Tageslichtprojektor

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Tageslichtprojektor in Betrieb

Als Tageslichtprojektor bezeichnet man optische Bildwerfer, die auf transparente Folien angebrachte Schrift, Bilder und Grafiken vergrößert auf eine Bildwand projizieren. Andere Begriffe sind Overheadprojektor, Tageslichtschreiber oder Arbeitsprojektor. In der DDR war der Markenname Polylux gängig, in der Schweiz Hellraumprojektor oder Prokischreiber. Dieser Begriff war auch in der Bundeswehr üblich.

Geschichte[Bearbeiten]

Trajanus mit Vertikal-Ansatz

In dem Projektor Trajanus von Liesegang mit dem Vertikalansatz von 1927 sind alle Elemente eines Tageslichtprojektors enthalten. Eine waagerechte Arbeitsfläche für die Projektion von Transparenten und flachen Versuchsanordnungen, wie Magnetlinien. Der Projektor steht vor den Betrachtern und projiziert auf eine Bildwand hinter dem Vortragenden. [1] 1931 entstand nach einer Grundidee von Walther Bauersfeld bei der Firma Carl Zeiss der Schreib-Projektions-Apparat „Belsazar“. [2] Verbreitete Anwendung erreichte erst ein 1960 von der Firma 3M auf den Markt gebrachter Tageslichtprojektor.

Funktion[Bearbeiten]

Funktionsweise eines Tageslichtprojektors
Tageslichtprojektor mit symmetrischer Spiegel-Fresnellinse, als Kompaktgerät zusammenklappbar

Ein Tageslichtprojektor funktioniert ähnlich wie ein Diaprojektor. Die Stelle des vertikalen Dias nimmt eine horizontale, beleuchtete, meistens mit einer beschreibbaren transparenten Folie bedeckte Arbeitsfläche ein. Der vertikale Strahlengang wird mit einem nach dem Objektiv angeordneten Spiegel horizontal zu einer Bildwand weitergeführt. [3] Die Arbeitsfläche besteht bei Standgeräten aus einer Glasscheibe oberhalb der Fresnel-Linse. Die Beleuchtung unterhalb der Fresnel-Linse besteht aus einer Lampe, einem Infrarot durchlässigen Hohlspiegel und in der Regel einer Kondensorlinse, die oft Infrarot reflektierend beschichtet ist. Als Lampen wurden Hochvolt-Halogenlampen, später Niedervolt-Halogenlampen oder auch Halogenmetalldampflampen verwendet. Zur Erhöhung der Lampenlebensdauer ist oft eine Sparschaltung möglich. Die Sparschaltung reduziert den Lichtstrom nur wenig, erhöht aber die Lebensdauer der Lampe erheblich.

Der vertikale Strahlengang wird durch die Fresnellinse im Objektiv gebündelt und dann über einen Umlenkspiegel horizontal zu einer Bildwand weitergeführt.

Die Umlenkung am Spiegel ist so vorgenommen, dass der mit dem Projektor arbeitende Vortragende die Bildwand im Rücken hat und ins Publikum schaut. Er hat das zu Projizierende auf der Folie seitenrichtig vor sich und kann es während des Vortrags handschriftlich ergänzen.

Bei einer Aufwärtsprojektion auf eine senkrechte Bildwand wird das Bild verzerrt. Ein Quadrat wird ein Trapez. Zur Vermeidung dieser Verzerrung kann die Bildwand nach vorne gekippt werden, oder das Objektiv wird verschoben. Der Umlenkspiegel bleibt bei dieser Linsenverstellung auch Objektiv-Verstellung unter einen Winkel von 45° und die Projektion erfolgt auf die senkrechte Bildwand, aber höher. [4]

Bei einer Aufwärtsprojektion, nur durch das entsprechende Neigen des Umlenkspiegels, entsteht zusätzlich zur Verzerrung eine Unschärfe durch die unterschiedlichen Abstände des oberen und des unteren Bildrandes. Das Bild wird wegen der begrenzten Schärfentiefe partiell unscharf. Durch Kippen des Objektives kann diese Unschärfe ausgeglichen werden. [5]

Die Projektion ist so lichtstark, dass sie in der Regel ohne Verdunklung auskommt, daher die Bezeichnung „Tageslichtprojektor“. Bei kompakten Geräten befindet sich die Beleuchtungseinrichtung oben neben dem Spiegel und die Arbeitsfläche ist als Spiegel-Fresnellinse ausgeführt.

Bauformen[Bearbeiten]

Alle Bauformen verwenden für die Größe des Objektfeldes zwei standardisierte Größen:

  • ausgehend von 10 Zoll ist die Größe 250 Millimeter mal 250 Millimeter
  • ausgehend von DIN-A4 hoch / quer ist die Größe 285 Millimeter mal 285 Millimeter.

