Sicherheit

Sicherheit hat für mich höchste Priorität, die Verantwortung für eine sichere Nutzung liegt jedoch letztlich beim Nutzer. FaceFocusVR übernimmt keine Haftung für Schäden, die durch die Nutzung oder den Missbrauch der Hardware entstehen.

Kein System ist zu 100 % sicher. Infrarote Strahlung ist zwar ein natürlicher Bestandteil unserer Umgebung (ca. 50 % des Sonnenlichts besteht aus Infrarot), übermäßige Exposition kann jedoch schädlich sein.

Versuche niemals, sicherheitsrelevante Komponenten zu ersetzen, zu deaktivieren oder zu modifizieren.
Achte darauf, wie sich deine Augen während der Nutzung anfühlen.

Wenn du ungewöhnliche Wärme oder Unbehagen in deinen Augen bemerkst, höre sofort auf, das Gerät zu benutzen. Eine leichte Wärme kann durch die zusätzlichen Kameras auftreten, aber mit laufendem Kühllüfter sollten sich deine Augen normal anfühlen. Höre auf, wenn du Folgendes bemerkst:

Das Kamerabild des Eye-Trackings wirkt überbelichtet oder ausgewaschen.
Dunkle Flecken im Sichtfeld oder ungewöhnliche visuelle Störungen.
Trockene oder überanstrengte Augen über das normale Maß bei VR-Nutzung hinaus.

Unsicher bei sicherheitsrelevanten Fragen? Kontaktiere mich

Grundlagen und wissenschaftliche Basis

Grundlagen

Infrarotstrahlung (IR) wird in Eye-Tracking-Systemen häufig eingesetzt, um das Auge zu beleuchten, ohne für das menschliche Auge sichtbar zu sein. IR-Strahlung ist zwar ein natürlicher Bestandteil unserer Umgebung (ca. 50 % der Sonnenstrahlung ist infrarot), längere oder übermäßige Exposition kann jedoch schädlich sein, insbesondere für empfindliche Bereiche wie die Augen.

Um eine sichere Nutzung zu gewährleisten, wurden Richtlinien mit Expositionsgrenzwerten festgelegt, die unter anderem den betroffenen Körperbereich (z. B. Auge, Haut), die Wellenlänge der Strahlung und die Expositionsdauer berücksichtigen. Meine Sicherheitsbewertung stützt sich hauptsächlich auf zwei maßgebliche Quellen:

Die ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) ist eine unabhängige Organisation, die wissenschaftlich fundierte Richtlinien zu den gesundheitlichen Auswirkungen nichtionisierender Strahlung, einschließlich Infrarot, bereitstellt. Ihre Expositionsgrenzwerte sind international anerkannt und weit verbreitet.

EN 62471 ist eine europäische Norm, die detaillierte Kriterien zur Bewertung der photobiologischen Sicherheit von Lampen und Lampensystemen festlegt. Sie deckt ultraviolette (UV), sichtbare und infrarote (IR) Strahlung ab und definiert Expositionsschwellenwerte zur Vermeidung thermischer und photochemischer Schäden an Augen und Haut.

Diese Quellen bilden die Grundlage meiner Berechnungen, Designentscheidungen und Sicherheitsvorkehrungen, um sicherzustellen, dass die IR-Exposition des Systems deutlich unter schädlichen Werten bleibt. Da Inhalt und Grenzwerte beider Referenzen im Wesentlichen identisch sind, wird im Folgenden nur die Norm EN 62471 im Detail erläutert. Die ICNIRP-Quellen werden ohne weitere Ausführung zitiert.

EN 62471

EN 62471 bewertet photobiologische Gefährdungen durch optische Strahlung im Bereich von 200-3000 nm. Im Kontext dieses Projekts ist die kontinuierliche Infrarotexposition bei 860 nm über mehr als 10 Sekunden relevant, insbesondere hinsichtlich thermischer Gefährdung der Netzhaut, thermischer Effekte auf die Linse und thermischer Schädigung der Haut.

