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關於家用光源的閃頻

請問一下,我們家用光源(日光燈、LED等)的閃頻是幾Hz呢?有看過很多種說法-

1. 60Hz,因為這是台灣交流電頻率

2. 120Hz,因為要保持光源穩定性,故都透過整流器將正弦波下半部翻上來,原本一個全波拆解為兩個全波,頻率×2倍

3. 120Hz,還是原本的60Hz正弦波。可是因為在一個全波中,負向振幅與正向振幅對光源造成的效應一樣,都是在發亮所以人眼分辨不出來,實質上等同120Hz

4. 100Hz or 120Hz,因為CNS規範的關係,同時也是由儀器實際去測得的


最讓人不解的是,以上這些頻率所造成的頻閃現象,都有人從相機對應的快門去拍攝出來。不過根據醫學研究,人眼無法辨識100Hz以上的頻閃,所以如果是60hz的話應該看得見才對?實際上卻看不到啊。而且如果存在100hz這種頻率,那表示他原本應該是基於50hz,可是這個頻率台灣不存在不是嗎?他是中國大陸的工頻規範吧。

所以到底哪種說法才是對的呢?


還有就是,廠商一直說根據國外的研究,低頻閃可能會造成癲癇,高頻閃可能造成疲勞、傷眼、專注力下降...blablabla,所以該採用他們推出的無頻閃LED燈。頻閃LED燈真的傷眼?這些是真的有科學的研究去證明的嗎?還是以訛傳訛而已?
2016-04-24 21:47 發佈
文章關鍵字 光源
小聖狗兒 wrote:
請問一下,我們家用...(恕刪)

電視機,電腦螢幕也是掃描線顯示的
人類眼睛也看不出來

電影,卡通也是一個片幅一個片幅顯示的
人類眼睛也看不出來

低頻閃,高頻閃應該是人眼睛覺得真的在閃的情形下
同意

網路或廠商喜歡用一些危言聳聽的字詞

比如說頻閃傷害「極大」、千萬別用藍光LED等

實際上,是真的有那麼嚴重嗎?


無法辨識的頻閃有害人眼的paper我至今都沒看過一篇

藍光對眼睛的傷害怎樣也還沒有結論

非常好奇網路上某些資訊怎來的?
小聖狗兒 wrote:
請問一下,我們家用光源(日光燈、LED等)的閃頻是幾Hz呢?有看過很多種說法-
1. 60Hz,因為這是台灣交流電頻率
2. 120Hz,因為要保持光源穩定性,故都透過整流器將正弦波下半部翻上來,原本一個全波拆解為兩個全波,頻率×2倍
3. 120Hz,還是原本的60Hz正弦波。可是因為在一個全波中,負向振幅與正向振幅對光源造成的效應一樣,都是在發亮所以人眼分辨不出來,實質上等同120Hz
4. 100Hz or 120Hz,因為CNS規範的關係,同時也是由儀器實際去測得的

電源光源不同,答案也不同,以台灣60Hz系統來說,
LED元件電流只能單向導通,若只是橋式整流或AC-LED技術,答案是(2),
不然後續都會作穩壓處理,所以會不會閃還不一定。
使用電感安定器的日光燈,燈管雙向電流皆可導通,答案是(3),
使用電子安定器的日光燈,以上答案皆非,因為安定器會把電源升頻到20KHz,
此頻率遠高過螢光粉的發光反應時間,此種日光燈是不閃爍的(不是人眼看不出來喔)。


小聖狗兒 wrote:
不過根據醫學研究,人眼無法辨識100Hz以上的頻閃,所以如果是60hz的話應該看得見才對?實際上卻看不到啊。

根據研究,人類可以對200Hz以上瞬間影像作出反應,所以雖然你沒意識到閃爍,
但大腦已經做了很多過濾的動作,反映在疲勞程度上。
另外頻閃並不是全亮全暗的閃法,穩壓做的好,亮度可以只是100%/99%的差別而已,
這樣人眼也看不出來,所以才會有flicker index/Percent flicker的評估標準,
但是在台灣尚未納入規範,市面上沒有任何LED產品標示相關資訊。

a0215b0726 wrote:
電視機,電腦螢幕也是掃描線顯示的
人類眼睛也看不出來
電影,卡通也是一個片幅一個片幅顯示的
人類眼睛也看不出來

現在的LCD跟傳統CRT映像管不同,LCD螢幕上面的像素是永遠點亮的,不會閃,
但內容會隨時間更新,至於更新的頻率是24Hz,60Hz還是120Hz,
差異其實相當明顯,一般人都能感覺出不同。

