2020年中国光学镜头细分应用领域调研分析及市场发展建议
光学镜头是机器视觉系统中必不可少的部件，直接影响成像质量的优劣，影响算法的实现和效果。光学镜头从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头，长焦镜头；从视场大小分有广角、标准，远摄镜头；结构上分有固定光圈定焦镜头，手动光圈定焦镜头，自动光圈定焦镜头，手动变焦镜头、自动变焦镜头，自动光圈电动变焦镜头，电动三可变（光圈、焦距、聚焦均可变）镜头等。
根据使用时能否调整焦距，光学镜头可以分为定焦镜头和变焦镜头两大类。根据组立成光学镜头的镜片特性，光学镜头主要分为玻璃镜头、塑料镜头以及玻塑混合镜头三大类。
原材料：光学镜头行业主要原材料为：光学玻璃、光学塑料等光学材料产业，上游为光学元件、电子元件、机械结构件等，其中核心是光学材料和光学元件。总体而言，光学材料、光学元件、电子元件、机械结构件等上游原材料市场处于充分竞争状态，供应充足、价格稳定。上游原材料，特别是光学材料、光学元件的价格波动、质量水平对光学镜头的成本和品质影响较大。
行业发展现状：近年来，光学镜头行业呈现出一系列发展特点，主要如下：
①下游应用领域不断扩展：光学镜头是光学成像系统中的核心组件，对成像质量起着关键作用。20世纪以来，光电子技术快速发展，作为光电子领域重要信息输入端口的光学镜头应用范围也从最初的光学显微镜、望远镜、胶片相机等领域不断向安防视频监控、数码相机/摄像机、智能手机等领域渗透；近年来，随着移动互联网、物联网、人工智能等技术快速发展，光学镜头的应用领域进一步丰富，机器视觉、自动驾驶、智能家居、视讯会议、运动DV、VR/AR设备、无人机、3DSensing、计算机视觉等热门应用领域层出不穷，为光学镜头产业的持续发展注入了新的动力。
②技术革新加快产业升级：目前，安防视频监控、车载镜头、机器视觉、新兴消费类电子等下游应用领域在保持市场增长的同时，对于光学成像质量、实际应用场景等综合需求也在不断提升，推动着光学镜头行业产品和技术不断革新。在持续革新的浪潮中，不同应用领域逐渐显现出一些变化趋势：在安防视频监控领域中，超高清分辨率、超低照度、宽动态范围图像（HDR）、日夜共焦、短波红外热成像等技术及搭载相应技术的产品不断推向市场；车载成像系统、新兴消费类电子领域中，超广角、大光圈、低畸变、小型化等逐渐成为热点；机器视觉领域中，为了适应高精度工业制造的需求，高清分辨率、无畸变、大景深、大像面、大光圈等成为各大光学镜头厂商重点攻关的技术难点。
由于光学镜头将直接影响成像质量的优劣以及后期算法的实现效果，应用领域需求的快速变化不断地推动着光学镜头产品和技术的革新，这也对光学镜头厂商的综合创新能力提出了更高的要求，能够紧跟市场动态，针对不同实际应用场景进行深度开发，并在第一时间向客户提供合适的光学成像解决方案和光学镜头产品的厂商将获得更大的竞争优势。
③光学镜头产业逐渐向中国转移：光学镜头产业自诞生至今已经历超过百年的发展历程，早期的光学镜头产业主要集中在德国，以卡尔•蔡司、莱卡为代表，其中蔡司镜头至今仍是世界镜头制造技术的典型代表。上世纪50年代开始，随着二次世界大战的结束，日本光学镜头产业迅速崛起，主要厂商有佳能（CANON）、尼康（NIKON）、腾龙（TARMON）、富士能（FUJINON）以及CBC等，上述厂商目前仍是全球光学镜头高端市场的重要参与者。进入21世纪，日本厂商开始逐步退出传统的光学冷加工行业，转而重点发展高端光学加工、检测技术和装备，光学镜头制造向中国台湾、大陆转移：一方面，以苹果等智能手机为代表的消费类电子产品快速成长，带动了以生产塑料镜头为主的大立光、玉晶光电等中国台湾企业迅速成为全球光学镜头的龙头企业；另一方面，随着中国安防视频监控、汽车产业以及新兴消费类电子等产业的发展，中国大陆光学镜头厂商逐步成长，经过数十年的技术和经验积累，涌现了舜宇光学、凤凰光学、联合光电、福光股份、宇瞳光学、联创电子及本公司等上规模厂商，已成为相关市场领域重要的参与者。
