全球微头条丨照坏了手机的激光雷达：会照瞎你的眼吗？

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全球微头条丨照坏了手机的激光雷达：会照瞎你的眼吗？

2023-02-27 18:41:26 来源：快科技

“电池有辐射，不买电动车。”

(相关资料图)

“电机有辐射，不买电动车。”

“换电站有辐射，不买换电的车。”

继“电池辐射”之后，如今，大家不买电动车的理由又要多了一条——激光雷达会有“激光辐射”。前不久，有网友爆料：拍摄蔚来ES7的激光雷达时候，小米12SU的相机传感器直接被烧出绿线。

无独有偶，2019年的CES展上，也发生过类似的激光雷达灼伤摄像头传感器的案例。

一位工程师在拍摄自动驾驶车时，手上价值1,998美元的索尼相机就被激光雷达灼伤了。他随后拍摄的每一张照片，都会出现两个明亮的紫色斑点，并散发出水平和垂直的绿线。

当拍摄的画面中出现这种绿线，那么大概率就意味着，激光雷达已经把相机CMOS图像传感器给烧坏了。而这种损伤，往往是不可逆的。

作为电动车“堆料清单”上必选的智能化配置，激光雷达从2022年开始大规模量产上车了。有的车型用了一颗激光雷达，有的是两颗。最极限的像长城的沙龙机甲龙，在前后左右共装了四颗激光雷达。基本上，只要这些车辆处于启动状态，激光雷达就会实时地对周遭行人、车辆和物体进行扫描。

看到这，很可能大家会有一个疑问：激光雷达会灼伤摄像头，那它是否会损伤人的眼睛呢？

只要是激光雷达，就会释放能量

首先大家要知道，激光在我们身边无处不在。

目前大多数智能手机中都带有波长为940nm的Vcsel（垂直腔面发射激光器）模组用于人脸识别。据不完全统计，我们每天进行密码解锁、刷脸支付等行为，会进行100次以上的“刷脸”。每次刷脸时都会有近30000束不可见的近红外激光在脸上照射2秒。

在如今这个时代，激光的照射只会越加频繁。

车载激光雷达的工作原理，其实说来也简单。作为一种主动测距方式，激光雷达通过发射激光束并探测回波信号，获取目标的位置特征量。激光雷达的基本组成如图下所示，主要由发射模块、接收模块、扫描模块和控制模块4个子模块组成。

激光器发射出的光束，打到地面的树木、道路、桥梁和建筑物等障碍物上，反射的部分光波会被激光雷达的接收器接收。

由于光速为已知量，那么根据飞行时间原理可以得到从激光雷达到目标点的距离。与此同时，扫描模块不断将激光束偏转至空间不同位置，从而实现对空间目标不同位置的测量获得三维点云信息，继而得以实现对周围环境的精确重建。

激光雷达最早是用于军事领域，后来因为自动驾驶的需要在汽车领域开始大规模被应用。随后，激光雷达逐渐演化了多种技术路线，比较常见的就是机械式激光雷达、MEMS微振镜半固态激光雷达何转镜式半固态激光雷达。

无论采用哪种技术路线，目前的激光雷达都需要向外发射激光束，都存在一定风险。“激光雷达内部有发射器，这就代表它有一定能量的输出。”集度智能驾驶负责人王伟宝向虎嗅表示。

德国莱茵TÜV发布的《激光产品人眼安全白皮书》中明确提到：

“激光安全如果得不到严格控制，会给用户以及带来很严重的安全隐患；与此同时，人脸识别等高频率、低功率、长时间的激光辐射累积所带来的潜在危害还没有得到深入的研究。特别是对于快速增长的近红外激光器的应用，由于发射的激光对人眼不可见，用户对于激光辐射的位置、强度、以及风险并不知情。”

当然，抛开剂量谈毒性，都是耍流氓的表现。

激光产品的波长和功率，决定了激光对人体不同组织的伤害。波长决定不同人体组织对激光的吸收特性以及危害的机理，而功率和能量则会决定激光危害的程度。

国际电工委员会标准（IEC 60825-1）依据激光产品的波长、最大输出激光功率或能量将激光产品分为了几个大的安全等级——1类，1M类，2类，2M类，3R类，3B类，4类。

