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2018年中国光学镜头行业发展现状及发展趋势分析【图】

2018年06月22日 15:03:30字号:T|T

    (一)行业概况

    1、光学镜头行业发展概述

    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。光学镜头是光学成像系统中的必备组件,直接影响到成像质量的好坏,影响算法的实现和效果。

    (1)全球光学镜头发展概述

    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二百多年的发展史。 19 世纪初,英国物理学家乌拉斯顿发明了新月形镜头,只有一片凹面朝前的新月形凸透镜片是世界上最早的摄影镜头。从此为始到 20 世纪 60 年代,相继出现双片镜头、三片库克镜头、双高斯镜头、四片天塞镜头、五片海狸亚镜头、六片松纳镜头等。在此期间, 1950 年前后,美国的弗兰克拜克博士设计出世界上第一款用于照相机的变焦镜头。从 1970 年始,日本宾得率先研发出 SMC 多层镀膜技术;同时,民主德国的卡尔•蔡司•耶拿推出 MC 多层镀膜镜头,随后该技术广泛应用。 20 世纪 90 年代,佳能研发出世界第一款带有 IS 防抖功能的内对焦 35mm 相机镜头,随后尼康(Nikon)、适马(Sigma)、腾龙(TAMRON)纷纷研发出自己的光学防抖技术。时至今日,在相机数码化之后,镜头厂商针对数码相机的特性设计了数码镜头,及围绕感光元件的特性进行设计并改进。

    经过百年发展,光学镜头行业已经较为成熟。在世界范围内,发达工业国家的光学镜头制造工艺较为领先,尤其是德国和日本在镜头的研究与制造方面拥有悠久的历史与传统,造就了莱卡(Leica)和卡尔蔡司(CarlZeiss)等光学巨头,其中卡尔蔡司镜头至今仍为世界镜头制造技术的典型代表。日本光学镜头产业自二战后飞速发展,凭借更高性能价格比,在全球镜头行业市场逐渐占据优势,其主要生产企业有佳能(Canon)、尼康(Nikon)、富士(Fuji)、奥林巴斯(Olympus)等。

    (2)中国光学镜头行业发展概述

    我国光学镜头产业的发展与军工技术密不可分,二十世纪六七十年代,我国光学企业主要为云南、 四川、 福建等地的军工企业。 国产民用光学镜头产业起步较晚, 2000年后才有部分光学企业涉足民用光学镜头市场。2008 年之前国内光学镜头市场基本上被日本、德国品牌所垄断,安防监控市场、手机市场、医疗影像市场的光学图像设备上基本没有中国大陆自主生产的镜头,台湾企业生产的镜头产品也仅出现在少数较为低端的设备上。

    随着日本光学镜头制造工业的成熟和应用产品的日益增加,光学产品成本降低,日本的光学技术也逐渐扩散到邻近国家和地区。包括台湾、韩国以及中国大陆在光学镜头生产上规模日益扩大,涌现出了像台湾大立光、亚洲光学等具有世界先进水平的企业。近几年来光学镜头产业迅速向中国大陆转移,中国大陆正逐步成为世界光学镜头的主要加工生产地。 成像像素升级的放缓, 给中国大陆的光学镜头企业留下追赶空隙,安防、车载等应用领域以及其他新兴应用市场产生了一批差异化竞争企业。目前,中国安防市场迅速发展,海康威视、大华股份等国内安防龙头企业与博世、安讯士等世界知名安防企业展开充分竞争,国产化替代正在加速。在高分辨率定焦、星光级定焦、大倍率变焦、超高清、光学防抖、安防监控一体机镜头等中高端光学镜头方面,以舜宇光学、联合光电、宇瞳光学等为代表的国内企业经过持续研发积累,逐步打破了日本、德国技术垄断,迎来发展良机。

