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干货 | 3D视觉“痛点型”应用层出不穷，将迎来智能终端争配爆发

来源：世展网分类：光电行业资讯 2022-05-21 00:35 阅读：13891

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2026-09-21-09-23

距离167天

3D传感的市场应用非常广泛，从之前所说的智能手机，到目前广泛使用驾驶辅助功能的汽车，或者是智能工厂等都在应用这一技术将于2022年9月7-9日在深圳国际会展中心（宝安）举办的CIOE智能传感展将重点展示3D视觉新产品、新技术，点击即刻预订展位。

文章来源：整理自华创证券、驭势资本、集微咨询

文章大纲

1.3D Sensing摄像头：智能手机行业十年来最大创新智能硬件向AR全面发展的大杀器

为什么说3D Sensing 摄像头是智能手机行业十年来最大创新
“痛点型”应用场景层出不穷，将迎来手机标配到智能终端争配的爆发

2.3D Sensing摄像头：一场“有预谋”变革

技术路线成熟：TOF及结构光殊途同归

3.解密3D Sensing摄像头产业链，关键器件VCSEL应用增长持续增长4.3D传感爆发增长，全球知名企业齐聚CIOE

3D视觉

3D Sensing摄像头：智能手机行业十年来最大创新

智能硬件向AR全面发展的大杀器

为什么说3D Sensing摄像头是智能手机行业十年来最大创新

3D Sensing摄像头是什么？3D摄像头特点在于除了能够获取平面图像以外，还可以获得拍摄对象的深度信息，即三维的位置及尺寸信息，其通常由多个摄像头+深度传感器组成。3D摄像头实现实时三维信息采集，为消费电子终端加上了物体感知功能，从而引入多个“痛点型应用场景”，包括人机交互、人脸识别、三维建模、AR、安防和辅助驾驶等多个领域。

消费体验来讲，到底能实现怎么样的颠覆式应用？3D摄像头实时获取环境物体深度信息、三维尺寸以及空间信息，为动作捕捉、三维建模、VR/AR、室内导航与定位等“痛点型”应用场景提供了基础的技术支持，因而具有广泛的消费级和工业级应用需求。从应用角度来看，目前3D摄像头能够大显身手的场景主要包括消费电子领域的动作捕捉识别、人脸识别，自动驾驶领域的三维建模、巡航与障碍避开，工业自动化的零件扫描检测分拣，安防领域的监控、人数统计等等。

随着近年来大客户导入3D摄像头技术，人脸识别和手势识别应用将率先脱颖而出，市场空间有望迎来爆发式增长。根据研究机构Zion Research预测数据，3D 摄像头市场规模将从2015年的12.5亿美元增长到2021年的78.9亿美元，年均增长率达35%！而从当前产业链调研来看，单价预计13-18美元；按2021年18亿部智能手机40%渗透率来算已经超过100亿美元市场空间，加上在AR、自动驾驶、机器人等领域应用，整个3D摄像头市场空间实际有望超过200亿美元。

“痛点型”应用场景层出不穷将迎来手机标配到智能终端争配的爆发场景1-人脸识别元年来临，指纹识别之后脱颖而出在智能手机强调差异化、寻求创新点的背景下，脸部识别有望成为消费电子下一个创新大方向，带来产业链投资机会。从市场占有率看，指纹识别之后最可能脱颖而出的预计是脸部识别。根据前瞻产业研究院统计，2007年至2013年六年期间，生物识别技术的全球市场规模年均增速为21.7%。自2015年到2020年，各细分行业市场规模增幅分别为：指纹（73.3%）、语音（100%）、人脸（166.6%）、虹膜（100%）、其他（140%）。众多生物识别技术中人脸识别在增幅上居于首位，预计在智能终端渗透脸部识别的情况下，市场规模可能大超预期。目前人脸识别市场的解决方案主要包括：2D识别、3D识别和热感识别。2D脸部识别是基于平面图像的识别方法，但由于人的脸部并非平坦，因此2D识别在将3D人脸信息平面化投影的过程中存在特征信息损失。3D识别使用三维人脸立体建模方法，可最大程度保留有效信息。因此3D人脸识别技术更为合理并拥有更高精度。

