圍繞「汽車+光學(xué)」，光學(xué)方案解決商能做些什么？
過去十年，舜宇車載光學(xué)技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱舜宇車載光學(xué)）給出的答案是：車載鏡頭。這種「車載鏡頭」指的是安裝在汽車上以實(shí)現(xiàn)各種功能的光學(xué)鏡頭，主要包括內(nèi)視鏡頭、后視鏡頭、前視鏡頭、側(cè)視鏡頭、環(huán)視鏡頭等。
在行業(yè)內(nèi)，涉足車載鏡頭行業(yè)的企業(yè)大多是傳統(tǒng)的相機(jī)鏡頭生產(chǎn)商。在早期，他們對(duì)「車載鏡頭」的認(rèn)知僅是將其當(dāng)做普通消費(fèi)級(jí)鏡頭來進(jìn)行研發(fā)和生產(chǎn)。對(duì)有著嚴(yán)苛要求的車規(guī)級(jí)產(chǎn)品來說，這種方法根本行不通。
在汽車行業(yè)，「車規(guī)級(jí)」是品質(zhì)的分級(jí)名詞。一般而言，車載要求的工作溫度至少是-40 度到 85 度，這是一般消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品無法企及的。再比如，正常的汽車使用周期達(dá)到 5 年甚至更長(zhǎng)時(shí)間，而許多消費(fèi)類產(chǎn)品只有 1 年。
當(dāng)時(shí)，關(guān)于車載鏡頭的可靠性實(shí)驗(yàn)尚未成形，舜宇一路摸著石頭過河，逐漸建立對(duì)車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)知和相應(yīng)的車載鏡頭技術(shù)儲(chǔ)備。
通過兩年摸索，舜宇開發(fā)出了符合市場(chǎng)、滿足客戶要求的產(chǎn)品。2006 年，舜宇首款 LDW（車道偏離預(yù)警）鏡頭實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了讓鏡頭從消費(fèi)級(jí)走向車規(guī)級(jí)的目標(biāo)。為了更好聚焦汽車市場(chǎng)和車載鏡頭業(yè)務(wù)，2008 年，舜宇車載光學(xué)成立，舜宇的車載鏡頭業(yè)務(wù)開始走向正軌。
此后的十年，是舜宇車載光學(xué)在汽車市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)時(shí)期，從 2012 年開始，舜宇的車載鏡頭市場(chǎng)占有率連續(xù) 7 年全球第一。
「汽車行業(yè)門檻較高，不是那么輕易可以進(jìn)入，要想長(zhǎng)久立足，最重要的是要持續(xù)技術(shù)革新，掌握其中know-how。」在談到如何理解汽車廠商需求這個(gè)話題時(shí)，舜宇車載光學(xué)市場(chǎng)總監(jiān)谷春燕對(duì)記者表示。
作為智能汽車「眼睛」不可或缺的一環(huán)，舜宇在車載鏡頭領(lǐng)域領(lǐng)先的關(guān)鍵是什么？舜宇車載光學(xué)將成功的關(guān)鍵歸結(jié)于兩點(diǎn)：
一是「聚焦」，從 2008 年到 2018 年，舜宇車在光學(xué)就只做車載鏡頭這個(gè)產(chǎn)品。「我們幾乎是全球唯一一家只做車載鏡頭這一款產(chǎn)品的公司，把它做到極致。」
二是「微創(chuàng)新」，在過去的十年里，舜宇一直聚焦于車載鏡頭，有了很多技術(shù)沉淀，在設(shè)計(jì)、材料選擇、工藝技術(shù)、檢測(cè)、管理流程等方面也積累了不少「微創(chuàng)新」。
在記者看來，還有一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：舜宇進(jìn)入這一領(lǐng)域的時(shí)間早——這讓舜宇有充分的時(shí)間去摸索和進(jìn)行技術(shù)沉淀，真正摸透客戶需求，挖掘產(chǎn)品應(yīng)用需求。
「我們是從手機(jī)鏡頭廠商轉(zhuǎn)過來的，我們摸索的時(shí)間比別人更長(zhǎng)，更早。」谷春燕表示，「驗(yàn)證一個(gè)新東西靠不靠譜，我們驗(yàn)證材料也好，工藝也罷，如果沒有充分的時(shí)間做充分的研究，你根本沒有辦法將這個(gè)行業(yè)研究透，這些都是為日后批量生產(chǎn)埋下的伏筆。」
