据麦姆斯咨询报道，近日，国际领先的半导体光源方案公司瑞识科技对外宣布，基于其独家专利的1.5次光学集成的封装技术，开发出了专门针对3D传感应用的FRay系列LED泛光源解决方案，大大降低3D结构光光源模组的成本，加速3D视觉技术在消费领域的应用。
随着2017年9月iPhone X的问世，苹果（Apple）公司为消费类3D成像和传感应用设立了新标杆，标志着3D面部识别进入消费级应用。此后，Oppo Find X，华为Mate 20 Pro等一线品牌的旗舰机也都陆续配置了3D结构光面部识别模组。除了面部解锁功能之外，3D结构光技术能应用到更广泛和深层的应用：支付级人脸识别、计算摄影和AR/VR等场景。可以预见的是，3D结构光功能将成为今后手机及终端类产品的标配功能。
在手机应用场景下，业内专家认为，目前真正制约3D结构光面部识别方案应用的瓶颈是两个因素：一个是结构光技术的瓶颈，另一个，则是整个模块的成本。从技术架构上来说，结构光模块包含发射端和接收端，发射端包含散斑投射器（Dot Projector）和红外补光的泛光源 (Flood Illuminator)，接收端包含红外CMOS相机，接收端部分目前在手机领域已有广泛的应用和较为优化的解决方案；所以从模组结构组成上分析，3D结构光面部识别的应用是否能大量的普及，主要攻克核心点在发射端的技术突破和整个模块的成本控制。
图1：iPhone X手机3D结构光模组解析图
在现行的方案中，泛光源均采用VCSEL+Diffuser的光源方案， VCSEL（垂直腔面发射激光器）所发出的光经过光学扩散片（Optical Diffuser）后均匀分布在设计的角度范围之内，具有很好的补光效果。但VCSEL芯片成本高，而且扩散片的成本也十分高昂，再加上芯片封装成本，在可以预见的时间内，VCSEL方案的泛光源成本都不太可能降到应用端大量使用的预期值以下。
业内认为，目前可用的降成本方法是使用红外LED代替VCSEL芯片。然而LED朗伯型的出光，需要经过光学透镜处理才能达到应用端的需求。使用普通一次光学透镜，光斑的均匀性完全无法达到算法端精确计算对照明均匀度的要求。此外，该方案也无法有效的收集和利用LED芯片侧面出光，一次透镜的LED产品在亮度方面也无法满足应用需求。如果采用二次光学透镜进行光束整形和匀光处理，封装尺寸又过大，亦无法满足消费类手机应用所需的小体积光源需求。
针对行业痛点，瑞识科技独创“1.5次光学集成技术”，并基于此开发出了专门针对3D传感应用的FRay系列LED泛光源产品。如下图所示，普通红外LED光斑，均匀性比较差，中间光强高，侧面衰减比较大，在应用体现出来的效果是近距离，很小范围照射光强很强，但是往周边扩散光强衰减很快；在较远距离，整体亮度无法达到应用所需的亮度。而瑞识科技的LED泛光源，可以有效提升产品的光强分布的均匀度，通过多层光学界面配合处理LED近似朗伯型光源的光路，获得光强分布均匀的光斑，保证光源对目标物体的均匀补光，达到了类似VCSEL泛光源的效果。瑞识科技1.5次透镜技术在泛光源产品上的成功应用，使泛光源的成本获得有效的降低，为 3D结构光方案的大规模普及提供了成本和技术方面的有力保障。
图2：瑞识科技LED泛光源与常规LED泛光源，VCSEL泛光源光斑对比图
瑞识科技的1.5次光学集成封装技术，使得FRay系列的LED泛光源解决方案在应用场景中表现优异，具体呈现的优点为：高效地收拢普通LED器件无法利用的侧面光，其总体出光利用率高，光子效率大大提高，因而产品整体亮度大为增强；另一方面，常规LED中间亮度高，往外扩散亮度衰减大，而通过1.5次透镜技术的方案，能有效抑制中心光强以补充到中心往外的目标区域，实现角度可控的光斑设计，在设计目标范围之内，亮度均匀。
图3：瑞识科技FRay系列3D传感用LED泛光源产品图片
联系客服
