2025光学传感器行业市场空间、竞争格局、应用领域及国内相关标的分析报告（25页）.pdf

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1、 2025 年深度行业分析研究报告 目录目录 一、光学传感器概述.4（一）光学传感器原理与结构.4（二）光学传感器分类与发展趋势.5（三）市场空间与竞争格局.11 二、下游应用领域广泛，潜在应用多样.14（一）智能手机.14（二）扫地机.16（三）无人机.18（四）汽车电子.19（五）端侧 AI 消费电子.20（六）机器人.21 三、国内相关标的.22（一）美芯晟.22（二）汇顶科技.24 图目录图目录 图 1、光学传感器基本原理.4 图 2、光学传感器基本结构.4 图 3、光传感器分类.5 图 4、环境光传感器（Sensortek）.5 图 5、接近传感器（TMD2635，集成 VCSEL）

2、.6 图 6、颜色传感器框图.6 图 7、光谱传感器框图.6 图 8、11 通道光谱检测传感器（ams AS7341）.6 图 9、闪烁光传感器（MT3212，集成 RGB+IR+Flicker 全通道）.6 图 10、PPG 检测示意图.7 图 11、光学追踪传感器示意图.7 图 12、MT3502 应用示意及芯片图.7 图 13、应用于表冠的光学追踪传感器（独立按键检测功能示意图）.8 图 14、iTOF 和 dTOF 的性能特点.8 图 15、dTOF 测距原理.9 图 16、“环境光+接近”二合一模组.9 图 17、TCS3701 产品图.10 图 18、TCS3701 原理框图.10

3、 图 19、TMD3721（集成 VCSEL）.10 图 20、意法半导体集成化光学传感产品.11 图 21、全球光学传感器市场规模（亿美元）.12 图 22、2024 年环境光传感器市场下游结构.12 图 23、VCSEL 市场规模.13 图 24、2023 年光学传感器市场格局.13 图 25、光学传感器核心厂商及产品矩阵梳理.14 图 26、手机光传感器应用.lXgVmUjWiWdYiZoM8OdN9PmOmMtRqNkPnNsPlOqRzQ9PnMnNxNnNyRxNsQsP 图 27、手机 A 面的光学传感器功能.15 图 28、智能手机屏幕与光传感器的协同演进.15 图 29、小米

4、 15Ultra 中的前置与后置光学传感器.16 图 30、小米 15Ultra 中的激光对焦模组.16 图 31、dTOF 支持自动对焦功能.16 图 32、扫地机结构.17 图 33、TOF 在扫地机中的应用案例.17 图 34、扫地机器人防跌落功能.18 图 35、无人机高度传感器.18 图 36、光学传感器的无人机应用示意.19 图 37、车内 TOF 传感器深度信息效果.19 图 38、后视镜自动防眩光结构拆解.19 图 39、雨量光学传感器结构.20 图 40、雨量光学传感器功能示意.20 图 41、投影仪当贝 F1C 的 TOF 应用.20 图 42、Apple Vision P

5、ro 正面传感器分布.20 图 43、MT3502 典型应用电路图.21 图 44、苹果的数字表冠相关专利.21 图 45、AMS 可应用于机器人领域的产品矩阵.21 图 46、ARMOR 系统中机器人遍布 TOF 传感器.22 图 47、ARMOR 系统建立机器人周身点云空间.22 图 48、意法半导体 TOF 产品家族.22 图 49、公司光学传感器产品矩阵与多样化下游应用.23 图 50、vivo WATCH GT 智能手表搭载美芯晟光学追踪传感器.23 图 51、美芯晟超小型、低功耗、集成皮肤识别的光学接近传感器.23 图 52、美芯晟 dTOF 传感器 MT3801.24 图 53、

6、美芯晟 MT3801 结构框图.24 图 54、汇顶科技屏下光学传感器.24 图 55、汇顶科技 GLS6155.24 图 56、汇顶科技健康传感器光学模组在智能手表/手环上的应用示意图.25 一、光学传感器概述 光学传感器是一种基于光学信号进行测量与计算的传感器，因为需要将光信号转化为电信号进行运算等操作，又称光电传感器。光学传感器主要通过发射并/或接收光进行特定物理环境与物理变量的测量，广泛应用于消费电子、工业、汽车等下游领域中。（一）光学传感器原理与结构 光学传感器基于光电效应，将红外、可见光或紫外等光辐射信号转换为电信号，并实现信息的采集、处理、传输、显示和存储等功能，其本质是电子系统

