謝于迪

（北京泰瑞特檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司，北京 100015）

1 投影機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施情況

《投影機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》（GB 32028—2015）標(biāo)準(zhǔn)于2015 年9 月18 日發(fā)布，于2016 年10月1 日正式實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)是投影機(jī)行業(yè)的第一份強(qiáng)制性能效標(biāo)準(zhǔn)。所有在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)、銷售的投影機(jī)產(chǎn)品都需要達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的能效限定值要求及被動(dòng)待機(jī)功率限定值要求，同時(shí)需加貼能效標(biāo)識(shí)。

1.1 標(biāo)準(zhǔn)制定的思路和考量

在標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，筆者作為標(biāo)準(zhǔn)主要起草人之一，在充分考慮當(dāng)時(shí)投影機(jī)行業(yè)現(xiàn)實(shí)情況的基礎(chǔ)上，選取以投影為主要功能，以高壓汞燈或金屬鹵化物燈為光源的液晶顯示（LCD）和數(shù)字光學(xué)處理（Digital Light Processing，DLP）投影機(jī)作為該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋的產(chǎn)品類別。

標(biāo)準(zhǔn)制定的主要數(shù)據(jù)收集時(shí)間在2012 年—2014 年。2014 年，中國(guó)投影機(jī)出貨量約為213 萬臺(tái)，在市場(chǎng)細(xì)分方面，全行業(yè)以商教市場(chǎng)為主，具有交互功能的智能投影機(jī)開始進(jìn)入家用市場(chǎng)，但份額很小。在光源區(qū)分方面，高壓汞燈光源的LCD 投影機(jī)和DLP 投影機(jī)占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，激光投影機(jī)和LED光源投影機(jī)也處于剛剛興起階段，光輸出較低，產(chǎn)品能效水平遠(yuǎn)低于高壓汞投影機(jī)，市場(chǎng)份額也幾乎可以忽略不計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)制定以覆蓋量大面廣產(chǎn)品為出發(fā)點(diǎn)，因此未將激光和LED 光源等固態(tài)光源投影機(jī)納入標(biāo)準(zhǔn)覆蓋范圍，但標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定固態(tài)光源投影機(jī)和以硅基液晶（LCOS）為顯示器件的投影機(jī)等可參照?qǐng)?zhí)行。

在標(biāo)準(zhǔn)制定范圍中，組織開展標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證工作，將LCD 和DLP、單燈和多燈產(chǎn)品、短焦和非短焦產(chǎn)品、不同色域覆蓋率產(chǎn)品進(jìn)行了對(duì)比。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，成像器件、燈泡數(shù)量、焦距長(zhǎng)短都不是影響投影機(jī)能效高低的關(guān)鍵因素，僅色域覆蓋率高的產(chǎn)品帶來較多能耗，會(huì)造成光效的降低。為鼓勵(lì)高色域覆蓋率這一優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，標(biāo)準(zhǔn)中僅單為高色域覆蓋率產(chǎn)品特殊設(shè)定，降低光效要求。針對(duì)投影機(jī)使用場(chǎng)景的特殊性，確認(rèn)投影機(jī)能效測(cè)試方法，包括測(cè)試序列的選擇和測(cè)試模式的選定等，屬投影機(jī)檢測(cè)領(lǐng)域首創(chuàng)。尊重投影機(jī)行業(yè)光輸出產(chǎn)品穩(wěn)定性不高的特點(diǎn)，參照IEC21118 標(biāo)準(zhǔn)，允許投影機(jī)光輸出達(dá)到標(biāo)稱光輸出的80%即可開展測(cè)試，但測(cè)試結(jié)果以實(shí)測(cè)值進(jìn)行計(jì)算。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的影響

在投影機(jī)能效領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)缺失的情況下，中國(guó)投影機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)首次提出投影機(jī)能源效率概念，具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，為全球投影機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)提供了參考。標(biāo)準(zhǔn)自2015 年實(shí)施以來，影響了超過1 000 萬臺(tái)投影機(jī)產(chǎn)品的銷售。全行業(yè)能效水平與標(biāo)準(zhǔn)制定前相比有了顯著提升。標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)推動(dòng)了投影機(jī)節(jié)能新技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

