審核專家:
劉東寶
沈陽市紅十字會醫院眼科主任醫師
鄭遠攀
鄭州輕工業大學教授
你家是否也有一個沉迷于手機的熊孩子呢?
藏手機、換密碼、沒收電源線……為了防止電子屏傷害孩子的眼睛,你都想過哪些“絕招”?
除了這些“土方法”,如今一些廠商推出了“屏幕使用時間限額”的功能,家長既可以在孩子的手機上預置屏幕可使用時長并設定密碼,也可以通過網絡遠程控制孩子手機的部分權限。
某品牌手機“屏幕使用時間限額”設置界面
來源丨自制
為孩子操碎心的你,快去看看自己手機上有沒有這個功能吧~
那麼問題來了,電子屏幕到底對眼睛有哪些潛在的危害?在LED與OLED的時代,又該如何看待“護眼”這個話題。
最好時代下的新危機
經曆了顯像管與等離子電視時代的家長一定知道,早期一些質量不合格的顯像管屏幕可能會洩露出少量的X射線,而劣質的等離子電視也可能輻射出少量的紫外線(質量合格的顯像管與等離子顯示器釋放的射線在安全範圍内,無需額外防護)。此外,這兩類屏幕表面易産生靜電,吸附灰塵。
電子顯像管屏幕(CRT)
來源丨搜狐IT
目前市面上主流的LED背光液晶屏幕與OLED屏幕可以說是人類發明的顯示器中潛在風險最小的兩類,它們本身并不會發出任何能量比可見光更高的輻射,即便LED背光源會發出更多的藍光,也因此廣受诟病,但正常使用時,藍光的劑量并不足以對眼睛造成傷害。
高能藍光會傷害視網膜,但與劑量有關
來源丨搜狐
一些廠商為了避免藍光引發的“潛在風險”,盡量采用能量不是很高的藍光來激發熒光粉,還有些廠商提供了控制屏幕色溫的方案,以此減少可能進入人眼的高能藍光總量。因此,一些防藍光産品(如防藍光眼鏡、貼膜)的必要性有待商榷,而且近期央視爆出,一些防藍光産品甚至存在産品質量問題。
來源 | 微博 央視網快看
而自發光的OLED屏幕由于沒有背光源,不需要用高能藍光激發熒光粉,子像素點可以自己發出紅綠藍三種色光,因此完全不用擔心藍光的問題。
一些手機品牌近期推出的旗艦機,幾乎全部采用了OLED屏幕,在手機行業,這種顯示技術漸漸成為了主流。
因此,單純從“輻射傷眼”的角度分析,如今是“最好的時代”。
然而,事實也許沒有那麼簡單。相比于十幾年前,我們使用電子屏幕的時間大大增加,屏幕裡的内容幾乎成為了我們工作和生活的全部,因此電子屏幕在設計上的一些細微的缺陷,可能會帶來讓人意想不到的潛在風險。今天我們就來談談OLED屏幕中一個“備受争議”的缺陷——低頻閃爍。
你以為的暗不是暗
你知道手機是怎麼調節亮度的嗎?
最直觀的方法是靠電壓來控制,在一定範圍内,當接入LED的正向電壓越大,LED發出的光就越亮。
目前市面上的LED背光源液晶屏幕利用的就是這種方法。由于液晶本身不發光,所有光都來自LED背光源發出的白光,因此LED背光源發出光的亮度就決定了手機顯示的亮度,它可以通過調節接入LED背光源的電壓大小來改變亮度。
LED背光源可整體改變亮度
來源丨某廠家宣傳資料
但是對于OLED而言事情就不那麼簡單了。OLED沒有背光源,每個子像素點都是一個獨立的“小燈泡”,可以獨立地亮滅或改變自己的亮度。
你可能會說,同步地控制屏幕上每一個子像素點兩端的電壓,讓它們的亮度在原基礎上同步降低或升高不就可以實現了嗎?
并不行!這還要從OLED這類發光器件自身的缺陷說起。
OLED由有機材料制成,它的壽命并不長,随着使用時不可避免的損耗,它的發光性能也會慢慢衰減。一個使用了很久的OLED屏幕相比于全新的屏幕,在相同電壓下的亮度會低一些。
由于屏幕上的每個子像素點都是獨立的OLED,實際使用時,你無法保證每個OLED總工作時長一緻,它們之中有的可能還較新,有的發光性能可能已經大幅降低,需要更高的電壓才能達到應有的亮度。
當一些區域像素點性能衰減得明顯比其他地方快時,在這些區域就會出現肉眼可見的“殘影”,這個現象叫燒屏。
發生了燒屏的OLED屏幕
來源丨深藍
對于大多數質量合格且在保修期内的OLED屏,一般不會出現十分明顯的燒屏現象,但是每個子像素點的性能差異是的的确确存在的,隻是在高電壓下,所有OLED都很明亮時,亮度的差異才幾乎可以忽略。
如果你把所有OLED兩端的電壓同步調低,每個OLED之間的性能差異就會顯現出來,對于一塊不是全新的屏幕來說,你甚至可以用肉眼看出屏幕不同區域亮度的不同,畫面“黑一塊白一塊”顯得髒兮兮的,燒屏現象變得更明顯。因此,不能用這種方法來調節屏幕整體的亮度。
那該如何是好呢?
