光學鏡頭行業競爭格局
發布時間：2023-02-23 1215人看過
光學鏡頭設計的過程是焦距、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間的平衡，任一指標要求的提升，均會使得光學鏡頭設計難度及加工難度上升。正是視覺信息的重要性以及光學鏡頭設計過程中千變萬化的可能性，使光學鏡頭具備廣泛的應用場景，能夠根據不同應用領域差異化的需求，對各項性能指標進行取舍、平衡，實現特定需求下的光學成像。不同領域的鏡頭設計生產也由此具備不同的技術難點，各個光學鏡頭廠商因其選擇的細分領域及技術積累路徑不同，形成差異化競爭格局。
（1）數字安防領域
數字安防行業范圍廣闊、涉及場景復雜多樣，不同場景需要不同的產品解決方案，且對鏡頭解像力、光圈 F 值、紅外共焦性能、可靠性等多個指標的綜合要求較高，其自身即是集成多維核心技術、具備多樣應用場景的領域，使得鏡頭整體設計及生產難度較大，對廠商在技術及產品上的要求較高。除上述指標外，焦距（變焦倍率）作為數字安防鏡頭核心指標之一，決定了其能觀測的范圍及相應適用的場景。
從設計及生產難度來看，一般來說，在解像力、光圈F 值等性能指標類似時，變焦倍率越大，鏡頭設計及生產難度越高。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變焦倍率的要求使其技術門檻相對降低，市場參與者較多，但對變焦速度、解像力、光圈F 值、鏡頭體積等指標要求的提升又使得鏡頭設計生產難度上升，掌握核心技術的廠商具備市場競爭優勢。
除光學性能外，光學鏡頭的小型輕量化及低成本對下游應用具備重要意義，其尺寸及成本決定了集成后攝像機的體積、重量及制造成本。如果一種光學鏡頭在滿足焦距、解像力、光圈 F 值等規格要求的同時實現了小型輕量化及低成本，那么此鏡頭就有可能成為該規格要求下的“標桿性”產品，由此得到規模應用并占據較大市場份額。在定焦、超小倍率變焦市場，因焦距固定或變化范圍較小，已形成了常用的幾個焦段，各廠商產品規格類似，通用化屬性較高。在常用焦段上，掌握玻塑混合光學系統設計技術等核心技術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，形成了“標桿性”產品并占據較大市場份額。
在中倍率變焦、大倍率變焦、超大倍率變焦鏡頭市場，一方面，下游客戶對焦距范圍、解像力、光圈 F 值等指標的選擇多樣，另一方面，鏡頭實現小型輕量化設計及成本控制具備極高技術難度。因此，產品往往根據下游客戶差異化需求進行開發，規格較多，開發頻率及驗證時間大幅度增加。鏡頭設計及生產難度大、開發周期長且具有一定市場應用風險，沒有批量的情況下無法產生效益等因素，造成了該細分領域市場競爭者較少。只有對市場需求把握準確、具備核心技術積累、能夠同時實現高規格要求、小型輕量化設計及成本控制的廠商具備核心競爭力。
（2）機器視覺領域
機器視覺是指用機器代替人眼來做測量和判斷，機器視覺鏡頭包含用于工業無人機、機器人、智能巡檢等機器，實現智能識別、智能分析、智能作業的鏡頭，以及用于工業自動化領域，在產品制造環節中實現識別、測量、定位和檢測等智能制造功能的工業相機鏡頭。
工業無人機用于電網巡檢、航拍測繪等智能作業場景，要求鏡頭具備高解像力、大光圈、光學防抖等性能，特殊應用領域如電網巡檢等無人機無法接近但需要進行細節觀測、分析時還要求鏡頭具備變焦功能。目前，許多工業無人機都是通過連接并攜帶專用的外部攝像機使用，光學鏡頭作為工業無人機作業的任務載荷件，對其續航能力影響較大，受到體積、重量的嚴苛限制。體積、重量的壓縮以及高性能之間的平衡使得工業無人機鏡頭開發，特別是變焦鏡頭的開發及應用具備極高的技術難度。
目前無人機更多地使用定焦鏡頭以完成攝影航拍等消費級應用，部分工業無人機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現應用普及。多組元聯動式變焦光學系統設計技術的突破與發展對實現中大倍率變焦鏡頭的小型輕量化設計具備重要意義，使得變焦鏡頭在無人機上的應用具備較大的市場空間，由此打破原先主要為中國臺灣亞洲光學、日本騰龍等光學廠商占據較大市場份額的競爭格局，推動產業變革。
運用在工業自動化領域的鏡頭，主要具備識別、測量、定位、檢測等四大功能，難度依次增加。因需要準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。特別是在半導體等精密物件檢測領域，對鏡頭上述性能指標的要求更高，因此具備極高的技術門檻。在國外，機器視覺產業較為成熟，已進入了穩定增長期，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。核心部件之一光學鏡頭市場也主要以德系、日系光學廠商為主，包括德國施耐德、德國卡爾·蔡司、日本富士能等，國內廠商積極布局，從中低端市場切入，憑借性價比優勢與國外品牌進行競爭，并向高端產品市場逐步滲透。