2 投影機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來產(chǎn)業(yè)和技術(shù)變化情況

原投影機(jī)行業(yè)，因日本企業(yè)在液晶顯示技術(shù)方面，美國(guó)德州儀器公司在DMD 成像技術(shù)方面具有壟斷地位，臺(tái)灣企業(yè)擁有加工制造方面的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，全國(guó)投影機(jī)市場(chǎng)以日系、臺(tái)系廠家為主，包括愛普生、日立、索尼、BenQ、Acer、松下等廠家占據(jù)絕對(duì)市場(chǎng)份額。

投影機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，恰逢投影機(jī)行業(yè)出現(xiàn)重大變革，固體光源技術(shù)取得重大進(jìn)展，既有產(chǎn)品形態(tài)和市場(chǎng)結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重沖擊，此外，智能化、超高清等新技術(shù)也開始滲透進(jìn)投影機(jī)行業(yè)。

2.1 固態(tài)光源投影機(jī)引發(fā)行業(yè)變革

首先是以LED 為光源的投影機(jī)進(jìn)入家用領(lǐng)域，成為市場(chǎng)大幅增長(zhǎng)的突破點(diǎn)。經(jīng)過多年的市場(chǎng)橫盤后，2017 年，全國(guó)投影機(jī)銷量同比增長(zhǎng)突破25%，其中家用消費(fèi)級(jí)投影機(jī)占出貨總量的的41.1%。LED 作為投影機(jī)的光源，必須達(dá)到高光效、高顯色性、高可靠性以及低成本幾大條件，才能實(shí)現(xiàn)商業(yè)銷售。在標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)，市面上的LED 投影機(jī)的光輸出僅能達(dá)到幾十流明，不滿足觀看需要，多基色熒光粉廣泛應(yīng)用[1]，封裝出光效率提高，結(jié)溫降低，在2016 年前后實(shí)現(xiàn)了幾百流明數(shù)量級(jí)光輸出投影機(jī)的產(chǎn)品化商業(yè)化[2]。恰逢社會(huì)生活方式的轉(zhuǎn)變，更多年輕人接受以便攜化的投影機(jī)為家庭娛樂中心的觀念，投影機(jī)家用市場(chǎng)逐漸打開。2018 年至2021年，LED 光源家用投影機(jī)出貨量分別達(dá)到227 萬臺(tái)、279 萬臺(tái)、300 萬臺(tái)和302 萬臺(tái)。

另外一個(gè)取得重大變革的是激光投影技術(shù)。激光本身方向性好、單色性好，但存在光線強(qiáng)相干性造成投影出射光在空間上形成散斑的問題[3]。在標(biāo)準(zhǔn)制定的2014 年，激光投影機(jī)的光輸出僅為幾百流明，與金屬鹵素?zé)艄庠赐队皺C(jī)相比，能效差距較大。經(jīng)過多年的發(fā)展，光輸出大為提高。國(guó)內(nèi)研發(fā)企業(yè)采用藍(lán)色激光激發(fā)熒光的方式獲得紅光和綠光，大大減少了相干性[4]。激光投影市場(chǎng)保有量較以往有大幅增長(zhǎng)，但成本仍然較高。2021 年，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)激光投影機(jī)銷量約為50 萬臺(tái)。

