NEMA77

不同人群对频闪的敏感度有很大的差异，部分人对频闪非常敏感，以至于到了不能忍受的地步。大部分人在80Hz（低于这个80Hz，容易感受到频闪）之后就很难感受到频闪了，而部分敏感体质的人在240Hz左右的低频PWM调光下，会感觉到明显的眼睛酸涩。

IEEE（电气和电子工程师协会）的两篇文档指出LED频闪会造成眼压升高、偏头痛或光敏性疾病等，并提出低健康风险的频闪范围应保持在1250Hz以上。但手机使用的OLED屏幕频闪却只有240Hz，并且由于OLED的余晖效应更短，相同频率下对人体的健康影响比LED灯更严重，这给很多使用OLED手机感觉眼部不适的反馈提供了科学依据。

名词解释

• GLA（Global Lighting Association）- 全球照明协会。

• NEMA（National Electrical Manufacturers Association） - 美国国家电气制造商协会。

• TLA(temporal light artefacts) - 被定义为时间的光效应 。在具体环境中，亮度或光谱随时间波动的光刺激引起观察者视觉感知的变化。文中的闪烁(flicker)、频闪效应(Stroboscopic effect)和幻影效应(The phantom array effect)都是TLA的不同类型体现。

• Flicker - 闪烁 ，对于静态环境中的静态观察者，亮度或光谱分布随时间波动的光刺激引起的视觉不稳定性感知。与过去我们提到的“闪烁(flicker)”(“亮度随时间的波动”)不同，这里的环境和观察者都处于静态。

• Stroboscopic Effect - 频闪效应，对于非静态环境中的静态观察者，亮度或光谱随时间波动的光刺激引起的对运动感知的变化。例如，在方波周期波动的亮度下，连续运动目标会被感知成不连续的移动;如果亮度波动周期与目标转动周期一致，则目标会被看作是静止的。

• Phantom array effect - 幻影效应，又称鬼影，对于静态环境中的非静态观察者，亮度或光谱随时间波动的光刺激引起的对物体形状或空间位置布的感知变化。例如，当扫视以方波周期波动的小光源时，光源会被看成一系列空间延展的光点。

• SVM(stroboscopic effect visibility measure) - 闪烁和频闪可视测量 ，即频闪效应可视测量，而对幻影效应的研究则从2013年才开始。

• TCSF（temporal contrast sensitivity function）-时间对比敏感度函数，模拟人眼脑对闪烁光的视觉响应系统。

• FI（Flicker index） - 闪烁指数

• PF(Flicker Percent) - 闪烁百分比

• MD(Modulation depth) - 闪烁百分比与调制深度

频闪的危害

频闪对人体方面的危害包括产生头痛、偏头痛、疲劳;眼压增高、眼睛视觉功效降低、注意力分散。在安全方面也可能产生视觉错觉等。

TLA（Temporal Light Artefacts）

TLA（Temporal Light Artefacts）：被定义为时间的光效应 。是指在具体环境中，亮度或光谱随时间波动的光刺激引起观察者视觉感知的变化，根据国际照明协会技术报告CIE TN006-2016，被定义为时间的光效应（Temporal Light Artefacts, TLA）。

其类型可以分为如下三种效应，后两者分别指观察物体和观察者移动时的物理效应。

• 闪烁
• 闪烁效应
• 幻影效应

闪烁(Flicker)

对于静态环境中的静态观察者，亮度或光谱分布随时间波动的光刺激引起的视觉不稳定性感知。与过去我们提到的“闪烁(flicker)”(“亮度随时间的波动”)不同，这里的环境和观察者都处于静态。

频闪效应(Stroboscopic effect)

对于非静态环境中的静态观察者，亮度或光谱随时间波动的光刺激引起的对运动感知的变化。例如，在方波周期波动的亮度下，连续运动目标会被感知成不连续的移动;如果亮度波动周期与目标转动周期一致，则目标会被看作是静止的。

幻影效应(Phantom array effect)

