电子发烧友网报道(文/梁浩斌)激光雷达越来越多地被应用到汽车自动驾驶系统的硬件中,作为传感器的一种,激光雷达已经逐渐成为自动驾驶系统的必备配置。但最近关于激光雷达安全性的讨论又引起争议,起因是有网友表示手机摄像头对某款带有激光雷达的车型拍摄后,图像传感器被激光照射到产生明显坏点。据介绍,被拍摄的激光雷达同样是采用1550nm激光光源。
在此前电子发烧友网在《激光雷达烧坏CMOS再现,防不胜防?》一文中曾进行报道,其中提到手机CMOS可能更容易受到激光雷达的伤害。镜头的结构导致其会汇聚画面范围内的光线到小面积的传感器上,一定程度上相当于放大镜聚焦太阳光,这种情况在长焦镜头上尤为明显。因此激光雷达损坏相机传感器,某种程度上是不可避免的,作为相机用户只能尽量避免正对激光雷达、激光射灯、太阳等进行拍摄。
这让人们对激光雷达是否会对人眼安全造成威胁这个问题产生关注。目前市面上激光雷达主流的两种激光光源波长分别为905nm和1550nm,都属于近红外光,肉眼不可见。那么激光雷达对人眼会造成伤害吗?
激光对人眼的损伤过程主要有热损伤、光化学损伤和电离损伤等。眼球其实也是光学系统,它由不同的屈光介质(晶状体、房水、玻璃体等)和光感受器组成,将入射光汇聚到视网膜上。
而激光又受到功率、脉冲、光速发散度等因素影响,从而可能对人眼造成不同程度的影响。
按照美国辐射防护协会的数据,180 nm–315 nm波长的紫外光和3000 nm–1 mm波长的远红外光只能到达角膜;315 nm–400 nm 波长的紫外光和1400 nm–3000 nm波长的中红外光可以照射到角膜和房水,但不能穿过晶状体;400 nm–1400 nm波长的可见光和近红外光可以穿透角膜、房水和晶状体,照射到视网膜。
也有文献显示,大于1300nm的中远红外光基本不能进入人眼内,能量会在角膜表面被吸收,但远红外光也有可能损伤角膜;强可见光和1200nm的红外光有可能对角膜、晶状体、玻璃体造成损伤,严重时可能会使视网膜破裂;而可见激光(390nm-780nm)主要损伤最脆弱的视网膜,严重时可能致盲。
从上面的数据可以看出,实际上1550nm波长的激光对人眼是相对安全的,无法照射到视网膜上。
而905nm波长的激光,在激光雷达上的应用也需要符合国际电工委员会IEC60825-1安全标准。具体而言,需要从辐照度、辐亮度、皮肤和眼睛的紫外危害、眼睛的近紫外危害、视网膜蓝光危害、视网膜热危害、眼睛的红外辐射危害、皮肤热危害等八个方面去判断激光器的安全性。
根据激光对生物造成的损伤,IEC对激光产品的安全性进行了分级,危害性从低到高分别为1类激光(Class 1)、1M类、1C类、2类、2M类、3B类、4类。目前市面上的905nm激光雷达都达到了Class 1等级,即在所有操作条件下人眼都是安全的,肉眼直视无需佩戴防护设备。
因此,目前市面上的激光雷达产品都无需担心安全问题,特别是车载激光雷达的门槛较高,相关标准也会有更大冗余。
在此前电子发烧友网在《激光雷达烧坏CMOS再现,防不胜防?》一文中曾进行报道,其中提到手机CMOS可能更容易受到激光雷达的伤害。镜头的结构导致其会汇聚画面范围内的光线到小面积的传感器上,一定程度上相当于放大镜聚焦太阳光,这种情况在长焦镜头上尤为明显。因此激光雷达损坏相机传感器,某种程度上是不可避免的,作为相机用户只能尽量避免正对激光雷达、激光射灯、太阳等进行拍摄。
这让人们对激光雷达是否会对人眼安全造成威胁这个问题产生关注。目前市面上激光雷达主流的两种激光光源波长分别为905nm和1550nm,都属于近红外光,肉眼不可见。那么激光雷达对人眼会造成伤害吗?
激光对人眼的损伤过程主要有热损伤、光化学损伤和电离损伤等。眼球其实也是光学系统,它由不同的屈光介质(晶状体、房水、玻璃体等)和光感受器组成,将入射光汇聚到视网膜上。
而激光又受到功率、脉冲、光速发散度等因素影响,从而可能对人眼造成不同程度的影响。
按照美国辐射防护协会的数据,180 nm–315 nm波长的紫外光和3000 nm–1 mm波长的远红外光只能到达角膜;315 nm–400 nm 波长的紫外光和1400 nm–3000 nm波长的中红外光可以照射到角膜和房水,但不能穿过晶状体;400 nm–1400 nm波长的可见光和近红外光可以穿透角膜、房水和晶状体,照射到视网膜。
也有文献显示,大于1300nm的中远红外光基本不能进入人眼内,能量会在角膜表面被吸收,但远红外光也有可能损伤角膜;强可见光和1200nm的红外光有可能对角膜、晶状体、玻璃体造成损伤,严重时可能会使视网膜破裂;而可见激光(390nm-780nm)主要损伤最脆弱的视网膜,严重时可能致盲。
从上面的数据可以看出,实际上1550nm波长的激光对人眼是相对安全的,无法照射到视网膜上。
而905nm波长的激光,在激光雷达上的应用也需要符合国际电工委员会IEC60825-1安全标准。具体而言,需要从辐照度、辐亮度、皮肤和眼睛的紫外危害、眼睛的近紫外危害、视网膜蓝光危害、视网膜热危害、眼睛的红外辐射危害、皮肤热危害等八个方面去判断激光器的安全性。
根据激光对生物造成的损伤,IEC对激光产品的安全性进行了分级,危害性从低到高分别为1类激光(Class 1)、1M类、1C类、2类、2M类、3B类、4类。目前市面上的905nm激光雷达都达到了Class 1等级,即在所有操作条件下人眼都是安全的,肉眼直视无需佩戴防护设备。
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