
自10月27日iPhone X開始預售之后,5小時內預訂數量就達到550萬臺,在近期的黑五周末期間更是賣出了600萬部,產品銷售大超市場預期。
羅森布拉特證券公司分析顯示,目前iPhone X產量已有明顯提升,iPhone X需求很強勁。分析師預計iPhone X每周產量已達到300萬部,12月份會增加到400萬部。這組數據表明,iPhone X銷售情況并非像大家想象那么疲軟,那些通過各種手段解鎖面部識別的黑段子,更像是iPhone X的營銷手段。
與以往蘋果手機產品相比,iPhone X最大的變化是引入了3D人臉識別技術,且該技術是目前其他手機廠商難以做到并企及的。iPhone新品系列之所以引入3D傳感器,目的有兩個:第一,創造手機全新新體驗,不用人體接觸即可實現解鎖等功能,面部識別以后甚至可以拓展到用人體其他部位識別包括解鎖在內的更多功能;第二,對于蘋果硬件產品的未來而言,人臉識別只是基礎應用,增強現實(AR)才是其未來主要布局。
根據近期彭博社發布的報告顯示,蘋果擬建新系統是從設備發射的激光并測量反射回程,以建立深度圖所花費的時間來進行運作。類似的深度信息可以通過使用雙攝像頭(蘋果目前已經在使用)來獲取,并通過內置于iPhone X前端凹槽內的基于紅外線的FaceID系統來獲取。蘋果新系統可能正在開發中,將會有更精確更強大的拍攝效果。目前,蘋果正在為2019年iPhone后置新型3D傳感器,該手機將用于改進公司正在開發的增強現實(AR)應用和服務。
VCSEL激光器將替代LED紅外,成為3D激光傳感技術主流
iPhone的3D人臉識別系統采用了激光光源,隨著iPhone X的熱銷,3D激光傳感技術因此而火。在2017年第十九屆光電博覽會上可見一斑,光通信,激光與紅外傳感的相關論壇出現了一票難求的火爆場面。
那么,激光與3D傳感技術有什么內在聯系呢?在介紹下面的內容之前,先給大家普及一下兩個基礎概念:3D激光傳感技術與VCSEL激光器。
3D激光傳感技術是面部識別的核心,3D激光掃描(3D傳感)背后的想法,是創建一種非接觸、非破壞性技術來數字化捕捉物理對象的形狀。在面部識別中,它將創建一個定義人臉外觀的數字矩陣。舉個例子,它可以使你的手機更精確地記錄你的下巴,這要比從照片上識別精確得多。而且皮膚的紋理與胡子的長短也可以被捕獲到。當然也包括那些組成額頭、臉頰以及其它臉部部分的獨特形狀。
蘋果的3D激光掃描使用的是VCSEL激光器。VCSEL全名為垂直共振腔表面放射激光(Vertical Cavity Surface Emitting Laser, VCSEL),簡稱面射型激光,是光纖通訊所采用的光源之一。有別于LED(發光二極管)和LD(Laser Diode,激光二極管)等其他光源,VCSEL光源可調變頻率就達數Giga Hz,傳輸速率自然也有Giga bps等級。這里你可以簡單理解為,VCSEL比LED更高效,下面會作詳細講解。
iPhone的人臉識別技術,為什么要用VCSEL激光器?
對于這個問題,還要從3D攝像頭說起。3D攝像頭是在傳統攝像頭基礎上,引入基于飛行時間測距ToF(Time of Flight)或SL(Structural Light)結構光的3D傳感技術。目前,這兩種主流3D傳感技術均為主動感知,因此3D攝像頭產業鏈與傳統攝像頭產業鏈相比主要新增加“紅外光源+光學組件+紅外傳感器”等部分。
其中,最關鍵的部分就是紅外光源,主動感知的3D攝像頭技術通常使用紅外光來檢測目標。早期,3D傳感系統一般都使用LED作為紅外光源。但隨著VCSEL技術的成熟,性價比已經接近紅外LED,因此VCSEL激光成為3D傳感首選。
在技術方面,LED存在一些缺點,由于LED不具有諧振腔,導致光束更加發散,在耦合性方面很差。相對而言,VCSEL在精確度、小型化、低功耗、可靠性等方面有很強的優勢,可以算是LED的完美替代光源。因此,現在常見的3D攝像頭系統一般都采用VCSEL作為紅外光源,VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)技術也就跟著水漲船高。
如果這樣說你還沒懂,可以簡單的理解為,在3D傳感技術中使用面射型激光,比使用LED紅外線光源更穩定、準確與可靠。當然,更重要的一點是隨著VCSEL技術的成熟價格已經降下來,可以取代紅外LED了。
手機等終端的3D傳感應用,推動VCSEL激光器件未來大市場
據彭博社最新消息報道,蘋果正在考慮為公司的3D感應系統尋求供應商。雖然還未確定會將該技術將會用在2019年的iPhone上,但從其AR布局及人臉識別技術來看,肯定會在手機上繼續植入VCSEL激光器件,因為運行iPhone X前端FaceID功能的TrueDepth傳感器將會沿用。目前,產業鏈消息也已證實,蘋果公司正努力為其手機后配3D傳感器,以便在設備的兩面都提供3D感知功能。
隨著iPhone率先啟用3D傳感技術,以及谷歌也將類似技術雙像素運用到最新的Pixel 2中,華為、OPPO、VIVO、三星等高端機型也會快速響應與普及。這意味著,每年全球將會有10多億部智能手機或會搭載該3D傳感技術。如果每部手機嵌入2-3顆VCSEL激光器件,就是20-30億顆的市場規模。目前,全球VCSEL的總收入已接近8億美元,預計到2020年該值會增長到21億美元。
目前應用VCSEL激光技術的兩大領域,分別是光通信與即將爆發的3D傳感領域。可以預見,未來VCSEL激光器量產供應鏈形成之后,將帶動產品價格的全面平民化,包括AR智能眼鏡、智能駕駛的激光雷達等在內的一系列產品的顛覆式應用,將徹底從概念化小眾市場得到快速普及。
iPhone X熱銷,帶動了人們對3D人臉識別的認知,同樣也將人們目光引向了3D傳感技術。關注行業的機構,則將目光瞄向了VCSEL激光。目前來說,具備VCSEL技術的產業鏈廠商主要集中在臺灣地區及國外,中國大陸地區尚無已出成品的商家,更多的是在試驗與技術攻關階段。總體上,如果在這一領域美國處于大學程度,臺灣則已進入高中階段,大陸廠家則還屬于小學階段。
但隨著市場的逐步成熟,iPhone等消費點在產品對于VCSEL激光的大量應用,以及即將到來的5G時代對于寬帶基礎建設的更高需求,VCSEL激光將會大量普及,蘋果將再次引領一個千億級市場。