感謝大大解惑

jackhung_web wrote:
根據研究,人類可以對200Hz以上瞬間影像作出反應,所以雖然你沒意識到閃爍,
但大腦已經做了很多過濾的動作,反映在疲勞程度上。
(恕刪)


這種說法我聽過,但是有一點怪怪的
對於200Hz以上的偏壓變化,如果大腦可以連續反應
那不就好像是眼睛不斷看著閃爍的光源嗎

盯著看20hz眼睛都受不了,大腦連續處理200hz難道不會當機嗎

jackhung_web wrote:
現在的LCD跟傳統CRT映像管不同,LCD螢幕上面的像素是永遠點亮的,不會閃,
但內容會隨時間更新,至於更新的頻率是24Hz,60Hz還是120Hz,
差異其實相當明顯,一般人都能感覺出不同。


我知道對於人眼構造而言,超過15幀就可視為連貫影像
像從前的電影就是採用24Hz去拍攝的
電腦LED螢幕幾乎都60Hz
但是同樣都是連續輸出,24Hz和60Hz差別我可以理解
(思考一下電影和電腦螢幕的差別便可知)
可是60Hz和120Hz對於眼睛來講真的有差嗎?

jackhung_web wrote:
現在的LCD跟傳統CRT映像管不同,LCD螢幕上面的像素是永遠點亮的,不會閃


關於這句話也有個問題

我去新竹原價屋購買LED顯示器時

他有主打「無頻閃」的牌子

這應該表示原本的LED是會閃爍的囉?


應該說,誠如大大所言,LED是以120Hz交流電在運作

但是LCD應該只是LED前面的那塊面板而已

那為何LCD像素會是永遠點亮,而不會跟著以120Hz在做閃爍呢?
小聖狗兒 wrote:
可是60Hz和120Hz對於眼睛來講真的有差嗎?

60/120的差異在動態影像上有明顯差異,240Hz沒親身看過,
但相關從業人員表示120/240差異不大。

小聖狗兒 wrote:
對於200Hz以上的偏壓變化,如果大腦可以連續反應
那不就好像是眼睛不斷看著閃爍的光源嗎
盯著看20hz眼睛都受不了,大腦連續處理200hz難道不會當機嗎

人類視網膜的訊息量太大,在被意識處理前,大腦會做大量的資料簡化的動作,
只有少部分的資訊被保留下來,大部分你所認為親眼看到的東西,
實際上都是用大腦資料庫的經驗所取代,所以才會有錯覺這種東西。

小聖狗兒 wrote:
我去新竹原價屋購買LED顯示器時
他有主打「無頻閃」的牌子

背光閃爍頻率與像素更新頻率是兩件事,
LCD的像素一但被設定為某個顏色,就會一直保持那個狀態,所以不會閃,問題在於背光。

早期LCD螢幕都是搭配CCFL背光,這種背光就是高頻日光燈,可視為不閃爍的光源,
後來LED因為體積與價格的因素全面取代了CCFL背光,這本來也沒問題,
問題在於螢幕需要提供亮度調整的功能,這功能通常是靠背光來做,
LED最快速調整亮度的方法就是採用PWM調光,
讓LED一下開一下關,調整開與關的時間比例,大腦就會視同亮度的改變,
開關的頻率只有200Hz左右,
這種因為調光而刻意製造的頻閃與LED照明的頻閃是不同的,
LED照明的頻閃是AC轉DC穩壓做不好而已,不至於整個燈泡全滅全亮。