聰明的工程師發明了一種奇妙的調節方式——PWM(Pulse Width Modulation,脈沖寬度調制)。
想象這樣一個場景,一個燈泡一直在亮滅亮滅,不停閃爍,而且閃爍的頻率足夠快,快到肉眼幾乎無法察覺,這時你眼中的燈是什麼樣子?
沒錯,肉眼會誤以為這個燈是持續亮着的。
還是這個飛快閃爍的燈,在它閃爍的每個周期内,如果我讓它亮起的時間都變短,滅掉的時間都變長,這時你會看到怎樣的景象呢?
也許你已經猜到,你依然會看到一個“持續”亮起的燈,但是亮度看起來比原來低了。
脈沖寬度調制示意圖,高代表屏幕亮,低代表屏幕暗
來源丨知乎
如今的OLED屏幕用的正是這樣的調光方法。你以為一直在持續顯示内容的屏幕其實是一會兒亮,一會兒黑,不停閃爍着的。
當你設定的亮度較高時,一個閃爍周期内亮的狀态停留時間較長,黑的時間短;當亮度被調低時,則黑的狀态時間長,亮的時間短。
脈沖寬度調制示意圖
來源丨知乎科技研究員
頻閃的潛在風險
細心的家長可能會問,像OLED屏幕這樣一直閃不會對眼睛有害嗎?
目前,人們尚不完全清楚頻閃對眼睛的影響機制,但行業内普遍認為極高頻的閃爍光對人體幾乎沒有影響,而低頻閃爍光則可能令人不适,甚至誘發癫痫。
此外,除了頻率,波動深度大小(描述最明與最暗之間差異的量)也是一個不可忽略的因素。
還記得23年前著名的“3D龍事件”嗎?動畫片裡短短5秒的閃爍畫面,讓600多名觀衆進了醫院,這與低頻的閃爍脫不開關系。
來源丨動畫《精靈寶可夢》
電氣電子工程師學會給出的标準(IEEE Std 1789-2015)指出頻率較低的閃爍對健康可能具有以下潛在影響:
- 誘導光敏性癫痫發作;
- 增加自閉症患者反複行為;
- 誘發偏頭痛或嚴重頭痛,常伴惡心、視覺紊亂;
- 引起眼睛疲勞,視力模糊,以及傳統的頭痛,視力和在視覺相關作業上性能下降。
此外,該标準在波動深度與閃爍頻率兩個維度給出了頻閃的安全範圍。
來源丨IEEE Std 1789-2015
根據上圖我們看出,閃爍時明暗差異越小,允許的頻率就越低,對于波動深度100%的閃光,頻率至少達到上千赫茲才滿足标準。
我國出台的《讀寫作業台燈性能要求》(GB/T 9473-2017)也對燈光的閃爍做出了相應規定。
還記得我們之前介紹的“頻閃效應”嗎?除了潛在的健康風險,頻閃還會讓人誤認為旋轉的物體在倒轉或停止轉動,如果這個現象發生在工廠裡,可能會使技術人員判斷失誤,引發事故。此外,在攝影棚、體育場館也要盡量避免頻閃光源,不然拍出來的錄像可能帶有一條條黑影。
頻閃效應
來源丨果樂頭條
那麼OLED屏的頻率能達到IEEE Std 1789-2015的要求嗎?答案是很多都無法達到标準,原因還與OLED的缺陷有關。
OLED開關的響應速度并不慢,但是持續地高頻閃爍會加速OLED性能的衰減,讓壽命本不長的OLED“老得更快”。目前很多廠商OLED屏閃的爍頻率不超過300Hz,沒有達到IEEE Std 1789-2015的标準。
但需注意的是,以上标準是針對照明用光源制定的,并非電子屏幕,低頻閃爍的電子屏幕是否真的和低頻閃爍光源一樣會對健康造成影響,目前還沒有定論,我們隻能說可能存在這樣的風險。一些手機為了規避頻閃帶來的“潛在風險”,也為用戶提供了“防閃爍模式”。
來源|哔哩哔哩 硬件茶談
怎麼用屏幕才護眼?
說起護眼,正确使用屏幕,比防範藍光與頻閃本身更重要。因為滿足國家标準,質量合格的屏幕已經為我們把健康風險降到了最低,一些不好的習慣才是毀掉你眼睛的“真兇”。
首先,屏幕的色彩要準,色溫要正常,為了避免藍光将屏幕調得過“黃”,乃至造成色彩嚴重失真反而會加速你眼睛的疲勞;
其次,屏幕的亮度要與環境光匹配,避免睡前關着燈玩手機,也不要為了護眼把屏幕調得過暗,保證屏幕上的畫面明亮清晰才是護眼的正道。
不要這麼做哦!來源|搜狐
最後,注意用眼時間,适時遠眺放松眼部。不光是看屏幕,讀書,寫字,從事精細的手工制作也會讓眼部處于緊張狀态。
此外,别以為把屏幕調“綠”就護眼了,這個謠言我們已經講過了。
現在正看手機的你是不是有些疲憊了呢?不妨停下來放松下雙眼吧~
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