光学镜头行业研究

光学镜头在工业领域和消费级市场都有着广泛的应用, 工业领域涉及机械零 件测量、塑料零件测量、玻璃及药用容器测量、电子组件测量等;消费级市场方 面, 高端影像设备、手机摄像头模组、无人驾驶、安防监控、 VR/AR等都是重要 的应用领域。 作为光学与光电子行业的分支, 光学透镜行业具有有着良好的发展 前景。
一、光学镜头行业概述
光学与光电子(以下简称“光电子”或“光电” )行业,是以光电技术为核 心所构成的各类零件、 组件、设备以及应用市场的总和, 是将光学和光电子科学 的研究成果应用于社会生产实践的过程中发展而来的产业。 现代光电科技结合了 光学、电子与电机等尖端技术, 近十年来技术发展迅速, 并已成为信息系统和网 络系统中最引人注目的核心技术。 光电子产业得到前所未有的广泛关注和大力发 展,其应用层面扩展至通讯、信息、生化、医疗、民生等领域。未来随着光电技 术在通讯、 网络等领域扮演核心技术角, 光电子产业将逐步成为一个国家科技 实力乃至综合国力的体现。
光学镜头行业是现代光电子行业的一个重要分支。 光学镜头一般主要由镜片、 精密五金及塑胶零件、 快门/ 光圈、驱动马达、传感器等光机电器件和镜筒组成。 在光学成像系统中, 光学镜头利用光学折射原理将需要拍照的景物聚焦到成像面 (胶片或者图像传感器芯片)上,是光学成像系统中必不可少的核心组成部分。 它对成像质量的几个最主要指标, 如分辨率、 对比度、景深及各种像差等起着决 定性的作用。
电子差速器基于多年的技术积累和先进的制造技术经验,国外的光学镜头行业发展已 较为成熟。 从全球看,最早镜头产业主要集中在德国和日本两个国家。 镜头的研 究与制造在德国具有悠久的历史与传统,并造就了莱卡( Leica )和卡尔蔡司 ( CarlZeiss )等光学元、组件巨头,其中蔡司镜头至今仍为世界镜头制造技术 的典型代表。 同时, 日本镜头产业自二战后进步较快, 凭借较德国镜头产品的更 高性能价格比, 在全球镜头行业市场逐渐占居优势, 其主要生产企业有日本佳能
药片制作等。
二、光学镜头行业特点
(一)光学镜头的功能就是光学成像。一个光学镜头一般由两部分组成:光 学部分;机械部分。光学镜头的简单生产过程大概是这样的:光学系统设计;机 械设计;削切与研磨;镜片定心;镜片镀膜;洗净、黏合、涂墨;镜头装配;测 试。每一个过程又可以细分为更多小步骤。 一款镜头从设计到生产测试完毕实际 上是非常复杂的,每一部分都要做到非常优秀最后生产出的镜头才能应对复杂的 工业应用和现场环境考验。 镜头是机器视觉系统中的重要组件, 对成像质量有着 关键性作用,它对成像质量几个最主要指标都有影响,包括:分辨率、对比度、 景深、各种像差。镜头不仅种类繁多,而且质量差异也非常大,但一般用户在进 行系统设计时往往对镜头的选择重视不够, 导致不能得到理想的图像, 甚至导致 系统开发失败。 因此了解镜头本身及主要参数, 对于机器视觉系统设计的成功是 至关重要的。
(二)光学镜头制造行业是一个资金密集、并融合了光学技术、机械技术和 电子技术等诸多现当代先进科技的技术引领型产业。 一方面,光学镜头制造行业 对自动化精密生产、 检测设备的投入要求较大; 另一方面, 该行业的技术含量较 高,工艺技术和生产管理水平直接影响产品质量和良品率高低, 直接决定企业在 市场竞争中的成本优势, 并对产能规模提升形成制约。 优秀光学镜头的设计环节 需要系统利用光学设计、 机械设计、电子
控制、软件设计和精密加工等诸多技术; 生产组装环节对部件加工精度、 组装精度、 自动化设备及工具都有严格的标准和 规范,同时还需要生产厂商具备精益求精的工艺, 以严格管控机电配合、 零件加 工精度、组装偏芯、零件内部应力、镜片间隙及零件热胀冷缩;检验环节,则通 常需要超高精度加工检测设备和经验丰富、功底深厚的专家团队。
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(三)光学镜头产业链延伸较长包括最上游的光学材料和机器设备 , 中上游的 光学镜片,中游的光学镜头 , 下游的各类摄像头模组、手机、投影设备等各类电 子产品。光学镜头生产工序多 , 过程复杂, 通常要经过十多道工序才能完成 , 因此 对原材料的化学性质和生产设备的精密性都有较高的要求。目前 , 从上游光学材
料和生产设备到下游的镜头模组等各环节的优势厂商几乎均来自于德日韩和台 湾地区, 国内厂商很难切入。