简单解释一下就是，等级越高，危害程度越高。

目前市面上可量产的车载激光雷达产品，实际上是都需要满足CLASS 1级别标准。而只要是满足该标准，在产品表面或者产品说明中，就一定能找到“黄底、黑字”的特殊标示。

比如，在禾赛AT128混合固态激光雷达的产品手册中，就展示了CLASS 1激光产品的标示。

再比如，Velodyne的机械式激光雷达的产品表面，也贴有“CLASS 1激光产品”的警示标示。

理论上，只要看到这个“CLASS 1激光产品”的黄色标示，就代表着它对于人眼是没有危害的。

“CLASS 1”就像是一张激光雷达的“身份证”。有了这张“身份证”，激光雷达才能算是合格的产品。那么，在正常情况下，合格的激光雷达对人眼就是没有伤害的。

但需要注意的是，满足“CLASS 1”标准的产品，也并非100%情况下都绝对安全。

根据该标准的描述：“CLASS 1基于现在的医学知识，被认为是安全的。在产品正常工作的条件下，眼睛都不会受到有危害的光学辐射。或者虽然是产品含有有伤害性的激光，但被放置在相应的密封产品里，没有任何有害的辐射能逃出封闭装置。”

这意味着，如果激光雷达产品的密封外壳出现损伤，很可能会存在辐射逃出的风险。

安全和性能只能二选一？

几乎所有车载激光雷达产品，都需要在性能与安全之间做取舍，在悬崖边疯狂试探。

激光雷达的测远能力是激光雷达性能的一个核心衡量指标，探测距离越远，越能及早发现前方险情，留出充足的时间给车辆系统做出决策并执行。

但随着被测物体距离的增加，回波信号的强度会不断下降。如果为了实现更远的探测，简单粗暴的增加激光发射功率，不仅会为系统功耗及散热带来问题，同时也与安全性原则相违背。

目前业内主流的激光雷达产品，按发射器的波长来分，主要有905nm和1550nm两种。

像蔚来NT2平台用的Innovusion Falcon、飞凡R7用的Luminar IRIS，都是采用的1550nm激光器。而理想汽车L系、集度ROBO-1、路特斯ELETRE，用的都是禾赛AT128，905nm波长。

对于905nm和1550nm这两种波长谁更安全，业内曾有过激烈的讨论。

在国际电工委员会标准中，给出了一个叫最大允许曝光量 (MPE) 的计算值，也叫安全阈值——它是指的，在给定波长和给定持续时间内，不造成生物损伤的情况下，每单位面积所允许的最大激光能量。而MPE实验结果如下图所示，横轴代表不同波长的光，纵轴是人眼的MPE值，不同颜色的线代表不同脉宽的激光器。

各种脉冲持续时间下，905nm与1550nm的最大允许曝光 (MPE)

在曲线图中，1550nm激光器的MPE值，比905nm激光器的MPE更高——这意味着，使用1550nm激光源的激光雷达系统可以使用更多功率。理论上，1550nm的安全功率上限确实比905nm高。

“1550nm激光拥有比 905nm更好的人眼安全性。”蔚来相关负责人向虎嗅表示，通常人眼可见光波长范围为380nm-760nm。

远超人眼识别范围的1550nm激光无法在人眼视网膜上聚焦成点，且在通过眼球过程中大部分都会被水吸收，因此几乎不会对人眼造成危害;而905nm激光则更接近可见光波长，容易在人眼视网膜上聚焦成点。为保护人眼安全，通常905nm的激光雷达的光功率上限较低。

“具有更好人眼安全性的1550nm激光雷达可允许输出更高功率，实现更远探测距离。”

不过，以此来判定一种技术路线比另一种路线更安全，可能有失偏颇。

在动力电池技术上，其实也有着类似的逻辑存在。比如，理论数据都认为磷酸铁锂电池的热稳定性比三元锂电池高。但从自燃事故数据统计看，用磷酸铁锂的电动车自燃的案例并不会比用三元锂的电动车要少。所以，选择更安全的技术路线，只是提供了系统一个有相对优势的基础。

在激光雷达产品的设计过程中，不仅仅需要考虑该波段人眼能够承受的激光阈值，还需要考虑不同波长下的环境光噪声、水吸收系数、激光器及探测器成本等问题，从安全、性能以及成本的角度出发进行综合判断。所以，激光雷达的安全和性能并不是完全由波长决定的，而是整体系统设计决定。

