智能投影鏡頭行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

智能投影鏡頭行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)光學(xué)鏡頭新型光學(xué)元件被不斷采用隨著光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷進(jìn)步、幾何光學(xué)的發(fā)展，除了傳統(tǒng)單一光軸的光路設(shè)計(jì)，折射透鏡、棱鏡和反射鏡等新型光學(xué)元件被廣泛應(yīng)用于各類光學(xué)鏡頭的設(shè)計(jì)中，可以有效利用空間體積的重構(gòu)來減少光學(xué)鏡頭在特定方向上的尺寸或?qū)崿F(xiàn)特殊的光路設(shè)計(jì)，如潛望式手機(jī)變焦鏡頭設(shè)計(jì)、反射式超短焦投影鏡頭設(shè)計(jì)等，正逐漸成為光學(xué)行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)熱點(diǎn)之一。同時(shí)，微透鏡陣列、全息透鏡、衍射光學(xué)元件等新型光學(xué)元組件應(yīng)用逐步增加，給光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)及應(yīng)用帶來了更多的可能性。光學(xué)鏡頭中國現(xiàn)狀光學(xué)鏡頭作為光學(xué)成像系統(tǒng)中的重要核心組成部分，是機(jī)器視覺系統(tǒng)中不可缺少的部件，隨著近年來我國手機(jī)、機(jī)器視覺、智能安防等行業(yè)下游領(lǐng)域的快速發(fā)展，行業(yè)需求隨之不斷增長，推動(dòng)我國光學(xué)鏡頭行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)定增長。據(jù)資料顯示，2021年我國光學(xué)鏡頭行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為140．4億元，同比增長10%。從行業(yè)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)來看，手機(jī)和車載攝像頭是我國光學(xué)鏡頭最主要的細(xì)分市場(chǎng)，2021年我國光學(xué)鏡頭市場(chǎng)規(guī)模中，手機(jī)鏡頭市場(chǎng)占比為64．84%；車載鏡頭占比為18．68%。從行業(yè)產(chǎn)銷量情況來看，隨著行業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)張，我國光學(xué)鏡頭產(chǎn)銷量也隨之穩(wěn)步增長。據(jù)資料顯示，2021年我國光學(xué)鏡頭產(chǎn)量為16．25億顆，同比增長10．5%；銷量為14．16億顆，同比增長11%。光學(xué)行業(yè)是傳統(tǒng)光學(xué)制造業(yè)與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，并受下游應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)政策的影響。一方面，精密光學(xué)技術(shù)和產(chǎn)品是當(dāng)今前沿科技發(fā)展不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，政策對(duì)促進(jìn)我國光學(xué)行業(yè)的科研創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化提供了強(qiáng)有力的支持；另一方面，政策的支持有利于下游視頻監(jiān)控、影像識(shí)別、生物醫(yī)療、車載光學(xué)以及工業(yè)激光、光通信等行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大了精密光學(xué)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求。從行業(yè)技術(shù)專利來看，隨著近年來我國光學(xué)鏡頭行業(yè)的快速發(fā)展，行業(yè)相關(guān)專利數(shù)量也隨之不斷增長。據(jù)資料顯示，2021年我國光學(xué)鏡頭相關(guān)專利申請(qǐng)數(shù)量為1363件，同比下降25．7%。光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)概覽（一）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)、智能車載、激光顯示等領(lǐng)域結(jié)合而成的各類產(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、自動(dòng)駕駛、人工智能、生物識(shí)別、物聯(lián)網(wǎng)等熱門應(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。