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赛时达:LCD液晶显示器护眼,背后原理(lǐ)是什么?可(kě)了解下DC调光!

文(wén)章来源:赛时达科(kē)技 / 作者:赛时达科(kē)技 / 发表时间:2023-11-17

显示器是日常办公生活中经常需要用(yòng)到的電(diàn)子输出设备,其中有(yǒu)一个消费者購(gòu)买参考点:它是不是护眼显示器。从某种程度上说,显示器的调光方式和护眼与否,有(yǒu)一定的关系。下面来简单谈谈显示器的调光模式。欢迎有(yǒu)兴趣的朋友一起来探讨。


显示器调光.png

一、什么是屏幕调光

首先什么是屏幕调光,為(wèi)什么需要屏幕调光?

屏幕调光指的是屏幕亮度的调节。人眼是可(kě)以自动调节不同的光照环境的光,但这个调节需要过程,所以当我们从太阳底下进入室内的时候会觉得太暗看不清,而夜里突然开灯会显得刺眼,因為(wèi)人眼需要适应。

如果我们满眼都是屏幕,屏幕就是环境,其实就不需要专门的亮度调节了,比如電(diàn)影院的荧屏。但显示器屏幕只占我们视線(xiàn)的一部分(fēn),所以屏幕的亮度需要和环境亮度相匹配,才能(néng)有(yǒu)舒适的观感。

可(kě)见调光的目的:是為(wèi)了让用(yòng)户在不同光線(xiàn)条件下正常观看屏幕上的内容,屏幕需要相应地改变亮度,屏幕亮度多(duō)大合适视个人情况而异。

接着简单说说DC调光和PWM调光的一些基本信息。它们都是一种调节屏幕亮度的方式。

二、DC 调光

DC调光,英文(wén)全称是Direct Current (直流调光)它的工作原理(lǐ)是通过提高或降低发光功率来改变屏幕的亮度。功率 = 電(diàn)压 x 電(diàn)流,所以改变電(diàn)压或電(diàn)流都能(néng)改变屏幕亮度。大多(duō)数是通过改变電(diàn)压的方式,我们在示波器上可(kě)以看到一条直線(xiàn),占空比100%。


DC调光.jpg

DC调光简单理(lǐ)解,就像是给一个灯泡高的電(diàn)压它就更亮、低的電(diàn)压它就变暗。


灯泡高電(diàn)压与低電(diàn)压.jpg

DC调光由于光源全程是处于开启状态,所以并不会出现频闪伤眼的现象。DC调光是对眼睛健康最有(yǒu)利的调光方式,因此被LCD屏幕广泛应用(yòng)。

LCD屏是靠背光板发光,可(kě)理(lǐ)解為(wèi)就1个发光单元,在表现不同亮度时,只需要调节背光板的直流電(diàn)压就能(néng)实现。

而DC调光刚好是通过提高或降低電(diàn)路功率来改变屏幕的亮度,与LCD屏非常契合。而且大多(duō)LCD屏的频闪在1000Hz左右,配合DC调光的优势“亮度调节平稳,没有(yǒu)闪烁”,对眼睛就比较友好,于是有(yǒu)了“LCD永不為(wèi)奴”一说。

OLED屏相比LCD屏,没有(yǒu)背光板,每个像素都是独立发光。但屏幕上有(yǒu)成千上百万个像素点,在低亮度时很(hěn)难做到完美协同,会出现各种色斑,这种状态下的屏幕也被叫做“抹布屏”如果直接调节功率,在低亮度下就会出现颜色不均、显色不准等问题。


LCD与OLED对比.jpg

所以 DC 调光的优势都集中在高亮度,高亮度下几乎所有(yǒu)的光學(xué)指标都很(hěn)好。但缺点是用(yòng)在 OLED 屏幕上一旦到了低亮度,色彩偏差和失真明显。所以DC调光大多(duō)应用(yòng)在 LCD 屏幕上,也就是目前主流的電(diàn)脑屏幕。

三、PWM 调光

而另外一种调光方式:PWM 调光,就解决了 DC 调光在 OLED 屏幕低亮度下的问题。

PWM调光,英文(wén)全称是Pulse Width Modulation(中文(wén)為(wèi):脉冲宽度调制)。它的工作原理(lǐ)是通过改变屏幕的点亮、熄灭交替的频率来调节屏幕亮度。

可(kě)见在PWM调光屏幕上,调节亮度并不靠改变功率,而是靠屏幕亮屏-灭屏-亮屏-灭屏”这种亮暗不断交替,利用(yòng)人眼的视觉残留,来控制屏幕亮度。

在屏幕亮、灭的过程中,灭屏状态持续时间越長(cháng),屏幕给肉眼的观感就是亮度越低。点亮的时间越長(cháng),灭屏时间就相应减少,屏幕就会变亮。大多(duō)数是固定频率,改变占空比,调整亮度就是调整占空比。


PWM调光.png

OLED屏基本都是低频PWM调光,当屏幕调暗时,灭屏时间更長(cháng),肉眼开始能(néng)感知到,久了就会觉得不舒适、疲劳(特别是在夜里),其实就是低频PWM调光导致的。

PWM调光是采取调整占空比来调整控制灯的亮度,占空比越大,亮度越亮。它的调光控制灯的开关时间,会产生频闪,所以它有(yǒu)一个弊端就是伤眼。

OLED屏没有(yǒu)背光板,在硬件上不支持DC调光。但厂商(shāng)也有(yǒu)努力,带来了软件层面的类DC调光(屏幕实际还是PWM调光)。

不过类DC调光下,当屏幕处于低亮度时,还是容易出现偏色问题,影响观感。

相对更能(néng)提升屏幕观感舒适度、色彩方面又(yòu)不打折扣的,是高频PWM调光(比如1920PWM、2160PWM)。

但高频PWM调光除了成本更高,仍有(yǒu)两个问题:第一,非全程高频,高亮度下依然是低频/类DC调光;第二,所谓的高频也遠(yuǎn)遠(yuǎn)达不到安全频率,至少3150Hz+以上才行。

综上可(kě)知,真正伤眼的是闪烁,特别是低频闪烁。DC调光亮度调节更加平稳,没有(yǒu)闪烁,所以在护眼上优于PWM调光;PWM调光会产生频闪,弊端就是伤眼。

不论是 LCD 和 OLED 屏幕,还是DC和 PWM调光,都是消费者选購(gòu)产品的一种考量。从最初的追求性能(néng)到追求质感,最后发现,选择不伤眼的显示屏幕才最為(wèi)关键。所以终端商(shāng)选择带有(yǒu) DC 调光的LCD液晶显示器模组就变得尤為(wèi)重要。

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