    2、光学镜头产品分类

    从镜头的光学镜片特性来看,光学镜头主要分为塑胶镜头、玻璃镜头和玻璃塑胶混合镜头三大类。不论是采用塑胶镜片组立的塑胶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。一般而言,镜片数量越多,镜头的成像质量越高。塑胶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。塑胶镜头是由光学塑胶镜片组成的镜头,由于可塑性强,容易制成非球面形状,方便小型化等特点,广泛应用于手机、数码相机等设备上。玻璃镜头是由玻璃镜片组立而成,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,如单反相机、高端扫描仪等设备。玻璃塑胶混合镜头,由部分玻璃镜片和部分塑胶镜片共同组成,结合了二者的特点,具有高折射率的光学性能和稳定性,广泛应用于监控摄像头、数码相机、车载摄像头等镜头模组中。

塑胶镜头、玻璃镜头及玻璃塑胶混合镜头特征对比

镜头种类
工艺难度
量产能力
成本
热膨胀 系数
透光率
应用范围
优势厂商
产业集中度
塑胶镜头
可达92%
手机摄像头、 数码相机
大立光、舜宇光学、玉晶光电
较高,前五大厂商占据市场 60%份额
玻璃镜头
可达99%
单反相机、 高端扫描仪
佳能、尼康、卡尔蔡司、索尼
高,几家国际巨头垄断
玻璃塑胶混合镜头
介于前二者之间
介于前二者之间
车载、数码相机、安防监控
舜宇光学、宇瞳光学
较高

数据来源:公开资料整理

    (二)光学镜头产业链概述

    1、行业的上、下游

    光学镜头研发与制造处于产业链中游,其上游为光学镜头生产所需的设备仪器及原材料,原材料主要包括玻璃镜片、塑胶镜片、电子零件、塑胶原料、金属部件等。下游为光学镜头的应用领域,主要包括安防监控设备、手机相机摄像头模组、车载摄像头模组、机器视觉系统、 VR/AR 设备等。

光学行业上下游产业链

数据来源:公开资料整理

    2、上游行业发展状况对处行业的影响

    光学镜头的生产主要使用玻璃镜片、塑胶镜片、塑胶原料、金属部件及电子元器件等原材料。上游行业所提供的原材料对于本行业的影响主要体现在价格因素和品质因素。例如,电子元器件等材料的价格上涨,将会导致光学镜头的出厂价格上涨;光学原材料的品质若不能达到本行业的工业标准,则将导致光学镜头的品质难以得到保障或者镜头出货量降低。

    3、下游行业发展状况对行业的影响

    光学镜头行业的下游根据产品应用领域主要分成三大类型:安防监控系统制造商、手机摄像头模组生产厂商和车载摄像头模组生产厂商。安防视频监控领域,镜头行业下游主要面向的是安防视频监控设备生产制造厂商。随着中国城镇化水平的不断提升,“平安城市”、“智慧城市”、“智能交通”等大型项目的全面推进以及各级政府及有关部门把“加强社会治安防控体系建设”作为重点工作,为我国安防产业的发展提供了良好的政策环境。从全球角度来看,随着全球恐怖主义和破坏活动不断发生、世界局部地区的局势动荡以及各种组织机构面对的安全风险日渐增多,安全议题得到空前重视,全球对安防产品的需求量逐步扩大。近年来,在安防需求市场的强劲带动下,安防监控设备的生产制造商保持了快速的发展。手机摄像头模组近年来进入了激烈的差异化竞争。随着智能手机的全面普及,摄像功能成为了各大手机厂商的竞争关键。手机镜头模组生产商也积极向着双摄像镜头、广角、超薄、大光圈、光学防抖等高端领域发展,这也对中游的光学镜头生产商提出了更高的品质和工艺要求。

    在车载电子等消费电子领域中,镜头行业下游主要面向的是车载摄像头模组生产类厂商。随着欧美等国家对于道路交通安全和汽车安全的要求不断提高,以及 ADAS和未来无人驾驶市场的兴起,车载摄像头模组生产商迎来了发展的良机,也对车载镜头提出了更高的品质要求和出货量要求。

    综上,随着终端应用产品市场的迅速兴起,下游行业的发展对光学镜头的设计水平和精密生产加工能力提出了更高的要求,同时其与日俱增的市场需求也为光学镜头行业的可持续健康发展提供了宝贵的契机。

