投影机能效标准实施效果及修订建议

谢于迪

（北京泰瑞特检测技术服务有限责任公司，北京 100015）

1 投影机能效标准实施情况

《投影机能效限定值及能效等级》（GB 32028—2015）标准于2015 年9 月18 日发布，于2016 年10月1 日正式实施。该标准是投影机行业的第一份强制性能效标准。所有在国内生产、销售的投影机产品都需要达到该标准规定的能效限定值要求及被动待机功率限定值要求，同时需加贴能效标识。

1.1 标准制定的思路和考量

在标准制定过程中，笔者作为标准主要起草人之一，在充分考虑当时投影机行业现实情况的基础上，选取以投影为主要功能，以高压汞灯或金属卤化物灯为光源的液晶显示（LCD）和数字光学处理（Digital Light Processing，DLP）投影机作为该标准涵盖的产品类别。

标准制定的主要数据收集时间在2012 年—2014 年。2014 年，中国投影机出货量约为213 万台，在市场细分方面，全行业以商教市场为主，具有交互功能的智能投影机开始进入家用市场，但份额很小。在光源区分方面，高压汞灯光源的LCD 投影机和DLP 投影机占据绝对优势，激光投影机和LED光源投影机也处于刚刚兴起阶段，光输出较低，产品能效水平远低于高压汞投影机，市场份额也几乎可以忽略不计。标准制定以覆盖量大面广产品为出发点，因此未将激光和LED 光源等固态光源投影机纳入标准覆盖范围，但标准明确规定固态光源投影机和以硅基液晶（LCOS）为显示器件的投影机等可参照执行。

在标准制定范围中，组织开展标准验证工作，将LCD 和DLP、单灯和多灯产品、短焦和非短焦产品、不同色域覆盖率产品进行了对比。经试验验证，成像器件、灯泡数量、焦距长短都不是影响投影机能效高低的关键因素，仅色域覆盖率高的产品带来较多能耗，会造成光效的降低。为鼓励高色域覆盖率这一优质产品，标准中仅单为高色域覆盖率产品特殊设定，降低光效要求。针对投影机使用场景的特殊性，确认投影机能效测试方法，包括测试序列的选择和测试模式的选定等，属投影机检测领域首创。尊重投影机行业光输出产品稳定性不高的特点，参照IEC21118 标准，允许投影机光输出达到标称光输出的80%即可开展测试，但测试结果以实测值进行计算。

1.2 标准实施的影响

在投影机能效领域国际标准缺失的情况下，中国投影机能效标准首次提出投影机能源效率概念，具备自主知识产权，为全球投影机能效标准提供了参考。标准自2015 年实施以来，影响了超过1 000 万台投影机产品的销售。全行业能效水平与标准制定前相比有了显著提升。标准同时推动了投影机节能新技术的广泛应用。

2 投影机能效标准实施以来产业和技术变化情况

原投影机行业，因日本企业在液晶显示技术方面，美国德州仪器公司在DMD 成像技术方面具有垄断地位，台湾企业拥有加工制造方面的先发优势，全国投影机市场以日系、台系厂家为主，包括爱普生、日立、索尼、BenQ、Acer、松下等厂家占据绝对市场份额。

投影机能效标准实施后，恰逢投影机行业出现重大变革，固体光源技术取得重大进展，既有产品形态和市场结构受到严重冲击，此外，智能化、超高清等新技术也开始渗透进投影机行业。

2.1 固态光源投影机引发行业变革

首先是以LED 为光源的投影机进入家用领域，成为市场大幅增长的突破点。经过多年的市场横盘后，2017 年，全国投影机销量同比增长突破25%，其中家用消费级投影机占出货总量的的41.1%。LED 作为投影机的光源，必须达到高光效、高显色性、高可靠性以及低成本几大条件，才能实现商业销售。在标准制定时，市面上的LED 投影机的光输出仅能达到几十流明，不满足观看需要，多基色荧光粉广泛应用[1]，封装出光效率提高，结温降低，在2016 年前后实现了几百流明数量级光输出投影机的产品化商业化[2]。恰逢社会生活方式的转变，更多年轻人接受以便携化的投影机为家庭娱乐中心的观念，投影机家用市场逐渐打开。2018 年至2021年，LED 光源家用投影机出货量分别达到227 万台、279 万台、300 万台和302 万台。

另外一个取得重大变革的是激光投影技术。激光本身方向性好、单色性好，但存在光线强相干性造成投影出射光在空间上形成散斑的问题[3]。在标准制定的2014 年，激光投影机的光输出仅为几百流明，与金属卤素灯光源投影机相比，能效差距较大。经过多年的发展，光输出大为提高。国内研发企业采用蓝色激光激发荧光的方式获得红光和绿光，大大减少了相干性[4]。激光投影市场保有量较以往有大幅增长，但成本仍然较高。2021 年，国内市场激光投影机销量约为50 万台。