Grenzwerte für die Infrarotstrahlungsexposition des Auges

IR-Strahlung kann von den äußeren und inneren Strukturen des Auges absorbiert werden, einschließlich Hornhaut und Linse, was zu lokaler Erwärmung führt. Da IR-Strahlung unsichtbar ist und keine natürlichen Schutzreflexe auslöst, ist das Auge besonders anfällig für unbeabsichtigte Überexposition. Für Expositionsdauern über 1000 Sekunden legt EN 62471 strenge Bestrahlungsstärkegrenzwerte fest, um akute thermische Schäden und langfristige degenerative Effekte wie Kataraktogenese zu verhindern:

To avoid thermal injury of the cornea and possible delayed effects upon the lens of the eye (cataractogenesis), ocular exposure to infrared radiation, $E_{IR}$, over the wavelength range 780 nm to 3000 nm, for times greater than 1000 s, shall not exceed [EN 62471 4.3.7]:
$$E_{IR} = \sum_{780}^{3000} E_{\lambda} \times \Delta \lambda \leq 100 \quad \left[\frac{\text{W}}{\text{m}^2}\right] \quad \text{for } (t > 1000 \text{ s})$$$$E_{IR} \leq 100 \frac{\text{W}}{\text{m}^2} = 10 \frac{\text{mW}}{\text{cm}^2} \quad \text{for } (t > 1000 \text{ s})$$
Where:
$E_{\lambda}$ is the spectral irradiance,
$\Delta \lambda$ is the bandwidth,
$t$ is the exposure duration,
$E_{IR}$ is the infrared irradiance (total IR radiation power per unit area over the wavelength range 780-3000 nm).

Thermischer Netzhautgefährdungs-Expositionsgrenzwert (schwacher visueller Reiz)

Anders als die allgemeinen Strahlungsgrenzwerte, die sich hauptsächlich auf thermische Effekte an den vorderen Augenabschnitten beziehen, konzentriert sich der thermische Netzhautgefährdungs-Expositionsgrenzwert auf das Risiko einer Schädigung der Netzhaut durch Infrarotstrahlung. Auch wenn der visuelle Reiz schwach oder kaum wahrnehmbar ist, kann die Strahlung auf der Netzhaut gebündelt werden und dort lokale Erwärmung sowie potenzielle Verletzungen verursachen. Da die Netzhaut besonders empfindlich auf Temperaturerhöhungen reagiert, legt EN 62471 für kurze Expositionsdauern strenge Grenzwerte fest, um die Netzhautzellen vor irreversiblen thermischen Schäden zu schützen.

For an infrared heat lamp or any near-infrared source where a weak visual stimulus is inadequate to activate the aversion response; the near infrared (780 nm to 1400 nm) radiance, $L_{IR}$, as viewed by the eye for exposure times greater than 10 s shall be limited to [EN 62471 4.3.6]:
$$L_{IR} = \sum_{780}^{1400} L_{\lambda} \times R(\lambda) \times \Delta \lambda \leq \frac{6000}{\alpha} \quad \left[\frac{\text{W}}{\text{m}^2 \cdot \text{sr}}\right] \quad \text{for } (t > 10 \text{ s})$$
Where:
$L$ is the spectral radiance,
$R(\lambda)$ is the burn hazard weighting function,
$\Delta \lambda$ is the bandwidth in nm,
$t$ is the exposure time in seconds,
$\alpha$ is the angular subtense in radians.

