【研報】光學行業3D傳感專題報告（二）：3D傳感下一代消費電子圖像傳感、AR定位底層技術-20200323[20頁].pdf

1、先進制造研究部研究員：先進制造研究部研究員： 廖智昊廖智昊 康奈爾大學工學碩士，浙江大學理學學士； 通過 CFA 三級，兼有在光學巨頭康寧、美 國國家實驗室、知名券商研究所的項目經 歷； 理工商復合背景， 負責光學領域的研究。 電話：0755-83068383-8173 E-mail: liaozhihao 相關報告： 【光學：VCSEL 行業研究報告】消費電子 和短距光通信的首選光源.2019 年 10 月 23 日 基業常青經濟研究院基業常青經濟研究院攜國內最強大的一級 市場研究團隊， 專注一級市場產業研究， 堅 持“深耕產業研究，成就偉大企業”的經營 理念， 幫助資金尋找優質項目， 幫助

2、優質項 目對接資金， 助力上市公司做強做大， 幫助 地方政府產業升級， 為股權投資機構發掘投 資機會， 致力于開創中國一級市場研究、 投 資和融資的新格局！ 行業報告行業報告PagePage 1 1/ /2020 特別聲明：特別聲明： 作者保證本報告中的信息均來源于合規的渠 道，研究邏輯力求客觀、嚴謹；報告的結論是 在獨立、公正的前提下得出，并已經清晰、準 確地反映了作者的研究觀點。除特別聲明的情 況外，在作者知情的范圍內，本報告所研究的 公司與作者無直接利益相關。特此聲明。 行業行業深度研究報告深度研究報告 光學行業光學行業3 3D D 傳感專題報告（二）傳感專題報告（二） 推薦推薦 （首次

3、評級）（首次評級） 2020 年 3 月 23 日 3 3D D 傳感傳感下一代消費電子下一代消費電子 圖像傳感、圖像傳感、A AR R 定位底層技術定位底層技術 3 3D D 傳感：圖像傳感器的升級方向，可應用于高精場景和運動場景傳感：圖像傳感器的升級方向，可應用于高精場景和運動場景 圖像傳感器自從發明以來，歷經彩色化、精細化的迭代，一直在向更加擬 人化的方向發展。目前基于 2D 的圖像傳感器遇到瓶頸，手機、相機的精 細化發展都陷入遲滯，AIoT 時代將向 3D 化發展。 3 3D D 傳感技術不會完全替代現有的傳感技術不會完全替代現有的 2 2D D 傳感傳感，而是將拓展圖像傳感器的應用而

4、是將拓展圖像傳感器的應用 范圍。范圍。本文將重點探究 3D 傳感可能的應用場景及需求，我們認為當前主 要用于高精度場景（采集更多信息）和運動場景（采集深度信息）。高精度場景（采集更多信息）和運動場景（采集深度信息）。 本文主要闡述 3D 傳感在消費電子場景中的應用，另外兩大場景智能制造、 汽車電子（激光雷達）中的應用請見后續報告。 技術方案技術方案： 不同技術路線決定不同距離下的精度不同技術路線決定不同距離下的精度， 進而決定應用場景進而決定應用場景 3D 傳感技術路線分為結構光、ToF 和雙目視覺。不同的技術路線在不同距不同的技術路線在不同距 離下的精度不同，進而決定了不同應用場景所適用的技

5、術。離下的精度不同，進而決定了不同應用場景所適用的技術。 雙目視覺精度取決于基線長度，消費電子要求小模組，其精度低、應用少； 結構光的精度取決于點陣密度，僅適用于中近距離人臉識別場景； ToF 的精度取決于其單位測量時間，D D-T-ToFoF 精度不隨距離增長而降低，是精度不隨距離增長而降低，是 遠距離應用的關鍵技術；在中近距離，遠距離應用的關鍵技術；在中近距離，I I-T-To oF F 正逐步占領結構光市場。正逐步占領結構光市場。 應用場景應用場景：消費電子中以手機為主消費電子中以手機為主，未來進一步爆發的關鍵是未來進一步爆發的關鍵是 A AR R 生生 態的應用，其在支付、安防、智能家

