安卓步入“ 全面屏 时期”成了预料之外的应战 智能手机等方面应用

 

2017年9月13日,在乔布斯剧院,智能手机的屏幕第一次去掉了“下巴”,剪了个“ 刘海 ”出来。 

而就在这个如今看起来略宽的刘海里,3D 构造光 技术被带到了手机上,第一次走进了普通消费者的视野中。 

短短几个月后,在中国,许多3D视觉创企借着这波热潮开端生根发芽,从芯片到算法,发起了对苹果的应战。 

在它们之中,有一家特立独行的企业,没有模拟苹果,以至在今年的上海MWC大会上,他们只用一个器件就完成了3D构造光技术,并且精度几倍于苹果。 

MWC上海展上光鉴科技与中兴结合推出的屏下3D构造光计划样机 

近日智东西与光鉴科技开创人兼CEO朱力博士停止了深化交流,这家不到三岁的创企,如何打破苹果的重重专利封锁,生长为3D视觉范畴估值超10亿钱的创企?中国自主3D视觉技术的开展,能否到了在消费电子范畴落地的关键节点? 

一、绕开苹果要处理一道难题:如何把一束光变成一万束光? 

 

其实3D构造光技术在手机中应用, 人脸辨认 解锁只是一小局部,3D构造光更多的是让手机设备“看懂”用户。过去的指纹辨认只能让手机认识你,但不能看懂你。 

得益于3D构造光技术,手机能够看懂人的表情、从而开展建模、感知类应用,苹果的Animoji就是一个很好的例子。 

因而,关于3D构造光技术的探究并不是简单的为了人脸解锁,而是为了后续各种延申应用开展提供一个根底技术。 

从3D视觉原理来看,不管是构造光还是 ToF ,都需求激光发射器和红外拍摄摄像头两大模块,也就是发射端和接纳端。 

iPhone由于在发射端同时采用了点阵投射器和泛光感应两种器件,提升3D和红外拍摄才能,因而器件会相对多一些,就构成了比拟宽的刘海。 

苹果3D构造光器件构成 

由于3D构造光需求具有几万个激光点的散斑图像,因而就需求可以发射出几万条激光的器件,简单的把几万个 激光器 放在一同,功耗和本钱都会是天文数字。 

因而为了运用更少的激光器,大家最先想到的就是高中物理用到的学问“衍射”,光线经过衍射就能够被分出多条,因而苹果就采用了DOE衍射光栅把光线均分。 

不过一条光可以均分的数量是有限的,因而还是需求几百个激光器集成在一同,才干构成可以投射上万条光线的器件,而VCSEL作为一种垂直激光发射器,就成为了独一能够完成的方式。 

不同规格VCSEL激光发射器大致形态 

苹果的“VCSEL+DOE”3D构造光计划,也就成为了挡在国产手机厂商面前的一座大山。 

为理解决这个问题,光鉴科技的中心打破点,就是经过新的计划,把一束光,直接分红几万束光,这样激光发射器就会简单很多。 

同时他们把点阵和泛光发射器件整合在一同,经过芯片控制来做光线投射的切换,把整个系统简化了很多,而这个系统的关键构成,就是光鉴科技的中心技术之一,WFP 纳米 光子芯片。 

WFP纳米光子芯片对光线的控制原理 

由于这种计划只需求一束光就能够分红几万束光,因而就只需求一个激光发射器,EEL边光发射器是一种十分成熟的激光发射器,也是光鉴科技所用的一种。据理解,EEL在本钱、工艺方面都比拟成熟,国内很多企业都曾经能够做了。 

据理解,3D构造光辨认精度通常用散斑数量来权衡,苹果普通在3万个左右,而光鉴科技的计划能够做到苹果的3到5倍。 

有了WFP纳米 光子芯片 作为根底,光鉴科技还推出了应用ToF技术的处理计划,由于3D构造光和ToF两条道路都需求发射和接纳两个器件,而两者的发射器是非常类似的。 

朱力说,其实3D构造光和ToF是两种十分互补的计划,构造光在近间隔的高精度特性能够用于人脸辨认,但其误差会随着间隔增长呈现平方式的增加。 

ToF的误差随间隔变化则是线性的,因而中间隔的丈量,比方 。 

这两种计划的互补,能够让他们的处理计划适用更多的应用场景。 

二、安卓步入“ 全面屏 时期”成了预料之外的应战 

 

在理解了光鉴科技3D构造光技术的原理后,一个问题不由浮上心头:既然理论行得通,为什么直到如今还没有采用这类计划的智能手机落地呢? 

