东方证券-人形机器人系列报告：3D视觉可应用于AR／VR、机器人等下游，迎千亿蓝海

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机器人专题

行业研究 | 深度报告

⚫ 3D 视觉采集深度信息，在 AR/VR、机器人等下游应用空间广阔。2D 平面视觉无

法识别物理世界的三维信息，因此难以实现精准识别、追踪等功能。3D 视觉感知是

一种深度感应技术，能通过相应传感器来采集视野内空间每个点位的三维坐标，再

通过算法复原智能获取三维立体成像，在消费电子、生物识别、AIoT 等领域均能发

挥作用。并且 3D 视觉传感器已开始装载于 AR/VR 穿戴设备、服务机器人等终

端，2024 年一季度苹果新发售的 MR 头显穿戴设备 Apple Vision Pro 就使用了

深度传感器——激光雷达和结构光方案的 3D 深度相机 TrueDepth。参考 Yole 的

统计预测数据，全球 3D 视觉感知的市场空间将从 2022 年的 82 亿美元增长至

2028 年的 172 亿美元。

⚫ 3D 视觉技术多元化，结构光和 ToF 方案主导市场。3D 视觉感知中最关键的深度

信息依赖于光学测距，按技术原理划分为结构光、飞行时间（ToF，iToF 和

dToF），单目立体视觉、双目立体视觉和多目立体视觉。目前主要的 3D 视觉感知

方案是结构光、ToF 和双目立体视觉。双目立体视觉、结构光、ToF 在适用工作距

离、工艺难度与成本、分辨率和测量精度等属性方面区别较大，可应用的领域也有

所不同。双目立体视觉精度较低，在室外机器人等范畴有所应用；结构光在 2米以

内的近距离测量分辨率和精度都很高，因此普遍用在刷脸支付、刷脸门锁、安防监

控、手机前置等功能；iToF 在3-5 米距离范围的测量精度高、分辨率尚可，常用

于VR/AR、手机前置和后置镜头；dToF 在远距离的测量精度高，可用于手机后置

和平板后置，较高的工艺难度和成本也限制了 dToF 应用的进一步扩大。

⚫ 光源和光学元件价值丰富，3D 视觉行业合作与竞争并存。在结构光和 ToF 两类方

案中价值量较高的组件是 VCSEL 红外光发射器和一系列光学元件，包括衍射光学

元件（DOE）、扩散板（Diffuser）、晶圆级（WLO）光学透镜、红外窄带滤光

片。VCSEL 的产业分工高度明确，专业化程度高，技术门槛较高。DOE 是结构光

方案的重中之重，国内仅有少数厂商能够量产；ToF 的光学元件采用 Diffuser，设

计制作难度比结构光发射模组中的 DOE 要低很多，所以全球生产企业较 DOE

多，主要有 Viavi、Finisar、Himax、舜宇光学。晶圆级光学透镜的 WLO 技术主

要掌握在 Heptagon（被 AMS 收购）、Himax、VisEra 采钰等厂商手中。红外

窄带滤光片阻止偏离 940nm 波段的光信号进入 CIS，相比 RGB 吸收型滤光片，

技术难度和产品价格更高，主要供应商为 VIAVI 和水晶光电。3D 视觉感知属于新

兴行业，在消费电子、AR/VR、机器人、汽车等领域中具有广泛应用前景，正在快

速发展，现在行业内各厂商偏向于竞合关系，既存在部分竞争也有潜在的合作可

能。

随着 3D 视觉传感器在消费电子、生物识别、AR/VR、机器人、汽车等已有和潜在领域的

不断渗透，未来几年该行业有望迎来高速发展，建议关注：3D 视觉传感器模组供应商奥

比中光-UW(688322，未评级)、舜宇光学科技(02382，买入)、丘钛科技(01478，未评

级)；3D 视觉传感器上游价值量较高的 VCSEL 红外光发射器环节相关企业，长光华芯

(688048，未评级)、炬光科技(688167，未评级)、杰普特(688025，未评级)；上游关键

的光学元件企业蓝特光学(688127，买入)、水晶光电(002273，买入)；上游 CIS 图像传

感器企业韦尔股份(603501，买入)、思特威-W(688213，增持)。

风险提示

下游 AR/VR 设备行业发展不及预期，消费电子行业景气度不及预期。

投资建议与投资标的

核心观点

国家/地区

中国

行业

电子行业

报告发布日期

2024 年06 月07 日

蒯剑

021-63325888*8514

kuaijian@orientsec.com.cn

执业证书编号：S0860514050005

香港证监会牌照：BPT856

韩潇锐

hanxiaorui@orientsec.com.cn

执业证书编号：S0860523080004

杨宇轩

yangyuxuan@orientsec.com.cn

执业证书编号：S0860524030001

薛宏伟

xuehongwei@orientsec.com.cn

朱茜

zhuqian@orientsec.com.cn

先进封装持续演进，玻璃基板大有可为

2024-06-05

特斯拉 FSD 入华条件成熟，Robotaxi 和L3

级智驾商业化提速

2024-05-06

海外大厂看好 AI 前景

2024-05-05

3D 视觉可应用于 AR/VR、机器人等下游，

迎千亿蓝海

——人形机器人系列报告

看好（维持）

电子行业深度报告 —— 3D视觉可应用于AR/VR、机器人等下游，迎千亿蓝海

1. 3D 视觉采集深度信息，在 AR/VR、机器人等下游应用空间广阔 ................ 4

1.1 3D 视觉感知识别三维坐标，填补 2D 视觉的技术空白 .................................................. 4