Thermischer Gefährdungs-Expositionsgrenzwert für die Haut

Neben der Augensicherheit befasst sich EN 62471 auch mit dem Risiko thermischer Hautschäden durch längere Infrarotexposition. Da die Haut IR-Strahlung großflächig absorbieren kann, kann übermäßige Exposition zu Oberflächenerwärmung, Verbrennungen oder langfristigen Gewebeschäden führen. Allerdings merkt die Norm an, dass bei Expositionsdauern über 10 Sekunden bei größeren Flächen der Schmerz typischerweise vor einer tatsächlichen Gewebeschädigung wahrgenommen wird. Daher begrenzt die natürliche Abwendungsreaktion des Betroffenen aufgrund des Unbehagens die Exposition in der Regel rechtzeitig, bevor eine Verletzung eintreten kann. Aus diesem Grund werden thermische Gefährdungs-Expositionsgrenzwerte für die Haut hier nicht weiter betrachtet.

[...] exposure limit is based on skin injury due to a rise in tissue temperature and applies only to small area irradiation. Exposure limits for periods greater than 10 s are not provided. Severe pain occurs below the skin temperature required for skin injury, and an individual's exposure normally will be limited for comfort. Large area irradiation and heat stress are not evaluated since this involves consideration of heat exchange between the individual and the environment, physical activity, and various other factors, which cannot be applied in a product safety standard, but must be evaluated by environmental heat-stress criteria. [EN 62471 4.3.8 (Note)]

ICNIRP

Die ICNIRP, International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, ist eine unabhängige Organisation, die wissenschaftliche Leitlinien zu den gesundheitlichen Auswirkungen nichtionisierender Strahlung, einschließlich Infrarot, bereitstellt. In ihren Veröffentlichungen von 2006 und 2013 behandelt die ICNIRP Expositionsgrenzwerte und mögliche Gesundheitsauswirkungen. Das Dokument von 2006, ICNIRP Guidelines on Limits of Exposure to Broad-Band Incoherent Optical Radiation (2006), enthält den relevanten Haut-Expositionsgrenzwert in Formel 4b auf Seite 639 (bzw. Seite 11 des Dokuments). Das Dokument von 2013, ICNIRP Guidelines on Limits of Exposure to Incoherent Visible and Infrared Radiation (2013), enthält einen aktualisierten Grenzwert in Formel 21 auf Seite 88 (bzw. Seite 18 des Dokuments).

EN 62471 Konformitätsbewertung

Datenblattparameter

Die für die folgenden Berechnungen verwendeten Schlüsselparameter stammen aus dem offiziellen Datenblatt der LED: CSL1501RW1

Strahlungsintensität: Maximal 3,4 $\frac{\text{mW}}{\text{sr}}$ bei 30 mA
Horizontaler Abstrahlwinkel: 140 Grad
Vertikaler Abstrahlwinkel: 160 Grad

Die LED emittiert bei einem Vorwärtsstrom von 30 mA eine optische Leistung von 3,4 Milliwatt pro Steradiant. Da die LED aufgrund des Platinendesigns auf 2,4 mA begrenzt ist und das Datenblatt einen linearen Zusammenhang zwischen Strom und Strahlungsintensität angibt, lässt sich die angepasste Strahlungsintensität wie folgt berechnen:

$$I_{\text{op}} = \frac{3.4 \frac{\text{mW}}{\text{sr}} \times 2.4 \text{ mA}}{30 \text{ mA}} = 0.273 \frac{\text{mW}}{\text{sr}}$$

Ein Steradiant ist eine Einheit zur Messung von Raumwinkeln im dreidimensionalen Raum, vergleichbar damit, wie ein Radiant Winkel in einem Kreis misst.

Raumwinkel

Im Kontext von Lichtquellen wie LEDs beschreibt der Raumwinkel den Anteil des Raums, in den das Licht abgestrahlt wird. Ein größerer Raumwinkel bedeutet, dass das Licht über eine breitere Fläche verteilt wird, während ein kleinerer Raumwinkel einen stärker gebündelten Strahl anzeigt. Zum Vergleich: Der gesamte Raumwinkel, der einen Punkt in alle Richtungen umgibt (eine volle Kugel), beträgt $4\pi$ sr, also ungefähr 12,57 sr.

