测距更远、识别精度提高，3D ToF技术持续突破，智能汽车或成新增长主线

随着高端装备制造、机器人、智能汽车、智能电网等应用领域需求的增长，先进光学传感器技术成为业内人士关注的研究方向。调研机构BlueWeave Consulting的数据显示，2019年全球光传感器市场规模约为13亿美元，预计2020年到2026年将以7.86%的复合年增长率增长，到2026年达到22.6亿美元。
 
光传感器可以分为图像传感器、红外传感器、光纤传感器三大类。其中，图像传感器在整个光传感器市场中占据最大的市场份额。未来，随着智能汽车、AR/VR等市场的兴起，光传感器的市场规模有望进一步成长。
 
3D ToF已成扫地机器人标配，AR/VR、智能汽车成为新市场方向

今年6月，理想发布全新智能旗舰SUV理想L9，智能座舱成为亮点之一。根据介绍，理想L9的家庭智能座舱创新采用5屏交互，并且具备手势识别控制功能。该功能的实现基于3D ToF传感器配合融合算法，让后排乘坐者也能随时操控屏幕。理想L9的上市，打开了3D ToF相机在汽车上的应用市场。
 
不过，智能汽车还不是3D ToF传感器的主要市场。灿瑞科技光电事业研发经理黄连全在接受电子发烧友网采访时提到，在光传感器领域，主要应用3D感应技术的有智能手机、扫地机器人、自动仓储系统等应用领域。
 
在智能手机上，3D感应功能可以进行人脸识别、3D物体描绘，进而实现AR/VR应用。在扫地机器人的应用上，避障功能由2D进阶为3D，可以更精准地辨识物体的真实性，进行物体避障功能判断。在自动仓储系统方面，借由自动化机器人的3D感应功能，可以自动判定物体大小，对包装进行精准自动分类。
 
中研网的数据显示数据表明，今年第一季度，我国扫地机器人销售量达569万台，同比增长了13.2%，预计今年总销量将超过2500万台。可见在扫地机器人领域，3D TOF传感器还有很大的发展空间。
 
目前最成熟的 ToF技术已应用在扫地机器人领域，现行市面上最高阶的扫地机器人多为镭射的1D（点）或2D（线）扫描，进而对物体进行距离判断，物体大小判断。但3D ToF功能可直接判断物体（借由不断积累的资料库），进行更精准的判断。黄连全表示，最新搭载3D技术的扫地机器人，已经可以判断电线、宠物粪便等物体，让扫地机器人更精准地避开。正是由于 ToF技术具有3D扫描的特点，让该技术的应用市场更加广泛。
 
3D感测成为智能汽车、智能手机主流方案，灿瑞科技加速布局

得益于市场需求的增长，国内多家传感器厂商加速布局ToF技术，例如灿瑞科技。灿瑞科技已成为国内磁传感器芯片龙头企业，于今年10月份在科创板上市。在其智能传感器业务中，除了磁传感器之外，灿瑞科技不断拓宽产品线，布局光传感器芯片。
 
据了解，灿瑞科技的光传感器产品主要是为3D感应模组发射端提供光源整合方案。此外，灿瑞科技也已推出基于 ToF技术和结构光技术的多款产品，可应用于人脸识别、智能机器人、安防监控、工业控制等领域。
 
目前公司的ToF 技术仍以3D相机为主，扫地机器人、门禁脸部解锁产品为其贡献了主要的出货量。其中OCVC-LI 系列持续出货国内各大品牌客户，主要应用于AR眼镜，例如magic leap AR眼镜，此外还有仓储管理、3D相机等应用领域，针对国外市场，该产品已经进入美国扫地机器人品牌Neato 扫地机器人的供应链。
 
黄连全向电子发烧友网介绍了公司下一阶段的光传感器研发方向，他表示灿瑞科技的OCVC-1290系列，OCS产品规划主要朝向广角镜头，将发射角度越做越大，由原本发射60°扩展到目前量产120°，广角度的发展可迎合人眼所看到的视野，有利于加强实现实际应用功能，如AR/VR应用等等。针对OCVC-LI 系列，OCS产品规划主要朝向线条光源，将发射角度设计为一窄条线光源，主要应用于AR眼镜、仓储管理、美国扫地机器人品牌等。
 
未来，随着市场需求不断更新，3D ToF在技术、市场上都将迎来新的发展趋势。在技术上， ToF技术需要更快的反应速度与更远的扫描距离，在加长扫描距离的趋势下， ToF传感器的功率也将不断提升，朝向双层、多层，或是多芯片的发展。黄连全表示，灿瑞科技也在开发高功率OCVC 4W~6W功率的TOF module，持续跟终端配合验证。
 
在市场上，3D感测市场的快速成长吸引了不少光学大厂竞相投入新技术的研发，特别是在手机镜头功能越来越多的背景下，除拍照、摄镜之外，身份辨识的应用也开始普及，再加上手机每年出货量保持在 14 亿支以上，智能手机依旧会是3D感测技术的大市场。
 
此外，汽车电子的快速发展，也为 3D感测镜头带来新的需求。为了让智能汽车能达到自动驾驶境界，镜头配置数量将远超过传统汽车，且不像手机镜头搭载 3D 感测数量有其限制，智能汽车的车身周边每颗镜头均可具备 3D感测功能，以将肇事概率降至趋近于零。由此来看，智能汽车会是下一个结构光、TOF 技术等3D 感测技术的主要增长市场。
 
不难预测，随着技术迭代，以及成本降低，3D ToF技术的应用领域也在不断扩大，终将引领市场爆发。产业链上的企业也将受益于市场的增长，获得新的成长动力。