（二）光學(xué)鏡頭全球產(chǎn)業(yè)布局德國：德國的光學(xué)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)雄厚，光學(xué)鏡頭研究與制造具有悠久的歷史與傳統(tǒng)，造就了徠卡（Leica）和卡爾?蔡司（CarlZeiss）等行業(yè)巨頭，蔡司鏡頭和徠卡相機(jī)至今仍代表了世界光學(xué)設(shè)計(jì)、加工和相機(jī)制造技術(shù)的最高水準(zhǔn)。日本：日本光學(xué)產(chǎn)業(yè)自二十世紀(jì)五十年代以來后發(fā)展迅猛，依靠產(chǎn)品的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)逐漸占據(jù)了市場(chǎng)主導(dǎo)，其主要生產(chǎn)企業(yè)有日本佳能（Canon）、日本尼康（Nikon）、日本富士（Fuji）、日本奧林巴斯（Olympus）、日本騰龍（Tarmon）等。隨著中國等其他國家光學(xué)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，日本逐漸退出勞動(dòng)密集、附加值較低的低端光學(xué)產(chǎn)品加工制造業(yè)務(wù)，除少量高精密的光學(xué)元組件的設(shè)計(jì)、加工外，重點(diǎn)向光學(xué)材料開發(fā)、光學(xué)檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)技術(shù)研發(fā)、光學(xué)加工和鍍膜設(shè)備制造等方面發(fā)展，成為主要的光學(xué)材料、精密檢測(cè)及加工設(shè)備輸出國之一。中國臺(tái)灣地區(qū)：伴隨著發(fā)達(dá)國家光學(xué)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整過程，中國臺(tái)灣地區(qū)憑借其地域和貿(mào)易優(yōu)勢(shì)，積極與國際企業(yè)合作，成為日本等發(fā)達(dá)國家逐步退出光學(xué)元組件加工制造領(lǐng)域后主要的技術(shù)和市場(chǎng)承接者，培育出了以大立光、亞洲光學(xué)、揚(yáng)明光學(xué)、今國光學(xué)等為代表的光學(xué)企業(yè)集群。中國大陸：得益于巨大的下游市場(chǎng)需求、較低的制造成本以及技術(shù)的快速發(fā)展，日本、德國、中國臺(tái)灣等國家/地區(qū)的光學(xué)產(chǎn)業(yè)加緊向中國大陸轉(zhuǎn)移。在積極承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的同時(shí)，國內(nèi)企業(yè)不斷加大研發(fā)投入，主動(dòng)參與國際競爭，培育出了一批技術(shù)先進(jìn)、定制開發(fā)能力強(qiáng)、產(chǎn)品質(zhì)量控制能力優(yōu)秀的光學(xué)鏡頭制造企業(yè)，行業(yè)發(fā)展明顯提速，在理論研究、技術(shù)創(chuàng)新、生產(chǎn)制造等方面逐漸縮小與國際先進(jìn)水平的差距。但因起步較晚，中國大陸的光學(xué)產(chǎn)業(yè)尚在發(fā)展完善中并在產(chǎn)業(yè)鏈的不同環(huán)節(jié)呈現(xiàn)不同的國產(chǎn)化程度，具體體現(xiàn)在：①光學(xué)組件：數(shù)字安防、車載等領(lǐng)域的鏡頭、模組設(shè)計(jì)及制造逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，但機(jī)器視覺、激光電視等新興領(lǐng)域仍由國外廠商占據(jù)較大市場(chǎng)份額；②光學(xué)元件：玻璃球面鏡片市場(chǎng)已充分國產(chǎn)化，但在加工工藝難度更高的非球面鏡片、自由曲面鏡片等光學(xué)元件市場(chǎng)仍由國外廠商主導(dǎo)，國內(nèi)廠商積極進(jìn)行技術(shù)研究、參與市場(chǎng)競爭；③光學(xué)材料：光學(xué)玻璃、光學(xué)塑料等主要由國外廠商供應(yīng)，部分國內(nèi)廠商參與競爭。（三）光學(xué)鏡頭類別光學(xué)鏡頭具備多維分類方式，按照焦距是否可變劃分為變焦鏡頭和定焦鏡頭，按照鏡片材質(zhì)不同可劃分為玻璃鏡頭、塑料鏡頭、玻塑混合鏡頭，不同類別鏡頭具備不同特點(diǎn)。1、光學(xué)鏡頭按照焦距是否可變分類光學(xué)鏡頭的焦距決定了其拍攝范圍，光學(xué)鏡頭根據(jù)焦距是否可變劃分為變焦鏡頭和定焦鏡頭，定焦鏡頭焦距唯一，為固定值，變焦鏡頭焦距可變，為一段范圍，其中變焦倍率為其最長焦距與最短焦距的比值，代表焦距變化范圍的大小。定焦鏡頭及不同倍率的變焦鏡頭因具備不同的優(yōu)缺點(diǎn)而擁有不同的應(yīng)用場(chǎng)景。