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中国独自の3D視覚技術が大きく進展する

「顔認証によるロック解除」、「顔パス決済」等の新しい業態が広まるにつれて、「3D+コンシューマー向けインテリジェント端末」の組合せで大きな市場が開拓されるようになる。しかし、3D認識を行う構造化光の技術は長い間、外国に独占されており、特に、コアデバイスであるVCSEL(垂直共振器型面発光レーザー)のコストが高額なことから、この3Dの手法を製品に採用しているアンドロイド端末メーカーはほとんどない。
アップル社のカメラモジュールの設計責任者を担当したことのある朱力氏が好機を捉えて今年4月に光鑑科技公司(科技公司=科学技術会社)を設立し、先日、独自に開発した世界初のナノ光チップによる新手法を発表した。これはVCSELの代わりにEEL(端面発光レーザー)を用いることができ、目に対する安全性がより高く、生産能力がより優れており、コストも大幅に低減されるという。この手法はコンシューマー向け端末における中国の3D視覚技術の普及に貢献し、人工知能時代において主導権を取る見込みがある。
3Dカメラは、2Dカメラと比べると、被写界深度の立体情報を得ることができ、精度レベルが0.1mmにもなり、平面の写真を容易に見破ることができるだけでなく、生体認証の正確度がより高くなる。
朱力氏の考えでは、3D視覚の価値は「顔認証によるロック解除」の実現にとどまらず、人工知能を実現する大前提であることにあり、AI活用のより広い空間が切り開らかれる。運転支援であるか、様々な仮想現実技術、拡張現実技術の活用であるかにかかわらず、これらの先端的な概念の着地点は全て情報インタラクションという基礎に確立される。発展中のAI産業にとって、3D視覚は、機器により良く世界を「見せる」ようにサポートするものである。
ここ数年、アップル社は3D構造化光の研究開発に巨額の投資をして、「VCSEL+二段式DOE+コリメーティングレンズセット」(DOE:回折光学素子)の手法を作り出している。現在、世界でも数社しかVCSELを製造することができず、生産能力に限りがある。しかしながら、出荷量がアップルの数倍にもなるアンドロイド陣営は、技術的障害と高額なコストのために3Dカメラモジュールの導入が難しい。
このような背景において、異なった原理に基づく朱力グループの「EEL+ナノ光エンジン」の手法はより一層貴重である。安全性については、光鑑社の手法の方がレーザーの目に対する安全性が高く、経済的には、光鑑社の手法のコストはアップル社の手法に対して3分の2以上低減されており、毎年10億台を超えるモバイル機器の業界の潜在力を活性化させる見込みがある。また、国内技術の使用はデータ保護に有益であり、中国企業によるアルゴリズムの完成とビッグデータの収集に寄与するものであり、国の情報セキュリティと先端技術の発展にとって重要な意義がある。
3Dカメラの市場規模が2015年の12.5億ドルから2021年には78.9億ドルに増加すると或る研究機関が予測している。これは産業連鎖の上流にある中国国内のオプトエレクトロニクス産業に「EEL+ナノ光エンジン」の手法が広まるであろうことを意味している。
朱力氏の説明によると、VCSELに比べて、EELは生産能力が十分優れたレーザーであり、国内には量産可能な企業が複数ある。したがって、EELに基づく3Dカメラモジュールの量産となれば、国内の巨大な新市場には、オプトエレクトロニクスチップ産業全体を動かして、ローエンドの生産能力が過剰だという既存の問題を緩和することができるだけでなく、これらのレーザー関連企業の発展を促進し、中国のオプトエレクトロニクス業界の国際競争力を引き上げる見込みがある。
現在、朱力グループはナノフォトニックチップのテープアウトに成功し、プロトタイプのdemoと携帯電話の3Dモジュールとの適応テストを完了している。計画によると、光鑑社の3Dカメラモジュールは2019年上半期中に最初の携帯電話に搭載され、2019年下半期中に一部のブランドの主力モデルに搭載され、数千万台のレベルに達すると見込まれ、2020年には出荷量が1.5億台以上になると推測される。(王軼辰)

2018-12-24

我国自主3D视觉技术获重大突破

摘要:随着“刷脸解锁”“刷脸支付”等新业态走进大众视野,“3D+消费级智能终端”的组合将撬动巨大市场。
随着“刷脸解锁”“刷脸支付”等新业态走进大众视野,“3D+消费级智能终端”的组合将撬动巨大市场。但实现3D识别的结构光技术长期被国外垄断,特别是核心元件VCSEL激光器成本高昂,导致在产品中采用该3D方案的安卓厂商寥寥无几。
曾担任苹果公司摄像头模组设计主管的朱力瞄准机会,于今年4月成立了光鉴科技公司,并于日前宣布,自主研发的全球首款纳米光芯片所提供的新方案可使用EEL激光器替代VCSEL,人眼安全性更高,且产能更成熟、成本亦大幅下降。该方案有望助力我国在消费级终端普及3D视觉技术,在人工智能时代占据先机。
与2D摄像头相比,3D摄像头能获取景深立体信息,精度级别可达0.1毫米,不仅可以轻易识破平面照片,并有更高的生物识别准确率。
朱力认为,3D视觉的意义不止在于实现“刷脸解锁”,而是实现人工智能的大前提,将打开更加广阔的AI应用空间。无论是辅助驾驶,还是各种虚拟现实、增强现实技术的应用,这些前沿概念的落地都建立在信息交互基础上。对正处于发展中的AI产业来说,3D视觉将帮助机器更好地“看”世界。
近几年,苹果公司投入巨资研发3D结构光,形成“VCSEL+双层DOE+准直透镜组”方案。目前,全球仅几家公司能生产VCSEL激光器,产能有限。而数倍于苹果出货量的安卓机阵营因技术壁垒与高昂成本,很难引入3D摄像头模组。
在此背景下,朱力团队基于不同原理的“EEL+纳米光引擎”方案更显珍贵:从安全性来说,光鉴方案中的激光器人眼安全性更高;从经济性来说,光鉴方案成本比苹果方案降低三分之二以上,有望激活每年超过10亿台移动设备的行业潜力。此外,使用国产化技术有利于数据保护,有助于国内企业完善算法、采集大数据,对国家信息安全以及前沿技术发展具有重要意义。
有研究机构预测,3D摄像头市场规模将从2015年的12.5亿美元增长到2021年的78.9亿美元。这意味着,“EEL+纳米光引擎”方案的“春风”将吹向产业链上游的国内光电子产业。
朱力介绍,与VCSEL相比,EEL是一款产能十分成熟的激光器,国内有多家公司能够实现量产。因此,一旦基于EEL的3D摄像头模组落地量产,国内巨大的新市场有望带动整个光电子芯片产业,不仅可以缓解现有低端产能过剩问题,还将助推这些激光器公司升级发展,不断提升我国光电子行业的国际竞争力。
目前,朱力团队的纳米光子芯片已经成功流片,并完成原型机demo和手机3D模组适配测试。按照计划,光鉴科技的3D摄像头模组有望在2019年上半年进入第一款手机中,在2019年下半年进入部分品牌旗舰机型,达到千万量级,并预计在2020年出货量达到1.5亿台以上。(作者:王轶辰)

2018-12-24

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