6、居領域也開始滲透態的應用，其在支付、安防、智能家居領域也開始滲透 全球消費電子用全球消費電子用 3 3D D 傳感市場空間已超過傳感市場空間已超過 1 10000 億元，預計億元，預計 2 2025025 年可達年可達 5 50 00 0 億元。億元。消費電子中的 3D 傳感應用以手機為主，在 2019 年，華為、三星手 機相繼開始應用后攝ToF，帶動市場高速發展；2020 年蘋果機型有望開始 搭載 3D 傳感后攝、非蘋機型滲透率將繼續提升，行業保持高增速發展。 A AR R 生態是生態是 3 3D D 傳感從可選走向必選傳感從可選走向必選、市場空間從百億邁向千億的關鍵市場空間從百億邁向千億的

7、關鍵。若 不搭載該技術， 則 AR 無法體現近大遠小特征， 虛擬與現實的 3D 交互將失 真。目前各大終端廠商正積極探索目前各大終端廠商正積極探索A AR R 生態生態，并應用 3D 傳感技術于其中。 3D 傳感在其他領域的應用也開始滲透，但目前主要依賴終端廠商的推動主要依賴終端廠商的推動。 其主要的應用場景包括門鎖、門禁、支付等人臉識別類，智能家居、體感 游戲等體態識別類和掃地機器人應用的導航定位類。 投資策略：關注長期不變的底層元器件廠商投資策略：關注長期不變的底層元器件廠商 3D 傳感產業鏈， 從行業的角度可以分為終端、 解決方案、 元器件和原材料。 終端和大部分原材料商：終端和大部分原

8、材料商：主要是手機廠商和半導體材料廠，一級市場標的 少，且且 3 3D D 傳感不成為該類公司的核心競爭力，業務占比也相對較小傳感不成為該類公司的核心競爭力，業務占比也相對較??； 解決方案商解決方案商：手機廠商的方案多為自己團隊開發（解決方案被終端集成解決方案被終端集成）， 非手機人臉識別領域目前奧比中光一家獨大，其他終端格局未明朗； 元器件商：元器件商：競爭格局有利于創業公司，有較高技術和渠道壁壘較高技術和渠道壁壘。元器件廠 商不受下游方案廠商競爭格局影響，是相對長期不變長期不變的子賽道，予以推薦。 風險提示：風險提示：新冠疫情防控效果不及預期影響供應鏈。新冠疫情防控效果不及預期影響供應鏈。

9、 敬請閱讀正文之后的免責條款部分 行業報告行業報告PagePage 2 2/ /2020 內容內容目錄目錄 1. 傳統圖像傳感器將往傳統圖像傳感器將往 3D 化發展化發展， 應用于需要深度信息高精場景和運動應用于需要深度信息高精場景和運動 場景場景.4 1.1 人類生活的世界是三維的，但是人眼是二維成像傳感器。人眼通過雙目視覺人類生活的世界是三維的，但是人眼是二維成像傳感器。人眼通過雙目視覺 還原三維世界還原三維世界.4 1.2 圖像傳感技術從問世之初就是二維圖像傳感技術從問世之初就是二維，歷經彩色化歷經彩色化、精細化的迭代精細化的迭代，AIoT 時代時代 將向三維化發展將向三維化發展.4 1

10、.3 3D 傳感不是對傳統傳感不是對傳統 2D 傳感的替代，而將是補充；目前需要應用傳感的替代，而將是補充；目前需要應用 3D 傳感的傳感的 場景主要是高精場景和運動場景場景主要是高精場景和運動場景.6 2 3D 傳感技術主要分為結構光、傳感技術主要分為結構光、ToF 和雙目視覺，不同的技術路線決和雙目視覺，不同的技術路線決 定了精度曲線，進而決定應用場景定了精度曲線，進而決定應用場景.8 2.1 3D 傳感發展的瓶頸主要是精度，不同的技術路線在不同距離下的精度不同傳感發展的瓶頸主要是精度，不同的技術路線在不同距離下的精度不同8 2.2 雙目視覺的精度取決于基線距離，對體積要求較高，較少應用于

