驭光科技：微纳光学赋能3D视觉，做光学世界的驾驭者
2019-08-12 08:58:13 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
麦姆斯咨询：作为国际一流的微纳光学整体解决方案的提供商，驭光科技打破国外垄断的壁垒，成功将DOE导入国内知名手机厂商的旗舰手机，并成为其独家供应商。
微访谈：驭光科技研发总监、天津驭光科技总经理朱庆峰
采访背景：北京驭光科技发展有限公司（以下简称“驭光科技”）是一家致力于先进微纳光学的设计、制造及应用，为客户提供完整的3D视觉解决方案的高科技企业。驭光科技拥有国际一流的研发团队和成熟的生产工艺，开发了具有独立自主知识产权的世界领先的光学设计软件，针对激光器和LED的光学应用提供标准或定制的微纳光学元件（DOE、ROE），广泛用于智能3D传感识别、机器视觉、三维计算机视觉、AR/VR（增强现实和虚拟现实）、安防监控、车载辅助系统等众多领域。
作为国际一流的微纳光学整体解决方案的提供商，驭光科技打破国外垄断的壁垒，成功将DOE导入国内知名手机厂商的旗舰手机，并成为其独家供应商。今年9月3日在上海举办的『第二十六届“微言大义”系列活动：3D视觉技术与应用（消费领域）』和9月5日在深圳举办的『第二十七届“微言大义”研讨会：机器视觉及工业检测』，驭光科技下属四家全资子公司之一——天津驭光科技的总经理朱庆峰先生受邀将参会发表演讲，为观众剖析DOE及其模组在消费领域和工业领域的3D视觉应用方案及优势。在此之前，麦姆斯咨询采访了朱庆峰先生，畅谈了DOE相关技术和行业发展趋势！
驭光科技研发总监、天津驭光科技总经理朱庆峰
麦姆斯咨询：朱总您好，非常感谢您接受麦姆斯咨询的采访！首先请您向大家介绍驭光科技的名称由来、发展历程、集团架构和主要业务，谢谢！
朱庆峰：感谢麦姆斯咨询举办的“微言大义”研讨会！去年的会议我也参加并发言，一年过去，3D视觉行业和驭光科技又都有了很大进步，期待九月和大家研讨。
“驭光”的名字，顾名思义，我们的核心科技就是以半导体工艺做精密光学制造，驾驭光是我们的老本行。驭光科技正式成立于2016年，2017年完成了建厂和产品量产，2018年就进入手机供应链并成为国内首家三维传感核心元件供应商。今年随着客户产品发布，我们在手机ToF元件以及多领域的三维视觉方案会逐渐被大家了解。我们是深度to B（编者注：面向企业端）的技术供应商，不泄密、不抢客户风头，大家会慢慢了解。
北京驭光科技是母公司，下属有4家全资子公司：嘉兴驭光科技、杭州驭光科技、天津驭光科技、合肥三维光联，主要业务包括光学元器件设计、生产和三维视觉应用方案。我负责天津驭光科技和合肥三维光联，这两家子公司专注于做投射模组、光学模块和三维视觉系统。
驭光科技Logo
麦姆斯咨询：据我们了解，驭光科技的核心团队由一支纯清华大学背景的理工男组成。您能谈谈是什么让你们结缘共事？你们创业过程中，有什么令人印象深刻的故事希望与大家分享吗？
