Zerlegender Kinect-Laserprojektor - Ist das wirklich sicher?

Ich betrachte Kinect Laser und einige Dinge, die nicht klar sind, also dachte ich, ich spreche hier an. Zunächst die bekannten Fakten: - Kinect hat einen Laserprojektor, der bei 840 nm arbeitet - Die Ausgangsleistung des Lasers beträgt 60 mW - Der Laserprojektor hat einen Diffusor. Ich habe keinen kaputt gemacht und nach innen geschaut, aber ich vermute, Laserdiode-> Kollimator-> Diffusor ist der Weg. - Kinect ist eine Sicherheitsvorrichtung der Klasse 1.

Mein Hauptinteresse ist es, die Lasersicherheit von Kinect zu verstehen. Für Interessenten diskutieren die folgenden Links einige dieser Dinge und ich werde sie hier nicht wiederholen. - Ein sehr informativer Link - Eine unabhängige Kinect Laserausgangsmessung

Mein Ansatz ist wie folgt: - Angenommen, die Ausgangsleistung von 60 mW ist korrekt. - Der Wirkungsgrad des Diffusors beträgt 50% und daher gehen 50% der Energie verloren. - Der Ausgang des Diffusors projiziert ein Rechteckbild mit Winkeln von 45 Grad auf beiden Achsen (vertikal und horizontal) Der Winkel ist unterschiedlich, aber gut genug, um einige Berechnungen durchzuführen.) - Die Diffusorleistung ist 20 mm vom Projektorfenster entfernt (dies ist das Glas vor der Laserdiode. Die Lichtleistung verlässt dieses Fenster und projiziert das Bild.)

Bei einem Winkel von 45 Grad beträgt die Größe des Rechtecks ​​am Ausgang des Fensters immer noch 30 mW, verteilt auf die Größe des Rechtecks. (Die Größe des Rechtecks ​​beträgt tan (45) * 20 mm * 2 = 40 mm auf einer Seite, 1600 mm2 Fläche des hellen Rechtecks ​​am Fenster.) Unter der Annahme einer gleichmäßigen Energieverteilung erhalten wir 30 mW / 1600 mm2 = 1,875 mW / cm2

Das sieht für mich hoch aus. Ich versuche herauszufinden, warum es Klasse 1 gegeben wird.

Nun die Fragen:

• Dieses Licht wird nicht kollimiert, sondern divergiert. Wenn Sie an Ihr Auge denken, fokussiert das Auge nur einen sehr kleinen Teil dieses Lichts auf die Netzhaut. (Das Modell für das Auge ist nur eine Linse mit einer Brennweite von 17 mm.) Bei einer Pupillengröße von 7 mm beträgt die Pupillenfläche 0,39 cm2. Die in das Auge eintretende Energie wäre also 18,75 * 0,39 = 7,3 mW. Wenn dies eine gerade Linie wäre, würden Sie blind enden, da das Objektiv diese gerade Linie kollimieren würde. In diesem Fall kommt das Licht jedoch mit einem Winkel von 45 Grad, sodass das Auge nur auf einen sehr kleinen Teil dieser Energie richtig fokussiert. Ich versuche herauszufinden, warum dies der Grund ist, warum Kinect eine Zertifizierung der Klasse 1 bezeichnet hat. Selbst wenn ich um 50% abwesend bin, kommt immer noch eine Menge Energie aus dem Kinect-Laser. Ich habe dies anhand des beigefügten Formulars genauer überprüftpdf kann man schließen, dass der Strahl von Kinect eine Fläche von d = f Theta, d = 1,7 (45 Grad im Bogenmaß) = 1,7 * 785 mrad-> 1,335 cm hat. Dies ist der Durchmesser des Flecks auf Ihrer Netzhaut. Die Fläche ist a = pi * d ^ 2/4 = 1,4 cm², so dass die Netzhautbestrahlungsstärke E = 7,3 mW / 1,4 cm² = 5,2 mW / cm² wird. Dies scheint mir immer noch außergewöhnlich hoch zu sein, auch wenn es sich um einen divergierenden Strahl handelt.

• Mein zweiter Verdacht ist, dass Kinect in der Tat gefährlich ist, jedoch keine vernünftige Person sein Auge auf den Projektor richten würde und bei normalem Arbeitsabstand (z. B. 1 Meter) die in das Auge eintretende Energie sehr gering wäre (tan (45) * 1000 * 2 = 2000 mm, Fläche 4 m2. 30 mW / 4 m2 = 7,5 mW / m2 = 7,5 10e-4 mW / cm2, was für das Auge sicher ist. Wenn Kinect jedoch auf diese Weise die Zertifizierung der Klasse 1 erhalten hat, ist dies ziemlich beängstigend, da ich mir ziemlich sicher bin Ein Idiot da draußen wird sein Auge stecken, um zu sehen, was drin ist.

Alle Einblicke wäre dankbar ..

