光學(xué)鏡頭各類(lèi)材質(zhì)鏡片搭配及混合使用進(jìn)一步提高光學(xué)鏡頭性能分析

光學(xué)鏡頭各類(lèi)材質(zhì)鏡片搭配及混合使用進(jìn)一步提高光學(xué)鏡頭性能分析光學(xué)鏡頭各類(lèi)材質(zhì)鏡片搭配及混合使用進(jìn)一步提高光學(xué)鏡頭性能隨著人們對(duì)成像理論的理解越來(lái)越深刻，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)越來(lái)越豐富，在光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)中，對(duì)鏡片材質(zhì)、特性的選擇及搭配愈發(fā)多樣化。例如使用玻璃鏡片與塑料鏡片的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)成像質(zhì)量、光學(xué)鏡頭整體體積、重量及規(guī)模量產(chǎn)能力之間的平衡，推動(dòng)了鏡頭的規(guī)模應(yīng)用；使用具備不同色散特性的鏡片材料組合來(lái)消除成像色差，實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光、紅外光、紫外光等不同波長(zhǎng)光線的成像，進(jìn)一步拓寬鏡頭應(yīng)用領(lǐng)域；使用具備不同線膨脹系數(shù)的鏡片搭配組合，抵消溫度帶來(lái)的影響，大幅提升鏡頭的可靠性、拓展使用場(chǎng)景。光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)鏈光學(xué)鏡頭屬于光電產(chǎn)業(yè)鏈的重要部分。其中上游產(chǎn)業(yè)鏈由光學(xué)玻璃、光學(xué)塑料等光學(xué)原材料供應(yīng)商和鏡片、濾光片等光學(xué)元件供應(yīng)商組成。光學(xué)鏡頭及鏡頭模組是光學(xué)成像系統(tǒng)中的核心組成部分，其通過(guò)光學(xué)折射原理將需拍攝的景物聚焦到圖像傳感器芯片上，實(shí)現(xiàn)光學(xué)成像。作為產(chǎn)業(yè)鏈中游，光學(xué)鏡頭是光電技術(shù)結(jié)合最緊密的部分，是制造各種光電產(chǎn)品、光學(xué)儀器的核心，需要根據(jù)下游不同應(yīng)用領(lǐng)域的差異化需求進(jìn)行研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，具備較高的技術(shù)門(mén)檻。下游為光電技術(shù)與視頻監(jiān)控、人工智能、智能制造、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)檢測(cè)、智能車(chē)載、激光顯示等領(lǐng)域結(jié)合而成的各類(lèi)產(chǎn)品，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。隨著光電子技術(shù)以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)快速發(fā)展，作為重要信息輸入端口的光學(xué)鏡頭，應(yīng)用范圍從傳統(tǒng)的相機(jī)、光學(xué)顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等領(lǐng)域向視頻監(jiān)控、智能手機(jī)等領(lǐng)域充分滲透，并不斷拓展到機(jī)器視覺(jué)、自動(dòng)駕駛、人工智能、生物識(shí)別、物聯(lián)網(wǎng)等熱門(mén)應(yīng)用領(lǐng)域。光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)及精密制造技術(shù)、光學(xué)材料開(kāi)發(fā)及光學(xué)元件加工技術(shù)的不斷進(jìn)步使光學(xué)鏡頭在功能和性能方面得到快速發(fā)展，成為智慧城市、智慧交通、智能制造、航空航天、空間探測(cè)、遙感觀測(cè)、半導(dǎo)體制造、生物醫(yī)療等關(guān)鍵領(lǐng)域發(fā)展的重要支撐。