朱庆峰：我们团队都是清华师兄弟：3个95级精密仪器系，3个98级电子系，1个98级精密仪器系，都是光学相关专业。当年毕业后我们去了国内外的集成电路、光学、电子等不同行业顶尖企业工作了十几年。创始人田克汉博士于2016年以国家“千人计划”专家的身份回国，创立驭光科技，技术、市场、资本这些创业要素都具备。我们这几个师兄弟可以各展所长，有机会做世界领先的产品，引领微纳光学和三维传感。这个使命感和成就感很吸引我们这帮清华校友，所以当时大家就都从国外回来，从名企高管的位置裸辞，在奔四的年纪开始创业，还是很有魄力的。不过，我们几个的家人要舍弃安逸的国外生活，带娃回国来，牺牲还是很大的，要做成事才跟家里有交待。还好，驭光科技的创立，具备了天时地利人和，这几年发展还算很顺利。创业其实像打怪升级，总有艰难的时候，每年上台阶就意味着每年都要迎难而上、变不可能为可能。比如，我们去年以奇迹般的效率在年内就进入了手机供应链名单，短时间完成方案夺标、产线升级、验厂、产能爬坡、良率提升、搭载手机旗舰机型量产上市。
麦姆斯咨询：驭光科技作为一家拥有微纳光学元件（如DOE）、投射模组、深度算法，到视觉系统的完整设计和生产能力的创新企业。您认为驭光科技的创新点是什么？又掌握了哪些核心技术？由创新点和核心技术带来的企业竞争优势有哪些？
朱庆峰：驭光科技的核心技术是微纳光学的设计和基于半导体技术的精密加工工艺。这是个新兴的工程领域，元件设计和制造等各个环节都有难点，EDA软件、设计和工艺能力的结合，Design for Manufacturable（编者注：可制造性设计），晶圆代工厂的制造工艺参数，纳米压印大规模量产的各种know-how（编者注：专业知识），这些核心技术的壁垒是很高的，而且需要不断改进和精进。我们可以设计和生产结构光方案的dot Projector（点阵投影器），ToF方案的diffusor（扩散片），AR（增强现实）设备的衍射光波导镜片。随着应用前景的需要，将来也会研发用来操纵激光雷达（LiDAR）光束的超表面、光计算芯片等，这是要在技术上、工艺上不断创新的纵轴。
驭光科技掌握的自主核心技术展示
我们采用“一横一纵”模式为客户提供整体解决方案，横轴是应用创新。其实各行业客户一直需要可量产的高效高价值的3D视觉应用方案，了解到手机用上了3D视觉的新技术，更加希望有解决行业问题的应用落地。绝大多数客户需要的不止是元件，而是整个3D视觉系统。不同行业客户的应用场景差别非常大，工作距离从几厘米到几百米，FOV（视场角）从几度到120度，精度要求从微米到厘米，等等。绝大部分需求不是市面上已有的体感游戏方案或者进口工业3D扫描方案能解决的，需要的是高效的新方案，需要投射、摄像、算法的定制、选型、集成、生产。投射端的方案创新和设计生产，目前只有驭光科技能做；深度图算法和摄像选型与投射密切相关，驭光科技可以把深度图算法开源给客户，并选择合适的芯片，形成创新的3D视觉方案。驭光科技与产业链上下游的光源、模组、电路、芯片、应用、算法等环节的很多家伙伴公司开放合作，协作共赢，一起赋能3D视觉，以应用创新快速推动新市场，做大3D视觉产业“蛋糕”。
驭光科技采用“一横一纵”模式为客户提供整体解决方案
麦姆斯咨询：3D视觉是人工智能之眼，赋能各行各业。驭光科技看好哪些行业或领域，并进行了深度布局。
朱庆峰：3D视觉落地各行业，需要客户需求驱动，并且只有可量产的高效高价值的方案才会得到市场欢迎和快速普及。我们和客户充分沟通，分析新技术方案能否解决客户的痛点，能创造多少价值和竞争优势，以及需要投入的研发周期和成本，这样客户可以酌情做项目规划。目前各个行业不同领域都有需求，但不同行业的产品迭代周期差别比较大，新技术新方案创造的价值也不同。驭光科技目前已经在消费电子、工业、安防、车载推出了不同产品线。
驭光科技产品所在应用领域布局
