2025光學傳感器行業市場空間、競爭格局、應用領域及國內相關標的分析報告（25頁）.pdf

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1、 2025 年深度行業分析研究報告 目錄目錄 一、光學傳感器概述.4（一）光學傳感器原理與結構.4（二）光學傳感器分類與發展趨勢.5（三）市場空間與競爭格局.11 二、下游應用領域廣泛，潛在應用多樣.14（一）智能手機.14（二）掃地機.16（三）無人機.18（四）汽車電子.19（五）端側 AI 消費電子.20（六）機器人.21 三、國內相關標的.22（一）美芯晟.22（二）匯頂科技.24 圖目錄圖目錄 圖 1、光學傳感器基本原理.4 圖 2、光學傳感器基本結構.4 圖 3、光傳感器分類.5 圖 4、環境光傳感器（Sensortek）.5 圖 5、接近傳感器（TMD2635，集成 VCSEL）

2、.6 圖 6、顏色傳感器框圖.6 圖 7、光譜傳感器框圖.6 圖 8、11 通道光譜檢測傳感器（ams AS7341）.6 圖 9、閃爍光傳感器（MT3212，集成 RGB+IR+Flicker 全通道）.6 圖 10、PPG 檢測示意圖.7 圖 11、光學追蹤傳感器示意圖.7 圖 12、MT3502 應用示意及芯片圖.7 圖 13、應用于表冠的光學追蹤傳感器（獨立按鍵檢測功能示意圖）.8 圖 14、iTOF 和 dTOF 的性能特點.8 圖 15、dTOF 測距原理.9 圖 16、“環境光+接近”二合一模組.9 圖 17、TCS3701 產品圖.10 圖 18、TCS3701 原理框圖.10

3、 圖 19、TMD3721（集成 VCSEL）.10 圖 20、意法半導體集成化光學傳感產品.11 圖 21、全球光學傳感器市場規模（億美元）.12 圖 22、2024 年環境光傳感器市場下游結構.12 圖 23、VCSEL 市場規模.13 圖 24、2023 年光學傳感器市場格局.13 圖 25、光學傳感器核心廠商及產品矩陣梳理.14 圖 26、手機光傳感器應用.lXgVmUjWiWdYiZoM8OdN9PmOmMtRqNkPnNsPlOqRzQ9PnMnNxNnNyRxNsQsP 圖 27、手機 A 面的光學傳感器功能.15 圖 28、智能手機屏幕與光傳感器的協同演進.15 圖 29、小米

4、 15Ultra 中的前置與后置光學傳感器.16 圖 30、小米 15Ultra 中的激光對焦模組.16 圖 31、dTOF 支持自動對焦功能.16 圖 32、掃地機結構.17 圖 33、TOF 在掃地機中的應用案例.17 圖 34、掃地機器人防跌落功能.18 圖 35、無人機高度傳感器.18 圖 36、光學傳感器的無人機應用示意.19 圖 37、車內 TOF 傳感器深度信息效果.19 圖 38、后視鏡自動防眩光結構拆解.19 圖 39、雨量光學傳感器結構.20 圖 40、雨量光學傳感器功能示意.20 圖 41、投影儀當貝 F1C 的 TOF 應用.20 圖 42、Apple Vision P

5、ro 正面傳感器分布.20 圖 43、MT3502 典型應用電路圖.21 圖 44、蘋果的數字表冠相關專利.21 圖 45、AMS 可應用于機器人領域的產品矩陣.21 圖 46、ARMOR 系統中機器人遍布 TOF 傳感器.22 圖 47、ARMOR 系統建立機器人周身點云空間.22 圖 48、意法半導體 TOF 產品家族.22 圖 49、公司光學傳感器產品矩陣與多樣化下游應用.23 圖 50、vivo WATCH GT 智能手表搭載美芯晟光學追蹤傳感器.23 圖 51、美芯晟超小型、低功耗、集成皮膚識別的光學接近傳感器.23 圖 52、美芯晟 dTOF 傳感器 MT3801.24 圖 53、

6、美芯晟 MT3801 結構框圖.24 圖 54、匯頂科技屏下光學傳感器.24 圖 55、匯頂科技 GLS6155.24 圖 56、匯頂科技健康傳感器光學模組在智能手表/手環上的應用示意圖.25 一、光學傳感器概述 光學傳感器是一種基于光學信號進行測量與計算的傳感器，因為需要將光信號轉化為電信號進行運算等操作，又稱光電傳感器。光學傳感器主要通過發射并/或接收光進行特定物理環境與物理變量的測量，廣泛應用于消費電子、工業、汽車等下游領域中。（一）光學傳感器原理與結構 光學傳感器基于光電效應，將紅外、可見光或紫外等光輻射信號轉換為電信號，并實現信息的采集、處理、傳輸、顯示和存儲等功能，其本質是電子系統