光學(xué)鏡頭發(fā)展歷程我國(guó)大陸光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)起步較晚，2000年之后才有部分光學(xué)企業(yè)涉足民用光學(xué)鏡頭市場(chǎng)。2008年之前，國(guó)內(nèi)光學(xué)鏡頭市場(chǎng)基本上被被日本、德國(guó)品牌所壟斷，安防監(jiān)控市場(chǎng)、手機(jī)市場(chǎng)、醫(yī)療影像市場(chǎng)的光學(xué)圖像設(shè)備上基本沒(méi)有中國(guó)大陸自主生產(chǎn)的鏡頭，中國(guó)臺(tái)灣企業(yè)生產(chǎn)的鏡頭產(chǎn)品也僅出現(xiàn)在少數(shù)較為低端的設(shè)備上。2008年之后，隨著鏡頭制造工業(yè)日益成熟，光學(xué)產(chǎn)品成本逐步降低，日本的光學(xué)技術(shù)逐漸擴(kuò)散到鄰近國(guó)家和地區(qū)，包括中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)以及中國(guó)大陸在光學(xué)鏡頭生產(chǎn)上的規(guī)模日益擴(kuò)大，涌現(xiàn)出像中國(guó)臺(tái)灣大立光、亞洲光學(xué)等具有世界先進(jìn)水平的企業(yè)。各類(lèi)材質(zhì)鏡片搭配使用提高光學(xué)鏡頭性能隨著人們對(duì)成像理論的理解越來(lái)越深刻，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)越來(lái)越豐富，在光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)中，對(duì)鏡片材質(zhì)、特性的選擇及搭配愈發(fā)多樣化。例如使用玻璃鏡片與塑料鏡片的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)成像質(zhì)量、光學(xué)鏡頭整體體積、重量及規(guī)模量產(chǎn)能力之間的平衡，推動(dòng)了鏡頭的規(guī)模應(yīng)用；使用具備不同色散特性的鏡片材料組合來(lái)消除成像色差，實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光、紅外光、紫外光等不同波長(zhǎng)光線的成像，進(jìn)一步拓寬鏡頭應(yīng)用領(lǐng)域；使用具備不同線膨脹系數(shù)的鏡片搭配組合，抵消溫度帶來(lái)的影響，大幅提升鏡頭的可靠性、拓展使用場(chǎng)景。光學(xué)鏡頭全球現(xiàn)狀隨著光學(xué)鏡頭下游應(yīng)用場(chǎng)景愈發(fā)廣泛、主要制造生產(chǎn)國(guó)出臺(tái)扶持政策及相關(guān)制造技術(shù)的進(jìn)步與創(chuàng)新，全球光學(xué)鏡頭需求量逐年遞增，行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)定增長(zhǎng)。據(jù)資料顯示，2021年全球光學(xué)鏡頭行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為70億美元，同比增長(zhǎng)12．9%。隨著行業(yè)下游需求量的不斷增長(zhǎng)，近年來(lái)全球光學(xué)鏡頭出貨量持續(xù)增長(zhǎng)。據(jù)資料顯示，2021年全球光學(xué)鏡頭出貨量為77億只，同比增長(zhǎng)11．6%。光學(xué)鏡頭競(jìng)爭(zhēng)格局目前，光學(xué)鏡頭行業(yè)市場(chǎng)集中度較高，行業(yè)龍頭優(yōu)勢(shì)明顯。從全球手機(jī)鏡頭方面來(lái)看，2020年全球手機(jī)鏡頭行業(yè)集中度顯著提高，呈現(xiàn)雙寡頭格局，2015年全球手機(jī)鏡頭CR5為65%，而到2020年則上升至78%，并且相比較于2015年大立光一家獨(dú)大，2020年的手機(jī)鏡頭行業(yè)龍頭易主，舜宇光學(xué)由2015年的9%迅速上升至2020年的30%，而大立光則由35%下降至29%，2020年CR2高達(dá)59%，這意味著行業(yè)集中度上升，進(jìn)入壟斷競(jìng)爭(zhēng)格局，行業(yè)進(jìn)入門(mén)檻提高。隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與制造業(yè)加速融合，光學(xué)鏡頭的終端應(yīng)用產(chǎn)品向數(shù)字化、智能化發(fā)展，下游應(yīng)用領(lǐng)域也持續(xù)拓寬，從智能手機(jī)等消費(fèi)電子領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)展到汽車(chē)、其他消費(fèi)電子領(lǐng)域如AR/VR設(shè)備、工業(yè)、醫(yī)療等多元領(lǐng)域。此外隨著下游消費(fèi)電子、汽車(chē)、工業(yè)、醫(yī)療等市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)，光學(xué)鏡頭應(yīng)用場(chǎng)景的廣度和深度亦將進(jìn)一步增大，帶動(dòng)光學(xué)鏡頭出貨量提升。隨著產(chǎn)品持續(xù)迭代升級(jí)，光學(xué)鏡頭廠商為維持穩(wěn)定的盈利能力，需要不斷提升大規(guī)模生產(chǎn)能力、自動(dòng)化生產(chǎn)程度和精益生產(chǎn)水平，提升產(chǎn)能利用率和產(chǎn)品良率。隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)鈱W(xué)鏡頭技術(shù)提出更高要求，本土光學(xué)鏡頭廠商在光學(xué)變焦、自動(dòng)對(duì)焦、光學(xué)防抖等技術(shù)方面不斷實(shí)現(xiàn)突破，在設(shè)計(jì)、圖像仿真算法、光學(xué)仿真、高精度光學(xué)模具、自動(dòng)化流程覆蓋及工藝方面形成領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，不斷提升精密制造能力，逐步建立并鞏固在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)了中國(guó)高端光學(xué)鏡頭的本土自主化發(fā)展。光學(xué)鏡頭行業(yè)發(fā)展歷程光學(xué)鏡頭行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為原材料環(huán)節(jié)，主要包括光學(xué)塑膠、光學(xué)玻璃等；中游為光學(xué)鏡頭生產(chǎn)供應(yīng)環(huán)節(jié)；下游主要應(yīng)用于手機(jī)、攝像機(jī)、光學(xué)儀器、車(chē)載攝像頭模組、安防監(jiān)控設(shè)備、機(jī)器視覺(jué)、VR/AR設(shè)備等領(lǐng)域。智能手機(jī)是光學(xué)鏡頭主要下游應(yīng)用領(lǐng)域之一，隨著近年來(lái)我國(guó)智能手機(jī)的不斷普及，使得我國(guó)智能手機(jī)市場(chǎng)逐漸趨于飽和，市場(chǎng)需求主要為必要的替換需求，使得我國(guó)智能手機(jī)出貨量呈下降趨勢(shì)。2021年受5G升級(jí)的影響，智能手機(jī)出貨量有所增長(zhǎng)，達(dá)3．4億臺(tái)，同比增長(zhǎng)13．3%。光學(xué)鏡頭行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展非球面鏡片在提高光學(xué)性能、解決畸變、壓縮鏡頭尺寸等問(wèn)題上具備突出優(yōu)勢(shì)。一枚非球面鏡片對(duì)球差、場(chǎng)曲等光學(xué)像差的矯正效果相當(dāng)于數(shù)枚球面鏡片，因此在光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)中引入非球面鏡片，可以在保證成像性能的前提下，有效壓縮光學(xué)系統(tǒng)的長(zhǎng)度和體積，實(shí)現(xiàn)鏡頭的小型輕量化設(shè)計(jì)。日本廠商尼康、佳能等在1960年左右即開(kāi)始了非球面鏡片設(shè)計(jì)、制造相關(guān)的技術(shù)研究并推出使用非球面鏡片的相機(jī)鏡頭，是光學(xué)鏡頭行業(yè)的一大進(jìn)步。后國(guó)內(nèi)光學(xué)廠商也相繼突破該項(xiàng)技術(shù)，能夠在設(shè)計(jì)中應(yīng)用非球面鏡片，但對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的掌握程度仍存在差