作者 |洪澤鑫 編輯 |王博
不要用手機對着雷射雷達錄像，用手機對着雷射雷達拍照或錄像，可能會把你的手機攝像頭幹廢。
本月初，有使用者在社交平台小紅書上稱，“夜拍蔚來ET5和銀河，發現排出來的照片有兩個賊亮的看不到的星，發現是手機攝像頭被雷射雷達打壞了。”
稍早前，也有網友稱自己在拍攝蔚來新車ES7時，小米12S Ultra的相機受到了損壞，拍攝出的畫面中出現了多條水準綠線。網友稱拍的時候車是停着的，但雷射雷達仍在工作。
再向前追溯，2019年CES展會期間，一位索尼手機使用者在拍攝AEye公司的雷射雷達時，手機攝像頭同樣出現綠線。
這三個事件中，相同點是都指向了1550nm光源的雷射雷達。
那麼，1550nm雷射雷達是否會燒壞手機攝像頭？
Chat GPT 4.0給出了結論。
但具體為什麼會出現這種情況？我們做了些研究。
被燒壞的手機攝像頭
現有的1550nm雷射雷達不止一次燒壞過手機攝像頭。
除了上面提到的手機被雷射雷達燒壞的案例，據雷射雷達從業人士向HiEV表示，有雷射雷達公司在内部測試1550nm産品時，也曾出現過類似情況。
但這是小機率事件。
背後的原因也很好了解，放眼全球範圍，1550nm車載雷射雷達正式量産的時間并不長。目前以向蔚來汽車提供産品的圖達通為主，其他雷射雷達公司采用的是905nm光源。
此外，1550nm雷射雷達也不是遇上手機攝像頭一定會将後者幹掉。
弄清楚整個事情之前，我們先來了解兩個東西。
手機攝像頭是什麼？
手機攝像頭的專業術語叫CMOS傳感器，這是一種将光信号轉換成電信号的圖像傳感器。它是數字相機、手機攝像頭、監控攝像頭等數位成像裝置中最常用的傳感器之一。
CMOS傳感器由成千上萬個微小的光電傳感單元組成，每個傳感單元都能夠将光信号轉換成電信号。
下面是一張CMOS圖像傳感器的簡單原理圖：
如圖所示，CMOS傳感器的原理是将光信号轉換成電信号，其中每個像素單元由感光元件、轉換電路和讀出電路三部分組成。
感光元件是一個光敏二極管或光電容，當光線照射到它上面時，就會産生電荷。
轉換電路将感光元件産生的電荷轉換成電壓信号，并且在此過程中放大和整形電荷，使其更容易測量。
讀出電路将電荷轉換成數字信号，讀出電路一般采用逐行逐列的方式，将每個像素單元的信号逐一讀出，并将其轉換成數字信号。
最終，由計算機對讀取的數字信号進行處理和編碼，生成一幅完整的數字圖像。
雷射雷達是什麼？
雷射雷達可以通過發射雷射脈沖，然後測量脈沖的回波時間和強度，進而确定目标物體的距離、位置、形狀等資訊。
雷射雷達通常由雷射器、掃描器、探測器、處理器等部分組成。
下面是一個簡單的雷射雷達的原理圖，可以用來說明雷射雷達的基本原理群組成部分：
雷射器（Laser）：發射雷射脈沖的光源，一般采用固态雷射器、半導體雷射器等。
掃描器（Scanner）：控制雷射束的掃描範圍和速度，一般采用旋轉鏡或微機電系統（MEMS）掃描器。
接收器（Receiver）：接收目标物體反射回來的雷射信号，一般采用光電二極管、光電倍增管等。
計算機（Computer）：對接收到的雷射信号進行處理，包括測量距離、位置、速度等資訊，生成三維點雲圖或圖像。
雷射器發出高能量的脈沖雷射，掃描器将雷射束控制在一定範圍内掃描，接收器接收回波信号并測量回波的時間和強度，計算機對資料進行處理并生成三維點雲圖或圖像。
雷射雷達的工作原理是利用雷射束在空氣中傳播的速度非常快，可以近似地看作光在真空中的傳播速度，是以可以用極高的精度來測量物體的距離和位置。
雷射雷達所用的雷射波長一般為幾百納米至幾微米不等，常見的波長有905納米、1550納米等，具體的波長根據不同的應用需求而定。
那麼，當手機攝像頭拍攝雷射雷達時，真的會被燒壞嗎？
一定條件下，會
一般情況下，車載雷射雷達發射的光束在傳輸過程中會逐漸衰減，到達接收器時的光強已經很小。此外，現代雷射雷達系統通常都采用濾光片等措施來減少對CMOS傳感器等光敏元件的幹擾和損害。
是以，車載雷射雷達通常不會燒壞CMOS傳感器。
那麼，什麼情況下雷射雷達會對CMOS傳感器造成損壞？
雷射雷達的光束強度和波長都會對其對物體的作用産生影響，是以光束的功率和波長都是需要考慮的因素。
此前有論文對雷射對CMOS傳感器的輻照損傷機制和影響因素進行了深入研究。
文章針對不同波長（532、1064和1550 nm）和能量密度（10-1000 mJ/cm2）的雷射對CMOS傳感器進行了輻照實驗，通過研究不同條件下CMOS傳感器的輻照後電性能和圖像品質，得出以下結論：
雷射波長對CMOS傳感器的輻照損傷産生顯著影響，其中532 nm的雷射輻照引起的損傷最為顯著，而1550 nm的雷射輻照引起的損傷相對較小。
雷射功率對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。在所有測試中，1000 mJ/cm2的雷射輻照産生了最嚴重的損傷。
