3D視覺(jué)這股風(fēng)被蘋果徹底帶了起來(lái)，2017年，iPhoneX 的推出讓面部識(shí)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(tǒng)）集成了實(shí)現(xiàn) Face ID 功能的器件，采用了所收購(gòu)的 Primesense 公司的 VCSEL（垂直共振腔表面放射激光器）+ DOE（衍射光柵）結(jié)構(gòu)光技術(shù)方案。

但是，蘋果對(duì)其技術(shù)已進(jìn)行了全面的專利保護(hù)，并壟斷了全球絕大部分 VCSEL 供應(yīng)鏈產(chǎn)能，能進(jìn)行批量生產(chǎn)的公司屈指可數(shù)，無(wú)法滿足安卓手機(jī)的放量要求，且3D視覺(jué)模組成本高昂，只能用于高端旗艦機(jī)型，中端機(jī)型難以承受。

曾擔(dān)任蘋果深度攝像頭模組設(shè)計(jì)主管的朱力，看到這一痛點(diǎn)，決定從蘋果辭職并組建團(tuán)隊(duì)，于今年4月正式成立了光鑒科技并擔(dān)任CEO。

近期，朱力接受了雷鋒網(wǎng)的專訪，對(duì)目前行業(yè)形勢(shì)、公司的產(chǎn)品細(xì)節(jié)和核心競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行了詳細(xì)解答。

3D視覺(jué)成為新風(fēng)口，但成本高昂難以普及

3D視覺(jué)在2018年成為了計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域一大風(fēng)口，其市場(chǎng)前景也非常廣闊。

據(jù)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2020年全球智能手機(jī)端3D視覺(jué)硬件市場(chǎng)規(guī)模將到達(dá)99.25億美元，其中蘋果手機(jī)為31.48億美元，安卓手機(jī)為67.77億美元。

在智能手機(jī)領(lǐng)域，3D攝像模組擁有在iPhone之外的每年8000萬(wàn)臺(tái)高端手機(jī)以及超過(guò)4億臺(tái)中端手機(jī)的市場(chǎng)潛能，每年市場(chǎng)金額可達(dá)70億美元以上。

受蘋果影響，國(guó)內(nèi)的大廠都在探索3D視覺(jué)解決方案。

小米8探索版和 OPPO Find X 都搭載了3D結(jié)構(gòu)光人臉識(shí)別技術(shù)，小米8探索版使用了 Mantis Vision 的編碼結(jié)構(gòu)光方案，而 OPPO 應(yīng)用的是奧比中光提供的散斑結(jié)構(gòu)光方案。

談到對(duì)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(shù)路徑，可能在知識(shí)產(chǎn)權(quán)、成本和供應(yīng)鏈的方面受到挑戰(zhàn)。Mantis Vision 的編碼結(jié)構(gòu)光方案的成本相對(duì)較高，會(huì)考驗(yàn)安卓市場(chǎng)消費(fèi)者的承受能力?！?/p>

雷鋒網(wǎng)注：上圖：小米8探索版；下圖：OPPO Find X

蘋果在過(guò)去的五年多時(shí)間，收購(gòu)了五六家人臉識(shí)別公司，iPhone X 上的采用的是紅外結(jié)構(gòu)光/結(jié)構(gòu)光雙攝，搭載3D結(jié)構(gòu)光深度鏡頭，其原理是基于主動(dòng)發(fā)射特定紅外結(jié)構(gòu)光照射被檢測(cè)物體，從而獲取人像的3D圖像數(shù)據(jù)。

結(jié)構(gòu)光解鎖方案安全性較高，但是相應(yīng)的成本也較高。現(xiàn)在市面上出現(xiàn)的搭載人臉識(shí)別技術(shù)的手機(jī)多是應(yīng)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(shù)據(jù)在維度和質(zhì)量上都有了質(zhì)的提升，這能大幅改善大群體中的識(shí)別精度。