2.2 新技術(shù)帶來性能持續(xù)改善

伴隨著顯示產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)的提升，投影機(jī)行業(yè)同步進(jìn)入超高清化和智能化時(shí)代。搭載了智能化操作系統(tǒng)的投影機(jī)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于家用領(lǐng)域。2021年，國(guó)內(nèi)智能投影機(jī)市場(chǎng)銷量約為360 萬臺(tái)。疫情影響造成兒童學(xué)生居家線上學(xué)習(xí)的增多，進(jìn)一步刺激了智能投影機(jī)市場(chǎng)的擴(kuò)展。超高清投影機(jī)固有分辨率達(dá)3 840×2 160，在顯示超高清信號(hào)時(shí)能獲得更細(xì)膩的觀看體驗(yàn)，這對(duì)于投影機(jī)這樣的大屏幕顯示尤為重要。然而，目前固有分辨率1 920×1 080及以下的投影機(jī)產(chǎn)品仍占市場(chǎng)主流，超高清顯示器件（如液晶板、DMD）的成本是超高清未在投影機(jī)行業(yè)普及的決定因素。

2.3 投影機(jī)產(chǎn)業(yè)持續(xù)蓬勃發(fā)展

在家用投影機(jī)打開銷路和國(guó)家持續(xù)進(jìn)行電教化改革雙重因素的共同推動(dòng)下，我國(guó)的投影機(jī)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)迅速。據(jù)國(guó)際咨詢機(jī)構(gòu)IDC 預(yù)估，在2026年前銷量都能保持快速增長(zhǎng)勢(shì)頭，復(fù)合增長(zhǎng)率將超過17%。與2014 年投影機(jī)市場(chǎng)以日系、臺(tái)系企業(yè)占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，大陸廠家份額不到10%的情況不同，2021 年，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)居于前五的有4 家為國(guó)內(nèi)企業(yè)，其中領(lǐng)頭企業(yè)極米的市場(chǎng)份額超過20%。

3 投影機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)業(yè)提升和技術(shù)發(fā)展的作用

投影機(jī)領(lǐng)域的首個(gè)能效標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了普及能效標(biāo)識(shí)概念、淘汰能效水平落后產(chǎn)品、引導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)節(jié)能產(chǎn)品的既定目標(biāo)。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施帶來的能效提升

標(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施近7 年后，投影機(jī)產(chǎn)品的能效水平有所提升。目前備案企業(yè)136 家，能效1 級(jí)型號(hào)占比7%，能效2 級(jí)型號(hào)占比已高達(dá)81%，能效3 級(jí)型號(hào)占比12%，能效2 級(jí)產(chǎn)品占主流。按類型來看，普通投影機(jī)占80%以上，高色域投影機(jī)占比較少。

在近三年針對(duì)投影機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量國(guó)家監(jiān)督抽查中，屢有發(fā)現(xiàn)投影機(jī)光效不合格的情況。2018 年，發(fā)現(xiàn)1 批次產(chǎn)品投影光效項(xiàng)目不合格。2019 年，成都極米科技股份有限公司因?qū)嶋H光輸出未達(dá)到標(biāo)稱光輸出的80%，不能進(jìn)行投影光效測(cè)試，被判定為不合格。2020 年，未發(fā)現(xiàn)不合格。投影機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)作為強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在監(jiān)督抽查中若被發(fā)現(xiàn)不合格，屬于較嚴(yán)重的質(zhì)量問題。

3.2 激光投影機(jī)、LED 投影機(jī)等也積極向能效標(biāo)準(zhǔn)靠攏

LED 投影機(jī)、激光投影機(jī)目前市場(chǎng)占有量較高，無需進(jìn)行能效備案，因此投影光效水平的統(tǒng)計(jì)采用企業(yè)調(diào)研的方式開展。經(jīng)調(diào)研，不同企業(yè)反饋LED 投影機(jī)的光效差異較大，500 lm 投影機(jī)的能耗分布在40 ～74 W，按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)換算投影光效為6.8 ～12.5，且低光輸出產(chǎn)品投影光效略低于高光輸出產(chǎn)品。部分企業(yè)反饋現(xiàn)有產(chǎn)品難以達(dá)到現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)投影光效二級(jí)（即節(jié)能評(píng)價(jià)值）的要求。激光投影機(jī)企業(yè)反饋，投影光效略高于高壓汞燈投影光效。

