飛行時間型（ToF）センサー市場 サイズと展望 2025-2033

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飛行時間型（ToF）センサー市場の成長要因

様々な業界におけるマシンビジョンシステムの利用拡大

ToFにより、カメラは赤外線信号を送信し、その信号が戻ってくるまでの時間を測定し、そのデータを用いて奥行きを計測することができます。ToFカメラとセンサーは、単一のレーザーパルスで正確に距離を測定できます。ToFカメラセンサーは、その高精度により、様々な業界や一般的なアプリケーションに広く普及しています。ToFカメラは距離と体積を測定できるため、3Dイメージングや拡張現実（AR）体験の向上に役立ちます。物体スキャン、屋内ナビゲーション、ジェスチャー認識、障害物回避プロセスはすべて、3D ToFイメージング技術を用いることで改善できます。 3D ToFイメージング技術は、その優れた利点から将来性が期待されています。

3Dカメラ搭載スマートフォンの需要の高まり

ToFカメラは、レーザーまたはLEDによって生成された人工光信号の往復時間を測定する飛行時間（TOF）技術を採用し、各画像ポイントにおけるカメラと被写体との距離を計算します。企業は、スマートフォンの前面カメラに構造化光技術を実装することで、正確かつ安全な顔認識アプリケーションを実現できます。ポートレートモードやARアプリケーションを向上させるために、スマートフォンの背面カメラにToFカメラを追加することで、中距離から長距離の3Dイメージングをより正確に測定できるようになります。さらに、ToFカメラセンサーは現在、現代のフラッグシップスマートフォンの重要なコンポーネントであり、今後もその地位を維持する可能性があります。

市場の制約

不要な反射

ToFセンサーには様々な用途がありますが、いくつかの欠点もあります。ToFセンサーを角や凹面に使用すると、光が複数回反射する可能性があるため、これらの特性によって不要な反射が生じ、測定精度に影響を与える可能性があります。ToFセンサーはサイズに対して1回しか光を反射しないため、反射率の高い表面が近くにあると、アーティファクトや不要な反射が発生する可能性があります。 ToFカメラは、直射日光下での使用が難しい場合があります。強い日光によってセンサーピクセルがすぐに飽和し、物体からの反射光を検出できなくなる可能性があるためです。

市場機会

プレミアムスマートフォンの利用拡大

顔認証によるロック解除などの機能を実現する3D顔マッピングの需要が高まっているハイエンドスマートフォン市場では、ToFカメラセンサーの採用が進んでいます。例えば、Honor View 2.0モデルでは、48メガピクセルのセンサーとToFカメラが連携し、ポートレートモードの撮影を最適化しています。HonorはHuawei Technologiesが所有するスマートフォンブランドです。LGやSamsungなどのスマートフォンメーカーは、スマートフォンのカメラによる奥行き認識を向上させるためにこの技術を採用しています。前面カメラと背面カメラの両方にToFセンサーが搭載されています。 Samsungの新しいISOCELL Vizion 33Dは、より高速なオートフォーカスと動画のボケ効果で動く物体を追跡し、正確な距離情報を提供するToF方式の3Dセンサーです。この技術の普及に伴い、Infineon Technologyやソニー株式会社などのメーカーは、この機会を活かすべく製品ラインアップを拡充しています。

医療における患者モニタリングの導入

医療分野は、人為的ミスの可能性を低減し、既存の設備や環境を最大限に活用するために、デジタル化への移行を加速させています。英国工学技術研究所（IET）は、飛行時間型LiDAR技術の開発が、患者モニタリングシステム、特に転倒検知システムの将来のトレンドになりつつあると主張しています。ToFセンサーメーカーは、医療分野における市場機会を捉えるため、この潜在的なトレンドの実現に注力しています。例えば、2020年10月、オムロンは患者モニタリングシステム、特に高齢者介護システムを支援する3D飛行時間型センサーモジュールを発表しました。

タイプインサイト

世界のToFセンサー市場は、位相検出器を備えたRF変調光源、レンジゲート画像、および直接飛行時間型イメージャーに分かれています。レンジゲート画像センサセグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中に18.14%のCAGRで成長すると予想されています。ToFレンジゲート画像センサにはシャッターが内蔵されています。光パルスはシャッターと同じ速度で移動します。シャッターは、戻り光パルスの到着時刻に基づいてその一部を遮断するため、受光量はパルスの移動距離に比例します。このデバイスにより、低コストで高解像度の3D水中イメージングが可能になります。このレンジゲートソリューションは、近距離の後方散乱光を排除することで画質を向上させ、リアルタイムの3D計測を可能にします。この技術は、海洋経済の成長と防衛用途を支える水中3Dイメージングの標準となることが期待されています。