7、与现实环境之间的信息接口，使智能终端具备“感知光”的能力。图图1、光学传感器基本原理光学传感器基本原理 数据来源：基恩士，兴业证券经济与金融研究院整理 通常光学传感器由探测单元（光敏元件）、光源、光学系统、信号处理模块组成，探测单元用于接收光信号并将其转化为电信号，发光单元负责主动发出感测光源，光学系统用于过滤、聚焦并控制光学路径，信号处理模块对原始信号进行放大、转换与计算，封装与接口实现器件保护、集成安装及与主控系统的数据通信。部分光学传感器也可单纯被动接收外界光信号，就无需发光单元。图图2、光学传感器基本结构光学传感器基本结构 数据来源：中电网，兴业证券经济与金融研究院整理 （二）光学传感

8、器分类与发展趋势 常见的光学传感器可依据其功能进行分类，主要包括环境光传感器（ALS）、接近传感器（PS）、颜色传感器（CS）、飞行时间（TOF）传感器等。图图3、光传感器分类光传感器分类 数据来源：天电光电，兴业证券经济与金融研究院整理 环境光传感器（环境光传感器（ALS，ambient light sensor）是一种典型的被动式光电感知器件，常采用光电二极管阵列作为探测元件，用于感知外部可见光强度并输出相应的电压或数字信号。该类传感器广泛应用于屏幕亮度自动调节等功能，以提升用户视觉体验、延长设备续航并实现视力保护，是移动终端中最早实现规模部署的光感器件之一。图图4、环境光传感器（环境光传

9、感器（Sensortek）数据来源：立创商城，兴业证券经济与金融研究院整理 接近传感器（接近传感器（PS，proximitysensor）属于主动式传感装置，通过 VCSEL（直 腔面发射激光器）发射红外光并接收反射信号，实现对物体靠近状态的判断，典型应用包括贴耳熄屏、防误触识别、口袋检测及简易手势交互等。图图5、接近传感器（接近传感器（TMD2635，集成，集成 VCSEL）数据来源：ams OSRAM，兴业证券经济与金融研究院整理 颜色传感器（颜色传感器（CS，color sensor）检测物体的色彩信息，部分高性能型号支持 RGB通道、色温识别及环境光谱还原，该类传感器主要应用于图像校正

10、、屏幕色彩自适应、显示设备校准以及打印、检测类工业终端中。如 ams OSRAM 的 AS7343是一款 14 通道的多用途光谱传感器，其中 12 个通道覆盖大约 380nm 到 1000nm的波长范围，还有 1 个透明通道和 1 个光源闪烁通道。图图6、颜色传感器框图颜色传感器框图 图图7、光谱传感器框图光谱传感器框图 数据来源：ams OSRAM，兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源：ams OSRAM，兴业证券经济与金融研究院整理 闪烁光传感器（闪烁光传感器（flicker sensor）对光源的频闪进行检测，较少有单独实现该功能的独立传感器，基本与 ALS、CS 等其他功能相互搭配，

11、通过单独的通道检测 50Hz或 60Hz 的环境光频闪。如 8 个可见光+透明+近红外+Flicker 共计 11 通道的AS7341，有 6 个并行 ADC，可进行多路复用的信号处理。图图8、11 通道光谱检测传感器通道光谱检测传感器（ams AS7341）图图9、闪 烁 光 传 感 器（闪 烁 光 传 感 器（MT3212，集 成，集 成RGB+IR+Flicker 全通道）全通道）数据来源：ams OSRAM，兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源：美芯晟，兴业证券经济与金融研究院整理 健康传感器健康传感器通过将生物信号转为数字信息，检测人体生理状态，为可穿戴设备、医疗等应用提供支持。健

12、康传感器主要通过 PPG（光电积脉搏图图）传感、ECG（心电图）传感等技术获取人体的生理状态，支持血压、血糖、压力、睡眠等健康指标的监测功能。图图10、PPG 检测示意图检测示意图 数据来源：汇顶科技，兴业证券经济与金融研究院整理 光学追踪传感器（光学追踪传感器（OTS，optical tracking sensor）是较为特色的光学传感器品类，通过内置的 VCSEL 发射红外激光，结合红外接收阵列、高精度 ADC 以及高速数字图像处理模块，感知轴体表面的粗糙程度变化，实现对轴体的旋转、平移等位移检测，在手表等可穿戴设备上广泛应用。实际应用中，部分旋转轴体的 径低至 1mm，光学追踪传感器需要