2013年11月，蘋果以3.6億美元收購(gòu)了3D視覺(jué)結(jié)構(gòu)光方案先驅(qū) PrimeSense，獲得了大量專利和技術(shù)。Primesense 的核心技術(shù)為 Light Coding 光編碼技術(shù)，屬于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的一種，是目前最具代表性的結(jié)構(gòu)光技術(shù)。

Primesense 采用基于 VCSEL（垂直共振腔表面放射激光器）+ DOE（衍射光柵）結(jié)構(gòu)光技術(shù)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(yīng)商。

但是，蘋果對(duì)其技術(shù)已進(jìn)行了全面的專利保護(hù)，并壟斷了全球絕大部分 VCSEL 供應(yīng)鏈產(chǎn)能。能進(jìn)行批量生產(chǎn)的 Lumentum、Finisar、AMS、ⅡⅥ 可以釋放的產(chǎn)能極其有限，無(wú)法滿足安卓手機(jī)的放量要求。并且3D視覺(jué)模組成本高昂，大約在20美金左右，除了旗艦機(jī)型，一般的中端機(jī)型難以承受。

此外，目前具有先進(jìn) DOE 設(shè)計(jì)與制造的公司也不多，全球范圍內(nèi)主要供應(yīng)商有德國(guó) CDA、法國(guó) Silios、德國(guó) Holoeye 等。

打破蘋果壟斷，為安卓陣營(yíng)提供全新的3D結(jié)構(gòu)光方案

以基于納米光子技術(shù)的原創(chuàng)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(chǎn)業(yè)鏈的壟斷，實(shí)現(xiàn)3D視覺(jué)技術(shù)在消費(fèi)電子、支付、安防以及智能制造等領(lǐng)域的應(yīng)用。

光鑒科技CEO朱力

“我們研發(fā)了新的技術(shù)方案，并且在美國(guó)和中國(guó)都申請(qǐng)了專利。蘋果的專利壁壘不會(huì)對(duì)我們?cè)斐捎绊憽Ｎ覀兊漠a(chǎn)品也不受限于蘋果的產(chǎn)業(yè)鏈。我們用的核心器件——邊發(fā)光激光器，僅在中國(guó)就有5家以上公司能量產(chǎn)?！?/p>

據(jù)朱力介紹，目前公司申請(qǐng)的是應(yīng)用層面的專利，因?yàn)閷＠暾?qǐng)之后有保密期，所以在保密期到之前不方便透露專利細(xì)節(jié)。

朱力曾任職蘋果公司，擔(dān)任深度攝像頭模組設(shè)計(jì)主管，主導(dǎo)了蘋果深度攝像頭模組的工程化落地。

“我們采用的技術(shù)路徑是一個(gè)完全創(chuàng)新的路徑，不受知識(shí)產(chǎn)權(quán)和供應(yīng)鏈的限制。和蘋果3D結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)了一款納米光學(xué)的芯片，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)光的功能，這個(gè)芯片全世界還沒(méi)有產(chǎn)業(yè)化。這些技術(shù)12、13年才開始出來(lái)，還不在蘋果的雷達(dá)范圍?！?/p>

“我們把整個(gè)方案的難點(diǎn)限制在芯片這一層上，芯片目前還需要在國(guó)外的晶圓廠來(lái)做，芯片以外的部分，比如激光器、光學(xué)原件都可以在國(guó)內(nèi)來(lái)做。”

概念圖來(lái)源：光鑒科技提供

為提高產(chǎn)品智能程度和降低成本，光鑒科技在產(chǎn)業(yè)鏈上與蘋果的方案進(jìn)行了系統(tǒng)性的對(duì)標(biāo)。

不同于目前市場(chǎng)上以蘋果公司主導(dǎo)的 VCSEL+DOE 結(jié)構(gòu)光方案，光鑒科技利用產(chǎn)能成熟度高的邊發(fā)光激光器 EEL 結(jié)合自主設(shè)計(jì)研發(fā)的微納光芯片構(gòu)建結(jié)構(gòu)光投射模組。

