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科技发展不断改变着人们的生活方式,手机、平板电脑、电视等各类平板显示器已经成为人们日常生活中必不可少的电子产品。随着平板显示技术的不断完善和发展,人们在注重显示器显示效果的同时,逐渐开始关注显示器对人体健康的影响,舒适性与健康性成为平板显示技术未来发展的重要方向。现阶段,以LED为背光源的液晶显示器占据了平板显示器市场的主流地位,但目前关于LED背光系统对人体健康,尤其是对视觉舒适度影响的研究还不够完善。本文基于视觉舒适度,针对LED背光系统的蓝光危害及其主要光学特性,提出了相应的测试方法,同时搭建了测试平台。基于该测试平台,对LED背光系统的视觉舒适度进行了研究。根据研究结果,对LED背光系统的光学模组进行了设计,实现了LED背光模组的样机,并对样机进行了相关性能测试。主要工作内容包括：首先,分析了LED背光系统造成视觉不舒适的主要原因,研究了基于视觉舒适度的LED背光系统的测试方法,搭建了两套测试系统：1.LED背光系统的蓝光视网膜危害测试系统；2.基于视觉舒适的LED背光测试系统。基于这两套测试系统,测量了LED背光系统样品的光色特性和蓝光视网膜危害。其次,基于上述研究和测试结果,系统分析了在不同色温、亮度、亮度均匀度情况下,LED背光系统对视疲劳的影响。实验结果表明,不同光色特性的LED背光系统对视疲劳的影响不同,具体表现在眨眼频率的变化：当工作时间小于1小时,亮度均匀度较低的背光系统会引起眨眼频率的显著升高；随着工作时间的推移,亮度越高,眨眼频率上升越缓慢；当工作时间超过1小时,观看色温较低的背光系统会更早的引起眨眼频率的升高。最后,从视觉舒适度角度出发分析了背光系统的色温、亮度及亮度均匀度在设计LED背光系统时的重要性。提出了考虑视觉舒适度的LED背光系统的设计方案,对LED背光源进行了筛选,设计了能实现均匀圆形光斑的自由曲面透镜,并采用Sparrow判据,对透镜与LED的组合光源进行排布,实现了LED背光模组的均匀照明。搭建了LED背光模组的样机,并对该样机进行了测试与分析。上述工作的开展,为LED背光系统的视觉舒适度研究提供一定的理论和技术支持,为LED背光系统的设计提供了新思路。