Da LEDs das Licht nicht in einem perfekten Kegel in nur einer Richtung abstrahlen, sondern eher in einem elliptischen Muster, ist die übliche Formel zur Berechnung des Raumwinkels auf Basis eines kreisförmigen Kegels nicht ganz korrekt. Stattdessen ist es besser, die Abstrahlung mit einem elliptischen Modell zu approximieren, das die unterschiedlichen horizontalen und vertikalen Abstrahlwinkel berücksichtigt. Dafür kann folgende Formel verwendet werden:

$$\Omega = 4 \arcsin \left( \sin \left( \frac{\theta_x}{2} \right) \cdot \sin \left( \frac{\theta_y}{2} \right) \right)$$

wobei $\theta_x$ und $\theta_y$ die horizontalen und vertikalen Abstrahlwinkel sind, angegeben in Radiant.

Wichtig ist, dass auch diese Formel nur eine Näherung darstellt. In der Realität ist die Lichtverteilung von LEDs nicht perfekt rechteckig, wie die Formel suggerieren könnte, sondern eher elliptisch oder etwas gleichmäßiger. Die Formel vereinfacht die Geometrie bewusst, liefert aber dennoch eine ausreichend genaue Schätzung des Raumwinkels.

Setzt man die Abstrahlwinkel aus dem Datenblatt in die Formel ein, ergibt sich ein Raumwinkel von ungefähr 4,73 Steradiant:

$$\Omega = 4 \arcsin \left( \sin \left( \frac{140° \cdot \pi}{360} \right) \cdot \sin \left( \frac{160° \cdot \pi}{360} \right) \right) = 4.73 \text{ sr}$$

Beleuchtete Fläche

Um die von jeder einzelnen LED beleuchtete Fläche zu berechnen, kann die Oosterom-Strackee-Formel nach geeigneter Umstellung verwendet werden. Diese Formel wurde bereits in Kombination mit den horizontalen und vertikalen Abstrahlwinkeln angewendet, um den von der LED abgedeckten Raumwinkel (Steradiant) abzuschätzen.

Durch Umstellen der Formel lässt sich damit auch die projizierte Fläche des Lichtkegels in einem bestimmten Abstand berechnen. Konkret ermöglicht sie die Abschätzung der beleuchteten Fläche, die sich aus der horizontalen und vertikalen Aufweitung des LED-Strahls ergibt.

$$\text{Width} = 2 \cdot h \cdot \tan\left(\frac{\theta_x}{2}\right) \quad ; \quad \text{Height} = 2 \cdot h \cdot \tan\left(\frac{\theta_y}{2}\right)$$$$A = \text{Width} \cdot \text{Height} = 4 \cdot h^2 \cdot \tan\left(\frac{\theta_x}{2}\right) \cdot \tan\left(\frac{\theta_y}{2}\right)$$

wobei $\theta_x$ und $\theta_y$ die horizontalen und vertikalen Abstrahlwinkel sind, angegeben in Radiant, und $h$ der Abstand von der LED zur beleuchteten Oberfläche ist.

Mit den Abstrahlwinkeln aus dem Datenblatt und einem Abstand von 1 cm ergibt sich eine beleuchtete Fläche von ungefähr 62,33 cm².

$$A = 4 \cdot (1\text{ cm})^2 \cdot \tan\left(\frac{140° \cdot \pi}{360}\right) \cdot \tan\left(\frac{160° \cdot \pi}{360}\right) = 62.33 \text{ cm}^2$$

Gesamtleistung

Da das Datenblatt nur die Intensität der LED in $\frac{\text{mW}}{\text{sr}}$ angibt, also die pro Raumwinkeleinheit abgestrahlte Leistung, aber nicht die Gesamtleistung, muss die tatsächlich emittierte Leistung berechnet werden. Dazu wird der Intensitätswert mit dem gesamten Raumwinkel der LED multipliziert. Das Ergebnis ist die Gesamtleistung in Milliwatt, die über den vollen Abstrahlwinkel der LED emittiert wird und die zur Berechnung der Bestrahlungsstärke im nächsten Schritt benötigt wird.