[Update] Ich habe heute einige Messungen durchgeführt. Hier sind sie:

Verwendung eines PD (Osram BPW34FA) und eines 10K-Widerstands. Ich berühre manuell die Oberfläche des Projektorfensters mit dem PD- und 10K-Widerstand. Ich messe die Spannung am Widerstand mit einem Zielfernrohr. Das Ergebnis ist ungefähr 500 mV. (Ich habe die 4-mW-Umgebungsmessung durchgeführt, es war 504, aber wenn Kinect nicht da ist, sind es 4 mW, also beträgt das Delta aufgrund von Kinect 500 mW)

Jetzt bedeutet 500 mV einen Strom von 500 uA an dieser Diode. (500 mV / 10 K = 500 uA). Bei 7 mm2 (unter der Annahme, dass pD eine gleichmäßige Energieabsorption ist, was eine vernünftige Annahme ist) pro mm2 erhalte ich 71uA. Der Wirkungsgrad der Diode beträgt 0,65 A / W. Ich verwende dies einfach, um die Eingangsleistung pro mm2 zu berechnen. Dies entspricht 109 uW / mm2.

Ich habe auch die Winkel des divergierenden Musters gemessen. Sie sind vertikal 50 Grad und horizontal 54 Grad. (Verwenden Sie eine Sony-Kamera im Nachtaufnahme-Modus und ein Lineal. Das Muster ist kein perfektes Rechteck, aber ein Rechteck ist eine vernünftige Annahme.)

Unter der Annahme, dass der Ausgang des Diffusors 12 mm vom Fenster entfernt ist, erhalten Sie eine ungefähre Fläche von 12 * tan (50) = 14,4 mm und ähnlich 17,7 mm. Die Gesamtfläche des Balkens am Fenster beträgt also 254 mm2. Da wir pro mm2 festgelegt haben, emittiert dieses Ding 109 uW, die Gesamtenergieleistung beträgt 27,6 mW, was einer Laserleistung von 60 mW bei einem optischen Wirkungsgrad von 50% entspricht. Ich habe den Kinect nicht gebrochen, um die Tiefe des Diffusorausgangs zu messen, aber ich denke, er könnte leicht 1 mm betragen. In diesem Fall beträgt die Ausgangsleistung am Fenster 18 mW. Wie auch immer, es ist hoch und ich verstehe immer noch nicht, warum es Klasse 1 ist. Ich hoffe, ihr könnt helfen.

Ich sehe ein grundlegendes Einheitenproblem in Ihrer Mathematik. Sie verwenden das Symbol m, das für Milli (10 ^ -3) steht. Die tatsächlichen Energien sind µ (10 ^ -6). Sie sind um den Faktor 10 ^ -3 versetzt . Da die meisten Tastaturen kein Symbol für µ (Mikro) haben, kehren die Benutzer häufig zu einem m (Milli) zurück und verwirren die Einheiten. Hey, beide beginnen mit demselben Buchstaben, oder? :) :)

Hinzu kommt die Frage nach der "Effizienz von Wandsteckern". Während eine Diode 60 mW kann, haben selbst Laser in Militärqualität nur einen Wandsteckerwirkungsgrad von 10-15%. Das bedeutet also eine Leistung von ca. 6mW. Dann reduziert jedes optische Element die Leistung für jedes Element um etwa 50%. Unter der Annahme von höchstens 2 optischen Elementen (natürlich niedrige Anzahl) bedeutet dies, dass die Leistung maximal 1,5 mW betragen kann.

Verwenden Sie in der von Ihnen zitierten Antwort diesen Absatz als Vergleichspunkt:

Zum Vergleich: Sonnenlicht ist ein Kilowatt pro Quadratmeter und vielleicht 5% davon im nahen Infrarot, dh 700 bis 1000 Nanometer. Wenn Sie nur nach draußen gehen, sind Sie einer viel größeren Leistungsdichte von SWIR ausgesetzt als dem Kinect .

Denken Sie auch daran, dass der Generator zwar 60 mW hat (ja, ich habe die richtigen Einheiten verwendet), aber eine Reihe von Diffusoren, Optiken usw. vorhanden ist, sodass die Leistungsdichte am äußersten Ende der Austrittsapertur <25 μW beträgt (Beachten Sie erneut das Symbol). Die Reihe von Schritten, die erforderlich sind, um an den 60-mW-Generator zu gelangen, würde auf eine vorsätzliche Absicht hinweisen , Selbstverletzung zu verursachen, und über ein einfaches mechanisches Versagen hinausgehen .

Ihre ursprüngliche Annahme ist falsch.

Mein Ansatz ist wie folgt: - Angenommen, die Ausgangsleistung von 60 mW ist korrekt. - Der Diffusorwirkungsgrad beträgt 50% und daher gehen 50% der Energie verloren

Die Diffusoren und die Optik reduzieren die Leistung an der Apertur auf <25 μW. Führen Sie Ihre Mathematik mit dieser Zahl durch und Sie erhalten eine genaue Darstellung.

