即使使用PWM调暗了明亮的LED也会对眼睛造成伤害吗？

我有一个非常亮的LED，它是如此明亮，以至于在全亮度时我都不想看它。我正在使用PWM（脉冲宽度调制）将其调暗至其原始亮度的1/256。在1/256的占空比下，LED会显得暗淡。（仍然很明显，但不会令人眼花bright乱。）

我的问题是：由于LED实际上实际上是在发出1/256的超高亮度脉冲，所以这些明亮的脉冲是否会比假设的LED持续点亮并保持1/256的亮度更严重地伤害眼睛？

我使用的是TLC5947 LED驱动器，因此，如果我的计算正确，则PWM的频率约为1 kHz。（芯片的内部时钟为4 MHz，一个PWM周期为4096个内部时钟周期。）

我正在驱动的LED是RGB 7段显示器。每个段的亮度分别为：红色为244 mcd，绿色为552 mcd，蓝色为100 mcd。因此，在所有7个细分都被照亮的情况下，它将是原来的7倍。

在一定范围内是允许的。最好的地方可能是相关的IEC标准（IEC 60285激光安全性和IEC 62471灯泡安全性），这些标准通常是国际公认的最佳实践。不幸的是，由于它们已获得版权，因此我无法在此处发布节选。

选择哪种标准取决于LED的使用方式。欧司朗有一个非常全面的应用笔记，描述了这些标准如何应用于红外LED以及如何计算允许的曝光量。

您的特殊情况集中在脉冲光上。通常，只要单个脉冲不超过辐照度限制（通过脉冲长度与辐照度标准图中的图表得出），就可以将PWM的光与其平均值进行加权。尽管在可见范围内，但所有这些都在OSRAM应用笔记中进行了概述，尽管您必须参考源标准才能查看波长的特定限制。

编辑：找到了另一个可能对您有用的应用笔记 -欧司朗在整个62471上都有一个应用笔记，而不仅仅是IR。

当然，最好看的地方是标准本身，但价格约为250美元。如果这是您要设计的产品，那可能是值得的，但是如果这只是一个爱好项目，我会根据appnotes搜集信息。

首先，免责声明：我不是医学专家，在眼科领域也没有任何专业知识。我将尝试利用对敏感传感器系统和一些外部来源中的故障机制的理解来进行有根据的猜测：

根据这个从眼科杂志摘要，对眼睛的损伤的机制可以被分类为光热，照相制版和光化学。对于每种机制，我们应该询问相关的时间常数是什么，以便了解眼睛受损的风险是否与峰值（开启）亮度或您所看到的亮度相关，例如在PWM周期内的平均值。

光热-当入射电磁能量使视网膜温度升高时，就会发生这种情况。视网膜的热时间常数可能约为秒（我的猜测是基于生物组织的规模和热导率），因此平均辐射强度而不是峰值辐射强度会与损伤相关。无论如何，在非常高的辐照水平下（例如激光），都可以观察到光热损伤，即使是最亮的非相干LED，也没有可能发生的风险。

光机械-当入射能量产生的压缩力或拉力对敏感的光学结构造成机械损坏时，会发生这种情况。如果这些应力可以在很小的机械范围内出现，则可能会担心相关时间常数可能低于LED的PWM周期。但是，您可能可以放心，因为本文将这种损坏机制与辐照度关联在每厘米^ 2的terrawatt范围内。

光化学-这是最常见的视网膜损伤类型，例如与阳光直射有关。化学机理最终是氧化的-生色团中的电子被入射的光能激发，偶尔会产生自由基，这些自由基会继续损害各种敏感组织。在另一摘要文章这里，视网膜病的讨论引起观看显微镜或检眼镜具有〜1W /平方公分提供了一些相关的数字和的参考辐照度。在此级别上，损坏以分钟为单位显示，以小时为单位。对我而言，这表明相关的生化过程比PWM周期慢得多。

作为最后的思想练习，请考虑许多人在不遭受日光性视网膜病的情况下例行注视太阳大约数百毫秒。只有当人们抵制生物冲动而将视线移开并保持凝视几秒钟或更长时间（例如，因为他们正在检查日食）时，损坏才会发生。

否。典型的120°视角的500 mcd LED约为1流明。
因此最大为7流明。

550mcd x 7不会损害眼睛。

1流明523nm绿色= 2mW /m²sr辐照度或所有7段的14mW

如果您查看OSRAM PDF第2页的表，则最小数字为100瓦。这是14mW的7143倍。

在PDF的第9页上说（请记住，它们的高功率LED进入数百流明）：

根据
欧司朗光电半导体根据IEC 62471标准对大功率LED进行的基本评估表明，目前可用的绿色，黄色，橙色，红色和超红色等单个LED始终属于风险组0

。因此，根据现有的半导体技术，目前不需要在此光谱范围内（510nm≤波长≤660nm）对LED进行单独的，针对特定设计的安全性评估。

我使用可输出100-1000流明的LED灯带。唯一的危险是在我的视野中四处走动。

实际上，对此有很多研究。首先，与亮度同样重要的每一位都是波长。蓝光可能会对眼睛造成严重伤害，而红光根本不是特别危险。白光包含大部分可见光谱，因此从安全角度来看，应将其视为蓝光。从那里，您确实需要知道以坎德拉或千坎德兰为单位的发光强度，以及以坎德拉每平方米为单位来衡量的亮度。这是一个非常棘手的主题，很难找到很好的信息。但是，实际情况是很多时间从可见光伤害眼睛。太阳的亮度约为10 ^ 9cd / m ^ 2，可在不到一秒钟的时间内造成视网膜损伤，电弧焊机的闪光至少会降低一个数量级，而损伤会在不到一秒钟的时间内发生到几秒钟。

您正在使用的LED会对眼睛造成永久性伤害，这是非常可疑的，但是为了安全起见，最好的办法是将数据表编号与已知会造成伤害的其他光源进行比较，并从那里推断出允许的曝光时间。

就您对PWM的评论而言，您已经倒退了：100％占空比是全开的（恒定电流），因此具有最大亮度。小于100％表示在某些时候它会关闭，因此亮度将是开/关比率的函数。它与基于开/关时间比的直流平均电流的计算没什么不同。但是，所有这一切都适用于实际的开关频率，因为您具有储能效果，可能导致LED导通时间比导通时间更长。无论如何，总亮度必须小于连续点亮LED时的亮度。