因为苹果手机Face ID的出现，三维人脸识别的市场热度已经起来了，是今年的热门领域。特别是刷脸支付，由支付巨头（阿里、腾讯、银联）的战略布局和博弈驱动，又有央行的标准规范加持，今年就会开始大规模普及。刷脸支付有望达成社会民众对新技术安全性和便捷性的普遍认知，进而带动智能门锁、安防门禁市场。目前市面上的刷脸支付设备基于体感游戏摄像头方案，客户反映USB连接不稳定、分辨率低、体积大、成本高，不适合大批量铺货。驭光科技按客户需求，注重成本和可量产性，和ODM（原始设计制造商）以及AI算法公司合作设计定制刷脸平板的整体方案；依托优质手机供应链伙伴量产模组、模块和系统，大批量供应多种型号3D摄像头模块，将设备整机成本降到千元，整机产能可达每月100K，为刷脸支付大战准备好了“兵工厂”。安防身份核验、门禁闸机客户也可以受益于刷脸平板的方案，抢得市场先机。
麦姆斯咨询：iPhone X推动了结构光模组的小型化、定制化、低成本，让更多消费领域进入3D人脸识别时代，其中的点阵投影器和泛光照明器分别采用了一颗DOE（参考报告：《苹果iPhone X红外点阵投影器》）。请您向大家讲解下两颗DOE在设计和制造方面的异同点，以及在点阵投影器和泛光照明器中分别发挥什么作用？
朱庆峰：点阵投影器用于获得三维数据，防止伪装攻击和辅助人脸识别；发出的是几万个点的伪随机红外散斑图案；设计和制造难度比较大。泛光照明器用于保证在不同光照环境下（从室外光线充足到全黑）都能拍到人脸，发出的是均匀的矩形红外匀光光场，结构光的泛光照明和ToF用的扩散片（diffuser）的光场要求是很类似的。
驭光科技在投射器上做了很大的创新，无准直镜设计，使得我们在性能和成本上击败国际竞争对手，进入手机供应链。由于降低了投射模组的生产门槛，不依赖昂贵的AA（Active Alignment，主动对位）设备也能实现大批量量产，产能和良率检测标定都达到了高水平，为3D视觉在其它领域的普及提供了保障。相信同行都了解，之前市场上投射模组供应商稀缺，3D摄像头厂商使用的都是准直投射模组，成本高、基本不外售。而无准直投射器的供应商目前只有驭光科技一家。
苹果与驭光科技的投射模组对比
麦姆斯咨询：在普通大众的认知中，DOE主要用于结构光方案，而在飞行时间（ToF）方案和双目立体视觉方案中鲜有应用。这种说法正确吗？请您向大家做一些说明。
朱庆峰：普通大众是不关注技术方案的，有这种误解的反倒可能是来自投资人和相关企业。结构光、ToF、双目立体视觉方案，包括激光雷达（LiDAR），都需要主动投射红外激光光场。大家都知道手机上的结构光方案用DOE；今年多家手机厂商的ToF方案都会有匀光片diffuser，可以用DOE或者ROE（折射光学元件）微透镜阵列来做，这两种产品驭光科技都有供货；Intel（英特尔）的Realsense是最知名的双目方案案例（参考报告《英特尔RealSense 3D摄像头与意法半导体红外激光发射器》），投射器用微透镜阵列做，需要两颗投射器形成周期图案，而驭光科技基于DOE的投射器单颗就有更大更好的光场效果。驭光科技提供各种方案的DOE和ROE，给各行业客户做的3D视觉系统方案，也是结合场景应用，根据各种原理方案实现的。
3D视觉发展历史
麦姆斯咨询：驭光科技是否已经和手机厂商共同开发基于飞行时间（ToF）原理的3D传感方案？就智能手机领域而言，作为一家DOE供应商，你们对基于ToF原理和结构光原理的两大类3D传感市场如何看待？