以TOF和结构光为代表的3D摄像头技术与人脸识别技术需求最为匹配。首先，3D摄像头采用红外线作为发射光线，能够解决可见光的环境光照影响问题。传统的2D识别技术在环境光照发生变化时，识别效果会急剧下降，无法满足实际系统的需要。比如，拍照时遇到侧光时出现的“阴阳脸”现象，就可能无法正确识别。

TOF或结构光3D摄像头技术进行拍摄时采集得到人脸图像深度信息，能够获取更多的特征信息在传统人脸识别技术基础上大幅提升识别准确率。与2D人脸识别系统相比，3D人脸识别能够采集眼角距、鼻尖点、鼻翼点、两个太阳穴之间的距离、从耳到眼的距离等深度特征信息，并且这些参数一般不会随着一个人整容、换发型而发生较大变化，因而3D人脸识别能够在用户特征发行变化时继续保持极高的识别准确率。场景2-手势识别：人机交互方式核心痛点回顾人机交互发展，实际上是一段不断改造机器解放人的历程。最早期的电脑，键盘是唯一的输入设备，随着图形界面GUI的出现，形成“键盘+鼠标”的组合，然而精准点击鼠标和敲击键盘仍然需要较高的学习成本。其后，设备终端的越做越小进一步解放用户，手机触屏的出现真正摆脱了键鼠这一中间介质，做到所触即所得。下一个十年人机交互方式将更加智能与便捷，将用户从触碰屏幕解放出来，主动捕捉用户手势动作并进行识别处理将成为下一个交互痛点！手势识别的关键便在于3D摄像头（或称3D感知）技术，3D摄像头利用TOF或结构光技术获取影像深度信息，通过算法处理对用户手势进行识别，从而实现用户隔空操控智能终端。

场景3-三维重构基础技术，AR/VR领域将大放异彩AR/VR设备为什么要采用3D摄像头技术？——1、获得周围环境图像的RBG数据与深度数据，进行三维重建；2、实现手势识别、动作捕捉等人机交互方式。AR/VR的3D感知在实现原理上一般采用TOF和结构光这两种主动感知技术，设备正面通常包括1个红外发射器、1个红外传感器（获取深度信息）和多个环境光摄像头（获取RBG信息）。以TOF技术为例，红外发射器发射红外线，至目标物体反射后由红外传感器进行接收，利用发射信号和接收信号之间的相位差进行运算和转换得到距离/景深数据。

3D摄像头技术提供的手势识别功能将成为未来AR/VR领域的核心交互手段。目前各大厂商推出的VR设备大都需要控制器,游戏控制器的优势在于控制反馈及时、组合状态多。缺点是与虚拟环境互动少，用户只能控制而不能参与。而在AR应用方面，手柄就完全不能胜任人机交互的任务了。在AR应用领域有丰富的人机互动内容，而这种互动是非常复杂的，只有手势操作才可以完成。

同时，集微咨询（JW Insights）也认为，为了朝着轻型化，集成化的方向不断发展，头戴显示设备在未来将会愈加集成。为了能够实现集成，同时保证元宇宙所需要的交互功能，头戴显示设备将不得不集成更多的传感器，其中以实现手势识别的传感器更为重要。郭明錤在最新发布的预测中指出，苹果的头戴显示设备将会集成3D传感器来实现手部动作的追踪，预计这一设备将配备四组3D传感器，比当前的iPhone多出三个，也将能够实现更加准确的动作捕捉。苹果此次选择3D传感技术，不仅仅是因为市场对于硬件体验的需求，也是因为此前3D传感在市场的表现。众所周知，2017年，苹果在iPhone X中正式引入了3D技术，以用于人脸识别，此后这一技术在智能手机市场得到了广泛应用，并发展成为目前手机市场的标配。集微咨询此前曾指出，3D传感功能主要集成在摄像头中，主要应用包括，测距、背景虚化、3D物体检测、空间建模和AR等。