    4、光学镜头的应用领域概述

    光学镜头的应用领域广泛,可划分为消费级市场应用和工业领域应用两大类。

    (1)消费级市场应用

    光学镜头消费级市场方面应用

应用领域
应用描述
专业相机镜头
专业相机镜头一直以来是光学镜头最早也是最重要的应用领域,代表着光学镜头的发展工艺。相机镜头是指相机上接收光学对象,并且对其进行调整,从而实现光学成像的光学器材。专业相机镜头主要分为变焦镜头、定焦镜头、广角镜头
手机相机模组镜头
2000 年 9 月,夏普发布内置了 11 万像素 CCD 摄像头的夏普 J-SH04 手机,成为了首款搭载摄像头的手机。自此以后,手机光学镜头,特别是在智能手机时代,一直飞速发展, 到如今主流手机镜头已经发展为千万级像素并且搭载双摄像头
安防监控镜头
视频监控是安全防范系统的重要组成部分,以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于众多公共场合。近年来,随着计算机技术、网络技术、多媒体技术、图像处理、传输技术以及投影拼接显示技术的发展,为现代城市实施视频智能网络监控提供了有力的技术保证和支持。摄像监控是视频监控系统的核心部分,需要众多类型的光学镜头尤其是高清镜头予以支持
车载镜头
随着汽车技术的发展, 人们要求在汽车驾驶过程中能非常实时的呈现视频和音频的功能, 为定位提供更多的方便, 于是车载镜头应运而生。在当今自动驾驶的大势下,车载镜头有着更加广泛的应用和市场空间。
VR/AR 设备镜头
虚拟现实(Virtual Reality, VR),是指采用计算机技术为核心的现代高科技手段生成一种虚拟环境, 用户借助特殊的输入/输出设备,与虚拟世界中的物体进行自然的交互,通过视觉、听觉和触觉等获得与真实世界相同的感受增强现实(Augmented Reality, AR),是一种实时地计算影像的位置及角度并加上相应图像的技术, 这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动不论是 VR 还是 AR 设备,都需要光学镜头来协助进行与环境的交互,尤其是 AR 设备,为了实现现实场景和虚拟场景的结合,需要更大量的摄像头来配合

数据来源:公开资料整理

    (2)工业领域应用

    光学镜头在机器视觉检测方面亦有着广泛的应用,其具体应用主要体现在以下四方面:机械零件测量、塑胶零件测量、玻璃及药用容器测量、电子组件测量等。

光学镜头在及机器视觉方面应用

 
应用领域
详情
机械零件测量
精密机械组件的测量,其中大部分为汽车零件
塑料零件测量
某些橡胶零件在拿取时容易因变形而改变其原本形状,因此必须要使用非接触光学测量仪器来进行量测
玻璃及药用容器测量
小玻璃瓶,胶囊,小药瓶等,以避免在量测过程中因接触而产生破裂
电子组件测量
电阻,晶体管及 IC 电路须使用微型镜头来检测其尺寸及连接点的位置
其他特殊应用
粒子测量、测量高精度彩色打印、半导体光罩测量、过滤器控制、血液分析及细胞数量计算等

数据来源:公开资料整理

    (三)行业市场情况

    如今,光学镜头已经不仅仅是应用于相机,其应用广度和深度,已经有了本质上的进步和改变。首先,光学镜头在工业领域有着非常广的应用,其具体应用主要体现在机器视觉的机械零件测量、塑料零件测量等方面。相比工业领域,光学镜头在消费级市场有着更加广泛的应用,包括专业相机镜头、手机相机模组镜头、安防监控镜头、车载镜头等诸多领域。