単一のレーザーパルスがカメラから出射した後、焦点面アレイに反射するまでに必要な直接飛行時間は、別の種類のToFセンサーである直接飛行時間（dToF）イメージャーによって測定されます。「トリガーモード」とも呼ばれるこの技術は、単一のレーザーパルスで完全な3Dシーンを撮影し、完全な空間および時間データを生成します。この手法により、迅速なシーン情報取得とリアルタイム処理が可能になりました。LiDARはdToF技術の一例です。ほとんどのLiDARは、短距離では内部タイミングの微細な変化によって精度が低下するため、中距離または長距離（100m以上）向けに構築されています。  

アプリケーションインサイト

世界のToFセンサー市場は、拡張現実（AR）と仮想現実（VR）、LIDAR、マシンビジョン、3Dイメージングとスキャン、そしてロボット工学とドローンの4つに分かれています。3Dイメージングとスキャン分野は最大の市場シェアを占め、予測期間中は18.14%のCAGRで成長すると予想されています。ToF 3Dセンサー技術は、正確に誘導されたレーザー光をナノ秒間隔で発射します。レーザー光は被写体から高解像度の画像センサーに反射され、画像アレイの各ピクセルの深度を推定します。高解像度のToFシステムは、自律型ロボットや機械が周囲を認識し、安全な経路を探索してタスクを完了する上で重要な役割を果たすことが期待されています。人と協働する環境では、3Dイメージングによって安全機能を実装することが可能になります。 ADIは、民生用、車載用、産業用アプリケーション向けの3D ToFイメージングコンポーネントのリーディングメーカーです。

ToFカメラとセンサーは、たった1つのレーザーパルスで正確に距離を測定できます。強力な3Dマシンビジョンは、2D Visionの一般的な限界を克服しました。3D Visionは、深度測定を用いて前景と背景を容易に区別できます。例えば、ジェスチャー認識にはシーン理解が不可欠です。 TOFセンサーは、距離を差別化要因として用い、顔、手、指を画像の残りの部分から分離し、効果的な認識のための高品質なデータセットを取得します。

エンドユーザーインサイト

世界のToFセンサー市場は、コンシューマーエレクトロニクス、自動車、エンターテインメント・ゲーム、産業、ヘルスケアの4分野に分かれています。コンシューマーエレクトロニクスセグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中に16.50%のCAGRで成長すると予想されています。TOFセンサーは、デスクトップコンピューターやモバイルコンピューターの入力デバイスとしても使用できます。2018年のHuawei Honor 20以降、Time-of-Flight（ToF）カメラ技術はフラッグシップスマートフォンに搭載され始めています。コンシューマーエレクトロニクスでは、3Dセンサーや測距カメラとしても使用されています。 ToFカメラセンサーは、物体スキャン、屋内ナビゲーション、障害物回避、ジェスチャー認識、物体追跡、反応型高度計などの機能に加え、距離と体積を測定します。センサーデータは、3Dイメージングや拡張現実（AR）体験に役立ちます。ToFカメラセンサーは、スマートフォンで3D写真、拡張現実、ポートレートモードなどに活用されています。

産業用途では、ToFセンサーの利用が大幅に増加しています。カメラから赤外線信号を発信することで、信号が戻ってくるまでの時間を測定し、抽出したデータを用いて深度を計算します。単一のレーザーパルスで正確に距離を測定できるため、産業用途で好まれています。その精度の高さから、ToFセンサーはスマートフォンを含む様々な分野や一般的なアプリケーションで広く使用されています。スキャナーレスLiDARとも呼ばれる3D ToFは、高出力光パルスを使用して、対象シーンから深度データを迅速に収集します。製造業では、スマートセンサー、特に深度センサーの利用が増加しています。

地域分析

アジア太平洋地域は、世界のToF（Time of Flight）市場における最大のシェアを占めており、予測期間中に18.26%のCAGRで成長すると予想されています。中国には、家電製品やスマートフォン向けの製造施設やブランドが多数存在し、ToFセンサー市場の大部分を占めると予測されています。2022年までに、中国はAI技術の世界的リーダーになると予想されており、拡大するAIセクターのかなりの部分にAIベースのカメラが採用されると予想されています。工場の自動化と技術に関する研究開発、そしてそれらへの投資は、「中国製造2025」計画などの中国政府の取り組みによって促進されています。 「メイド・イン・チャイナ」構想は、自動化機器の大部分が他国からの輸入に頼っているため、国内生産の増加を目指しています。