Glossar:
mW - MilliWatt
uW - MikroWatt

LLQ ist in Bezug auf den Faktor 1000 Fehler korrekt. Ich bin mir nicht so sicher über einige seiner anderen Behauptungen, die keine Referenzen haben und die nicht unbedingt wahr sind.

Er gab eine ähnliche Antwort am 29. April hier auf Stack Exchange-Skeptiker, bezog sich aber in seiner aktuellen Antwort leider nicht darauf.

Sein Weg von 60 mW bis 25 uW ist ungewiss. Er führt eine Reihe von optischen Schritten mit jeweils 50% Verlust an (und es gibt keinen Grund, warum der Verlust je nach ausgeführter Funktion etwa 50% betragen muss.)

Franks gemeintes Fenstergrößenmaß hat einen Fehlerfaktor von 1o (40 mm x 40 mm = 1600 mm ^ 2, nicht 160 mm ^ 2), aber es gibt auch einen Sprung von mm ^ 2 auf cm ^ 2. Alles einfach gemacht, muss aber überprüft werden.

Gehen wir zurück zu Frank ursprünglichen Annahmen, IF der LASER 60 mW optischer Ausgang ist dann denke ich , es denkbar , dass es kann Ausgangs etwa 30 mW.

Bezüglich des Youtube-Videos gibt die Person, die die Messung durchführt, nicht an (afaik), wie groß die Blende des verwendeten Sensors ist. Dies kann an anderer Stelle verfügbar sein. Die Blende hat einen sehr wesentlichen Einfluss auf das Ergebnis. In kleinen Entfernungen maß er mehr als 1 mW LASER-Energie, ohne den gesamten Strahl abzufangen.

Ich habe ein Instrument, mit dem ich dies möglicherweise sinnvoll messen kann - aber ich habe keinen Kinect. Wenn alles andere fehlschlägt, könnte ich einen suchen.

Doch anscheinend hat Microsoft 8000000 + davon verkauft , und ich sah ein Zahlen von 14M im ersten Jahr erwähnt. Es ist sehr unwahrscheinlich, dass Microsoft, das nicht dumm ist, was auch immer es sonst sein mag, und mehr Anwälte beschäftigt, als die meisten von uns in den schlimmsten Albträumen erwarten würden, ein Produkt verkauft, von dem sie erwarten, dass es das Risiko birgt, überhaupt jemanden zu blenden. Das Anschnallen eines Kinect als Modeaccessoire liegt wahrscheinlich im normalen Bereich, vor dem ein Microsoft-Anwalt schützen möchte.

Einige konsistente Berechnungen und einige richtig beschriebene Messungen scheinen immer noch eine gute Idee zu sein.

Die Antwort von Larian LeQuella ist offensichtlich falsch und kann sofort abgewiesen werden. Er geht eindeutig einfach davon aus, dass der Fragesteller den Unterschied zwischen Mikro- und Millipräfixen nicht versteht, weil er auf der referenzierten Seite gelesen hat, dass Laser der Klasse 1 auf <25 μW beschränkt sind, und anscheinend für ihn ist das der Fall. Nun, ich sehe keinen Präfixmissbrauch in der Analyse der Fragesteller, und ehrlich gesagt ist die Idee, dass Sie weniger als 25 MIKROwatt betrachten, die einen ganzen Raum in diesem Video beleuchten, das mit einer billigen, nicht bildverstärkenden Kamera aufgenommen wurde, völlig LACHBAR . Dieses Gerät emittiert problemlos zehn Millionen IR-Licht. Die Bedenken des Fragestellers sind berechtigt und ich habe diese Seite gefunden, weil ich sie geteilt habe.

Ich glaube jedoch, wir haben die Antwort darauf, warum der Kinect aufgrund der Behandlung des Fragestellers bereits hier vor uns augensicher ist (was die gründlichste ist, die ich bisher zu diesem Thema finden kann). Wenn die Überlegungen des Fragestellers zu Strahldivergenz und Strahlengangverlusten korrekt sind und die Strahlintensität an der Netzhaut tatsächlich 5,2 mW / cm2 beträgt, ist dies tatsächlich ein ziemlich sicheres, niedriges Niveau. Beachten Sie, dass andere Quellen zitierenDie fokussierte Intensität des Sonnenlichts auf der Netzhaut betrug 10 Watt / cm² und ein kollimierter Laserstrahl von 1 mW bei ~ 1,7 kW / cm². Wir wissen, dass, obwohl Sie es definitiv nicht tun sollten, ein Blick in die Sonne und sogar ein 5-mW-Laserpointer die Netzhaut nicht sofort schädigen. Wenn wir also Recht haben, dass Divergenz hier der Schlüssel zur Klassifizierung der Klasse 1 ist, sind nur 5 mW / cm ^ 2 wirklich ziemlich sicher ... es sei denn, jemand stellt eine Linse vor den Ausgang ...