    目前,从全球光学镜头的应用看,手机、视频监控、车载摄像机是三个最大的终端市场,可以很大程度上影响光学镜头模组行业的整体趋势。全球光学镜头模组在手机、视频监控、以及车载镜头领域的合并收益将维持增长趋势, 2017 年合并市场收益约为 57.31 亿美元,预计 2021 年可达约 73.67亿美元,其中全球手机摄像头的营收将达到 53.26 亿美元,全球监控镜头营收将达到9.82 亿美元,全球车载镜头营收将达到 10.59 亿美元。此外,全球机器视觉市场,作为具有较大发展潜力的下游应用领域近年来增长迅速。随着现代工业自动化技术日趋成熟,越来越多的企业考虑如何采用机器视觉来帮助生产线实现识别、检测等功能,以提高效率并降低成本。相关报告显示,到 2020 年全球机器视觉行业市场规模将达到 125 亿美元, 2025 年将超过 192 亿美元。

全球光学镜头市场规模(合并手机、监控、车载摄像头领域)

数据来源:公开资料整理

    根据行业产品所处应用领域,以下分别针对安防监控、车载摄像头、机器视觉、VR/AR 四个细分市场进行具体分析。

    (1)安防视频监控市场现状及趋势

    ①全球安防视频监控市场增长迅速

    欧美发达国家近年的安防视频监控市场持续保持了较快增长,且目前已进入产品“高清化、网络化、智能化”的升级换代阶段。与此同时,中国、印度、巴西等新兴经济体的安防视频监控市场需求迅速扩大。对于加速转型的亚洲、中东及中南美洲地区等新兴经济体而言,经济增长与社会转型并行,中上阶层人口膨胀、社会流动性增大等诸多因素致使社会治安防范复杂度不断提高,预计未来用于维护公共安全的投资将呈快速增长趋势,新兴经济体的安防视频监控市场将保持高速增长。整体而言,未来随着各国政府对安防问题的持续关注, IT 通讯、生物识别等相关技术的进步,以及安防监控市场的全球化趋势不断加快,来自欧美地区的升级换代需求及新兴国家市场的新增需求将促使安防视频监控市场保持稳步增长。

     近五年来全球视频监控市场规模高速增长,年复合增长率约为 18%, 2016 年市场规模达 3,010 亿元。未来全球视频监控市场需求将随着高清、智能产品的持续性渗透而扩增,预计 2021 年全球视频监控市场规模可达 4,600亿元。

    ②中国成为全球安防视频监控最核心市场

    近年来,中国视频监控市场规模持续扩张,从 2011 年 290 亿元迅速增长至 2016年的 962 亿元,年复合增长率 27.1%。目前中国安防视频监控系统逐步升级,迎来智能化“2.0”时代。在安防“1.0”时代,同质化现象明显,市场集中度更趋向于在价格战中具备规模优势的大中型专业设备商。而智能化“2.0”时代对于视频监控将会是一个全新的时代,价格竞争将向技术竞争良性转变,产业核心竞争力转移,技术门槛提高,产业集中度将提升,相关产品将依托互联网大数据,结合人脸识别、虹膜识别等生物识别技术,满足用户在不同场景,对不同安全防范级别的要求,人工智能也将在产业中得以应用。

中国视频监控行业市场规模

数据来源:公开资料整理

    未来,根据安防产业“十三五规划”的产业发展目标:到 2020 年,安防企业总收入约达 8,000 亿元,年增长率 10%左右。安防行业整体市场需求将稳步上升。而作为安防产品的重要组成部分,视频监控市场也将受到利好影响。此外,视频监控的下游应用主要是平安城市、智能交通、智能楼宇,而这些领域都处于快速发展期,加之政策支持,因此未来视频监控市场将大力扩张。

    ③安防视频监控镜头市场稳定增长,中国制造商占据主导

    在全球安防视频监控市场持续扩张的带动下,安防视频监控镜头市场近年来发展较快,未来也将保持增长趋势。2017 年全球监控镜头出货量达 1.86 亿件,预计 2021 年出货量可增至 2.46 亿件。全球监控摄像机镜头销售收入预计将从 2017 年的 6.53 亿美元增长至 2021 年的 9.82 亿美元,年复合增长率约为 8.50%5。目前全球市场更加青睐高品质、价格合理的产品,如定焦镜头依旧占据市场主导地位,但高像素镜头将成为未来的发展趋势。