（3）其他新興領域
①投影（含激光電視）
投射比指投影儀成像清晰時投影距離與投射畫面寬度的比值，是投影鏡頭的關鍵性能參數，由鏡頭的焦距決定。根據焦距的長短，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，影響了投射畫面的清晰度和明亮度。短焦或中長焦鏡頭設計及生產難度相對較低，具有較多廠商參與市場。超短焦鏡頭因其對短焦距的極致追求導致整體成像光路復雜，鏡頭設計難度極高，需利用自由曲面、反射鏡等光學元件對光路進行反射并解決隨光路復雜化后帶來的畸變、色散等問題。
因此市場上超短焦鏡頭主要由日本理光、日本日東等公司提供，仍主要依賴進口。通過多年研發投入，國內廠商中潤光學、聯合光電等已實現技術突破，積極推動激光電視產業鏈國產化。
②視訊會議鏡頭
不同的場景對視訊會議鏡頭的需求不一，如一般消費者用視訊會議鏡頭對成像清晰度、畸變等要求較低，技術門檻較低，行業競爭激烈。而商務、政府會議等則對視訊會議質量要求較高，從而對鏡頭性能提出了更高的要求，如在大會堂內開會需要大倍率變焦鏡頭，既能夠看清整體參會情況，又能夠通過光學變焦進行放大，清晰看清講話者的神情、語態等；多人視頻場景可能同時需要多人入鏡，則鏡頭需要具備廣角且無畸變的性能；遠程醫療等場景要求清晰展現病人情況、手術細節等，對鏡頭解像力要求極高。該類鏡頭市場因技術門檻較高、市場參與者較少。
③車載鏡頭
由于汽車行業對零部件的可靠性要求極高，認證時間較長，通過認證后，車廠一般不會輕易更換供應商，故企業具備先發優勢。大部分倒車、環視鏡頭對解像力要求不高，技術門檻低，市場競爭者相對較多。相比之下，駕駛員監控系統（Driver monitoring system, DMS ）、高級駕駛輔助系統（AdvancedDriving Assistance System, ADAS）等智能車載新興應用領域對鏡頭工作時間、溫度（-40 度至 120 度環境）、成像質量（包括解像力、光圈等）、視場角、體積等方面有較高要求，能夠開發并穩定制造高解像力、大視場角、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勢。
根據 TSR 報告數據，2021 年，在車載鏡頭市場，舜宇光學的鏡頭出貨量居全球第一位，市場占有率為 34.8%，之后依次為日本 Maxell、日本電產集團（Nidec Sankyo）、韓國Sekonix 等境外廠商，國內廠商仍在積極突破玻塑混合光學系統設計等核心技術、搶占市場份額。另外，ADAS 等自動駕駛應用尚處于新興發展階段，技術門檻的提高及市場空間的廣闊使得具備技術優勢的后來者仍有一定競爭空間。
④電影鏡頭
電影鏡頭作為攝影機的關鍵零件，對成像質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，電影鏡頭的應用已逐漸廣泛，但因其對成像清晰度、曝光級數、動態影像拍攝過程中的畫面畸變、呼吸效應等有極為苛刻的要求，鏡頭設計技術門檻極高，市場參與者較少，且長期被德國、法國、英國、日本等國外光學廠商壟斷。
德國作為一個光學大國，孕育了許多優秀的鏡頭廠商，在 20 世紀，蔡司（Zeiss）、施耐德（Schneider）、徠卡（Leica）等廠商都生產過許多優秀的電影鏡頭。其中，產品最全面的廠商為蔡司，著名的《泰坦尼克號》及《指環王》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）、法國堅無敵（Kinoptik）、英國庫克（Cooke）和英國刀梅（Dallmeyer）。其中愛展能的特點在于目前只生產變焦電影鏡頭，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。庫克發展到如今已擁有了一整套龐大的鏡頭系統，產品包括定焦系列鏡頭及變形寬銀幕鏡頭，同樣多個奧斯卡最佳攝影影片使用了庫克的電影鏡頭。上述電影鏡頭品牌均具有較長的發展歷史和市場積累，具有領先地位。
自從 2008 年以來，電影技術經歷了膠片到數字、2D 到 3D、球面鏡頭到變形寬銀幕鏡頭，標清到超高清的進步，而隨著影視制作對畫質要求的進一步提高，電影鏡頭正向大靶面（全畫幅）、8K 超高清邁進。國內陸續有中潤光學、老蛙、耐司等廠商借助本次靶面更新換代的機會，通過開發全畫幅 8K 電影鏡頭搶占市場。雖然產品系列全面性、品牌知名度等與國外廠商相比仍有一定差距，但預計隨著 8K 全畫幅時代的到來，產品將具備更大的市場潛力。
⑤其他
智能家居、智能消費設備種類廣闊，包括可視門鈴、可穿戴智能設備制造，智能無人飛行器制造（消費級無人機）、運動 DV 等。市場巨大，且細分品類較多，多數仍處于前期培育或興起階段，光學鏡頭廠商市場集中度較低，競爭激烈。未來隨著應用場景不斷拓展、需求端消費升級、向智能化不斷發展，對光學鏡頭的需求也會朝著高解像力、小型化等方向發展，預計具備技術及規模優勢的鏡頭廠商將逐步搶占市場份額，市場集中度提升。