4 下一步標(biāo)準(zhǔn)修訂建議

下一步，建議投影機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)修訂，考慮以下幾個(gè)方面的因素：一是廣泛調(diào)研國(guó)際相近標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展情況，二是充分考慮國(guó)內(nèi)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，三是尋求進(jìn)一步通過能效標(biāo)準(zhǔn)的修訂帶動(dòng)全社會(huì)節(jié)能。

從國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)情況看，目前仍未有專門對(duì)投影機(jī)能效進(jìn)行規(guī)定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。目前，國(guó)際上影響力最大的標(biāo)準(zhǔn)ISO_IEC_21118_2020 信息技術(shù)-辦公設(shè)備-投影機(jī)標(biāo)準(zhǔn)[5]，于2020 年發(fā)布實(shí)施，規(guī)定投影機(jī)檢測(cè)過程中需測(cè)定最大功耗、開機(jī)功耗及待機(jī)功耗，但未規(guī)定功耗上限。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大功耗是指在額定輸出電壓下的最大功率消耗。開機(jī)功耗的主要測(cè)試步驟如下：

（1）接通電源，連接測(cè)試設(shè)備；

（2）開機(jī)并調(diào)整輸入電壓和頻率；

（3）確認(rèn)投影機(jī)操作正常，將所有可調(diào)設(shè)置都設(shè)置到工廠模式，對(duì)于可調(diào)光設(shè)備，設(shè)置為最亮模式進(jìn)行測(cè)試，內(nèi)置揚(yáng)聲器、無線連接、電視調(diào)諧器等應(yīng)設(shè)置在最低功率狀態(tài)下；

（4）使用遙控器或機(jī)身開關(guān)鍵將投影機(jī)設(shè)置到開機(jī)模式；

（5）使用100%全白色圖案和0%全黑色圖案，或輸入100%白色圖案的模擬信號(hào)，模擬信號(hào)電平應(yīng)為0.7 V±0.007 V（信號(hào)輸出電阻為75 Ω±0.75 Ω）；

（6）設(shè)置到合適的顯示模式，輸入信號(hào)與固有分辨力相同，且全屏顯示；

（7）測(cè)量前，留出足夠的預(yù)熱時(shí)間使設(shè)備的溫度和顯示趨于穩(wěn)定，一般不少于半小時(shí)；

（8）設(shè)置好功率計(jì)量程；

（9）等待功率計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定，然后讀取以瓦特為單位的有效功耗值，如果讀數(shù)在3 min 內(nèi)保持不超過1%，則認(rèn)為讀數(shù)穩(wěn)定。

待機(jī)功率是指在未連接外部設(shè)備時(shí)的待機(jī)功率，如果投影機(jī)具備功率開關(guān)鍵，則應(yīng)保持開關(guān)鍵打開，并非測(cè)量關(guān)機(jī)功率。歐盟的系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了待機(jī)最大功率值，一般不超過1 W。以上皆可作為能效標(biāo)準(zhǔn)制定的參考。

目前LED 投影機(jī)和激光投影機(jī)從技術(shù)發(fā)展程度和市場(chǎng)占有率情況看，都已滿足納入投影機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)的要求。主要難點(diǎn)是在標(biāo)準(zhǔn)制定過程中需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)摸底測(cè)試，以確定這兩種固態(tài)光源投影機(jī)的能效水平分布，進(jìn)而確定正確的限值。另外，應(yīng)進(jìn)行充分測(cè)試，理清高清、超高清、智能化等新技術(shù)對(duì)投影機(jī)能效的影響。

5 結(jié) 語(yǔ)

顯示技術(shù)的飛速進(jìn)步，對(duì)能效標(biāo)準(zhǔn)的制定提出了更高的要求。能效標(biāo)準(zhǔn)既需要符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，又需要具有一定前瞻性。適時(shí)修訂投影機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)，是制造企業(yè)和檢測(cè)技術(shù)研究機(jī)構(gòu)未來一段時(shí)間的重要任務(wù)。