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光學(xué)鏡頭一般稱為攝像鏡頭或攝影鏡頭,簡(jiǎn)稱鏡頭,其功能就是光學(xué)成像。光學(xué)鏡頭是光學(xué)成像系統(tǒng)中的必備組件,直接影響到成像質(zhì)量的好壞,影響算法的實(shí)現(xiàn)和效果。
(1)全球光學(xué)鏡頭發(fā)展概述
從 1812 年最早的新月形相機(jī)鏡頭問(wèn)世至今,光學(xué)鏡頭已經(jīng)走過(guò)了二百多年的發(fā)展史。19 世紀(jì)初,英國(guó)物理學(xué)家烏拉斯頓發(fā)明了新月形鏡頭,只有一片凹面朝前的新月形凸透鏡片是世界上最早的攝影鏡頭。從此為始到 20 世紀(jì) 60 年代,相繼出現(xiàn)雙片鏡頭、三片庫(kù)克鏡頭、雙高斯鏡頭、四片天塞鏡頭、五片海貍亞鏡頭、六片松納鏡頭等。
在此期間,1950 年前后,美國(guó)的弗蘭克拜克博士設(shè)計(jì)出世界上第一款用于照相機(jī)的變焦鏡頭。從 1970 年始,日本賓得率先研發(fā)出 SMC 多層鍍膜技術(shù)。20 世紀(jì) 90 年代,佳能研發(fā)出世界第一款帶有 IS 防抖功能的內(nèi)對(duì)焦 35mm 相機(jī)鏡頭,隨后尼康(Nikon)、適馬(Sigma)、騰龍(TAMRON)紛紛研發(fā)出自己的光學(xué)防抖技術(shù)。時(shí)至今日,在相機(jī)數(shù)碼化之后,鏡頭廠商針對(duì)數(shù)碼相機(jī)的特性設(shè)計(jì)了數(shù)碼鏡頭,及圍繞感光元件的特性進(jìn)行設(shè)計(jì)并改進(jìn)。
經(jīng)過(guò)百年發(fā)展,光學(xué)鏡頭行業(yè)已經(jīng)較為成熟。在世界范圍內(nèi),發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的光學(xué)鏡頭制造工藝較為領(lǐng)先,尤其是德國(guó)和日本在鏡頭的研究與制造方面擁有悠久的歷史與傳統(tǒng),造就了萊卡(Leica)和卡爾蔡司(CarlZeiss)等光學(xué)巨頭,其中卡爾蔡司鏡頭至今仍為世界鏡頭制造技術(shù)的典型代表。日本光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)自二戰(zhàn)后飛速發(fā)展,憑借更高性能價(jià)格比,在全球鏡頭行業(yè)市場(chǎng)逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì),其主要生產(chǎn)企業(yè)有佳能(Canon)、尼康(Nikon)、富士(Fuji)、奧林巴斯(Olympus)等。
(2)中國(guó)光學(xué)鏡頭行業(yè)發(fā)展概述
我國(guó)光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與軍工技術(shù)密不可分,二十世紀(jì)六七十年代,我國(guó)光學(xué)企業(yè)主要為云南、四川、福建等地的軍工企業(yè)。國(guó)產(chǎn)民用光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)起步較晚,2000 年后才有部分光學(xué)企業(yè)涉足民用光學(xué)鏡頭市場(chǎng)。2008 年之前國(guó)內(nèi)光學(xué)鏡頭市場(chǎng)基本上被日本、德國(guó)品牌所壟斷,安防監(jiān)控市場(chǎng)、手機(jī)市場(chǎng)、醫(yī)療影像市場(chǎng)的光學(xué)圖像設(shè)備上基本沒(méi)有中國(guó)大陸自主生產(chǎn)的鏡頭,中國(guó)臺(tái)灣企業(yè)生產(chǎn)的鏡頭產(chǎn)品也僅出現(xiàn)在少數(shù)較為低端的設(shè)備上。
隨著日本光學(xué)鏡頭制造工業(yè)的成熟和應(yīng)用產(chǎn)品的日益增加,光學(xué)產(chǎn)品成本降低,日本的光學(xué)技術(shù)也逐漸擴(kuò)散到鄰近國(guó)家和地區(qū)。包括中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)以及中國(guó)大陸在光學(xué)鏡頭生產(chǎn)上規(guī)模日益擴(kuò)大,涌現(xiàn)出了像臺(tái)灣大立光、亞洲光學(xué)等具有世界先進(jìn)水平的企業(yè)。
近幾年來(lái)光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)迅速向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移,中國(guó)大陸正逐步成為世界光學(xué)鏡頭的主要加工生產(chǎn)地。成像像素升級(jí)的放緩,給中國(guó)大陸的光學(xué)鏡頭企業(yè)留下追趕空隙,安防、車載等應(yīng)用領(lǐng)域以及其他新興應(yīng)用市場(chǎng)產(chǎn)生了一批差異化競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)。目前,中國(guó)安防市場(chǎng)迅速發(fā)展,??低?、大華股份等國(guó)內(nèi)安防龍頭企業(yè)與博世、安訊士等世界知名安防企業(yè)展開(kāi)充分競(jìng)爭(zhēng),國(guó)產(chǎn)化替代正在加速。在高分辨率定焦、星光級(jí)定焦、大倍率變焦、超高清、光學(xué)防抖、安防監(jiān)控一體機(jī)鏡頭等中高端光學(xué)鏡頭方面,以舜宇光學(xué)、聯(lián)合光電、宇瞳光學(xué)等為代表的國(guó)內(nèi)企業(yè)經(jīng)過(guò)持續(xù)研發(fā)積累,逐步打破了日本、德國(guó)技術(shù)壟斷,迎來(lái)發(fā)展良機(jī)。
光學(xué)鏡頭產(chǎn)品分類。從鏡頭的光學(xué)鏡片特性來(lái)看,光學(xué)鏡頭主要分為塑膠鏡頭、玻璃鏡頭和玻璃塑膠混合鏡頭三大類。不論是采用塑膠鏡片組立的塑膠鏡頭還是玻璃透鏡組立而成的玻璃鏡頭,其結(jié)構(gòu)都是由多片鏡片構(gòu)成。一般而言,鏡片數(shù)量越多,鏡頭的成像質(zhì)量越高。
塑膠鏡頭與玻璃鏡頭由于在材料屬性、加工工藝、透光率等方面都存在著很大的差異,因此最終的適用范圍也大有不同。塑膠鏡頭是由光學(xué)塑膠鏡片組成的鏡頭,由于可塑性強(qiáng),容易制成非球面形狀,方便小型化等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備上。玻璃鏡頭是由玻璃鏡片組立而成,由于對(duì)模造技術(shù)、鍍膜工藝、精密加工等方面有著較高的要求以及其透光率高的特點(diǎn),更多應(yīng)用于高端影像領(lǐng)域,如單反相機(jī)、高端掃描儀等設(shè)備。玻璃塑膠混合鏡頭,由部分玻璃鏡片和部分塑膠鏡片共同組成,結(jié)合了二者的特點(diