2000小时还是3000小时?这个数据怎么来的?
--虽然评论的时间有点早(2003年),但是德州仪器2002年测试结果从此开始广为流传,至今仍被津津乐道。
为您解开LCD面板寿命的重重迷雾,请看dupin67为您翻译的ProjectorCentral的一篇评论。
Texas Instruments的测试结果:DLP vs. LCD
Evan Powell,2003年7月2日
ProjectorCentral.com
Jack Liu (dupin67)翻译
已经有大量email问到(ProjectorCental)对于Texas Instruments(注:德州仪器公司,DLP芯片的唯一供应商)最近发布的针对DLP和LCD技术可靠性的测试结果有何评论。大体上,测试结果似乎指出基于DLP技术的投影机能够在其预期使用寿命中维持稳定的画面质量,而LCD投影机则被预期为在一段时间之后可能退化。这提出了两个显而易见的问题:TI的测试是否真实有效?对于即将购买投影机的消费者,是否应该将测试结果纳入考虑?本文将尝试为关心这两个问题的读者给出解答。
背景
去年Texas Instruments委托进行了一次实验来比较DLP和LCD技术的相对稳定性和寿命。测试开始于2002年5月。两台DLP投影机和五台LCD投影机每天24小时运行,每周运行7天,一共运行了5个月,在此期间仅在需要更换灯泡时才暂停运行。在这个过程中,每台投影机都会周期性测量流明输出、对比度、亮度一致性,以及白色、红色、绿色和蓝色的色度。
虽然测试由TI公司赞助,然而测试本身是由位于Rochester理工学院的Munsell色彩科学实验室(MCSL)(www.cis.rit.edu/research/mcsl/)进行的。技术测量由MCSL的人员完成。对测试所包括机型的选择由TI完成。测试结果的解释和结论的公布由TI完成。
Texas Instruments在2003年3月公布了测试结果。总的说来,测试结果显示出,两台用于评估的DLP投影机在超过4000小时的持续运行过程中维持着相对的恒定,呈现出稳定的对比度和色彩平衡。同时,随着时间的流逝,5台LCD投影机测试样机的色彩平衡出现偏移并且逐渐损失了对比度。根据监视测试过程的TI的人员的判断,LCD投影机的图像质量劣化得相当快,最终退化到一个临界点,达到主观上“不可接受”。TI将不可接受的条件定义为,在该点上,TI认为画面质量退化到足够程度以致于一个一般用户不会对图像质量感到满意。第一台LCD投影机被判定为到达不可接受条件是在仅运行了1368小时之后。剩下的四台机器被认为退化到不可接受状态的时间分别为2160、2352、3456、3456小时。
与其说这5台LCD机型是从测试开始的2002年5月市场上的主流产品中选择出来的,TI其实并没有透露LCD机型的型号或者生产厂商。正如下面讲到的,他们的确公布了一些有限的性能指标信息。然而,一些很可能被怀疑是关系到测试结果的关键的技术指标,包括机器的特定尺寸和重量、灯泡类型和瓦数,没有被透露。
Texas Instruments声称该测试结果证明,在投影机整个预期寿命中的“画面可靠性”方面,DLP技术超出LCD。画面可靠性被TI定义为在投影机的全部寿命中保持始终如一的图像质量的能力。
关于实验室测试的描述
测试在位于纽约州Rochester的Munsell色彩科学实验室的设施内进行。测试在一间专门的10×18英尺的房间内进行。8台投影机基本上运行在每天24小时,每周7天。除了已经提到的两台DLP投影机和5台LCD投影机,还有一台基于LCOS技术的投影机。鉴于一台机器不足以支持任何关于该技术的结论,属于这台LCOS机器的性能数据没有包括在TI提交的最终报告中。
两台DLP和5台LCD机器都是便携级别的机器。7台机器中的6台(两台DLP和除了一台之外的所有LCD)是XGA解像度的。第五台LCD机器是解像度未予说明的16:9格式。5台LCD投影机由3台0.9英寸面板的型号和2台0.7英寸面板的型号组成。DLP机器则分别由一台0.9英尺芯片和一台0.7英尺芯片的机器作为代表。两台DLP投影机均标称2000 ANSI流明。5台LCD亮度指标分别为800、1000、1100、2000和2000 ANSI流明。
测试中8台机器放置得相当接近,从最小的4到5英尺,到最远间隔一英尺或以上。它们被放置在重叠的三层机架上,每层上放几台。以某种方式安排机器的位置,防止一台机器的热量排放输送给另一台机器的进风口。在每层架子的一端安装了一台风扇用于将放置在该层的所有机器上方的空气吹走。这些风扇的目的是将来自空调排风口的凉爽空气尽可能均匀地分配给所有的测试样机。