7、與現實環境之間的信息接口，使智能終端具備“感知光”的能力。圖圖1、光學傳感器基本原理光學傳感器基本原理 數據來源：基恩士，興業證券經濟與金融研究院整理 通常光學傳感器由探測單元（光敏元件）、光源、光學系統、信號處理模塊組成，探測單元用于接收光信號并將其轉化為電信號，發光單元負責主動發出感測光源，光學系統用于過濾、聚焦并控制光學路徑，信號處理模塊對原始信號進行放大、轉換與計算，封裝與接口實現器件保護、集成安裝及與主控系統的數據通信。部分光學傳感器也可單純被動接收外界光信號，就無需發光單元。圖圖2、光學傳感器基本結構光學傳感器基本結構 數據來源：中電網，興業證券經濟與金融研究院整理 （二）光學傳感

8、器分類與發展趨勢 常見的光學傳感器可依據其功能進行分類，主要包括環境光傳感器（ALS）、接近傳感器（PS）、顏色傳感器（CS）、飛行時間（TOF）傳感器等。圖圖3、光傳感器分類光傳感器分類 數據來源：天電光電，興業證券經濟與金融研究院整理 環境光傳感器（環境光傳感器（ALS，ambient light sensor）是一種典型的被動式光電感知器件，常采用光電二極管陣列作為探測元件，用于感知外部可見光強度并輸出相應的電壓或數字信號。該類傳感器廣泛應用于屏幕亮度自動調節等功能，以提升用戶視覺體驗、延長設備續航并實現視力保護，是移動終端中最早實現規模部署的光感器件之一。圖圖4、環境光傳感器（環境光傳

9、感器（Sensortek）數據來源：立創商城，興業證券經濟與金融研究院整理 接近傳感器（接近傳感器（PS，proximitysensor）屬于主動式傳感裝置，通過 VCSEL（直 腔面發射激光器）發射紅外光并接收反射信號，實現對物體靠近狀態的判斷，典型應用包括貼耳熄屏、防誤觸識別、口袋檢測及簡易手勢交互等。圖圖5、接近傳感器（接近傳感器（TMD2635，集成，集成 VCSEL）數據來源：ams OSRAM，興業證券經濟與金融研究院整理 顏色傳感器（顏色傳感器（CS，color sensor）檢測物體的色彩信息，部分高性能型號支持 RGB通道、色溫識別及環境光譜還原，該類傳感器主要應用于圖像校正

10、、屏幕色彩自適應、顯示設備校準以及打印、檢測類工業終端中。如 ams OSRAM 的 AS7343是一款 14 通道的多用途光譜傳感器，其中 12 個通道覆蓋大約 380nm 到 1000nm的波長范圍，還有 1 個透明通道和 1 個光源閃爍通道。圖圖6、顏色傳感器框圖顏色傳感器框圖 圖圖7、光譜傳感器框圖光譜傳感器框圖 數據來源：ams OSRAM，興業證券經濟與金融研究院整理 數據來源：ams OSRAM，興業證券經濟與金融研究院整理 閃爍光傳感器（閃爍光傳感器（flicker sensor）對光源的頻閃進行檢測，較少有單獨實現該功能的獨立傳感器，基本與 ALS、CS 等其他功能相互搭配，

11、通過單獨的通道檢測 50Hz或 60Hz 的環境光頻閃。如 8 個可見光+透明+近紅外+Flicker 共計 11 通道的AS7341，有 6 個并行 ADC，可進行多路復用的信號處理。圖圖8、11 通道光譜檢測傳感器通道光譜檢測傳感器（ams AS7341）圖圖9、閃 爍 光 傳 感 器（閃 爍 光 傳 感 器（MT3212，集 成，集 成RGB+IR+Flicker 全通道）全通道）數據來源：ams OSRAM，興業證券經濟與金融研究院整理 數據來源：美芯晟，興業證券經濟與金融研究院整理 健康傳感器健康傳感器通過將生物信號轉為數字信息，檢測人體生理狀態，為可穿戴設備、醫療等應用提供支持。健

12、康傳感器主要通過 PPG（光電積脈搏圖圖）傳感、ECG（心電圖）傳感等技術獲取人體的生理狀態，支持血壓、血糖、壓力、睡眠等健康指標的監測功能。圖圖10、PPG 檢測示意圖檢測示意圖 數據來源：匯頂科技，興業證券經濟與金融研究院整理 光學追蹤傳感器（光學追蹤傳感器（OTS，optical tracking sensor）是較為特色的光學傳感器品類，通過內置的 VCSEL 發射紅外激光，結合紅外接收陣列、高精度 ADC 以及高速數字圖像處理模塊，感知軸體表面的粗糙程度變化，實現對軸體的旋轉、平移等位移檢測，在手表等可穿戴設備上廣泛應用。實際應用中，部分旋轉軸體的 徑低至 1mm，光學追蹤傳感器需要

