Южно-Уральский государственный университет

В настоящее время на предприятиях используются ПЭВМ, оборудованные дисплеями с ЭЛТ (электронно-лучевая трубка) и с жидкокристаллическими (ЖК) дисплеями. При этом считается, что ЖК являются более “безопасными” и оказывают меньший вред органам зрения. Такие рассуждения являются, в основном, следствием рекламных материалов, не подтверждённых научными изысканиями. Исследования проводимые на кафедре “Безопасность жизнедеятельности” Южно-Уральского государственного университета приводят к противоположным выводам.
Известно, что изображение на ЭЛТ мониторах неустойчиво, оно только кажется постоянным вследствие низкой частотной восприимчивости глаза. Для дисплеев с ЭЛТ частота обновления изображения должна быть не менее 75 Гц при всех режимах разрешения экрана (рекомендуемое значение не ниже 90 Гц). Эксперименты по определению работоспособности операторов ПЭВМ установили, что на степень зрительного утомления в наибольшей степени влияют пульсация освещённости и частота обновления изображения. При этом результаты, полученные с использованием ЖК мониторов не отличались от тех, что характерны для традиционных мониторов с ЭЛТ.
Если факт мерцания изображения мониторов с ЭЛТ не вызывает сомнений и воспринимается большинством пользователей как негативный, то информация о мерцании ЖК мониторов широко не распространена, ведь производители, среди прочих достоинств ЖК мониторов указывают на “отсутствие мерцания и безопасность для зрения”. Наши эксперименты доказывают обратное.
Причиной мерцания ЖК мониторов является широтно-импульсная модуляция, за счёт которой осуществляется регулировка яркости. В большинстве мониторов регулировка "Brightness" реализована изменением яркости ламп подсветки. Используемые в мониторах лампы дневного света с холодным катодом (CCFL – Cold Cathode Fluorescent Lamp) позволяют это делать двумя способами – либо регулируя ток разряда в лампе, либо (так как первый способ позволяет регулировать яркость лишь в сравнительно небольших пределах, при сильном уходе тока от номинала теряется стабильность разряда в лампе) с помощью широтно-импульсной модуляции питания лампы на сравнительно небольшой частоте (сравнительно – потому что она достаточно мала с точки зрения физики разряда в лампе, но при этом достаточно велика, чтобы глаз не замечал мерцания подсветки; на практике частота составляет обычно от 200 до 500Гц). Широтно-импульсная модуляция – это очень распространенный способ регулировки напряжений и токов, заключающийся в том, что в зависимости от нужного напряжения регулируется ширина подаваемых импульсов при их неизменной частоте и амплитуде – и среднее напряжение как раз оказывается пропорционально этой ширине.
Также встречается регулировка яркости с помощью матрицы – при увеличении яркости пользователем монитор добавляет к подаваемому на матрицу сигналу постоянную составляющую. При таком способе регулировки заметно страдает контрастность – так как лампы подсветки всегда работают на мощности, необходимой для обеспечения максимально возможной для монитора яркости, а потому при работе на небольшой яркости, даже если добавляемая к сигналу постоянная составляющая будет уже равняться нулю, такой монитор покажет заведомо более высокий уровень черного, чем модель с регулировкой яркости с помощью ламп подсветки . Очевидно, уровень черного на мониторе  с регулировкой яркости лампами подсветки также окажется в 2,5 раза ниже, чем на мониторе с регулировкой матрицей.
Таким образом, когда регулировка яркости установлена на максимум, лампа горит постоянно - монитор не мерцает; в случае использования минимальной яркости - лампа не горит и мерцание монитора отсутствует; но когда применяется промежуточный уровень яркости, лампа начинает пульсировать с определённой частотой, что приводит к мерцанию изображения. Для работы с текстом яркость экрана должна составлять примерно от 70 до 130 кд/кв.м, если сравнивать ЖК мониторы с ЭЛТ, то у последних типичная рабочая яркость составляет 80...100 кд/кв.м, а у ЖК до 250 кд/кв.м, поэтому наиболее часто используемый режим для них ? 70% яркости, и мерцание при этом примерно соответствует ЭЛТ. Чем больше экран монитора, тем более заметно мерцание, особенно периферийным (боковым) зрением, так как угол обзора изображения увеличивается.