朱庆峰：是的，我们在和手机厂商开发ToF方案，基于DOE和ROE的diffuser都有供应，扫地机器人的ToF方案也有量产。ToF和结构光方案，其实在智能手机领域有一定的互换性，不存在一定要前置摄像头用结构光而后置摄像头用ToF的说法，这也是个误解。手机很看重成本和供应链成熟度。3D视觉投射端的VCSEL和DOE技术成熟了，结构光方案率先得到应用，因为结构光方案不需要特殊的接收端CMOS图像传感器；ToF方案的接收端图像传感器需要大像元，分辨率和成本的改进，今年达到了手机可用的程度，所以开始成规模应用。两者的市场前景要看应用价值和cost down（编著注：成本降低）的速度。手机前置3D人脸识别是和屏下指纹识别竞争，3D视觉的安全性比屏下指纹识别好，随着屏下摄像头技术的出现可以完全做到屏下。后置是AR应用，预计需要苹果和安卓手机厂商们营造起AR应用生态才能普及。市场在明后年的前景都很可观。
麦姆斯咨询：智能门锁是驭光科技的智能家居业务中的重要板块。与现有市场上基于指纹识别的智能门锁相比，采用3D人脸解锁的智能门锁在安全性、成本上有何优势？您认为3D人脸解锁智能门锁会在哪一年爆发？
朱庆峰：门锁采用人脸解锁方案也是行业客户看好的趋势，今年会有厂家发布产品，预计明年会开始逐渐起势、爆发。智能门锁行业也是当年跟随手机的指纹解锁应用和供应链逐渐成熟，再把指纹模块用到门锁上。iPhone X已经证明了3D人脸解锁的安全性和便利性，门锁厂商希望抢先用到高端产品上，随着成本的降低再用到中端产品，和手机市场的逻辑一样。相比于手机3D人脸解锁方案，门锁厂商要求更低功耗、更安全、光线和身高适应范围更广，成本上反倒不像手机厂商要求那么严苛。把体感游戏3D摄像头方案小型化直接搬到门锁上，其实是行不通的。驭光科技已经量产了多款适用的投射模组和光学模块，与多家芯片平台一起做了包括芯片电路、算法在内的整体方案参考设计，论低功耗、低成本、小体积，POC（编者注：Proof of Concept，中文译为概念论证）了三维人脸门锁方案的技术可行性、成本和可量产性，已经和门锁厂商适配，今年第四季度会将终端产品推向市场。我们也期待与更多的低功耗芯片商合作定制应用方案，共同为智能家居和物联网应用提供更多解决方案；双方可以共同推广系统方案，驭光科技优先保证为合作伙伴定制投射模组、供应3D光学模块。
麦姆斯咨询：机器视觉及工业检测也是驭光科技的重要业务之一。请您谈谈机器视觉及工业检测对DOE的要求与手机、智能门锁有何异同？比如设计、成本、体积、性能指标等。
朱庆峰：手机和门锁主要是用3D视觉做识别。机器视觉和工业检测领域，3D视觉可以用来做识别、测量、定位等，工作场景非常多，差别很大。工作距离、精度要求、分辨率、景深、视场角（FOV）等技术指标都不一样，DOE和整体方案都要针对性地做定制设计。3D视觉的工业应用相对消费电子，定制化程度高、批量小、成本高、性能要求高，相对来说要慢工出精品。我们做了一些工业方案，物流PDA的手持体积测量、流水线视觉分拣、电路板焊接3D检测、机器人拆码垛视觉导引、集装箱吊装定位、内河船只测高等，应用在工业检测、物流、运输等领域，都是创新方案，提高性能的同时降低成本。9月5日在深圳『第二十七届“微言大义”研讨会：机器视觉及工业检测』上我会跟大家讨论上述3D视觉的工业应用案例。
麦姆斯咨询：DOE衬底材料有多种选择，如硅晶圆、玻璃、塑料、各种金属和高分子聚合物。请您为大家科普下DOE如何选择相应衬底材料，谢谢！也谈谈目前最常用的衬底材料及其制造技术！