主要应用领域：光学镜头行业具有较强的下游联动性，行业的发展与下游应用领域的市场需求和发展趋势变化紧密相关。目前，智能手机、安防视频监控、车载成像系统是光学镜头三个最大的下游应用领域。同时，智能家居、无人机、视讯会议、VR/AR设备、运动DV、3DSensing、计算机视觉、数码相机/摄像机等新兴消费类电子以及机器视觉等不断扩展着光学镜头应用领域的广度和深度。不同类型的光学镜头应用领域差异较大，其中：塑料镜头主要应用于智能手机领域；玻璃镜头主要应用于中高端安防视频监控、车载成像系统、机器视觉以及中高端新兴消费类电子领域；玻塑混合镜头应用更加广泛，上述领域几乎都能覆盖。
（1）安防视频监控领域：安防设备主要应用于视频监控、防盗、楼宇对讲、防爆与安检等领域，其中视频监控类产品是安防设备市场最为重要的组成部分之一，其产值在安防设备产品中的占比过半。目前，欧洲和北美市场是全球安防视频监控领域发展较早的市场，市场较为成熟。
近年来，欧美发达国家发生恐怖袭击事件的频率呈现上升趋势，推动着当地政府、企业和个人不断加大对安防视频监控投入。欧美发达国家市场需求量大，且更加注重产品质量和差异化应用，主要驱动力为产品向高清化、网络化的升级换代，欧美发达国家市场主要参与者包括了德国的博世安保（Bosch）、瑞典的安讯士（Axis）、美国的菲力尔（FLIR）、加拿大的威智伦（Avigilon）等。日本、韩国、中国台湾地区的安防视频监控设备市场相对成熟，呈现出对产品需求明确，对产品品质要求较高的特点，区域内的代表性厂商有日本的松下（Panasonic）、韩国的韩华泰科（HanwhaTechwin）、中国台湾的晶睿通讯（VIVOTEK）等。
随着“平安城市”、“雪亮工程”等一系列安防工程不断落地，中国安防视频监控设备市场成长迅速，中国也逐渐成为全球安防视频监控设备领域重要的研发、生产基地和销售区域，并形成了以海康威视、大华股份、宇视科技、天地伟业、英飞拓等为主的安防视频监控领军企业。
近年来，新兴市场（主要包括东南亚、印度、巴西、中东等）经济成长迅速，不断加强基础设施建设，对安防视频监控的需求旺盛，上述国家和地区的安防视频监控设备主要以进口为主，全球各大安防视频监控厂商都在不断加大了对新兴市场开发的投入。
安防视频监控领域光学镜头市场应用：光学镜头是安防视频监控摄像机的核心部件，对成像质量起着关键性作用。据中金企信国际咨询公布的《2020-2020年光学镜头行业市场前景预测及投资战略预测分析》统计数据显示：近年来，随着全球安防视频监控设备市场规模的不断扩张，相关的光学镜头市场也迎来了快速成长期。全球安防视频监控领域镜头的出货量由2014年的11,800万件增长至2016年的14,760万件，复合增长率为11.8%；预计2017-2021年间全球安防视频监控领域镜头的出货量的复合增长率仍将保持在7.2%左右，至2021年全球安防视频监控领域镜头的出货量将达到24,550万件；销售金额由2014年的3.62亿美元增长至2016年的5.31亿美元，复合增长率为21.1%；预计2017-2021年间全球安防视频监控镜头的销售金额的复合增长率仍将保持在6.6%左右，至2021年全球安防视频监控镜头的销售金额将达到8.27亿美元。
2014-2021年全球视频监控镜头出货量现状分析
数据统计：中金企信国际咨询
2014-2021年全球视频监控镜头销售金额分析
数据统计：中金企信国际咨询
