光学镜头行业分析

光学镜头行业

光学镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。光学镜头是机器视觉系统中的必备组件，直接影响到成像质量的好坏，影响算法的实现和效果。从1812年最早的新月形相机镜头问世至今，光学镜头已经走过了200年的发展史。

经过多年的技术制造工艺的积累，光学镜头行业发展已较为成熟。从全球看，光学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飞速发展，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（Canon）、尼康（Nikon）、富士（Fuji）、奥林巴（Olympus）等。

光学镜头的工艺演变

从组立成镜头的光学镜片特性来看，光学镜头主要分为塑料镜头和玻璃镜头两大类。不论是采用树脂光学透镜组立而成的塑料镜头还是玻璃透镜组立而成的玻璃镜头，其结构都是由多片镜片构成。目前，主流手机所采用的塑料镜头由多至6片光学透镜组立而成，而主要应用于单反相机等高端摄影摄像器材的玻璃镜头中所包含的透镜数可多达17片。透镜数越多，镜头的成像质量越高。

塑料镜头

采用光学塑料制成的光学镜片和光学镜头最早出现于二战时期，以满足战时对望远镜、瞄准镜、放大镜以及照相机等光学设备的大量需求，主要为球面光学镜片。到1985年，美国Vision-Ease镜片公司率先推出PC（聚碳酸酯）处方镜片，此后光学塑料非球面镜片逐渐占领镜片市场的主导地位。

塑料镜头生产的工艺流程分为两个部分：注塑成型和镜头的组立生产。

注塑成型是指通过螺丝杆将塑料搅入注射机加热料筒中塑化﹐达到流动状态，螺杆在旋转过程中到和逐步后退，而塑料则向前积聚，当螺杆停止转动，由注塑活塞通过螺杆注射到闭合模具的模腔中形成制品的成形过程。注塑成型分为塑料非球面镜片成型和手机镜头各类塑料配件成型，如塑料压圈、塑料镜筒、底座等。

在完成零部件的成型检验后，要进行的是镜头的组立，就是将若干镜片，隔圈、压圈等配件，按组立作业标准的要求，进行组装合成成品镜头的过程。

玻璃镜头

玻璃镜头是用光学玻璃组立而成，广泛应用于单反相机等高端摄影设备以及扫描仪器设备中。相对于塑料镜头，玻璃镜头的制造工艺要复杂得多，对精密制造提出了更高的要求。

玻璃镜片加工整个流程可分为研磨、镀膜、定心、洗净四大流程：

玻璃塑料混合镜头

玻璃塑料混合镜头是由光学玻璃镜片和光学塑料镜片共同组立而成的镜头，这种镜头综合了玻璃和塑料两种透镜的特点，具有高折射率的光学性能和稳定的化学性能，广泛应用于监控摄像头、数码相继摄像头等镜头模组中，一些单反相机镜头也采用玻璃塑料透镜混合组成的镜头。

塑料镜头与玻璃镜头的对比

塑料镜头与玻璃镜头由于在材料属性、加工工艺、透光率等方面都存在着很大的差异，因此最终的适用范围也大有不同。塑料镜头由于可塑性强，容易制成非球面形状，方便小型化等特点，广泛用于手机平板等移动设备上；而玻璃镜头由于对模造技术、镀膜工艺、精密加工等方面有着较高的要求以及其透光率高的特点，更多应用于高端影像领域。

手机镜头尺寸与像素一直有着密切的关系

光学镜头最为手机最重要的部件之一，自从2000年9月夏普发布首款搭载摄像头的手机以来，其像素一直在不断提升，从最初的11万像素一直提升至现在的2000万像素。

手机镜头像素提升的背后是手机镜头尺寸的变化，也就是手机传感器（CMOS）尺寸的不断增加，CMOS尺寸越大，像素就越大。

产业链分析

在传统相机镜头占光学市场主流的阶段，光学镜头产业链一直由佳能、尼康、卡尔·蔡司等国际巨头所主导。随着数码电子产品的快速普及以及智能终端产品市场的爆发，光学镜头产业链经历了大的调整，采用树脂镜片支撑的塑料光学镜头逐渐成为市场主流，一大批光学镜头厂商在这波浪潮中崭露头角并占取市场重要地位。

塑料镜头

塑料镜头产业链较长，从最上游的光学塑料材料和机器设备，到中上游的光学镜片，再到中游的光学镜头，延伸至下游的摄像头模组，最后到手机、平板等各类电子产品。

光学塑料材料目前分为热塑性材料和热固性材料，前者是指反复加热仍可塑的塑料，后者指的是在所用的合成树脂在加热初期软化，具有可塑性，继续加热则随着化学反应变硬使形状固定不再发生变化。目前用于生产光学镜片的光学塑料大部分为热塑性塑料。目前光学塑料供应商主要为日本厂商。

在上游的加工仪器设备方面，主要有镜片的成型设备和镜头的组立设备。通常一条生产

手机等移动设备用的光学镜头生产线需要如下的设备配置，需要成本约为106万美金。

目前国产设备虽然已经覆盖生产线的各个环节，但在质量和精度方面与进口设备差距较大。因此，目前国内光学镜头厂商都采用进口设备来进行生产。

在中游的光学镜片和光学镜头方面，目前台湾和日韩厂商占据市场的大部分份额。国产厂商舜宇光学近年来发展快速，市场占有率得到显著提升。手机镜头是塑料镜头的最大应用市场，而随着手机摄像头像素的不断提升，光学镜头的设计难度也越来越大。当前手机镜头的分水岭在800万像素，目前能够提供800万以上像素手机镜头的光学厂只有台湾大立光和玉晶光电、韩国的世高光、日本关东辰美和中国大陆的舜宇光学，五家厂商出货量占到了全球65%的份额。

玻璃镜头

玻璃镜头的上游主要是光学玻璃，用于生产镜头镜片的光学玻璃供应商目前主要集中在日本旭硝子公司、日本电气硝子公司和德国肖特公司、美国康宁等公司，这些企业凭借其在光学玻璃领域的先进技术积累，已经成为集特殊品质和特种光学玻璃、光学元件以及光电产品生产为一体的高科技企业。国内企业由于在该领域起步较晚，技术相对落后，目前还处于传统光学玻璃生产阶段，产品技术含量相对较低，在特殊品质和特种光学玻璃等高档产品方面与以上国际先进企业具有一定差距。同时，需要看到的是，国内企业有着原材料、人力、能源等成本低等优势，正在快速追赶国际巨头的步伐，将来上游光学玻璃很有可能出现国内厂商的替代品。

不同于塑料镜片，玻璃镜片在生产过程中是单个镜片加工研磨，而塑料片可以批量加工，一次套好磨具，可以加工几千、几万片。因此生产玻璃镜片的设备与塑料镜片有很大不同。

在镜头方面，相比塑料镜头，玻璃镜头有着化学性能稳定、抗变形、耐高温高湿、防刮等优点，然而由于玻璃镜片加工成本和难度较高，导致玻璃镜头比塑料镜头的加工难度更大，