艾邁斯歐司朗展示“傳感+光源”下一代應用，“中國應用中心”助力成果落地

2021年艾邁斯歐司朗完成合并，實現了“傳感+光源”的結合。近日，該公司召開新聞發(fā)布會，大中華區(qū)及亞太區(qū)應用中心高級總監(jiān)冷劍青介紹了消費、汽車、工業(yè)、醫(yī)療領域的創(chuàng)新解決方案。

艾邁斯歐司朗集團 大中華區(qū)及亞太區(qū)應用中心高級總監(jiān) 冷劍青

1   移動和可穿戴的新應用

艾邁斯歐司朗的相關技術有：3D傳感、BOLED（屏下光感）、Micro LED、VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）、顏色傳感、接近傳感、AWB、光譜傳感、LED、IRED（紅外發(fā)射器）。可應用于3D身份識別和支付、3D AR/VR、顯示管理、影像增強、占位檢測、下一代顯示屏等。

●   3D傳感

可應用于精準的面部識別和手勢識別、安全支付、便捷的門禁管理、逼真的游戲體驗、3D成像、增強現實（AR）。

此外，還可用于手機的前置和后置。手機的后置應用里，包括一些世界著名的廠商這兩年也推出了手機上的激光雷達的產品。國內廠商也非常關注這塊市場。艾邁斯歐司朗是少數可以提供全套解決方案的供應商，能提供三大主流的人臉識別方案，包括飛行時間檢測（ToF）、主動立體視覺和結構光。

后置3D傳感也創(chuàng)造了新的可能性。后置3D傳感支持新的應用，包括AR/VR與攝像頭相關的功能。例如下圖，如果你拿了一個平板，通過一個后置的3D dToF（直接飛行時間），在遠距離、光線不佳、環(huán)境復雜的情況下仍具有出色的性能。艾邁斯歐司朗和一些領先的軟件廠商包括國內廠商有長期的合作。前段時間艾邁斯歐司朗宣布很快會正式推出基于其半導體的激光雷達或3D dToF的方案，它的上層和應用算法是Arcsoft來支持的，應用場景會覆蓋到很多消費類的AR場景。

AR和VR的產業(yè)爆發(fā)還有多長時間？冷劍青指出，就像很多新技術一樣，在概念的階段，有時候會被炒得非常熱，但是實際落地又遇到了成本、可靠性及良率等問題，往往不如預期得那么快。經過這幾年，隨著相關半導體技術工藝的成熟和功耗的降低，都已經在慢慢地凝聚應用端落地的條件，相信一些領先的廠商可能會在未來二三年有產品出來。

手機的應用上，艾邁斯歐司朗已深耕多年，包括面向屏下光感（BOLED）臉部識別身份驗證的3D傳感。影像增強方面，可為客戶提供激光輔助的自動對焦，以及3D的一些應用，包括特殊圖像的增強效果，在人臉的肖像模式和AI場景有非常重要的技術地位。再有，與國內外領先的手機廠商合作，利用光譜器在AI的白平衡算法上也獲得了突破，可使拍出來的照片更符合人臉主觀的感受。

●   3D結構光

艾邁斯歐司朗是3D結構光的先驅。今天3D結構光在中國以及全世界開花結果，蓬勃發(fā)展，應用領域包括人臉識別以及工業(yè)的門禁，甚至門鎖上也有廣泛的應用，可以提供極低功耗的解決方案。最近這兩年用戶的關注度慢慢轉移到3D ToF上，可用于距離稍遠一點，尤其是戶外的一些場景，潛在的應用上更有爆發(fā)力，因為場景更廣闊。

●   打造全屏等顯示屏傳感

隨著手機技術的發(fā)展，手機屏幕越來越趨向超薄的屏幕以及全面屏，不止一家廠商宣布了全面屏的解決方案。盡管技術成熟度上還有待完善，但已經非常接近大規(guī)模的商用化了。艾邁斯歐司朗和國內外領先的客戶在配合，盡可能把相關的傳感器（包括亮度和色度的）放到屏幕下面。