13、在極小的物體表面進行高速高精度的測量，反饋軸體的位移信息，為用戶與設備的精密交互提供傳感支持。圖圖11、光學追蹤傳感器示意圖光學追蹤傳感器示意圖 圖圖12、MT3502 應用示意及芯片圖應用示意及芯片圖 數據來源：美芯晟、我愛音頻網，興業證券經濟與金融研究院整理 數據來源：美芯晟，興業證券經濟與金融研究院整理 美芯晟的光學追蹤器 MT3502 自帶獨立按鍵檢測功能，作為數碼表冠應用時可支持表冠模塊的按鍵信號輸入，減少表冠模塊與主控的交互負荷。同時，芯片可選擇支持 IC(默認)或 SPI 接口，靈活對接不同應用場景。其中 IIC 模塊支持最高1MHz 的通訊速率，可通過地址選擇線或者 Swap

14、功能切換芯片的 IIC 從地址，實現最多 4 顆 MT3502 同時掛載同一總線，為用戶提供更多創新型組合應用的可能。圖圖13、應用于表冠的光學追蹤傳感器（獨立按鍵檢測功能示意圖）應用于表冠的光學追蹤傳感器（獨立按鍵檢測功能示意圖）數據來源：美芯晟，興業證券經濟與金融研究院整理 近年來隨著對三維空間感知、手勢交互、近年來隨著對三維空間感知、手勢交互、AR 場景識別等更高階功能的需求不斷場景識別等更高階功能的需求不斷釋放，發展出了基于“飛行時間”原理的釋放，發展出了基于“飛行時間”原理的 TOF 傳感器。傳感器。其通過發射光信號并接收反射的光信號來確定被探測物體的距離信息，是一種主動式激光測距的

15、方式，廣泛應用于 AR/VR、手勢識別、3D 建模、激光對焦等需要高精度測距的終端中，代表著光學感知從二維向三維拓展。從技術路徑上，有 iTOF 和 dTOF 之分，前者有分辨率優勢，后者有探測距離和精度優勢。圖圖14、iTOF 和和 dTOF 的性能特點的性能特點 數據來源：SONY，興業證券經濟與金融研究院整理 iTOF 主要測量調制光信號的相位偏移間接計算距離，通過 VCSEL 發射高頻調制的近紅外光，采用傳統的 CMOS 圖像傳感器來接收反射光，能夠以小尺寸獲取高分辨率的 3D 圖像。dTOF 距離傳感器則由 VCSEL 激光發射器、SPAD 陣列、TDC 定時模塊、光學透鏡與濾波器、

16、數字信號處理單元等組成，它通過發出一個極短的激光搏沖，測量該光搏沖從發射、到達目標物體并反射返回所經歷的“飛行時間”，接計算距離信息。圖圖15、dTOF 測距原理測距原理 數據來源：意法半導體，興業證券經濟與金融研究院整理 在實際應用和產品設計中，多功能集成化是光學傳感器的技術趨勢。在實際應用和產品設計中，多功能集成化是光學傳感器的技術趨勢。環境光與接近傳感器由于部署場景高度重合，功能互補性強，常以“環境光+接近”二合一模組的形式集成于同一封裝內。該組合方案在智能手機、平板電腦、筆記本等設備中已形成較為標準化的配置，具備體脈小、功耗低、易于系統集成的優勢。圖圖16、“環境光“環境光+接近”二合

17、一模組接近”二合一模組 數據來源：美芯晟，興業證券經濟與金融研究院整理 環境光環境光+接近接近+顏色的全功能集成則是一種較為全面的方案顏色的全功能集成則是一種較為全面的方案。以 ams OSRAM 的TCS3701 為例，其具有環境光和顏色（RGB）傳感以及紅外接近檢測的功能，環境光和顏色傳感功能可同時提供紅、綠、藍等五個環境光傳感通道。封裝尺寸為2.5mm x 2mm x 0.5mm，可在 OLED 屏下運作。其集成的紅外驅動器需連接到外部 LED 或紅外 VCSEL，以實現屏下的人體接近檢測。圖圖17、TCS3701 產品圖產品圖 圖圖18、TCS3701 原理框圖原理框圖 數據來源：am