2.2 新技术带来性能持续改善

伴随着显示产业整体技术的提升，投影机行业同步进入超高清化和智能化时代。搭载了智能化操作系统的投影机产品广泛应用于家用领域。2021年，国内智能投影机市场销量约为360 万台。疫情影响造成儿童学生居家线上学习的增多，进一步刺激了智能投影机市场的扩展。超高清投影机固有分辨率达3 840×2 160，在显示超高清信号时能获得更细腻的观看体验，这对于投影机这样的大屏幕显示尤为重要。然而，目前固有分辨率1 920×1 080及以下的投影机产品仍占市场主流，超高清显示器件（如液晶板、DMD）的成本是超高清未在投影机行业普及的决定因素。

2.3 投影机产业持续蓬勃发展

在家用投影机打开销路和国家持续进行电教化改革双重因素的共同推动下，我国的投影机市场规模增长迅速。据国际咨询机构IDC 预估，在2026年前销量都能保持快速增长势头，复合增长率将超过17%。与2014 年投影机市场以日系、台系企业占据绝对优势，大陆厂家份额不到10%的情况不同，2021 年，国内市场居于前五的有4 家为国内企业，其中领头企业极米的市场份额超过20%。

3 投影机能效标准对产业提升和技术发展的作用

投影机领域的首个能效标准，实现了普及能效标识概念、淘汰能效水平落后产品、引导企业生产节能产品的既定目标。

3.1 标准实施带来的能效提升

标准正式实施近7 年后，投影机产品的能效水平有所提升。目前备案企业136 家，能效1 级型号占比7%，能效2 级型号占比已高达81%，能效3 级型号占比12%，能效2 级产品占主流。按类型来看，普通投影机占80%以上，高色域投影机占比较少。

在近三年针对投影机的产品质量国家监督抽查中，屡有发现投影机光效不合格的情况。2018 年，发现1 批次产品投影光效项目不合格。2019 年，成都极米科技股份有限公司因实际光输出未达到标称光输出的80%，不能进行投影光效测试，被判定为不合格。2020 年，未发现不合格。投影机能效标准作为强制性国家标准，在监督抽查中若被发现不合格，属于较严重的质量问题。

3.2 激光投影机、LED 投影机等也积极向能效标准靠拢

LED 投影机、激光投影机目前市场占有量较高，无需进行能效备案，因此投影光效水平的统计采用企业调研的方式开展。经调研，不同企业反馈LED 投影机的光效差异较大，500 lm 投影机的能耗分布在40 ～74 W，按现行标准换算投影光效为6.8 ～12.5，且低光输出产品投影光效略低于高光输出产品。部分企业反馈现有产品难以达到现行标准投影光效二级（即节能评价值）的要求。激光投影机企业反馈，投影光效略高于高压汞灯投影光效。

4 下一步标准修订建议

下一步，建议投影机能效标准修订，考虑以下几个方面的因素：一是广泛调研国际相近标准进展情况，二是充分考虑国内行业发展现状，三是寻求进一步通过能效标准的修订带动全社会节能。

从国际标准情况看，目前仍未有专门对投影机能效进行规定的国际标准。目前，国际上影响力最大的标准ISO_IEC_21118_2020 信息技术-办公设备-投影机标准[5]，于2020 年发布实施，规定投影机检测过程中需测定最大功耗、开机功耗及待机功耗，但未规定功耗上限。该标准规定的最大功耗是指在额定输出电压下的最大功率消耗。开机功耗的主要测试步骤如下：

（1）接通电源，连接测试设备；

（2）开机并调整输入电压和频率；

（3）确认投影机操作正常，将所有可调设置都设置到工厂模式，对于可调光设备，设置为最亮模式进行测试，内置扬声器、无线连接、电视调谐器等应设置在最低功率状态下；

（4）使用遥控器或机身开关键将投影机设置到开机模式；

（5）使用100%全白色图案和0%全黑色图案，或输入100%白色图案的模拟信号，模拟信号电平应为0.7 V±0.007 V（信号输出电阻为75 Ω±0.75 Ω）；

（6）设置到合适的显示模式，输入信号与固有分辨力相同，且全屏显示；

（7）测量前，留出足够的预热时间使设备的温度和显示趋于稳定，一般不少于半小时；

（8）设置好功率计量程；

（9）等待功率计读数稳定，然后读取以瓦特为单位的有效功耗值，如果读数在3 min 内保持不超过1%，则认为读数稳定。

待机功率是指在未连接外部设备时的待机功率，如果投影机具备功率开关键，则应保持开关键打开，并非测量关机功率。欧盟的系列标准规定了待机最大功率值，一般不超过1 W。以上皆可作为能效标准制定的参考。

目前LED 投影机和激光投影机从技术发展程度和市场占有率情况看，都已满足纳入投影机能效标准的要求。主要难点是在标准制定过程中需要进行大量的数据摸底测试，以确定这两种固态光源投影机的能效水平分布，进而确定正确的限值。另外，应进行充分测试，理清高清、超高清、智能化等新技术对投影机能效的影响。

5 结 语

显示技术的飞速进步，对能效标准的制定提出了更高的要求。能效标准既需要符合产业发展情况，又需要具有一定前瞻性。适时修订投影机能效标准，是制造企业和检测技术研究机构未来一段时间的重要任务。