Standgeräte[Bearbeiten]

Durch die Wahl unterschiedlicher Objektive kann das Verhältnis von Projektionsabstand zu Bildgröße verändert werden. Bei gleichem Abstand wird das Bild größer, je kürzer die Brennweite ist und kleiner, je länger die Brennweite ist. Für Standgeräte wird meist eine Brennweite von 315 mm verwendet. Für kompakte Geräte wird oft ein Vario-Objektiv von f= 280 – 320 mm verwendet.

Bildgrößen für Vorlagen 285 mm × 285 mm
Standgeräte mit f= 315 mm Varioobjektiv mit f= 280 - 320mm
Projektionsabstand in m 1,5 2,0 2,5 3,0 1,5 1,8 2,0
ungefähre Bildgröße in m 1,2 1,6 2,1 2,5 1,3 1,6 1,8

Wenn das Gerät in einem Tisch oder Projektionswagen eingesetzt wird, sollten alle Bedienelemente auf der Oberseite des Projektors zugänglich sein. Dazu gehören der Ein-aus-Schalter, Sparschalter, eine Justiermöglichkeit für das Lampenhaus und evt. auch der Lampenwechsler. Nach dem Aufklappen der Arbeitsplatte muss die Netzspannung zwangsweise abgeschaltet werden und eine defekte Lampe kann dann gewechselt werden. Dazu muss die Kondensorlinse über der Lampe noch aufgeklappt oder entnommen werden.

Der Abstand zwischen Arbeitsfläche und Objektiv wird je nach Projektionsentfernung beim Fokussieren verändert. Da das Bild der Lampe im Objektiv abgebildet werden muss, ist für die Beleuchtungseinrichtung eine Justierung vorgesehen. Bei Verwendung von Varioobjektiven ist diese Justierung nicht erforderlich, da der Abstand zur Arbeitsplatte beim Fokussieren nicht verändert wird.

Als Lampen für einfache Ansprüche an den Lichtstrom werden Halogenlampen 24 Volt / 250 Watt, für größere Ansprüche auch Halogenlampen 36 Volt / 400 Watt verwendet. Für große Räume mit großen Bildwänden, je nach Umgebungslicht 10 Quadratmeter und mehr, stehen Ausführungen mit Halogenmetalldampflampen 400 Watt oder 575 Watt zur Verfügung. Projektoren mit Metalldampflampen sollten über eine sofortige Wiederzündung verfügen.

Reisegeräte[Bearbeiten]

Kompakte Reisegeräte sind entweder wie Standgeräte aufgebaut, aber zusammenklappbar, oder sie haben das Beleuchtungssystem neben dem Objektiv im Objektivkopf und die Arbeitsfläche besteht aus einer, auf der Unterseite verspiegelten Fresnellinse. Der Objektivkopf kann für den Transport flach auf die Arbeitsplatte geklappt werden.

Zusammenklappbare Reisegeräte können mit helleren Lampen, auch Metalldampflampen ausgerüstet werden, was für Reisegeräte mit Spiegel-Fresnellinsen nicht möglich ist.

Bei Geräten, die eine Spiegel-Fresnellinse benutzen, geht der Projektionsstrahl zweimal durch die Vorlage. Zunächst vom Beleuchtungssystem zur Spiegel-Fresnellinse, er wird dann von der Spiegel-Fresnellinse zurück zum Objektiv reflektiert. Daher können keine dickeren Vorlagen, zum Beispiel Bewegungmodelle oder LC-Auflagepanels projiziert werden. Es entstehen doppelte Kanten auf dem projizierten Bild. [6] Die Fresnellinse ist auf der Oberseite glatt und mit einer Schutzschicht gegen Beschädigungen geschützt. Auf der Unterseite sind die Rillen verspiegelt. Die Linse soll zur Vermeidung von Doppelkanten möglichst dünn sein. Zur Stabilisierung ist sie auf eine Metallplatte geklebt.

Symmetrische Spiegel-Fresnellinsen bedingen eine Verschiebung des Objektives aus der Mitte. Dadurch entsteht eine geringe Aufwärtsprojektion ohne Verzerrung. Das Objektiv muss aber einen größeren Bildkreis abbilden. [7]

Bei unsymmetrischen Spiegel-Fresnellinsen kann das Objektiv in der Mitte über der Linse bleiben, die Anforderungen an das Objektiv sind weniger hoch (kleinerer Bildkreis). [8]

Zubehör[Bearbeiten]

Auf der Oberfläche der Arbeitsplatte befinden sich versenkbare Haltestifte zur Justierung von vorgefertigten Projektionsfolien mit Rahmen und entsprechenden Lochungen. An den Seitenflächen des Gehäuses sind Befestigungsmöglichkeiten für Zubehör, zum Beispiel Rollenvorrichtung hoch bzw. quer, oder Ablageflächen vorgesehen. Am Objektivkopf kann eine Befestigungsmöglichkeit für einen Blendschutz vorgesehen sein, der für Hochleistungsgeräte trotz blendreduzierter Fresnellinse notwendig sein kann.

