地庫攝像頭被燒壞！激光雷達(dá)對CMOS有損傷，人眼會受影響嗎？

每經(jīng)記者 孫磊    每經(jīng)編輯 裴健如

近日，一條“激光雷達(dá)燒壞地庫攝像頭”的視頻在網(wǎng)絡(luò)傳播。視頻顯示，一輛搭載激光雷達(dá)的問界M7智駕版汽車經(jīng)過后，攝像頭因拍到車頂?shù)募す饫走_(dá)，畫面在一番閃爍后呈現(xiàn)雪花狀，后續(xù)無法再正常使用。

據(jù)了解，激光雷達(dá)作為一種主動(dòng)測距方式，通過發(fā)射激光束并探測回波信號，獲取目標(biāo)的位置特征量。由于光速為已知量，根據(jù)飛行時(shí)間原理就可以得到從激光雷達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)的距離。同時(shí)，掃描模塊不斷將激光束偏轉(zhuǎn)至空間不同位置，從而實(shí)現(xiàn)對空間目標(biāo)不同位置的測量獲得三維點(diǎn)云信息。

基于這種工作原理，有觀點(diǎn)認(rèn)為，上述情況的出現(xiàn)或許是因?yàn)榈貛鞌z像頭沒裝紅外濾光片（全稱為光學(xué)低通濾波器），所以被激光射壞了CCD感光元件。

“激光雷達(dá)發(fā)射的激光是有能量的，激光雷達(dá)功率大就會有傷害，而手機(jī)、相機(jī)的攝像頭（使用的）是CMOS傳感器，比較脆弱。”一位不愿具名的車企工作人員告訴《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者，“但不是（激光雷達(dá)）掃到（攝像頭）就會瞎（壞），（激光雷達(dá)）正面持續(xù)對著攝像頭就會損壞。”

激光損壞攝像頭時(shí)有發(fā)生

事實(shí)上，激光照壞攝像頭的案例此前就有發(fā)生。2019年，一位攝影師在參加完國際消費(fèi)電子展（CES）后，發(fā)現(xiàn)其索尼相機(jī)出現(xiàn)了一些問題。相機(jī)里從某張照片開始，其后拍攝的所有相片都在相同的位置出現(xiàn)了垂直的亮線。經(jīng)過查看，攝影師發(fā)現(xiàn)第一張出現(xiàn)斑紋的照片是在展會現(xiàn)場為一輛自動(dòng)駕駛汽車拍攝的圖片。

彼時(shí)的資料顯示，這輛自動(dòng)駕駛汽車裝備了來自AEye公司的、處于人眼不可見波長區(qū)間的激光雷達(dá)。而使用該激光雷達(dá)的汽車廠商負(fù)責(zé)人并沒有否認(rèn)激光雷達(dá)可能會對相機(jī)傳感器造成損壞，同時(shí)表示會為攝影師購買新的相機(jī)。

在隨后的2021年7月，索尼公司在官網(wǎng)上發(fā)布文章，警告激光束可能會損壞設(shè)備內(nèi)的圖像傳感器并造成相機(jī)故障。索尼官方不僅提醒避免將鏡頭暴露在存在激光的活動(dòng)場所中，還建議在不使用相機(jī)時(shí)蓋好鏡頭蓋。

圖片來源：索尼官網(wǎng)

除此之外，也有網(wǎng)友稱自己在拍攝蔚來新車ES7時(shí)，小米12S Ultra的相機(jī)受到了損壞，拍攝出的畫面中出現(xiàn)了多條水平綠線；另有網(wǎng)友在社交媒體上稱，其在夜拍蔚來ET5和銀河時(shí)，發(fā)現(xiàn)拍出來的照片有兩個(gè)很亮但看不到的星點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)是手機(jī)攝像頭被激光雷達(dá)照壞了。

這類情況還出現(xiàn)在生活中。例如，2017年，《皮膚科醫(yī)生》的一篇案例報(bào)告顯示，一名醫(yī)生使用激光器去除患者紋身時(shí)，計(jì)劃使用iPhone 7記錄下操作過程。用于錄制視頻的手機(jī)放置在距離患者手部約60厘米的地方，并開啟視頻錄制。當(dāng)醫(yī)生使用532nm的激光照射患者紋身位置時(shí)，iPhone所錄制的畫面中突然出現(xiàn)大量的綠色斑點(diǎn)，隨后拍攝的所有圖片和視頻，都會在固定的位置出現(xiàn)這些斑點(diǎn)。據(jù)了解，這臺iPhone 7的圖像傳感器，被皮膚反射回來的綠光摧毀了。

激光雷達(dá)對CMOS傳感器輻照損傷有影響

根據(jù)激光雷達(dá)的工作原理，其光束強(qiáng)度和波長都會對物體的作用產(chǎn)生影響，而光束的功率和波長被認(rèn)為是探尋激光對攝像頭CMOS傳感器帶來輻照損傷機(jī)制和影響因素時(shí)需要考慮的兩個(gè)因素。

一篇名為《復(fù)合激光損傷CMOS圖像傳感器實(shí)驗(yàn)研究》的文章指出，激光波長對CMOS傳感器的輻照損傷產(chǎn)生顯著影響，波長為532nm的激光輻照引起的損傷最為顯著，而波長為1550nm的激光輻照引起的損傷相對較小。

