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| 本文作者： 張莉 | 2018-08-28 17:39 |
3D視覺這股風被蘋果徹底帶了起來，2017年，iPhoneX 的推出讓面部識別 Face ID 成為潮流。
iPhoneX 頂部被大家吐槽的“劉海"部分（原深度攝像頭系統）集成了實現 Face ID 功能的器件，采用了所收購的 Primesense 公司的 VCSEL（垂直共振腔表面放射激光器）+ DOE（衍射光柵）結構光技術方案。
但是，蘋果對其技術已進行了全面的專利保護，并壟斷了全球絕大部分 VCSEL 供應鏈產能，能進行批量生產的公司屈指可數，無法滿足安卓手機的放量要求，且3D視覺模組成本高昂，只能用于高端旗艦機型，中端機型難以承受。
曾擔任蘋果深度攝像頭模組設計主管的朱力，看到這一痛點，決定從蘋果辭職并組建團隊，于今年4月正式成立了光鑒科技并擔任CEO。
近期，朱力接受了雷鋒網的專訪，對目前行業形勢、公司的產品細節和核心競爭力進行了詳細解答。
3D視覺成為新風口，但成本高昂難以普及
3D視覺在2018年成為了計算機視覺領域一大風口，其市場前景也非常廣闊。
據機構預測，2020年全球智能手機端3D視覺硬件市場規模將到達99.25億美元，其中蘋果手機為31.48億美元，安卓手機為67.77億美元。
在智能手機領域，3D攝像模組擁有在iPhone之外的每年8000萬臺高端手機以及超過4億臺中端手機的市場潛能，每年市場金額可達70億美元以上。
受蘋果影響，國內的大廠都在探索3D視覺解決方案。
小米8探索版和 OPPO Find X 都搭載了3D結構光人臉識別技術，小米8探索版使用了 Mantis Vision 的編碼結構光方案，而 OPPO 應用的是奧比中光提供的散斑結構光方案。
談到對以上兩種方案的看法，朱力表示：“奧比中光提供的方案沿用了蘋果的技術路徑，可能在知識產權、成本和供應鏈的方面受到挑戰。Mantis Vision 的編碼結構光方案的成本相對較高，會考驗安卓市場消費者的承受能力。”
雷鋒網注：上圖：小米8探索版；下圖：OPPO Find X
蘋果在過去的五年多時間，收購了五六家人臉識別公司，iPhone X 上的采用的是紅外結構光/結構光雙攝，搭載3D結構光深度鏡頭，其原理是基于主動發射特定紅外結構光照射被檢測物體，從而獲取人像的3D圖像數據。
結構光解鎖方案安全性較高，但是相應的成本也較高。現在市面上出現的搭載人臉識別技術的手機多是應用2D人像解鎖，因此也易被一些高仿真度的照片攻擊。而深度信息可以抵御利用平面照片的欺騙，此外，3D信息讓數據在維度和質量上都有了質的提升，這能大幅改善大群體中的識別精度。
2013年11月，蘋果以3.6億美元收購了3D視覺結構光方案先驅 PrimeSense，獲得了大量專利和技術。Primesense 的核心技術為 Light Coding 光編碼技術，屬于結構光技術的一種，是目前最具代表性的結構光技術。
Primesense 采用基于 VCSEL（垂直共振腔表面放射激光器）+ DOE（衍射光柵）結構光技術方案。
精材和采鈺分別為蘋果提供 DOE 的封裝和 ITO 材料，Lumentum 是 VCSEL 激光器的主力供應商。
但是，蘋果對其技術已進行了全面的專利保護，并壟斷了全球絕大部分 VCSEL 供應鏈產能。能進行批量生產的 Lumentum、Finisar、AMS、ⅡⅥ 可以釋放的產能極其有限，無法滿足安卓手機的放量要求。并且3D視覺模組成本高昂，大約在20美金左右，除了旗艦機型，一般的中端機型難以承受。
此外，目前具有先進 DOE 設計與制造的公司也不多，全球范圍內主要供應商有德國 CDA、法國 Silios、德國 Holoeye 等。
以基于納米光子技術的原創專利，光鑒科技試圖打破蘋果公司基于 VCSEL 方案在專利以及產業鏈的壟斷，實現3D視覺技術在消費電子、支付、安防以及智能制造等領域的應用。
光鑒科技CEO朱力