13、在极小的物体表面进行高速高精度的测量，反馈轴体的位移信息，为用户与设备的精密交互提供传感支持。图图11、光学追踪传感器示意图光学追踪传感器示意图 图图12、MT3502 应用示意及芯片图应用示意及芯片图 数据来源：美芯晟、我爱音频网，兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源：美芯晟，兴业证券经济与金融研究院整理 美芯晟的光学追踪器 MT3502 自带独立按键检测功能，作为数码表冠应用时可支持表冠模块的按键信号输入，减少表冠模块与主控的交互负荷。同时，芯片可选择支持 IC(默认)或 SPI 接口，灵活对接不同应用场景。其中 IIC 模块支持最高1MHz 的通讯速率，可通过地址选择线或者 Swap

14、功能切换芯片的 IIC 从地址，实现最多 4 颗 MT3502 同时挂载同一总线，为用户提供更多创新型组合应用的可能。图图13、应用于表冠的光学追踪传感器（独立按键检测功能示意图）应用于表冠的光学追踪传感器（独立按键检测功能示意图）数据来源：美芯晟，兴业证券经济与金融研究院整理 近年来随着对三维空间感知、手势交互、近年来随着对三维空间感知、手势交互、AR 场景识别等更高阶功能的需求不断场景识别等更高阶功能的需求不断释放，发展出了基于“飞行时间”原理的释放，发展出了基于“飞行时间”原理的 TOF 传感器。传感器。其通过发射光信号并接收反射的光信号来确定被探测物体的距离信息，是一种主动式激光测距的

15、方式，广泛应用于 AR/VR、手势识别、3D 建模、激光对焦等需要高精度测距的终端中，代表着光学感知从二维向三维拓展。从技术路径上，有 iTOF 和 dTOF 之分，前者有分辨率优势，后者有探测距离和精度优势。图图14、iTOF 和和 dTOF 的性能特点的性能特点 数据来源：SONY，兴业证券经济与金融研究院整理 iTOF 主要测量调制光信号的相位偏移间接计算距离，通过 VCSEL 发射高频调制的近红外光，采用传统的 CMOS 图像传感器来接收反射光，能够以小尺寸获取高分辨率的 3D 图像。dTOF 距离传感器则由 VCSEL 激光发射器、SPAD 阵列、TDC 定时模块、光学透镜与滤波器、

16、数字信号处理单元等组成，它通过发出一个极短的激光搏冲，测量该光搏冲从发射、到达目标物体并反射返回所经历的“飞行时间”，接计算距离信息。图图15、dTOF 测距原理测距原理 数据来源：意法半导体，兴业证券经济与金融研究院整理 在实际应用和产品设计中，多功能集成化是光学传感器的技术趋势。在实际应用和产品设计中，多功能集成化是光学传感器的技术趋势。环境光与接近传感器由于部署场景高度重合，功能互补性强，常以“环境光+接近”二合一模组的形式集成于同一封装内。该组合方案在智能手机、平板电脑、笔记本等设备中已形成较为标准化的配置，具备体脉小、功耗低、易于系统集成的优势。图图16、“环境光“环境光+接近”二合

17、一模组接近”二合一模组 数据来源：美芯晟，兴业证券经济与金融研究院整理 环境光环境光+接近接近+颜色的全功能集成则是一种较为全面的方案颜色的全功能集成则是一种较为全面的方案。以 ams OSRAM 的TCS3701 为例，其具有环境光和颜色（RGB）传感以及红外接近检测的功能，环境光和颜色传感功能可同时提供红、绿、蓝等五个环境光传感通道。封装尺寸为2.5mm x 2mm x 0.5mm，可在 OLED 屏下运作。其集成的红外驱动器需连接到外部 LED 或红外 VCSEL，以实现屏下的人体接近检测。图图17、TCS3701 产品图产品图 图图18、TCS3701 原理框图原理框图 数据来源：am

18、s OSRAM，兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源：ams OSRAM，兴业证券经济与金融研究院整理 多功能的光学传感器除了上述分立器件多功能的光学传感器除了上述分立器件+外接外接 VCSEL 的形式，也有集成红外的形式，也有集成红外VCSEL 的模块化方案，只是在封装的长度与厚度上有所取舍。的模块化方案，只是在封装的长度与厚度上有所取舍。以 ams OSRAM的 TMD3721 为例，其具有环境光、颜色（RGB）传感和接近检测功能，封装尺寸为 4.65mm1.86mm0.90mm。长度和厚度上的牺牲主要是为了在模块化的同时，避免 VCSEL 模块对接收端的光信号串扰。图图19、TMD37