全球安防视频监控镜头市场呈现出如下几个特点：一是定焦镜头仍是主流，变焦镜头（以3倍变焦为主）增长迅速：定焦镜头出货量占比将从2016年的74.42%下降到2021年的68.00%，但定焦镜头仍是安防视频监控镜头的主流；变焦镜头（以3倍变焦为主）增长迅速，变焦镜头出货量占比将从2016年的25.58%增长至2021年的32.00%。
二是市场越发青睐高清镜头：高清镜头（主要指分辨率为1080p或4K的镜头）的出货量占比将从2016年66%提升至2021年的76%，其中，分辨率为1080p的镜头仍将是市场主流，在未来3年内出货量占比将一直保持在70%以上；标清镜头（主要指分辨率为480p、720p或960p的镜头）的出货量占比将停滞甚至下滑。
三是安装于网络摄像机的镜头数量超越安装于闭路监控摄像机的镜头数量：2017年安装于网络摄像机（IPC）的镜头数量首度超过安装于闭路监控摄像机（CCTV）的镜头数量，预计到2021年时，安装于网络摄像机（IPC）的安防视频监控镜头占比将升至78.30%。
四是中国光学镜头厂商逐渐成长为全球市场中的主导力量：得益于中国安防视频监控市场的迅速成长，中国光学镜头厂商已成为市场的主导力量，2017年安防视频监控镜头出货量前十大厂商中，中国厂商已占据八席，分别为宇瞳光学、舜宇光学、福光股份、福特科、力鼎光电、利达光电、联合光电、凤凰光学，合计市场占有率近90%。此外，经过十多年制造技术沉淀和经营经验积累，联合光电、福光股份、力鼎光电等一批中国厂商也在不断提升自身在产业链中的核心竞争力，在高清分辨率、超低照度、宽动态范围图像（HDR）、日夜共焦、红外热成像等行业前沿技术领域不断加大投入，逐步追上甚至赶超腾龙、富士能、CBC等日本厂商，并在高附加值的中高端市场与之展开竞争。
（2）车载成像系统（又称：车载镜头）：自动驾驶汽车（又称“无人驾驶汽车”）是依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。自从1886年卡尔•奔驰发明了世界上第一台汽车后，人们便开始有了让它自动行驶的构想，自动驾驶是汽车工业发展的终极目标。
2035年，无人驾驶汽车全球年销量可达到1,200万辆左右，约占全球汽车总销量的10%6。根据美国汽车工程师协会简称“SAE”）的定义，自动驾驶共分为L0-L5级，L0级为全人工操作，不涉及智能驾驶，L1-L5级智能级别逐级递增；其中高级辅助驾驶系统（简称“ADAS”）大约处于L1-L2级别，ADAS是自动驾驶的初级阶段和最主流的技术方案之一，而ADAS和人工智能的融合有望在未来使车辆行驶达到驾驶者完全不必操控的状态，从而实现完全自动驾驶。
ADAS是以提升驾驶者安全和舒适为目的，通过雷达、摄像头等传感器感知周围环境，运用算法做出行为判断，以提醒驾驶者或直接控制车辆的方式避免碰撞。ADAS包括但不限于以下功能：自适应巡航控制（简称“ACC”）、自动紧急制动（简称“AEB”）、自适应灯光控制（简称“ALC”）、盲点探测（简称“BSM”）、自动泊车系统。当前，全球ADAS、自动驾驶市场表现出以下特点：
一是欧美日等国家渗透率不高，我国渗透率更低：由于ADAS成本仍然偏高，即使在欧美日等汽车工业发达国家，ADAS渗透率也不高，主要装配在奔驰、宝马等豪华品牌汽车上，2015年10月全球整车市场ADAS的渗透率低于10%，欧美地区市场接近8%，我国等新兴国家市场则仅为2%，仍有很大提升空间；未来全球ADAS渗透率将大幅提升，预计2022年全球新车ADAS搭载率将达到50%8。
二是ADAS处于市场爆发前夜：根据汽车零部件产业新产品生命周期特征，参考电子车身稳定系统ESC的推广经验，判断ADAS系统在主要汽车大国已度过导入期，步入成长期。加之各国立法与安全评级对ADAS的需求刺激显著，ADAS市场将有可能爆发式增长。