那么，手機屏幕的前置做結構光，如何把前面的劉海去掉？冷劍青指出，結構光本質上是一種傳感技術，現在想往屏下發(fā)展。全面屏將來被消費者充分認可之后，一項技術如果不能放在屏下，就可能被類似的可以放在屏下的技術取代。

作為供應商，艾邁斯歐司朗不評價技術的好壞，因為應用的場景不一樣。例如在新冠肺炎流行之前（2020年2月之前），很多結構光的客戶覺得比指紋方便，因為指紋在手濕的情況下不一定方便。但是大家一戴上口罩之后，形勢發(fā)生了逆轉。有人認為結構光還是相對較為方便的；但是如果不能放在屏下，顯然看上去就是對全面屏的適應度不夠，廠商應該在做這分析的工作。

屏下放傳感器有何技術挑戰(zhàn)？冷劍青稱，屏下往往有攝像頭。如果傳感器放在下面，有時屏幕會像毛玻璃一樣不太透明。技術上可以把一些部位做得薄一點，或者做一個獨立的顯示，或者是做到接近透明，但效果肯定會差一點，不過算法上會做補償。但是極致地追求效果，就不一定理想。往往有兩種應用場景，①可能是不怎么喜歡自拍的用戶，只要是可以視頻對講就可以。但是它的好處很大，例如你游戲或看視頻，屏幕是沒有任何缺陷的，②有些人是直播帶貨的，對自拍的效果有強烈的追求，這時可能水滴屏更適合，所以要看應用場景。

屏下攝像頭的挑戰(zhàn)是：信號只穿透了屏幕1次，例如我自拍的時候，相信我這個光線是穿透了屏幕，打在了這個攝像頭上。但是它對于光傳感來說會更嚴重，因為屏下的光傳感器模組是兩部分，①激光從屏下打出來，②打到人臉后反射回去。這樣一來一回，需要抗干擾能力更強。艾邁斯歐司朗的性能比競爭對手高約1個數量級。其中的挑戰(zhàn)在于不可能無限度地提高信噪比，由于你本體的環(huán)境噪聲的影響會很大，因此需要更多地和客戶和供應鏈合作，怎么在產業(yè)鏈上解決這個問題?！斑@個路徑很快就可以看清楚，也許就是一兩年的時間。”

2   汽車照明與激光雷達

艾邁斯歐司朗是汽車照明的老大，在業(yè)界遙遙領先，主要得益于原歐司朗所帶來的資產。原艾邁斯半導體更多的是駕駛員檢測，還有艙內檢測等傳感領域。兩家公司合并之后，汽車的內飾和外飾照明都居于領先地位。

主要產品有：LED（低中高功耗）、矩陣燈、激光雷達（VCSEL和EEL）、紅外、激光、2D/3D傳感器、傳統(tǒng)光源（鹵素燈、氙氣燈），用于內、外飾照明、自動駕駛、駕駛員和艙內監(jiān)測、手勢傳感和人機交互、抬頭顯示等。

●   汽車照明是艾邁斯歐司朗公司本地有最成熟供應鏈的一款產品。艾邁斯歐司朗中國制造的產品已經被客戶采用了，成本非常有優(yōu)勢。

外飾照明方面，公司最近發(fā)布了新產品Eviyos 2.0，如下圖能說明有趣：把車燈做成裝飾性的效果。因為有獨立像素點，支持獨立尋址，可以做到指哪兒打哪兒的效果（如下圖），配合激光雷達，道路安全上大有可為。例如激光雷達探測到前面有一個可疑物體，就可把某個燈打亮。

●   自動駕駛。

先進的激光雷達技術，使駕駛更安全，可用于高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動駕駛。其中，艾邁斯歐司朗的VCSEL陣列和驅動器實現純固態(tài)激光雷達，特點是高功率，低溫漂，可擴展；VCSEL支持尋址功能，點亮裸片特定區(qū)域/特定視場角。此外，該公司還有高功率密度的邊發(fā)射激光器（EEL），適合與MEMS和機械鏡組合使用。