相較定焦鏡頭，變焦鏡頭的焦距為一段區(qū)間，一顆鏡頭即能覆蓋多顆不同焦距定焦鏡頭的拍攝范圍，實(shí)現(xiàn)不同距離及視場(chǎng)角的自由切換，尤其在拍攝對(duì)象為動(dòng)態(tài)或被攝物體位于較遠(yuǎn)距離時(shí)，鏡頭可以在不損失畫面清晰度的前提下通過光學(xué)變焦實(shí)現(xiàn)對(duì)拍攝對(duì)象的快速跟蹤及高清畫面的捕捉，具備較大優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用前景。但由于變焦鏡頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的光學(xué)元件較多，通常由多枚光學(xué)鏡片組合，依靠機(jī)械結(jié)構(gòu)保證光學(xué)鏡片位置，通過電路控制實(shí)現(xiàn)光學(xué)鏡片的移動(dòng)，以滿足不同距離下的成像需求，融合光學(xué)、機(jī)械、電子等多學(xué)科技術(shù)，設(shè)計(jì)過程需考慮鏡片移動(dòng)過程中各個(gè)焦距的性能情況，并保證各焦距下的成像質(zhì)量、解像力、畸變等多項(xiàng)參數(shù)的一致性，技術(shù)門檻極高，且變焦倍率越大，技術(shù)難度越高。因其極高的設(shè)計(jì)及加工難度，變焦鏡頭早期停留在理論研究及小范圍應(yīng)用階段。21世紀(jì)以來，隨著光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)、光學(xué)冷加工技術(shù)、精密機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展，變焦鏡頭進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，幾乎所有之前定焦鏡頭出現(xiàn)的領(lǐng)域，都有變焦鏡頭替代的身影，包括相機(jī)鏡頭、電影鏡頭、安防鏡頭、手機(jī)鏡頭、無人機(jī)鏡頭、視訊會(huì)議鏡頭等。盡管如此，變焦鏡頭若要與定焦鏡頭的解像力、成像質(zhì)量等規(guī)格指標(biāo)達(dá)到相同水平仍具備極高技術(shù)難度，即使在每個(gè)焦距下均實(shí)現(xiàn)與定焦鏡頭相同的成像質(zhì)量，也會(huì)因其需要更多的鏡片實(shí)現(xiàn)變焦功能而致使鏡頭整體體積龐大、重量較重。因其設(shè)計(jì)難度、體積重量、制造成本等因素，變焦鏡頭在下游終端的應(yīng)用仍具有較大突破空間。在對(duì)成像畫質(zhì)要求極為嚴(yán)苛的領(lǐng)域，如半導(dǎo)體檢測(cè)、電影拍攝、醫(yī)療檢測(cè)等，或?qū)w積、重量及規(guī)模制造要求較高的領(lǐng)域如無人機(jī)、車載、手機(jī)、智能家居、AR/VR鏡頭等，目前仍更多使用定焦鏡頭。未來隨著多組元聯(lián)動(dòng)式變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、玻塑混合光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，在保證成像質(zhì)量的情況下，變焦鏡頭體積進(jìn)一步縮小、成本進(jìn)一步降低，預(yù)計(jì)會(huì)帶來更大的市場(chǎng)空間。2、光學(xué)鏡頭按照光學(xué)鏡片材質(zhì)分類光學(xué)鏡頭根據(jù)使用的鏡片材質(zhì)不同可分為玻璃鏡頭、塑料鏡頭、玻璃塑料混合鏡頭（簡稱玻塑混合鏡頭）。由于不同材質(zhì)鏡片在材料特性、加工工藝、透光率等方面存在較大差異，因此最終的適用范圍也不同：塑料鏡片具有重量輕、體積小、可塑性強(qiáng)且量產(chǎn)能力高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于對(duì)體積要求嚴(yán)苛并追求大規(guī)模量產(chǎn)的鏡頭設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中，如智能手機(jī)鏡頭；玻璃鏡片透光率高、耐熱性好，但對(duì)模造技術(shù)、鍍膜工藝、精密加工等方面具有較高的要求，量產(chǎn)能力低，應(yīng)用于對(duì)光學(xué)性能或使用環(huán)境要求較高的領(lǐng)域，如單反相機(jī)、安防視頻監(jiān)控、機(jī)器視覺等；玻塑混合鏡頭結(jié)合了兩者的特點(diǎn)，具備小型輕量化的特點(diǎn)并良好地平衡了光學(xué)性能及規(guī)模量產(chǎn)能力，應(yīng)用范圍較以上鏡頭更為廣泛，工藝難度較高。隨著光學(xué)設(shè)計(jì)及上游光學(xué)冷加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，光學(xué)鏡頭正呈現(xiàn)多材質(zhì)鏡片融合使用的趨勢(shì)，如原先采用全塑設(shè)計(jì)的手機(jī)鏡頭為提升畫質(zhì)正逐步使用少量玻璃鏡片替換塑料鏡片，原先采用全玻設(shè)計(jì)的安防鏡頭、車載鏡頭、無人機(jī)鏡頭等為提升小型化性能、量產(chǎn)能力等也在向玻塑混合光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)突破，預(yù)計(jì)玻塑混合鏡頭未來具備較大市場(chǎng)空間及應(yīng)用前景。