“1550nm和905nm只是两种不同的波长选择，各有优劣。车企选择哪种波长取决于激光雷达系统的整体设计，波长本身并没有三六九等之分。”理想汽车智能驾驶产品总监赵哲伦向虎嗅表示，只有在过量的情况下，两种波长的激光才会对人眼产生危害。

我们举个最简单的例子，如果1550nm的激光器的光强超过法规限制范围，那么它同样会损伤人眼的角膜和晶状体。同理，905nm如果光强超了，也会伤害视网膜。

然而，可以确定的是：两种激光雷达，发射功率和释放出来的能量确实有差异。

“1550nm激光雷达的功率是大于905nm的，这是因为它的探测器使用铟镓砷材料，其灵敏度远小于905nm使用的硅材料的单光子探测器，需要更高的功率才能达到测远和分辨率要求。赵哲伦向虎嗅表示，对于汽车零部件来说，更高的功率意味着整车更费电、同时也会带来散热问题和NVH问题。

更高的功率，也恰巧是1550nm激光雷达隐藏的风险。集度智能驾驶负责人王伟宝向虎嗅表示：“激光雷达输出的能量，现阶段被限制在对人眼是没有损伤的，但这个能量可能达到了手机传感器单位面积上所能承受的能量极限，确实可能会是有损伤的。”

简而言之，激光雷达释放的能量对人眼都是安全的，但对摄像头足以“致盲”。

手机的“眼睛”，小心激光灼伤

文章开头提到了两起“摄像头被烧出绿线”的案例，恰巧都是1550nm激光雷达的杰作。

因为在手机摄像头里面，设置有CMOS图像传感器，CMOS IMAGE SENSOR，简称CIS。它作用是将入射光（光子）转换为可以查看，分析或存储的电信号。

人眼与CIS的接收波段范围

人类眼球的可见光波段范围在400nm-700nm左右，而CMOS传感器的可见光波段范围在350nm-1050nm左右。通俗点讲就是，CMOS传感器的敏感度是人类眼球的1000倍。

“905nm或者1550nm能否对摄像头造成损伤，与聚集到CMOS传感器面上的能量密度有关。”赵哲伦向虎嗅分析道。

在他来看，905nm的激光雷达对摄像头来说，是相对友好的。“905nm激光雷达的单脉冲能量更低、出射光斑更大、发散角更大，因此会聚到CMOS面上的能量密度更低。1550nm激光雷达由于功率更高，所以相对风险也更高。”

至于最可能损伤摄像头的原因，L4自动驾驶公司文远知行则给出了两种解释：可能是1550nm波段的光不被silicon（硅）吸收, 在结构中的其他材质上转换为热能, 烧毁了photo diode（光电二极管）；又或者是此CIS（CMOS图像传感器）结构中有对1550nm的波段较薄弱的材质。

到目前为止，市面上还没有一个相对准确和详尽的实验报告，来解释1550nm激光雷达到底是如何损伤摄像头的？当然，也无法证明905nm激光雷达就一定不会损伤摄像头。

对于所有的车企和激光雷达公司来说，还是得从设计端开始，为激光雷达产品预留了更高的安全阈值。并且对真实使用情况，加以长期的检测和管理，有则改之无则加勉。

否者，在疯狂扩张与下沉之后，搭载激光雷达的车辆很可能会演变为“摄像头杀手”。到了那个时候，不光是手机摄像头遭殃，道路上的监控摄像也要多加小心了。

写在最后

激光雷达诞生的初衷固然是好的——加速自动驾驶落地，方便人类出行。

但凡事过犹不及。如果说，激光雷达产品为了达到的最佳性能，而牺牲人身和财产的安全为代价，那么毫无疑问就是违背了这项技术的初衷。烧坏了手机摄像头还算是小事，一旦真灼伤了人的眼睛，那可要比“刹车失灵”的性质更加恶劣。

最后，我们奉劝大家：不要拿手机对着激光雷达近距离拍摄，同时也不要用眼睛长时间直视激光雷达。烧坏了相机CMOS传感器，花几千块就能换新的，烧坏了眼睛可不是拿钱就能治的。

关键词：激光雷达照坏了手机的激光雷达会照瞎你的眼