所謂無頻閃的LED背光,就是靠調整LED電流的方式改變亮度,電流控制的成本較高,
但電流降低的時候LED的色溫會改變,所以電流低到一個程度還是得配合PWM調光,
不然整個螢幕的顏色會偏掉。

jackhung_web wrote:
60/120的差異在...(恕刪)


嗯,感謝。關於LED的PWM調光方式,目前我手邊的資料就像你說的那樣,是靠一閃一滅的頻率來調整亮度。所以有個流傳的方法:要讓LED頻幕完全不閃,只要把螢幕開到最亮,再用顯卡軟體調低輸出亮度即可。

不過有一件事我不太了解:何解亮度會是靠閃爍頻率調整的?頻率高低不是只會影響「畫面的閃動程度」嗎,亮度應該是靠光子數量,也就是光振幅(電流大小)決定的吧?網傳低亮度時閃頻明顯,調到最亮就不會頻閃,我實在是無法理解,因為這似乎違背物理學了。

還有,如果PWM調光方式是全亮全滅,那就表示振幅比較大了。那我們是否可以說,假設亮度相同的情況下,LED螢幕會比正常的頻閃光源還要傷眼?這似乎也不太合乎邏輯。

能請大大開示一下嗎?
小聖狗兒 wrote:
不過有一件事我不太了解:何解亮度會是靠閃爍頻率調整的?頻率高低不是只會影響「畫面的閃動程度」嗎,亮度應該是靠光子數量,也就是光振幅(電流大小)決定的吧?網傳低亮度時閃頻明顯,調到最亮就不會頻閃,我實在是無法理解,因為這似乎違背物理學了。

不是靠亮滅的頻率喔,亮滅頻率固定是200Hz左右,是靠亮滅的時間比例,
如果要調整為50%的亮度,就把LED點亮1/400秒,然後關閉1/400秒,1/200秒完成一次循環。

高亮度的時候,例如亮9/2000秒,關1/2000秒,同樣是1/200秒完成一次循環,
由於LED只關閉極短的時間,所以高亮度的確比較不容易感受到閃爍,
當然調成全亮的話就不會閃了。

小聖狗兒 wrote:
如果PWM調光方式是全亮全滅,那就表示振幅比較大了。那我們是否可以說,假設亮度相同的情況下,LED螢幕會比正常的頻閃光源還要傷眼?

是的,200Hz PWM的調光方式在低亮度的確傷眼。

小聖狗兒 wrote:
所以有個流傳的方法:要讓LED頻幕完全不閃,只要把螢幕開到最亮,再用顯卡軟體調低輸出亮度即可。

這個方法會嚴重影響螢幕的色彩表現,
原因在於大多數的LCD電腦螢幕最多只能表示256色階(dithering也算的話),
背光的改變並不影響LCD 256色階的顯示能力,所以調亮度才都用背光來做,
但是利用顯卡調輸出亮度,等於只能利用256色階中較暗的一部份色階來顯示,
例如輸出調低50%,只剩下0~127的色階來顯示所有色彩,會損失色階的連續性(跳階),
而且LCD因為像素漏光的關係,無法做到全黑,會造成對比下降。

另外還有一個點要注意,很多顯卡在調整亮度的時候,
實際上是透過DDC通訊協定直接控制螢幕的背光,
而不是調整自己色彩的輸出亮度,這樣這招就無用了。
jackhung_web wrote:
不是靠亮滅的頻率喔,...(恕刪)


了解,這樣解釋淺顯易懂。

那這樣衍生出兩個問題:

1. 有人稱LED螢幕低亮度頻閃傷眼,是因為那黑色條紋清晰可見的緣故,從大大的理論 (1) 均為200Hz (2) 全亮全滅 (3) 人腦對200Hz以上不可見但有反應。這樣看起來應該不是囉?

如果為了避免頻閃而把亮度調高,那會造成LED的藍光強度問題,也就是說頻閃和藍光危害我們總得選一個,不曉得大大對此議題有什麼建議?是要取得一個平衡點嗎?

2. 據聞有的手機也會閃頻,我也看過相關視訊(像我手上這隻三星note4,好像會),可是手機是以直流電在工作的,那又是如何「閃」的呢?難道透過某種機制轉換成交流以PWM調光嗎?
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