不同波長的紅外線(IR)可應(yīng)用于不同的感測任務(wù),將多種紅外線技術(shù)整合運(yùn)用,則可發(fā)揮互補(bǔ)效果,為系統(tǒng)提供完整的環(huán)境資訊。近紅外線(Near-infrared, NIR)波長為0.7~1µm,廣泛應(yīng)用于消費(fèi)性電子、汽車及工業(yè)領(lǐng)域,基于CMOS影像感測技術(shù)成像。短波紅外線(Short Wave InfraRed, SWIR)成像的波長是1~3µm,主要用來偵測夜間及遠(yuǎn)距離物體,具備發(fā)展消費(fèi)與車用量大潛力市場,不過目前的成本較高,尚未達(dá)到導(dǎo)入的甜蜜點(diǎn)。而熱成像(Thermal imaging)是波長介于8~14µm的遠(yuǎn)紅外線(LWIR)技術(shù),原先是軍事技術(shù),而在COVID-19疫情期間,非致冷式紅外線(Uncooled thermal)成像作為商用技術(shù),于2020~2021年大量用于偵測人體溫度。
2021~2026熱成像鏡頭應(yīng)用市場預(yù)估(單位:百萬美元) 資料來源:Yole
行動裝置市場受到蘋果(Apple)帶動,其人臉辨識,以及后鏡頭的擴(kuò)增實(shí)境(AR) 3D鏡頭模組解決方案,行動裝置與消費(fèi)電子成為NIR 3D感測的重要市場,Android陣營則相較之下尚未跟上3D感測功能。由于智慧型手機(jī)製造商期望設(shè)計(jì)手機(jī)螢?zāi)慌c機(jī)身比例1:1的產(chǎn)品,因此會將感測器放在螢?zāi)幌路?,因此帶動臉部辨識的SWIR技術(shù)。相較NIR,SWIR在螢?zāi)幌旅娴拇┩感暂^佳。且相比AR技術(shù),SWIR在強(qiáng)光環(huán)境下的感測范圍與可靠性也較為突出。除了行動裝置的3D感測技術(shù),3D鏡頭也將從智慧門鎖、智慧掃地機(jī)器人等應(yīng)用,快速切入消費(fèi)電子市場。
2021~2027年3D影像及感測市場預(yù)估(單位:百萬美元) 資料來源:Yole
3D感測拓展到消費(fèi)電子以外的市場,在車用可以結(jié)合LiDAR,作為高階駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)及DMS車內(nèi)監(jiān)測鏡頭的應(yīng)用。ADAS及自駕需要透過波長不同的紅外線技術(shù),提供互補(bǔ)資訊,藉此獲得更完整的環(huán)境資訊,來提高系統(tǒng)可靠度,并作為冗馀設(shè)計(jì)。例如LiDAR可採用NIR感測來建立駕駛環(huán)境的3D地圖,SWIR則可以增加偵測范圍,因?yàn)镾WIR光源的安全規(guī)范較NIR彈性。
除了LiDAR,ADAS需要影像感測器來取得駕駛環(huán)境中的完整數(shù)據(jù),熱成像鏡頭便可以結(jié)合可見光鏡頭來增加自動緊急煞車(Automatic emergency braking, AEB)的可靠度與效率,因?yàn)榭梢姽忡R頭在夜間或天候不佳的時候感測能力會下降,而熱成像在上述情況則能清楚偵測路況,并且善于感測突然出現(xiàn)在偵測范圍內(nèi)的人或動物,因此兩項(xiàng)技術(shù)可達(dá)到相輔相成的效果。
工業(yè)的3D感測市場長期以傳統(tǒng)LiDAR應(yīng)用為主,LiDAR產(chǎn)品通常體積小但是價格較高。LiDAR主要應(yīng)用于地形學(xué)或風(fēng)能,3D鏡頭則應(yīng)用在製造與物流場景,且應(yīng)用數(shù)量不斷增加。波成更長的感測技術(shù)適用于不同的應(yīng)用目的,會依照其特性導(dǎo)入到工業(yè)或商用領(lǐng)域。SWIR能有效協(xié)助物品分類工作,因?yàn)椴煌牟牧显谄鋫蓽y范圍內(nèi)會呈現(xiàn)相異的光譜特徵。熱成像用于建筑工程或者工廠的巡場工作,因?yàn)闊岢上袷翘嵩鐐蓽y到火災(zāi)并救援的最佳技術(shù)。
在軍事國防方面,紅外線可以穿過煙霧來提高夜間視力和擴(kuò)大視野,適合安裝在軍事裝備及車輛中。在紅外線應(yīng)用中,防御視覺系統(tǒng)通常會結(jié)合不同的成像模式,盡可能將可取得的環(huán)境資訊最大化。SWIR有助于隱藏特定的雷射目標(biāo)及導(dǎo)彈系統(tǒng),熱成像則可以整合到小型瞄準(zhǔn)鏡或步槍瞄準(zhǔn)鏡中來穿透偽裝。
2021~2027年各領(lǐng)域成像儀市場預(yù)估(單位:百萬美元) 資料來源:Yole