“我們研發了新的技術方案，并且在美國和中國都申請了專利。蘋果的專利壁壘不會對我們造成影響。我們的產品也不受限于蘋果的產業鏈。我們用的核心器件——邊發光激光器，僅在中國就有5家以上公司能量產。”
據朱力介紹，目前公司申請的是應用層面的專利，因為專利申請之后有保密期，所以在保密期到之前不方便透露專利細節。
朱力曾任職蘋果公司，擔任深度攝像頭模組設計主管，主導了蘋果深度攝像頭模組的工程化落地。
“我們采用的技術路徑是一個完全創新的路徑，不受知識產權和供應鏈的限制。和蘋果3D結構光方案的效果大體持平，成本低一些，功耗低一些。我們自主設計了一款納米光學的芯片，可以實現結構光的功能，這個芯片全世界還沒有產業化。這些技術12、13年才開始出來，還不在蘋果的雷達范圍。”
“我們把整個方案的難點限制在芯片這一層上，芯片目前還需要在國外的晶圓廠來做，芯片以外的部分，比如激光器、光學原件都可以在國內來做。”
概念圖來源：光鑒科技提供
為提高產品智能程度和降低成本，光鑒科技在產業鏈上與蘋果的方案進行了系統性的對標。
不同于目前市場上以蘋果公司主導的 VCSEL+DOE 結構光方案，光鑒科技利用產能成熟度高的邊發光激光器 EEL 結合自主設計研發的微納光芯片構建結構光投射模組。
朱力對雷鋒網介紹，設計完成的模組具有以下幾方面突出的特點：
1）低功耗、低發熱：邊發光激光器的插電效率是 VCSEL 的近兩倍，從而讓模組具有更低的功耗和更少的發熱，使得長時間需要打開 3D 攝像的應用成為可能，突破模組開啟時間的限制。
2）核心器件產能成熟：邊激光發射器是產能成熟器件，不受 VCSEL 產能限制。同時避免了蘋果方案中的高精度要求準直透鏡組。
3）可擴展性：邊發光激光器能夠在更短的脈沖時間內提供數倍于 VCSEL 的峰值功率，使模組提供至少兩倍于現今行業最高水平的信噪比以及幀率，從而支持拓展 3D 攝像在智能終端的進一步應用。
4）安全性：EEL出射光天然的散射特性，從而避免了激光直射入眼可能帶來的安全隱患，使得模組具有較高的安全特性，相應地，也降低了部分電路算法方面的難度。
5）小型化：模組可以使用普通相機模組鏡頭從而大幅減小模組出光開口，有利于包括手機在內的終端廠商進一步縮小成品體積。
6）低成本：點陣模組通過對核心器件，包括光放射器、準直透鏡組的優化，結合由此來帶的工藝及配套算法方面的簡化，大幅降低了集成方面的難度及成本。
“我們花了4、5個月把能夠做進手機的3D攝像頭都做出來了。首先是因為我們用的技術都是學校的課題組經過十幾年研究已經成熟的技術，所以比較順利；其次，我參與過3D產品在手機的落地和大規模量產，所以對整個設計流程很熟悉，對行業也比較了解。”
“現在是一個好的時間點，蘋果把3D攝像頭平民化了。我們現在做的是3D視覺的基礎架構，讓整個應用足夠廣，成本足夠低，再往后我們會再往上層去做很多軟件的工作。”
在算法層面，據光鑒科技CTO汪博介紹，他們的算法針對硬件采集到的數據做了很多優化，計算復雜度降低了很多，“在手機的 CPU 上就能跑出友商需要在 ASIC 上才能達到的性能。”
“我們和幾家主要的手機廠商都有比較密切的溝通，在早期他們就找到我們，看我們是否能夠打破量產和成本的瓶頸。”
據介紹，目前光鑒科技團隊已完成模組樣機的研發并與客戶接觸，預計2018年第四季度可以投入量產。
光鑒科技于2018年4月在深圳成立，在上海、硅谷兩地設有產品研發中心，目前團隊共有15人，CEO朱力本科畢業于清華大學電子工程系，博士畢業于加州大學伯克利分校電氣工程與計算機專業，曾研發出世界上第一款人造柔性變色龍皮膚，實現了耦合效率世界第一的垂直光耦合器以及第一個1550nm波段柔性 VCSEL 芯片。
CTO汪博博士畢業于斯坦福大學電子系，曾在硅谷知名自動駕駛公司 Zoox Inc 擔任深度學習平臺負責人，負責自動駕駛感知系統機器學習模型的訓練與優化。核心成員擁有算法、電子、光學、機械等領域的專業背景。
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