除了車載鏡頭外，圍繞「汽車+光學(xué)」，舜宇車載光學(xué)在下一個(gè) 10 年還能做些什么？
這一次，它給出的答案是：HUD、激光雷達(dá)和大燈照明。「我們看好車載鏡頭的增長(zhǎng)，在這方面積累很多經(jīng)驗(yàn)。但同時(shí)，我們也希望在適當(dāng)時(shí)機(jī)進(jìn)入新的領(lǐng)域。」谷春燕表示，「我們關(guān)注的重點(diǎn)依然是汽車光學(xué)解決方案：如何將光學(xué)應(yīng)用在汽車上，并發(fā)揮極致，這是我們一直在思考的。」
隨著 AI、自動(dòng)駕駛的火熱，汽車供應(yīng)商在保證傳統(tǒng)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的同時(shí)，也在尋求新的增長(zhǎng)點(diǎn)： 如何加速進(jìn)入智能汽車時(shí)代？如何打造屬于智能汽車時(shí)代的「眼睛」？這里的門道和機(jī)會(huì)，都隱藏在舜宇的老本行——光學(xué)解決方案中。
以下是記者與舜宇車載光學(xué)市場(chǎng)總監(jiān)谷春燕的對(duì)話（有刪減）：
記者：我們了解到，舜宇在 2004 年接觸到一個(gè)歐洲客戶，對(duì)方提出需求，希望將光學(xué)鏡頭應(yīng)用到汽車上。從 2004 年到 2006 年這兩年間，對(duì)于當(dāng)時(shí)對(duì)于初入汽車行業(yè)的舜宇，在兩年間克服了哪些技術(shù)挑戰(zhàn)？趟過了哪些坑？
谷春燕：初進(jìn)入車載領(lǐng)域，我們也是摸著石頭過河，對(duì)車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)知是慢慢成長(zhǎng)起來的。2004 年-2006 年期間，我們一直在做技術(shù)儲(chǔ)備和車規(guī)認(rèn)證，讓鏡頭從消費(fèi)級(jí)走向車規(guī)級(jí)。
當(dāng)時(shí)的可靠性實(shí)驗(yàn)尚未成形，一開始我們?nèi)詫④囕d鏡頭當(dāng)成普通鏡頭來制作，但這顯然不能滿足車規(guī)級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。為了達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)時(shí)我們會(huì)將一顆鏡頭測(cè)進(jìn)行反復(fù)測(cè)試，多次均合格了才會(huì)出貨。
拿 ADAS 鏡頭舉例，它的一個(gè)特點(diǎn)就是要求在各種嚴(yán)酷環(huán)境下保持鏡頭的良好穩(wěn)定性，ADAS 鏡頭對(duì)鏡片等性能要求相對(duì)而言更高，一些視覺類能用塑料鏡片解決的問題，到 ADAS 鏡頭中卻不允許由于溫度影響造成的變異。因此，我們對(duì) ADAS 鏡頭的玻塑混合技術(shù)有專門的研發(fā)，2012 年的時(shí)候首款玻塑混合式前視鏡頭就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，搭載的汽車包括奔馳等品牌。
記者：2008 年舜宇車載光學(xué)成立，為什么舜宇要成立一家新公司？
谷春燕：從 2006 年開始，通過兩年摸索，我們開發(fā)出符合市場(chǎng)、滿足客戶要求的產(chǎn)品。與手機(jī)、投影鏡頭不同，車載鏡頭從設(shè)計(jì)、材料、制程的要求不一樣，需要更加專業(yè)垂直的公司來開發(fā)這樣的產(chǎn)品。另一個(gè)是原因是，我們發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)新的市場(chǎng)。為了專心做好車載鏡頭業(yè)務(wù)，我們專門成立公司，聚焦于一個(gè)中心點(diǎn)——車載鏡頭。
記者：從 2006 年到 2018 年，12 年時(shí)間，舜宇車載光學(xué)也見證了舜宇車載鏡頭的技術(shù)變遷，這 12 年間，舜宇在車載鏡頭產(chǎn)品上，有哪些新的技術(shù)迭代、技術(shù)突破或者產(chǎn)品迭代？
谷春燕：對(duì)于車載鏡頭的技術(shù)演進(jìn)路線，不同的產(chǎn)品略有區(qū)別。但總體趨勢(shì)是：