全球监控镜头市场规模

数据来源:公开资料整理

    监控摄像机镜头是少数垄断型市场,中国供应商正占据主导地位。 2017 年前三位供应商监控摄像机镜头的出货量占全球监控摄像机镜头出货量 66.1%的市场份额,分别为宇瞳光学(38.1%)、舜宇光学(16.1%)、福光股份(11.8%);前五位占 79.0%,前十则占 93.9%6。未来,领头供应商将会抢占更多市场份额,竞争会日趋激烈。

全球监控摄像头镜头制造商市场份额(2017)(按出货量)

数据来源:公开资料整理

    (2)车载摄像头市场现状及趋势

    ①全球 ADAS 系统与车联网市场高速增长

    目前,车载摄像头处于无人驾驶与车联网市场的双风口。一方面,车载摄像头是ADAS 系统的主要视觉传感器。现在自动驾驶时代来临, ADAS 系统作为无人驾驶的“桥梁”存在,也迎来了高速增长时期。全球范围内 ADAS 规模保持每年 30%以上的增速增长。在中国,ADAS 市场规模将开始迅速增长,从 2015 年到 2020 年年复合增长率可高达 58%, 2020 年规模将增至 757.83 亿元。另一方面,车载摄像头未来将是车联网信息处理的重要入口。虽然2016 年中国车联网市场规模仅为 77 亿元,未来十年将开始高速成长,在 2025 年增长至 2,162 亿元。

    ②全球车载摄像机镜头市场持续扩张,准入门槛较高

    车载摄像机市场分两类,成像式摄像机和感应式摄像机。目前图像式相机占据市场主导地位,但感应式镜头需求也在保持增长态势,包括混合镜头。美国、欧洲、日本是车载镜头的领先市场,未来中国市场需求有较大的增长潜力。市场竞争方面,车载摄像机市场及其镜头是少数垄断市场。如感应式镜头市场 2017 年前三家供应商出货量超过市场份额的 60%市场份额,甚至前五家供应商占据 75.1%,技术难关大,市场门槛比较高。而 2017 年成像式镜头前三家出货量占据 42.1%的市场份额,前五家供应商占总市场份额的 57.5%,因为技术难度比感应式要低,供应商多竞争激烈。

    车载镜头,作为车载摄像机的主要部件,是指安装在汽车上以实现各种功能的光学镜头,主要包括内视镜头、后视镜头、 前视镜头、侧视镜头、环视镜头等。 2016年车载镜头出货量为 8,880.7 万件,相较于上一年增长 19.8%;预计市场将持续扩张,到 2021 年市场规模扩至 14,319.2 万件。全球车载摄像机镜头收益也将持续上升, 预计 2021 年收益规模将在 2017 年 3.95 亿美元的基础上增长约 85%至 10.59 亿美元。

全球车载镜头出货量

数据来源:公开资料整理

全球车载镜头市场规模

数据来源:公开资料整理

    ③中国车载镜头市场发展迅速,未来增长潜力大

    近年中国车载镜头行业处于扩张期,产业发展迅速, 2011 年中国车载镜头产能为400 万件, 2013 年增长至 860 万件, 2015 年扩产至 1,880 万件。未来,中国车载镜头市场也将受到 ADAS 与车联网市场爆发的大力推动将持续扩张,增长潜力巨大。

中国ADAS市场规模预期

数据来源:公开资料整理

2025年中国车联网市场规模预测

数据来源:公开资料整理

    (3)机器视觉市场现状及趋势

    ①机器视觉应用领域广泛且渗透率将逐步提升,光学镜头是其重要组件

    机器视觉是通过计算机来模拟人类视觉功能,以让机器获得相关视觉信息和加以理解,即用机器代替人眼做测量与判断。机器视觉系统主要分为三部分——获取、处理与分析、输出/显示图像。具体操作则是通过图像摄取装置,将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,得到被摄目标的形态信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行特征识别,从而控制现场设备的动作。

