光センシング市場 – 世界の業界規模、シェア、トレンド、機会、予測、タイプ別 (イメージセンサー、光ファイバーセンサー、周囲光センサー、位置センサー)、方法別 (内因性、外因性)、操作別 (変位センシング、温度センシング、圧力センシング、振動センシング)、技術別 (レーザードップラー速度測定、ファイバーブラッググレーティング、ファブリペロー干渉計、分光法)、最終用途別 (建設、航空宇宙、ヘルスケア、輸送、民生用電子機器、ナビゲーションとセンシング、その他)、地域と競合別、2019～2029年予測

市場概要

世界の光センシング市場は、2023年に39億7,000万米ドルと評価され、2029年までの予測期間中にCAGR 14.12%で堅調な成長が見込まれています。

世界の光センシング市場は、さまざまな物理的パラメータを検出、測定、監視するための光学技術の応用を中心に展開する、ダイナミックで急速に進化するセクターです。光センシングは、ヘルスケアや自動車から航空宇宙や民生用電子機器まで、さまざまな業界で極めて重要な役割を果たしています。この市場の成長は、高精度測定、非侵襲的モニタリング、高度な安全システムに対する需要の高まりなど、いくつかの主要な要因によって推進されています。市場の主要なセグメントの 1 つは「変位センシング」で、物体間の位置または距離の変化を測定する際に比類のない精度と正確さを提供します。変位センシングの多分野にわたる適用性は、製造、ヘルスケア、自動車、ロボット工学など多岐にわたります。さらに、非接触測定機能により、精度、安全性、品質管理が最も重要であるアプリケーションでは不可欠なものとなっています。

「外因性」光センシング、または外因性光ファイバーセンシングは、この市場の主要な方法であり、その汎用性とリアルタイムのリモート監視機能で知られています。これらのセンサーは光ファイバーを使用して外部環境からデータを収集するため、石油およびガス、環境監視、構造健全性監視などの業界で非常に貴重です。

主要な市場推進要因

自動車業界における先進運転支援システム (ADAS) の需要

世界の自動車業界では、車両の安全性と自律運転機能を強化するために、先進運転支援システム (ADAS) の統合に向けた大きな変化が見られます。 LiDAR、カメラ、センサーなどの光学センシング技術は、車線維持支援、アダプティブクルーズコントロール、自動緊急ブレーキなどの機能を実現する上で重要な役割を果たします。特に、LiDAR は、環境の高解像度 3D マップを作成し、車両が安全にナビゲートできるようにする機能で注目を集めています。事故の削減と交通管理の改善に重点が置かれるにつれて、自動車分野では光学センシングソリューションの需要が高まっています。自動運転技術が進歩するにつれて、光学センシングは市場の成長の重要な原動力であり続けるでしょう。

IoT とスマートシティの台頭

モノのインターネット (IoT) とスマートシティの開発により、光学センシング技術の採用が促進されています。これらの技術は、環境監視、交通管理、セキュリティ、インフラストラクチャの最適化に使用されます。光学センサーは、スマート信号機、監視カメラ、環境監視システム、さまざまな IoT デバイスに導入されています。スマートシティでは、光学センシングソリューションがデータを収集してリアルタイムの意思決定を行い、リソース割り当てを最適化し、住民の生活の質を向上させるのに役立ちます。都市化が進み、政府がスマートシティ構想に投資するにつれて、光センシング技術の需要が増加し、市場の成長に貢献すると予想されます。

ヘルスケアおよびバイオメディカルアプリケーション

ヘルスケア業界では、診断、画像化、モニタリングに光センシング技術への依存度が高まっています。光干渉断層撮影 (OCT) や近赤外分光法 (NIRS) などの技術は、非侵襲的な医療用画像診断や疾患検出に使用されています。たとえば、OCT は眼科で網膜画像診断に使用され、NIRS は脳活動や組織の酸素化を評価するために使用されます。光センシングは、特に COVID-19 パンデミックの状況下で、迅速な診断ツールの開発においても重要な役割を果たしています。ヘルスケアの需要が高まり続ける中、光学センシング技術は医療用途の革新を推進し、市場の成長を促進することが期待されています。

精密農業と環境モニタリング

光学センシング技術は農業分野を変革し、精密農業の実践を可能にしています。ハイパースペクトル画像と光学センサーを搭載したドローンは、作物の健康評価、病気の検出、土壌分析に使用されます。これらの技術は、農家が農業慣行を最適化し、作物の収穫量を増やし、農業の環境への影響を軽減するのに役立ちます。環境モニタリングでは、光学センシングは汚染検出、植生マッピング、鉱物探査に使用されます。持続可能な農業と環境保護の必要性がますます切迫する中、光学センシング技術はこれらの分野で極めて重要な役割を果たし、市場の拡大を促進することになっています。