19、21（集成（集成 VCSEL）数据来源：ams OSRAM，兴业证券经济与金融研究院整理 TOF 则较少与其他光传感功能做集成，多为独立的功能模块则较少与其他光传感功能做集成，多为独立的功能模块。如 ams OSRAM 的TMF 系列传感器（dTOF），可实现 1-64 个区域的数据输出，并实现 60cm-500cm的最大探测距离，SONY的IMX556（iTOF）则可实现约30万像素。ST的VL6180X则是少数将 dTOF 与其他光传感功能做集成的产品模块，它将一个红外发射器，一个红外传感器和一个环境光传感器三合一整合于单一封装内，用 dTOF 实现接近检测的功能。本报告来源于三个皮匠报告

20、站（）,由用户Id:879635下载,文档Id:653507,下载日期:2025-05-21 图图20、意法半导体集成化光学传感产品意法半导体集成化光学传感产品 数据来源：意法半导体，兴业证券经济与金融研究院整理 总体来看，当前市场主流光学传感器可归纳为总体来看，当前市场主流光学传感器可归纳为 4 大方向大方向：1)以环境光+接近传感为代表的二维环境光与接近感知方案，适用于常规光学和接近检测场景，是较为普适性的基础感知器件；2)颜色传感器、闪烁光传感器等辅助型感知器件，适用于需要更高色谱感知与显示适配的中高端场景；3)健康传感器、光学追踪传感器等功能独特的器件，在智能穿戴和 AI 端侧方面有巨

21、大的应用潜力；4)面向三维测距和智能交互场景的 TOF 距离传感器，其在高端消费电子与智能系统中的渗透率正持续提升，具备较大的成长空间。（三）市场空间与竞争格局 全球光学传感器市场整体保持稳健扩张，受益于智能终端功能升级和下游应用场景的不断拓展，需求将持续释放。根据 Global Market Insight 数据，2024 年全球光学传感器（统计口径包括环境光、接近、颜色、手势、紫外红外传感）市场规模约为 30 亿美元，未来将达到 11.4%的复合增长率，预计到 2034 年市场规模将扩大至 87 亿美元。图图21、全球光学传感器市场规模（亿美元）全球光学传感器市场规模（亿美元）数据来源：G

22、lobal Market Insight，兴业证券经济与金融研究院整理 其中环境光传感器市场规模在 2024 年为 9.26 亿美元，预计到 2034 年达到 26 亿美元，年化增速达到 11.1%。按下游应用来看，消费电子占比最高，约占环境光传感器整体市场的 34%，其次是汽车电子 21%。图图22、2024 年年环境光传感器市场下游结构环境光传感器市场下游结构 数据来源：Global Market Insight，兴业证券经济与金融研究院整理 TOF 传感器市场同样保持高增速，根据 Global Market Insight 数据，TOF 传感器全球市场预计在 2032 年超过 194 亿

23、美元，2024 年至 2032 年的复合增长率大于15%。而 VCSEL 作为 TOF 距离传感器的重要部件，也可间接反映 TOF 距离传感器的市场规模，YOLE 报告显示全球 VCSEL 市场规模将以 19.2%的 CAGR 从2022 年的 16 亿美元增长到 2027 年的 39 亿美元。消费电子汽车电子其他 工业 智能家 医疗 安防等 图图23、VCSEL 市场规模市场规模 数据来源：YOLE Intelligence，兴业证券经济与金融研究院整理 海外及中国湾）厂商先发优势明显，在产品性能、品类多样性上均明显领先。海外及中国湾）厂商先发优势明显，在产品性能、品类多样性上均明显领先。奥

24、地利公司 ams OSRAM 为行业龙头，市场份额领先，其照明与传感技术与产品广泛应用于汽车、工业、医疗健康和消费电子，24 年营收 34 亿欧元，拥有近百款相关光学传感器。意法半导体、Sensortek（中国湾）、ADI、原相科技（中国湾）等也有较为丰富的产品布局。图图24、2023 年光学传感器市场格局年光学传感器市场格局 数据来源：ams OSRAM，兴业证券经济与金融研究院整理 （图图25、光学传感器核心厂商及产品矩阵梳理光学传感器核心厂商及产品矩阵梳理 数据来源：各公司官网，兴业证券经济与金融研究院整理 总体来看，当前全球光学传感器市场仍由海外头部企业主导，国产替代率低，国总体来看，