    机器视觉是人工智能快速发展的一个分支,即是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉被誉为智能制造的“眼睛”,是提高制造业生产效率和智能自动化水平的关键。机器视觉主要指计算机图像识别,即用算法软件对数字图像进行识别。机器视觉的软硬件构成一般包括光源、光学镜头、图像采集卡、图像处理单元和视觉处理软件。其中,光学镜头是机器视觉系统中的重要组件,对成像质量起到关键性作用,影响成像质量的主要指标:分辨率、对比度、景深以及像差。目前市场上镜头种类繁多,质量差异大,成像质量低的镜头可能导致系统开发失败。

    机器视觉应用渗透各个产业,其中包括工业、农业、医药、军事、航天、气象、天文、公安、交通、安全、科研等领域。从规模来看,国内机器视觉应用下游中,电子制造、汽车、制药以及包装机械市场份额占比接近 70%13。其中电子制造行业整体规模最为庞大,而机器视觉在汽车行业渗透率已增至 30%14。未来随着消费电子领域需求的爆发、汽车行业与食品行业质检要求的提高、制药行业与印刷行业自动化升级改造提速,机器视觉的渗透率将不断上升,发展空间巨大。

    ②全球机器视觉技术逐步成熟,国家级政策推动产业持续扩张

    20 世纪 60 年代,机器视觉的概念在全球范围内被正式提出,研究人员开始深入研究三维结构; 20 世纪 70 年代,机器视觉有了初步发展,完整的视觉理论首次被提出,同时出现了一些视觉运动系统的简单应用,以及由图像传感器提供的清晰图像;20 世纪 80 至 90 年代,机器视觉进入蓬勃发展时期,处理器以及图像处理技术的迅速发展为机器视觉的高速发展奠定了基础条件。而在这一时期,中国的机器视觉行业开始真正起步。 21 世纪后,机器视觉技术逐步走向成熟,机器视觉产品在下游行业,尤其是工业控制领域得到了广泛应用。

    随着市场的迅速扩展和技术的迅速成熟,机器人产业迎来了前所未有的良好发展机遇,因此将很大程度上利好机器视觉产业发展。原本以人为主导的生产模式,逐渐向以工业机器人为主导的生产模式转变。工业大国提出机器人产业政策,如德国“工业 4.0”、日本机器人新战略、美国先进制造伙伴计划、中国“十三五规划”与《中国制造 2025》等国家级政策,皆纳入机器人产业发展为重要内涵,将促使工业机器人市场持续增长,从而带动机器视觉市场发展。

    随着近年来全球机器视觉市场规模的扩张,作为机器视觉重要组成部分的光学镜头市场稳步发展, 2017 年全球应用于工业和自动化领域的机器视觉镜头市场规模为 14 亿美元,预计 2023 年增长至 28 亿美元,复合增长率达 12%15。

    ③中国机器视觉处于快速成长期,未来成长空间大

    中国机器视觉处于快速成长期。国内机器视觉起步于 20 世纪 80 年代的技术引进,半导体和电子行业是较早的应用行业之一。 2006 年以前,国内机器视觉产品应用主要集中在外资制造企业,规模很小。 2006 年国内机器视觉市场开始启动。虽然中国机器视觉产业起步较晚,但得益于下游行业应用广泛发展迅速,目前已成为继美国和日本之后的第三大应用市场。

    从市场规模来看,中国机器视觉行业目前处于工业机器人的发展拐点,未来发展空间大。随着各行业自动化、智能化程度的加深,未来五年机器视觉市场将继续增长,预计 2018 年将达到 200 亿左右(包含系统集成) 16。中国高精度制造及其相应的自动化生产线应用逐年增长,机器视觉正快速地取代常规的人工视觉。从行业公司来看,中国的国际机器视觉品牌已超 100 多家,中国自己的机器视觉企业也超过 102 家,机器视觉产品代理商超过 200 家,专业的机器视觉系统集成商超过 50 家,涵盖从光源、光学镜头、图像采集卡以及智能相机等所有机器视觉产业链产品。