  • Rollenvorrichtung: für Folienrollen fünf oder zehn Meter, auch mehr
  • Ablageflächen: als Ablageflächen für Folien, Stifte, usw. neben der Arbeitsfläche
  • Blendschutz: trotz blendreduzierten Fresnellinsen teilweise erforderlich
  • Diavorsatz: zur Projektion von Dias im Format 5 cm × 5 cm (für Standgeräte, bis 1998)
  • Auflagepanels: zur Daten oder Video- Projektion (bis 1998)

Anwendung[Bearbeiten]

Tageslichtprojektoren sind eine, auch für ein größeres Auditorium geeignete, Alternative zu Wandtafel, Whiteboard und Flipchart. Sie werden zur Visualisierung von Sachverhalten bei Vorträgen genutzt (beispielsweise in der Schule, an Universitäten oder bei Besprechungen). Man kann an einem Rand zusammenhängende mehrlagige Folien verwenden, die zum Beispiel die Beschriftung einer Zeichnung oder verschiedene Details auf später herunterklappbaren Folien enthalten. Auch zum Auflegen geeignete flache, mitunter sogar bewegliche Modelle aus transparentem Kunststoff (beispielsweise für Mathematik, Physik oder technischen Unterricht) sind erhältlich. Außerdem gibt es Messgeräte mit durchsichtiger Anzeige, die man auf den Projektor legen kann.

Ferner sind – mitunter von Overheadherstellern selbst – auch transparente Bildschirme auf den Markt gebracht worden, die einen Videoprojektor ersetzen können. Sie werden auf die Arbeitsfläche des Tageslichtprojektor gelegt, und dieser projiziert das auf dem Zusatzgerät angezeigte Bild auf die Bildwand.

Alternativen[Bearbeiten]

Heute wird der Tageslichtprojektor an vielen Stellen durch eine Kombination aus Videoprojektor und Visualizer (Dokumentenkamera) abgelöst. Das Bild der Kamera am Visualizier wird direkt auf den Videoprojektor übertragen. Dies hat den Vorteil, dass durchsichtige Projektionsfolien überflüssig werden. Es können normale Blätter verwendet und beschrieben werden.

Auch eine Präsentation über einen Computer ist am Videoprojektor möglich. Präsentationsprogramme ermöglichen eine Gestaltung mit multimedialen Inhalten wie animierten Texten, Bildern und Videos. Ein Betrachtungsabschnitt eines solchen Programms wird weiterhin Folie genannt.

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Tageslichtprojektor – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Literatur[Bearbeiten]

  • DIN 108 Teil 7 Diaprojektoren und Diapositive; Arbeitsprojektoren; Nutzfläche, Haltestifte, Projektionsfläche, Bewertung, Ausgabedatum: 1988-12
  • DIN 108-7 Beiblatt 1. Diaprojektion; Arbeitsprojektoren, DIN-Prüftransparent für Mindestanforderungen mit 9 DIN-Testfeldern, Linien und Schriften für die praktische Anwendung, Ausgabedatum: 1973-07
  • DIN 108-7 Beiblatt 2. Diaprojektion und Diapositive; Arbeitsprojektoren, DIN-Einstelltransparent für Betrachtungs- und Projektionsbedingungen; Ausgabedatum: 1981-12
  • DIN 19045-8:1993-12, Projektion von Steh- und Laufbild; Lichtmessung bei der Bildprojektion mit Projektor und getrennter Bildwand

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Prospekt, Liesegang: Trajanus-Epidiaskop. Verlag ED.LINTZ A-G, Düsseldorf, 4. Aufl. Nov. 1927, Seite 7.
  2. Wolfgang Grau: Technik der optischen Projektion. Beuth Verlag GmbH, Berlin 1994, Seite 380, 423/424, ISBN 3-410-13194-9.
  3. Projektor, Techniklexikon, online abgerufen am 12. November 2012
  4. Wolfgang Grau: Technik der optischen Projektion. Beuth Verlag GmbH, Berlin 1994, Seite 488, ISBN 3-410-13194-9.
  5. Gottfried Schröder, H. Naumann: Bauelemente der Optik, Carl Hanser Verlag, München 1992, Seite 419, ISBN 3-446-17036-7.
  6. Gottfried Schröder, H. Naumann: Bauelemente der Optik, Carl Hanser Verlag, München, 1992, Seite 304, ISBN 3-446-17036-7.
  7. Gottfried Schröder, Hanskarl Treiber: Technische Optik, Vogel Buchverlag, 2002, Seite 121 Bild 6.12, ISBN 3-8023-1923-0.
  8. Gottfried Schröder, H. Naumann: Bauelemente der Optik, Carl Hanser Verlag, München, 1992, Seite 304 Bild 844 b, ISBN 3-446-17036-7.