光學(xué)鏡頭行業(yè)競爭情況（一）光學(xué)鏡頭市場(chǎng)參與者因光學(xué)鏡頭行業(yè)需融合光學(xué)成像、精密機(jī)械設(shè)計(jì)、薄膜光學(xué)、色度學(xué)、熱力學(xué)等技術(shù)，行業(yè)技術(shù)壁壘較高。光學(xué)行業(yè)發(fā)展至今，能夠獨(dú)立進(jìn)行光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)并掌握精密制造能力、實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的企業(yè)較少。國內(nèi)光學(xué)鏡頭企業(yè)起步較晚，近年來隨著光學(xué)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、國內(nèi)企業(yè)持續(xù)投入，國產(chǎn)鏡頭從中低端市場(chǎng)進(jìn)入，以高性價(jià)比與海外品牌競爭，并逐步向高端市場(chǎng)演進(jìn)，加速。（二）光學(xué)鏡頭行業(yè)競爭格局光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)的過程是焦距、解像力、光圈、靶面、像差、體積乃至制造成本等眾多相互影響的指標(biāo)間的平衡，任一指標(biāo)要求的提升，均會(huì)使得光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)難度及加工難度上升。正是視覺信息的重要性以及光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)過程中千變?nèi)f化的可能性，使光學(xué)鏡頭具備廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，能夠根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域差異化的需求，對(duì)各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行取舍、平衡，實(shí)現(xiàn)特定需求下的光學(xué)成像。不同領(lǐng)域的鏡頭設(shè)計(jì)生產(chǎn)也由此具備不同的技術(shù)難點(diǎn)，各個(gè)光學(xué)鏡頭廠商因其選擇的細(xì)分領(lǐng)域及技術(shù)積累路徑不同，形成差異化競爭格局。1、光學(xué)鏡頭數(shù)字安防領(lǐng)域數(shù)字安防行業(yè)范圍廣闊、涉及場(chǎng)景復(fù)雜多樣，不同場(chǎng)景需要不同的產(chǎn)品解決方案，且對(duì)鏡頭解像力、光圈F值、紅外共焦性能、可靠性等多個(gè)指標(biāo)的綜合要求較高，其自身即是集成多維核心技術(shù)、具備多樣應(yīng)用場(chǎng)景的領(lǐng)域，使得鏡頭整體設(shè)計(jì)及生產(chǎn)難度較大，對(duì)廠商在技術(shù)及產(chǎn)品上的要求較高。除以上指標(biāo)外，焦距（變焦倍率）作為數(shù)字安防鏡頭核心指標(biāo)之一，決定了其能觀測(cè)的范圍及相應(yīng)適用的場(chǎng)景。從設(shè)計(jì)及生產(chǎn)難度來看，一般來說，在解像力、光圈F值等性能指標(biāo)類似時(shí)，變焦倍率越大，鏡頭設(shè)計(jì)及生產(chǎn)難度越高。另一方面，小倍率變焦鏡頭、超小倍率變焦鏡頭、定焦鏡頭雖然減少了對(duì)變焦倍率的要求使其技術(shù)門檻相對(duì)降低，市場(chǎng)參與者較多，但對(duì)變焦速度、解像力、光圈F值、鏡頭體積等指標(biāo)要求的提升又使得鏡頭設(shè)計(jì)生產(chǎn)難度上升，掌握核心技術(shù)的廠商具備市場(chǎng)競爭優(yōu)勢(shì)。除光學(xué)性能外，光學(xué)鏡頭的小型輕量化及低成本對(duì)下游應(yīng)用具備重要意義，其尺寸及成本決定了集成后攝像機(jī)的體積、重量及制造成本。如果一種光學(xué)鏡頭在滿足焦距、解像力、光圈F值等規(guī)格要求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了小型輕量化及低成本，那么此鏡頭就有可能成為該規(guī)格要求下的標(biāo)桿性產(chǎn)品，由此得到規(guī)模應(yīng)用并占據(jù)較大市場(chǎng)份額。在定焦、超小倍率變焦市場(chǎng)，因焦距固定或變化范圍較小，已形成了常用的幾個(gè)焦段，各廠商產(chǎn)品規(guī)格類似，通用化屬性較高。在常用焦段上，掌握玻塑混合光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)等核心技術(shù)的廠商通過推出高解像力、小型輕量、低成本的鏡頭來定義市場(chǎng)，形成了標(biāo)桿性產(chǎn)品并占據(jù)較大市場(chǎng)份額。