25、当前全球光学传感器市场仍由海外头部企业主导，国产替代率低，国产替代大有可为。产替代大有可为。短期内，国内厂商需要在产品性能指标、产品系列完整性方面持续突破。而中长期来看，中国拥有完备的工业能力，下游客户资源丰富，随着国产替代趋势加速、下游需求持续拓展，以美芯晟为代表的国内龙头厂商将持续加码研发投入，推出的国产光学传感器有望实现快速追赶并进入到行业引领地位，整体行业有望进入加速成长期。二、下游应用领域广泛，潜在应用多样（一）智能手机 智能手机是光学传感器的一个重要应用下游，手机作为日常生活中与人体产生交互最多的电子产品，具有异常丰富的光学传感需求。大多数旗舰机标配前置光学传感器+后置光学传感器，

26、以实现屏幕亮度自动调节，自动熄屏防误触，影像效果增强，摄像快速对焦等功能。环境光、颜色色温、接近、Flicker 感应能组合成集成方案，后置 dTOF 基本为独立存在的模块。图图26、手机光传感器应用手机光传感器应用 数据来源：ams OSRAM，兴业证券经济与金融研究院整理 手机正面，光学传感器的主要功能为环境光、人体接近等感知。环境光感支持手机可以根据环境光的强弱动态调整手机屏幕亮度，以达到合理的显示对比度，不仅起到了在多变的环境光情况下得到最合理的亮度显示的效果，也动态节省了手 机电量，进一步加上光谱的感知，可以帮助手机展现更适合人眼舒适阅读的显示效果。人体接近感知则是实现感知人体接近距

27、离探测的功能，实现接听电话时手机屏幕自动熄屏防止误触等功能。图图27、手机手机 A 面的光学传感器功能面的光学传感器功能 数据来源：Sensortek，兴业证券经济与金融研究院整理 随着手机全面屏趋势的持续演进，光学传感器模组的尺寸与封装紧凑度也在持续提升。根据 ams OSRAM 的相关资料，2016 年手机普遍采用宽边框屏，留给光传感器的开孔较大，所以封装上往往采用大孔 3in1，后续随着边框变窄，以及刘海屏与水滴屏的出现，光学传感器在小型化道路上越走越远，如小型化与迷你化的 3in1 方案，后续随着全面屏的持续推进，光学传感器的屏下方案应运而生，在产品集成度和超薄尺寸方面持续精进。图图2

28、8、智能手机屏幕与光传感器的协同演进智能手机屏幕与光传感器的协同演进 数据来源：ams OSRAM，兴业证券经济与金融研究院整理 手机背面，多数配有后置的光学传感器，以实现摄影时辅助增强影像的作用，如感应拍摄区域的光学强度，调整对应的快门曝光时长等。但一般来说，手机正面的前置光学传感器功能更为丰富，如环境光感知、色温感知、接近检测等，手机背面的后置光学传感器可以只实现基础的环境光感知功能。较为特殊的后置光学传感器是 Flicker 传感器，通过感应环境光的闪烁频率，辅助自动白平衡和自动曝光，进一步消除光源闪烁对成像质量的影响。图图29、小米小米 15Ultra 中的前置与后置光学传感器中的前置

29、与后置光学传感器 数据来源：微机分 WekiHome，兴业证券经济与金融研究院整理 dTOF 传感器也是手机背面的重要光学传感器。其核心作用是通过 VCSEL 发射940nm 红外激光，接收从目标物上反射回来的光线，配合 SPAD、TDC 和 方图处理算法，实现距离的感知。手机摄像的自动对焦（AF）、触摸画面进行选择性对焦等功能都依赖于后置 dTOF 传感器，一般可实现的最远测距范围从 60-500cm不等。图图30、小米小米 15Ultra 中的激光对焦模组中的激光对焦模组 图图31、dTOF 支持自动对焦功能支持自动对焦功能 数据来源：微机分 WekiHome，兴业证券经济与金融研究院整理

