微博

QQ

LPD 节能急先锋

2011-11-09 马开春 信息化视听网


    横空出世打环保牌

    比LCD和等离子节能75%,LPD技术(Laser Phosphor Display,荧光体激光显示技术)被称为当前市场上的大尺寸格式显示器中的购置成本最低,碳排放量最少的平板技术,甚至有相关评论人士认为LPD的成熟和商业化运作势必取代LCD、PDP甚至OLED。

    在节能环保概念盛行的今天,LPD无疑打出了一张杀手锏级的好牌。节能环保作为LPD显示技术的最大优势之一也被Prysm津津乐道。Prysm公司宣称其推出的LPD比其他高清系统产生更少的热量,并用更具体的数字来说明:许多商业显示系统每年LED电视墙需要消耗100万美元的能耗成本,而LPD技术的面世让这一成本大幅度削减,甚至可以降低到5万美元。

    LPD如何能节省如此多的耗电成本呢,Prysm解释LPD显示系统由多个显示单元模块构成。每个单元模块的尺寸为25英寸,可以按照横长或纵长的方式进行组合拼接。横向组合使用六个、纵向组合使用五个单元模块的话,可以制作出142英寸、1,920×1,200像素的显示屏。各个单元均内置了由数十个半导体激光器集成的阵列激光器(Array Laser)。半导体激光器采用了中心波长为405nm、在蓝光光盘录像机中使用的产品。阵列激光器发出的光,通过类似于激光打印机中使用的多角镜(Polygon Mirror)的扫描结构进行反射后,照到屏幕上。被反射的光束“像刷子的齿一样”梳理屏幕背面的RGB荧光体,然后使其产生励磁并输出影像。由于每个显示单元比一个标准的家庭电灯泡消耗更少的功率,总合起来每平方米消耗不到100瓦。此外,与其他显示技术相比,LPD显示屏不需要额外的空调或通风设备。

    测试

    LPD是否真的具有如此强的节能能力,为了能够更加有说服力地向观众展示LPD在能耗方面取得的显著突破,在去年ISE上首次进行产品展示时,Prysm便在展台上安装了一台功耗测量器,现场测试LPD在运行状态下的耗电量变化。之后为了更具体化地比较LPD与目前市场上各种显示技术相比在能源消耗的优势,该公司还提供了具体的参数给大家分析。

    根据不同显示技术的原理,显示系统的耗电量变化大致归为两类。

    投影机和液晶显示器:决定投影机光输出的因素有荧光屏面积、性能及镜头性能,通常荧光屏面积大,光输出大。而液晶显示器消耗功耗最大的部分是为液晶显示器提供背光的灯管,背光光源功耗以及光通过率是影响LCD功耗的两大因素。但在集中比较几种技术的耗电变化时,投影机和液晶显示屏的共性是,无论显示什么样的图像,他们的功耗一般是恒定的,耗电量与图像无关,并不会随着显示图像的变化而发生改变,主要的耗电部件如投影机的灯泡和显示屏的LCD背光源都是一直在持续不断耗电。

    LED、OLED、等离子和LPD:与液晶和投影机不同,这几种技术的共性是功率都会随着显示图像的变化而产生变动,而并非恒定不变。我们拿等离子来举例,业界一直都有液晶比等离子更节能这一说法,其实这种认识存在一些偏颇。等离子功率和发光次数、亮度等有关,在全白的情况下,每一个等离子显示单元都达到了峰值,此时等离子电视耗电比液晶电视高。但是显示的图像有白有黑,在黑的画面上不发光,这时候耗电量只有全白的30-40%。均衡考虑,在实际操作中,聚焦在某一个时段,应该说耗电量基本上是差不多的,或者说等离子电视还略微省一点电。而在耗电峰值的时候,等离子电视的耗电要多一些。在这几种技术中,显示设备光输出以及功率消耗就由所显示的图像决定。当显示全黑图像时,显示屏是黑色,消耗的电源就会相对减少。

    既然耗电会根据显示图像的不同消耗不同的功率,这使得在获取不同显示技术显示屏消耗的准确功耗相对较为困难,因为测量结果会受到显示内容的影响,最终结果也就只能以均值显示。Prysm公司集中比较了几种不同技术显示屏的耗电量。

