【關鍵報告】未來的市場，3D 感測產業介紹

2018 年在 iPhoneX 初次亮相的 Face ID，除了讓智慧型手機的安全及便利性更上了一層樓，也正式引爆了 3D 感測（3D Sensing）在消費市場端的需求。今天這系列的文章將會帶各位讀者了解 3D 感測的原理、概況、未來前景及相關供應鏈。看完這篇文章，你將會了解以下幾件事：

1. 什麼是 3D 感測？未來市場有多大？
2. 3D 感測原理：立體視覺 vs 結構光 vs ToF 飛時測距
3. 支撐 3D 感測的重要雷射技術，VCSEL 是什麼？
4. VCSEL 未來展望及台廠供應鏈誰受惠？

什麼是 3D 感測？未來市場有多大？

在 2D 的世界中，我們只有 x 軸和 y 軸的資訊，所以得到的影像資料也都是平面的，比如說我們在拍照時只會知道這個人的身高體型，卻無從得知他鼻子突出來多少、眼眶凹下去多少。

而 3D 的世界則加入了 z 軸，也就是深度的資訊，這麼一來，我們得到的影像就會是立體的。而所謂的 3D 感測，顧名思義就是在感應偵測 3D 的立體影像，我們其實可以把它想成是人類的眼球運作。

一但能感測出立體的資訊，整個應用的場景就可以大幅增加，小到智慧型手機上的人臉解鎖、3D 相機、智能音箱、自駕車的偵測系統、人臉鑰匙、手勢感應，大到 AI 機器人的感測、工廠控制、醫療、AR/VR 等應用，3D 感測的普及將大幅顛覆我們對世界的想像。

Source: Yole Développement

不過 3D 感測也不是什麼新技術，早在 10 幾年前微軟發布的 Xbox Kinect 就已經亮相，但當時受限於體積及價格，技術也不夠成熟，因此一直未能普及。

隨這幾年晶片運算能力越來越強，以及 AI 運算的普及， 3D 感測再次成為市場的焦點，而 Apple 在 2018 年 iPhoneX 首次亮相的 Face ID，則正式引爆了 3D 感測在消費品端的需求。 

根據研調機構 Yole Développement 研究指出，全球 3D 影像及感測市場將由 2019 年的 50 億美元成長到 2025 年的 150 億美元，CAGR 超過 20%，其中又以智慧型手機及車用為主要應用，在 2025 年市場規模分別可達到 81 億美元及 37 億美元，兩者合計份額達 80%， CAGR 分別達 26% 及 28%。除了表示 3D 感測未來的成長潛力，也顯示消費端的需求增加是帶動這波趨勢成長的關鍵。

Source: Yole Développement、自行整理

3D 感測 原理：立體視覺 vs ToF 飛時測距 vs 結構光

知道了 3D 感測的前景後，讓我們簡單看看他的原理吧！
目前 3D 感測的技術主要有三種，依成熟度高低分別是立體視覺（Stereo Vision）、結構光（Structured Light）、及飛時測距（Time of Flight，俗稱 ToF），以下簡單介紹他們的原理及優劣。

立體視覺（Stereo Vision）：

我們人類看東西之所以會有立體感，是由左右兩眼的視差所造成的。而立體視覺主要就是在模仿人的雙眼，利用兩個投影點成像之間距離的落差