電子發燒友網報道(文/梁浩斌)激光雷達越來越多地被應用到汽車自動駕駛系統的硬件中,作為傳感器的一種,激光雷達已經逐漸成為自動駕駛系統的必備配置。但最近關于激光雷達安全性的討論又引起爭議,起因是有網友表示手機攝像頭對某款帶有激光雷達的車型拍攝后,圖像傳感器被激光照射到產生明顯壞點。據介紹,被拍攝的激光雷達同樣是采用1550nm激光光源。
在此前電子發燒友網在《激光雷達燒壞CMOS再現,防不勝防?》一文中曾進行報道,其中提到手機CMOS可能更容易受到激光雷達的傷害。鏡頭的結構導致其會匯聚畫面范圍內的光線到小面積的傳感器上,一定程度上相當于放大鏡聚焦太陽光,這種情況在長焦鏡頭上尤為明顯。因此激光雷達損壞相機傳感器,某種程度上是不可避免的,作為相機用戶只能盡量避免正對激光雷達、激光射燈、太陽等進行拍攝。
這讓人們對激光雷達是否會對人眼安全造成威脅這個問題產生關注。目前市面上激光雷達主流的兩種激光光源波長分別為905nm和1550nm,都屬于近紅外光,肉眼不可見。那么激光雷達對人眼會造成傷害嗎?
激光對人眼的損傷過程主要有熱損傷、光化學損傷和電離損傷等。眼球其實也是光學系統,它由不同的屈光介質(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膜上。
而激光又受到功率、脈沖、光速發散度等因素影響,從而可能對人眼造成不同程度的影響。
按照美國輻射防護協會的數據,180 nm–315 nm波長的紫外光和3000 nm–1 mm波長的遠紅外光只能到達角膜;315 nm–400 nm 波長的紫外光和1400 nm–3000 nm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;400 nm–1400 nm波長的可見光和近紅外光可以穿透角膜、房水和晶狀體,照射到視網膜。
也有文獻顯示,大于1300nm的中遠紅外光基本不能進入人眼內,能量會在角膜表面被吸收,但遠紅外光也有可能損傷角膜;強可見光和1200nm的紅外光有可能對角膜、晶狀體、玻璃體造成損傷,嚴重時可能會使視網膜破裂;而可見激光(390nm-780nm)主要損傷最脆弱的視網膜,嚴重時可能致盲。
從上面的數據可以看出,實際上1550nm波長的激光對人眼是相對安全的,無法照射到視網膜上。
而905nm波長的激光,在激光雷達上的應用也需要符合國際電工委員會IEC60825-1安全標準。具體而言,需要從輻照度、輻亮度、皮膚和眼睛的紫外危害、眼睛的近紫外危害、視網膜藍光危害、視網膜熱危害、眼睛的紅外輻射危害、皮膚熱危害等八個方面去判斷激光器的安全性。
根據激光對生物造成的損傷,IEC對激光產品的安全性進行了分級,危害性從低到高分別為1類激光(Class 1)、1M類、1C類、2類、2M類、3B類、4類。目前市面上的905nm激光雷達都達到了Class 1等級,即在所有操作條件下人眼都是安全的,肉眼直視無需佩戴防護設備。
因此,目前市面上的激光雷達產品都無需擔心安全問題,特別是車載激光雷達的門檻較高,相關標準也會有更大冗余。
在此前電子發燒友網在《激光雷達燒壞CMOS再現,防不勝防?》一文中曾進行報道,其中提到手機CMOS可能更容易受到激光雷達的傷害。鏡頭的結構導致其會匯聚畫面范圍內的光線到小面積的傳感器上,一定程度上相當于放大鏡聚焦太陽光,這種情況在長焦鏡頭上尤為明顯。因此激光雷達損壞相機傳感器,某種程度上是不可避免的,作為相機用戶只能盡量避免正對激光雷達、激光射燈、太陽等進行拍攝。
這讓人們對激光雷達是否會對人眼安全造成威脅這個問題產生關注。目前市面上激光雷達主流的兩種激光光源波長分別為905nm和1550nm,都屬于近紅外光,肉眼不可見。那么激光雷達對人眼會造成傷害嗎?
激光對人眼的損傷過程主要有熱損傷、光化學損傷和電離損傷等。眼球其實也是光學系統,它由不同的屈光介質(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膜上。
而激光又受到功率、脈沖、光速發散度等因素影響,從而可能對人眼造成不同程度的影響。
按照美國輻射防護協會的數據,180 nm–315 nm波長的紫外光和3000 nm–1 mm波長的遠紅外光只能到達角膜;315 nm–400 nm 波長的紫外光和1400 nm–3000 nm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;400 nm–1400 nm波長的可見光和近紅外光可以穿透角膜、房水和晶狀體,照射到視網膜。
也有文獻顯示,大于1300nm的中遠紅外光基本不能進入人眼內,能量會在角膜表面被吸收,但遠紅外光也有可能損傷角膜;強可見光和1200nm的紅外光有可能對角膜、晶狀體、玻璃體造成損傷,嚴重時可能會使視網膜破裂;而可見激光(390nm-780nm)主要損傷最脆弱的視網膜,嚴重時可能致盲。
從上面的數據可以看出,實際上1550nm波長的激光對人眼是相對安全的,無法照射到視網膜上。
而905nm波長的激光,在激光雷達上的應用也需要符合國際電工委員會IEC60825-1安全標準。具體而言,需要從輻照度、輻亮度、皮膚和眼睛的紫外危害、眼睛的近紫外危害、視網膜藍光危害、視網膜熱危害、眼睛的紅外輻射危害、皮膚熱危害等八個方面去判斷激光器的安全性。
根據激光對生物造成的損傷,IEC對激光產品的安全性進行了分級,危害性從低到高分別為1類激光(Class 1)、1M類、1C類、2類、2M類、3B類、4類。目前市面上的905nm激光雷達都達到了Class 1等級,即在所有操作條件下人眼都是安全的,肉眼直視無需佩戴防護設備。
因此,目前市面上的激光雷達產品都無需擔心安全問題,特別是車載激光雷達的門檻較高,相關標準也會有更大冗余。
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