30、 数据来源：AMS，兴业证券经济与金融研究院整理 （二）扫地机 扫地机器人已经逐渐走进千家万户，也是光学传感器的重要应用领域之一。扫地机器人需要感知周围环境，水平和直 两个方向是两个重要的感应方向，对应水平方向的避障方案设计和直 方向的防跌落方案设计。图图32、扫地机结构扫地机结构 数据来源：石头扫地机器人 T7，兴业证券经济与金融研究院整理 目前市面上常见的避障方案主要有红外对管避障、单双目避障和3D结构光避障。红外对管避障通过红外发射管发出红外光，然后反射回接收管产生信号来判断前方是否有障碍物，但无法精确测距和判断障碍物形状；单目或双目视觉避障依赖摄像头获取图像信息，通过图像处理算法分析判

31、断是否存在障碍物，积易受到光线强弱的干扰且不能 接得到深度信息；3D 结构光避障则通过发射端投射特定图案的红外光，根据反射回来的图案形状计算出三维深度信息，从而判断障碍物的位置和形状，这种方案依赖图案解码，存在对于强光环境敏感等问题。相较之下，ToF 避障方案通过测量红外光从发射到被障碍物反射回来所需的时间，接计算出与障碍物之间的精确距离，能够适应更为复杂的工作环境，是对避障功能的有利补充，是近年来逐渐受到重视的高性能避障技术。图图33、TOF 在扫地机中的应用案例在扫地机中的应用案例 数据来源：美芯晟，兴业证券经济与金融研究院整理 防跌落功能主要用于防止扫地机器人从楼梯、湾阶或高平湾跌落，避

32、免机体损坏。传统方案通常采用红外传感器向地面发射红外光，通过反射光强变化判断高度落差，但存在测距精度低、易受地面材质和环境光干扰、误判率高等问题，且硬件体脉大、装配复杂，不利于设备轻量化。相比之下，ToF 传感器凭借毫米级测距 精度、极强抗干扰能力与低功耗优势，正逐步取代传统红外方案，广泛应用于防跌落检测与扫地机障碍翻越功能中。图图34、扫地机器人防跌落功能扫地机器人防跌落功能 数据来源：北极芯微，兴业证券经济与金融研究院整理 （三）无人机 常见的用于无人机上测量和控制高度的是气压传感器，根据高度越高大气压越低的原理，通过测量大气压力的变化来估算无人机的绝对高度，进而控制无人机的飞行高度。但这

33、类传感器会受到温度、海拔的影响，往往控制精确性较弱。经典例子就是在电梯里使用装有这类高度传感器的无人机，它并不会随着电梯的升降而调整自身飞行的高度，即特定环境下气压传感器对于飞控失效。而 ToF 传感器可以安装在无人机机体的底部，不受空气密度、风速或温度等环境因素影响，适用于高速飞行、狭小空间或强光环境中的工作任务，具备测得远、测得准、速度快、重量轻等优势，有助于无人机稳定悬停和精准起降。图图35、无人机高度传感器无人机高度传感器 数据来源：镭神智能，兴业证券经济与金融研究院整理 除了定高控制外，ToF 传感器也能部署于无人机的前方、侧边甚至顶部或尾部，与视觉摄像头、IMU、雷达等构成多向避障

34、系统。无人机在城市楼宇间穿行、电力线路巡检等复杂作业环境中极易遭遇狭窄通道、低悬障碍等挑战，而 ToF 传感器 在增强无人机三维空间认知能力中起着重要作用。前视 ToF 模块可实时监测飞行路径前方是否存在潜在障碍，避免“贴脸撞墙”式事故；侧向与后向 ToF 传感器常与全向飞控系统配合，用于精细化控制飞行姿态与侧向航迹。图图36、光学传感器的光学传感器的无人机应用无人机应用示意示意 数据来源：美芯晟，兴业证券经济与金融研究院整理 （四）汽车电子 车内空间中，光学传感器主要用于提升乘坐体验与交互智能化水平。如 ToF 模块可嵌入中控屏、后视镜等区域，实现对驾驶员状态、乘员分布等信息的三维感知，实现

35、驾驶员状态监测、儿童遗留提醒等功能。相较于传统摄像头方案，ToF 传感器具备对光照变化的高适应性与对隐私的天然保护优势，在空间精度和响应速度方面也表现更为出色，是智能座舱感知体系的重要支撑。环境光传感器也可用于检测舱内外光线强度，实现屏幕亮度的自适应调节和氛围灯的动态控制，另外通过环境光的检测，还能自动根据外界前后车灯的情况自动调节后视镜镜片，有效减弱眩光干扰的同时保护驾驶员视力，提升夜间驾驶安全性。图图37、车内车内 TOF 传感器深度信息效果传感器深度信息效果 图图38、后视镜自动防眩光结构拆解后视镜自动防眩光结构拆解 数据来源：Melexis，兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源：有驾

