Bildwandler im Heimkino

Welche Bildwandler-Bauarten gibt es im Heimkino — und woran unterscheiden sie sich wirklich?

Im Heimkino begegnen Dir vier Bildwandler-Bauarten: DLP, 3LCD, SXRD und D-ILA. Sie klingen wie vier Produktnamen und sind in Wahrheit die Antworten auf zwei Konstruktionsfragen — wie das Licht dosiert wird und wie die Farbe ins Bild kommt. Wer diese zwei Fragen kennt, kann jedes Gerät einordnen, auch eines mit einem Namen, der hier nicht steht. Und er weiß, welche der Eigenheiten, über die im Netz gestritten wird, ihn überhaupt betreffen können.

Ein Beamer hat eine Lampe, die immer gleich hell leuchtet. Damit daraus ein Bild wird, braucht es ein Bauteil, das für jeden einzelnen Bildpunkt entscheidet, wie viel von diesem Licht durchgelassen wird. Genau das ist der Bildwandler. Es gibt zwei Wege, das zu bauen: winzige Spiegel, die hin- und herklappen, oder eine Art Jalousie aus Flüssigkristall, die mehr oder weniger Licht durchlässt. Und es gibt zwei Wege, wie die Farben entstehen: entweder drei solcher Bauteile nebeneinander, eines für Rot, eines für Grün, eines für Blau — oder ein einziges, das die Farben blitzschnell nacheinander zeigt. Mehr Grundmuster gibt es nicht.

Was ein Bildwandler ist — und was nicht

Der Bildwandler ist das Bauteil, an dem das Bild entsteht: Er nimmt das Licht, das ankommt, und dosiert es für jeden Bildpunkt einzeln, viele tausend Mal in der Sekunde. Was er nicht ist: die Lichtquelle davor (Lampe, LED oder Laser) und das Objektiv dahinter.

Diese Trennung klingt akademisch und entscheidet trotzdem darüber, ob ein Datenblatt überhaupt lesbar ist. Ein Gerät kann Laserlicht und kippende Mikrospiegel haben; ein anderes Laserlicht und Flüssigkristallpanels. Die Angabe „Laser" sagt etwas über Helligkeit, Wartung und Lebensdauer, die Angabe „DLP" oder „D-ILA" etwas darüber, wie das Bild aufgebaut wird. Ausführlich steht diese Abgrenzung bei DLP und DMD.

Zwei Fragen ordnen das Feld

Erste Frage: Wie wird das Licht moduliert? Zwei Bauweisen stehen zur Wahl. Entweder kippt für jeden Bildpunkt ein winziger Spiegel und lenkt das Licht ins Objektiv oder daran vorbei — ein mikro-elektromechanisches System, also ein Bauteil, in dem sich etwas wirklich bewegt. Oder eine Flüssigkristallschicht dreht die Polarisation des Lichts, und ein Filter dahinter lässt entsprechend viel davon durch; hier bewegt sich nichts Mechanisches.

Bei der Flüssigkristall-Variante kommt eine Unterfrage dazu: Geht das Licht durch das Panel hindurch oder wird es von ihm zurückgeworfen? Das transmissive LCD wird durchleuchtet, das reflektive Panel — LCoS, Flüssigkristall auf einem Spiegelträger — arbeitet in Reflexion.

Zweite Frage: Wie kommt die Farbe ins Bild? Auch hier zwei Möglichkeiten. Entweder hat das Gerät drei Bildwandler, je einen für Rot, Grün und Blau; ein Prisma teilt das Licht davor auf und setzt die drei Teilbilder danach wieder zusammen. Dann stehen alle Farben gleichzeitig im Bild. Oder das Gerät hat einen einzigen Bildwandler, der die Grundfarben zeitlich nacheinander zeigt, während die Beleuchtung synchron dazu die Farbe wechselt. Dann mischt erst das Auge sie zu einem Bild zusammen.

Diese zweite Frage ist die folgenreichere. An ihr hängen die beiden Eigenheiten, die man im laufenden Bild sehen kann.

Die vier Bauarten

DLP arbeitet mit kippenden Mikrospiegeln auf einem Chip, dem Digital Micromirror Device. Im Heimkino sind das fast immer Einchip-Geräte, also Farbe nacheinander. Die Dreichip-Bauweise gibt es, sie steht aber im Kino und in der Großprojektion. Wie ein Spiegel überhaupt Zwischenhelligkeiten erzeugt und woher das Verfahren kommt, steht bei DLP und DMD.

3LCD ist die transmissive Flüssigkristall-Bauart mit drei Panels, entwickelt von Epson. Licht wird in drei Farbauszüge zerlegt, jeder geht durch sein eigenes Panel, ein Prisma führt sie wieder zusammen — Farbe gleichzeitig. Die Einzelheiten stehen bei 3LCD.

SXRD von Sony und D-ILA von JVC sind beide reflektive Flüssigkristall-Bauarten mit drei Panels, also ebenfalls Farbe gleichzeitig. Sie gehören zur selben Familie und sind trotzdem zwei verschiedene Entwicklungen mit eigenen Auslegungen; nachzulesen bei SXRD und D-ILA.

Die vier Seiten führen Funktionsweise, Herkunft und Grenzen je Bauart aus. Diese Seite sortiert nur.

Woran Du die Bauart im Bild merkst

Drei Beobachtungen kommen aus der Bauart und nicht aus der Qualität eines einzelnen Geräts. Wer sie kennt, weiß bei einer Vorführung, wonach er schauen muss.