一是像素的升級(jí)（從 200 萬像素，400 萬像素到 2000 萬像素），通光能力越來越好、對(duì)產(chǎn)品的環(huán)境耐候性要求提升、以及防霧、耐磨、耐高溫低溫能力的提高。需要指出的是，在主動(dòng)安全方面，車載鏡頭并不直接看成像，而是通過軟件數(shù)據(jù)，識(shí)別目標(biāo)、軌道偏離、探測(cè)距離，進(jìn)行感知應(yīng)用。在輔助駕駛方面，車載鏡頭直接看圖像應(yīng)用，如 360 環(huán)視、電子后視鏡等。
二是玻璃非球面的廣泛應(yīng)用，單球面應(yīng)用已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在需求。由于像素不斷增加，零部件越多，公差影響因素越多，這讓車載鏡頭很難控制整體性能。所以玻璃非球面的應(yīng)用，是成為高像素鏡頭的最佳解決方案。
三是圖像應(yīng)用的趨勢(shì)是越來越多的塑料非球面的應(yīng)用。因?yàn)樾枰当荆詴?huì)采用越來越多塑料非球面應(yīng)用，甚至全部都是塑料非球面的鏡頭。
記者：從 2004 年，到現(xiàn)在，車企或 Tier1 對(duì)車載鏡頭的需求發(fā)生了哪些變化？
谷春燕：像素越來越高，成本越來越便宜——這是永恒的話題。
其次是對(duì)車載鏡頭可靠性要求的增加。以前大家對(duì)產(chǎn)品應(yīng)用的需求理解不足，更多是概念，沒有辦法轉(zhuǎn)化成真正的要求。隨著大家對(duì)行業(yè)越來越了解，慢慢能轉(zhuǎn)化為更量化、定量的要求。比如某個(gè)溫度條件下，溫度的波動(dòng)要求要在某一個(gè)范圍這種定量，這在以前是沒有的。這些不斷定量化可靠性相關(guān)要求的提出，導(dǎo)致做產(chǎn)品的門檻越來越高。
同時(shí)這也讓產(chǎn)品有了更多保證：我們可以不斷挖掘需求，將產(chǎn)品要求明確傳達(dá)給供應(yīng)商。如果客戶能夠?qū)a(chǎn)品的要求全部轉(zhuǎn)化成定量的要求，提供給供應(yīng)商，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)明確，就能很好保證最終的產(chǎn)品應(yīng)用。
記者：如果按照使用場(chǎng)景來劃分，舜宇的產(chǎn)品包括：倒車后視相機(jī)、內(nèi)視相機(jī)（監(jiān)控/手勢(shì)識(shí)別）、前視相機(jī)（監(jiān)控/手勢(shì)識(shí)別）、側(cè)視相機(jī)、環(huán)視相機(jī)、遠(yuǎn)紅外相機(jī)、智能電子后視鏡等。能否詳細(xì)介紹上述不同場(chǎng)景的市場(chǎng)應(yīng)用情況？從你們的觀察看，哪種使用場(chǎng)景將會(huì)在未來 3 到 5 年呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)？
谷春燕：目前市場(chǎng)上主流的車載鏡頭有三類，分別為：倒車后視，車載環(huán)視，前視感應(yīng)相機(jī)。舜宇車載在國內(nèi)的份額占到 50% 到 60% 的車載鏡頭的占有率。國外是 39%。
不論是前裝還是后裝，倒車后視較普及，現(xiàn)如今幾乎每輛車都裝有倒車攝像頭。這也是目前最廣泛的應(yīng)用。
感應(yīng)相機(jī)主要用于車道線偏移，馬路標(biāo)識(shí)的識(shí)別。包括限速，轉(zhuǎn)彎，紅綠燈，行人，障礙物識(shí)別等等。前視感應(yīng)相機(jī)的部分功能可以取代毫米波雷達(dá)，根據(jù)測(cè)距判斷與前車或障礙物的距離，并進(jìn)行自動(dòng)剎車。其中，單目相機(jī)的測(cè)距精度較低，雙目相機(jī)精度較高，所以后者可以實(shí)現(xiàn)毫米波雷達(dá)的測(cè)距功能。
最近幾年內(nèi)視相機(jī)開始火熱，其功能包括駕駛員的手勢(shì)識(shí)別和表情識(shí)別。因?yàn)槭植縿?dòng)作范圍比較廣，所以對(duì)手勢(shì)識(shí)別相機(jī)的角度要求會(huì)更嚴(yán)格。表情識(shí)別或者虹膜識(shí)別則比較精細(xì)，范圍小，更加注重相機(jī)的清晰度。
