摘要：当前显示设备在中低照度环境中，屏幕频闪引发的视觉不适问题尤其突出，行业普遍采用脉宽调制(PWM)与直流(DC)调光技术应对此类场景。目前显示设备的频闪健康风险评估体系主要基于硬件物理参数的量化分析，通过测量光源的物理波动特性间接表征频闪强度。该方法未考虑人眼视觉功能的生理响应差异，以及在日常使用显示设备中，视网膜持续偏离理想光学系统状态，因此现有方法难以评估由此引发的视觉功能异常状态。研究表明，屏幕闪烁通过调节视觉皮层的振荡来影响脑功能。这些神经学效应预计会导致视觉性能的可测量变化。然而，现有研究主要集中于检测脑功能，缺乏直接的生理证据来建立闪烁与视觉障碍之间的联系。针对这一局限，本研究通过人因实验，围绕调节波动（Accommodation Microfluctuations, ACC）、高阶像差（Higher-Order Aberrations, HOAs）及调制传递函数（Modulation Transfer Function, MTF）等核心生理指标，系统探讨低照度下这两种调光技术对人眼视功能的影响。

       实验要求受试者在PWM和DC调光的显示设备上完成45分钟视觉任务，并在任务前后测量参与者眼睛的生理参数，分析不同调光方式对人体生理特性的影响。

结果显示，在屏幕亮度为45-55nit的条件下。PWM调光对眼系统的整体成像质量影响明显高于DC调光。通过（∆ACC）测试发现，两种调光模式引发的视疲劳指数差异并未达到统计学显著性。PWM调光可能通过高频亮度振荡影响眼球的波前像差分布（如球差和彗差增加），导致视网膜成像质量下降，但其对视网膜神经适应性疲劳的累积效应与DC调光相似。本研究为显示设备调光技术的选择与优化提供了指导。

 

关键词：显示技术，调光方式，高阶像差、调制传递函数、人眼生理特性

       1介绍

       显示技术的发展通过提供更高的刷新率和更广的色域显著提升了视觉体验；然而，这些创新也带来了生物学上的挑战。这些技术的累积效应可能超出视觉信息处理能力。在中低照度环境下，显示设备的频闪效应对视觉系统的影响尤为显著。当前低照环境下主流的 PWM 调光与 DC 调光技术，虽均通过亮度调节实现显示控制，但其光输出特性差异导致截然不同的生物效应。

       现行国际标准通过量化物理参数通过量化频闪频率、波动深度等物理参数对显示设备进行安全性分级。其核心假设“物理指标与人眼感知线性相关”正受到生理学研究的挑战。其忽视人眼视功能的生理响应差异，这一局限导致部分“合规”设备仍因视觉不适遭用户投诉，揭示了物理指标与生理感知的脱节。同时，PWM/DC调光对视网膜-皮层通路的干扰路径尚未明确，尤其在高阶像差（HOAs）累积与空间频率感知（MTF）退化等关键机制上缺证据。

       针对上述问题，本研究通过设计交叉对照人因实验，系统的描述调光技术对视觉性能指标的影响。

       2材料与方法

       2.1实验环境搭建

       本研究采用交叉对照实验设计，在同一款显示设备中设置PWM与DC调光模式构建对比场景。实验环境严格控制非调光相关变量，确保色温、分辨率、显示颜色、刷新率等参数一致（显示设备基本参数见表1）。将显示设备放于固定位置的手机支架上，以实现一致的视角。在整个实验期间，参与者只被允许执行视觉任务，而没有其他眼睛使用活动。使用ST-86LA亮度表校准屏幕亮度至（50±3）nit，通过EVERFINE SFIM-300照度计将环境照度控制为75lx，温湿度由 JWS-A1湿度计监测并维持在25±3℃、40±5% RH。

表1 显示设备的基本参数详细设置

       2.2人因实验

       实验前采用NIDEK AR-310全自动验光仪进行验证，排除严重屈光不正（超出±5.00D范围），眼病和色盲的备试。最终纳入24名健康的备试，基本信息见表2。所有参与者均提供了书面知情同意书。