11、消費電子雙目視覺的精度取決于基線距離，對體積要求較高，較少應用于消費電子.8 2.3 結構光的精度取決于點陣密度，因此不適用于遠距離場景結構光的精度取決于點陣密度，因此不適用于遠距離場景.9 2.4 ToF 的精度取決于單位測量時間，未來的精度取決于單位測量時間，未來 D-ToF 將是遠距離應用的關鍵將是遠距離應用的關鍵. 11 3 目前的消費單子目前的消費單子 3D 傳感技術主要應用于手機傳感技術主要應用于手機，從可選走向必選的關鍵從可選走向必選的關鍵 是是 AR。其他應用場景包括支付、安防、智能家居等。其他應用場景包括支付、安防、智能家居等.12 3.1 全球消費電子全球消費電子 3D 傳

12、感市場空間已經超過傳感市場空間已經超過 100 億元，從百億走向千億市場的億元，從百億走向千億市場的 關鍵在于關鍵在于 AR 的應用的應用.12 3.2 3D 傳感技術在當下主要應用于手機，滲透率約傳感技術在當下主要應用于手機，滲透率約 20%，仍有較大空間，仍有較大空間.14 3.3AR 技術需要使用技術需要使用 3D 傳感定位，是可選走向必選的關鍵傳感定位，是可選走向必選的關鍵. 15 3.4 3D 傳感是傳感是 AIoT 時代的底層傳感技術時代的底層傳感技術，在許多領域可以應用在許多領域可以應用。目前的發展階目前的發展階 段還需要終端廠商大力推動段還需要終端廠商大力推動.17 4. 3D

13、 傳感技術一級市場投資機會關注長久不變的元器件廠商傳感技術一級市場投資機會關注長久不變的元器件廠商. 18 5 風險提示風險提示.19 nMtMnNtPsPpRoMpOtMuNsR9PbP9PsQpPoMoOjMpPoNlOtQmN7NqQwOvPtPoNvPtRyR 敬請閱讀正文之后的免責條款部分 行業報告行業報告PagePage 3 3/ /2020 圖表目錄圖表目錄 圖表 1 人眼結構示意圖. 4 圖表 2 拜耳濾色鏡示意圖. 5 圖表 3 手機像素提升進展圖. 5 圖表 4 網絡熱點“鴿子為什么那么大”. 6 圖表 5 智能制造（左圖）及汽車電子（右圖）使用的 3D 傳感系統. 7 圖

14、表 6 不同技術路線下的距離精度示意圖. 8 圖表 7 小米 10 中的景深鏡頭，該孔位在小米 10Pro 中被替換為長焦鏡頭.9 圖表 8 雙目視覺原理示意圖. 9 圖表 9 結構光技術示意圖. 10 圖表 10 結構光投射點示意圖.10 圖表 11 i-ToF 技術示意圖.11 圖表 12 3D 傳感市場空間圖.12 圖表 13 手機 3D 傳感攝影輔助功能示意圖.13 圖表 14 2019 年蓋特納曲線.13 圖表 15 AR 的應用示例：若無 3D 傳感，圖中的虛擬指示將無法正常顯示大小. 14 圖表 16 手機前攝 3D 傳感發展歷程.14 圖表 17 手機后攝 3D 傳感發展歷程.

15、15 圖表 18 2D 傳感技術下不完美的 AR 游戲示意圖. 16 圖表 19 OPPO AR 眼鏡與三維世界交互示意圖.16 圖表 20 樂視推出含 3D 傳感套件的智能電視.17 圖表 21 掃臉支付設備示意圖.18 圖表 22 3D 傳感產業鏈示意圖.18 敬請閱讀正文之后的免責條款部分 行業報告行業報告PagePage 4 4/ /2020 1 1. . 傳統圖像傳感器將往傳統圖像傳感器將往 3 3D D 化發展化發展，應用于需要應用于需要 深度信息高精場景和運動場景深度信息高精場景和運動場景 1.11.1 人類生活的世界是三維的，但是人眼是二維成像傳感器。人人類生活的世界是三維的，

