激光雷達(dá)燒壞CMOS再現(xiàn)，防不勝防？
電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）近來(lái)一段手機(jī)在拍攝激光雷達(dá)時(shí)傳感器被燒壞的視頻在網(wǎng)絡(luò)上走紅，再度引發(fā)了對(duì)激光雷達(dá)安全性的探討。2019年CES展會(huì)上，一名參展觀眾的索尼相機(jī)傳感器被AEye公司的激光雷達(dá)燒壞了，這也是激光雷達(dá)身陷囹圄的開始。
1550nm會(huì)是罪魁禍?zhǔn)讍幔?/strong>
在不少對(duì)于激光雷達(dá)的推測(cè)中，1550nm的激光源被數(shù)次提及，大家都推斷這種大功率激光光源更容易對(duì)CMOS造成傷害，上面提到的AEye激光雷達(dá)，用的正是1550nm波長(zhǎng)的激光。而那段走紅的視頻，則是一臺(tái)小米12S Ultra在拍攝蔚來(lái)新車ES7時(shí)發(fā)生的。
獵鷹靈動(dòng)版激光雷達(dá) / 圖達(dá)通
蔚來(lái)ES7上搭載的正是圖達(dá)通的獵鷹1550nm激光雷達(dá)，該產(chǎn)品在10%的標(biāo)準(zhǔn)反射率下可以實(shí)現(xiàn)250米的探測(cè)距離，最遠(yuǎn)可達(dá)500米，這也就是1550nm激光雷達(dá)帶來(lái)的探測(cè)距離優(yōu)勢(shì)。因?yàn)?05nm的激光為了避免對(duì)人眼造成損傷，通常都會(huì)將發(fā)射功率限定在某個(gè)范圍內(nèi)。
而1550nm的激光由于不會(huì)在人眼視網(wǎng)膜上形成聚焦點(diǎn)，即便通過眼球也會(huì)被晶狀體水分吸收，所以在做到超長(zhǎng)探測(cè)距離的同時(shí)，1550nm激光雷達(dá)更容易通過IEC-60825的人眼安全標(biāo)準(zhǔn)。但對(duì)于CMOS而言，由于沒有任何水分來(lái)吸收激光，所以對(duì)激光的靈敏度要遠(yuǎn)高于人眼。
從視頻畫面來(lái)看，這臺(tái)小米12S Ultra處于錄像的狀態(tài)，隨后靠近激光雷達(dá)后，畫面中出現(xiàn)了多條水平綠線。當(dāng)事人JackieLXX表示，蔚來(lái)ES7在停車P擋的時(shí)候激光雷達(dá)也在工作。再加上拍攝角度和距離的原因，手機(jī)CMOS就受到了損害。
更容易成為受害者的手機(jī)圖像傳感器
其實(shí)激光燒壞CMOS的案例早在之前就屢見不鮮了，尤其是在一些演出現(xiàn)場(chǎng)，雜亂和無(wú)規(guī)律的舞臺(tái)激光秀成了數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)圖像傳感器的殺手。根據(jù)損害程度，大功率激光可能對(duì)CMOS造成的影響也分為三種，一種是幾個(gè)像素點(diǎn)的輕微損失，這種往往只有在純色背景中才能被清楚察覺出來(lái)。
第二則是上面小米12S Ultra那樣出現(xiàn)的整條水平或垂直線的像素直接燒壞，由于已經(jīng)損壞了傳感器電路，所以已經(jīng)無(wú)法讀取整行或整列的數(shù)據(jù)。這種損壞對(duì)于成像的CMOS而言，基本已經(jīng)等于不可用的狀態(tài)了；第三種傳感器完全燒壞，這種情況更難發(fā)生，除非激光在維持超大功率密度的情況下掃過了整個(gè)傳感器，同時(shí)較為脆弱的CCD比CMOS更容易出現(xiàn)這種問題。
對(duì)于手機(jī)的鏡頭和傳感器架構(gòu)來(lái)說，其實(shí)受到激光損傷的難度要更大一些，但也不是不無(wú)可能。以小米12S Ultra、13 Pro系列以及Vivo的X90 Pro系列為例，為了提升進(jìn)光量獲得更淺的景深，IMX989這樣的一英寸CMOS和f/1.9以上的超大光圈未來(lái)很可能成為標(biāo)配。雖然成像質(zhì)量提高了，但被激光損害的概率也進(jìn)一步提升了。而且不是所有手機(jī)鏡頭都像華為Mate50系列，擁有可變光圈，或是像相機(jī)鏡頭一樣擁有防眩光反射的涂層也可安裝外置濾鏡。
寫在最后
激光雷達(dá)作為一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵性技術(shù)，追求更高的性能是無(wú)可厚非的，已經(jīng)開始量產(chǎn)并已經(jīng)上車的1550nm激光雷達(dá)在探測(cè)距離上的優(yōu)勢(shì)也不可否認(rèn)。但激光雷達(dá)廠商和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定也必須開始考慮到對(duì)CMOS造成的可能影響，畢竟車載攝像頭也可能成為受害者之一，行車記錄儀有阻隔還算好，但其他用于ADAS/自動(dòng)駕駛的攝像頭也許就沒那么好運(yùn)了。不過在此之前，就像以往不要對(duì)著正午太陽(yáng)直接拍攝的建議一樣，大家最好還是別拿著手機(jī)直接對(duì)準(zhǔn)激光雷達(dá)拍攝了。
