从小众走向大众的深度摄像头及传感器市场的发展解析.doc

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1、从小众走向大众的深度摄像头及传感器市场的发展解析　　我们大脑皮层有50%的区域是用于视觉，在经过几亿年的进化以后，我们的眼睛可以在150毫秒内将看到的场景识别理解出来。但是，现在要让机器只凭简单的摄像头做到这些是不可能的。　　所以出现了可以捕捉三维深度信息的深度传感器，虽然听名字这是一颗传感器，其实它的最终形态和我们的眼睛一样，需要去观察、认识以及理解这个世界。　　尤其是在苹果推出FaceID之后，相关的智能手机厂商都想跟风，虽然这股风现在还没起来，但是大多已经开始蠢蠢欲动。最近，华为在某场手机发布会上，也公布了点云深度摄像头JupiterX，和PhoneX

2、的“齐刘海”系统十分相似……　　从小众走向大众的深度摄像头及传感器市场的发展解析　　我们大脑皮层有50%的区域是用于视觉，在经过几亿年的进化以后，我们的眼睛可以在150毫秒内将看到的场景识别理解出来。但是，现在要让机器只凭简单的摄像头做到这些是不可能的。　　所以出现了可以捕捉三维深度信息的深度传感器，虽然听名字这是一颗传感器，其实它的最终形态和我们的眼睛一样，需要去观察、认识以及理解这个世界。　　尤其是在苹果推出FaceID之后，相关的智能手机厂商都想跟风，虽然这股风现在还没起来，但是大多已经开始蠢蠢欲动。最近，华为在某场手机发布会上，也公布了点云深度摄像头

3、JupiterX，和PhoneX的“齐刘海”系统十分相似……　　　　从小众走向大众的深度传感器市场　　最近一段时间，我们也采访了不少做深度传感器的厂商，聊来聊去，绕不开的一个话题就是：曾经小众的深度摄像头市场，正在慢慢走向大众化，而iPhoneX在其中发挥了关键性的作用。　　数据显示，深度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%。　　来自MarketsandMarkets的一份报告也显示，预计到2020年全球机器视觉市场规模将达到125亿美元。麦姆斯咨询也显示，预计2016~2022年间3D传感器市场规

4、模的复合年增长率为26.5%，2022年将达到54.6亿美元。　　这也是为什么苹果、微软、英特尔这样的大公司会在五年时间内，纷纷投资或者收购深度传感器、手势识别算法以及上下游相关解决方案公司：　　　　　　而一旦获得这种三维信息，就能为机器感知和智能分析提供最基础的数据信息。　　目前，市面上比较成熟的深度信息捕捉方案主要就三种：结构光、双目视觉以及TOF（飞行时间）。　　第一种是结构光方案，通过发射特定图形的散斑或者点阵的激光红外图案，摄像头捕捉到被测物体反射回来的图案，计算上面散斑或者点的大小，然后跟原始的尺寸做对比，从而测算出被测物体到摄像头之间的距离。　

5、　第二个叫双目，主要通过两个普通的摄像头获得深度信息，简而言之它就是模仿人眼的结构，通过两个摄像头的视差来确定距离信息。　　第三种是TOF，它是通过发出的激光反射回来的时间算距离，TOF的方案在第二代Kinect上有使用过，传感器发出调制的脉冲红外光，然后遇到物体反射后，它会计算出光线发射和反射时间差或者相位差，实现距离的测量，最终产生深度信息。　　可以说，既有的三种方案各有所长，TOF的响应速度快、精度高，不易受环境光线干扰，但是功耗和成本都比较大；结构光的工业化应用较多；双目立体成像更适合室外强光条件和高分辨率应用，目前主要应用在机器人视觉、自动驾驶等方

6、面。　　但是，现在很多技术厂商在尽可能的取长补短，弥补既有技术的短板。深度摄像头的产业链分解　　无论是哪种方案，追根溯源其产业链的话，如下图所示：　　　　从产业链来看，相比较传统的摄像头，比较突出的就是红外相关的元件。其实，如果对比两者的结构，也能很明显发现深度摄像头增加了不少新的硬件组件。　　　　图

7、2D摄像头模组结构　　　　图

8、典型的3D摄像头模组结构　　发射端上新增了红外激光发射器和辅助元件，包括衍射光栅和光学棱镜部件（如准直镜头）；在接收端，新增红外接收部分，包括镜头、红外传感器和窄带红外滤光片；在图像处理器芯片上，由于算法上的复杂性，也比简单的2D

9、成像芯片成本更高。　　还是以苹果iPhoneX为例，它的黑刘海就引入了红外光学发射器VCSEL（垂直共振腔表面放射激光）。　　相比较传统的LED，VCSEL的精度、体积以及低功耗更适合移动端，现在大多数深度摄像头都会采用VCSEL作为红外光源，像苹果的VCSEL供应商之一是IQE，另一供应商则是Lumentum。　　市场研究机构预测，2015年VCSEL市场规模为9.546亿美元，至2022年预计将增长至31.241亿美元，2016~2022年期间的复合年增长率可达17.3%。　　　　VCSEL凭借其紧凑的尺寸、高可靠性、低功耗以及较低的制造成本而应用广泛。

10、而汽车产业电气系统对VCSEL的应用增长，正推动整个