iPhone X 采用的 Face ID 会不会对人眼造成伤害?Face ID 安全吗?
iPhone X 上的 Face ID 是蘋果公司又一項偉大創新,它利用 iPhone X 的前置攝像頭模組,對人臉進行三維圖像識別,達到解鎖手機、支付等行為。Face ID 的關鍵器件為點陣投影(Dot Projector),泛光照明(Flood illuminator)以及紅外相機(InFrare Camera)。
但國內外很多用戶反映使用 iPhone X 之后眼睛有明顯的干澀感,不少用戶懷疑是 Face ID 所采用的采光元器件所引起的,Face ID 真的有想象中那么簡單和安全嗎?對于太長不看的用戶,先放出結論:Face ID 采用的紅外激光長時間低能量的刺激很難造成切實的危害。
Face ID 是否正在傷害你的眼睛?
蘋果在發布會上展示 Face ID 的使用效果是一道非常柔和的白光照射在臉上,非常自然。
但是實際使用中,照在臉上并不是這樣的可見光,而是包含 30000 條紅外光源發出的紅外光。當使用紅外相機拍攝 Face ID 解鎖時的狀態則是如下圖所示。紅外光在自然環境中無處不在不能因此說紅外光一定會傷害到眼睛,只是鑒于手機的操作距離導致紅外光源與人眼的距離過于靠近,很難確保安全性。
而且蘋果所使用點陣投影器,核心部分是一塊激光發射芯片,它被稱作垂直腔面激光發射器,英文縮寫為 VCSEL。具有發散度小、方向性強、亮度高、能量大等特點。蘋果使用的 VCSEL 芯片上共有 30000 個激光發射點,波長為 940 nm,屬于近紅外光,而原深感攝像頭(Turedepth)發射并不是普通紅外光線,而是紅外激光,照在臉上的 30000 個紅外光點,其實是 30000 道激光。
激光源對人眼的傷害主要在于高度一致的方向性,會將光斑精確地投射在一個點上,光功率幾乎可以 100% 到達,而數個光源如果經過透鏡比如眼球中的晶狀體,則會產生匯聚,如果將所有能量集中在視網膜的一點,通常焦點只會有幾微米,焦點的溫度會大幅度上升,殺死是視網膜上的視覺神經,造成病變。
實際上,iPhone X 是人類歷史上第一次將激光大規模地應用投射在人臉上,考慮到每天注視手機的時間,成年人每天解鎖手機的頻率達到 85 次,一定意義上會被激光直接照射 85 次,其中有多少束激光進入眼睛,匯集在視網膜,是很難計算的。
那為什么說 Face ID 的解鎖方式是安全的?
一方面上文提到過激光的危害性源自于它是以平行光的形式傳播。而從 Face ID 照射在人臉的圖示中,傳播方式為擴束光,因此能量達到人眼時,能量密度會被削弱很多。
由于 iPhone X 目前時是利用幾百顆 VCSEL 作為一個陣列,單顆 VCSEL 大約只能發出 5mW 的功率,雖然一顆 VCSEL 的危害略大,但在識別過程中會被分散成 30000 個光點。這種情況下,iPhone X 的 VCSEL 陣列里至少有 120 顆 VCSEL,眼睛的寬度應視為同一水平臉部寬度的 3/10;眼球應視為臉長寬度的 1/14;眼睛約占臉部的 1/50,若只考慮瞳孔,則只有 1/500。
由此得出 120×1/1500=0.08個VCSEL 并且由于傳播方式為擴束傳播,到達人眼的能量密度會相比 VCSEL 降低很多。
而另一方面,人眼晶狀體的聚焦是根據可見光調整的,Face ID 采用光源屬于近紅外光,屬于不可見光的一種,如果不可見光進入人眼,往往很難聚焦成一個點,更多情況下會形成一個圓斑,危害程度大幅降低。
蘋果的產品在正式上市前,在使用 VCSEL 時一定會進行充分的安全測試,激光的強度和照射時間也在嚴格的標準。其危害一定實在可控范圍內的,至于激光危害的累積性,長時間低能量的刺激也很難造成切實的危害。
總結
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