朱力對(duì)雷鋒網(wǎng)介紹，設(shè)計(jì)完成的模組具有以下幾方面突出的特點(diǎn)：

1）低功耗、低發(fā)熱：邊發(fā)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(fā)熱，使得長(zhǎng)時(shí)間需要打開 3D 攝像的應(yīng)用成為可能，突破模組開啟時(shí)間的限制。

2）核心器件產(chǎn)能成熟：邊激光發(fā)射器是產(chǎn)能成熟器件，不受 VCSEL 產(chǎn)能限制。同時(shí)避免了蘋果方案中的高精度要求準(zhǔn)直透鏡組。

3）可擴(kuò)展性：邊發(fā)光激光器能夠在更短的脈沖時(shí)間內(nèi)提供數(shù)倍于 VCSEL 的峰值功率，使模組提供至少兩倍于現(xiàn)今行業(yè)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(jìn)一步應(yīng)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(lái)的安全隱患，使得模組具有較高的安全特性，相應(yīng)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(jī)模組鏡頭從而大幅減小模組出光開口，有利于包括手機(jī)在內(nèi)的終端廠商進(jìn)一步縮小成品體積。

6）低成本：點(diǎn)陣模組通過(guò)對(duì)核心器件，包括光放射器、準(zhǔn)直透鏡組的優(yōu)化，結(jié)合由此來(lái)帶的工藝及配套算法方面的簡(jiǎn)化，大幅降低了集成方面的難度及成本。

“我們花了4、5個(gè)月把能夠做進(jìn)手機(jī)的3D攝像頭都做出來(lái)了。首先是因?yàn)槲覀冇玫募夹g(shù)都是學(xué)校的課題組經(jīng)過(guò)十幾年研究已經(jīng)成熟的技術(shù)，所以比較順利；其次，我參與過(guò)3D產(chǎn)品在手機(jī)的落地和大規(guī)模量產(chǎn)，所以對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)流程很熟悉，對(duì)行業(yè)也比較了解。”

“現(xiàn)在是一個(gè)好的時(shí)間點(diǎn)，蘋果把3D攝像頭平民化了。我們現(xiàn)在做的是3D視覺(jué)的基礎(chǔ)架構(gòu)，讓整個(gè)應(yīng)用足夠廣，成本足夠低，再往后我們會(huì)再往上層去做很多軟件的工作?！?/p>

在算法層面，據(jù)光鑒科技CTO汪博介紹，他們的算法針對(duì)硬件采集到的數(shù)據(jù)做了很多優(yōu)化，計(jì)算復(fù)雜度降低了很多，“在手機(jī)的 CPU 上就能跑出友商需要在 ASIC 上才能達(dá)到的性能?！?/p>

“我們和幾家主要的手機(jī)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(chǎn)和成本的瓶頸?！?/p>

據(jù)介紹，目前光鑒科技團(tuán)隊(duì)已完成模組樣機(jī)的研發(fā)并與客戶接觸，預(yù)計(jì)2018年第四季度可以投入量產(chǎn)。

光鑒科技于2018年4月在深圳成立，在上海、硅谷兩地設(shè)有產(chǎn)品研發(fā)中心，目前團(tuán)隊(duì)共有15人，CEO朱力本科畢業(yè)于清華大學(xué)電子工程系，博士畢業(yè)于加州大學(xué)伯克利分校電氣工程與計(jì)算機(jī)專業(yè)，曾研發(fā)出世界上第一款人造柔性變色龍皮膚，實(shí)現(xiàn)了耦合效率世界第一的垂直光耦合器以及第一個(gè)1550nm波段柔性 VCSEL 芯片。

CTO汪博博士畢業(yè)于斯坦福大學(xué)電子系，曾在硅谷知名自動(dòng)駕駛公司 Zoox Inc 擔(dān)任深度學(xué)習(xí)平臺(tái)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練與優(yōu)化。核心成員擁有算法、電子、光學(xué)、機(jī)械等領(lǐng)域的專業(yè)背景。

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