glaskolben, der die folgenden wichtigsten Elemente in sich trägt:

Wehneltzylinder – Kathode
Die Elektroden fließen zuerst zum Wehneltzylinder. Dieser ist eine Steuerelektrode zum Regeln der Helligkeit in Elektronenstrahlröhren. Dazu wird er in unmittelbarer Nähe zur Kathode angebracht. Durch Regelung der Spannung verändert sich die Anzahl der Elektronen, die das Potential überwinden können. Somit verändert sich die Intensität des Elektronenstrahls und dadurch auch die Leuchtdichte an der Röhre.

Fokussiereinheit
Damit aus dem diffusen Elektronenstrahl ein scharf gebündelter Strahl wird, durchläuft er nach der Anode die Fokussiereinheit, die wiederum aus einer Blende mit angelegtem Potential besteht. Die Fokussiereinheit bestimmt somit die Auflösung. Die meisten Röhren besitzen eine elektrostatische Fokussierung (ESF), die bei Erhöhung des Strahlenstroms einen größeren Strahl bewirkt. Dadurch wird die reale Auflösung verringert. High-End-Projektoren regeln den Strahlenstrom mit elektrischen Magneten (EMF). Dies bedeutet zwar einen technisch höheren Aufwand, dadurch sind aber Auflösungen bis weit über SXGA möglich.

Vertikal-/Horizontal-Ablenkung
Der nun scharf gebündelte Elektronenstrahl würde zunächst genau auf die Mitte des Bildschirms treffen. Der aus Elektronen bestehende Strahl lässt sich allerdings sehr einfach durch ein elektrisches beziehungsweise magnetisches Feld ablenken. Die Vertikal-/Horizontal-Ablenkung lenkt den Strahl zeilenförmig über die Phosphorschicht und baut somit das Bild Pixel für Pixel auf.

Phosphorschicht
Die Phosphorschicht befindet sich am Ende der Röhre und wird durch auftreffende Elektronen zum Leuchten angeregt. Das Verfahren kennt man vom Röhrenfernseher, im Unterschied dazu benutzt ein Röhrenprojektor drei "monochrome" also einfarbige Röhren. Warum? Einfach um eine höhere Helligkeit zu erzielen! Wenn man einen Fernsehschirm genau unter die Lupe nimmt, merkt man, dass die Bildröhre in winzige Segmente unterteilt ist, wobei je ein rotes, grünes und blaues benachbart sind. Damit der Elektronenstrahl diese Farbsegmente präzise treffen kann, muss hinter der Schirmfläche eine Lochmaske als Zieleinrichtung vorhanden sein. Die lässt allerdings nur rund 20% des möglichen Lichtes durch. Bei monochromen Röhren braucht man keine Lochmaske, wodurch selbst eine kleinere Röhre viel mehr Licht entwickeln kann, als eine große Farbbildröhre. Das ist auch die Voraussetzung für die Projektion. Die Farbe der drei Röhren wird durch verschiedene Phosphorgemische hergestellt.

 

Optik

Die Optik eines CRT-Projektors ist mit ausschlaggebend für die Helligkeits-, Kontrast- sowie Auflösungswerte. Prinzipiell werden Glas-, Kunststoff- sowie Hybrid-Optiken unterschieden.

Für Glas-Optiken muss man am tiefsten in die Tasche greifen. Grund dafür ist die hohe Qualität von Glas - speziell in Hinsicht auf Konvergenz. Glas-Optiken haben den Vorteil, dass sich ihre optischen Eigenschaften kaum verändern. Jedoch auch den Nachteil, dass Glas immer einen sehr kleinen Anteil von Licht reflektiert (Abhilfe schaffen hierbei spezielle Beschichtungen). Eine günstigere Alternative zu Glas ist Kunststoff - besser gesagt Acryl. Diese Optiken haben jedoch den Nachteil, dass sie sich bei Wärme ausdehnen und somit gerade bei der Konvergenz Fehler verursachen. Kunststoff-Optiken kommen daher sehr selten zum Einsatz. Die wohl besten Objektive bestehen aus Glas und Kunststoff - sogenannte Hybrid-Optiken. Diese verbinden die Eigenschaften von Glas und Kunststoff optimal. Zum einen die Beständigkeit von Glas und zum anderen die Verformbarkeit von Kunststoff. Eine spezielle Beschichtung lässt kaum Licht reflektieren.

Einige zu erwähnende Techniken im Bereich Optik sind Tac-4, HD 6 sowie ECP. Tac 4 steht für "Thermal stable Air Coupled 4" und bedeutet, dass 4 Linsen mit Luft voneinander getrennt aneinandergereiht werden. Die Luftpolsterung verringert die Reflektion und verbessert die Bildwiedergabe. HD 6 steht für "High Definition 6". 6 Linsen sorgen dafür, dass in der Optik eine Farbkorrektur stattfindet. Die an der Oberfläche beschichteten Linsen verringern zwar die Helligkeit, verbessern jedoch die Auflösung deutlich (fast um das Doppelte). ECP ist die Abkürzung für "Enhanced Color Purity". Es ist dies eine Entwicklung der Firma US Precision Lens, welche Farbfilter in die Optik integriert. Die Filterung des nicht vermeidbaren Gelbanteils in der grünen Röhre wird beispielsweise somit gewährleistet.

 

Konvergenz

Die Bildjustage des Röhrenprojektors gestaltet sich ungeheuer schwierig. Mit unzähligen Bildgeometriereglern muss das Bild auf die richtigen Proportionen eingestellt werden. Da sich die drei projizierten Bilder erst auf der Leinwand zu einem Farbild verschmelzen, ist eine optimale Farbdeckung - die Konvergenz - für eine hohe Bildqualität sehr wichtig. Dies erfordert bei Experten einige Stunden der Justage und ist von einem "Nicht-Fachmann" nur sehr schwer durchführbar. Lediglich sehr teure High-End-Projektoren verfügen über eine digitale Konvergenzeinstellung - doch auch hier ist vieles nicht so einfach, wie es oft zu sein scheint.

Das farbige Bild setzt sich beim CRT-Projektor erst auf der Leinwand zusammen

Um ein farblich korrektes Videobild zu erhalten, müssen die drei Optiken mittels Konvergenzeinstellung perfekt aufeinander ausgerichtet werden. Erst wenn die Grundfarben Rot, Grün und Blau exakt übereinander liegen, kann das volle Farbspektrum einwandfrei dargestellt werden.Wenn die Farben nicht deckungsgleich sind, hat das projizierte Bild "Farbsäume", was bedeutet, dass die Farbränder deutlich nebeneinander liegen.