测试房间由一台位于离投影机10到12英尺远的壁挂恒温器所操作的中央空调提供制冷。测试期间房间的平均环境温度为25摄氏度,或者华氏77度。在任意给定时间点,平均温度附近的真实温度变化范围大约为华氏10度,从刚好低于75度到80几度。在这个范围内,温度随着空调系统运行的周期不停的升降。
投影机一周7天、一天24小时全天运行,在必须更换灯泡和清洁/更换空气过滤器的时候停机。它们都被输入带有循环播放的图像的相同计算机数据信号以防止烧屏。在第0/1/2/4天,第1/2/4周,第2/3/4/5月进行了技术性能测试。
Texas Instruments报告的结果
在4700个小时的运行结束之后,TI将测试结果做了如下总结:
1.随着时间的流逝,全部5台LCD机器的Full On/Off和ANSI对比度出现了退化,但在两台DLP上保持着相对恒定。
2.在LCD上发现的光学退化使得画面变淡、暗部层次变差。
3.DLP的色度保持了稳定,但在LCD上发现了明显的变化。在所有机器上的图像上都有一种明显的发黄,一些机器后来还发展出了一种“蓝色斑点”。
4.测试用的所有5台LCD产品的退化模式是相同的。退化首先在蓝色通道上发生。TI的理论是偏光器和LCD面板中的有机化合物由于暴露在高频蓝光和紫外光照射下而分解。最终红色和绿色通道上也出现了分解的迹象。
5.第一台失效的LCD投影机在运行到1368小时的时候被TI员工判定为达到了一个不可接受的条件。接下来其它4台机器分别在2160、2352、3456和3456小时失效。
基于这些测试结果,TI提出了LCD技术中存在一个根本性的缺陷,使得LCD投影机呈现的画面质量在达到投影机预期寿命之前就已经在相当程度上退化了。因为DLP技术声称对这种退化免疫,鉴于DLP投影机不需要像基于LCD的产品那样经常需要更换,因此可以说DLP提供了更低的保有费用。
分析和评论
虽然TI进行的这次测试无疑指出了存在于LCD面板和偏光器中的一个失效模式,然而公众必须注意不要得出这个结论,即实验室中的产生的失效速度以某种方式反映了真实世界中的预期失效速度。与此相反,测试的统计结果与一般市场经验不是很一致。
举例来说,对一台便携式投影机,让我们假设每天3小时的典型用法。如果它在仅1368小时内失效,如同测试的其中一台机器那样,那么这就意味着大约15个月的可用寿命。再进一步,TI的测试结果指出,5台机器中的3台(测试总数的60%)再2352小时或更短时间内失效。如果我们使用这个数据预期普通LCD投影机的寿命,那么我们会得出以下结论,即,以典型的每天3小时使用方式,所有售出的LCD投影机的60%会在两年多一点的时间内退化到一个对用户而言不可接受的状态。
这个推理是不可靠的。LCD是目前为止市场上最受欢迎的投影机技术,在过去的18个月内在全球范围内以3比1的销售比例超过DLP。大的制造商品牌,包括Epson,Panasonic,Sharp,以及Sony,其所拥有的投影机产品下,要么是全部基于LCD技术,要么是强烈地趋向于LCD技术。这些公司在质量上具有优秀的名誉,不会发售在一两年之内会一定会退化失效的产品。
此外,主要的LCD生产厂商并没有从用户和经销商那里送回来的一车又一车坏掉的机器。如果它们有,它们会很快废止这些LCD产品线,因为要求保修的费用会变得不可承受。为了避免消费者的抱怨、处理返修机器的费用和因为推荐有问题的商品而对其自身信誉造成的损失,经销商会停止销售这些产品。这些情况都没有发生。因此没有证据表明该测试中记录的失效速度以任何真实的方式对应着市场上的典型的LCD机器的性能。
那么,测试中发生了什么事情扭曲了结果?
测试中所有5台LCD产品都表现出相同的失效模式,这是毫无疑问的。我们确信Munsell色彩实验室所做的测试是可信赖的。我们同样确信TI关于LCD机器的图像质量在通常较短的时间内明显退化的陈述。问题是什么会导致这种情况发生?我们相信,几个在典型应用中不会出现的因素或这几个因素的结合,对于这个实验室测试的机器产生了作用,这些因素将失效速度加速到了一个令人担忧的程度。
1.24×7运行。无疑,测试环境和典型用法的明显区别在于24×7运行。绝大多数售出的LCD投影机都不是用于24×7工作负载循环。如果没有被适当的降温,则持续的全天运行会是一个高压力因素,导致偏振器和面板中的有机物的分解。因为这个原因,投影机生产厂家如果要生产专门用于24×7运行的机器,一般会使用更大的LCD面板,引入全面的紫外线保护,并且会把机器造得更大,使用强大的冷却系统从而移动大量的空气。具有此类设计的机器没有被包含在测试中。
2. 只使用便携式投影机。在需要对LCD技术的可靠性做任何概括的时候,这个测试是非决定性的,因为测试仅仅使用了便携式机器。在保持面板处于较低温度方面,便携式投影机天生就能力有限。它们无法在不制造大量恼人的噪音的情况下移动大量空气。因此便携式机器的内部运行温度大都高于更大的LCD投影机。实际上它们不是为了全天运行的目的而设计的。然而这个测试仅使用便携投影机进行24×7运行。
