摘要：电子发烧友网报道（文/黄山明）作为一种基于光学原理进行测量的传感器，光学传感器主要通过感受光线并将其转化为电信号来工作。其中，环境光传感器（ALS）主要用于感应光照强度，用以调整手机、平板电脑等消费电子面板亮度、自动开启汽车头灯、调节显示仪表盘亮度以及辅助安防
电子发烧友网报道（文/黄山明）作为一种基于光学原理进行测量的传感器，光学传感器主要通过感受光线并将其转化为电信号来工作。其中，环境光传感器（ALS）主要用于感应光照强度，用以调整手机、平板电脑等消费电子面板亮度、自动开启汽车头灯、调节显示仪表盘亮度以及辅助安防监控等场景，接近传感器（PS）能将检测对象的移动信息和存在信息转换为电气信号，常用红外LED、VCSEL、EEL作为发光元件，并由感光元件接收返回的光信号进行分析确定物体的距离，二者可以搭配使用。
当前光学传感器在汽车、工业、消费电子等领域均有广泛应用，同时随着AI技术的快速发展，传感器有望向着AI传感进化。
光学传感器市场增长潜力巨大
在日常生活中，光学传感器几乎随处可见。比如在智能手机中，随着外部光线的明暗，依靠光学传感器帮助手机自动调节屏幕亮度。在汽车的ADAS中，光学传感器如激光雷达、摄像头和红外传感器被用来支持车道保持辅助、自适应巡航控制、自动紧急刹车等功能。
工业制造中，光学传感器可用于确保产品的尺寸、形状、颜色等方面符合标准，工业机器人也能利用光学传感器获取视觉信息，以便执行精确的任务，如拾取放置物品、焊接、喷漆等。
据Mordor Intelligence机构报告显示，从2019年到2029年，全球光传感器市场预计复合年增长率将达到9.1%。
而Fortune Business Insights数据则更为乐观，其报告显示，2023年全球光学传感器市场规模为195.2亿美元。预计该市场将从2024年的215.1亿美元增长到2032年的512.1亿美元，预测期内复合年增长率为11.5%。
推动光传感器市场的因素包括光传感器功能在智能手机和平板电脑等消费电子产品中的日益普及。此外，汽车行业、智能家居和户外照明的进步预计将推动光传感器市场的增长。智慧城市的发展对传感器的需求增加以及物联网技术的激增预计也将推动光传感器市场的增长。
如果按应用来分析，光学传感分为距离测量、光检测和3D测绘，其中距离测量领域预计在未来几年将以更高的复合年增长率扩张。这些传感器可以快速测量距离，从而实现实时数据收集和分析，这对于动态环境和应用至关重要。
国产光学传感器发展迅速
在全球市场中，欧美日企业目前仍然处于领先地位，如日本滨松光子学（Hamamatsu Photonics）产品广泛应用于科研、医疗等高端领域；美国安森美为众多智能手机等消费电子品牌的重要供应商；德国SICK在工业自动化光学传感器领域有很高的知名度，其产品精度高、稳定性强，在全球工业生产线中广泛应用。
在汽车电子中，美国的安波福、德国的博世等，为汽车自动驾驶系统提供高精度的光学传感器。此外还有如ST、TI、罗姆、ADI、Vishay等，依靠强大的技术实力，在全球光学传感器领域中占有重要份额。
而近几年，国内企业发展迅速，开始逐步抢占市场份额。以美芯晟为例，作为国内领先的模拟及数模混合芯片设计企业之一，在光学传感器领域，美芯晟凭借自身强大综合实力，自主研发多项核心技术，成功构建了全面产品线，并进一步沿着集成化、智能化、微型化和自适应、低功耗的技术路径进行更新升级。
同时，美芯晟加速推进“电源管理+信号链”双驱动战略落地，并在光学传感器领域竞争力持续提升。随着光学传感产品线的不断突破，美芯晟的产品布局不断完善，光学传感器作为公司近年来增速最快的业务，加速发力成为新的增长曲线。
当前，美芯晟的光学传感器产品阵容已涵盖环境光检测、接近探测、色温分析、闪烁光检测、光学表冠、激光测距及健康监测等七大系列传感器芯片，并在智能手机、智能手表、TWS耳机以及扫地机器人、AR眼镜、无人机等多个领域展开应用。
技术上，美芯晟研发团队结合现有的低功耗处理算法和数模结合的降噪技术，通过自研的光电工艺和镀膜技术，在高灵敏度、高精度、宽动态范围等核心技术领域取得较大突破。
