智能投影鏡頭全景調(diào)研與發(fā)展戰(zhàn)略研究

智能投影鏡頭全景調(diào)研與發(fā)展戰(zhàn)略研究光學(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(zhǎng)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(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(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(guó)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(guó)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(guó)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)配合齒輪減速箱的方式替代人工控制凸輪外環(huán)，一定程度上解決了手動(dòng)操作的麻煩，提升了群組驅(qū)動(dòng)控制的精度，但電動(dòng)變焦鏡頭在驅(qū)動(dòng)控制上仍存在不便：A、由于齒輪箱與凸輪結(jié)構(gòu)是多點(diǎn)接觸，在頻繁驅(qū)動(dòng)過程中容易磨損，造成控制精度的下降，驅(qū)動(dòng)壽命僅數(shù)十萬次，當(dāng)進(jìn)入需要高頻率變焦、聚焦的AI時(shí)代，過低的馬達(dá)壽命影響了鏡頭整體使用壽命；B、驅(qū)動(dòng)控制未實(shí)現(xiàn)閉環(huán)，群組移動(dòng)無位置信息的反饋，群組定位精確性較差；C、凸輪結(jié)構(gòu)決定了整個(gè)鏡筒必須包含移動(dòng)群組、凸輪軌跡槽、鏡筒外殼等多層結(jié)構(gòu)，造成鏡頭外徑和尺寸較大；D、受制于精密加工的工藝極限，凸輪結(jié)構(gòu)難以支持復(fù)雜的組合曲線軌跡，且隨著鏡片群組尺寸的增大，結(jié)構(gòu)精度就越難保證對(duì)復(fù)雜多組元聯(lián)動(dòng)式光學(xué)系統(tǒng)的兼容。為了打破以上困境，鏡頭工業(yè)在驅(qū)動(dòng)技術(shù)、精密加工技術(shù)、定位控制技術(shù)等方面展開了大量研究工作，變焦鏡頭驅(qū)動(dòng)技術(shù)演進(jìn)，產(chǎn)生了一種全新的變焦鏡頭形態(tài)一體式驅(qū)動(dòng)技術(shù)。這一技術(shù)通過支架及步進(jìn)馬達(dá)的配合形式來驅(qū)動(dòng)群組位移，利用高精度的光耦傳感器輔助進(jìn)行群組定位，形成群組移動(dòng)的閉環(huán)控制。采用一體式驅(qū)動(dòng)技術(shù)方案的一體機(jī)自動(dòng)變焦AF鏡頭（簡(jiǎn)稱一體機(jī)鏡頭）相較同規(guī)格的電動(dòng)變焦鏡頭，具備小體積、高壽命、高精度、快速變焦、自動(dòng)聚焦等特點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)變焦過程的全程清晰，極大地拓寬了變焦鏡頭的應(yīng)用領(lǐng)域。從手動(dòng)變焦到電動(dòng)變焦再到一體式驅(qū)動(dòng)，機(jī)械設(shè)計(jì)、電子及軟件控制技術(shù)的發(fā)展正推動(dòng)光學(xué)鏡頭的發(fā)展。隨著AI識(shí)別等智能化應(yīng)用對(duì)高速捕捉畫面的需求增加，鏡頭高速精準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)仍有較大突破空間，以不斷助力鏡頭實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)變焦、快速自動(dòng)聚焦性能，滿足下游智能化應(yīng)用需求。（二）光學(xué)鏡頭各應(yīng)用領(lǐng)域差異化發(fā)展隨著終端產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬和深化，未來光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)的重點(diǎn)是提高成像質(zhì)量、增加功能并縮小體積。具體而言，光學(xué)鏡頭產(chǎn)品技術(shù)在不同的應(yīng)用領(lǐng)域正呈現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。如在數(shù)字安防領(lǐng)域，隨著視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用范圍和場(chǎng)景的逐步擴(kuò)展，以及其本身向高清化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向的進(jìn)一步延伸，鏡頭產(chǎn)品在小型輕量化、超高清、大倍率變焦、高可靠性、超大光圈、透霧、寬光譜、紅外夜視、光學(xué)防抖等技術(shù)水平方面的要求正日益突出。在無人機(jī)領(lǐng)域，鏡頭產(chǎn)品正在向小型輕量化、高清化、變焦等技術(shù)趨勢(shì)發(fā)展。在車載領(lǐng)域，鏡頭產(chǎn)品在高可靠性、超廣角、小畸變、紅外夜視、防水防霧、玻塑混合等技術(shù)方面發(fā)展趨勢(shì)明顯。在投影領(lǐng)域，鏡頭產(chǎn)品正向超短焦、超高清等技術(shù)方面發(fā)展。在電影領(lǐng)域，鏡頭產(chǎn)品正向全畫幅、超高清、寬銀幕變形等技術(shù)方向發(fā)展。應(yīng)用領(lǐng)域需求的快速變化不斷地推動(dòng)著光學(xué)鏡頭產(chǎn)品和技術(shù)的革新，也對(duì)光學(xué)鏡頭制造企業(yè)的綜合創(chuàng)新能力提出了更高的要求。能夠緊跟市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行深度開發(fā)，滿足市場(chǎng)及客戶需求的企業(yè)將獲得更大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。