1.2 3D 视觉感知可应用于扩展现实、机器人等广泛下游 .................................................... 5

1.3 3D 视觉感知行业市场规模有望高速增长 ...................................................................... 8

2. 3D 视觉技术多元化，结构光和 ToF 方案主导市场 ...................................... 9

2.1 3D 视觉感知以光学测距为底座，技术原理多元化 ........................................................ 9

2.2 3D 视觉感知技术各有所长，适用不同领域 ................................................................. 10

2.3 iToF 与结构光技术的应用范围广阔 ............................................................................. 13

3. 光源和光学元件价值丰富，3D 视觉行业合作与竞争并存 .......................... 13

3.1 VCSEL 和光学元件是 3D 视觉传感器中的高价值部件 ................................................ 13

3.2 技术优势突出，VCSEL 红外光发射器成为最优选择 .................................................. 14

3.3 光学元件作为 3D 视觉感知的技术基石 ....................................................................... 15

3.4 3D 视觉传感器处快速发展期，合作与竞争并行 ......................................................... 17

投资建议 ...................................................................................................... 19

风险提示 ...................................................................................................... 19

 
 
 
电子行业深度报告 —— 3D视觉可应用于AR/VR、机器人等下游，迎千亿蓝海 
 
  
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3 
图表目录 
图1：3D 视觉与 2D 视觉的主要区别 ............................................................................................ 4 
图2：3D 视觉能生成“1:1”还原的实物 3D 模型 ............................................................................. 5 
图3：3D 视觉感知在消费电子、生物识别、AIoT、三维测量等领域应用广泛 .............................. 5 
图4：苹果在 3D 视觉感知领域的相关收购 ................................................................................... 6 
图5：常见生物识别方法的特点 .................................................................................................... 7 
图6：2019-2023 年中国智能门锁销量（万套）及增速 ................................................................ 7 
图7：Apple Vision Pro 搭载了 3D 视觉传感器——激光雷达和结构光 3D 深度相机 ..................... 7 
图8：Figure 01 帮忙做家务 ......................................................................................................... 8 
图9：全球 3D 视觉感知行业空间预测 .......................................................................................... 8 
图10：3D 视觉感知光学测距的技术原理分类 .............................................................................. 9 
图11：2018-2022 年3D 视觉传感器按技术分类的销量（百万套） ............................................. 9 
图12：2018-2022 年3D 视觉传感器按技术分类的销量占比 ........................................................ 9 
图13：双目立体视觉利用左右相机视觉差异精准测距 ................................................................ 10 
图14：结构光原理示意图 .......................................................................................................... 10 
图15：散斑结构光与编码结构光 ................................................................................................ 10 
图16：3D 结构光硬件的四大组成部分 ....................................................................................... 11 
图17：ToF 主动测量的技术原理 ................................................................................................ 12 
图18：dToF 与iToF 技术对比 .................................................................................................... 12 
图19：主要的几种 3D 视觉感知技术的特性对比 ........................................................................ 13 
图20：3D 视觉感知模组的各组件成本拆解 ................................................................................ 14 
图21：VCSEL、EEL 和LED 光源的发出方式和光束质量不同 .................................................. 14 
图22：三种半导体近红外发射器的属性对比 .............................................................................. 14 
图23：VCSEL 的元件供应链环节及主要玩家 ............................................................................ 15 
图24：衍射光学元件的 A)使用示意；B)外形示意；C)表面微观结构示意 .................................. 15 
图25：晶圆级光学透镜 .............................................................................................................. 16 
图26：晶圆级光学透镜的压印成型加工过程 .............................................................................. 16 
图27：红外窄带滤光片结构示意图 ............................................................................................ 17 
图28：红外窄带滤光片生产流程示意图 ..................................................................................... 17 
图29：3D 视觉传感器行业内主要企业的概况 ............................................................................ 17 
图30：3D 视觉传感器产业链结构 .............................................................................................. 19 
 

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标签： #机器人 #VR

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有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。机器人专题行业研究|深度报告⚫3D视觉采集深度信息，在AR/VR、机器人等下游应用空间广阔。2D平面视觉无法识别物理世界的三维信息，因此难以实现精准识别、追踪等功能。3D视觉感知是一种深度感应技术，能通过相应传感器来采集视野内空间每个点位的三维坐标，再通过算法复原智能获取三维立体成像，在消费电子、生物识别、AIoT等领域均能发挥作用。并且3D视觉传感器已开始装载于AR/VR穿戴设备、服务机器人等终端，2024年一季度苹果新发售的MR头显穿戴设备AppleV...

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