3D视觉

3D Sensing技术路线

一场“有预谋”的变革已经箭在弦上

技术路线已经成熟，TOF及结构光殊途同归

3D摄像头主要有三条主流技术路线：光飞时间（TOF，time of flight）、结构光（structure light）和多角成像（也称双目立体视觉技术，multi-camera）。从当前技术发展和产品应用来看，TOF与结构光因其使用便捷、成本较低等优点而最具前景。

下表主要从软件复杂性、延迟、是否主动照明、探测距离、分辨率等指标对三种主流技术进行对比：

从目前已经上市的产品技术运用来看，结构光/TOF的应用具有成熟，且技术原理上殊途同归。初代产品大多采用结构光技术，而新一代产品采用TOF技术的数量则开始逐渐提升，我们认为TOF技术未来将凭借自身在软件复杂性、延迟、精度、扫描速度等领域的优势成为最具应用前景的3D摄像头技术；而结构光则在成本优势、一次性成像等方面具备较好优势，有望成为手机应用的排头兵。

3D 视觉

解密3D Sensing摄像头产业链

关键器件VCSEL应用持续增长

3D摄像头在传统摄像头基础上引入基于TOF或结构光的3D感知技术，目前这两种主流3D感知技术均为主动感知。3D摄像头产业链可以被分为：

1、上游：红外传感器、红外光源、光学组件、光学镜头以及CMOS图像传感器；

2、中游：传感器模组、摄像头模组、光源代工、光源检测以及图像算法；

3、下游：终端厂商以及应用。

其中，VCSEL器件经过在光通信应用领域多年发展而得的“小型化+低成本+低功耗+高质量”使得其成为消费电子领域激光光源的首选方案。

应用领域方面，VCSEL主要由光通信领域应用向商业级应用如工业加热、环境监测、医疗以及消费电子应用如3D sensing发展。850nm波段VCSEL商用化程度最为成熟，是短距离光纤数据传输系统的重要器件；此后开发出的长波段产品主要用于长距离光纤通信、光并行处理以及光识别系统；此后随着工艺、材料技术改进，VCSEL器件在功耗、制造成本、集成、散热等领域的优势开始显现，逐渐应用于工业加热、环境监测、医疗设备等商业级应用以及3D感知等消费级应用。

3D 视觉

3D传感爆发增长

全球知名企业齐聚CIOE

可以说，3D传感的市场应用非常广泛，从之前所说的智能手机，到目前广泛使用驾驶辅助功能的汽车，或者是智能工厂等都在应用这一技术。

虽然近两年来由于疫情，3D传感技术等发展受到了一定的影响，但是随着这一技术在面部识别、手势交互和检测行为或身体动作等方面功能等成熟，3D传感技术也在进一步拓展到新的领域。

根据The Insight Partners公布的数据也显示，3D传感市场在未来几年将呈现爆发式的增长，市场规模将从2018年的48.1亿美元，发展到2027年的719.1亿美元，在十年的时间内，增长十多倍，成为下一个重要传感器细分市场。

将于2022年9月7-9日在深圳国际会展中心（宝安）举办的CIOE智能传感展，分区重点展示3D摄像头、3D成像与传感，其中ams osram、奥比中光、Lumentum、纵慧芯光、芯视界、银牛微、灵明光子、驭光科技、飞芯电子、知微传感、锐芯微、睿熙科技、CDA、3M中国、通快、安思疆、惚恍微、唐晶量子、的卢深视、鲲游光电、柠檬光子、炬佑智能、阜时科技等相关企业都将带来精彩展出。（仅为部分企业，排名不分先后）