    (4) VR/AR 领域光学镜头市场现状及趋势

    虚拟现实技术(Virtual Reality,简称 VR)是指结合多领域前沿技术(计算机图形技术、人机交互技术、传感器技术、人机接口技术、人工智能技术等),借助专业设备,让用户进入虚拟空间,实时感知和操作,从而获得身临其境的真实感受。简单地说,虚拟现实技术就是用计算机创造以假乱真的世界,其最重要的特征是具有沉浸感,当置身其中时,接受视觉、声音、触觉乃至嗅觉的多重虚拟信号令人难辨虚实,产生身临其境的错觉,从而大大提升了人类的感知体验。 VR 设备倾向走娱乐化路线,占比日益提升的文娱消费是巨大的市场蓝海。

    增强现实技术(Augmented Reality,简称 AR)多以虚拟现实技术为基础发展而来,两者在虚拟信息的 3D 模型构建、传感器交互领域高度重合,但增强现实技术在空间感知和“虚实融合”显示技术方面提出了“进阶要求”。 AR 设备有潜力成为提高生产力的辅助工具,将首先为企业级用户采纳。

    ①VR/AR 行业应用前景广阔,光学镜头是常规组件

    目前比较常规 VR/AR 设备套组由 4 种组件组成:头戴式显示设备(HMD)、主机系统、追踪系统、控制器。 头戴式显示设备(HMD),俗称虚拟现实眼镜,是一种硬件设备,放在用户眼前,让用户看到 AR 或 VR 效果。 HMD 硬件通常包括以下组成部分:显示屏、处理器、传感器、 摄像头、无线连接、存储/电池、镜片。其中,摄像头是头戴式显示设备的必要组成硬件之一, 部分 VR/AR HMD 设备通过前置摄像头进行拍照、位置追踪和环境映射,必要时也允许用户“看透” HMD 设备;部分 ARHMD 则采用内部摄像头来感知环境和周围目标。因此, 光学镜头是 VR/AR 常规组件。VR/AR 在消费级市场应用广阔。 VR 在消费级市场上可以广泛应用于游戏、 影视、教育、房地产、旅游、汽车、电商、广告、医疗、社交等领域。 AR 在消费级市场上主要应用于实景应用游戏(如 Pokemon GO)、商场立体营销、旅游等,未来还可以延伸到社交等领域。

    目前,市场咨询机构普遍认为 VR/AR 与泛娱乐行业的结合是产业的突破口及重要营收来源,而消费升级将推动泛娱乐行业的发展,从而带动 VR/AR 市场增长。现在,随着 80 后、 90 后成为社会的中坚力量和最重要的消费群体,该群体追求个性化与新鲜感,在物质及精神层面消费的追求将进一步推进消费结构转型。他们在成长中见证了游戏机、影视剧、电脑、手机给社会生活带来的巨大变化,对新事物新科技的接受能力极强,也在文化娱乐等精神领域有着高消费和高追求。游戏、影视是年轻人生活中重要的组成部分,而 VR/AR 技术与游戏、影视的天然结合将大大提升用户的此外,由于增强现实(AR)的工具属性更强,因此在企业级市场上也有较广泛的应用。 AR 在企业级市场上,如军事、安防、工业维修等领域,可以辅助进行远程的专家指导。在医疗领域,可以通过佩戴 AR 智能眼镜进行第一视角的手术直播或者辅助教学等。在教育领域里,可以利用 AR 将二维图像三维化,并在此上面叠加一些信息,能有效解决知识传递的问题。

    ②全球 VR/AR 市场将保持快速增长态势

    全球增强现实和虚拟现实市场 2016 年的营收在 52 亿美元左右,预计全球增强现实和虚拟现实市场营收将在 2020 年达到 1,620 亿美元, 2015年至 2020 年期间的复合年增长率为 181.30%18。未来四年增强现实(AR)的市场规模将会是虚拟现实(VR)的两倍。 2016 年全球 AR 和 VR 设备总发货量为 1,010 万台,预计 2021 年 AR 和 VR设备的总发货量有望超过 9,940 万台。尽管当前虚拟现实(VR)设备在收入方面占据市场主导地位,预计未来增强现实(AR)将迎来迅速发展。 2016 年 AR 设备的总营收为 2.09 亿美元,在 2021 年有望突破 487 亿美元。而 VR 设备在 2016 年的总营收为 21 亿美元,在 2021 年会增长到 186 亿美元19。 AR 设备目前的营收与四年后相比相差悬殊,主要由于 AR 设备平均比 VR 设备贵 1000 美元,所以导致 AR 在最初消费者数量较少。