$$P = I_{\text{op}} \times \Omega = 0.273\text{ mW/sr} \times 4.73\text{ sr} = 1.29\text{ mW}$$

Bestrahlungsstärke

Die Bestrahlungsstärke (Irradiance) ist das Maß für die Strahlungsleistung, die pro Flächeneinheit auf eine Oberfläche trifft. Sie gibt an, wie viel Energie auf eine bestimmte Fläche fällt. Vereinfacht gesagt beschreibt sie, wie "intensiv" das Licht auf einer Oberfläche ist. Zur Berechnung wird die gesamte auf die Oberfläche treffende Strahlungsleistung durch die Fläche geteilt.

Mit den zuvor berechneten Werten lässt sich die Bestrahlungsstärke von 7 LEDs in einem Abstand von 1 cm wie folgt ausdrücken:

$$E = \frac{7 \times P}{A} = \frac{7 \times 1.29\text{ mW}}{62.33\text{ cm}^2} = 0.14\text{ mW/cm}^2 = 1.4\text{ W/m}^2$$

Strahldichte

Die bisher berechneten Werte bezogen sich auf die Bestrahlungsstärke, die die emittierte Leistung der LED in Relation zur beleuchteten Fläche auf einer Oberfläche in einem bestimmten Abstand setzt. Während die Bestrahlungsstärke für die Bewertung der gesamten Lichtintensität auf einer Oberfläche wichtig ist, erfordert die Norm EN 62471, insbesondere hinsichtlich des thermischen Netzhautgefährdungs-Expositionsgrenzwerts bei schwachem visuellem Reiz, auch die Berücksichtigung der Strahldichte (Radiance).

Die Strahldichte beschreibt die von der Quelle pro projizierter Emissionsfläche und pro Raumwinkeleinheit abgestrahlte Leistung. Sie ist ein zentraler Parameter zur Bewertung potenzieller Netzhautgefährdungen, da sie nicht nur erfasst, wie viel Leistung emittiert wird, sondern auch wie stark das Licht in bestimmte Richtungen konzentriert ist. Im Gegensatz zur Bestrahlungsstärke, die von der empfangenden Oberfläche abhängt, ist die Strahldichte eine intrinsische Eigenschaft der Emissionscharakteristik der Quelle und spiegelt das Risiko thermischer Netzhautschäden durch fokussiertes oder gerichtetes Licht besser wider.

Die Strahldichte lässt sich über die formale Definition berechnen:

$$L = \frac{d^2\Phi}{\cos(\beta) \cdot dA \cdot d\Omega} \quad \left[\frac{\text{W}}{\text{m}^2 \cdot \text{sr}}\right]$$

Diese Formel beschreibt, wie viel Strahlungsleistung $d^2\Phi$ von einem projizierten Flächenelement $dA$ der Quelle in einen gegebenen Raumwinkel $d\Omega$ emittiert wird, wobei $\beta$ der Winkel zwischen der Flächennormale und der Abstrahlrichtung ist. Wichtig: Die Fläche $dA$ bezieht sich auf die emittierende Oberfläche der Quelle (nicht auf die beleuchtete Zielfläche), und der Kosinusterm $\cos(\beta)$ berücksichtigt die Projektion der Fläche in Abstrahlrichtung.