三是自动驾驶解决方案，整车厂对决科技巨头：目前，自动驾驶解决方案提供商呈现出两大阵营，一类是传统的整车厂，如奥迪、通用、丰田、福特等公司，均拥有自己的研发团队，技术路线是从L1开始，先实现L1-L2（即ADAS），然后逐级演进到L5，即自动驾驶；另一类以谷歌、百度等为代表，技术路线是跳过L1-L3，直接从L4开始来实现自动驾驶L5，目前谷歌的Waymo、百度的Apollo均已开始路测。
车载镜头市场：车载镜头与超声波雷达、激光雷达、红外传感器等传感器构成了ADAS系统感知层。车载镜头凭借廉价成本和对物体外形的识别能力的优势，目前是车企实现ADAS感知层的首选传感器之一。为了应对复杂的应用场景，实现大部分甚至全部ADAS功能，每部车一般需要搭载超过8颗以上的光学镜头10，车载镜头逐渐成为汽车智能化过程中使用最多的传感器之一，将迎来市场爆发，并直接带动车载镜头市场的爆发。
车载镜头出货量从2014年的4,523.4万件增长至2016年的7,414.3万件，复合增长率28%，未来几年出货量将从2017年的8,880.7万件增长至2021年的14,319.2万件，复合增长率12.7%；销售金额从2014年的3.03亿美元增长至2016年的3.95亿美元，复合增长率14.2%，未来几年销售金额将从2017年8.00亿美元到2021年的10.59亿美元，复合增长率7.3%。
2014-2021年全球车载镜头出货量现状分析
数据统计：中金企信国际咨询
2014-2021年全球车载镜头销售金额分析
数据统计：中金企信国际咨询
目前，车载镜头及其市场呈现以下特点：
一是玻塑混合镜头成为主流：结合了玻璃镜头成像质量高、温漂低、稳定性强和塑料镜头易量产、耐冲击、成本低等优势的玻塑混合镜头逐渐成为车载镜头的主流。
二是工作时间长、工作场景复杂不断推动产品技术进步：为了减少多变天气状况和汽车震动环境的影响，同时满足辅助驾驶时对采集有效、稳定的数据所必需的视野范围和覆盖距离等的特殊要求，车载镜头一般需要满足广角、高相对照度、高通光、透雾、持续稳定的聚焦和热补偿等特性，同时具备防尘防水、抗震和夜视等功能。为了控制车大灯等正面强光干扰引起的鬼影杂光、在极端温度或短时间快速温差变动的状况下保持光学成像稳定性以及如何更为有效捕捉和分辨物体细节等技术难题，车载镜头厂商正在积极地通过改进镀膜工艺、提高技术参数等方式，不断推动车载镜头产品整体的技术进步。
三是3D感测成为热点：随着汽车智能化的不断演进，对车载镜头提出了快速感测并深度辨识车身周边环境的需求。这要求车载镜头对环境信息的解读的同时同步实现景深测量的效果，而作为3D感测主流技术方案的结构光、TOF技术等已成为各大车载镜头厂商技术攻关的热点。
四是行业壁垒较高，中国厂商较少涉足：车载镜头厂商除了必须满足IATF1694913质量体系标准外，还需要不断地革新自身的产品线，推出在成本和性能均能满足市场需求的产品。目前车载镜头市场仍以日系、美系光学厂商为主，2017年全球车载镜头出货量前七大厂商仅有舜宇光学一家中国企业。
（3）新兴消费类电子：消费类电子产品，是指供个人或家庭生活使用的电子产品。随着技术发展和新产品、新应用的出现，消费类电子的内涵逐渐发生着变化，从早期的电视机、收音机、影碟机、录像机，到后来的手机、PC、数码相机、汽车电子等。近年来，受益于互联网、物联网与人工智能等新兴领域的发展，以智能家居、智能汽车（包括ADAS、自动驾驶等）、视讯会议、无人机、VR/AR产品为代表的新兴消费类电子产业在此次浪潮中迅速成长，不断拓展着光学镜头的应用领域，推动着光学镜头产品和技术的发展。