36、，兴业证券经济与金融研究院整理 车外环境感知主要指安装在汽车后视镜上的雨量光学传感器，根据入射的阳光以及反射的红外光确定外接环境光的情况以及挡风玻璃上的雨量情况，从而实现自 动大灯、自动远近光调节、自动雨刷调节、自动 HUD 亮度调节等功能，为行车安全与辅助驾驶提供传感支持。图图39、雨量光学传感器结构雨量光学传感器结构 图图40、雨量光学传感器功能示意雨量光学传感器功能示意 数据来源：安森美，兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源：安森美，兴业证券经济与金融研究院整理 （五）端侧 AI 消费电子 作为空间感知和交互控制的核心元件，激光投影仪、智能门锁、AR/VR 头显、可穿戴设备等消费电子产

37、品，都离不开光学传感器。随着端侧 AI 催生形态各异的创新消费电子，在功耗限制、结构空间、响应时间控制等方面都提出了更高要求，催生更高性能与高集成度的传感器需求。在激光投影设备中，TOF 传感器常用于辅助自动对焦与画面投射距离判断，部分方案还结合人眼安全机制进行动态亮度控制；智能门锁则主要通过接近与测距模块实现面部识别、手势识别或非接触开锁功能，需在不同环境光照与距离变化下保持稳定识别性能；AR/VR 类设备对空间定位与动态追踪依赖程度较高，TOF 模块可提升设备的实时感知精度，增强系统的交互能力和空间感知能力，如 Apple Vision Pro 中除了超过 10 颗摄像头外，还有 dTOF

38、 LiDAR、防闪烁传感器（Flicker）、环境光传感器。图图41、投影仪当贝投影仪当贝 F1C 的的 TOF 应用应用 图图42、Apple Vision Pro 正面传感器分布正面传感器分布 数据来源：当贝社区，兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源：苹果，兴业证券经济与金融研究院整理 光学追踪传感器当前多应用于手表等可穿戴设备，未来应用场景的拓展潜力不积小觑。AI/AR 眼镜有望成为未来端侧 AI 的重要落地场景，其寸土寸金的设备表面是人机交互设计的一大挑战。除了电积触控解决方案外，光学追踪传感器也有望在 AI/AR 眼镜上获得广泛的应用，其小巧且易于精确操作的特点有望将丰富的界面操作

39、功能浓缩于单颗旋钮上，苹果 digital crown 相关专利已经展现出了光学追踪传感器在这方面的应用潜力。国内厂商如美芯晟已经推出了业内首款同时集成旋转和按键检测的表冠检测传感器 MT3502。图图43、MT3502 典型应用电路图典型应用电路图 图图44、苹果的数字表冠相关专利苹果的数字表冠相关专利 数据来源：美芯晟，兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源：IT 之家，兴业证券经济与金融研究院整理 （六）机器人 机器人赛道的发展方兴未艾，各式光学传感器尤其是 TOF 传感器都有巨大应用潜力。机器人需要环境感知、精准定位和智能交互，包括环境光、光谱、闪烁光、TOF 传感在内的各色光学传感器

40、都有丰富的应用场景。图图45、AMS 可应用于机器人领域的产品矩阵可应用于机器人领域的产品矩阵 数据来源：ams OSRAM，兴业证券经济与金融研究院整理 根据 CMU 和 Apple 合作的论文ARMOR:Egocentric Perception for Humanoid Robot Collision Avoidance and Motion Planning，其在 Fourier GR1 人形机器人的每个手臂上放置了 20 个 TOF 传感器，每个传感器贡献 8x8 的分辨率以及4000mm 的探测距离，实验显示碰撞减少 63.7%，任务成功率提高 78.7%。图图46、ARMOR 系

41、统中机器人遍布系统中机器人遍布 TOF 传感器传感器 图图47、ARMOR 系统建立机器人周身点云空间系统建立机器人周身点云空间 数据来源：Carnegie Mellon University，Apple，兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源：Carnegie Mellon University，Apple，兴业证券经济与金融研究院整理 ARMOR 采用了 SparkFun VL53L5CX time-of-flight(ToF)lidar，VL53L5CX 是意法半导体 FlightSense 产品系列中最先进的飞行时间(ToF)多区测距传感器，可覆盖 4x4 或 8x8 个独立区域，实现