18、s OSRAM，興業證券經濟與金融研究院整理 數據來源：ams OSRAM，興業證券經濟與金融研究院整理 多功能的光學傳感器除了上述分立器件多功能的光學傳感器除了上述分立器件+外接外接 VCSEL 的形式，也有集成紅外的形式，也有集成紅外VCSEL 的模塊化方案，只是在封裝的長度與厚度上有所取舍。的模塊化方案，只是在封裝的長度與厚度上有所取舍。以 ams OSRAM的 TMD3721 為例，其具有環境光、顏色（RGB）傳感和接近檢測功能，封裝尺寸為 4.65mm1.86mm0.90mm。長度和厚度上的犧牲主要是為了在模塊化的同時，避免 VCSEL 模塊對接收端的光信號串擾。圖圖19、TMD37

19、21（集成（集成 VCSEL）數據來源：ams OSRAM，興業證券經濟與金融研究院整理 TOF 則較少與其他光傳感功能做集成，多為獨立的功能模塊則較少與其他光傳感功能做集成，多為獨立的功能模塊。如 ams OSRAM 的TMF 系列傳感器（dTOF），可實現 1-64 個區域的數據輸出，并實現 60cm-500cm的最大探測距離，SONY的IMX556（iTOF）則可實現約30萬像素。ST的VL6180X則是少數將 dTOF 與其他光傳感功能做集成的產品模塊，它將一個紅外發射器，一個紅外傳感器和一個環境光傳感器三合一整合于單一封裝內，用 dTOF 實現接近檢測的功能。本報告來源于三個皮匠報告

20、站（）,由用戶Id:879635下載,文檔Id:653507,下載日期:2025-05-21 圖圖20、意法半導體集成化光學傳感產品意法半導體集成化光學傳感產品 數據來源：意法半導體，興業證券經濟與金融研究院整理 總體來看，當前市場主流光學傳感器可歸納為總體來看，當前市場主流光學傳感器可歸納為 4 大方向大方向：1)以環境光+接近傳感為代表的二維環境光與接近感知方案，適用于常規光學和接近檢測場景，是較為普適性的基礎感知器件；2)顏色傳感器、閃爍光傳感器等輔助型感知器件，適用于需要更高色譜感知與顯示適配的中高端場景；3)健康傳感器、光學追蹤傳感器等功能獨特的器件，在智能穿戴和 AI 端側方面有巨

21、大的應用潛力；4)面向三維測距和智能交互場景的 TOF 距離傳感器，其在高端消費電子與智能系統中的滲透率正持續提升，具備較大的成長空間。（三）市場空間與競爭格局 全球光學傳感器市場整體保持穩健擴張，受益于智能終端功能升級和下游應用場景的不斷拓展，需求將持續釋放。根據 Global Market Insight 數據，2024 年全球光學傳感器（統計口徑包括環境光、接近、顏色、手勢、紫外紅外傳感）市場規模約為 30 億美元，未來將達到 11.4%的復合增長率，預計到 2034 年市場規模將擴大至 87 億美元。圖圖21、全球光學傳感器市場規模（億美元）全球光學傳感器市場規模（億美元）數據來源：G

22、lobal Market Insight，興業證券經濟與金融研究院整理 其中環境光傳感器市場規模在 2024 年為 9.26 億美元，預計到 2034 年達到 26 億美元，年化增速達到 11.1%。按下游應用來看，消費電子占比最高，約占環境光傳感器整體市場的 34%，其次是汽車電子 21%。圖圖22、2024 年年環境光傳感器市場下游結構環境光傳感器市場下游結構 數據來源：Global Market Insight，興業證券經濟與金融研究院整理 TOF 傳感器市場同樣保持高增速，根據 Global Market Insight 數據，TOF 傳感器全球市場預計在 2032 年超過 194 億

23、美元，2024 年至 2032 年的復合增長率大于15%。而 VCSEL 作為 TOF 距離傳感器的重要部件，也可間接反映 TOF 距離傳感器的市場規模，YOLE 報告顯示全球 VCSEL 市場規模將以 19.2%的 CAGR 從2022 年的 16 億美元增長到 2027 年的 39 億美元。消費電子汽車電子其他 工業 智能家 醫療 安防等 圖圖23、VCSEL 市場規模市場規模 數據來源：YOLE Intelligence，興業證券經濟與金融研究院整理 海外及中國灣）廠商先發優勢明顯，在產品性能、品類多樣性上均明顯領先。海外及中國灣）廠商先發優勢明顯，在產品性能、品類多樣性上均明顯領先。奧

24、地利公司 ams OSRAM 為行業龍頭，市場份額領先，其照明與傳感技術與產品廣泛應用于汽車、工業、醫療健康和消費電子，24 年營收 34 億歐元，擁有近百款相關光學傳感器。意法半導體、Sensortek（中國灣）、ADI、原相科技（中國灣）等也有較為豐富的產品布局。圖圖24、2023 年光學傳感器市場格局年光學傳感器市場格局 數據來源：ams OSRAM，興業證券經濟與金融研究院整理 （圖圖25、光學傳感器核心廠商及產品矩陣梳理光學傳感器核心廠商及產品矩陣梳理 數據來源：各公司官網，興業證券經濟與金融研究院整理 總體來看，當前全球光學傳感器市場仍由海外頭部企業主導，國產替代率低，國總體來看，