比如在手机领域，美芯晟凭借持续创新，开发了闪烁光传感器、激光测距传感器、屏下色温和接近传感器以及窄缝环境光和接近传感器四个产品系列，已覆盖后置摄像头应用、OLED屏幕应用、LCD屏幕应用等在内的多样化场景，并接连进入多个国内外知名手机品牌客户。
值得一提的是在智能手表领域，美芯晟布局了光学表冠传感器、环境光传感器以及健康监测传感器三大产品系列。其中光学表冠传感器是业内首款同时集成旋转检测和按键检测功能的光学追踪传感器，集成超高速图像传感器、运动图像处理算法、VCSEL驱动、按键识别等模块，具有收发一体、高集成度，高精度、超低功耗，便捷产测，功能丰富等特点。
这款传感器主要为智能手表、VR头显、AR眼镜、头戴耳机、移动相机等智能设备提供旋钮的旋转角度和按键检测，并在智能家居领域，为智能旋钮提供切换菜单、调节温度和亮度等应用功能，为用户带来更便捷的操作体验，提升设备交互性能。
布局DToF与迈向智能传感
光学测距是光学传感器中非常重要的一项技术，它在多个领域有着广泛的应用。DTOF便是其中常用的一种，原理是通过向被测物体发射光脉冲，然后测量反射光脉冲和发射光脉冲之间的时间间隔，从而计算出目标物体的距离。
因此DTOF具备精度高、响应速度快、抗干扰能力强、测量范围广、功耗低、集成度高等特点，由于DTOF技术在多领域重要性和应用潜力凸显，美芯晟推出全集成DTOF传感器MT3801，并正在多元化布局ToF技术与产品，全面开发面向可穿戴设备、低空经济设备、车载ADAS、机器人等领域的ToF产品矩阵。
从产品规格来看，MT3801拥有全集成模组，含光源、滤光片等，OLGA12封装，尺寸小，集成度高，提升EMI特性和抗阳光性，满足精细化调试需求。内置M0内核支持算法开发调优；精确测距，0.02m-5.00m误差
同时，该芯片支持多种低电压，待机、测距、工作模式下电流低，满足低功耗产品需求。能够直接测量单光子飞行时间，帧率高，测距误差小，温度补偿保证准确性，符合智能感测领域要求。具备适应多种复杂应用环境的能力，并能满足对测距精度要求严苛的产品需求。
该款产品可用于手机/Pad及其配件、扫地机、智能家居家电和工业控制领域，为众多智能设备的距离测量和环境感知等功能提供支持。
此外，针对低空领域，美芯晟最新推出的激光测距DTOF传感器适用于无人机的天花板与地面检测，以及降落引导等应用，可帮助无人机精准定高、避障和防撞。该公司透露，将持续关注行业动向，充分发挥在激光和光学技术优势，积极拓展新市场领域。
有意思的是，结合目前美芯晟所发布产品的路径可以看到，其下一步布局正朝着AI sensor（智能传感）迈进。DTOF本身作为一种先进的3D成像技术，可以为AI应用提供高质量的空间感知数据，这对于AR、VR、机器人导航等领域至关重要。
随着AI技术的快速发展，传感器在高能效比、低延时高速率、高精度高动态范围、多模式复用等性能方面的需求变得更为严苛。公司紧跟AI技术发展趋势和市场需求，针对AR/VR、AI手机、智能机器人以及ADAS智驾等领域，正积极地规划和布局AI传感器技术和产品，包括对像素级感算一体技术、多模式复用感知技术以及动态可重构感测阵列等关键技术的开发和产品研发。
美芯晟一直强调其多元化的研发策略，致力于通过扩展产品线来更精准地契合市场需求和技术潮流。面对AI技术日益深入消费电子产品和服务领域的趋势，美芯晟积极把握这一变革机遇，将AI集成视为强化产品组合和提升用户体验的关键方向。
具体而言，美芯晟正加大力度，投入产业新领域，探索AI技术与现有及新产品线的深度融合，旨在推出更具智能化、高效能的解决方案。此举不仅反映了公司对技术创新的承诺，也彰显了其在快速变化的技术环境中保持竞争优势的决心。通过不断优化和创新，美芯晟力求为客户提供更加智能、便捷的产品和服务，从而巩固其在市场中的领先地位。
小结
随着AI技术的爆发，以及汽车、工业、消费电子的稳步增长，传感器的重要性在不断增加。国内外企业都在加大研发投入，追求更高精度、更快响应速度、更低功耗等性能的提升。未来，也期待着如美芯晟等国内传感器企业，在AI sensor领域中大放异彩，为国产高端传感器的发展添砖加瓦。
来源：核芯产业观察