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(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)鏡頭面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)（一）光學(xué)鏡頭面臨的機(jī)遇1、下游行業(yè)應(yīng)用前景廣闊，未來光學(xué)鏡頭市場(chǎng)需求仍將持續(xù)快速增長(zhǎng)廣泛穩(wěn)定的市場(chǎng)需求為光學(xué)鏡頭行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展提供了有力保證。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人們生活水平的提高，以及光電子、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速進(jìn)步，來自數(shù)字安防領(lǐng)域?qū)τ诠鈱W(xué)鏡頭的需求保持穩(wěn)定增長(zhǎng)并不斷拓寬行業(yè)外延、深化應(yīng)用，同時(shí)無人機(jī)、視訊會(huì)議、智能家居、車載、AR/VR等新興領(lǐng)域的興起也將極大的促進(jìn)光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2、受相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策支持推動(dòng)，光學(xué)鏡頭市場(chǎng)穩(wěn)定可期光學(xué)鏡頭作為視頻圖像信息的入海口，直接決定了可拍攝的視野角度、成像范圍、低照成像能力、畫面清晰度、畫面畸變等，對(duì)信息采集的完整性、準(zhǔn)確性及豐富性起著關(guān)鍵性作用，是信息化世界的眼睛，是國(guó)家戰(zhàn)略提出的人工智能（AI）、大數(shù)據(jù)、智慧城市、智慧物聯(lián)（AIoT）、數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)充分體現(xiàn)了光學(xué)設(shè)計(jì)、高端精密制造等現(xiàn)代技術(shù)，屬于國(guó)家鼓勵(lì)和支持發(fā)展的行業(yè)領(lǐng)域，受到國(guó)家及各地政府的政策支持，市場(chǎng)穩(wěn)定可期。（二）光學(xué)鏡頭面臨的挑戰(zhàn)1、光學(xué)鏡頭行業(yè)技術(shù)更新升級(jí)較快，對(duì)企業(yè)研發(fā)投入要求較高近年來，光學(xué)鏡頭行業(yè)技術(shù)升級(jí)更新快速，對(duì)企業(yè)研發(fā)投入要求較高。光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)與制造技術(shù)需要企業(yè)長(zhǎng)期的專業(yè)知識(shí)積累及研發(fā)投入，由于我國(guó)光學(xué)行業(yè)發(fā)展較晚，國(guó)內(nèi)企業(yè)在高端光學(xué)鏡頭的核心技術(shù)方面與國(guó)外尚有一定差距。而隨著國(guó)外先進(jìn)技術(shù)外溢效應(yīng)減弱，以及下游領(lǐng)域?qū)︾R頭產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的快速提高，國(guó)內(nèi)企業(yè)正面臨新產(chǎn)品新技術(shù)快速升級(jí)、開發(fā)周期短、標(biāo)準(zhǔn)要求更高等方面的挑戰(zhàn)。2、光學(xué)鏡頭專業(yè)技術(shù)人才缺乏光學(xué)鏡頭是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，在研發(fā)過程中，需掌握并運(yùn)用光學(xué)、機(jī)械、電子等多領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)，制造過程的加工精度要求、生產(chǎn)效率等對(duì)工藝技術(shù)的掌握也具有較高要求，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需依靠技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新來支撐。同時(shí)，光學(xué)鏡頭需要根據(jù)下游不同應(yīng)用領(lǐng)域需求進(jìn)行開發(fā)、生產(chǎn)，才可發(fā)揮其作用。因此，光學(xué)鏡頭開發(fā)、生產(chǎn)過程中，相關(guān)專業(yè)技術(shù)人才不僅需具備多領(lǐng)域行業(yè)知識(shí)，還要理解下游應(yīng)用領(lǐng)域的理論知識(shí)和技術(shù)，對(duì)專業(yè)技術(shù)人才的要求較高。目前中國(guó)的光學(xué)鏡頭企業(yè)從業(yè)人員中，技術(shù)人員的配套系統(tǒng)還未完善，存在人才供需問題。隨著中國(guó)積極倡導(dǎo)中國(guó)制造業(yè)向智慧化、數(shù)字化發(fā)展，這一趨勢(shì)使得各行業(yè)對(duì)專業(yè)技術(shù)人員的需求不斷攀升，導(dǎo)致人才供需失衡的矛盾正日益凸顯，若相應(yīng)技術(shù)人才不足，將導(dǎo)致行業(yè)技術(shù)無法創(chuàng)新，行業(yè)的研發(fā)水平難以提高。光學(xué)鏡頭行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)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(guó)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(guó)內(nèi)企業(yè)持續(xù)投入，國(guó)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(jìng)爭(zhēng)，并逐步向高端市場(chǎng)演進(jìn)，加速。