ams osram艾迈斯欧司朗集团，包括上市公司amsAG（母公司）和OSRAM Licht AG在内，是光学解决方案的全球领导者。拥有超过110年的发展历史，以对未来科技的想象力，深厚的工程专业知识与强大的全球工业产能为核心，我们长期深耕于传感与光学技术领域，持续推动创新。在消费电子、汽车、医疗健康与工业制造领域，我们致力于为客户提供具有竞争力的解决方案，在健康、安全与便捷方面，致力于提高人们的生活质量，推动绿色环保。奥比中光奥比中光科技集团股份有限公司成立于2013年1月，总部位于深圳，在上海、西安、美国密歇根设有分支机构。以“让所有终端都能看懂世界”为使命，奥比中光全面布局研发结构光、TOF、双目视觉等3D视觉感知技术，覆盖产品从设计、研发到制造的全周期研发流程，为客户提供包含芯片开发+硬件量产+应用算法的完整解决方案。以“3D感知芯片/光学测量系统+AI芯片+行业应用算法”为核心，奥比中光3D视觉感知领域专利申请量破千件，成为亚洲第一家、全球第四家掌握3D视觉感知全领域技术的平台型科创企业。目前，奥比中光提供的3D视觉感知技术方案已覆盖智能手机、智能电视、智能门锁、线下零售、服务机器人、VR房屋等应用。LumentumLumentum（NASDAQ：LITE）是创新光学和光子产品的市场领先制造商，为全球的光学网络和商业激光客户提供支持。Lumentum的光学组件和子系统实际上是每种类型的电信，企业和数据中心网络的一部分。Lumentum的商业激光器支持先进的制造技术和包括下一代3D传感功能在内的多种应用。 纵慧芯光常州纵慧芯光半导体科技有限公司是一家创新型的光电半导体高科技公司，由多位美国斯坦福大学博士创立，拥有资深技术团队，丰富的工业界量产经验。公司主要以研发生产VCSEL芯片、器件及模组为主营业务（650到1000纳米波段）。服务全球客户超过100家，公司产品广泛应用在3D感知、AR/VR、自动驾驶等领域。 芯视界visionICs成立于2018年，系南京市培育独角兽企业、江苏省高新技术企业、科技型中小企业、南京市集成电路行业协会理事单位，设有南京、上海、硅谷三处研发中心和深圳的市场营销中心，南京芯视界在单光子直接ToF（SPAD ToF）技术和实用性上处于国际领先地位，是全球率先研究单光子d-ToF三维成像技术的先驱之一。 银牛微成立于2020年8月，注册资本7.78亿元人民币，是一家专注3D和AI芯片、模组及产品设计的高新科技企业，注册地位于江苏省江阴市，并在北京，上海和深圳设有办公室。2020年11月，完成对全球领先的3D视觉芯片设计企业以色列Inuitive的收购，其核心技术高度集成了3D视觉深度引擎技术，SLAM及AI功能，模拟人脑+人眼，为客户提供前沿的实时3D感知、计算到系统一体化的解决方案。银牛微电子致力于成为全球3D机器视觉时代的引领者和赋能者，旨在助力中国市场的产业升级，引领全球的3D行业变革。 灵明光子深圳市灵明光子科技有限公司 (简称"灵明光子")，成立于2018年5月，由四位归国博士共同创立，位于深圳南山，上海设有研发中心，总人数60+，含11名国外一流大学博士，5名斯坦福校友，2019年获中国创业创新大赛电子信息行业初创组一等奖。致力于用世界领先单光子探测器技术研发制造高性能光电3D传感(dToF)芯片，应用于手机3D模组、激光雷达和其它高性能深度传感系统，帮助智能硬件实现三维感知能力的飞跃。3D传感正在手机，汽车、机器人、安防等领域展现出丰富多彩的应用，而应用的发展和技术滞后导致了高性能3D传感芯片的稀缺。