    在计算的过程中,也将冷却系统考虑进了假设中,并占功率消耗的1/3,考虑到每套电力系统的耗电成本是15美分/kW/H,每种技术所消耗的总能源成本与LPD相比所占的百分比都进行了详细比较。表一中的标准模板以每10平方米显示屏为单位,记录了7×24运行5年的耗电状况。

    乍眼看上去,LPD在各方面都会胜出许多,也是最经济的显示技术,甚至比LCD更经济两倍,远远胜于其他技术。然而,考虑到一些固定的时间参数和能耗成本,我们对信号源的功率数据进行了更加深入的研究,并最终对这些数据做了一些调整。更深入的研究发现,Prysm 150W/m2的功率数据比在展会上的平均数据要高,也高于该公司产品说明书中提及的低于100W/m2。当显示设备运行数字图形化设计的内容而非视频图像时,功耗很显然会增加,这类内容大多都在户外和数字告示应用中,与我们在系统常播放的视频内容相比,往往具有更高的色彩饱和度。更饱和的色彩意味着激光器需要更长的时间来激发荧光使其更加明亮,能耗则更大。

    各种显示技术耗能影响

    液晶显示屏主要组成部分为面板、电源和IC控制驱动部分,而面板的耗电量大约要占到整台显示器耗电量的70%-80%,因此显示器是否节能,液晶面板起决定作用。液晶面板不会自己发光需要后面的背光源来照亮,而背光源的光来自其中的冷阴极灯管。从冷阴极灯管出来的光线很少可以最后射入人眼,而是很多都损失在了中间部件的吸收上。所以尽管很多液晶显示器看起来很亮,但是他们的背光源要亮上几十倍。商用级液晶面板的样本显示,除非你一直在观看一个亮度耗电非常低的样本,否则耗电量就会比评测的高出很多。更具有实际意义的平均值大约为400W/m2。

LPD 节能急先锋
LPD 节能急先锋

    LED灯本身是节能的,但是当数以十万计的LED灯组合成屏幕的时候,它的能耗也是不可小觑的,并且LED屏幕的耗电变化则更为更广泛,LED象素点距是决定显示屏性能的关键因素,包括显示屏的耗电量以及图像质量。在考虑采用多大象素点距的LED屏幕时,观看距离是用户首先要纳入考虑的因素,在室内或显示高质量图像时,4-6毫米比较合适。同时,功耗也会根据播放内容而有所不同,环境光亮度也会影响屏幕的亮度。 测试显示585W/m2的功耗是LED的大约耗电平均值,但如果需要获得更精确地数据,则需要对实际环境、观看距离等因素进行测量。

    等离子数据测量对象主要是欧丽安的MPDP面板,但从最近对松下产品的进一步研究如松下103英寸的面板发现,其具有更低的功耗,低于450W/m2。如果考虑到其他一些尺寸型号的产品,535W/m2可以作为平均值参考。

    LED背投单元可以用科视的MircroTiles产品作参考。它是模块化的系统,与Prysm的LPD相似,每个显示模块都由LED光源供电驱动,科视产品手册中公布的全亮度时每块单元的耗电功率最大为130瓦,最低位110瓦。Prysm曾使用110瓦的单元进行组装,每平方米的面积要采用9个单元,实际面积为1.12平方米,功率大约为1000W/m2。

    测试的实际情况是MicroTiles可以自动调整到最低的LED光源消耗,科视的产品手册中也曾提及到30%的降低能耗。工厂测试显示每台显示单元消耗在其所述的亮度之下消耗的功率为70瓦,也就是说按照面积计算大约为560W/m2。

    实际情况

    大型的投影系统的功率较难以准确的数字进行量化,因为需要考虑多个参数的影响,如屏幕表面、投影距离以及其他环境限制等,如果不考虑特定情况,用数字量化功率消耗非常困难。其他一些参数如屏幕的整体显示亮度也可能成为某些项目的关键因素。尽管在能源分析中并未考虑到这些因素,生厂商所宣称的亮度数据也很难比较,而且,要达到一个恒定的亮度,让数据具有比可行,就需要进行适当的控制和独立的测试。

    通过两个表格的对比可以发现, Prysm的LPD的确是目前所有显示技术中最节能、高效的,但并非之前宣称的那么大幅度节能。相比LCD,节能大约能减少37%,相对其他,大约有50-60%的幅度。

LPD节能

视听科技视频号 广告
发表评论