在中倍率變焦大倍率變焦超大倍率變焦鏡頭市場(chǎng)，一方面，下游客戶對(duì)焦距范圍、解像力、光圈F值等指標(biāo)的選擇多樣，另一方面，鏡頭實(shí)現(xiàn)小型輕量化設(shè)計(jì)及成本控制具備極高技術(shù)難度。因此，產(chǎn)品往往根據(jù)下游客戶差異化需求進(jìn)行開發(fā)，規(guī)格較多，開發(fā)頻率及驗(yàn)證時(shí)間大幅度增加。鏡頭設(shè)計(jì)及生產(chǎn)難度大、開發(fā)周期長且具有一定市場(chǎng)應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)，沒有批量的情況下無法產(chǎn)生效益等因素，造成了該細(xì)分領(lǐng)域市場(chǎng)競爭者較少。只有對(duì)市場(chǎng)需求把握準(zhǔn)確、具備核心技術(shù)積累、能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)高規(guī)格要求、小型輕量化設(shè)計(jì)及成本控制的廠商具備核心競爭力。2、光學(xué)鏡頭機(jī)器視覺領(lǐng)域機(jī)器視覺是指用機(jī)器代替人眼來做測(cè)量和判斷，機(jī)器視覺鏡頭包含用于工業(yè)無人機(jī)、機(jī)器人、智能巡檢等機(jī)器，實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別、智能分析、智能作業(yè)的鏡頭，以及用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，在產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)識(shí)別、測(cè)量、定位和檢測(cè)等智能制造功能的工業(yè)相機(jī)鏡頭。工業(yè)無人機(jī)用于電網(wǎng)巡檢、航拍測(cè)繪等智能作業(yè)場(chǎng)景，要求鏡頭具備高解像力、大光圈、光學(xué)防抖等性能，特殊應(yīng)用領(lǐng)域如電網(wǎng)巡檢等無人機(jī)無法接近但需要進(jìn)行細(xì)節(jié)觀測(cè)、分析時(shí)還要求鏡頭具備變焦功能。目前，許多工業(yè)無人機(jī)都是通過連接并攜帶專用的外部攝像機(jī)使用，光學(xué)鏡頭作為工業(yè)無人機(jī)作業(yè)的任務(wù)載荷件，對(duì)其續(xù)航能力影響較大，受到體積、重量的嚴(yán)苛限制。體積、重量的壓縮以及高性能之間的平衡使得工業(yè)無人機(jī)鏡頭開發(fā)，特別是變焦鏡頭的開發(fā)及應(yīng)用具備極高的技術(shù)難度。目前無人機(jī)更多地使用定焦鏡頭以完成攝影航拍等消費(fèi)級(jí)應(yīng)用，部分工業(yè)無人機(jī)搭載具有變焦功能的單反鏡頭，但是存在體積大、重量重、成本高等缺陷使得其未能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用普及。多組元聯(lián)動(dòng)式變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的突破與發(fā)展對(duì)實(shí)現(xiàn)中大倍率變焦鏡頭的小型輕量化設(shè)計(jì)具備重要意義，使得變焦鏡頭在無人機(jī)上的應(yīng)用具備較大的市場(chǎng)空間，由此打破原先主要為中國臺(tái)灣亞洲光學(xué)、日本騰龍等光學(xué)廠商占據(jù)較大市場(chǎng)份額的競爭格局，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)變革。運(yùn)用在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的鏡頭，主要具備識(shí)別、測(cè)量、定位、檢測(cè)等四大功能，難度依次增加。因需要準(zhǔn)確還原被攝物體的特征，要求鏡頭具備超小的畫面畸變、超高解像力、超大靶面及不同波長光線的適用能力。特別是在半導(dǎo)體等精密物件檢測(cè)領(lǐng)域，對(duì)鏡頭以上性能指標(biāo)的要求更高，因此具備極高的技術(shù)門檻。在國外，機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)較為成熟，已進(jìn)入了穩(wěn)定增長期，美國、日本、德國等國家滲透率較高，龍頭品牌有美國康耐視、日本基恩士等。核心部件之一光學(xué)鏡頭市場(chǎng)也主要以德系、日系光學(xué)廠商為主，包括德國施耐德、德國卡爾?蔡司、日本富士能等，國內(nèi)廠商積極布局，從中低端市場(chǎng)切入，憑借性價(jià)比優(yōu)勢(shì)與國外品牌進(jìn)行競爭，并向高端產(chǎn)品市場(chǎng)逐步滲透。3、光學(xué)鏡頭其他新興領(lǐng)域投射比指投影儀成像清晰時(shí)投影距離與投射畫面寬度的比值，是投影鏡頭的關(guān)鍵性能參數(shù)，由鏡頭的焦距決定。