車載環(huán)視系統(tǒng)實(shí)際上是倒車影像系統(tǒng)的升級(jí)。倒車后視主要用于觀察車輛后方的信息，車載環(huán)視系統(tǒng)則利用四個(gè)相機(jī)幫助駕駛員在車內(nèi)觀察車輛四周的障礙物。車載環(huán)視系統(tǒng)大多被應(yīng)用到貨車等大型車上。車輛一旦搭載環(huán)視系統(tǒng)后，倒車后視系統(tǒng)基本無用武之地。
如今電子后視鏡市場(chǎng)開始升溫，其主要目的是代替反光鏡。傳統(tǒng)反光鏡視野有限，如果通過攝像頭將車后方畫面投放到屏幕上，盲區(qū)范圍會(huì)減少，安全性也更有保障，未來電子后視鏡市場(chǎng)應(yīng)用會(huì)逐漸增多。
目前遠(yuǎn)紅外相機(jī)市場(chǎng)容量并不大。因其從成本高，清晰度較弱，導(dǎo)致遠(yuǎn)紅外相機(jī)比較單一。但隨這元器件價(jià)格下降，清晰度提升，未來紅外相機(jī)的應(yīng)用可能會(huì)大幅度提升。
一個(gè)趨勢(shì)：未來三到五年，內(nèi)視相機(jī)的增長(zhǎng)速度最快，前視感應(yīng)類和環(huán)視相機(jī)的增長(zhǎng)數(shù)量會(huì)較多。
記者：車載鏡頭是否還有創(chuàng)新的空間？
谷春燕：一顆小小的鏡頭，要求高，又與主動(dòng)安全相關(guān)，往高像素方向發(fā)展，如何將尺寸做小，其實(shí)挺難做的。但不管是感知類，環(huán)視類，都得做便宜，貴了很容易被其他傳感器代替。
如何去選擇更優(yōu)的光學(xué)設(shè)計(jì)解決方案，有沒有可能都用塑料的材料？有沒有可能利用自由曲面的形式、技術(shù)創(chuàng)新來使得設(shè)計(jì)一開始是低成本化、小型化的？這當(dāng)中有很多創(chuàng)新。
防霧能力是車載鏡頭目前需要攻克的技術(shù)。鏡頭依靠光線傳播識(shí)別道路信息，鏡頭表面臟污會(huì)導(dǎo)致識(shí)別能力下降。而單純從光學(xué)方面解決這個(gè)問題是有難度的，目前行業(yè)內(nèi)的企業(yè)正在發(fā)力提升鏡頭的防污能力。例如利用類似于雨刮器的設(shè)備，通過噴水、清洗等技術(shù)手段來解決這一難題。
另外高像素鏡頭的焦平面穩(wěn)定性也是一大難點(diǎn)。因?yàn)橄袼卦礁撸褂眠^程中稍有偏移，圖像就會(huì)模糊。汽車的行車環(huán)境又相對(duì)復(fù)雜，這些矛盾集中在一起，對(duì)鏡頭或者相機(jī)的要求更高。
這當(dāng)中有很多非常多的技術(shù)課題，我們也在不斷推進(jìn)。
探索新的產(chǎn)品領(lǐng)域：HUD、激光雷達(dá)、大燈照明
記者： 除了車載鏡頭外，舜宇的光學(xué)鏡片也應(yīng)用在汽車新的領(lǐng)域，如 HUD、激光雷達(dá)、大燈照明等。在這幾個(gè)產(chǎn)品領(lǐng)域，舜宇分別提供的是一個(gè)什么樣的解決方案？
谷春燕：車載鏡頭每年 10% 的同期增長(zhǎng)，DMS 的市場(chǎng)增長(zhǎng)也非常大。我們看好車載鏡頭的增長(zhǎng)，并且積累了很多經(jīng)驗(yàn)。我們雖然在做車載鏡頭，但關(guān)注的點(diǎn)其實(shí)是汽車光學(xué)：如何將光學(xué)應(yīng)用在汽車上，并發(fā)揮極致的作用，這是我們?cè)谝恢彼伎嫉摹?/p>
所以在做了多年車載鏡頭業(yè)務(wù)以后，我們開始發(fā)現(xiàn)，與自動(dòng)駕駛相關(guān)的其他汽車傳感器，激光雷達(dá)，HUD，大燈也是與光學(xué)元器件密不可分的。所以我們確定進(jìn)入這些產(chǎn)品領(lǐng)域。但不論是 HUD 還是激光雷達(dá)，我們都是圍繞光學(xué)去做，這是我們的核心優(yōu)勢(shì)。
在新產(chǎn)品（HUD、激光雷達(dá)、大燈照明）領(lǐng)域，比較明顯的兩個(gè)特點(diǎn)：
光學(xué)零部件更為豐富，不是常規(guī)球面玻璃，塑料非球面以及玻璃非球面，我們提供投影鏡頭、自由曲面鏡，準(zhǔn)直透鏡，復(fù)眼透鏡/柱面鏡、LiDAR罩子等特殊的光學(xué)零部件。