①智能家居：通过智能感知、识别技术与普适计算等新兴通信技术，物联网技术将传感器、控制器、使用者等进行串联，实现了信息化、远程管理控制和智能化的网络。在动态场景和大范围开放式场景，基于TOF技术的车载镜头在停车辅助、车道偏离预警等ADAS子系统中能更及时地提供更准确车身周围信息给车主掌握，经过深化处理得到3D成像的实时路面情况，进一步减少碰撞机会，增加安全性。
物联网技术浪潮的推动下，作为消费者感知的高频场景的家庭住宅成为了物联网在消费领域应用的前沿，智能家居设备不断涌现并逐渐渗透至家家户户，涌现了智能可视门铃、智能锁、智能家用摄像机、智能照明灯具等智能家居产品。2017年全球智能家居设备销售量为6.63亿台，预计到2023年这一数字将增加到19.4亿台，2018年至2023年全球智能家居相关的设备开支将从530亿美元提升至780亿美元，年复合增长率为8%。尽管智能家居产品市场增长较为迅速，但不同国家对智能家居产品的接受度还是存在一定的差异，在未来一段时间内，北美地区仍将保持世界范围内最大的智能家居消费市场的地位，亚太和西欧地区紧随其后，上述三个区域的市场规模的占比在2023年将分别达到41%、17%和11%。
从智能家居产品的类别来看，在较高的消费者需求契合度和良好的用户体验的支撑下，智能音箱、家用摄像头、智能门铃、网关和控制中心产品、智能照明产品逐渐成为现阶段最受消费者关注的产品类别。包括家用摄像头、智能门铃在内的家庭监控/安全类智能家居产品的出货量将在未来五年（2017-2022年）保持智能家居产品出货量的第二位，仅次于以智能音箱为主的智能家居连接设备市场。
家用摄像头（网络摄像头）：结合了传统摄像头与网络技术的网络摄像头，因可通过电脑或手机等网络终端接收图像信息，因此被广泛应用于家用安防监控、婴儿监护、照顾老人等领域，应用场景迅速丰富，相关的IPC销售情况在近年来保持了高速增长。家用摄像头的代表企业有美国的爱洛（Arlo）、美国耐思得、美国的Canary、瑞典的Logitech、中国的小米等，近年来海康威视（萤石）、大华股份（乐橙）等安防巨头也纷纷进入该领域，推出了自己的家用摄像头品牌。
2017-2023年全球家用摄像头市场的年复合增长率预计将达到11%，预计到2023年其市场规模将可达到80亿美元。智能门铃：结合了视频通话、动态信息报警、人脸识别、智能开锁等功能的智能门铃是国际互联网巨头的又一竞争领域，如亚马逊旗下的Ring、谷歌旗下的Nest均是专业的智能门铃公司。预计2018-2022年全球智能门铃市场将迎来飞速发展，年复合增长率高达69%，增长35.91亿美元。
②视讯会议：视讯会议，又称视频会议，被企业、政府机构广泛应用于进行异地或分支机构之间的沟通协作，在提高协作效率、加速决策、减少差旅费用等方面发挥着较好的作用。当前视频会议系统主要有基于硬件、基于软件及基于云三种实现模式。基于硬件的视频会议系统因视音频质量较好、稳定性和保密性较高，而被政府机构、教育、医疗、金融等行业机构广泛使用，在视频会议市场占主导地位。
全球视频会议市场由2010年的20.9亿美元以16.6%的年复合增长率增长至2015年的45.0亿美元，预计全球视频会议市场将于2019年达到79.0亿美元，2015-2019年保持15.1%的年复合增长率；中国的视频会议市场从2010年的2.1亿美元上升至2015年的5.0亿美元，年复合增长率达到19.2%，预计2019年市场将达到10.0亿美元，2015-2019年保持18.9%的年复合增长率。
目前全球市场领先的视频会议设备厂商有Cisco、Polycom、Vidyo、华为、Avaya等公司；而中国市场主要参与企业包括Polycom、Cisco、华为、中兴、科达股份、亿联网络等企业。