根據(jù)焦距的長短，投影鏡頭可分為中長焦、短焦、超短焦等。焦距越短，則投射比越小，對(duì)投影空間的需求越小。在焦距一定的情況下，鏡頭的解像力、光圈F值等為重要的性能指標(biāo)，影響了投射畫面的清晰度和明亮度。短焦或中長焦鏡頭設(shè)計(jì)及生產(chǎn)難度相對(duì)較低，具有較多廠商參與市場(chǎng)。超短焦鏡頭因其對(duì)短焦距的極致追求導(dǎo)致整體成像光路復(fù)雜，鏡頭設(shè)計(jì)難度極高，需利用自由曲面、反射鏡等光學(xué)元件對(duì)光路進(jìn)行反射并解決隨光路復(fù)雜化后帶來的畸變、色散等問題。因此市場(chǎng)上超短焦鏡頭主要由日本理光、日本日東等企業(yè)提供，仍主要依賴進(jìn)口。通過多年研發(fā)投入，國內(nèi)廠商中潤光學(xué)、聯(lián)合光電等已實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，積極推動(dòng)激光電視產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化。不同的場(chǎng)景對(duì)視訊會(huì)議鏡頭的需求不一，如一般消費(fèi)者用視訊會(huì)議鏡頭對(duì)成像清晰度、畸變等要求較低，技術(shù)門檻較低，行業(yè)競爭激烈。而商務(wù)、政府會(huì)議等則對(duì)視訊會(huì)議質(zhì)量要求較高，從而對(duì)鏡頭性能提出了更高的要求，如在大會(huì)堂內(nèi)開會(huì)需要大倍率變焦鏡頭，既能夠看清整體參會(huì)情況，又能夠通過光學(xué)變焦進(jìn)行放大，清晰看清講話者的神情、語態(tài)等；多人視頻場(chǎng)景可能同時(shí)需要多人入鏡，則鏡頭需要具備廣角且無畸變的性能；遠(yuǎn)程醫(yī)療等場(chǎng)景要求清晰展現(xiàn)病人情況、手術(shù)細(xì)節(jié)等，對(duì)鏡頭解像力要求極高。該類鏡頭市場(chǎng)因技術(shù)門檻較高、市場(chǎng)參與者較少。由于汽車行業(yè)對(duì)零部件的可靠性要求極高，認(rèn)證時(shí)間較長，通過認(rèn)證后，車廠一般不會(huì)輕易更換供應(yīng)商，故企業(yè)具備先發(fā)優(yōu)勢(shì)。大部分倒車、環(huán)視鏡頭對(duì)解像力要求不高，技術(shù)門檻低，市場(chǎng)競爭者相對(duì)較多。相比之下，駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)（Drivermonitoringsystem，DMS）、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（AdvancedDrivingAssistanceSystem，ADAS）等智能車載新興應(yīng)用領(lǐng)域?qū)︾R頭工作時(shí)間、溫度（-40度至120度環(huán)境）、成像質(zhì)量（包括解像力、光圈等）、視場(chǎng)角、體積等方面有較高要求，能夠開發(fā)并穩(wěn)定制造高解像力、大視場(chǎng)角、大光圈、小體積、高可靠性、低成本鏡頭的廠商具備核心競爭優(yōu)勢(shì)。根據(jù)TSR報(bào)告數(shù)據(jù)，2021年，在車載鏡頭市場(chǎng)，舜宇光學(xué)的鏡頭出貨量居全球第一位，市場(chǎng)占有率為34．8%，之后依次為日本Maxell、日本電產(chǎn)集團(tuán)（NidecSankyo）、韓國Sekonix等境外廠商，國內(nèi)廠商仍在積極突破玻塑混合光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等核心技術(shù)、搶占市場(chǎng)份額。另外，ADAS等自動(dòng)駕駛應(yīng)用尚處于新興發(fā)展階段，技術(shù)門檻的提高及市場(chǎng)空間的廣闊使得具備技術(shù)優(yōu)勢(shì)的后來者仍有一定競爭空間。電影鏡頭作為攝影機(jī)的關(guān)鍵零件，對(duì)成像質(zhì)量起著決定性的作用。雖然自1895年法國盧米埃爾兄弟公映世界第一部電影《工廠大門》以來，電影鏡頭的應(yīng)用已逐漸廣泛，但因其對(duì)成像清晰度、曝光級(jí)數(shù)、動(dòng)態(tài)影像拍攝過程中的畫面畸變、呼吸效應(yīng)等有極為苛刻的要求，鏡頭設(shè)計(jì)技術(shù)門檻極高，市場(chǎng)參與者較少，且長期被德國、法國、英國、日本等國外光學(xué)廠商壟斷。德國作為一個(gè)光學(xué)大國，孕育了許多優(yōu)秀的鏡頭廠商，在20世紀(jì)，蔡司（Zeiss）、施耐德（Schneider）、徠卡（Leica）等廠商都生產(chǎn)過許多優(yōu)秀的電影鏡頭。其中，產(chǎn)品最全面的廠商為蔡司，著名的《泰坦尼克號(hào)》及《指環(huán)王》系列電影都大量使用了蔡司電影鏡頭。