发热手套随着经济全球化和发达国家光电产业结构调整的加快 , 全球光学元件产品 订单和制造业正逐渐向中国内地转移。目前日本、韩国、我国台湾地区、美国和 德国几乎所有知名光学公司均已在中国设厂 , 主要分布在珠江三角洲地区、长江 三角洲地区和环渤海地区,这使得原来国内企业的劳动力成本优势减弱    , 增加了
市场竞争压力。 我国光学元件企业今后只有致力于科技创新、 增加产品的技术含 量, 才能在日趋激烈的市场竞争中生存、发展和壮大。多功能强光巡检电筒
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三、我国光学镜头行业的发展 我国在建国初期即建立了以满足国防需求为主的完整光学工业体系,为当 时国内的国防军工建设做出了突出贡献。 上世纪七十年代, 随着以胶片相机为载 体的机械成像系统的兴起, 国内光学企业凭借在机械和光学领域的持续技术积累, 光学镜头制造技术水平基本实现了与日德镜头厂商的同步水平。 自上世纪九十年 代起,随着如数码相机等以电子存储介质为主的消费电子产品的发展, 国内光学 镜头企业在该领域
的近十年发展中与日本企业差距越来越大, 并形成以为国外厂 商代工生产为主的产业格局。 2000 年以来,国内通讯网络及互联网等行业发展 迅速,华为、海康威视、大华股份等世界一流厂商快速崛起,中国凭借此类庞大 的下游市场需求发展成为全球光学镜头最重要的市场之一。
因为起步较晚,在 2008 年以前,中国光学镜头市场基本上被两大工业强国 日本、德国品牌所垄断。在安防市场、智能交通市场,工业检测市场,医疗影像 市场的光学图像设备上基本就见不到中国大陆自主知识产权生产的镜头。 也只有 在一些比较低端设备上偶尔能见到台湾同胞 OEM镜头产品。为满足激增的市场需 求,国内近年来涌现出如舜宇光学、 联合光电等优秀光学企业, 该类企业镜头制 造厂商凭借自身在产品研发设计和生产工艺等方面的持续投入和改进, 以较快的 速度不断推出分辨率更高、 成像质量更稳定的光学镜头, 已经成为全球光学镜头 产业的生力军,并进而带动了国内光学镜头产业的迅猛发展。
四、光学镜头的应用 目前,光学材料的种类多达几十种:无光学玻璃和有光学玻璃,红外 光学材料,光学晶体,光学石英玻璃, 人造光学石英晶体, 微晶玻璃,光学塑料, 光学纤维,航空有机玻璃, 乳白漫射玻璃以及有关液体材料等。 其中光学玻璃在 成像元件中使用得最多。 塑料透镜的质量在很多地方可以达到玻璃透镜的质量要 求,特别是在眼镜行业,大有取而代之的趋势,但是由于它受到折射率低、散射 高、不均匀性以及其它方面的使用限制, 所以使它的使用范围不如光学玻璃广泛。
随着社会经济的持续发展,以及光学光电子、移动互联网、物联网、云计 算、生物识别等相关科学技术的快速进步, 安防视频监控、 消费电子等下游应用 领域产品正呈现数字化、高清化、网络化、智能化等发展趋势,高品质光学镜头 作为安防摄像机、智能手机、车载摄像机、虚拟现实、智能家居、运动    DV、无
人机、医疗器械等产品的核心部件, 正成为影响上述产品应用效果的重要因素之 一。由于光学镜头产品与上述下游终端应用产品存在一配一或者多配一的对应关 系,光学镜头产品未来的发展前景和市场容量同这些下游产品市场的发展趋势密 切相关。
五、光学镜头行业发展趋势
(一)产品结构的变化趋势 精密光学元器件行业的发展受下游整机产品需求的变化而变化。光学元器 件主要应用于投影仪、 数码相机以及精密光学仪器等光电产品, 近几年, 随着智 能手机的快速普及, 数码相机行业整体进入衰退期, 市场份额逐渐被高清拍照手 机取代,苹果引领的智能可穿戴设备浪潮对日本传统光电产品形成致命的威胁。
整体看来,安防、车载、智能手机产品需求的高速成长带动了光学元器件 产业的结构调整。
随着光电产业下游产品结构的调整, 出于产业链中游的光学元 器件行业势必要改变产品研发方向,调整产品结构,向智能手机、安防系统、车 载镜头等新型行业靠拢。
(二)技术升级的变化趋势 终端光电产品正向着更高像素、更轻薄、更价廉的方向发展,对光学元器 件提出了更高的技术要求。 为适应这样的产品变化趋势, 光学元器件在材料、 技 术工艺等方面发生了变化。

本文发布于:2024-09-23 12:30:27,感谢您对本站的认可!

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