16、但是人眼是二維成像傳感器。人 眼通過雙目視覺還原三維世界眼通過雙目視覺還原三維世界 眾所周知，我們生活在三維世界中，人類通過眼睛感知世界。人眼的構 造如下圖所示，其基本成像原理即是通過角膜和晶狀體折射光線，通過視網 膜上的感光細胞收集并感知。 圖表圖表 1 1 人眼結構示意圖人眼結構示意圖 資料來源：公開資料，基業常青經濟研究院 如上所述，人眼的感光細胞排列成膜狀，系二維結構，本身只具備兩個 維度的感知能力，即判斷物體的長寬（X,Y 軸），但是不能判斷物體的遠近。 然而人有兩只眼睛，可以通過大腦處理接收到的圖像，產生立體視覺，判斷 物體的遠近（Z 軸）。此外，由于人對物體大小有基本判斷，有時僅

17、憑單眼 就可以判斷。 1.21.2 圖像傳感技術從問世之初就是二維，歷經彩色化、精細化的圖像傳感技術從問世之初就是二維，歷經彩色化、精細化的 迭代，迭代，AIoTAIoT 時代將向三維化發展時代將向三維化發展 圖像傳感器，是一種將光學影像轉換成電子信號的設備，其基本原理與 人眼類似，通過鏡頭聚焦，將像光學影像投射至傳感器上。傳感器接受光子 后產生信號電荷，轉換為電信號后即可轉為數字信號，供人們儲存、再利用。 光-電轉換本身不涉及色彩，因此最開始的圖像傳感器都是黑白的，與人 敬請閱讀正文之后的免責條款部分 行業報告行業報告PagePage 5 5/ /2020 眼本身感受到的世界有較大的區別。1

18、976 年柯達公司的布萊斯拜爾創新性 地發明了一種特定排列的濾色陣列，通過陣列記錄不同色光的光強，進而通 過插值算法還原出物體本色。 彩色的圖像已經比較接近人眼感受到的世界，此后圖像傳感器的發展便 不斷朝著精細化的路線發展只有更加高像素的輸入，才能帶來畫質更高 的展示、輸出。同時高像素也可以帶來更高的信噪比，降低電信號本身傳遞 過程中的誤差。隨著半導體技術的不斷發展，消費電子（主要指手機）的圖 像傳感器像素水漲船高：從 2000 年的 11 萬像素逐漸提升至 2019 年的 1 億像 素。 在消費電子圖像傳感器像素不斷提升的過程中，效用邊際遞減、成本不在消費電子圖像傳感器像素不斷提升的過程中，

19、效用邊際遞減、成本不 圖表圖表 2 2 拜耳濾色鏡拜耳濾色鏡示意圖示意圖 資料來源：Seeing machine，基業常青經濟研究院 圖表圖表 3 3 手機像素提升進展圖手機像素提升進展圖 資料來源：基業常青經濟研究院 敬請閱讀正文之后的免責條款部分 行業報告行業報告PagePage 6 6/ /2020 斷提高斷提高，逐漸發展至瓶頸逐漸發展至瓶頸：自 2012 年諾基亞發布四千萬像素手機以來，手機 相機的像素數直至 2019 年才突破六千萬，已經陷入停滯。實際上，以我們日 常能夠應用到的屏幕顯示最高標準8K 屏為標桿，其中也僅需使用 8000*6000=48,000,000 個像素點（4:3

20、 比例）；而目前手機上普遍使用的；而目前手機上普遍使用的 4k 屏僅需屏僅需 1200 萬像素即可滿足萬像素即可滿足。 更加精細的圖像傳感器帶來的好處是長焦端的 數碼變焦裁切，然而與之相對應地，需要以更加快速的存儲、傳輸和更加精 細的鏡頭為代價。 在 2015 年，一張“鴿子為什么這么大”的照片火遍全網，其本質原因就 是單圖像傳感器難以體現深度（物體遠近）信息，顯得圖中的鴿子格外巨大。 “近大遠小”這個事實，在肉眼視角中不值一提，是一個常識；然而僅僅憑 借一張照片，在失去深度信息的前提下，“遠”和“近”便難以分辨了，因 此出現了這個笑話。 在在 AIoT 時代時代， 機器學習機器學習、 圖像識