北米の市場動向

北米は予測期間中に年平均成長率（CAGR）17.04%で成長し、37億米ドルの市場規模に達すると予想されています。米国は技術開発レベルが最も高い国の一つであり、世界のTOFセンサー市場で大きなシェアを占めています。また、米国には多くの大手多国籍企業が拠点を置いており、スマート生産方式とプロセス自動化に多額の投資を行っており、これがTOFセンサー市場の拡大を促進する重要な要因となっています。この地域の成長は、現地ベンダーによる新製品開発の成果とされています。この地域は常に最先端の技術を牽引してきました。例えば、Direct Time-of-Flight（ToF）技術は次世代iPhoneに搭載されると予想されており、現在のFace IDコンポーネントに取って代わる可能性があります。そのため、ノッチに必要なスペースは縮小されるはずです。

ヨーロッパの市場動向

ヨーロッパは世界最大の自動車市場の一つであり、ADASなどの安全機能を搭載していない先進的な新車はほとんど販売されていません。多くのドイツ自動車メーカーは、技術革新を得るために台湾の半導体セクターに投資しています。2021年までにヨーロッパのADAS市場規模は約55億6000万米ドルに達すると予測されており、そのうちドイツがかなりの部分を占めると予想されています。今日の安全性、快適性、そして自動運転の発展により、ToF技術の車載用途は急速に拡大しており、こうした事例がドイツ市場の成長を牽引すると予想されます。多くのドイツ市場ベンダーも、市場シェアと製品開発を拡大するために、買収や提携など、様々な成長戦略を展開しています。

ラテンアメリカの市場動向

ラテンアメリカでは、製造業と自動車産業がToFの需要を牽引しています。地域の自動化とインダストリー4.0への取り組みが、マシンビジョン技術の需要を牽引しています。ブラジル政府は、15年以内に国内の工業団地の15%をインダストリー4.0に準拠させることを目指しています。MDIC（ブラジル産業開発公社）によると、ブラジルの政策では、インダストリー4.0を支える産業で使用される協働ロボットに対する輸入税が免除されます。自動化推進協会（A3）は、メキシコの拡大する製造業におけるロボット工学を支援するためにA3メキシコを設立しました。これらの取り組みは、この地域の大規模な自動車市場を背景に、ToFセンサーの需要を押し上げています。北米とメキシコ間のNAFTA貿易は、この地域の自動車産業に利益をもたらしています。

中東およびアフリカの市場動向

中東およびアフリカは、半導体および電子機器製造の不足により、ToFセンサーの需要が最も低いと見込まれます。 ToFセンサーの需要が最も不足している国であり、インダストリー4.0の取り組みにより、既存および将来の製造施設におけるToFセンサーの需要が高まっています。UAEは革新的な技術を導入することで製造業を強化しています。モビリス（現代のバイオニック・リム・ソリューションズ）は、ドバイに装具と義肢を製造するスマートファクトリーを開設しました。この工場では、ロボット、IoT、クラウドコンピューティングの活用が期待されています。アラブ首長国連邦の製造企業は、顧客先に設置された機械を監視するスマートソリューションの導入に関心を示しており、ToFセンサーが必要となる可能性があります。サウジアラビアは、政府による最先端技術への投資により、工場の自動化をリードすると期待されています。将来の製造業と自動化は、インダストリー4.0に大きく依存する可能性が高いでしょう。

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飛行時間型（ToF）センサー市場のトップ競合他社

1. Texas Instruments Incorporated
2. STMicroelectronics NV
3. Infineon Technologies AG
4. Panasonic Corporation
5. Sony Corporation
6. Teledyne Technologies International Corp.
7. Keyence Corporation
8. Sharp Corporation
9. Omron Corporation
10. Chirp Microsystems Inc. (TDK Corporation)

最近の動向

• 2022年8月 - ベルリンに拠点を置くスタートアップ企業であるIndustrial Analyticsが、Infineon Technologies AGに買収されました。Infineonは、機械および産業機器の予測分析を行うため、人工知能（AI）ソフトウェアおよびサービス事業を強化しています。Infineonは、Infineonの発行済み株式のすべてを取得します。両社間の合意に基づき、取引金額は非公開とさせていただきます。
• 2022年9月 - ソニー株式会社、オリンパス株式会社、そして両社の合弁会社であるソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社は、4K、3D、赤外線（IR）、NBIといった手術可視化機能を備えた外科用内視鏡システムを開発しました。3社は本日、このシステム（狭帯域光イメージング）を「VISERA ELITE III」として、欧州、中東、アフリカ（EMEA）、アジア、オセアニアの一部地域、そして日本で2022年9月以降に販売開始する予定です。