1550nm會(huì)是罪魁禍?zhǔn)讍幔?/strong>
在不少對(duì)于激光雷達(dá)的推測(cè)中，1550nm的激光源被數(shù)次提及，大家都推斷這種大功率激光光源更容易對(duì)CMOS造成傷害，上面提到的AEye激光雷達(dá)，用的正是1550nm波長(zhǎng)的激光。而那段走紅的視頻，則是一臺(tái)小米12S Ultra在拍攝蔚來(lái)新車ES7時(shí)發(fā)生的。
獵鷹靈動(dòng)版激光雷達(dá) / 圖達(dá)通
蔚來(lái)ES7上搭載的正是圖達(dá)通的獵鷹1550nm激光雷達(dá)，該產(chǎn)品在10%的標(biāo)準(zhǔn)反射率下可以實(shí)現(xiàn)250米的探測(cè)距離，最遠(yuǎn)可達(dá)500米，這也就是1550nm激光雷達(dá)帶來(lái)的探測(cè)距離優(yōu)勢(shì)。因?yàn)?05nm的激光為了避免對(duì)人眼造成損傷，通常都會(huì)將發(fā)射功率限定在某個(gè)范圍內(nèi)。
而1550nm的激光由于不會(huì)在人眼視網(wǎng)膜上形成聚焦點(diǎn)，即便通過眼球也會(huì)被晶狀體水分吸收，所以在做到超長(zhǎng)探測(cè)距離的同時(shí)，1550nm激光雷達(dá)更容易通過IEC-60825的人眼安全標(biāo)準(zhǔn)。但對(duì)于CMOS而言，由于沒有任何水分來(lái)吸收激光，所以對(duì)激光的靈敏度要遠(yuǎn)高于人眼。
從視頻畫面來(lái)看，這臺(tái)小米12S Ultra處于錄像的狀態(tài)，隨后靠近激光雷達(dá)后，畫面中出現(xiàn)了多條水平綠線。當(dāng)事人JackieLXX表示，蔚來(lái)ES7在停車P擋的時(shí)候激光雷達(dá)也在工作。再加上拍攝角度和距離的原因，手機(jī)CMOS就受到了損害。
更容易成為受害者的手機(jī)圖像傳感器
其實(shí)激光燒壞CMOS的案例早在之前就屢見不鮮了，尤其是在一些演出現(xiàn)場(chǎng)，雜亂和無(wú)規(guī)律的舞臺(tái)激光秀成了數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)圖像傳感器的殺手。根據(jù)損害程度，大功率激光可能對(duì)CMOS造成的影響也分為三種，一種是幾個(gè)像素點(diǎn)的輕微損失，這種往往只有在純色背景中才能被清楚察覺出來(lái)。
第二則是上面小米12S Ultra那樣出現(xiàn)的整條水平或垂直線的像素直接燒壞，由于已經(jīng)損壞了傳感器電路，所以已經(jīng)無(wú)法讀取整行或整列的數(shù)據(jù)。這種損壞對(duì)于成像的CMOS而言，基本已經(jīng)等于不可用的狀態(tài)了；第三種傳感器完全燒壞，這種情況更難發(fā)生，除非激光在維持超大功率密度的情況下掃過了整個(gè)傳感器，同時(shí)較為脆弱的CCD比CMOS更容易出現(xiàn)這種問題。
對(duì)于手機(jī)的鏡頭和傳感器架構(gòu)來(lái)說，其實(shí)受到激光損傷的難度要更大一些，但也不是不無(wú)可能。以小米12S Ultra、13 Pro系列以及Vivo的X90 Pro系列為例，為了提升進(jìn)光量獲得更淺的景深，IMX989這樣的一英寸CMOS和f/1.9以上的超大光圈未來(lái)很可能成為標(biāo)配。雖然成像質(zhì)量提高了，但被激光損害的概率也進(jìn)一步提升了。而且不是所有手機(jī)鏡頭都像華為Mate50系列，擁有可變光圈，或是像相機(jī)鏡頭一樣擁有防眩光反射的涂層也可安裝外置濾鏡。
寫在最后
激光雷達(dá)作為一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵性技術(shù)，追求更高的性能是無(wú)可厚非的，已經(jīng)開始量產(chǎn)并已經(jīng)上車的1550nm激光雷達(dá)在探測(cè)距離上的優(yōu)勢(shì)也不可否認(rèn)。但激光雷達(dá)廠商和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定也必須開始考慮到對(duì)CMOS造成的可能影響，畢竟車載攝像頭也可能成為受害者之一，行車記錄儀有阻隔還算好，但其他用于ADAS/自動(dòng)駕駛的攝像頭也許就沒那么好運(yùn)了。不過在此之前，就像以往不要對(duì)著正午太陽(yáng)直接拍攝的建議一樣，大家最好還是別拿著手機(jī)直接對(duì)準(zhǔn)激光雷達(dá)拍攝了。
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