25、當前全球光學傳感器市場仍由海外頭部企業主導，國產替代率低，國產替代大有可為。產替代大有可為。短期內，國內廠商需要在產品性能指標、產品系列完整性方面持續突破。而中長期來看，中國擁有完備的工業能力，下游客戶資源豐富，隨著國產替代趨勢加速、下游需求持續拓展，以美芯晟為代表的國內龍頭廠商將持續加碼研發投入，推出的國產光學傳感器有望實現快速追趕并進入到行業引領地位，整體行業有望進入加速成長期。二、下游應用領域廣泛，潛在應用多樣（一）智能手機 智能手機是光學傳感器的一個重要應用下游，手機作為日常生活中與人體產生交互最多的電子產品，具有異常豐富的光學傳感需求。大多數旗艦機標配前置光學傳感器+后置光學傳感器，

26、以實現屏幕亮度自動調節，自動熄屏防誤觸，影像效果增強，攝像快速對焦等功能。環境光、顏色色溫、接近、Flicker 感應能組合成集成方案，后置 dTOF 基本為獨立存在的模塊。圖圖26、手機光傳感器應用手機光傳感器應用 數據來源：ams OSRAM，興業證券經濟與金融研究院整理 手機正面，光學傳感器的主要功能為環境光、人體接近等感知。環境光感支持手機可以根據環境光的強弱動態調整手機屏幕亮度，以達到合理的顯示對比度，不僅起到了在多變的環境光情況下得到最合理的亮度顯示的效果，也動態節省了手 機電量，進一步加上光譜的感知，可以幫助手機展現更適合人眼舒適閱讀的顯示效果。人體接近感知則是實現感知人體接近距

27、離探測的功能，實現接聽電話時手機屏幕自動熄屏防止誤觸等功能。圖圖27、手機手機 A 面的光學傳感器功能面的光學傳感器功能 數據來源：Sensortek，興業證券經濟與金融研究院整理 隨著手機全面屏趨勢的持續演進，光學傳感器模組的尺寸與封裝緊湊度也在持續提升。根據 ams OSRAM 的相關資料，2016 年手機普遍采用寬邊框屏，留給光傳感器的開孔較大，所以封裝上往往采用大孔 3in1，后續隨著邊框變窄，以及劉海屏與水滴屏的出現，光學傳感器在小型化道路上越走越遠，如小型化與迷你化的 3in1 方案，后續隨著全面屏的持續推進，光學傳感器的屏下方案應運而生，在產品集成度和超薄尺寸方面持續精進。圖圖2

28、8、智能手機屏幕與光傳感器的協同演進智能手機屏幕與光傳感器的協同演進 數據來源：ams OSRAM，興業證券經濟與金融研究院整理 手機背面，多數配有后置的光學傳感器，以實現攝影時輔助增強影像的作用，如感應拍攝區域的光學強度，調整對應的快門曝光時長等。但一般來說，手機正面的前置光學傳感器功能更為豐富，如環境光感知、色溫感知、接近檢測等，手機背面的后置光學傳感器可以只實現基礎的環境光感知功能。較為特殊的后置光學傳感器是 Flicker 傳感器，通過感應環境光的閃爍頻率，輔助自動白平衡和自動曝光，進一步消除光源閃爍對成像質量的影響。圖圖29、小米小米 15Ultra 中的前置與后置光學傳感器中的前置

29、與后置光學傳感器 數據來源：微機分 WekiHome，興業證券經濟與金融研究院整理 dTOF 傳感器也是手機背面的重要光學傳感器。其核心作用是通過 VCSEL 發射940nm 紅外激光，接收從目標物上反射回來的光線，配合 SPAD、TDC 和 方圖處理算法，實現距離的感知。手機攝像的自動對焦（AF）、觸摸畫面進行選擇性對焦等功能都依賴于后置 dTOF 傳感器，一般可實現的最遠測距范圍從 60-500cm不等。圖圖30、小米小米 15Ultra 中的激光對焦模組中的激光對焦模組 圖圖31、dTOF 支持自動對焦功能支持自動對焦功能 數據來源：微機分 WekiHome，興業證券經濟與金融研究院整理

