2024超高清视频显示终端质量分析报告—单片液晶(LCD)投影机

中国电子技术标准化研究院 严禁转载、摘编 版权所有 中国电子技术标准化研究院 版权声明 严禁转载、摘编 本报告版权属于中国电子技术标准化研究院，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明“来源：中国电子技术标准化研究院《超高清视频显示终端质量分析报告 （2024版）单片液晶（LCD）投影机》”。违反上述声明者，将追究其相关法律责任。 版权所有 编制人员： 刘春生、潘正男、齐琪、陈仁伟、成曦、许哲、周阳翔、阮向远、周安然、董桂官 联系方式： Email：qiqi@cesi.cn电话：010-64102359 网站：www.cesi.cn “音视频国检中心”微信公众号 中国电子技术标准化研究院 目录 一、基本情况1 (一)背景1 严禁转载、摘编 (二)工作意义2 二、投影产业发展现状4 三、投影机显示技术5 (一)DLP显示技术5 (二)3LCD显示技术6 (三)LCoS显示技术6 (四)单片液晶（LCD）显示技术7 四、单片LCD投影检测及数据分析8 (一)被测样品8 (二)检测条件8 (三)检测项目10 版权所有 (四)分项分析11 (五)总体情况分析33 五、总结35 中国电子技术标准化研究院 一、基本情况 (一)背景 严禁转载、摘编 超高清视频是具有4K（3840×2160像素）或8K（7680×4320像素）分辨率，符合高帧率、高位深、广色域、高动态范围等技术要求的新一代视频。超高清视频具有更精细的图像细节、更强的信息承载能力和更广泛的应用范围，为消费升级、行业创新、社会治理提供了新工具、新要素、新场景，有力推动经济社会各领域的深刻变革。超高清显示技术被广泛应用于家庭娱乐、专业影视制作、医疗诊 断、虚拟现实等多个领域。特别是在电视和游戏行业，4K和8K超 高清显示器已经成为高端产品的标配，提供了更加细腻和生动的画面。超高清显示技术的优点包括更高的清晰度、更丰富的色彩以及更广泛的适用范围。 版权所有 随着技术的标准化，如ITU-RBT.2020，为超高清视频显示设定了明确的参数指标，包括分辨率、色彩空间、帧率和色彩编码等。视频编码技术如H.265已成为4K超高清视频的主流编码格式，它能够有效压缩视频数据，减少存储和传输需求。 在我国，超高清显示技术的发展也受到政府的重视和支持。2019年工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台联合印发 《超高清视频产业发展行动计划（2019-2022年）》，旨在加快超高清视频产业的发展，提高我国在全球超高清视频产业中的竞争力。该行动计划提出了超高清视频产业的目标、重点任务和保障措施，包 中国电子技术标准化研究院 括技术研发、产品创新、内容制作、传输覆盖、应用推广等方面。各地地方政府也通过各种科研项目，向科研机构和企业提供资金 严禁转载、摘编 支持，用于超高清显示技术的基础研究和应用开发。例如，深圳市针对8K摄录设备、CMOS图像传感器等关键核心技术的攻关提供最高3000万元的资助。其中包括产业园区建设，在一些重点地区建设超高清显示技术产业园区，提供基础设施建设、人才培养、科研平台等支持，以促进相关产业的集聚和发展。 我国积极推动超高清标准制定，建立超高清标准体系并制定一批产业急需的超高清标准，并积极参与国际超高清显示标准的制定，并推动在国内推广应用这些标准，以促进超高清显示技术的发展和普及，如4K超高清终端显示规范的制定和实施。这些标准的制定和推广有助于统一技术规格，促进产业规范化发展。 (二)工作意义 版权所有 《超高清视频显示终端质量分析报告（2024）版单片液晶（LCD）投影机》是在国家数字音视频及多媒体产品质量检验检测中心依据近些年超高清显示产品检测工作基础上对检测情况、检测数据进行汇总、分析、归纳形成。