值得一提的是，艾邁斯歐司朗是唯一一家可同時支持兩種激光雷達方案（VCSEL和EEL）的供應商。和友商相比，艾邁斯歐司朗的方案有更高的功率、更好的特性，其中功率是目前世界最高的。

那么，車載激光雷達的價格怎么降低？冷劍青稱，激光雷達非常復雜，價格降到消費者可以普遍接受的階段還有一段路要走，需要通過全產業(yè)鏈的密切合作。因為電子產品如果沒有量，價格就很難降下來；反之，如果沒有足夠低的價格，量就很難起來。因此，這不是靠一兩家廠商單方面的努力就可以解決的。相信未來幾年內，價格會迅速降低。其實這個趨勢過去已經產生了：從較貴的價格正降到人們可以接受的程度，可以打破這個門檻——1000美元。

激光雷達的趨勢之一是固態(tài)化，因其體積、工藝及可靠性都有優(yōu)勢，不過現在還處于與傳統(tǒng)機械雷達并存的狀態(tài)。

激光雷達的一個挑戰(zhàn)是安全性，需要避免大規(guī)模的發(fā)射。再有，檢測到的信號的可靠性也要保證，目前還處在探索階段。目前激光雷達的使用量不是很多，將來很多的車行駛怎么避免干擾？

除了激光雷達，還有毫米波雷達，到底哪種好？艾邁斯歐司朗集團資深現場應用工程師經理李銘豪分析道，毫米波技術非常成熟，但是分辨率不是很高，例如前后排列的物體可能可以看到前面的，背后的就看不到，可能要結合圖像傳感等技術一起使用。激光雷達的分辨率較高，所以可以更高地分辨一些目標和細節(jié)。當然激光也有一些技術上的問題，包括一些因素會造成誤判，這些都處在技術上一點點在想辦法解決的過程中。

3   醫(yī)療健康的創(chuàng)新

新公司是醫(yī)學成像方面領先的供應商。主要產品有：CT傳感、CT光子計數、UV-C、光譜傳感、數字X射線傳感、LED、NanEye，可用于醫(yī)學成像、UV-C消毒、快速診斷、數字化健康、微型攝像頭內窺鏡等。

●   充分釋放UV-C（短波紫外線）的消毒潛能。

紫外線不含化學物質，可以高效消毒滅菌，能消滅高達99.9%的病毒和細菌。UV-C技術廣泛用于各種消費者健康、工業(yè)和醫(yī)療應用中——例如，消殺細菌、病毒等各類病原體的UV-C解決方案。LED技術使節(jié)省大量空間的消毒殺菌應用成為可能。

●   光譜傳感器使智慧健康更加智能化

光譜傳感器可用于快速檢測生物標記物，早期COVID-19病毒抗原檢測?？梢允瓜M者自己在家診斷新冠。利用如圖的光譜機可以自動的對試劑進行判斷你有沒有得新冠，還可以上報到相關的功能里，現在已經實現了量產（艾邁斯歐司朗與BiologyWorks合作通過光譜傳感器實現COVID-19快速精準的檢測）。

醫(yī)療級可穿戴產品的特點是行業(yè)門檻較高，主要是認證的周期比較漫長，要求會非常高。這個領域的玩家，不管是供應商還是整機廠，往往先從消費級的健康產品做起，使得用戶體驗非常好。長期來看，從消費走向醫(yī)療/認證是不可避免的。

4   工業(yè)自動化與園藝照明

艾邁斯半導體和歐司朗合并之后，光源+傳感器的領域成為了艾邁斯歐司朗的價值點。例如全局快門圖像傳感器、線陣與面陣圖像傳感器、飛行時間（ToF）、近紅外光譜、LiDAR、IRED、EEL、VCSEL、UV-C，可用于門禁和安全監(jiān)控、工業(yè)物聯(lián)網和自動化、近紅外光譜、工業(yè)成像、機器視覺機器人、UV-C消毒等。