朱庆峰：DOE是要透光的，一般以玻璃或塑料为基底。塑料便宜，但是不耐热、易老化失效，所以不能使用于很多高温场景，比如手机生产环节中电路板回流焊工序、车载、高功率光源等，长期使用也可能失效产生人眼安全风险。以往厂商用塑料基底的DOE，在体感游戏、机器人视觉、刷脸支付等场景，相信以后逐渐也会被玻璃基底DOE取代。
麦姆斯咨询：纳米压印是制造DOE的重要工艺环节，其母模板（Master）是成本增加的关键环节。据我们了解，驭光科技为客户提供高度定制化服务。定制化服务是否会带来成本的增加，从而让一些小客户望而却步？你们如何平衡客户的定制需求和价格因素？
朱庆峰：DOE可以用一颗光学器件来实现复杂的光学镜片系统都难以实现的功能，客户的场景和需求又不同，所以基本上为客户定制是必须的。驭光科技收取的NRE（一次性工程费用）价格是很合理的，细心的客户会发现这比定制传统镜头的成本低得多，并且达到一定数量我们还可以返还NRE。我们也会根据市场和客户的共性需求，提供公版的DOE和投射模组，使客户能够快速应用于产品。我们已经量产不同规格的结构光和主动双目投射模组，各种功率点数（5K~45K）和FOV，用户可以直接采购模组，而不用费时费力地逐个定制DOE、VCSEL、封装方式。
驭光科技提供的点阵投射模组及相关参数
麦姆斯咨询：DOE作为一种光束操纵元件，与光源的搭配也显得尤为重要。请向大家介绍在不同的应用场景，DOE与光源（如LED、VCSEL、EEL）是如何组合的？
朱庆峰：DOE以前主要是和EEL组合使用，2010年问世的Kinect就是EEL+DOE的结构光方案。VCSEL相对EEL更先进，性能、功率、成本、体积都优于EEL，因此手机、部分车载等领域都在用VCSEL替代EEL，我们也在安防和工业领域越来越多地使用VCSEL来替代EEL和LED做光源。但是EEL在光束质量、单点功率等方面有一定的优势，因此在某些安防、工业检测、远距离探测等领域，仍然会有广泛应用。LED成本低廉，可以配合DOE用于补光、照明等应用。驭光科技根据客户需求场景，设计可以适配EEL、VCSEL和LED各种光源的DOE和ROE，也为客户提供合适的包含光源在内的投射模组。
麦姆斯咨询：驭光科技近期是否有融资计划？何时登陆科创板？
朱庆峰：驭光科技之前融资过三轮，近期刚结束新一轮B+轮融资，留待我们投资人择机宣布。驭光科技的技术方向符合科创板的题材，也已经达到科创板申报的门槛，被视为登陆科创板的潜力股。不过我们才成立三年，发展势头很好，财务很健康，估值也不虚高，时机成熟时，会与投资方与投行一起推动上市。
麦姆斯咨询：非常感谢驭光科技对“微言大义”研讨会的信任和支持。今年您将出席9月3日在上海举办的『第二十六届“微言大义”系列活动：3D视觉技术与应用（消费领域）』和9月5日在深圳举办的『第二十七届“微言大义”研讨会：机器视觉及工业检测』。您能谈谈将在两场会议上和大家做哪些内容分享吗？
朱庆峰：我将在上海的『第二十六届“微言大义”系列活动：3D视觉技术与应用（消费领域）』上，和大家探讨3D视觉技术与应用落地面临的挑战，讨论不同场景下如何通过创新方案为客户创造价值，产业链上下游协作共赢来推动市场快速增长，相信这也是麦姆斯咨询举办研讨会的宗旨。在深圳的『第二十七届“微言大义”研讨会：机器视觉及工业检测』上，我会重点讨论工业3D视觉应用的需求及相应的创新方案，新型光源以及3D相机方案如何跟视觉算法和系统集成商协作，为智能制造和传统产业提效。
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