ハイパースペクトル画像の進歩

ハイパースペクトル画像の進歩は、さまざまな業界で市場の成長を促進しています。ハイパースペクトルカメラは、数百の狭い隣接するスペクトルバンドからデータをキャプチャできるため、材料や物体のスペクトル特性に基づいて詳細な分析を行うことができます。この技術は、農業、食品加工、製薬などの業界で鉱物探査、植生分析、品質管理に使用されています。ハイパースペクトル イメージング システムがよりアクセスしやすく手頃な価格になるにつれて、研究用途と商用用途の両方で採用が拡大し、ハイパースペクトル カメラとセンサーの需要が高まっています。

主要な市場の課題

技術的な複雑さとコスト

光学センシング技術には複雑で高価なコンポーネントが含まれることが多く、手頃な価格とアクセス性の面で課題となる可能性があります。ハイパースペクトル カメラや LiDAR システムなどの高品質の光学センサーは製造コストが高く、さまざまなアプリケーションでの採用が制限されます。光学システムの複雑さは、メンテナンス、キャリブレーション、統合の面でも課題につながる可能性があります。これらの要因により、特に新興市場では、中小企業や組織が光センシング ソリューションを実装することを思いとどまらせる可能性があります。

光センシング技術は進化し続けており、古いシステムは急速に陳腐化しています。頻繁な技術更新と継続的な研究開発の必要性は、光センシング業界の一般的な課題です。企業や研究者は競争力を維持するためにイノベーションの最前線にいる必要があり、それがリソースと予算に負担をかける可能性があります。さらに、新しい光センシング技術を既存のインフラストラクチャやシステムに統合するときに互換性の問題が発生し、導入プロセスがさらに複雑になることがあります。

限られたセンシング範囲と環境条件

光センサーは、センシング範囲と悪環境条件の点で制限を受けやすいです。たとえば、光センサーは長距離の物体検出に苦労する可能性があるため、軍事や国境警備など、長い検出距離が重要なアプリケーションにはあまり適していません。雨、霧、ほこりなどの環境要因により光信号が遮られたり減衰したりするため、悪天候下では光センシング システムの有効性が低下します。

データ処理と管理

光センシング技術は、特にハイパースペクトル イメージングや LiDAR などのアプリケーションで膨大な量のデータを生成します。このデータの処理と処理は大きな課題となる場合があります。強力な計算リソース、ストレージ ソリューション、データ管理戦略が必要です。さらに、収集したデータから有意義な洞察を引き出すには、データ分析、解釈、視覚化が不可欠です。企業や組織は、光センシングの可能性を最大限に引き出すためにデータ インフラストラクチャと専門知識に投資する必要がありますが、これが障壁になる場合もあります。

プライバシーと倫理上の懸念

特に監視や生体認証アプリケーションでの光センシング技術の使用は、プライバシーと倫理上の懸念を引き起こします。顔認識や追跡などの視覚データの収集と分析は、個人のプライバシーと市民の自由を侵害する可能性があります。規制機関や政府はより厳しいプライバシー法を導入しており、世論はますます光センシング技術の責任ある倫理的な使用を求めています。企業や組織はこれらの倫理的考慮事項を乗り越え、進化する規制に準拠する必要がありますが、これは光センシングソリューションの開発と展開において課題となる可能性があります。

標準化と相互運用性

光センシング業界では、さまざまな技術にわたる包括的な標準化が欠如しているため、異なるシステム間の相互運用性と互換性を確保することが困難になっています。これにより、より広範なアプリケーションやエコシステムへの光センシングソリューションのシームレスな統合が妨げられる可能性があります。標準化の取り組みは進行中ですが、多様な光センシング技術にわたる統一性を達成することは複雑で時間のかかるプロセスです。

主要な市場動向

ヘルスケアおよびバイオメディカルアプリケーションにおける光センシングの使用の増加

光センシングは、ヘルスケアおよびバイオメディカルアプリケーションにおいてますます重要な役割を果たしています。光干渉断層撮影（OCT）や近赤外分光法（NIRS）などの技術は、非侵襲的な医療用画像診断、病気の診断、モニタリングに使用されています。たとえば、OCTは眼科では網膜画像診断に、心臓病学では血管内画像診断に応用されています。NIRSは、組織の酸素化を測定し、脳の活動を評価するために使用されます。COVID-19パンデミックにより、迅速かつ非侵襲的な診断ツールの開発により、光センシング技術の採用がさらに加速しました。ヘルスケアの需要が高まり続ける中、光センシングは医療イノベーションの最前線に留まります。

民生用電子機器への光センシングの統合：

光センシング技術は、民生用電子機器に不可欠な要素となっています。たとえば、スマートフォンでは、周囲光センシング、近接検出、指紋認識など、さまざまな目的で光センサーが使用されています。民生用電子機器における、より小型でエネルギー効率が高く、多用途な光センサーの需要が高まっています。特に、光学指紋認識は、安全で便利な生体認証を提供するため、注目を集めています。折りたたみ式スマートフォンや拡張現実 (AR) アプリケーションの登場により、光学センシングは、より優れたユーザー エクスペリエンスと機能を提供する上で重要な役割を果たすようになります。

