前言

在庫克口中被描述為“定義未來智能手機形態”的新款旗艦機iPhoneX，開創技術先河，采用3D 人臉識別Face ID，即將顛覆智能手機用戶的使用體驗。泰克科技全程參與Face ID技術的量產測試，為這個耀眼的未來科技實現商用化提供了堅實而精準的合作支持。

那么，這兩個高科技公司究竟擦出了什么火花呢？

iPhoneX的炫酷技術Face ID

iPhone X 是如何實現對臉部三維信息的捕捉獲取的？它的前置黑色齊劉海由8個元件組成，與人臉識別相關的元件包括：Infrared camera（紅外相機）、Flood illuminator（泛光照明燈）、Proximity Sensor（距離傳感器）、Ambient light sensor（環境光傳感器）和Dot projector（點陣投影器）。

圖1： iPhoneX Face ID 主要元件。

其中，發布會的這張新聞照片令人印象深刻：實現人臉識別的紅外線通過點陣投影，在面部形成30000多個紅外點，再利用紅外相機拍攝，根據系統中一定的算法對掃描到的臉部輪廓進行三維建模，匹配識別。

圖2：iPhone Face ID 人臉識別。

這些紅外線在人臉識別中扮演了重要角色，那么它們是如何產生的？

來自VCSEL面發射激光器的光

Face ID使用某波段的近紅外激光，結合TOF和結構光的建模技術，進行3D 建模和匹配識別。

圖3：結構光建模技術。

圖4：TOF 建模技術。

幾乎所有現代的激光都由激光二極管產生，這里不得不提到目前光電行業里最炙手可熱的名詞： VCSEL （Vertical Cavity Surface Emitting Laser）垂直腔面發射激光器，它屬于面發射激光器的一種。

VCSEL的四大特性極其適用于手機3D 傳感的應用，業界預測VCSEL的產量在未來幾年因光通訊，手機3D攝像頭，LiDAR應用呈爆發式增長：

類半導體制程可直接在Wafer上完成工藝制作與測試，成本低廉，適于大規模商用。

相比邊沿發生激光器，VCSEL可集成為2D陣列，適用不同光功率和傳輸距離的應用。

波長穩定，尤其是環境溫度對光波長的影響小。

光斑窄且圓、閾值電流小，功耗低。

泰克旗下的Keithley 品牌的源表（SMU）和高精度高采樣萬用表（DMM）是光電行業VCSEL激光器、各類激光二極管、光電二極管、二極管等光學器件的行業測試標準。隨著科技的日新月異，新的測試挑戰也層出不窮，泰克科技的測試儀器也與時俱進，參與到最先進的未來科技Face ID的測試中。

從VCSEL Array測試到吉時利 源表、采樣電流計

VCSEL和 VCSEL Array，以及各類激光二極管的標準檢測有很多重要參數要測量，來表征一個激光器的LIV （光-電流-電壓）特性。其中一項是激光器發光功率的測量。

圖5：激光二極管的部分典型參數測試

依據ANSI美國國家激光安全標準規定，各波長的激光有對應的功率輸出上限，以保護人體尤其人眼安全。而近紅外光激光應用于3D人臉識別，注視感知，實現真正的大規模商用，使用者的安全是第一要素。因此，VCSEL Array的光功率測試在Face ID的量產測試中變得至關重要，必不可少。

使用吉時利的源表和采樣電流計搭建標準的激光器光功率測試系統：源表作為精密的電流脈沖源，驅動激光器發出不同波長的激光，激光通過特制的積分球進行收光和光電轉換，然后使用采樣電流計進行超小電流的快速采樣，來精準測算激光器發出的激光功率。經典的測試原理，還要結合測試儀器卓越的性能和指標才能夠完成一個復雜而挑戰的測試系統的搭建。

圖6：典型的激光器光功率測試原理。

當不久的將來，果粉們體驗炫酷的3D 人臉識別功能的時候，別忘了在這些尖端科技的研發和商用背后，泰克科技都在保駕護航。