除德國廠商外，知名電影鏡頭品牌ACDK四家包括法國安琴（Angenieux，也稱安展能、愛展能）、法國堅(jiān)無敵（Kinoptik）、英國庫克（Cooke）和英國刀梅（Dallmeyer）。其中愛展能的特點(diǎn)在于目前只生產(chǎn)變焦電影鏡頭，即Optimo電影鏡頭系列，多部奧斯卡影片均使用了愛展能的變焦鏡頭。庫克發(fā)展到如今已擁有了一整套龐大的鏡頭系統(tǒng)，產(chǎn)品包括定焦系列鏡頭及變形寬銀幕鏡頭，同樣多個(gè)奧斯卡最佳攝影影片使用了庫克的電影鏡頭。以上電影鏡頭品牌均具有較長的發(fā)展歷史和市場(chǎng)積累，具有領(lǐng)先地位。自從2008年以來，電影技術(shù)經(jīng)歷了膠片到數(shù)字、2D到3D、球面鏡頭到變形寬銀幕鏡頭，標(biāo)清到超高清的進(jìn)步，而隨著影視制作對(duì)畫質(zhì)要求的進(jìn)一步提高，電影鏡頭正向大靶面（全畫幅）、8K超高清邁進(jìn)。國內(nèi)陸續(xù)有中潤光學(xué)、老蛙、耐司等廠商借助本次靶面更新?lián)Q代的機(jī)會(huì)，通過開發(fā)全畫幅8K電影鏡頭搶占市場(chǎng)。雖然產(chǎn)品系列全面性、品牌知名度等與國外廠商相比仍有一定差距，但預(yù)計(jì)隨著8K全畫幅時(shí)代的到來，產(chǎn)品將具備更大的市場(chǎng)潛力。智能家居智能消費(fèi)設(shè)備種類廣闊，包括可視門鈴、可穿戴智能設(shè)備制造，智能無人飛行器制造（消費(fèi)級(jí)無人機(jī)）、運(yùn)動(dòng)DV等。市場(chǎng)巨大，且細(xì)分品類較多，多數(shù)仍處于前期培育或興起階段，光學(xué)鏡頭廠商市場(chǎng)集中度較低，競爭激烈。未來隨著應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展、需求端消費(fèi)升級(jí)、向智能化不斷發(fā)展，對(duì)光學(xué)鏡頭的需求也會(huì)朝著高解像力、小型化等方向發(fā)展，預(yù)計(jì)具備技術(shù)及規(guī)模優(yōu)勢(shì)的鏡頭廠商將逐步搶占市場(chǎng)份額，市場(chǎng)集中度提升。光學(xué)鏡頭競爭格局目前，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)入壟斷競爭格局，行業(yè)進(jìn)入門檻提高。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、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、工業(yè)、醫(yī)療等市場(chǎng)需求持續(xù)增長，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際市場(chǎng)的競爭優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)了中國高端光學(xué)鏡頭的本土自主化發(fā)展。光學(xué)鏡頭行業(yè)技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新及趨勢(shì)光學(xué)鏡頭行業(yè)經(jīng)歷數(shù)百年的發(fā)展、積淀悠久，前沿技術(shù)不斷支持行業(yè)創(chuàng)新，并隨著下游不同應(yīng)用領(lǐng)域需求的增長進(jìn)入快速發(fā)展階段。（一）光學(xué)鏡頭行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展1、光學(xué)鏡頭非球面鏡片等復(fù)雜面型鏡片的采用極大提升了光學(xué)設(shè)計(jì)自由度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異。組合使用各類特征復(fù)雜矢量曲面鏡片技術(shù)至今仍是光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)技術(shù)的一大熱點(diǎn)，鏡片的使用從傳統(tǒng)球面不斷向非球面、自由曲面等發(fā)展，在矯正像差、提高成像質(zhì)量、擴(kuò)大視場(chǎng)、減少鏡片數(shù)量、壓縮鏡頭尺寸等方面的性能不斷提升，光學(xué)設(shè)計(jì)具備更大自由度和靈活性，滿足各個(gè)場(chǎng)景下的清晰成像需求。2、光學(xué)鏡頭各類材質(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越深刻，產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)越來越豐富，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消除成像色差，實(shí)現(xiàn)可見光、紅外光、紫外光等不同波長光線的成像，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，抵消溫度帶來的影響，大幅提升鏡頭的可靠性、拓展使用場(chǎng)景。