★★★高危提示：在维修iphone面容id时别损伤你眼睛视网膜

会员1298931 · 发表于 2020-10-26 14:28:41

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本帖最后由 xxxkk 于 2020-10-27 00:05 编辑

最近这几个月，面容ID能够维修和替代成为iphone维修的一个热点。
维修的基本内容是：拆开金属组件，打开面容器件，借助设备读取和烧录并替换MCU（加密芯片），并短路MOSFET

危险提醒：在验证faceid面容时，千万不要用眼睛正视裸露的VCSEL红外激光阵列，也不要从显微镜目镜观看红外激光阵列发光，因为激光点阵总功率非常大，将可能会导致眼睛视网膜永久性损伤。建议通过设备检测，或者通过显微镜外接屏幕，或者通过手机摄像头等间接方法观看。

iPhone face id内的红外激光阵列共300多个激光管VCSEL组成，分4个区域，总功率是非常高的。发射的是940nm不可见红外激光。
激光点阵经过准直透镜，两次镜面反射，透过镜片模组DOE衍射镜片将激光分散扩束100倍，最后形成3万个点，相当于单位点能量降低100倍，降低到人眼安全的范围。
但维修人员在拆开器件后，如果眼睛直视正在发光的VCSEL激光阵列则非常危险，因为此时没有了衍射扩束，所有激光能量直接以垂直于表面的15度左右发射角射出到同一个点，单点能量密度比正常高100倍，可能会对视网膜造成永久性灼伤。VCSEL的发散角一般15度左右。热效应是激光辐射损伤的主要原因，红外激光比普通激光（例如常见的可见光红色或者绿色激光笔）更容易造成灼伤，因为红外不可见，当你在测试观察时，你并无法知道激光是否在发射，如果发射了因为人眼看不见，所以不会形成眨眼反射躲避。激光的相干性和低发散角在眼睛的聚焦的辅助下可以引起激光辐射集中到视网膜上的极小点上。瞬间增加仅10 °C 可以破坏视网膜感光细胞。如果激光足够强大，永久性伤害可能在几分之一秒内发生，比眨眼更快。
另外，除了维修人员不要直视激光阵列外，目前的维修面容方法，存在一个对用户的可能造成的伤害风险：
APPLE公司显然很清楚红外激光的危害，因此做了多种保护措施：
1.通过衍射片把单个激光束（点）能量降低100倍2.合理设计衍射片形成的光斑间距，做到最终在正常手持距离面部扫描最多仅有一个点落入眼球，这样落入眼球的激光功率为总功率的1/30000.
3.间歇性发射激光，进一步降低单位时间的激光功率，这是为何我们看到面部扫描时会闪烁的原因。
4.通过NTC温度感应检测激光阵列能量，发热超过临界点则关闭
5.玻璃破碎保护：如果万一外层衍射片破碎，原本照射到人脸的扩散点阵将不会散射而直接以一个光束直射发出，能量直接增大100倍，如果射入人眼视网膜，将造成不可恢复性损伤。因此apple做了保护电路，在衍射片外层有透明导电镀膜（大家能看到几个电极），一旦玻璃破碎，模组内的MCU(加密芯片)能够检测到电极断开，则直接控制MOSFET管，将4路激光的供电切断。

面容期间的mosfet管很容易损坏，大家在使用设备检测面容期间时会显示“熔断”，表示MOSFET管被熔断烧坏，因为4个激光阵列区域公用一个阴极，所以一般是一断全断。而目前一般的维修“熔断”问题方法简单粗暴，直接把原来烧坏的MOSFET位置短接。
这样做了后，是可以使用，但如果面容ID最外层玻璃（衍射片）意外破裂，则供电无法切断，高能不可见激光可能直射视网膜而造成永久性损伤。

Optical-Dot-projector-in-cross-section-with-annotations_cr.jpg

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下图中VCSEL激光阵列的放大图，分为4个区域，共300多个点，每个点就是一个垂直腔面激光发射管VCSEL( vertical cavity surface emitting laser)
激光安全的主要标准IEC 60825-1 2007定义为4个级别，1级，安全；2级（0.4-1mW），人类眨眼反射可以防止灼伤；3R级（1~5mW）会在眨眼发射期间造成伤害，3B级（5~500mW）会立刻灼伤眼睛，4级（500mW）会烧伤皮肤。
按照一般每个VCSEL功率2mW计算，iPhone的激光发射器总功率可能位于第4级，但正常面部扫描时激光经过衍射和间歇发射等技术，落入人眼功率会降低到第一级别安全级。
维修时拆开期间直射的话，则会落入到第3级别（伤害级）。

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