21、別等技術開始廣泛應用圖像識別等技術開始廣泛應用， 如果在輸入端沒有深度的信息如果在輸入端沒有深度的信息，AI 對世界的認知就會失真對世界的認知就會失真，進而輸出錯誤的進而輸出錯誤的 判斷。在精細化遇到瓶頸的情況下，為了更好地還原、接近人眼感受到的世判斷。在精細化遇到瓶頸的情況下，為了更好地還原、接近人眼感受到的世 界，圖像傳感器的發展趨勢是三維化。界，圖像傳感器的發展趨勢是三維化。 圖表圖表 4 4 網絡熱點網絡熱點“鴿子為什么那么大鴿子為什么那么大” 資料來源：基業常青經濟研究院 1 1.3 .3 3D3D 傳感不是對傳統傳感不是對傳統 2D2D 傳感的替代，而將是補充；目前需要傳感的替代，

22、而將是補充；目前需要 應用應用 3D3D 傳感的場景主要是高精場景和運動場景傳感的場景主要是高精場景和運動場景 3D 傳感拓展了圖像傳感器的應用范圍，但是在成本的壓力下，它不會完 全替代傳統 2D 傳感。正如我們目前在科研、安防、工業等領域依然使用黑白 圖像傳感器和低精度圖像傳感器一樣， 未來 2D 傳感仍將占有圖像傳感的一席 之地。3D3D 傳感拓展的應用范圍主要是更高精度的場景傳感拓展的應用范圍主要是更高精度的場景（同一像素點維度有新同一像素點維度有新 的信息）以及運動場景（運動本身是三維的，因此需要三維信息）。的信息）以及運動場景（運動本身是三維的，因此需要三維信息）。在本系 列報告中，

23、作者分為三大應用：消費電子、智能制造、汽車電子（激光雷達） 。 敬請閱讀正文之后的免責條款部分 行業報告行業報告PagePage 7 7/ /2020 圖表圖表 5 5 智能制造（左圖）及汽車電子（右圖）使用的智能制造（左圖）及汽車電子（右圖）使用的 3 3D D 傳感系統傳感系統 資料來源：梅卡曼德，速騰聚創，基業常青經濟研究院 本篇報告主要描述本篇報告主要描述 3D3D 傳感在消費電子中的應用傳感在消費電子中的應用， 智能制造智能制造、 汽車電子請汽車電子請 見后續報告。見后續報告。 敬請閱讀正文之后的免責條款部分 行業報告行業報告PagePage 8 8/ /2020 2 2 3D3D

24、傳感技術主要分為結構光、傳感技術主要分為結構光、ToFToF 和雙目和雙目 視覺視覺，不同的技術路線決定了精度曲線不同的技術路線決定了精度曲線，進而決進而決 定應用場景定應用場景 2. 2.1 1 3D3D 傳感發展的瓶頸主要是精度傳感發展的瓶頸主要是精度，不同的技術路線在不同距離不同的技術路線在不同距離 下的精度不同下的精度不同 一般而言，我們認為 3D 傳感技術主要分為結構光、ToF（分為 I-ToF 和 D-ToF）和雙目視覺三種。不同的技術路線有其不同的適用場景，這是由他們 的精度決定的。此處精度分為兩個指標，一個是 X,Y 軸的分辨率，即我們平 時說的像素密度；還有 Z 軸的誤差。

25、圖表圖表 6 6 不同技術路線下的距離不同技術路線下的距離精度示意圖精度示意圖 資料來源：松下，基業常青經濟研究院 上圖中縱軸為 Z 軸誤差。如圖中所示，結構光在距離超過數米后精度將 快速衰減；I-ToF 在數米至十米開始快速衰減，而 D-ToF 始終保持恒定。在 不同的工作距離會有不同的精度， 因此在比較不同 3D 傳感相機時常用的口徑 是在 X 米處的誤差為 Y 毫米。如果在比較精度時無工作距離如果在比較精度時無工作距離，則失去了比較則失去了比較 的意義。的意義。 2 2.2 .2 雙目視覺的精度取決于基線距離，對體積要求較高，較少應雙目視覺的精度取決于基線距離，對體積要求較高，較少應 用

26、于消費電子用于消費電子 上圖中未提及雙目視覺，是因為該技術較少應用于對體積要求較高的消該技術較少應用于對體積要求較高的消 費電子中。費電子中。在一些多攝機型中有應用“景深攝像頭”，被人戲稱為“湊數攝 像頭”：該類攝像頭單價不足主攝的 1/10，出于算力和體積的限制，效果也 敬請閱讀正文之后的免責條款部分 行業報告行業報告PagePage 9 9/ /2020 非常有限，一般用于中低端機型的拍照優化。 圖表圖表 7 7 小米小米 1 10 0 中的景深鏡頭，該孔位在小米中的景深鏡頭，該孔位在小米 1 10 0ProPro 中被替換為長焦鏡頭中被替換為長焦鏡頭 資料來源：小米，基業常青經濟研究院