③无人机：近年来，随着开源飞行控制系统20日益完善、相关产业配套带来的核心部件成本降低以及消费者消费观念的改变等因素综合影响下，无人机市场呈现出爆发式的增长。无人机根据用途可分为军用、专业级（工业级）、消费级三大类，其中：专业级无人机是应用于农业植保、电力巡检、安防等领域，消费级无人机主要用于航拍、娱乐等方面。全球无人机销售量从2014的39万架增长至2018年的182万架，复合增长率47.0%21。
凭借对于飞行控制技术的深入研究以及对新兴消费群体需求的快速响应，中国无人机厂商在竞争中逐渐脱颖而出。其中，大疆创新（DJI）通过推出一系列搭载超清相机、机载云台、视觉定位、智能避障等功能的产品，迅速成长为世界无人机领域的领军企业之一，占据着超过六成的市场份额。2017年度，大疆创新销售额达到人民币180亿元，较2016年增长65%，其中80%来自消费级市场。
④VR/AR设备：20飞行控制系统是指能够稳定无人机飞行姿态，并能控制无人机自主或半自主飞行的控制系统；开源飞行控制系统建立在开源（源码可以被公众使用的软件，并且此软件的使用、修改和发行也不受许可证的限制）概念基础上的飞行控制系统。
近年来，VR/AR软硬件与服务市场呈井喷态势，2016年VR/AR软硬件与服务市场规模61亿美元，预计2017年为139亿美元，较2016年翻了一番；到2020年，全球VR/AR软硬件与服务市场规模将有望达到1,433亿美元。随着VR/AR行业硬件、软件技术的快速进步，VR/AR产品正逐步走向消费级，对以视频和游戏为主的VR/AR内容的数量、质量提出了更高的要求。目前，VR/AR内容制作通常会遇到拍摄、剪辑及后期制作、成片格式、算法等问题。为解决这些问题，许多科技公司纷纷推出自己的产品或解决方案，比如谷歌、GoPro、三星、LG、诺基亚、Jaunt、Bubl等多家厂商推出360度全景相机，斯坦福大学推出了光场相机等。
（4）机器视觉：机器视觉系统的原理是通过计算机或图像处理器以及相关设备来模拟人类视觉功能，从客观事物的图像中提取信息进行处理，获得相关视觉信息，并加以理解，最终用于实际检测和控制等领域。一个典型的机器视觉系统由光源、镜头、工业相机、图像采集处理单元、视觉处理软件等构成。
机器视觉包括检测功能、测量功能、识别功能、定位引导功能等，检测主要对物品的瑕疵和色彩检测、部件有无检测、目标位置和方向检测等，测量主要实现对部件的尺寸和容量的测量、孔位和距离测量等，识别包括条形码、二维码的解码、字符数字的识别和确认等，定位引导主要是基于机器视觉的数据输出实现空间的精准定位。
机器视觉可以在各种恶劣环境下进行高速在线检测，同时还能够在长时间内不间断进行工作，机器视觉比人眼识别有更多优势：不怕恶劣环境、长时间工作、精度高、效率高，从而达到节省时间、降低生产成本、优化物流过程、缩短机器停工期、提高生产效率和产品质量、减轻测试及检测人员工作强度、降低不良率等目的。因此，机器视觉被广泛应用于大规模或高测试要求的传统制造业生产线，如包装、印刷、分拣等，或应用于需要高性能、高精密机器视觉的专业设备制造，如半导体制造设备、汽车制造机器人等。
2015年，全球机器视觉系统及部件市场规模是42亿美元，同比增长10.5%，预计2018年，全球机器视觉系统及部件市场规模将达到50.4亿美元，年均复合增长率6.27%。在欧美发达国家，机器视觉产业较为成熟，已进入了稳定增长期，美国、德国、日本等国家渗透率较高；龙头品牌有康耐视、基恩士等。在我国，不管从应用范围还是企业数量与规模而言，机器视觉的渗透率仍处于较低水平；近年来，随着《2025中国制造》国家政策的实施，各行业自动化、智能化水平不断提高，机器视觉迎来了快速增长；同时中国市场涌现出一批机器视觉品牌及其产业链上下游配套企业。