輻照時間也對損傷程度産生影響。較短時間的雷射輻照會對傳感器産生暫時性損傷，而較長時間的輻照則會對傳感器産生更為嚴重和持久的損傷。
雷射輻照對CMOS傳感器中單元電荷轉移率和電荷收集效率等性能名額産生了影響，同時也對圖像噪聲、動态範圍等圖像品質名額産生了影響。
從上圖可以看到，随着雷射能量增加，CMOS依次出現光斑損傷、線損傷、十字交叉線面損傷。
通過CMOS失效機理分析、結合損傷CCD仿真模拟，可知：
CMOS出現光斑損傷主要是由于微透鏡和濾光片受損，伴随着部分金屬鋁剝落融化，部分單元像素失效造成的；
出現線損傷主要是由于局部電路短路或斷路導緻信号傳輸中斷；
随着CMOS溫度繼續升高，晶體矽融化，二氧化矽由于受到熱應力作用發生變形和斷裂，金屬線路嚴重損壞，出現十字交叉線面損傷，CMOS大面積失效。
回到文章開頭出現的1550nm雷射雷達燒壞手機攝像頭案例。
一種觀點認為，1550nm的雷射束照射到Si像素上不會被吸收，會直接透射過去，也就是說，1550nm不會燒壞所有的CMOS，純Si工藝的不會燒壞。但是在CIS底層電路中有可能對1550nm較敏感的部分，造成短時間熱效應，燒壞該部分電路。
還有一種分析觀點認為，1550雷射雷達脈沖功率較高，人眼是有晶狀體的，含有比較多的水，能夠吸收一部分能量，對光的能量做一些衰減。但有些手機的攝像頭沒有做1550nm的濾波，光直接打到了CMOS上，造成了損壞。
一位接近圖達通的人士告訴HiEV，問題原因目前還沒有明确定論，但基本上能判斷一些影響因素，可能和雷射能量、透過率這兩個因素相關。
完善方向也基本上有了。
一方面，對于雷射脈沖能量可以通過特殊模式的開發以進行控制。在還沒有非常完善的研究評判之前，可以開發一些特殊模式，做到近距離跟車、靜止時刻場景下特殊模式的開發，在特殊模式下能夠對脈沖能量有一些控制。
另一方面，能量是和透過率、鏡頭光圈大小、鏡頭和濾光片的鍍膜是相關的。這三種因素會影響到雷射脈沖打到CMOS能量的。其中，濾光片的鍍膜成本會相對低一些，是比較能夠實操的狀态了。
總體來說，當一輛頂着1550nm雷射雷達的汽車從你身邊經過時，保險起見請不要對着拍照，否則真有可能會燒壞手機攝像頭。
同時，欣賞的時候跟雷射雷達保持一個安全距離——10cm，離的太近了是突破人眼安全門檻值的。
雷射雷達會對人眼有傷害嗎？
雷射雷達有可能會燒壞手機攝像頭，那它會燒壞眼睛嗎？
大功率的雷射器肯定會。但車載雷射雷達，目前并沒有對眼睛造成傷害的公開案例。
從功率上來看，之前有觀點說，對于同樣的功率和雷射器類型，905 nm波長的雷射的單光子探測器靈敏度相對比1550 nm波長的雷射高，是以，可以在較低功率下實作較遠距離的探測和測量。
相比之下，1550 nm波長的雷射器單光子探測器靈敏度較低，并且人眼安全門檻值高（比905nm高40倍），是以1550nm波長雷射雷達普遍會通過提升雷射器功率來實作比905nm更遠的探測距離。
在具體應用中，雷射器的功率和波長需要根據具體的應用場景和系統參數進行選擇和調整，以達到最佳的性能和效果。
是以說，離開具體的應用場景和系統參數來談這兩種波長功率的高低，就是在耍流氓。
從對眼睛的傷害程度來看，之前有觀點稱905nm過量會傷害視網膜，因為它能夠穿透眼睛前部，主要被視網膜黑色素吸收；而1550nm過量會傷害角膜和晶狀體，因為它會被眼球的晶狀體和角膜吸收，兩者在過量的情況下，對于眼球傷害部位不同。
這個觀點不一定正确。
2010年中國科學院理化技術研究所發表過一篇文章：
波長在可見光和近紅外光的雷射，眼屈光媒體的吸收率較低，透射率高，而屈光媒體的聚焦能力（即聚光力）強。強度高的可見或近紅外光進入眼睛時可以透過人眼屈光媒體，聚積光于視網膜上。
此時視網膜上的雷射能量密度及功率密度提高到幾千甚至幾萬倍，大量的光能在瞬間聚中于視網膜上，緻視網膜的感光細胞層溫度迅速升高，以至使感光細胞凝固變性壞死而失去感光的作用。
遠紅外雷射對眼睛的損害主要以角膜為主，這是因為這類波長的雷射幾乎全部被角膜吸收，是以角膜損傷最重，主要引起角膜炎和結膜炎，患者感到眼睛痛，異物樣刺激、怕光、流眼淚、眼球充血，視力下降等。
按照ASTM（美國試驗和材料檢測協會）的定義，可見光的波長範圍為380到780納米，近紅外光的波長範圍為780到2500納米，遠紅外光的波長範圍為2500納米到1毫米。
905nm和1550nm都屬于近紅外光，并沒有找到學術論文研究過他們對眼睛影響的差別。
出于不同的應用場景和需求，不同的雷射雷達制造商在開會選擇不同波長的雷射作為其核心技術。
他們會在宣傳和營銷中誇大自己産品的優點，甚至诋毀競争對手的産品。
這也是為什麼網上有很多關于905 nm和1550nm雷射的優缺點讨論，并且其中有不少是沒有結合應用場景和需求就下結論的。