iPhone X 采用的 Face ID 会不会对人眼造成伤害

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iPhone X 上的Face ID 是Apple 的又一大创新。它利用iPhone X的前置摄像头模组,对人脸进行三维图像识别,实现手机解锁、支付等行为。 Face ID 的关键组件是Dot Projector、Flood illuminator 和InFrare Camera。

不过,不少国内外用户反映,在使用iPhone X后眼睛出现明显干涩现象,不少用户怀疑是Face ID使用的发光元件造成的。 Face ID真的像想象中的那么简单安全吗?对于不看太久的用户,我们先得出一个结论:Face ID使用的红外线激光的长期低能量刺激,很难造成真正的伤害。

Face ID 会伤害你的眼睛吗?

苹果在发布会上展示了Face ID的效果,是非常柔和的白光照在脸上,非常自然。

iPhone  X  采用的 Face  ID  会不会对人眼造成伤害?Face  ID  安全吗?

但在实际使用中,照在脸上的并不是这种可见光,而是3万个红外光源发出的红外光。使用红外摄像头拍摄Face ID解锁时的状态如下图所示。红外线在自然环境中无处不在,所以不能说红外线一定会伤害眼睛,但是由于手机的操作距离,红外线光源与人眼的距离太近,并且很难确保安全。

iPhone  X  采用的 Face  ID  会不会对人眼造成伤害?Face  ID  安全吗?

而且,苹果使用的点阵投影仪的核心部分是激光发射芯片,称为垂直腔面激光发射器,英文缩写为VCSEL。具有发散小、方向性强、亮度高、能量大等特点。苹果使用的VCSEL芯片共有30000个波长为940nm的激光发射点,属于近红外光,而原来的深感摄像头(Turedepth)发射的不是普通的红外光,而是红外激光,而面部的三万点红外光点其实就是三万束激光。

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激光源对人眼的伤害主要是由于高度一致的方向性,将光斑准确投射在一点上,光功率几乎可以达到100%。但是,如果几个光源通过晶状体比如眼球中的晶状体,就会产生会聚,如果所有的能量都集中在视网膜的一个点上,通常焦点只会有几个微米,温度焦点会急剧上升,杀死视网膜上的视神经并引起病变。

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事实上,iPhone X是人类历史上第一次将激光大规模应用投射到人的脸上。考虑到每天盯着手机的时间,成年人每天解锁手机85 次。很难计算出经过85 次照射后,有多少束激光进入眼睛并聚集在视网膜上。

那么为什么Face ID的解锁方式是安全的呢?

一方面,上述激光的危害性来自于它以平行光的形式传播。在Face ID照射人脸的图示中,传播方式是扩束光,所以当能量到达人眼时,能量密度会减弱很多。

由于iPhone X目前采用数百颗VCSEL阵列,单个VCSEL只能发射5mW左右的功率。 VCSEL虽然危害稍大,但在识别过程中会分散成30000个光点。在这种情况下,iPhone X的VCSEL阵列中至少有120颗VCSEL,眼睛的宽度应该算是同级别面部宽度的3/10;眼球应为面部长度和宽度的1/14;的1/50,如果只考虑瞳孔,也只是1/500。

由此可以得出,1201/1500=0.08个VCSEL,由于传播方式是扩束,到达人眼的能量密度会比VCSEL低很多。

另一方面,人眼晶状体的焦距是根据可见光调整的。 Face ID使用的光源是近红外光,是一种不可见光。如果不可见光进入人眼,往往很难聚焦成一点。更会在底部形成一个圆点,危害程度大大降低。

苹果的产品在正式上市之前,在使用VCSEL时必须进行充分的安全测试,对激光的强度和照射时间也有严格的规定。危害必须在可控范围内。至于激光危害的累积性,长期的低能量刺激也很难造成真正的危害。