3.高于正常的环境温度。鉴于热量管理对于便携式投影机来说已经是一个问题,我们相信,假如环境温度被保持在72度,而不是77度并且周期性地摆动到80多度,那么该测试更能够反映真实世界的结果。环境唯独对于投影机散热系统的效率有着直接影响。面板和偏振器越热,对高强度光线带来的损害就越敏感。通过选择本来就只有有限散热能力的产品,运行在24×7模式下,再在等式中加上一个比正常条件下更热的环境,这些因素的结合有可能导致了无法在正常使用中体验得到的快速退化。
4.交互辐射热。所有的投影机,尤其是便携式投影机,依赖于从外壳发散的辐射热作为其散热机制的一部分。多数用户使用说明书都为辐射热建议了最小安装间隔。说明书还经常声明在任何情况下都不应该将投影机靠近另一个热源运行。
当然一台投影机就是一个热源。当机器在实验室中设置好,各个机器被放置得相互之间只有4到5英寸远,很可能其散发辐射热得能力被抑制了。如果是这样,对于高于正常情况的内部运行温度来说,这会是另一个起作用的因素。实验室中使用的外部风扇应该减轻了这个现象。但根据测试结果我们无法不怀疑,这些放置得如此之接近的机器可能有一种相互加热的效应。
结论
制造商承认,存在于LCD面板和偏振器中的有机化合物,对于高强度的热量和光能很敏感,并且如果用于高强度环境中――尤其是高于正常环境温度的24×7运行――最终将会分解。因为这个原因,紧凑型便携式LCD投影机一般来说不建议进行24×7工作负载循环运行。
另一方面,DLP技术未使用有机化合物。因此,LCD投影机在高强度使用条件下随着时间逐渐退化的元件,在DLP投影机上并不存在。所以,当两种技术在不同寻常的高强度环境下(正如这次测试)进行AB对比时,随着时间的流逝,基于DLP的产品应该对图像质量的偏移更有抵抗力。TI的测试以确切的方式论证了这一点。
我们同意TI的评估,即蓝色通道的高强度的蓝光和紫外光对于该通道的有机化合物的加速分解起了作用。然而,由高强度光线造成的退化通常不会以测试中记录的速度发生,除非这些成份同时遭受了不寻常的高热压力。因此与用户一般能体验到的有机物成份退化相比,我们怀疑是24×7运行、高于正常条件的环境温度,以及各个测试样机之间过于接近这几项因素结合在一起,产生了异常的状态,导致了快得多、严重得多的退化。
因此,许多观察家从测试数据得出的一般性推论,即LCD技术自身可以被预期在正常使用过程中、在达到投影机预期寿命之前,一定会坏掉。而基于有限的样本数量以及我们认为可能存在于实验室中的异常情况,这个推论很难维持。
Munsell色差实验室的测试,无疑使大家注意到了这个事实,即LCD技术有一种DLP中不存在的失效模式,并且该失效模式在一个不同寻常的高强度环境下很容易变得明显。这个测试没有告诉我们在现实生活中这个问题到底有多严重。除了该测试结果之外,一些流传着的证据也表明LCD在长期使用后最终会坏掉。当这个问题发生时,通常通过更换蓝色通道的LCD面板和偏振器来修理。但是对于大多数情况,LCD投影机的用户似乎并不会体验到在这个特殊的实验室测试所发生的退化的严重和迅速。
进一步的测试?
为了进一步探究,需要进行一次更为全面的实验室测试。为了生成更加可靠的测试结果来预测LCD和DLP技术在真实环境下的长期可靠性的,我们需要结合下列元素:
1.一个更加广泛的LCD和DLP产品阵列需要被包括在测试样本中。1.3英寸和1.8英寸面板的机器必须和更小的格式一起被包括进来。SVGA和WSVGA/WXGA的宽屏幕解像度机器应该被包括进来。此外,两台DLP机器的测试样本不足以揭示可能存在于DLP技术中的潜在长期失效模式。
2.在评估光调制技术的时候,几台基于LCOS的投影机也应该被包括在测试里。
3.测试样机必须在物理上与其它机器相互隔离,从而消除热烈交互作用的可能性。
4.测试样机应该按照更符合各台机器通常用法的工作负载周期来运行。便携式投影机和家庭影院投影机应该每次运行3个小时,接下来允许有一段足够的散热时间用来回到室温并且在室温下休息。更大的、为固定安装及24×7工作负载周期设计的机器应该进行24×7运行。
5.室内环境温度应该被维持在72度从而消除测试结果中的非正常环境加热因素。
很明显,这样一个测试超出了Texas Instrument最初设定的范围。他们的兴趣在于便携式机器的行为,而他们的测试从未有意去证实设计用于固定安装及24×7运行的更大型机器、LCOS技术以及其它类型投影机的可靠性。
这样一个测试将会需要至少一年时间,并且会需要业界主流DLP和LCD制造商的合作和赞助。如果制造商们有这种兴趣,ProjectorCentral愿意实行该测试。希望参与测试或者进一步讨论这个问题的人请向我们发送email到manufacturers@projectorcentral.com。(完)