又称鬼影，对于静态环境中的非静态观察者，亮度或光谱随时间波动的光刺激引起的对物体形状或空间位置布的感知变化。例如，当扫视以方波周期波动的小光源时，光源会被看成一系列空间延展的光点。

TLA的可见性定量分析

波形采集要求

LED的光响应非常快，且受驱动、调光器等的影响，波动幅度以及频率差异较大，准确捕捉光输出-时间波形对于测量来说是一项挑战。测量仪器至少需要满足以下性能要求：

1. 线性和灵敏度：测量范围内，光探测器、放大器以及数字转换器组成的系统应与光强波动成线性响应;而且由于光度波动的同时，光源的光谱也会发生波动，因此使用光谱响应度与CIE光视效率函数V(λ)相匹配标准的光度探测器。
2. 采样频率和持续时间：对于闪烁(flicker)，仪器的采样频率和持续时间应遵循IEC标准(IEC，2015)要求，即采样频率为2kHz以上，或者信号带宽的2倍以上;频闪效应(stroboscopic effect)和幻影效应(phantom array effect)推荐最小采样频率和持续时间则分别为20kHz和1s，且持续时间必须波形周期的整数倍。
3. 测量分辨率：推荐使用至少12位的模拟-数字转换器，可在整个测量范围内提供0.025%的分辨率。此外，探测器和放大器的噪声应足够小以保证测量的稳定性。
4. 数据的归一化：分析计算前对波形进行归一化处理。

闪烁(flicker)的量化

闪烁(flicker)有周期性波动，也有非周期性的波动，前者可以从时域或者频域上进行分析，后者一般只能在时域上进行分析，时域和频域分析方法的区别在于模拟计算，需要硬件和软件的配合，采集波形，并进行滤波，计算短期内信号的方差并进行统计分析，可通过专业的测量分析软件完成。CIE TN 006以IEC的短期闪烁指数Pst为例进行计算评价，覆盖频率为0.05Hz-80Hz，Pst =1作为限值，它表示在标准实验条件下，50%的试验者(概率)刚好感觉到闪烁现象。

频闪效应(stroboscopic effect)的量化

CIE TN-006技术备注推荐在频域内对频闪效应(stroboscopic effect)进行分析量化，采用SVM指数对频闪效应进行表征，覆盖频段80Hz-2000Hz，即在频域空间，利用人眼的频率响应函数对频域信号进行归一化，并采用Minkowski公式统计计算SVM值，并以此判断频闪效应的视见性：

• SVM=1时，刚好可见;
• SVM<1时，不可见;
• SVM>1时，可见。

调光方式

PWM调光

PWM调光，科学一点来说，是通过控制通电时间的长短来改变占空比，从而改变屏幕的亮度，而这种通过快速开关屏幕光源来控制亮度的技术就被称之为PWM调光（脉冲宽度调制）。

PWM调光是一种通过快速闪烁调整亮度的技术，即便人眼无法感知开关过程的画面变化，但我们脑中却会对这种现象做出反应，频繁的闪烁更容易对双眼两边的肌肉造成疲劳，从而刺激屈光系统进行联动，加速视力的老化。

市面上见到的绝大部分AMOLED显示屏都采用了250Hz的低频PWM调光技术，其在屏幕亮度较低时，频闪的速率也会变低，而更容易被人眼所感知到，敏感人群也更容易感受到不适。

DC调光

DC调光，这是一种通过直接控制发光组件两侧电流大小以调节亮度的技术，当LED背光板两侧的电流变小时，亮度就相应的变低。

DC调光本身是一个非常直接的方法，不过缺点也非常明显——由于三原色的波长各不相同，因此在极端低亮度状态下，DC调光会导致难以避免的偏色情况。比如早期采用DC调光的LCD显示屏，在低亮度下，会出现明显的失色问题。

两种调光方式差异

• DC调光后的色偏等问题。
• PWM调光后的闪烁问题。
• AMOLED屏幕，低频（变暗时）PWM调光对于视力的损害。
• 选择DC调光，虽然避免了频闪损害视力的问题，但抹布屏和色偏确实是跨不过去的坎。