我有一个非常亮的 LED，它太亮了，当它处于全亮度时我不想看它。我用 PWM（脉宽调制）将其调暗至其原始亮度的 1/256。在 1/256 占空比下，LED 显得相当暗淡。（仍然很明显，但不是很亮。）
我的问题是：由于 LED 实际上在 1/256 的时间内发出超亮脉冲，这些明亮的脉冲会比假设的 LED 更伤害眼睛吗？
我使用的是TLC5947 LED 驱动器，所以如果我的计算正确，PWM 的频率约为 1 kHz。（芯片内部时钟为4MHz，1个PWM周期为4096个内部时钟周期。）
我正在驱动的 LED 是这个 RGB 7-segment display。每个段的亮度为红色为 244 mcd，绿色为 552 mcd，蓝色为 100 mcd。因此，如果所有 7 个部分都被照亮，则将是该值的 7 倍。
在一定限度内是允许的。最好的地方可能是相关的 IEC 标准（IEC 60285 激光安全和 IEC 62471 灯安全），它们通常被国际公认为最佳实践。不幸的是，我不能在这里发布它们的摘录，因为它们受版权保护。
选择应用哪个标准取决于 LED 的使用方式。欧司朗有一个非常全面的应用说明，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。
您的特殊情况侧重于脉冲光。通常，只要单个脉冲不超过辐照度限制（由脉冲长度与辐照度标准中的图表给出），PWM 的光会根据其平均值加权。这一切都在欧司朗应用说明中进行了概述，尽管由于您处于可见光范围内，您必须参考源标准以了解您的波长的特定限制。
编辑：找到另一个可能对您有用的应用笔记-欧司朗在整个 62471 上有一个应用笔记，而不仅仅是 IR。
当然最好看的地方是标准本身，但它的成本约为 250 美元。如果这是您正在设计的产品，那可能是值得的，但如果这只是一个爱好项目，我会根据 appnotes 收集信息。
首先，免责声明：我不是医学专业人士，也没有眼科领域的任何专业知识。我将尝试利用我对敏感传感器系统和一些外部资源中的故障机制的理解来进行有根据的猜测：
根据眼科杂志的摘要，眼睛损伤的机制可分为光热、光机械和光化学。对于每种机制，我们应该询问相关的时间常数是多少，以便了解眼睛损伤的风险是否与峰值（开启）亮度或您所看到的亮度相关，例如 PWM 周期的平均值。
光热 - 当视网膜的温度因入射电磁能而升高时，就会发生这种情况。视网膜的热时间常数可能在几秒的数量级（我的猜测，基于生物组织的规模和热导率），因此平均而不是峰值辐射与损伤相关。无论如何，在暴露于非常高的辐照度水平（例如激光）下会观察到光热损伤，即使是最亮的非相干 LED 也不可能存在风险。
光机械 - 当入射能量产生的压缩或拉伸力对敏感的光学结构造成机械损坏时，就会发生这种情况。如果这些类型的应力可以在非常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，您可能可以高枕无忧，因为该文章将这种损坏机制与每 cm^2 兆瓦范围内的辐照度相关联。
光化学 - 这是最常见的视网膜损伤类型，与例如看太阳有关。化学机制最终是氧化的——发色团中的电子被入射光能激发，偶尔会产生自由基，进而损害各种敏感组织。在这里的另一篇摘要文章中，讨论了由辐照度约为 1W/cm^2 的显微镜或检眼镜引起的视网膜病变，提供了一些相关的数字和参考资料。在此级别，损坏以分钟到小时为单位显示。对我来说，这表明相关的生化过程比 PWM 周期慢得多。
作为最后的思考练习，考虑到许多人经常看太阳可能数百毫秒而不会患上日光性视网膜病变。只有当人们抵制将视线移开并凝视几秒钟或更长时间（例如，因为他们正在检查日食）的生物冲动时，才会发生损害。
不会。具有典型 120° 视角的 500 mcd LED 约为 1 流明。
所以最大7流明。
1 流明 523nm 绿光 = 2mW/m²sr 辐照度或所有 7 段 14mW
如果您查看欧司朗 PDF 中第 2 页上的表格，最小数字为 100 瓦。这比你的 14mW 大 7143 倍。
在 PDF 的第 9 页上它说（记住他们的高功率 LED 进入数百流明）：
根据 IEC 62471 标准对欧司朗光电半导体目前可用的大功率 LED 进行的基本评估
表明，目前可用的绿色、黄色、橙色、红色和超红色的单个 LED 始终属于风险组 0
。因此，目前无需基于现有半导体技术对这一光谱范围（510nm ≤ 波长 ≤ 660nm）内的 LED 进行单独的、特定于设计的安全评估。
我使用输出 100-1000 流明的 LED 灯条。唯一的危险是在我的视野中出现斑点。
这方面其实有很多研究。首先，与亮度一样重要的是波长。蓝光可能对眼睛非常有害，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毫坎德拉为单位测量的发光强度，以及以每平方米坎德拉为单位测量的亮度。这是一个非常棘手的主题，很难找到好的信息。然而，现实是需要很多使眼睛受到可见光的伤害。太阳的亮度大约是 10^9cd/m^2，不到一秒就可以造成视网膜损伤，而弧焊机的闪光至少要低一个数量级，不到一秒就会造成伤害到几秒钟。
非常怀疑您使用的 LED 是否会导致永久性眼睛损伤，但为了安全起见，您可以做的最好的事情是将数据表编号与其他已知会造成损坏的来源进行比较，并从那里推断出允许的曝光时间。
至于你对 PWM 的评论，你已经把它倒过来了：100% 占空比是全开的（恒定电流），因此是最大亮度。任何低于 100% 的值都意味着它在某些时候会关闭，因此亮度将是开/关比的函数。这与直流平均电流的计算没有什么不同，它是基于开/关时间比的比率。不过，这一切都适用于实际的开关频率，因为您有能量存储效应，可能会导致 LED 的导通时间长于导通时间。无论如何，总亮度必须低于 LED 持续亮起时的亮度。