Zur Vereinfachung nehmen wir $\beta = 0°$ an, was bedeutet, dass die Beobachtungsrichtung senkrecht zur emittierenden Oberfläche steht. Dies stellt den ungünstigsten Fall dar, da die Strahldichte maximal ist, wenn der Blickwinkel direkt mit der Flächennormale übereinstimmt, woraus $\cos(\beta) = 1$ folgt:

$$L = \frac{d^2 \Phi}{dA_{\text{led}} \cdot d\Omega} = \frac{P}{A_{\text{led}} \cdot \Omega} = \frac{1.29\text{ mW}}{0.5\text{ mm}^2 \cdot 4.73\text{ sr}} \approx 545 \frac{\text{W}}{\text{m}^2 \cdot \text{sr}}$$

Strahldichtegrenzwert nach EN 62471

Der Strahldichtegrenzwert nach EN 62471 ist kein fester Wert, sondern hängt vom Seh-Raumwinkel der Lichtquelle ab, gemessen in Radiant. Der Seh-Raumwinkel beschreibt, wie groß die Lichtquelle dem Betrachter erscheint, also den Winkel, den die Quelle am Auge einnimmt.

Um den von EN 62471 für Expositionen länger als 10 Sekunden zulässigen Grenzwert zu berechnen, teilt man einfach 6000 durch den Seh-Raumwinkel $a$ (in Radiant):

$$L_{\text{limit}} = \frac{6000}{a} \quad \left[\frac{\text{W}}{\text{m}^2 \cdot \text{sr}}\right]$$

Zur Berechnung des Seh-Raumwinkels $a$ müssen sowohl die physische Größe der Lichtquelle als auch ihr Abstand zum Auge des Betrachters bekannt sein. Der Seh-Raumwinkel in Radiant ist definiert als der Winkel, den die Quelle aufgrund ihrer charakteristischen Abmessung $d$ (z. B. Durchmesser oder Seitenlänge) und des Sichtabstands $r$ einnimmt. Für die hier verwendeten 0402-LEDs mit $d = 1\text{ mm}$ und $r = 1\text{ cm}$ ergibt sich:

$$a = \frac{d}{r} = \frac{1\text{ mm}}{10\text{ mm}} = 0.1\text{ rad}$$

Daraus ergibt sich für Expositionsdauern über 10 Sekunden ein Grenzwert von:

$$L_{\text{limit}} = \frac{6000}{a} = \frac{6000}{0.1} = 60{,}000 \frac{\text{W}}{\text{m}^2 \cdot \text{sr}}$$

Konformitätsprüfung

Die berechnete Bestrahlungsstärke für 7 LEDs in einem Abstand von 1 cm beträgt ungefähr 1,4 $\frac{\text{W}}{\text{m}^2}$ und liegt damit etwa 70-mal unter dem EN 62471 Grenzwert von 100 $\frac{\text{W}}{\text{m}^2}$ für Dauerexposition. Messungen an den tatsächlichen LEDs bestätigten ähnlich niedrige Werte.

Die Strahldichte wurde mit ungefähr 545 $\frac{\text{W}}{\text{m}^2 \cdot \text{sr}}$ berechnet und liegt damit rund 110-mal unter dem EN 62471 Grenzwert von 60.000 $\frac{\text{W}}{\text{m}^2 \cdot \text{sr}}$ für den gegebenen Seh-Raumwinkel von 0,1 rad.

Zusammenfassend liegen sowohl Bestrahlungsstärke als auch Strahldichte weit unter den geltenden EN 62471 Sicherheitsgrenzwerten. Diese Ergebnisse wurden durch Berechnungen, Messungen und Beratungen mit Professoren der relevanten Fachbereiche bestätigt.

Hardware-Sicherheitsmaßnahmen

Bei der Umsetzung gibt es zwei zentrale Sicherheitsaspekte.

Erstens muss das Host-Gerät (in der Regel die Valve Index) gegen mögliche Fehler geschützt werden, die von meiner Platine ausgehen könnten. Obwohl die Index sehr wahrscheinlich eigene interne Schutzmechanismen besitzt, wurde meine Platine mit umfassenden Sicherungsvorkehrungen ausgestattet, damit sie das Host-Gerät unter keinen Umständen beeinträchtigen oder beschädigen kann.