3、光學(xué)鏡頭變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展二十世紀(jì)初，美國光學(xué)專家Allen?Mann首次采用物像交換原理成功設(shè)計(jì)出了世界上第一款真正意義上的變焦距鏡頭（美國專利U．S．P．696788）。但初期由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的落后和光學(xué)冷加工、鍍膜技術(shù)的不完善，使得變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用受到較大限制，仍處于研究階段。1932年德國光學(xué)專家赫爾穆特專門為西門子設(shè)計(jì)了一款焦距25-80mm，變焦倍率3．2倍的變焦鏡頭。該鏡頭中由變焦群組和聚焦群組（群組指由光學(xué)鏡片組成的光學(xué)元組件）分別獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，不僅實(shí)現(xiàn)了焦距的變化，同時(shí)保證了成像面在焦距變化過程中的穩(wěn)定，是雙組元變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的突破及應(yīng)用。隨著光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)、光學(xué)冷加工技術(shù)、精密機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展，變焦鏡頭的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，變焦鏡頭成像質(zhì)量不斷提升，成為下游市場(chǎng)的應(yīng)用熱點(diǎn)。發(fā)展至今，變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)仍然具備極大的創(chuàng)新空間及應(yīng)用場(chǎng)景。隨著各類場(chǎng)景需求的不同，在解決了成像質(zhì)量的前提下，人們開始追求以擴(kuò)大變焦倍率、增大光圈、減小鏡頭體積等為主要研究目標(biāo)，并由此突破了多組元聯(lián)動(dòng)式變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，不斷提升變焦鏡頭的性能，拓寬變焦鏡頭應(yīng)用領(lǐng)域。4、光學(xué)鏡頭新型光學(xué)元件被不斷采用隨著光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷進(jìn)步、幾何光學(xué)的發(fā)展，除了傳統(tǒng)單一光軸的光路設(shè)計(jì)，折射透鏡、棱鏡和反射鏡等新型光學(xué)元件被廣泛應(yīng)用于各類光學(xué)鏡頭的設(shè)計(jì)中，可以有效利用空間體積的重構(gòu)來減少光學(xué)鏡頭在特定方向上的尺寸或?qū)崿F(xiàn)特殊的光路設(shè)計(jì)，如潛望式手機(jī)變焦鏡頭設(shè)計(jì)、反射式超短焦投影鏡頭設(shè)計(jì)等，正逐漸成為光學(xué)行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)熱點(diǎn)之一。同時(shí)，微透鏡陣列、全息透鏡、衍射光學(xué)元件等新型光學(xué)元組件應(yīng)用逐步增加，給光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)及應(yīng)用帶來了更多的可能性。5、機(jī)械電子軟件等多學(xué)科技術(shù)推動(dòng)光學(xué)鏡頭發(fā)展光學(xué)鏡頭的設(shè)計(jì)及制造是一項(xiàng)融合光機(jī)電算為一體的復(fù)雜系統(tǒng)工程，除光學(xué)相關(guān)技術(shù)外，機(jī)械、電子和軟件等多學(xué)科技術(shù)支撐行業(yè)不斷發(fā)展、推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步。以變焦鏡頭的驅(qū)動(dòng)控制為例，變焦鏡頭的焦距變化是通過鏡頭內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)群組沿光軸方向的位置移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，如何合理地移動(dòng)鏡片群組，并保持必要的精度是除光學(xué)設(shè)計(jì)外，變焦鏡頭面臨的另一個(gè)難題。最初誕生的變焦鏡頭形態(tài)為手動(dòng)變焦鏡頭，這種鏡頭在變焦和聚焦時(shí)需要手動(dòng)操作，控制精度較差，應(yīng)用受到限制。隨著驅(qū)動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步，電動(dòng)變焦鏡頭采用馬達(dá)配合齒輪減