30、 數據來源：AMS，興業證券經濟與金融研究院整理 （二）掃地機 掃地機器人已經逐漸走進千家萬戶，也是光學傳感器的重要應用領域之一。掃地機器人需要感知周圍環境，水平和直 兩個方向是兩個重要的感應方向，對應水平方向的避障方案設計和直 方向的防跌落方案設計。圖圖32、掃地機結構掃地機結構 數據來源：石頭掃地機器人 T7，興業證券經濟與金融研究院整理 目前市面上常見的避障方案主要有紅外對管避障、單雙目避障和3D結構光避障。紅外對管避障通過紅外發射管發出紅外光，然后反射回接收管產生信號來判斷前方是否有障礙物，但無法精確測距和判斷障礙物形狀；單目或雙目視覺避障依賴攝像頭獲取圖像信息，通過圖像處理算法分析判

31、斷是否存在障礙物，積易受到光線強弱的干擾且不能 接得到深度信息；3D 結構光避障則通過發射端投射特定圖案的紅外光，根據反射回來的圖案形狀計算出三維深度信息，從而判斷障礙物的位置和形狀，這種方案依賴圖案解碼，存在對于強光環境敏感等問題。相較之下，ToF 避障方案通過測量紅外光從發射到被障礙物反射回來所需的時間，接計算出與障礙物之間的精確距離，能夠適應更為復雜的工作環境，是對避障功能的有利補充，是近年來逐漸受到重視的高性能避障技術。圖圖33、TOF 在掃地機中的應用案例在掃地機中的應用案例 數據來源：美芯晟，興業證券經濟與金融研究院整理 防跌落功能主要用于防止掃地機器人從樓梯、灣階或高平灣跌落，避

32、免機體損壞。傳統方案通常采用紅外傳感器向地面發射紅外光，通過反射光強變化判斷高度落差，但存在測距精度低、易受地面材質和環境光干擾、誤判率高等問題，且硬件體脈大、裝配復雜，不利于設備輕量化。相比之下，ToF 傳感器憑借毫米級測距 精度、極強抗干擾能力與低功耗優勢，正逐步取代傳統紅外方案，廣泛應用于防跌落檢測與掃地機障礙翻越功能中。圖圖34、掃地機器人防跌落功能掃地機器人防跌落功能 數據來源：北極芯微，興業證券經濟與金融研究院整理 （三）無人機 常見的用于無人機上測量和控制高度的是氣壓傳感器，根據高度越高大氣壓越低的原理，通過測量大氣壓力的變化來估算無人機的絕對高度，進而控制無人機的飛行高度。但這

33、類傳感器會受到溫度、海拔的影響，往往控制精確性較弱。經典例子就是在電梯里使用裝有這類高度傳感器的無人機，它并不會隨著電梯的升降而調整自身飛行的高度，即特定環境下氣壓傳感器對于飛控失效。而 ToF 傳感器可以安裝在無人機機體的底部，不受空氣密度、風速或溫度等環境因素影響，適用于高速飛行、狹小空間或強光環境中的工作任務，具備測得遠、測得準、速度快、重量輕等優勢，有助于無人機穩定懸停和精準起降。圖圖35、無人機高度傳感器無人機高度傳感器 數據來源：鐳神智能，興業證券經濟與金融研究院整理 除了定高控制外，ToF 傳感器也能部署于無人機的前方、側邊甚至頂部或尾部，與視覺攝像頭、IMU、雷達等構成多向避障

34、系統。無人機在城市樓宇間穿行、電力線路巡檢等復雜作業環境中極易遭遇狹窄通道、低懸障礙等挑戰，而 ToF 傳感器 在增強無人機三維空間認知能力中起著重要作用。前視 ToF 模塊可實時監測飛行路徑前方是否存在潛在障礙，避免“貼臉撞墻”式事故；側向與后向 ToF 傳感器常與全向飛控系統配合，用于精細化控制飛行姿態與側向航跡。圖圖36、光學傳感器的光學傳感器的無人機應用無人機應用示意示意 數據來源：美芯晟，興業證券經濟與金融研究院整理 （四）汽車電子 車內空間中，光學傳感器主要用于提升乘坐體驗與交互智能化水平。如 ToF 模塊可嵌入中控屏、后視鏡等區域，實現對駕駛員狀態、乘員分布等信息的三維感知，實現

35、駕駛員狀態監測、兒童遺留提醒等功能。相較于傳統攝像頭方案，ToF 傳感器具備對光照變化的高適應性與對隱私的天然保護優勢，在空間精度和響應速度方面也表現更為出色，是智能座艙感知體系的重要支撐。環境光傳感器也可用于檢測艙內外光線強度，實現屏幕亮度的自適應調節和氛圍燈的動態控制，另外通過環境光的檢測，還能自動根據外界前后車燈的情況自動調節后視鏡鏡片，有效減弱眩光干擾的同時保護駕駛員視力，提升夜間駕駛安全性。圖圖37、車內車內 TOF 傳感器深度信息效果傳感器深度信息效果 圖圖38、后視鏡自動防眩光結構拆解后視鏡自動防眩光結構拆解 數據來源：Melexis，興業證券經濟與金融研究院整理 數據來源：有駕