面对这个问题,朱力也很慨叹,他说,“其实是行业给我们的命题变了。” 

安卓智能手机在2018年之前的开展,很多方面应该说是在不时跟随苹果的脚步,一旦苹果推出了什么新的技术、功用,安卓也会在两年左右的时间里逐步跟进,不论怎样,一定会先“做个样子出来”。 

因而当时朱力和团队就判别2019年到2020年,安卓智能手机也会在3D构造光范畴迎来一波小的迸发。 

但显然,方案赶不上变化。 

安卓智能手机的开展逐步摆脱了跟随的脚步,而三星、 华为 、小米、OPPO、vivo等巨头厂商的头部效应越来越明显,安卓大厂越来越强调本人的品牌和技术优势,因而开端注重与苹果的“不同”,以至在屏幕、充电等范畴逐步超越苹果。 

全面屏时期的到来就成为了他们团队遇到的十分大的应战。“我们不光要做到构造光,而且还要做到屏幕下面才行,命题其实就变了”,朱力说道。 

在2019年后的安卓手机市场中,大刘海曾经逐步成为过去式,打孔屏以至屏下摄像头成为了将来趋向。 

朱力坦言,屏幕的增加会让光线损失70%左右,会直接招致传感器的信噪比降低了3-4倍,影响十分明显。为此,他们又潜下心来,花了将近两年的时间,开发了更成熟的屏下3D构造光计划。 

首先,他们将激光发射 模组 从电到光的整体转换效率提升到40%以上,而传统的VSCEL计划仅有20%左右。 

同时由于采用EEL边光发射器,他们能够经过减短脉冲、提升功率来完成更强的光线亮度,据称每个脉冲上的亮度曾经是VSCEL计划的4倍以上。 

EEL边光发射器大致构造 

这一来一回,屏幕带来的损耗就根本被拉平了。 

朱力慨叹说,这里面的应战是十分大的,由于原来我们只需求做好本人就行了,但如今屏幕面板厂商也要参与进来,一同配合。 

“特别是OLED屏幕自身的迭代和修正都需求十分大的投入,并且牵涉到屏幕,就是长周期的事情,同时也需求终端厂商的共同配合。” 

不过目前光鉴科技曾经处理了屏下3D构造光计划在技术上、工程方面的问题,根本上曾经是“待用”状态,接下来他们要做的就是配合终端厂商停止落地。 

至于落地过程中大家十分关怀的产能问题,朱力提到了很有意义的一点,就是他十分信服“中国速度”。他说中国厂商有一大特性,就是只需资金到位,他们扩产能的速度是十分快的。“从1条产线到100条产线,可能只需2个月就能完成。” 

因而他们曾经把消费自动化相关技术都准备好了,应对几十万部的产量曾经没有问题。 

在供给链方面,朱力提到了十分让我不测的一点,就是在2020年夏天,光鉴科技的屏下3D构造光计划,曾经完成了一切元器件的国产化,他特别说道,“连胶水都是Made in China”。 

在芯片方面,光鉴科技的WFP纳米光子芯片运用的工艺与我们传统认知中IC芯片所运用的工艺有所不同,目前国内的压印工艺也能够消费,并且需求的制程工艺并不会很高,大约在250nm左右。 

前几年VR、AR范畴的火爆带动了这类芯片产业的开展,国内在该范畴也具有自主消费的才能。 

至于在手机端落空中临的应战,朱力以为更多还是来自于商务方面,由于如今手机终端厂商都很集中,因而话语权也十分大,在协作中也普通起着主导作用。 

目前他们也在积极地跟终端厂商肯定产品节拍,并且对现有计划停止打磨。朱力说,光鉴需求跟终端厂商一同去定义他们的产品要接触哪个市场段的用户,如何把它打形成一个热卖的产品。 

三、做一家特立独行的企业很难,做创新更难 

 

关于本人在产业中的定位,朱力以为光鉴科技是一家特立独行的企业。 

在他看来,如今“友商们”都在基于苹果计划和技术来做产业化,固然中国公司的行动速度值得肯定,但大家的计划都是模拟来的,由于背后的原理是相同,因而计划之间差别并不大。这也就形成了“内卷”的现象发作。 

朱力以为,其真实科技行业,中心还是要做技术创新,做他人做不了的事,这样你才干取得应有的价值,控制足够的资源和议价才能,这样也会推进技术不时地向前迭代开展,构成良性循环。 

不过说到这里,朱力也慨叹道,“做新技术,说起来容易,但真到了创新的时分,真的好难。”假如说模拟是从70分做到85分,那么创新就是从0做到90分以至是100分,早期的研发和投入都十分艰苦。 

从光学系统技术到算法技术,光鉴科技这两年在研发范畴投入很大,经过这两三年的波折,他们的测试指标、精度、效果都曾经做到整个行业内的顶尖程度。 

朱力透露,他们目前曾经在与国内两个最大的支付平台协作,提供刷脸支付计划的晋级,谈及这方面的业务时,他提到了很重要的一点。 

他以为3D人脸数据的平安性远比以往的密码平安要重要,由于3D人脸数据是一个永远无法改动的密码,因而一旦丧失或被盗,会十分棘手。 

为了进步平安性,他们做了算法层面和硬件层面的加密,即便数据被盗取,也无法被破解。 

另外朱力还特别提到了物流范畴的应用,比方包裹尺寸的丈量,过去还要人用尺子量一下,如今都曾经用深度相机拍摄取代了,而他们深度相机模组仅有一条口香糖那么大。 

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