27、雙目視覺的深度信息識別原理是利用相差。雙目視覺的深度信息識別原理是利用相差。如下圖所示，一個物體在兩 臺相機中成像的位置是不一樣的（此處使用小孔成像近似）。通過位置差信 息、兩臺相機之間的距離（基線長度）即可計算出物體距離相機的距離。在 實際應用中，還有各種相差修正等參數；同時，比對兩幅圖像，并識別出“一 個物體”是其中最難、算力消耗最大的一步。 圖表圖表 8 8 雙目視覺原理示意圖雙目視覺原理示意圖 資料來源：基業常青經濟研究院 2 2.3 .3 結構光的精度取決于點陣密度，因此不適用于遠距離場景結構光的精度取決于點陣密度，因此不適用于遠距離場景 結構光是通過點陣投影器投射預先編碼好的紅外點

28、陣，通過攝像頭拍攝 敬請閱讀正文之后的免責條款部分 行業報告行業報告PagePage 1010/ /2020 后與標定的參數進行比對，計算變形的比例后即可還原出物體深度。其本質 與雙目視覺相似，也是通過投射光和接受光的光路視差，對基線長度也有要 求。 圖表圖表 9 9 結構光技術示意圖結構光技術示意圖 資料來源：基業常青經濟研究院 由于每個點陣投影器投出的點數是恒定的，因此距離越遠單位面積的點 密度越低，算法的還原效果越差。因此結構光技術不適用于遠距離場景。 圖表圖表 1010 結構光投射點示意圖結構光投射點示意圖 資料來源：蘋果，基業常青經濟研究院 敬請閱讀正文之后的免責條款部分 行業報告行

29、業報告PagePage 1111/ /2020 2 2.4 .4 ToFToF 的精度取決于單位測量時間，未來的精度取決于單位測量時間，未來 D-ToFD-ToF 將是遠距離應將是遠距離應 用的關鍵用的關鍵 ToF 顧名思義就是通過測量光飛行的時間， 乘以光速求得距離的方法 （時 間*速度=路程）。通過公式我們可以看出，該方法的精度（誤差）取決于單 位測量時間，即：如何精確算出“光飛行了多久”。光速高達 3*108m/s，即 使是納秒級別（10-9）的時間誤差也將帶來分米級別的距離測量差，無法應用 于任何場景。 目前的測量方法分為兩種，分別稱為 I-ToF 和 D-ToF，兩者的傳感器有 所不

30、同。I-ToF 傳感器使用積分的方式將光信號轉為電信號，通過編碼脈沖并 對返回電荷積分的方式間接求得飛行的時間（如下圖），其精度會受到脈沖 周期的限制；D-ToF 則可通過單光子雪崩二極管（SPAD）精確地記錄光子發 射和返回的時刻，因此其精度不隨距離增長而下降，可通過如下公式計算。 圖表圖表 1111 i-Ti-ToFoF 技術示意圖技術示意圖 資料來源：TI，基業常青經濟研究院 目前消費電子領域的應用主要在米級，而未來探索更遠距離的應用，如 環境建模等，需要使用 D-ToF 來保證精度。因此未來因此未來 D-ToFD-ToF 將是遠距離應用將是遠距離應用 的關鍵，而在中近距離的應用上，目前

31、結構光的市場份額正逐漸被的關鍵，而在中近距離的應用上，目前結構光的市場份額正逐漸被 I-ToFI-ToF 侵侵 蝕。蝕。 敬請閱讀正文之后的免責條款部分 行業報告行業報告PagePage 1212/ /2020 3 3 目前的消費單子目前的消費單子 3D3D 傳感技術主要應用于手傳感技術主要應用于手 機，從可選走向必選的關鍵是機，從可選走向必選的關鍵是 ARAR。其他應用場。其他應用場 景包括支付、安防、智能家居等景包括支付、安防、智能家居等 3.13.1 全球消費電子全球消費電子 3D3D 傳感市場空間已經超過傳感市場空間已經超過 100100 億元，從百億億元，從百億 走向千億市場的關鍵在

