Laser-TV

Laserarray im Laser-TV

Im Laserarray eines Laser-TV werden verschiedenen Farben erzeugt, um anschließend über ein Mikrodisplay einen farbigen Lichtpunkt zu erzeugen.

© Novalux Inc.   

Dabei ist die Idee nicht neu. Bereits im August 1993 präsentierte die Firma Schneider AG einen ersten Prototyp eines Laser-TV. Die ehemalige LDT GmbH, eine Joint Venture der Schneider Rundfunkwerke und der Daimler Benz AG, erhielt für ihre Lasertechnik sogar den renommierten deutschen Zukunftspreis. Seit 2002 ist die Jenoptik LDT GmbH im Besitz der Schneiderpatente und produziert und vermarktet Laserprojektionssysteme für großflächige Anwendungen (Kinoprojektionssysteme). Die Fraunhofer Institute für Angewandte Optik und Feinmechanik in Jena und für Photonische Mikrosysteme in Dresden hingegen entwickeln gemeinsam an Mikroprojektoren auf Laser Basis. In den darauf folgenden Jahren allerdings wurde es wieder ruhig um das Thema Laser-TV. Gründe dafür waren die recht hohen Preise bei der Markteinführung und die dafür notwendige Technologie war einfach zu aufwendig. Noch 2001 war die Größe von Laser-TV Geräten vergleichbar einer Tiefkühltruhe, wogen gut 200 Kilo und kosteten rund 250.000 €.

Laser-TV die Technologie der Zukunft

Laser-TV gilt bereits seit jeher als die überlegene Technologie. Leider waren Fernseher basierend auf dieser Technologie bis vor nicht allzu langer Zeit entweder zu groß, zu schwer oder zu schwach um sich wirklich als Display im Consumermarkt zu etablieren. Seit dem aber die Firma Novalux Inc. ihre sogenannten NECSL-Laserdioden entwickelt hat, wurde die Ausgangsleistung bei kleiner Bauweise erheblich vergrößert und damit auch die Perspektiven für den Einsatz als Laser-TV.

Der Bildaufbau eines Laser-TV entspricht dem eines Rückprojektionsfernsehers. Hier wird das Bild von einem internen Projektor über ein Spiegelsystem umgelenkt und von hinten auf den Bildschirm projiziert. Zum Einsatz kommen sowohl Röhren- als auch DLP- und LCD-Techniken. Im Unterschied zu herkömmlichen Rückprojektionsfernsehern werden bei einem Laser-TV die einzelnen Lichtpunkte aber nicht aus einer Weißlichtlampe mit nachgeschaltetem Filterrad zum Mischen der verschiedenen Farbtöne erzeugt, sondern direkt aus drei verschiedenen Laserstrahlen in den Farben Rot, Grün und Blau.

Laser-TV mit Necsel

Rot, Grün und Blau Laserstrahlen erzeugt in einem Laser-TV mit Necsel Laserdioden, welche auf ein DLP Mikrodisplay leuchten und von dort auf die Projektionsfläche umgelenkt werden.

© Novalux Inc.

Die aus InGaAs gefertigten Novalux-Laserdioden (Halbleiterlaser) senden infrarotes Licht aus, welches mit Hilfe von Lithium-Niobat-Kristallen in den sichtbaren Bereich des Spektrums mit definierter Wellenlänge verschoben wird. Dadurch entstehen die Farben Rot, Grün oder Blau. Auf jedem Halbleiter-Chip sind mehrere Laserdioden untergebracht. Die Firma Novalux Inc. kann bereits vor dem Zersägen des Wafers diese überprüfen und somit die Ausfallrate minimieren. Erzeugt werden die Laserstrahlen in einem Array aus Laserdioden, welche das Licht nicht zur Seite sondern nach oben emittieren (Necsel-Technik Novalux Extended Cavity Surface Emitting Laser). Laut Novalux kann dadurch jede Laserdiode sichtbares Licht mit bis zu 100W emittieren ohne dass die Diode zerstört wird. Eine Kühlung ist angeblich auch nicht notwendig.

Je nach Farbe und Helligkeit des Bildpunktes der gerade erscheinen soll werden die Laserstrahlen in verschiedenen Anteilen direkt auf ein Mikrodisplay (DLP) projiziert. Dieses besteht entsprechend der Auflösung des Laser-TV aus einer Matrix von Mikrospiegeln, die einige tausend Mal pro Sekunde hin- und her schwingen und dabei den Laserstrahl von links nach rechts und von oben nach unten auf der Projektionsfläche führen.