36、，興業證券經濟與金融研究院整理 車外環境感知主要指安裝在汽車后視鏡上的雨量光學傳感器，根據入射的陽光以及反射的紅外光確定外接環境光的情況以及擋風玻璃上的雨量情況，從而實現自 動大燈、自動遠近光調節、自動雨刷調節、自動 HUD 亮度調節等功能，為行車安全與輔助駕駛提供傳感支持。圖圖39、雨量光學傳感器結構雨量光學傳感器結構 圖圖40、雨量光學傳感器功能示意雨量光學傳感器功能示意 數據來源：安森美，興業證券經濟與金融研究院整理 數據來源：安森美，興業證券經濟與金融研究院整理 （五）端側 AI 消費電子 作為空間感知和交互控制的核心元件，激光投影儀、智能門鎖、AR/VR 頭顯、可穿戴設備等消費電子產

37、品，都離不開光學傳感器。隨著端側 AI 催生形態各異的創新消費電子，在功耗限制、結構空間、響應時間控制等方面都提出了更高要求，催生更高性能與高集成度的傳感器需求。在激光投影設備中，TOF 傳感器常用于輔助自動對焦與畫面投射距離判斷，部分方案還結合人眼安全機制進行動態亮度控制；智能門鎖則主要通過接近與測距模塊實現面部識別、手勢識別或非接觸開鎖功能，需在不同環境光照與距離變化下保持穩定識別性能；AR/VR 類設備對空間定位與動態追蹤依賴程度較高，TOF 模塊可提升設備的實時感知精度，增強系統的交互能力和空間感知能力，如 Apple Vision Pro 中除了超過 10 顆攝像頭外，還有 dTOF

38、 LiDAR、防閃爍傳感器（Flicker）、環境光傳感器。圖圖41、投影儀當貝投影儀當貝 F1C 的的 TOF 應用應用 圖圖42、Apple Vision Pro 正面傳感器分布正面傳感器分布 數據來源：當貝社區，興業證券經濟與金融研究院整理 數據來源：蘋果，興業證券經濟與金融研究院整理 光學追蹤傳感器當前多應用于手表等可穿戴設備，未來應用場景的拓展潛力不積小覷。AI/AR 眼鏡有望成為未來端側 AI 的重要落地場景，其寸土寸金的設備表面是人機交互設計的一大挑戰。除了電積觸控解決方案外，光學追蹤傳感器也有望在 AI/AR 眼鏡上獲得廣泛的應用，其小巧且易于精確操作的特點有望將豐富的界面操作

39、功能濃縮于單顆旋鈕上，蘋果 digital crown 相關專利已經展現出了光學追蹤傳感器在這方面的應用潛力。國內廠商如美芯晟已經推出了業內首款同時集成旋轉和按鍵檢測的表冠檢測傳感器 MT3502。圖圖43、MT3502 典型應用電路圖典型應用電路圖 圖圖44、蘋果的數字表冠相關專利蘋果的數字表冠相關專利 數據來源：美芯晟，興業證券經濟與金融研究院整理 數據來源：IT 之家，興業證券經濟與金融研究院整理 （六）機器人 機器人賽道的發展方興未艾，各式光學傳感器尤其是 TOF 傳感器都有巨大應用潛力。機器人需要環境感知、精準定位和智能交互，包括環境光、光譜、閃爍光、TOF 傳感在內的各色光學傳感器

40、都有豐富的應用場景。圖圖45、AMS 可應用于機器人領域的產品矩陣可應用于機器人領域的產品矩陣 數據來源：ams OSRAM，興業證券經濟與金融研究院整理 根據 CMU 和 Apple 合作的論文ARMOR:Egocentric Perception for Humanoid Robot Collision Avoidance and Motion Planning，其在 Fourier GR1 人形機器人的每個手臂上放置了 20 個 TOF 傳感器，每個傳感器貢獻 8x8 的分辨率以及4000mm 的探測距離，實驗顯示碰撞減少 63.7%，任務成功率提高 78.7%。圖圖46、ARMOR 系

41、統中機器人遍布系統中機器人遍布 TOF 傳感器傳感器 圖圖47、ARMOR 系統建立機器人周身點云空間系統建立機器人周身點云空間 數據來源：Carnegie Mellon University，Apple，興業證券經濟與金融研究院整理 數據來源：Carnegie Mellon University，Apple，興業證券經濟與金融研究院整理 ARMOR 采用了 SparkFun VL53L5CX time-of-flight(ToF)lidar，VL53L5CX 是意法半導體 FlightSense 產品系列中最先進的飛行時間(ToF)多區測距傳感器，可覆蓋 4x4 或 8x8 個獨立區域，實現