Zweitens muss die Infrarotstrahlung minimiert werden, um jedes Risiko einer Augenschädigung auszuschließen. Wie in den Berechnungen gezeigt, muss der Strom zu den LEDs und damit deren Strahlung streng begrenzt werden, sodass die Exposition stets deutlich innerhalb der sicheren Grenzwerte bleibt.

Schutzmaßnahmen für das Host-Gerät

Um Hardware in der EU zu verkaufen, muss sie sogenannte EMV-Tests bestehen. Vereinfacht gesagt definiert EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) die zulässigen Grenzen dafür, wie stark eine elektrische Schaltung eine andere stören darf. Je weniger Störungen, desto besser. Die Einhaltung wird durch standardisierte Messungen nach EN 55022 AV/QP und weiteren Kriterien überprüft. Meine Hardware hat beide Messungen problemlos bestanden.

Zur Einhaltung der EMV-Tests wurde ein zweistufiges EMV-Filter integriert. Dieses Filter reduziert hochfrequentes Rauschen effektiv durch eine Kombination aus Induktivitäten und Kondensatoren, die unerwünschte Signale blockieren oder abschwächen, während die gewünschten Signale durchgelassen werden. So wird eine optimale Performance und Einhaltung der Emissionsstandards sichergestellt.

Der zweite Schutzmechanismus ist die Integration einer Polyfuse. Falls ein Kurzschluss in der Hardware auftritt oder der Stromverbrauch aus irgendeinem Grund die 1-A-Grenze des USB-Ports der Valve Index überschreitet, begrenzt die Polyfuse den Strom auf 1 A und schützt so das Gerät. Sobald die Fehlerbedingung behoben ist und der Strom auf ein sicheres Niveau zurückkehrt, setzt sich die Sicherung automatisch zurück.

Augensicherheitsmaßnahmen

Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten und übermäßige Infrarotstrahlung zu verhindern, verfügt die Hardware über drei unabhängige Sicherheitsmechanismen, die den Strom und damit die LED-Ausgangsleistung begrenzen:

Softwarebasierte Strombegrenzung
Der LED-Strom ist per Software einstellbar und ermöglicht eine präzise Kontrolle der Helligkeit. In der Firmware ist ein Maximalwert fest hinterlegt, der sicherstellt, dass die LEDs unter normalen Bedingungen stets im sicheren Betriebsbereich bleiben.

Hardwarebegrenzung über den AW9967DNR LED-Treiber
Der LED-Treiber (AW9967DNR) hat einen integrierten Strombegrenzer, der pro Ausgangskanal ein festes Maximum setzt. Dieser Hardware-Schutzmechanismus stellt sicher, dass der Strom selbst bei Softwarefehlern oder Fehlfunktionen vordefinierte Sicherheitswerte nicht überschreiten kann.

Polyfuse-Schutz (10 mA pro IR-Ring)
Jeder IR-LED-Ring ist durch eine eigene Polyfuse geschützt, die bei ca. 10 mA auslöst. Falls aus irgendeinem Grund die Hardware-Strombegrenzung versagt, begrenzt die Polyfuse den Strom durch deutliche Erhöhung ihres Widerstands. Sobald normale Bedingungen wiederhergestellt sind, setzt sich die Sicherung automatisch zurück.

Diese gestaffelten Schutzmechanismen sind so konzipiert, dass sie unabhängig voneinander arbeiten. Besonderer Wert wird darauf gelegt, dass die Strombegrenzung nicht allein auf Software basiert. Dies ist entscheidend für die Sicherheit und wird durch die hardwarebasierte Begrenzung des AW9967DNR garantiert.

Abschließend wäre eine übermäßige IR-Abstrahlung in der Praxis sofort erkennbar: Überbelichtung in der Eye-Tracking-Anwendung würde zu einem ausgewaschenen oder unbrauchbaren Bild führen, was unmittelbar darauf hinweist, dass etwas nicht stimmt, und eine sofortige Korrektur veranlasst.