Kurze farbige Blitze an hellen Kanten, wenn Du den Blick schnell über das Bild bewegst. Das ist der Regenbogeneffekt, und er kann nur dort auftreten, wo die Farben zeitlich nacheinander kommen — im Heimkino also bei Einchip-DLP. Wie empfindlich jemand dafür ist, unterscheidet sich von Mensch zu Mensch stark. Welche technischen Gegenmaßnahmen es gibt und was sie leisten, steht bei den Verfahren gegen den Regenbogeneffekt.

Ruhig stehende farbige Ränder an Kanten, gern zum Bildrand hin stärker. Das ist eine Fehldeckung der drei Teilbilder und kann nur dort auftreten, wo es drei Bildwandler gibt — also bei 3LCD, SXRD und D-ILA. Sie ist an vielen Geräten einstellbar; welche Grenzen diese Einstellung hat, erklären Panelabgleich und Konvergenz.

Ein sichtbares Punktraster aus der Nähe. Zwischen den Bildpunkten liegt bei jeder Bauart eine kleine unbeleuchtete Fläche; wie groß ihr Anteil ist, beschreibt der Füllfaktor. Sichtbar wird das Raster vor allem bei kurzem Sitzabstand und großem Bild.

Die ersten beiden Beobachtungen sind das eigentliche Ergebnis der zweiten Frage: Jede Antwort darauf handelt sich eine eigene Art von Grenze ein. Farbe nacheinander kann zeitlich auseinanderfallen, Farbe gleichzeitig kann örtlich auseinanderfallen. Beides ist behandelbar, keines ist wegkonstruierbar.

Grenzen und Sonderfälle

Es gibt keinen Gesamtsieger. Die Bauart legt fest, welche Art von Grenze im Spiel ist, nicht wie gut ein Gerät ist. Ein sorgfältig gebautes Einchip-DLP-Gerät kann einem nachlässig ausgelegten Dreipanel-Gerät in jedem Punkt überlegen sein, der Dir wichtig ist.

Bauartgrenzen gelten für die Bauart, nicht für jedes Gerät daraus. Wieviel Kontrast, Helligkeit und Schärfe am Ende auf der Leinwand ankommen, entscheiden Lichtquelle, Optik, Bildverarbeitung und Auslegung — Dinge, die innerhalb einer Bauart weit auseinanderliegen.

Selbstleuchtende Bildflächen haben keinen Bildwandler in diesem Sinn. Ein Fernseher oder eine LED-Wand erzeugt das Licht dort, wo das Bild entsteht; es gibt keine getrennte Lichtquelle, die dosiert werden müsste. Diese Geräte fallen deshalb aus der Sortierung heraus, auch wenn sie im selben Raum dieselbe Aufgabe erfüllen können.

Die Bildpunktzahl im Datenblatt ist nicht immer die Zahl der Bildpunkte auf dem Bildwandler. Ein optisches Stellglied im Strahlengang kann dasselbe Bauteil zwei oder vier Positionen anfahren lassen und die Zahl der Punkte auf der Leinwand entsprechend vervielfachen. Wer zwei Geräte über die Punktzahl vergleicht, vergleicht deshalb erst dann dasselbe, wenn er zu jeder Zahl weiß, ob sie das Bauteil oder die Leinwand meint.

In der Planung

Die Frage nach der Bauart kommt in der Beratung meistens zuerst, und sie gehört nicht dorthin. Vor sie gehören der Raum, die Größe der Bildfläche, das Restlicht am Abend und die Frage, was Du tatsächlich schaust. Erst daraus ergibt sich, welche Eigenschaften wichtig werden — und erst dann lässt sich sagen, welche Bauarten überhaupt in die engere Wahl kommen.

Was danach entscheidet, sind das konkrete Gerät, der Raum, die Nutzung — und die persönliche Präferenz. Der Regenbogeneffekt ist dafür das klarste Beispiel: Zwei Menschen sitzen vor demselben Gerät, einer sieht ihn ständig, der andere nie, und beide haben recht. Ein Datenblatt beantwortet das nicht. Am ehesten klärt es sich, wenn die Bauarten nebeneinander laufen und Du sie mit eigenem Material im selben Raum ansehen kannst.

Verknüpfte Inhalte

Die vier Bauarten führen DLP und DMD, 3LCD, SXRD und D-ILA aus. Die beiden sichtbaren Folgen der Farbfrage vertiefen Panelabgleich und Konvergenz und die Verfahren gegen den Regenbogeneffekt; das Phänomen selbst erklärt der Regenbogeneffekt.

Die Bauteilbegriffe stehen im Glossar: MEMS für das bewegliche Spiegelbauteil, transmissives LCD und LCoS für die beiden Flüssigkristall-Bauweisen, Polarisation für den physikalischen Grundvorgang dahinter, dichroitische Farbteilung für die Aufteilung des Lichts in drei Farbauszüge und der Füllfaktor für das sichtbare Punktraster.

Quellen

Die Einordnung der Bauarten stützt sich auf die vier Technologieseiten und deren Belege. Für diese Seite selbst wurden zwei Dokumente am Objekt gelesen: die Einführung von Texas Instruments in die DLP-Anzeigetechnik für die Arbeitsweise des Mikrospiegel-Bauteils, seine Unabhängigkeit von der Lichtquelle und das optische Stellglied — sowie ein Konferenzbeitrag aus der Kinoprojektor-Entwicklung für die Begründung, warum die Kinoprojektion mit drei Bildwandlern statt mit einem arbeitet.