Prinzipiell funktioniert ein Laser-TV auf jeder weißen Fläche und in einem Format, welches man mit Fernsehgeräten derzeit nicht erreicht. In einer Entfernung von 40 Metern lässt sich damit eine Bilddiagnonale von sechs Metern erzeugen. Mit mehr als 90 km/h saust der kleine Laserpunkt über die Projektionsfläche und schreibt ähnlich dem Elektronenstrahl von Röhrenmonitoren das Bild auf die Projektionsfläche. Eine optische Vergrößerung ist dabei nicht notwendig, da das Bild bereits seine notwendige Größe hat.

Die Bildgröße ergibt sich einerseits aus der Wegstrecke des Laserstrahls von links nach rechts und andererseits durch die Entfernung der Projektionsfläche vom Projektionskopf des Laser-TV. Die Größe des Laserpunktes ist dabei in drei Meter Entfernung genauso groß wie in 300 Meter und es spielt keine Rolle ob der Strahl auf eine gewölbte oder plane Fläche trifft. Das Bild bleibt immer scharf. Darüber hinaus ist der Farbbereich und Kontrast eines Laser-TV größer als der herkömmlicher Projektions- oder Röhrenfernseher.

Superscharfes Fernsehen dank Laser-TV

Während den letzten Jahren scheint es eine Renaissance der wegweisenden Laser-TV Technologie zu geben. Die Laser-TV Technik soll sogar die Plasma und LCD-Technik schon bald ablösen. Die Gründe für den technologischen Fortschritt sehen Experten in der neuen Technologie von Laserdioden (Necsel) und der von Texas Instruments entwickelten Projektionstechnik mittels winziger Mikrospiegel (DLP). Dies sind auch die größten Unterschiede zu den Versuchen die die Schneider GmbH unternommen hat. Der Laser arbeitet nur als Lichtquelle und nicht als Bilderzeuger.

Satte Farben nur mit Laser-TV

Rein technisch gesehen ist Laser-TV der Plasma- und LCD Konkurrenz deutlich überlegen. Allein die Farbtiefe aktueller Fernseher entspricht nur etwa 30-35% dessen, was das Auge in der Lage ist zu sehen. Mit einem Laser-TV hingegen werden erstmals satte 90% erreicht. Auch die Farbtemperatur bleibt über die Jahre konstant.

Laser-TV sind leicht, langlebig und energiesparend

Eine Lasereinheit verbraucht erheblich weniger Strom und ist sehr viel langlebiger als herkömmliche Lichtquellen. Auf Grund des geringen Stromverbrauchs ist auch der Aufwand für eine Kühlung, wenn überhaupt notwendig, sehr gering. Die Bildschirm-Oberfläche wird nicht mehr aus Glas gefertigt, sondern aus Kunststoff. Laut Hersteller sollen dadurch die Geräte um mehr als die Hälfte eines Plasma Fernsehers leichter sein, der locker über 30 Kilo auf die Waage bringt.

Ein kleiner Wehrmutstropfen

Allerdings ergibt sich durch die Rückprojektionstechnik ein kleiner Nachteil. Laser-TV werden minimal dicker sein als herkömmliche Flachbild-Konkurrenten.

Kosten sparen mit Laser-TV

Die Produktionskosten von Laser-TV sind auf Grund der niedrigen Ausfallsquote der Dioden sehr gering. Man rechnet damit, dass ein 50 Zoll großer Laser-TV zum Schnäppchen Preis von etwa 800-1000€ auf den Markt kommt.

Laser-TV nur mehr eine Frage der Zeit

Die beiden US-Unternehmen Arasor International Ltd. und Novalux Inc. haben zusammen mit dem Elektronikkonzern Mitsubishi einem ausgewählten Publikum einen Prototyp vorgestellt der einen möglichen Durchbruch von Laser-TV realistischer erscheinen lässt. Dieser ist ein 50 Zoll DLP-Rückprojektions-TV, welcher bequem ins Wohnzimmer passt. Dies liegt vor allem an dem neuartigen Lasersystem von Novalux (Nescel), meint Aram Mooradian Novalux-Chief Technical Officer und ehemaliger Leiter der Quantenelektronik-Gruppe am MIT Lincoln Laboratory. Seiner Meinung nach wird der Laser-TV die anderen Bildschirmtechniken nicht nur in Punkto Bildqualität schlagen sondern, auch deutlich günstiger sein.