超高清显示产品质量分析工作主要目的及工作意义包含： 通过摸底检测超高清显示产品，了解产业发展现状，为新型显示技术标准的编制提供技术支持及数据支撑，同时通过检测工作与企业开展良性互动，吸引更多企业加入到标准制定工作中，以期形成更为 中国电子技术标准化研究院 版权所有 完善、科学的标准，规范产品生产与测试，最终提升产品质量，引导市场的健康发展； 严禁转载、摘编 作为第三方检测机构，立场客观，以检测结果分析为主要内容，形成的质量分析报告可作为政府机构、各企业了解、研究超高清显示技术水平及分析产业发展问题的参考材料，也可作为企业内部自检的比对材料； 《超高清视频显示终端质量分析报告（2024）版单片液晶（LCD）投影机》作为公益性报告，通过关键性指标的检测结果分析，可引导消费者结合自身需求选购产品。 中国电子技术标准化研究院 二、投影产业发展现状 严禁转载、摘编 投影显示技术是一种将图像投射到屏幕或其他介质上以形成放大的实像或虚像的显示技术，其应用场景非常广泛，包括电影、家庭、文旅、演示、教育、商务会议、XR、安防监控、车载、医疗和军用等多个行业领域。 投影显示已从最初以超高压汞灯为代表的高强度气体放电光源为主，发展为目前以LED光源、激光光源等固态光源为主流，伴随光源技术的进步，投影显示成为备受国内外关注的新型显示。同时，显示技术高清化、交互智能化和体积小型化已逐渐成为国内外投影显示技术发展的趋势。 版权所有 高分辨率、高对比度能有效提高图像和视频显示质量，给用户带来更佳的使用体验。目前，投影显示产业4K已逐渐普及、8K也正开始试点，国内外上下游产业链在光源技术、显示芯片、内容平台、编解码技术等维度已具备充分的能力支撑。 人工智能、大数据、5G的持续发展普及，带动着整个投影市场持续快速发展。创新企业将投影联网与深度学习等技术进行融合，开发出集智能助手、语音控制、异形显示等功能于一体的智能投影设备。 随着工业设计水平的快速提高和新世代用户对便携移动的迫切需求，轻量化、轻薄化、短焦技术已成为投影显示技术的发展方向之一，为智能投影进入车载、XR、移动便携等领域提供了技术支持。 中国电子技术标准化研究院 三、投影机显示技术 严禁转载、摘编 投影机显示技术目前主要有DLP、单片LCD、3LCD及LCoS四种技术途径。 (一)DLP显示技术 DLP（DigitalLightProcessing，数字光学处理）由美国德州仪器（TI）的LarryHornback博士于1977年发明。开始主要面向印刷成像，采用模拟技术，完成微型机械控制功能。1981年改用数字式控制技术，正式命名为DigitalMicro-mirrorDevices（DMD数字微镜器件），并分成印刷应用与数字成像两个方向研发。到1991 年德州仪器决定将数字成像开发独立组成一个事业部，并于1996年开发出第一个数字图像芯片，1997年终止印刷方向研发，全力面向数字图像。 版权所有 DLP技术是目前激光投影显示技术领域的主流解决方案，其核心是DMD芯片。DMD芯片采用半导体器件结构，由大量微镜片组成矩阵结构，每一个微镜片对应投影画面中的一个像素。DMD芯片采用封闭光路，可避免灰尘影响，制作工艺难度大。 DLP技术光能利用率高、画面对比度高、易于实现显示设备小型化，广泛应用于激光显示领域各细分市场，包括激光电影放映市场、激光工程投影市场、激光教育投影市场、激光商务投影市场、激光家用投影市场，但仍由美国德州仪器（TI）独家垄断。 中国电子技术标准化研究院 (二)3LCD显示技术 严禁转载、摘编 1968年，吉恩·道尔格夫（GeneDolgoff）提出了LCD作为第一种数字投影技术，其基本思想非常简单，使用二向色镜将来自灯的白光分为红色、绿色和蓝色分量。然而，当时的LCD技术尚不足以应用于投影机。 1989年，日本爱普生成功研制出世界上第一块LCD投影显示芯片，并制造出了世界上第一台LCD投影机VJP-2000。从那时起，LCD投影技术不断发展，成为全球数字投影中重要的技术路线之一。 