    ③中国 VR/AR 市场已起步,未来发展可期

    目前国内的虚拟现实与增强现实产业还处于起步阶段,尚未形成明确领跑者,参与到相关领域的企业大幅增加,主要集中于硬件研发及应用配套领域。同时, VR、AR 等新兴技术产业发展被列入“十三五”规划,具有重要意义,将大力推动涵盖上下游的整个产业链发展,有利于 VR、 AR 技术的普及,以及与各行业的融合发展,有望形成“VR+”“AR+”的新趋势。对于国内市场, 2016 年国内虚拟现实市场规模将达到 56.60 亿人民币, 2020 年市场规模预计超过 556.30 亿人民币;中国增强现实市场规模也将持续上升, 2016 年市场规模约为 33.90 亿人民,预计 2020年可增至 1,187.70 亿人民币。

中国增强现实市场规模及预测

数据来源:公开资料整理

    (四)行业技术水平及发展趋势

    1、行业技术水平及发展趋势

    光学镜头是应用于安防镜头、车载镜头及消费类电子镜头行业的高度精密产品,其质量水平是各类终端成像系统的重要参考依据。光学镜头的设计、制造是一项复杂的系统工程,融合了光学、机械、电子和软件等一系列技术。同时,由于不同终端所应用场景的不同,对于成像质量与应用环境也有着不同的需求,因此对于镜头制造厂商在镜头设计、生产工艺和精密加工等方面提出了更高的技术要求。目前,光学镜头行业高端产品如相机镜头等,主要还是集中在日本和德国等光学镜头起步早的发达国家。

    在发展的过程中,安防监控镜头行业技术发展呈现以下特点:

    (1)跨学科的先进制造技术不断融入镜头加工技术中

    随着安防监控镜头成像质量的提高和规模化生产的发展,半导体加工领域和其他领域的先进制造技术不断融入镜头加工技术中,使现代精密光学元件的加工技术、工艺、设备等较传统光学加工技术发生较大变化。目前,数控加工技术(CNC)、计算机辅助设计(CAD)、精密切割技术等已经开始应用到安防监控镜头加工的生产工序中,这不仅大大提升了生产效率和品质保证能力,而且正在改变光学加工技术依赖个人的操作技巧和经验的局面,为安防监控镜头加工能够进入规模化生产提供了可靠保障。

    (2)光学薄膜技术成为关键技术

    由于现代安防终端镜头向功能集成化和高精度方向发展,镜片的分光光谱特性等只有依靠光学薄膜才可以实现。精密光学薄膜的偏振分光、减反射、光谱波长准确定位(通常在纳米级)等特性是目前其他任何技术无法替代的,所以光学薄膜技术是安防终端镜头加工的关键技术。

    (3)大口径小型化的发展趋势

    为了提高镜头的通光量就要加大镜头的口径,其在环境昏暗和夜间模式下的画面亮度相比小口径镜头有更优质的表现。小型化是指镜头结构紧凑,可以适用不同产品安装和减小产品的体积。相比国外的百万像素监控镜头,其非球面技术的应用成熟,往往同一款镜头,其焦距足、口径大、结构小,清晰度高。国内各大镜头厂家已逐渐应用于百万像素监控镜头新产品的使用上,与国外厂家一争高下。

    (4)高清化、网络化、智能化对技术的要求日益提升

    随着安防监控视频技术应用范围和场景的逐步拓展,以及安防监控在高清化、网络化、智能化等方面的要求日益加强,安防监控镜头产品在大倍率变焦、光学防抖、超大光圈、透雾、红外夜视、超广角、虚焦处理、高可靠性等方面的技术水平要求日益提升。

    相关报告:智研咨询发布的《2018-2024年中国光学镜头市场运营态势及投资战略咨询报告

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