此外，上述實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，激光功率對CMOS傳感器的輻照損傷程度有非常顯著的影響，功率越高，對傳感器的損傷也越明顯；同時(shí)輻照時(shí)間也對損傷程度產(chǎn)生影響。較短時(shí)間的激光輻照會對傳感器產(chǎn)生暫時(shí)性損傷，而較長時(shí)間的輻照則會對傳感器產(chǎn)生更為嚴(yán)重和持久的損傷。

在這樣的背景下，激光雷達(dá)企業(yè)通過鏡頭光圈大小的調(diào)整，以及鏡頭和濾光片的鍍膜等措施，來減少對CMOS傳感器等光敏元件的干擾和損害。“采用在濾鏡上面鍍反射膜，能將激光的能量反射一部分，達(dá)到減小入射激光能量的強(qiáng)度。”有激光雷達(dá)企業(yè)的工作人員曾告訴記者。

圖片來源：每日經(jīng)濟(jì)新聞 資料圖

此外，不少攝像頭企業(yè)也在鏡頭的前部加上紅外濾光片，用于阻擋紅外光線的進(jìn)入。有攝像頭企業(yè)在其產(chǎn)品介紹中稱，紅外濾光片可以過濾掉紅外線光線，防止紅外線光線對光學(xué)器件和圖像傳感器產(chǎn)生損害。紅外線光線容易導(dǎo)致光學(xué)器件表面產(chǎn)生熱量，從而影響機(jī)器視覺等應(yīng)用中的成像質(zhì)量和清晰度。使用紅外濾光片可以將這種干擾降到最小，保護(hù)光學(xué)器件和圖像傳感器。

據(jù)了解，在攝像頭上安裝紅外濾光片還可以提升圖像質(zhì)量和清晰度。如果不使用紅外濾光片，攝像頭將會在成像同時(shí)感應(yīng)到可見光和紅外線光線，這就會導(dǎo)致圖像失真，影響成像質(zhì)量和清晰度。而使用紅外濾光片可以有效過濾掉紅外線光線，只讓可見光進(jìn)入，從而提升圖像質(zhì)量和清晰度。

不應(yīng)長時(shí)間注視車載激光雷達(dá)

除攝像頭之外，業(yè)界對于激光雷達(dá)對人眼的影響也十分關(guān)注。“激光安全如果得不到嚴(yán)格控制，會給用戶帶來很嚴(yán)重的安全隱患。”《激光產(chǎn)品人眼安全白皮書》就曾提到，“近紅外激光器的應(yīng)用正快速增長，由于發(fā)射的激光對人眼不可見，用戶對激光輻射的位置、強(qiáng)度以及風(fēng)險(xiǎn)并不知情。”

據(jù)悉，激光對人眼的損傷過程主要有熱損傷、光化學(xué)損傷和電離損傷等。眼球其實(shí)也是光學(xué)系統(tǒng)，它由不同的屈光介質(zhì)（晶狀體、房水、玻璃體等）和光感受器組成，將入射光匯聚到視網(wǎng)膜上。

美國輻射防護(hù)協(xié)會公布的數(shù)據(jù)顯示，180nm~315nm波長的紫外光和3000nm~1mm波長的遠(yuǎn)紅外光只能到達(dá)角膜；315nm~400nm波長的紫外光和1400nm~3000nm波長的中紅外光可以照射到角膜和房水，但不能穿過晶狀體；400nm~1400nm波長的可見光和近紅外光可以穿透角膜、房水和晶狀體，照射到視網(wǎng)膜。

公開資料顯示，目前市面上激光雷達(dá)主流的兩種激光光源波長分別為905nm和1550nm，像理想汽車產(chǎn)品所搭載的禾賽AT128激光雷達(dá)，其波長為905nm；蔚來選用的圖達(dá)通獵鷹，其波長則為1550nm。

圖片來源：禾賽科技官網(wǎng)

對比之下，通常人眼可見光波長范圍為380nm~760nm，這也意味著1550nm波段距離可見光光譜更遠(yuǎn)，不僅肉眼不可見，同時(shí)大部分光會在到達(dá)視網(wǎng)膜之前被眼球的晶狀體與角膜吸收，這一高安全閾值的存在讓車企可以進(jìn)一步拉高功率，以求獲得更好的識別效果。

而905nm波段的激光距離可見光光譜更近，也不易被吸收，但激光會聚焦在視網(wǎng)膜上。上述不愿具名的車企工作人員告訴記者，為符合人眼安全的要求，905nm波段的激光雷達(dá)對功率的限制更加嚴(yán)格。

據(jù)悉，國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)（IEC 60825-1）依據(jù)激光產(chǎn)品的波長、最大輸出激光功率或能量將激光產(chǎn)品分為幾個(gè)大的安全等級——1類，1M類，2類，2M類，3R類，3B類，4類。其中，數(shù)字越大意味著功率越高，也意味著更容易傷害人眼。

蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院眼科主任醫(yī)師姚靜艷表示：“1類激光指在任何條件下，眼睛都不會受到有危害的光學(xué)輻射；3類激光及以上的類別，在直視激光光束時(shí)會對眼睛造成危害；4類激光可用于切割等機(jī)械加工，使用不慎可引起火災(zāi)。”

記者查閱多家激光雷達(dá)企業(yè)的相關(guān)產(chǎn)品手冊發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前車載激光雷達(dá)的安全等級都是CLASS 1。理論上來看，這些激光雷達(dá)對于人眼來說都有足夠的安全性。不過，即便如此，多數(shù)業(yè)內(nèi)人士仍建議，不應(yīng)長時(shí)間注視車載激光雷達(dá)。