一下子，3D感測市場突然就熱鬧起來了，不僅晶片大廠接連推出新品，新創公司也陸續加入戰局，轉眼3D感測就變成了紅海市場，戰雲密布。

然而3D感測的確是一個深具潛力的技術，不僅智慧手機可以搭載，AR和汽車也都有運用的空間，其市場其實正處於起飛期，究竟會達到什麼樣的規模其實還很難估計。

根據集邦科技（TrendForce）的調查分析，光在行動裝置上的3D感測模組市場產值就出現了跳躍式的成長，市場規模預計將從2017年的15億美元，成長到2020年的140億美元，年複合成長率為209%。未來若AR和汽車也開始逐步採用3D感測技術，則相關的元件市場更會呈現倍數的成長，因此相關的供應鏈無不加緊研發或者擴增產能。

本篇報導就整理了近期相關業者的產品與技術布局狀況，讓讀者對當前3D感測市場的發展有所知悉。

低成本、高精度　ToF技術成應用主流

首先得先介紹一下時差測距（time-of-flight，飛時測距）技術。不同於使用2D圖像來推算3D資訊，ToF是透過紅外光在空氣中的飛行時間，計算出目標體的距離。ToF技術也是機器視覺工業的重要里程碑，因其只需要使用低成本的CMOS感測器和主動光源技術就能提供3D場景的距離景深資訊。

此外，不同於單點逐點掃描方式，ToF是每個圖元都能測量對應目標體的亮度和反射回來的到達時間，從而計算出該點對應的距離景深。ToF提供了視角範圍內場景的整個分辨率的距離景深資料。該技術結構簡單，容易使用，不依賴環境光，且兼具高精度和高幀率。

圖一 : ToF的技術原理（source: terabee.com）

Lumentum收購Oclaro 龍頭地位更加穩固

3D感測器的龍頭美商Lumentum，在3月12日正式收購光通訊創新解決方案供應商Oclaro，更加奠定了其3D感測市場一哥的地位。

Lumentum目前是蘋果的VCSEL技術的獨家供應商，更是3D感測器市場的指標業者。該公司為3D感測應用提供了一系列全面的雷射二極體產品，包含邊緣發射的雷射二極體，光纖耦合雷射二極體，以及當前火紅的VCSEL。

在今年的美國西部光電展（SPIE Photonics West）中，Lumentum與合作夥伴Himax展示了針對行動裝置平台的Face ID面部辨識的應用。Himax在其SLiM模組中採用了Lumentum的雷射二極體，晶圓級光學器件（WLO），和衍射光學元件（DOE）。

另一家3D感應合作夥伴Orbbec在其Astra Mini相機中使用Lumentum雷射二極體。這款高度緊湊的平台非常適合各種設置，包括手勢控制，機器人技術，3D掃描，以及能運用至從學校到工業環境，甚至零售場所的行動裝置的點雲（point cloud）應用的開發。

Occipital則將Lumentum的雷射技術運用在其Bridge混合實境的頭戴裝置上，讓用戶可以將虛擬內容與其真實世界環境無?連結。

老牌雷射光學廠Finisar今年將大秀VCSEL技術

Finisar是全球最大的光通信器件產品的供應商，旗下產品同樣橫跨消費性與工業應用，而其VCSEL技術同樣擁有一定的市場佔有率。

在今年的美國西部光電展上，Finisar也展示了用於深度感應應用的VCSEL技術，能在消費性電子設備上實現3D面部識別的應用。此外，該公司還將推出新型高速光電探測器，並從其測試和測量產品組合中展示WaveSource可編程雷射技術。

圖二 : Finisar在VCSEL技術已研發超過二十年，其在1996年就首次實現商業化。

Finisar的3D感測辨識技術同樣是使用了結構光和ToF深度感測技術，能為消費性電子和自動駕駛車輛提供了許多新的應用，包括3D面部辨識，擴增實境（AR）和汽車電子LIDAR的應用。

事實上，Finisar在VCSEL技術已研發超過二十年，其在1996年就首次實現商業化，從那時起，Finisar便不斷研發，設計和製造該產品技術，並擁有領先市場的效能。而Finisar更表示，在今年稍晚將會發表極具競爭力的VCSEL參考設計。

英飛凌攜手pmdtechnolgies AG 主打手機辨識

雖然沒有自有3D感測器技術，但英飛凌（Infineon）找了一個相當強大的合作夥伴：pmdtechnolgies AG，共同合作推出新一代3D影像感測晶片解決方案，專門針對有感測需求的行動裝置，提供非常小尺寸且高效的感測與辨識功能。