Arasor International Ltd. beheimatet in Mountain View (Kalifornien) mit Niederlassungen unter anderem in China, Japan und demnächst in Australien stellt optische Komponenten für die Telekommunikationsnetze und Fernseher her. Gleich neben an in Sunnyvale befindet sich die Novalux Inc. und liefert die notwendigen Laserdioden.

Auch Sony zeigte auf der CES 2007 einen Prototypen eines Laser-TV Fernsehers. Dieser nutzt die selbstentwickelte "SXRD"-Technik und unterstützt eine Full-HD Auflösung von 1920 x 1080 Pixel mit einer Bilddiagonale von 55 Zoll. Laut Sony ist auf Grund der langen Lebensdauer der Lasereinheiten kein Austausch von Lampen oder Verbrauchsmaterialen notwendig. Die Bautiefe des gezeigten Modells beträgt nur etwa 27 Zentimeter. Zu Preis oder Verfügbarkeit machte Sony leider keine Aussagen.

Wie geht's weiter mit Laser-TV?

Im Gegensatz zu LED-Modellen sind Laser-TV noch nicht im kommerziellen Markt vertreten. Allerdings haben bereits diverse Hersteller verschiedene Prototypen auf Messen und Ausstellungen präsentiert. Frank DeMartin, Vizepräsident für Marketing und Produktentwicklung von Mitsubishi Digital Electronics America in Irvine, Kalifornien meint, dass das Unternehmen auf der CES 2008 einen Laser-TV Großbildschirm zeigen wird. "Das wird eine neue Kategorie von Premium-End Fernsehern erschließen".

Das herausragende Farbspektrum von Lasern und LED's wird den Rückprojektions-TV's eine neue Tür öffnen. Diese haben ja während den letzten Jahren konstant Anteile an Plasma- und LCD-TV's abgegeben, meint Paul Semenza, Vizepräsident für Displayentwicklung bei ISuppli, einem Marktforschungsinstitut in Kalifornien. ISuppli erwartet für 2007 5,3 Millionen verkaufte Rückprojektionsfernseher und stellt damit das kleinste Marktsegement im TV-Markt dar. "Im Konstrast dazu werden 74 Millionen verkaufte LC-Displays und 11 Millionen Plasmas erwartet". Große Rückprojektions-TV's kosten traditionell weniger als vergleichbare LC-Displays oder Plasma-Fernseher, aber Rückprojektions-TV's sind in ihrer Bauweise mehr als 25cm tiefer und "Konsumenten lieben eben flach", meint Semenza. "Aber eine Innovation in Punkto Farbspektrum könnte die Konkurrenz hinter sich lassen".

Für das erste Samsung Modell mit LED's zahlten Käufer noch einen Aufpreis von 1200$ im Vergleich zu herkömmlichen Rückprojektions-TV's mit Standard Weißlichlampen, sagt Dan Schinasi, Senior Marketing Manager für HDTV Produktplanung bei Samsung. Bereits 2007 fiel die Preisdifferenz auf etwa 300$ und wird auch im nächsten Jahr noch weiter sinken.

Im Vergleich zu LED-Rückprojektionsfernseher liefern Laser-TV nochmal einen größeren Farbbereich. "Laser erzeugen extrem satte Farben, besonders das Rot ist sehr intensiv", sagt Chris Chinnock, Präsident von Insight Media. "Im Vergleich dazu sind viele Displays nur orange. Dadurch ist es natürlich schwieriger Farbübergänge zwischen Orange und Rot darzustellen. Darüber hinaus ermöglicht der Laser-TV auch wesentlich dünnere Bauweisen. "Der Laserstrahl kann anders geführt werden als der von LED's", sagt Chinnock. Dadurch werden Bauweisen mit einer Tiefe von nur etwa 15-20cm ermöglicht.

Laser-TV und die Zukunft

Die Laser-Technologie wird sich in Zukunft nicht nur auf Laser-TV beschränken sondern auf Grund der kleinen Bausweise der Laser Projektoren auch in PDA's, Handys oder Kameras eingebaut werden. Ausgestattet mit einem kleinen Laser Beamer lassen sich damit Bilder auf alle möglichen Flächen projizieren.

Vorsicht trotz aller Euphorie

Bei aller Euphorie der Hersteller bleibt abzuwarten, wie schnell sich diese Technologie tatsächlich im Vergleich zu etablierten Produkten durchsetzen wird. 2008 wird die nächste Runde einläuten und für weitere Überraschungen sorgen.