解决这一问题是我们的市场机遇，更是社会使命。驭光科技驭光光电科技有限公司，微纳光学引领者，以微纳光学元件（DOE、MLA）的设计和制造为核心技术，提供国际领先的三维视觉模组及系统解决方案。主要产品：微纳光学器件（DOE、MLA）、投射模组、3D结构光智能门锁系统模组、3D刷脸支付模组、AR光波导等。飞芯电子宁波飞芯电子科技有限公司于2016年10月在西安成立，是一家专注于光电设备，激光雷达及其核心芯片研发设计的高新技术企业。公司现有员工80余人，以留美博士雷述宇为核心的研发团队占比公司总人数约90%，其中硕士以上学历占据公司研发总人数约80%，研发实力雄厚。公司专注于车载固态激光雷达系统及其核心芯片和消费电子用3D传感器及其核心芯片的设计、研发与生产，致力于成为世界一流的3D传感器供应商。公司采用两者同时研发的商业模式。产品主要应用于汽车自动驾驶和辅助驾驶、智能手机、智能安防等多个智能领域。知微传感西安知微传感技术有限公司是一家科技型高新技术企业，其研发团队深耕MEMS领域，开发出具备完全知识产权的多元化产品，且目前均已量产。知微传感开发有多款高精度工业3D相机，目前已广泛应用于面部识别、三维建模、路径规划、包裹测量、三维测量、拆码垛等智能领域。知微传感还提供激光雷达核心组件--MEMS扫描模组，该系列扫描模组可应用于MEMS激光雷达、激光扫描等领域。锐芯微锐芯微由海归博士团队创办于2008年，专注于高端图像芯片定制业务、高灵敏度图像传感器芯片和摄像机芯的研发、设计和销售业务。总部位于昆山，在北、上、深均设有分公司或办事处。睿熙科技浙江睿熙科技有限公司是全球技术领先的VCSEL供应商。睿熙科技定位高端市场，从事VCSEL芯片的研发量产，全面布局消费电子、数据通信及车载领域。核心成员拥有20年在世界一流VCSEL公司领导产品设计和生产制造的经验，涵盖外延生长、工艺制程、芯片设计与模拟、封装、高频测试、大数据分析、失效分析等所有VCSEL设计、制造管理领域。CDACDA是一家领先的微纳级衍射、折射光学元件制造公司。我们的服务包括光学设计、快速样件、批量生产和模组组装。我们服务的市场包括汽车、消费电子、机器视觉、AR/VR、3D传感器（结构光和ToF方案）。在使用聚合物材料制造微纳光学元件方面，CDA已经拥有长达20多年的丰富经验。3M中国3M公司创建于1902年，全球总部位于美国明尼苏达州的圣保罗市。作为一家世界知名的多元化科技创新企业，3M的产品和技术早已融入人们的生活。100多年以来，3M开发了六万多种产品，从家庭用品到医疗产品，运输、建筑到商业、教育和电子、通信等各个领域。通快通快是一家高科技企业, 致力为机床、激光、电子及光通信和消费电子领域提供制造解决方案. 公司产品广泛应用于众多工业及消费电子产业。在柔性板材加工、工业激光和半导体激光(VCSEL)领域，通快是全球市场的技术领导者。通快在全球范围内拥有超过12,000名员工, 年销售额达31亿欧元。安思疆深圳市安思疆科技有限公司成立于2018年6月，公司总部位于深圳，并在南京、上海和美国设立分部。公司致力于成为3D传感/智能硬件领域顶级企业，为手机/平板/PC等智能终端、面部支付、安防监控、智慧城市，智能驾驶、AR/VR、机器人等诸多行业提供一流体验的3D传感整体解决方案。惚恍微惚恍微电子是一家致力于设计和开发机器视觉sensingsensor，尤其是3D传感器的初创公司；公司的目标是研制高精度、低功耗、并具备成本竞争力的3D传感芯片；公司愿景是形成3D传感器芯片全流程设计能力，建立全国产化供应链，实现该领域国产化和技术创新的双重突围。