目前应用于激光显示技术领域的LCD投影主要采用3LCD技术，即采用3片透射式的LCD显示芯片。光源的白光被投射到一组分光镜上，分解为红、绿、蓝三色，每片LCD芯片接收视频信号并显示图象，这3个单色图象再通过合色棱镜合成全彩色图象，通过镜头投射到屏幕上。 版权所有 3LCD技术发展至今已广泛应用在教育、商业和家庭影院投影机中，但其核心技术主要掌握在日本的索尼和爱普生手中。较高的价格、较大的体积也是影响3LCD技术进入更广大市场的主要原因之一。 (三)LCoS显示技术 LCoS（LiquidCrystalonSilicon，硅基液晶）也叫硅基液晶或反射式液晶，是一种基于反射模式，尺寸非常小的液晶矩阵显示装置，技术原理与LCD技术较为相似。LCoS方案的色彩对比度高、光利用率高、品质优异、分辨率高、响应速度快，具有可靠性高、功耗低、 中国电子技术标准化研究院 体积小、成本低等优点，且可朝超高清发展。LCoS可以应用于智能投影、车载显示、元宇宙AR／MR头戴式显示、3D打印及光通信等领域，但也存在因工艺等原因导致LCoS显示芯片良品率不高的问题。 严禁转载、摘编 LCoS技术不存在DLP技术的独家垄断或3LCD的寡头垄断现象，属于我国显示技术领域实现产业自主可控的一个发展方向。 (四)单片液晶（LCD）显示技术 单片LCD技术采用单片的带有三基色滤光膜的低温多晶硅（LowTemperaturePoly-silicon，LTPS）液晶显示面板作为显示芯片。LTPSLCD显示芯片具有成本低、制备容易、成品率高的特点。单片LCD投影产品的优点包括价格低、体积小，且不存在技术垄断的问题，我国拥有100%自主可控的完整产业链，近几年获得了快速的增长。 版权所有 单片LCD投影利用单片LCD屏对入射光进行光学调制，其光路设计可以做到极致简化，使得整机体积可以非常紧凑。同时，由于LCD显示器件已国产化，也使单片LCD投影相较于DLP而言具有成本上的极大优势。 2023年8月，我国智能投影市场出现了全球首款采用4K芯片的单片LCD投影机。这是单片LCD技术进一步确立其不同于DLP技术、3LCD技术和LCoS技术、独有的技术路线竞争地位的关键时刻，同时推动原生4K投影经济新普及市场的发展，使我国企业在整条单片LCD技术产业链上再次走在全球前列。 中国电子技术标准化研究院 四、检测及数据分析 (一)被测样品 严禁转载、摘编 随着投影显示技术的普及，投影技术的不断进步，小型化投影需求不断提高。以往市场上微型投影机90%以上是采用DLP技术的投影机，DLP技术发展数十年，相对成熟，但是其光元器件、显示芯片、镜头等均为国外技术。单片液晶（LCD）（以下简称单LCD）投影技术是中国首次在投影领域实现全国产化的技术，2022年，单LCD投影机在首次市场份额超过DLP投影机，根据洛图科技（RUNTO）线上监测数据显示，从智能投影机销量上看，2023年，单LCD技术市场份额继续向上提升至66.1%。虽然单片LCD投影机在销量上后来居上，但是与发展了数十年的DLP和3LCD等技术相比，在亮度、色彩等方面还有大量差异需要追赶。 版权所有 本报告选取市场上销量靠前的13款单片LCD投影机进行测试，均为微型智能投影机，涵盖全部价格区间，标称显示分辨率在1920 ×1080及以上。 (二)检测条件 1.检测依据： 电子行业标准: 《电子投影机性能测试方法（报批稿）》（计划号：2020-1102T-SJ）； 《单片液晶（LCD）投影机通用规范》（计划号：2023-0508T-SJ）。 中国电子技术标准化研究院 2.大气条件 除另有规定外，测试在下列大气条件下进行： ——环境温度：15℃～35℃，优选25℃； 严禁转载、摘编 ——相对湿度：25%～75%； ——气压：86kPa～106kPa。 3.供电条件 供电条件如下： ——电源电压：AC209V～231V； ——电源频率：49Hz～51Hz； ——谐波分量：±5%。 4.稳定时间 测试前，