合作模式更自由，比如HUD/智能汽車大燈中都會(huì)有成像系統(tǒng)（PGU），我們可以給客戶提供光學(xué)零部件，PGU，整個(gè)光機(jī)系統(tǒng)，更多的是如何基于客戶需求出發(fā)提出光學(xué)解決方案幫助客戶。
記者：激光雷達(dá)，HUD，智能大燈是一個(gè)什么樣體量的市場(chǎng)？從你們角度看，這幾個(gè)領(lǐng)域?qū)⒃跁r(shí)候迎來快速增長(zhǎng)？產(chǎn)品預(yù)計(jì)什么時(shí)候會(huì)進(jìn)入市場(chǎng)？
谷春燕：從銷售額上來講，HUD、激光雷達(dá)、大燈照明和車載鏡頭不相上下。從數(shù)量上來看，激光雷達(dá)和車載鏡頭差不多，HUD 和智能大燈相對(duì)較少。HUD 技術(shù)發(fā)展已久，汽車上的應(yīng)用比較成熟。未來三年內(nèi)，舜宇的 HUD 增量會(huì)有明顯的提升。
激光雷達(dá)的客戶分兩種：一種是傳統(tǒng)的 Tier1；一種是新型激光雷達(dá)公司。在與他們溝通下來：2025 年量產(chǎn)比較穩(wěn)妥；早的基本也要到 2021 年。
激光雷達(dá)和智能大燈的量產(chǎn)周期會(huì)更長(zhǎng)一些，我們預(yù)想在 2020 年以后，上述兩個(gè)市場(chǎng)會(huì)有快速的增長(zhǎng)。
記者：舜宇如何在HUD 、激光雷達(dá)、大燈照明上繼續(xù)發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大市場(chǎng)份額？
谷春燕：光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，零部件的加工是我們主要的立足點(diǎn)。當(dāng) HUD、激光雷達(dá)、大燈面對(duì)商業(yè)化、量產(chǎn)性兩個(gè)實(shí)際問題時(shí)，就不得不重視每一個(gè)零部件的成本、品質(zhì)穩(wěn)定性等問題。
我們的優(yōu)勢(shì)在于光學(xué)核心器件和車載鏡頭的經(jīng)驗(yàn)，能夠?qū)④囈?guī)級(jí)的光學(xué)核心器件制作出來，并在鍍膜、各種環(huán)境下的品質(zhì)穩(wěn)定性等方面做到很好。以 HUD 產(chǎn)品為例，目前舜宇已經(jīng)突破了一些 HUD 技術(shù)難題，產(chǎn)品已經(jīng)開始進(jìn)行量產(chǎn)。
記者：從技術(shù)角度來看：車載鏡頭、HUD 與激光雷達(dá)、大燈照明對(duì)光學(xué)鏡片各有哪些不同的要求？技術(shù)難度和挑戰(zhàn)有哪些？
谷春燕：原來的鏡頭是球面和非球面的時(shí)代，HUD 與激光雷達(dá)、大燈照明進(jìn)入了自由曲面的時(shí)代，光學(xué)技術(shù)難度和能力要求更高。
我們目前已經(jīng)掌握了自由曲面的加工檢測(cè)和組裝能力，也已經(jīng)應(yīng)用到了新產(chǎn)品上。以激光雷達(dá)為例，激光雷達(dá)里面有柱面鏡、自由曲面、平面反光鏡，這些和傳統(tǒng)攝像頭的鏡片不同。
記者：為什么說 HUD 、激光雷達(dá)與大燈照明已經(jīng)進(jìn)入了自由曲面時(shí)代。能否具體展開講講「?jìng)鹘y(tǒng)球面」、「非球面」與「自由曲面」鏡頭的異同？
谷春燕：「?jìng)鹘y(tǒng)球面」、「非球面」與「自由曲面」：在不同需求情況下，取決于最終做成什么樣的產(chǎn)品。
總體來說，在光學(xué)表現(xiàn)上較球面鏡片，后二者在矯正像差、減小鏡頭體積和重量上有明顯優(yōu)勢(shì)，自由曲面較非曲面鏡片相比，擁有更多的設(shè)計(jì)自由度，可以獲得更好的光學(xué)設(shè)計(jì)效果；尤其是在高性能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，該技術(shù)既可以提高光能利用率，同時(shí)可消除系統(tǒng)對(duì)照明方向性的嚴(yán)格要求，因此在 HUD，大燈照明等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。加工方面三者難度依次遞增。
但可以預(yù)見的是，隨著技術(shù)的發(fā)展，成本差異會(huì)越來越小，價(jià)格也會(huì)逐漸被大家所接受。