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¿Puede LED brillante causar daño de ojo aunque se atenúan con PWM?

Tengo un LED muy brillante, tan brillante que yo no quiero mirarla cuando es en el brillo completo. Yo soy de atenuación con PWM (modulación de ancho de pulso) hasta 1/256 de su brillo original. En un 1/256 ciclo de trabajo, el LED aparece razonablemente dim. (Todavía muy visible, pero no cegadoramente brillante.)

Mi pregunta es: ya que el LED es en realidad el envío de super-brillante de pulsos de 1/256 del tiempo, que pueden ser brillantes pulsos duele el ojo a más de un hipotético LED, el cual fue constantemente y se 1/256 tan brillante?

Estoy usando el TLC5947 conductor del LED, de modo que si mis cálculos son correctos, la frecuencia del PWM es de aproximadamente 1 kHz. (El chip del reloj interno es de 4 MHz, y un ciclo del PWM es de 4096 interna de los ciclos de reloj de largo).

El LED me estoy manejando es este RGB display de 7 segmentos. El brillo de cada segmento es de 244 mcd para el rojo, 552 mcd para el verde y 100 mcd para el azul. Así que con todos los 7 segmentos iluminados, sería de 7 veces.

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Peter K Puntos 893

Es permisible dentro de ciertos límites. El mejor lugar para buscar es, probablemente, los asociados de las normas IEC (IEC 60285 de Seguridad del Láser y la norma IEC 62471 de la Lámpara de Seguridad), que son generalmente reconocidos internacionalmente como la mejor práctica. Lamentablemente yo no puedo publicar extractos de ellos aquí, ya que son derechos de autor.

La elección de qué norma aplicar depende de cómo el LED se utiliza. OSRAM tiene un muy amplio appnote describe cómo estas normas se aplican a LEDs infrarrojos y cómo calcular la exposición permisibles.

Su caso en particular se centra en la luz pulsada. En general, PWM había luz es ponderado en contra de su valor medio, siempre y cuando los impulsos individuales no excedan un límite de irradiancia (dado por un gráfico en el estándar de la duración de los pulsos vs irradiancia). Todo esto se describe en la OSRAM appnote, aunque desde que está en el rango visible tendrás que volver al origen de las normas para ver lo que los límites particulares son para sus longitudes de onda.

Edit: Encontré otro appnote que puede ser útil para usted - OSRAM tiene un appnote en 62471 como un todo, no acaba de IR.

El mejor lugar de curso a mirar es la norma en sí misma, pero cuesta alrededor de $250. Si este es un producto que se está diseñando, que es probablemente vale la pena, pero si esto es solo un pasatiempo me gustaría compactar la información basada en appnotes.

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prinzdezibel Puntos 3327

En primer lugar, un descargo de responsabilidad: yo no soy un profesional médico, ni tengo la experiencia profesional en el área de oftalmología. Voy a tratar de aprovechar mi comprensión de los mecanismos de falla en sensor sensible a los sistemas y algunos de fuentes externas a la empresa una conjetura:

De acuerdo con este resumen de un oftalmología diario, los mecanismos de daño en el ojo puede ser categorizado como fototérmica, fotomecánica, y fotoquímica. Para cada mecanismo, debemos preguntarnos qué las correspondientes constantes de tiempo son en fin de entender si el riesgo de daño en los ojos, se correlaciona con el pico (en) el brillo o el brillo, como se puede ver, con un promedio de sobre, por ejemplo, un ciclo del PWM.

Fototérmica - esto ocurre cuando la temperatura de la retina es planteado por el incidente de la energía electromagnética. La constante de tiempo térmica de la retena es probable que en el orden de segundos (mi suposición, basada en la escala y de la conductividad térmica de los tejidos biológicos), así que el promedio y no pico resplandor se correlacionan con los daños. En cualquier caso, fototérmica daño se observa en la exposición a muy altas de radiación (por ejemplo, los láseres) y no un riesgo probable, incluso con los más brillantes incoherente LED.

Fotomecánica - esto ocurre cuando la compresión o resistencia a la tracción de las fuerzas generadas por la energía incidente causar daños mecánicos a la sensibilidad de las ópticas de las estructuras. Si este tipo de tensiones que pueden surgir en una muy pequeña escala mecánica, podría haber alguna preocupación que la constante de tiempo podría estar por debajo del PWM período de su LED. Sin embargo, usted probablemente puede estar tranquilo, ya que el artículo asociados a este mecanismo de daño con la irradiancia en el rango de terrawatts por cm^2.

Fotoquímica - este es el tipo más común de daño en la retina, asociada con, por ejemplo, mirando el sol. El mecanismo químico es en última instancia oxidativo de los electrones en los cromóforos estar excitados por la luz entrante de energía y, en ocasiones, pueden generar radicales libres que van a dañar una variedad de tejidos sensibles. En otro artículo se resumen aquí, una discusión de la retinopatía causada por la visualización de un microscopio o opthalmoscope con la irradiancia de ~1W/cm^2 proporciona algunas cifras relevantes y referencias. En este nivel, el daño está indicado en escalas de tiempo en minutos a horas. Para mí, esto sugiere que los procesos bioquímicos son mucho más lentos que un ciclo del PWM.

Como pensamiento final de ejercicio, considere la posibilidad de que muchos seres humanos de forma rutinaria la mirada en el sol para probablemente cientos de milisegundos sin sufrir retinopatía solar. Es sólo cuando la gente se resiste al impulso biológico para mirar de lejos y sostener su mirada durante unos segundos o más (debido a que la desprotección de un eclipse, por ejemplo) que el daño se produce.

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UniqueWorldline Puntos 166

De hecho, hay un montón de investigación en esto. En primer lugar, siempre tan importante como la luminancia es la longitud de onda. La luz azul es potencialmente muy perjudiciales para el ojo, mientras que la luz roja no es particularmente peligroso en absoluto. La luz blanca contiene la mayor parte del espectro visible, por lo que debe ser tratado como la luz azul desde la perspectiva de la seguridad. Desde allí, usted no necesita saber la intensidad luminosa, medida en candelas o millicandellas, y la luminancia, que se mide en candelas por metro cuadrado. Realmente es un tema difícil y duro para encontrar buena información. Sin embargo, la realidad es que se necesita una gran cantidad de daño al ojo de la luz visible. El sol se ha luminancia de algo así como 10^9cd/m^2, lo cual puede causar daño en la retina, en menos de un segundo, y el flash de la soldadora de arco es un orden de magnitud menor, al menos, con los daños que ocurren en menos de un segundo a varios segundos.

es muy dudoso que el LED está utilizando puede causar daños permanentes en los ojos, pero lo mejor que puedes hacer para estar seguro es comparar la hoja de datos de números de otras fuentes que se sabe que causan daños y extrapolar un margen de tiempo de exposición a partir de ahí.

En cuanto a tu comentario acerca de PWM, tienes que hacerlo al revés: 100% ciclo de trabajo se completa en (corriente constante) y por lo tanto el máximo brillo. Nada menos que 100% significa que parte del tiempo se apaga, y por lo tanto el brillo será una función de encendido/apagado relación. No es diferente que el cálculo de la DC promedio actual, que se basa en la relación de la hora on/off relación. Todo esto se aplica a la actual frecuencia de conmutación, ya que han de almacenamiento de energía de los efectos que puede causar el LED de llevar a cabo más largo que el tiempo de encendido. Independientemente, el brillo total debe ser algo menor que el brillo cuando el LED está encendido de forma continua.

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