農業および環境モニタリングにおけるハイパースペクトル イメージングの進歩

数百の狭い隣接スペクトル バンドからデータを取得する技術であるハイパースペクトル イメージングは、農業および環境モニタリングでますます多くの用途が見られています。この技術により、スペクトル特性に基づいて物体や物質を正確に分析できます。農業では、ハイパースペクトル イメージングは、作物の健康状態の評価、病気の検出、土壌分析に使用されます。これは、農業慣行の最適化、作物の収穫量の向上、環境への影響の削減に役立ちます。環境モニタリングでは、汚染の検出、植生のマッピング、鉱物の探査に役立ちます。ハイパースペクトル イメージング システムがよりアクセスしやすく、コスト効率が高くなるにつれて、これらの分野での採用が拡大し、より持続可能で効率的な実践に貢献することが期待されます。

量子光センシングの新たな機会

量子光センシングは、さまざまなアプリケーションに革命を起こす大きな可能性を秘めた新興分野です。量子力学の原理を活用する量子センサーは、超高感度や高精度などの利点があります。量子光センサーは、重力測定、磁場センシング、ナビゲーションのアプリケーションで研究されています。たとえば、量子慣性センサーはナビゲーション システムの精度を高めることができ、量子磁力計は鉱物探査や防衛アプリケーションで使用できます。量子技術の継続的な研究開発は、新しい機会を開き、従来のセンシング方法を破壊する可能性があります。

セグメントの洞察

方法の洞察

外因性セグメント

外因性光センサーを使用すると、物理パラメーターをリアルタイムでリモートで監視できます。光ファイバーを使用すると、長距離で正確なデータ収集が可能になるため、直接接触または近接することが不可能な用途に最適です。この機能は、安全性と運用効率のために重要なインフラストラクチャのリモート監視が不可欠な石油やガスなどの業界で特に役立ちます。

外因性光センサーは、その高い感度と精度で知られています。環境のわずかな変化も検出できるため、正確な測定が必要な用途で役立ちます。この特性は、患者の監視と診断に最高の精度が求められる医療などの業界で特に重要です。

外因性光センサーは、多くの場合、過酷な環境に耐えられるように設計されています。光ファイバーは本質的に電磁干渉の影響を受けず、高温、高圧、腐食性環境などの極端な条件でも動作できます。その結果、センサーの信頼性が最も重要となる航空宇宙や工業製造などの業界の重要な用途で使用されています。

地域別インサイト

北米

北米の政府、民間投資家、企業は、歴史的に光センシング技術の研究開発 (R&D) に多大なリソースを投入してきました。公的部門と民間部門の資金提供イニシアチブとコラボレーションにより、画期的な光センシング ソリューションが生み出されています。これらの投資により、ヘルスケア、自動車、航空宇宙、通信などの分野で革新的な製品やアプリケーションが誕生しました。

北米は強力な産業基盤を備えているため、光センシング技術の商業化に最適な地域です。ヘルスケア、航空宇宙、防衛、自動車、通信の主要産業が存在するため、光センシング ソリューションの用途は多岐にわたります。最先端の研究開発とダイナミックな産業環境の組み合わせにより、実際のアプリケーションで光センシング技術を迅速に採用することができます。

北米では、学術機関、研究センター、業界関係者間のコラボレーションが奨励されています。このコラボレーションエコシステムは、知識、専門知識、リソースの交換を促進することで、光センシング技術の開発と展開を加速します。大学は業界のリーダーと提携して研究と実際のアプリケーションのギャップを埋めることが多く、さまざまなセクターにわたる光センシングソリューションの統合に成功しています。

北米には、光センシング技術の開発と展開を促進する規制環境があります。規制機関は業界の利害関係者と緊密に協力して標準と安全対策を確立し、市場の信頼を育んでいます。この支援的な規制の枠組みにより、光センシングソリューションが必要な品質と安全基準を満たし、広く採用されるようになります。

最近の開発

• 2023年4月、レイセオンテクノロジーズは、パイロットの脅威識別を強化するように設計された革新的な電気光学センシング技術であるRAIVENを発表しました。この画期的なシステムは、光学的およびスペクトル的物体の同時識別をリアルタイムで提供します。これは、単一の電気光学/赤外線 (EO/IR) システムではこれまで見られなかった機能です。RAIVEN は、人工知能、ハイパースペクトル イメージング、LiDAR などの高度なテクノロジーを活用して、オペレーターに強化された明瞭性と可視性を提供し、従来の光学イメージング方法よりも最大 5 倍の視野範囲を広げます。プラットフォームの生存性を向上させ、戦闘員に決定的な優位性を提供することで、RAIVEN は航空宇宙用途のインテリジェント センシング機能の大きな進歩を表しています。

主要市場プレーヤー

• ローム株式会社
• ABB 株式会社
• 浜松ホトニクス株式会社
• ams OSRAM
• Semiconductor Components Industries, LLC
• Analog Devices Inc.
• Texas Instruments設立
• STMicroelectronics International NV
• Vishay Intertechnology, Inc.
• Alphasense, Inc.