（二）光學(xué)鏡頭行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)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(zhǎng)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(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)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(guó)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(jìng)爭(zhēng)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(zhǎng)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(guó)外，機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)較為成熟，已進(jìn)入了穩(wěn)定增長(zhǎng)期，美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)家滲透率較高，龍頭品牌有美國(guó)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(guó)施耐德、德國(guó)卡爾?蔡司、日本富士能等，國(guó)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(guó)外品牌進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，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(zhǎng)短，投影鏡頭可分為中長(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)內(nèi)廠商中潤(rùn)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(guó)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(jìng)爭(zhēng)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(zhǎng)，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(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)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(guó)Sekonix等境外廠商，國(guó)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(jìng)爭(zhēng)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(guó)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(zhǎng)期被德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)外光學(xué)廠商壟斷。德國(guó)作為一個(gè)光學(xué)大國(guó)，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(guó)廠商外，知名電影鏡頭品牌ACDK四家包括法國(guó)安琴（Angenieux，也稱安展能、愛展能）、法國(guó)堅(jiān)無敵（Kinoptik）、英國(guó)庫克（Cooke）和英國(guó)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(zhǎng)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(guó)內(nèi)陸續(xù)有中潤(rùn)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(guó)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(jìng)爭(zhēng)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(guó)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(guó)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(guó)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。光學(xué)鏡頭行業(yè)規(guī)模光學(xué)鏡頭作為視頻、圖像信息的入海口，對(duì)信息采集的質(zhì)量起著關(guān)鍵性作用，是人工智能（AI）和信息化世界的眼睛，是國(guó)家戰(zhàn)略提出的人工智能、大數(shù)據(jù)、智慧城市、智慧物聯(lián)（AIoT）、數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一代信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，自動(dòng)駕駛、智慧城市、智能制造等終端應(yīng)用領(lǐng)域的不斷深化，作為信息系統(tǒng)最前端的光電感知核心器件，光學(xué)鏡頭將深入應(yīng)用到社會(huì)的各個(gè)角落，全面服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。根據(jù)中國(guó)光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《2020年度中國(guó)光學(xué)元器件行業(yè)發(fā)展概況》統(tǒng)計(jì)，中國(guó)的光學(xué)元器