●   3D傳感提高工廠自動化

3D傳感技術與協(xié)作機器人結合，實現防碰撞和人機交互，用于生產區(qū)和倉庫的自動化導向車（AGV）；覆蓋所有3D架構：主動立體視覺（ASV）、飛行時間（ToF）和結構光（SL）；創(chuàng)新式近紅外全局快門圖像傳感和先進泛光技術；高速、高分辨率的一流攝像頭，配置先進的全局快門像素，可實現高速率監(jiān)控；高質量圖像采集，消除運動偽影（moving artifacts）；1D/2D傳感器可用于工廠自動化，例如質量控制圖像傳感器。

●   通過機器視覺技術，實現自動化應用

艾邁斯歐司朗領先的全局快門CMOS成像技術，可實現高速機器視覺、檢測和工廠自動化；具有高分辨率、每秒高幀數和高圖像質量；自動光學檢測技術，實現質量控制；領先的VCSEL和高量子效率近紅外圖像傳感器；近紅外照明與靈敏的NIR圖像傳感器相結合；可實現緊湊、經濟高效的高性能3D系統(tǒng)，避免不受控照明條件的影響；可處理更復雜任務，實現精確的2D和3D環(huán)境可視化。

●   園藝照明

產品有LED（中、低、高功耗）、園藝LED、UV-C、IRED。

很多人認為照明是傳統(tǒng)領域，實際上也有很多創(chuàng)新之處。例如園藝照明，因為植物在不同的生長階段，促進生長的光源是不一樣的。原歐司朗在這方面比較有優(yōu)勢，可以做出適用不同階段植物生長的燈，包括紫外消毒等。合并之后，艾邁斯歐司朗可以提供端到端的照明方案，一方面通過光譜器分析當前植物生長的特性，同時把信息反饋給照明設備，以選擇合適的波長/智能的照明方案?？傊?，艾邁斯歐司朗在傳統(tǒng)的LED以及包括非可見光的波段外，包括還有一些特殊光源上，都有一個非常完整的覆蓋。

●   CMOS傳感器達到宇航級

艾邁斯歐司朗有CMOS傳感器部門，產品一般用于工業(yè)和醫(yī)療領域，屬于高端產品，在全局快門上有一些重要的專利。2020年NASA“毅力號”火星探測器上就用了艾邁斯歐司朗的兩款產品進行太空拍攝。實際上，CMV CMOS圖像傳感器系列起初是為高端工業(yè)應用開發(fā)的，憑借穩(wěn)健技術和高質量設計，即使在宇航應用中也能完美勝任。其中采用了2000萬像素的CMV20000，400萬像素的CMV4000。

5   “中國應用中心”助力成果落地

任何好的技術和產品，最終還是要靠客戶做出應用?，F在中國客戶走得太快了，手機的開發(fā)周期已經從幾年變成了1年甚至幾個月，傳統(tǒng)的半導體客戶支持方式已跟不上時代的潮流。因此，2019年艾邁斯歐司朗成立了“中國應用中心”，為客戶提供全套的服務，從客戶設計支持到本土化的解決方案（如下圖）。合作的領域包括光學和成像系統(tǒng)，以及合并之后的光源等。

傳感器的光源方面，過去手機上做得較多，艾邁斯半導體和歐司朗合并之后，會加大工業(yè)和汽車領域的資源投放力度。該公司希望在未來幾年內成長為一家可以立足于中國本土研發(fā)，提供全套解決方案的跨國的半導體和光學行業(yè)的供應商。

中國應用中心還會有什么新舉措？冷劍青稱，光源非常重要，艾邁斯歐司朗是“傳感+光源”技術。新公司要把光源放在突出的位置，當把光源和傳感技術融合的時候，會看到很多新的應用場景和技術出現。例如可穿戴的，艾邁斯歐司朗也在做這方面的參考設置，具體措施是艾邁斯半導體加上歐司朗的傳感技術和算法。