32、于走向千億市場的關鍵在于 ARAR 的應用的應用 根據追蹤該領域多年的咨詢公司 Yole 的數據， 截至 2019 年全球 3D 傳感 市場空間達 50 億美元，其中消費電子領域占約 40%，即 20 億美元。在 2025 年消費電子領域將增長至 80 億美元，整體復合增速達到 20%。 圖表圖表 1212 3D3D 傳感市場空間圖傳感市場空間圖 資料來源：Yole，基業常青經濟研究院 目前而言，3D 傳感技術在手機的主要的落地場景還是掃臉識別和攝影輔 助。掃臉識別用的 3D 傳感，主要和指紋識別、虹膜識別等其他生物傳感器競 爭。目前的主打優勢是無感（方便）和高精度、安全；攝影輔助用的 3D

33、傳感 主要用于景深分割及對焦，目前主要應用于高端手機，正在逐漸往中端手機 滲透。 敬請閱讀正文之后的免責條款部分 行業報告行業報告PagePage 1313/ /2020 圖表圖表 1313 手機手機 3 3D D 傳感攝影輔助功能示意圖傳感攝影輔助功能示意圖 資料來源：華為，基業常青經濟研究院 總體來說，目前 3D 傳感技術在消費電子的應用仍在滲透的初始期。從 2019 年的蓋特納曲線也可看出， 該公司預計 3D 傳感技術能在 2-5 年內成熟并 大規模應用。 圖表圖表 1414 20192019 年蓋特納曲線年蓋特納曲線 資料來源：Gartner，基業常青經濟研究院 不得不承認，目前 3D

34、 傳感的應用還只是“可選”階段，需要仰仗終端廠 商的應用，而不是“必選”；而從可選走向必選的關鍵在于需要一個關鍵產 敬請閱讀正文之后的免責條款部分 行業報告行業報告PagePage 1414/ /2020 品來普及化、 使 3D 傳感下沉至中低端機型以及更多場景中。 我們認為其中一 個可能的關鍵產品即是 AR 的應用，將在下文中詳解。 圖表圖表 1515 ARAR 的應用示例：若無的應用示例：若無 3 3D D 傳感，圖中的虛擬指示將無法正常顯示大小傳感，圖中的虛擬指示將無法正常顯示大小 資料來源：0glass，基業常青經濟研究院 3.23.2 3D3D 傳感技術在當下主要應用于手機傳感技術在

35、當下主要應用于手機，滲透率約滲透率約 20%20%，仍有較仍有較 大空間大空間 智能手機作為現在最流行、幾乎人手一個的手持終端，自然是智能手機作為現在最流行、幾乎人手一個的手持終端，自然是 3 3D D 傳感傳感 在消費電子應用中占比最大的市場在消費電子應用中占比最大的市場。 3D 傳感技術在手機中的使用起源于 2016 年聯想的 Phab，當時應用的是 Google 的 Project Tango 方案，旨在記錄設備的 全 3D 運動，同步為周圍環境建模。雖然當時該方案并未量產，但是拉開了 3D 傳感在手機中應用的帷幕。 3D 傳感技術真正為大眾所知要到 2017 年，當時蘋果發布的 iPh

36、one X 技 術搭載的前攝 Face ID 方案，正是結構光技術實現的 3D 傳感，主要應用是人 臉識別解鎖、支付。同時蘋果還發布了 AR Kit 平臺，以及通過 3D 傳感掃描 人臉后得到的個性化表情包方案 Animoji。 圖表圖表 1616 手機前攝手機前攝 3 3D D 傳感發展歷程傳感發展歷程 資料來源：基業常青經濟研究院 Face ID 的應用在發布時被高度贊譽，被稱作“一旦應用就回不去”的新 一代生物傳感/解鎖技術。然而在國產手機的實際應用中敗給了全面屏+屏下 指紋的方案。Face ID 的劉海屏廣受詬病，且在主要應用手機解鎖中 并未顯著便捷于指紋識別，對用戶的體驗提升不大。在

