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光鉴科技想要把手机“齐刘海”做更小、更低功耗

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iPhone X推出基于结构光深度传感器的Face ID功能后,安卓手机阵营开始快速跟进,当前不少公司看重这一机遇,在研发可用于移动端的深度相机,投影部分多采用了与iPhoneX类似的“VCSEL+DOE”方案。但投影部分受制于VCSEL阵列等关键元器件的供应量问题,短期内在技术上准备好的情况下,或许仍然存在合格量产的放量问题,或成本高企不下。

我们近期接触的光鉴科技,则在技术上另辟蹊径,采用市面上成熟的元器件,结合自有专利的光学技术,打造移动端深度相机,实现低成本、更小尺寸、更低功耗、更容易大批量产受上游供应的限制小,将于近期推出面向手机市场的样品。

光鉴科技想要把手机“齐刘海”做更小、更低功耗

iPhone X的齐刘海很多人已不陌生, iPhone X的3D深度相机采用的是结构光技术,在传统摄像头基础上增加红外光源、光学组件、红外传感器等器件。红外光源则是其中最为关键的部分之一。

苹果使用了VCSEL(垂直腔面发射激光器)阵列作为红外光源,每一颗VCSEL阵列芯片由三百多个激光器不规则排布组成,发出特定波长的近红外光束,经过Beam Shaper(光束整形器)形成横截面积较大的、均匀的准直光束,再经过DOE衍射光学元件形成特定的光学图案,在目标物体上打出3万多个特征点,依此推算出深度信息。

团队分析,苹果之所以依然选择“VCSEL+DOE”方案主要是因为历史原因,其在2013年时就收购了PrimeSence,沿袭了PrimeSense基于DOE的结构光技术方案。苹果在解决供应链产能问题上的巨大资金投入的能力以及全面的专利保护,对于安卓阵营真正长期普及使用这套方案造成很难绕开的障碍。

这一结构在非移动端产品上已有不少应用,但将几百个激光器放到一个手机芯片上,且保证所有激光器有良好的一致性,且任意一个激光器都不出问题,难度则大幅提升,因此适用于移动端且可以量产的VCSEL供应商则寥寥无几。2017年第三季度时仅有Lumentum一家,早期拿到苹果3.9亿美元投资的Finisar也一度陷入量产难题。

在苹果垄断了全球绝大部分VCSEL供应链产能的情况下,2018年市面上Lumentum、Finisar、ams、II-VI可以释放的产能依然有限,这意味着基本无法满足安卓手机阵营的全面放量需求,其成本的居高不下也意味着除了旗舰机型,一般的中端机型将难以承受。Qualcomm(高通)和Himax Technologies(奇景光电)合作的3D深度相机方案量产也基本在2018年第一季度后。

曾在加州大学伯克利分校研究纳米光学技术的光鉴科技创始团队,看重这一机会,确定了采用市面上成熟的元器件,结合自有专利技术,开始打造另一套移动端深度相机的方案。

团队测算,使用这一技术方案,不仅可以解决量产受制上游产能的问题,且可以用iPhone“齐刘海”一半的投射出口尺寸稳定打出5万-7万个点,实现2倍的精度(团队表示,实际产品系列里已经能够做到打出16万个点,数倍领先于iPhone X的精度),同时可以做到成本大幅降低;而如果VCSEL+DOE方案要跟进这个指标,意味着要继续增加VCSEL阵列的激光器数量,这对于激光器供应商是难度非常高的提升要求。另外,这一方案绕开了“VCSEL+DOE”方案潜在的专利授权问题,潜在客户未来不会有专利方面的风险。

这套采用成熟元器件加纳米光学的技术方案,来自于团队在加州大学伯克利分校时的研究以及实践。但因为涉及到商业机密,暂未透露详细细节。创始人朱力告诉36氪,这一技术此前已在其他产品中得到验证,但此前未应用于移动端;目前团队已经在中美两地申请了专利,熟悉这一方案的成员基本都已加入光鉴科技。

光鉴科技的核心创始团队均为清华大学电子工程系本科、加州大学伯克利大学博士背景的几位好友兼校友组成,其中包括了解深度相机以及VCSEL等激光器芯片的产业经验的资深人士。现阶段,光鉴科技组建了10人左右的团队,研发为主。除了创始团队外,已经有算法、电子、光学、机械等多领域业界经验丰富的初创团队组建完成,每一个成员在本职工作上都有着十几年以上的工作经验。公司同时拥有自己的顾问科学家团队,包括美国工程院院士、加州大学伯克利分校工程院副院长、以及清华大学电子工程系系主任。

目前团队已经完成样机的研发。朱力表示,其使用的元器件供应商基本都位于国内,比如所使用的激光器目前国内多家公司的产能可以达到每月百万片量级。

手机产业对产品的可靠性、可量产性都有很高的要求,这意味着获得首个客户并与其合作进行落地的过程可能并不容易,尤其是在苹果已经验证了“VCSEL+DOE”方案可能性的情况下。团队表示,目前团队已在与手机厂商接触,团队此前在知名消费电子产品公司负责类似产品的经验,有助于获得来自手机厂商的合作意向,若达成Design In合作有望在半年到9个月时间内完成模组的量产。

长远来看,光鉴科技的方案还会面临与“VCSEL+DOE”方案的竞争问题。团队分析,目前受制于VCSEL产能问题,团队若能及时完成研发和量产则有可能把握住时间窗口;后期因为成本更低,屏幕开口更小,使得手机厂商可以将3D深度相机适用于中端机型;同时可以帮助手机厂商避免在海外市场的专利问题。

光鉴科技成立之初即获得北极光创投天使轮投资,公司寻求在算法、电子、光学方面的中高端技术人才以及手机产业链人才加入。

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