惚恍微电子于2021年初注册，目前办公地点在上海张江；目前公司天使轮获得顶级产业资本注资超1亿人民币。西安唐晶量子西安唐晶量子科技有限公司于2017年11月成立。主要从事半导体激光器外延片的研发，生产及销售，拥有国际一流的技术研发团队并提供国际顶尖外延工艺设计和服务，致力于我国半导体激光器外延片的产业化。的卢深视的卢深视是一家专注于三维机器视觉及全栈产品解决方案的国家高新技术企业，公司成立于2015年8月，作为中国最早研究并打通“感知+算法”的三维视觉全栈技术企业，知识产权高度自主可控，公司在三维结构光传感器、三维人脸识别、三维目标重建测量、三维人像动态捕捉分析、交互与虚拟数字人等五大核心技术方向全球领先，核心技术及产品已经在金融安全支付、轨道交通、边检、安防、智能门锁等行业深耕落地，实现规模应用。柠檬光子深圳市柠檬光子科技有限公司是一家由半导体激光行业专业团队和机构创办的高科技企业，致力于高端半导体电光器件、模块及系统的研发，销售和产业化。公司拥有国际领先的半导体激光技术和工艺，着眼于以自主的核心技术为基础，垂直整合半导体激光器的各个制造环节，并延伸至其应用的开发和拓展。公司研发的下一代半导体激光芯片在众多应用领域比现有的激光芯片技术具有更优异的性能，更高的可靠性，以及更低廉的制造成本。公司的使命是在不断推进半导体激光技术的同时，广泛开拓激光在人类生产生活中的应用，以激光助燃大自然的神奇！炬佑智能炬佑智能成立于2017年初，专注于 ToF (Time-of-Flight) 3D 视觉传感芯片与系统的研发。目前已形成ToFSensor芯片，激光器驱动芯片和ToF ISP芯片三大芯片产品线，为智能手机、机器人、人脸识别、AR/VR、智慧家庭、智慧物流、智慧工业和智能汽车等众多应用领域提供了广泛的3D视觉应用可能。炬佑正引领着智能传感芯片和系统的不断创新，持续赋能AIoT时代。阜时科技阜时科技总部位于中国深圳，集成电路设计企业，国家高新技术企业，广东省人机交互传感器工程技术研究中心，专注于智能传感器、处理器芯片的研发设计及配套算法开发，致力于推动人机交互技术的智能化升级。团队依靠深耕集成电路行业的敏锐市场判断力、行业顶尖芯片设计及研发能力，一边自主开发有广阔市场前景的、可实现商业价值的芯片，一边为一线品牌厂商定制芯片，且从调试、测试、算法验证到售后配套，均提供高品质的一条龙服务。具有完整的芯片设计、软硬件支持、核心算法开发等能力，已成功量产应用于一线厂商。坚持在人机交互领域保持前瞻性，自主研发、规模投入，打造有技术壁垒、持续创新的优质产品，满足客户不同层次的需求，业绩处于高速成长期。

CIOE智能传感展专注于智能感知技术及应用解决方案, 完整展示3D视觉、激光雷达、毫米波雷达、MEMS传感等传感器产业中的新产品、新技术、新工艺和新应用，聚焦传感在消费电子、智能驾驶、通信电子、智能制造等重要应用领域的新需求。促进传感产业及上下游企业进行商贸沟通，达成商业合作，获悉前沿应用、洞察新兴趋势。点击参观登记

第24届中国国际光电博览会(CIOE)将于2022年9月7-9日在深圳国际会展中心（宝安新馆）隆重举办！立即参观登记CIOE中国光博会，享多重好礼相送，不仅能定期收到关于光电及应用领域新资讯、新活动，还能享受提前在展会前一天（9月6日）提前办理观众入场证件，免去现场排队的烦恼。

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