37、 2018 年，部分國產手 敬請閱讀正文之后的免責條款部分 行業報告行業報告PagePage 1515/ /2020 機嘗試過使用結構光人臉識別技術，但是由于供應鏈未成熟、反饋不佳等種 種原因，續代機型中未繼續使用。2019 年，LG、華為發布了帶前攝 ToF 的手 機，“劉?！憋@著縮小，且拓展了手勢識別等新應用，為前攝 3D 傳感打開了 新思路，或能在國產手機中扳回一城。 后攝的應用興起始于 2018 年末， 由 Vivo 首先發布量產機型 R17； 在 2019 年，全球銷量前二的廠商三星、華為紛紛入局，在旗艦機型 S 系列、Note 系 列、P 系列、Mate 系列中應用，并下沉至 A

38、系列和榮耀 V 系列。作為手機主 攝像頭多攝模組的一部分， 后攝 3D 傳感的主要應用是改善攝影體驗： 提供不 同點位的深度信息后能夠進行景深分割，再使用預設的后期技術優化出更好 的虛化效果。此外還有精細化修臉、一鍵更換背景等應用。 圖表圖表 1717 手機后攝手機后攝 3 3D D 傳感發展歷程傳感發展歷程 資料來源：基業常青經濟研究院 根據 IDC 的數據，2019 年全年智能手機出貨量達 13.7 億臺；而全球使用 3D 傳感的機型約 2 億臺，其中非蘋機型僅數千萬臺。20202020 年隨著蘋果開始使年隨著蘋果開始使 用后攝用后攝 3D3D 模組（單臺手機使用模組（單臺手機使用 3d3

39、d 模組數量倍增）、非蘋機型開始逐步滲透模組數量倍增）、非蘋機型開始逐步滲透 （目前非蘋滲透率不足（目前非蘋滲透率不足 10%10%），在可預見的未來內市場仍有很大的上升空間在可預見的未來內市場仍有很大的上升空間。 廠家應用的原因包括蘋果帶來的跟風效應、供應鏈完善后價格達到可接受范 圍等。 3.33.3 ARAR 技術需要使用技術需要使用 3D3D 傳感定位，是可選走向必選的關鍵傳感定位，是可選走向必選的關鍵 如上文所述如上文所述， 我們認為我們認為 3D3D 傳感從可選走向必選的關鍵在于傳感從可選走向必選的關鍵在于 ARAR 技術的應技術的應 用和普及化用和普及化。AR 技術，即 Augme

40、nt Reality，強調的是人機結合一體化，通過 計算機輔助增強現實中的功能。AR 眼鏡也被認為是下一代的移動終端。 只有 2D 傳感的 AR 設備是不完整的， 不可能與 3D 世界完成合理的交互。 如下圖所示：圖為風靡一時的 AR 游戲 Pokemon Go，我們可以從中看出其中 的小火龍與現實結合得不是很好：它在屏幕中的大小是恒定的，當靠近時沒 有“近大遠小”的效果，讓人感覺有疏離感，并未能和現實世界完美結合。 因此，AR 生態設備（無論是手機還是眼鏡）都必將搭載 3D 傳感。 敬請閱讀正文之后的免責條款部分 行業報告行業報告PagePage 1616/ /2020 圖表圖表 1818

41、2D2D 傳感技術下不完美的傳感技術下不完美的 A AR R 游戲示意圖游戲示意圖 資料來源：基業常青經濟研究院 2019 年 12 月，OPPO 發布了旗下首款 AR 眼鏡，其中就搭載了 ToF 攝像 頭以獲得周圍環境的 3D 信息，并將于 2020 年上半年開始商用，開啟商用消 費級 AR 眼鏡的時代；此外，華為余承東曾在 18 年 11 月向媒體透露 1-2 年內 有推出AR眼鏡的想法； 最近的供應鏈消息也表明， 蘋果將在2020年的iPad Pro 及 iPhone 機型中應用 3D 傳感技術，用于推廣 AR 生態。一旦一旦 ARAR 生態開始推生態開始推 廣并大規模應用廣并大規模應用，3D3D 傳感將找到真正的傳感將找到真正的“必選必選”落地場景落地場景，市場空間將再擴市場空間將再擴 大一個數量級。大一個數量級。 圖表圖表 1919 OPPOOPPO ARA