明るいLEDは、PWMで調光されていても目の損傷を引き起こす可能性がありますか？

非常に明るいLEDを使用しているので、明るすぎて見たくありません。元の明るさの1/256までPWM（パルス幅変調）で調光しています。1/256デューティサイクルでは、LEDはかなり暗く見えます。（まだかなり見えますが、目がくらむほど明るくはありません。）

私の質問はこれです：LEDは実際には1/256の時間の非常に明るいパルスを送信しているので、これらの明るいパルスは、常時オンで1/256の明るさであった仮想のLEDよりも目を傷つけることができますか？

TLC5947 LEDドライバーを使用しているので、計算が正しければ、PWMの周波数は約1 kHzです。（チップの内部クロックは4 MHzで、1 PWMサイクルは4096内部クロックサイクルの長さです。）

私が運転しているLEDは、このRGB 7セグメントディスプレイです。各セグメントの輝度は、赤が244 mcd、緑が552 mcd、青が100 mcdです。したがって、7つのセグメントすべてを照明すると、その7倍になります。

特定の制限内で許容されます。探すのに最適な場所は、関連するIEC規格（IEC 60285レーザー安全性およびIEC 62471ランプ安全性）であり、これらは一般に国際的にベストプラクティスとして認識されています。残念ながら、著作権で保護されているため、ここにそれらの抜粋を投稿することはできません。

適用する標準の選択は、LEDの使用方法によって異なります。オスラムには、これらの規格が赤外線LEDにどのように適用されるか、および許容露出を計算する方法を説明する非常に包括的なアプリケーションノートがあります。

あなたの特定のケースは、パルス光に焦点を当てています。一般に、PWMされたライトは、個々のパルスが放射照度の制限を超えない限り、その平均値に対して重み付けされます（パルス長と放射照度の標準のグラフで示されます）。これはすべてOSRAMアプリケーションノートで概説されていますが、可視範囲にいるので、光源標準に戻って波長の特定の制限を確認する必要があります。

編集：あなたに役立つかもしれない別のアプリノートを見つけました-OSRAMには、IRだけでなく、62471全体のアプリノートがあります。

もちろん、探すのに最適な場所は標準そのものですが、約250ドルかかります。これがあなたが設計している製品であるなら、それはおそらくそれの価値がありますが、これが単なる趣味のプロジェクトであるなら、私はappnotesに基づいて情報をスカベンジします。

まず、免責事項：私は医療専門家ではありません。また、眼科学の分野で専門的な知識も持っていません。敏感なセンサーシステムといくつかの外部ソースの故障メカニズムに関する私の理解を活用して、知識に基づいた推測に挑戦します。

眼科ジャーナルのこの要約によると、眼への損傷のメカニズムは、光熱、光機械、および光化学に分類できます。それぞれのメカニズムについて、眼の損傷のリスクがピーク（オン）の明るさ、またはPWMサイクルなどの平均で見た明るさと相関するかどうかを理解するために、関連する時定数を尋ねる必要があります。

光熱-これは、網膜の温度が入射電磁エネルギーによって上昇したときに発生します。網膜の熱時定数は秒のオーダーである可能性が高く（私の推測では、生体組織のスケールと熱伝導率に基づく）、ピークではなく平均の放射輝度が損傷と相関します。いずれにせよ、光熱損傷は、非常に高い放射照度レベル（レーザーなど）にさらされたときに観察され、最も明るいインコヒーレントLEDを使用してもリスクはありません。

フォトメカニカル-これは、入射エネルギーによって生成された圧縮力または引張力が敏感な光学構造に機械的損傷を引き起こすときに発生します。これらのタイプのストレスが非常に小さな機械的スケールで発生する可能性がある場合、関連する時定数がLEDのPWM周期を下回る可能性があるという懸念があるかもしれません。ただし、記事ではこの損傷メカニズムをテラワット/ cm ^ 2の範囲の放射照度に関連付けているため、おそらく安心できます。

光化学-これは、たとえば太陽を見ることに関連する網膜損傷の最も一般的なタイプです。化学メカニズムは最終的には酸化的です。発色団の電子は入射光エネルギーによって励起され、時折、さまざまな敏感な組織に損傷を与えるフリーラジカルを生成する可能性があります。こちらの別の要約記事では、〜1W / cm ^ 2の放射照度で顕微鏡または検眼鏡を見ることに起因する網膜症についての議論がいくつかの関連する数値と参照を提供しています。このレベルでは、損傷は時間スケールで分から時間で示されます。私にとって、これは、関連する生化学プロセスがPWMサイクルよりもはるかに遅いことを示唆しています。

最終的な思考の練習として、多くの人間が日光網膜症に苦しむことなく、おそらく何百ミリ秒も太陽を日常的に見ていることを考慮してください。損傷が発生するのは、人々が生物学的衝動に抵抗して、目をそらして数秒以上注視しているときだけです（たとえば、日食をチェックしているため）。

いいえ。典型的な120°の視野角を持つ500 mcd LEDは約1ルーメンです。
最大7ルーメンです。

550mcd x 7が目を傷める可能性はありません。

1ルーメンの523nm緑= 2mW /m²sr放射照度または7つのセグメントすべてで14mW

オスラムPDFの2ページ目の表を見ると、最小値は100ワットです。これは14mWの7143倍です。

PDFの9ページには、次のように記載されています（高出力LEDが数百のルーメンに入ることに注意してください）。

オスラムオプトセミコンダクターズから現在入手可能なIEC 62471規格に準拠した高出力LEDの基本的な評価では、現在緑、黄色、オレンジ、赤、超赤の色で入手可能な単一のLEDが常にリスクグループ0に分類されてい

ます。したがって、現在のところ、既存の半導体技術に基づくこの範囲のスペクトル（510nm≤波長≤660nm）におけるLEDの個別の設計固有の安全性評価は必要ありません。

私は100〜1000ルーメンを出力するLEDストリップを使用しています。唯一の危険は、私の視界に斑点を残して歩くことです。

これについては実際に多くの研究があります。まず、輝度と同じくらい重要なすべてのビットは波長です。青色光は潜在的に目に非常に有害ですが、赤色光は特に危険ではありません。白色光は可視スペクトルのほとんどを含んでいるため、安全の観点からは青色光のように扱う必要があります。そこから、カンデラまたはミリカンデラで測定された光度と、1平方メートルあたりのカンデラで測定された輝度を知る必要があります。それは本当にトリッキーなテーマであり、良い情報を見つけるのは難しいです。ただし、実際には多くの可視光線で目を傷つけます。太陽の輝度は10 ^ 9cd / m ^ 2程度であり、1秒未満で網膜の損傷を引き起こす可能性があります。また、アーク溶接機のフラッシュは少なくとも1桁小さく、損傷は1秒未満で発生します数秒に。

使用しているLEDが永久的な目の損傷を引き起こす可能性があることは非常に疑わしいですが、安全を確保するためにできる最善の方法は、損傷を引き起こすことがわかっている他の情報源とデータシート番号を比較し、そこから許容露出時間を推定することです。

PWMについてのコメントについては、逆に言えば、100％のデューティサイクルはフルオン（定電流）であり、したがって最大輝度です。100％未満の場合は、オフになる場合があるため、明るさはオン/オフ比の関数になります。これは、オン/オフ時間比の比率に基づくDC平均電流の計算と同じです。ただし、これは実際のスイッチング周波数に当てはまります。LEDがオン時間よりも長く導通する原因となるエネルギー貯蔵効果があるためです。いずれにしても、LEDが継続的にオンになっているときの合計輝度は、輝度よりも低くなければなりません。