42、多區測距輸出，對角線視野可達 65，具備低功耗運行能力。圖圖48、意法半導體意法半導體 TOF 產品家族產品家族 數據來源：意法半導體，興業證券經濟與金融研究院整理 三、國內相關標的（一）美芯晟 公司專注于高性能模擬及數?；旌闲酒邪l，已構建覆蓋接近傳感、環境光傳感、環境光與接近傳感、閃爍光傳感、光學追蹤傳感及 dTOF 傳感器的全場景光學傳感產品矩陣，技術布局深度與品類完備性 行業前列?；凇笆謾C+汽車+機器人”三大戰略平灣，產品可廣泛應用于：智能手機/穿戴設備等移動終端；智能座艙 /ADAS 等汽車電子系統；工業自動化/服務機器人等新興場景，并持續拓展至低空經濟載具、人工智能等前沿領域。圖

43、圖49、公司光學傳感器產品矩陣與多樣化下游應用公司光學傳感器產品矩陣與多樣化下游應用 數據來源：美芯晟，興業證券經濟與金融研究院整理 其中，光學追蹤傳感器成功導入多家知名智能手表品牌供應鏈，并在 AR/VR/MR智能穿戴設備領域開展驗證并實現小批量出貨；dTOF 芯片通過掃地機器人頭部企業驗證并進入規模交付；接近傳感器已進入全球領先 TWS 耳機品牌的供應鏈體系。同時，加速布局手機端光學傳感解決方案，已向多家行業頭部終端廠商送樣驗證。圖圖50、vivo WATCH GT 智能手表搭載美芯晟光智能手表搭載美芯晟光學追蹤傳感器學追蹤傳感器 圖圖51、美芯晟超小型、低功耗、集成皮膚識別的光美芯晟超小

44、型、低功耗、集成皮膚識別的光學接近傳感器學接近傳感器 數據來源：52audio，興業證券經濟與金融研究院整理 數據來源：美芯晟，興業證券經濟與金融研究院整理 在 dTOF 傳感領域，公司突破國際技術壟斷，自主研發的全集成 dTOF 產品系列在測距精度、功耗水平及集成度等關鍵指標上具備領先優勢。該產品采用創新的單光子檢測架構和抗干擾算法，可實現：1）智能手機輔助對焦；2）掃地機器人精準避障；3）智能家 空間感知；4）工業自動化精密測距等場景的規?；逃?。當前，公司正重點攻堅：高分辨率面陣 dTOF、動態 3D dTOF 感知系統等前沿技 術，加速在輔助駕駛、無人機定高避障、AR/VR 空間定位、

45、工業級 3D 檢測等新興領域的產業化落地，持續鞏固在三維感知領域的技術領先優勢。圖圖52、美芯晟美芯晟 dTOF 傳感器傳感器 MT3801 圖圖53、美芯晟美芯晟 MT3801 結構框圖結構框圖 數據來源：美芯晟，興業證券經濟與金融研究院整理 數據來源：美芯晟，興業證券經濟與金融研究院整理 （二）匯頂科技 公司的屏下光學傳感器在 2023 年應用于堅果投影用以環境光檢測（投影儀亮度自適應）和色溫檢測（墻面色彩自適應）等功能，2024 年進入智能手機市場，vivo及 IQOO 的部分機型已搭載匯頂的 OLED 屏下光學傳感器。公司的 OLED 屏下光學傳感器通過高速采樣，傳感器在極短的時間內捕

46、獲屏幕黑幀，減少屏幕漏光干擾，搭配 LED/VCSEL 可實現環境光和各種接近感應。光學傳感器有望成為公司指紋芯片和觸控芯片外重要的增長極。圖圖54、匯頂科技屏下光學傳感器匯頂科技屏下光學傳感器 圖圖55、匯頂科技匯頂科技 GLS6155 數據來源：匯頂科技，興業證券經濟與金融研究院整理 數據來源：匯頂科技，興業證券經濟與金融研究院整理 公司的健康傳感器系列擁有心率（HR）、心率變異性（HRV）、血氧（SpO2）、心電圖（ECG）、生物電阻抗分析（BIA）、皮膚電反應（EDA）等豐富測量功能，目前已廣泛商用于國內外知名品牌客戶的智能手表、手環、戒指等可穿戴設備。公司產品包括光學模組、PPG AFE、多模 AFE，提供一系列集成式及分立式的產品方案，并提供軟硬件、結構、光學設計參考和配套算法，為客戶提供多元化而完善的解決方案。圖圖56、匯頂科技健康傳感器光學模組在智能手表匯頂科技健康傳感器光學模組在智能手表/手環上的應用示意圖手環上的應用示意圖 數據來源：匯頂科技，興業證券經濟與金融研究院整理