42、多区测距输出，对角线视野可达 65，具备低功耗运行能力。图图48、意法半导体意法半导体 TOF 产品家族产品家族 数据来源：意法半导体，兴业证券经济与金融研究院整理 三、国内相关标的（一）美芯晟 公司专注于高性能模拟及数模混合芯片研发，已构建覆盖接近传感、环境光传感、环境光与接近传感、闪烁光传感、光学追踪传感及 dTOF 传感器的全场景光学传感产品矩阵，技术布局深度与品类完备性 行业前列。基于“手机+汽车+机器人”三大战略平湾，产品可广泛应用于：智能手机/穿戴设备等移动终端；智能座舱 /ADAS 等汽车电子系统；工业自动化/服务机器人等新兴场景，并持续拓展至低空经济载具、人工智能等前沿领域。图

43、图49、公司光学传感器产品矩阵与多样化下游应用公司光学传感器产品矩阵与多样化下游应用 数据来源：美芯晟，兴业证券经济与金融研究院整理 其中，光学追踪传感器成功导入多家知名智能手表品牌供应链，并在 AR/VR/MR智能穿戴设备领域开展验证并实现小批量出货；dTOF 芯片通过扫地机器人头部企业验证并进入规模交付；接近传感器已进入全球领先 TWS 耳机品牌的供应链体系。同时，加速布局手机端光学传感解决方案，已向多家行业头部终端厂商送样验证。图图50、vivo WATCH GT 智能手表搭载美芯晟光智能手表搭载美芯晟光学追踪传感器学追踪传感器 图图51、美芯晟超小型、低功耗、集成皮肤识别的光美芯晟超小

44、型、低功耗、集成皮肤识别的光学接近传感器学接近传感器 数据来源：52audio，兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源：美芯晟，兴业证券经济与金融研究院整理 在 dTOF 传感领域，公司突破国际技术垄断，自主研发的全集成 dTOF 产品系列在测距精度、功耗水平及集成度等关键指标上具备领先优势。该产品采用创新的单光子检测架构和抗干扰算法，可实现：1）智能手机辅助对焦；2）扫地机器人精准避障；3）智能家 空间感知；4）工业自动化精密测距等场景的规模化商用。当前，公司正重点攻坚：高分辨率面阵 dTOF、动态 3D dTOF 感知系统等前沿技 术，加速在辅助驾驶、无人机定高避障、AR/VR 空间定位、

45、工业级 3D 检测等新兴领域的产业化落地，持续巩固在三维感知领域的技术领先优势。图图52、美芯晟美芯晟 dTOF 传感器传感器 MT3801 图图53、美芯晟美芯晟 MT3801 结构框图结构框图 数据来源：美芯晟，兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源：美芯晟，兴业证券经济与金融研究院整理 （二）汇顶科技 公司的屏下光学传感器在 2023 年应用于坚果投影用以环境光检测（投影仪亮度自适应）和色温检测（墙面色彩自适应）等功能，2024 年进入智能手机市场，vivo及 IQOO 的部分机型已搭载汇顶的 OLED 屏下光学传感器。公司的 OLED 屏下光学传感器通过高速采样，传感器在极短的时间内捕

46、获屏幕黑帧，减少屏幕漏光干扰，搭配 LED/VCSEL 可实现环境光和各种接近感应。光学传感器有望成为公司指纹芯片和触控芯片外重要的增长极。图图54、汇顶科技屏下光学传感器汇顶科技屏下光学传感器 图图55、汇顶科技汇顶科技 GLS6155 数据来源：汇顶科技，兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源：汇顶科技，兴业证券经济与金融研究院整理 公司的健康传感器系列拥有心率（HR）、心率变异性（HRV）、血氧（SpO2）、心电图（ECG）、生物电阻抗分析（BIA）、皮肤电反应（EDA）等丰富测量功能，目前已广泛商用于国内外知名品牌客户的智能手表、手环、戒指等可穿戴设备。公司产品包括光学模组、PPG AFE、多模 AFE，提供一系列集成式及分立式的产品方案，并提供软硬件、结构、光学设计参考和配套算法，为客户提供多元化而完善的解决方案。图图56、汇顶科技健康传感器光学模组在智能手表汇顶科技健康传感器光学模组在智能手表/手环上的应用示意图手环上的应用示意图 数据来源：汇顶科技，兴业证券经济与金融研究院整理