Entwicklung eines Videoprojektionsverfahrens mit direkt schreibenden Lichtbündel

Mit seinen fast 62 Jahren zählt Christhard Deter zu den ältesten Promovenden der Universität Chemnitz – und zugleich auch zu den erfolgreichsten. Denn bei der Verteidigung seiner Arbeit erreichte er am 21. November 2002 „summa cum laude“ – die höchste Note auf der Promotions-Skala. Der Inhaber von mehr als 55 Patenten ist kein Freund von flotten Sprüchen und leichtfertig in die Welt gesetzten Visionen. Seine Erfindung des Laserfernsehens wurde deshalb auch erst dann publik, als man das Prinzip auch zeigen konnte. Das Laserfernsehen kommt ohne Bildschirm aus, die Bilder sind gestochen scharf und lassen sich in nahezu beliebiger Größe an die Wand projizieren. Für seine Entwicklungsarbeit erhielt Deter bereits 1997 vom damaligen Bundespräsidenten Roman Herzog den erstmalig vergebenen „Deutschen Zukunftspreis“.

Wen wundert es, dass sich auch Deters Dissertation mit dem Thema „Entwicklung eines Videoprojektionsverfahrens mit direkt schreibenden Lichtbündel“ befasst. Den eigentlichen Anstoß dazu gab jedoch ein anderer: Prof. Dr. Wolfram Dötzel, Inhaber der Professur Mikrosystem- und Gerätetechnik an der TU Chemnitz. Der Universitätsprofessor fragte vor etwa drei Jahren seinen thüringischen Forschungspartner Deter, ob er nicht zu den Forschungsarbeiten auf dem Gebiet des Laserfernsehens eine wissenschaftliche Arbeit anfertigen wolle. „Und mit sanftem Druck führte er mich zum Ziel“, lacht Deter heute. Lediglich drei Konsultationen habe er bei seinem „Doktor-Vater“ benötigt.

Doch was ist nun das Prinzip der Laserbildprojektion? Sie beruht grundsätzlich auf der Ablenkung eines Laser-Strahls. Als Lichtquelle dient eine Lasereinheit mit drei Wellenlängen für die Farben Rot, Grün und Blau. Der Laserstrahl baut das Bild Zeile für Zeile auf. Das geschieht mittels eines Polygonspiegels mit 25 Flächen, der mit über 1.000 Umdrehungen pro Sekunde rotiert. Die Vertikalablenkung erfolgt durch einen weiteren Scanner. Über eine Optik ist die Größe des Bildes variabel einstellbar. Im Gegensatz zur Fernsehbildröhre generiert der Laser direkt mit Lichtimpulsen. Dabei bewegt sich der Laserpunkt mit einer Geschwindigkeit von rund 90 Kilometern pro Sekunde über die Projektionsfläche. Das Bild entsteht erst im menschlichen Gehirn, das die extrem schnell erzeugten Einzelpunkte zu einem Gesamteindruck zusammensetzt. Ein weiterer Vorteil gegenüber anderen Verfahren ist, dass der Laserstrahl ohne Justierung stets ein scharfes Bild erzeugt.

Die Einsatzmöglichkeiten der Laser-Display-Technologie gehen über das heutige Fernsehen weit hinaus. Laser-Displays können beispielsweise als Großdisplays eingesetzt werden. Im ZULIP – dem Zeiss Universal LaserImage Projektor – zeichnet ein einzelner Laserstrahl ein Bild, das in seiner Farbigkeit und Brillanz unübertroffen ist. Er kann digitale Dias, Videos und computergenerierte Bilder aller Art projizieren. Zu bestaunen ist ZULIP bereits seit Sommer 2002 in Wien und ab 2003 auch in Hamburg. Weitere Anwendungen ergeben sich in einem Planetarium, das neben der klassischen Planetariumstechnik den Sternenhimmel und sonstige Himmelskörper über sechs Laserprojektoren in die Halbkugel des Planetariums zeichnet. Ein erstes System wird in Peking aufgebaut, für weitere Systeme gibt es bereits Interessenten. Last but not least findet die Laser-Display-Technologie Anwendung in der zivilen und militärischen Simulationstechnik.

Für spätere Anwendungen mit preiswerteren Komponenten arbeiten zahlreiche Forschungseinrichtungen an der Miniaturisierung der Laser- und Scannereinheit. Relativ preiswerte Spiegel haben bereits Wissenschaftler um Prof. Dr. Thomas Geßner und Prof. Dr. Wolfram Dötzel vom Sonderforschungsbereich „Mikromechanische Sensor- und Aktorarrays“ der TU Chemnitz entwickelt. Das „Scannerarray“, so das Fachwort, besteht aus zahlreichen jeweils drei mal drei Millimeter großen, mit Metall bedampften Spiegeln aus Silizium, die quadratisch angeordnet sind. Diese Mikrospiegel sind an zwei Stellen beweglich gelagert und können durch das Anlegen einer Spannung ausgelenkt werden. Dabei ist jeder Spiegel einzeln ansteuerbar. Doch bis zu deren Einsatz im Laserfernseher der Zukunft werden sicher noch einige Jahre vergehen.

Weitere Informationen:

Christhard Deter
Telefon: 0365-43590
E-Mail: christhard.deter@jenoptik.com

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Dipl.-Ing. Mario Steinebach idw

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