這款感測晶片採用飛時測距（ToF）技術，內建英飛凌的REAL3處理晶片，是全球最小巧的攝影機模組，面積不到12mmx8mm，並內含接收光學元件與VCSEL（垂直腔面發射雷射）照明。

英飛凌指出，該款晶片集結了德國與奧地利兩地團隊的專業知識，於德國慕尼黑和奧地利格拉茲研發，並在德國德勒斯登生產。而相較於其他3D感測原理（例如：立體光或結構光等），ToF技術在電池供電的行動裝置能提供更佳的效能、尺寸、及功耗表現。

圖三 : 英飛凌與pmdtechnolgies AG，共同合作推出新一代3D影像感測晶片解決方案。

跳脫消費性市場 ams前進車用市場

奧地利微電子（ams AG）一直是感測器市場的佼佼者，其感測器產品也早早就打進蘋果（Apple）供應鏈中，但為持續鞏固其領先位置並於3D感測市場占據一席之地，在去年就併購了VCSEL廠Princeton，強化其供應鏈與產能，也與其他的零組件業者結盟，擴大其市占率和應用版圖。

為了拓展中國汽車市場，ams與中國舜宇光學科技集團（Sunny Optical Technology子公司寧波舜宇光電信息 （Ningbo Sunny Opotech合作，共同開發和行銷3D感測影像方案，以供應中國和全球其他地區的行動裝置與汽車應用OEM市場。

ams在新聞發佈裡指出，這項合作結合了雙方在光學感測與影像空間的技術，為OEM和系統供應商提供吸引人的3D感測方案，加速高效能3D影像系統的上市時程。

根據雙方的合作內容，ams和寧波舜宇光電將合作為3D感測應用開發影像方案，並提供相關軟體和演算法。這項夥伴關係聚焦於全球OEM行動裝置與智慧型手機商機，以促成創新的3D消費者應用，並且將延伸至汽車3D感測影像系統商機。

意法半導體推出世界最小的ToF模組 主打小型應用

而同樣看好3D感測器市場的商機，意法半導體（STMicroelectronics；ST）近期也發佈了第二代鐳射測距感測器VL53L0。新款感測器同樣基於其市場知名的FlightSense技術，能實現更快、更遠、更精確的測距功能，大幅提升手機和平板電腦的拍照性能，為機器人、使用者辨識、無人機、物聯網和穿戴式裝置市場開拓新的應用機會。

ST指出，這款VL53L0感測器尺寸僅有4.4 x 2.4 x 1mm，是世界上最小的ToF模組，同時還是首款整合了940奈米製程的VCSEL光源、SPAD 光子檢測器和先進微控制器的測距感測器。

VL53L0能夠在一幀畫面內完成全部測量操作，用時通常小於30ms，距離小於2米，能大幅改善拍照系統在攝像和連拍模式下瞬間對焦的性能，甚至在低光或低對比度場景中保持同樣的性能表現。此外，由於測距精確度非常出色，VL53L0還可提升智慧手機應用性能，包括雙攝像頭深度圖（dual-camera-based depth-mapping）。

圖四 : ST指出，這款VL53L0感測器尺寸僅有4.4 x 2.4 x 1mm，是世界上最小的ToF模組。

3D感測技術新創公司：上海數跡智能科技

中國是3D感測器業者的重點市場，不僅因其具有龐大的智慧型手機市場，同時在汽車、物聯網與各式工業應用也具備相當的發展潛力，因此除了國際大廠爭相進入外，新創的業者也是陸續展露頭角，上海的數跡智能科技便是其中一家。

數跡智能科技主要專注於3D智慧模組的研發，提供SmartTOF系列3D智慧模組，以及針對VR/AR，機器人，無人機等產業的整合解決方案。根據該公司的簡介，他們已與國際級的3D感測器廠商合作，目前擁有多項技術專利，也已有數項的合作成果。

該公司的產品包含一款SmartToF 3D（TCM-E2系列）鏡頭模組，也是採用TOF技術的CCD深度感測器，尺寸小於35mm，輸出可達320x240 @ 60fps，測距範圍可達8公尺，測量的精度可達毫米級。此外，抗環境光達130Klux，可室外使用，也能依據客戶的需求客製化，並提供SDK跨平台（Windows /Linux /ROS/Android）支援。