3D传感器之争

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3D传感器之争

通过上表对比可以看到：

双目立体视觉拥有3D成像分辨率高、精度高、抗强光干扰性强、成本低等优势，但是其缺点也较为明显，比如其算法复杂、容易受到环境因素干扰、依赖环境光源、暗光场景表现不佳等，在手机上应用相对较少；

3D结构光虽然识别距离相对较短，模组结构也比较复杂，成像容易受强光干扰，成本相对较高，但是其功耗低、成像分辨率高，适合对安全级别要求较高的人脸识别、安全支付等应用；

TOF的3D成像精度和深度图分辨率相对较低，功耗较高，但是其优势在于模块尺寸较小，识别距离更远，抗干扰性强，这使得TOF技术适用于中长距离的深度感应。

结构光 VS ToF

由于结构光和ToF这两种3D深度视觉方案应用领域较为接近，人们对于两者的对比较为频繁。

结构光技术和ToF各有优势，在移动端的应用上具有互补的特性，苹果公司对3D结构光的应用带动了这项技术的发展和渗透，目前相较于ToF，结构光技术在应用上更为成熟，出货量上明显占优。而且结构光的扫描效果更为真实，具备更强的3D还原能力。但是，作用距离的劣势在某种程度上限制了结构光的应用。

ToF技术弥补了距离上的缺陷，由于能够支持更远的作用距离，ToF技术可以被应用于包含3D建模、手势识别、体感游戏、AR/VR在内的更多场景中。此外，相比结构光技术，ToF模组复杂度低，堆叠简单，可以做到非常小巧且坚固耐用，同时由于具有不易受外界光干扰、响应速度快以及识别精度等多重优势，使得 ToF 无论是在移动端还是车载等应用领域日渐成为 3D 视觉的首选技术方案，ToF的多场景应用逐渐呈现出更为广阔的发展前景。

总结来说，在苹果的带动下，3D结构光技术得到了快速的商用和放量，随后众多安卓手机厂商的跟进，也推动了整个3D结构光产业链的快速成熟，抢占了先机。但是，ToF则得益于作用距离更远、应用面更广等优势，可以赋能更多行业，提升应用体验，大有后来居上之势。

目前，结构光和ToF两种技术同时都在继续向前演进，各自的优劣势也并不是一成不变的。而且，市场也并非是简单的由技术的优劣所决定的，更重要的还是要看主流厂商的方向性选择和引导，用户的选择，以及应用生态的完善。

硬件组成 & 行业厂商

3D摄像头模组主要硬件包括：红外光发射器（IR LED或VCSEL）、红外光图像传感器（IR CIS或者其他光电二极管）和可见光图像传感器（Vis CIS）、图像处理芯片、滤光片或镜头。

此外，室外工作的飞行时间（ToF）方案需要窄带滤光片；结构光方案需要发射端光学棱镜与DOE光栅；双目立体成像方案采用两颗红外光摄像头或两颗可见光摄像头。

随着3D传感的各种应用陆续推出，上述3D摄像头模组硬件等元件需求也将出现爆发性成长。

VCSEL（垂直腔面发射激光器）：VCSEL是红外激光LD的一种，是一种垂直于衬底面射出激光的半导体激光器。VCSEL采用垂直发射模式，该结构更适合进行晶圆级制造和封测，规模量产之后的成本相比于边发射光源有优势，可靠性高。相比于LED，VCSEL的光谱质量高，中心波长温漂小，响应速度快，优势明显。在成本方面，VCSEL单价贵于LED、LD，可通过大规模量产降低成本。

DOE（衍射光学元件）：在3D视觉结构光方案中，DOE用来实现深度信息的测量，VCSEL射出的激光束经准直后，通过DOE进行散射，即可得到所需的散斑图案。

红外CMOS：在 3D 视觉方案中，红外CMOS的要求是其能接受被拍摄物体发射回来的红外散斑图案，不需要对其他波长的光线进行成像。

窄带滤光片：窄带滤光片是带通滤光片的一种，是光谱特性曲线透射带两侧邻接截止带的滤光片，即在特定的波段允许光信号通过，在其他波段则阻止光信号，窄带滤光片的通带较窄，一般小于中心波长的5%。窄带滤光片是3D视觉系统中红外光接受模组的组成部分，位于镜头和近红外图像传感器之间。

成像镜头端：手机摄像头对应的产业链企业包括图像传感器制造商、模组封装厂商、镜头厂商、马达供应商、滤光片供应商等。由于行业技术壁垒和集中度高，产业链的龙头多为日本、韩国、中国台湾所垄断，大陆的厂商主要集中在红外滤光片和镜头模组封装上。

摄像头模组：该产品集中化趋势愈加明显。一方面，产业集中度不断提高，另外一方面，以光学领域的双摄、3D摄像头和柔性显示为代表的功能性和差异化的创新层出不穷，持续利好自主创新能力强和具有产业整合及规模优势的龙头企业。

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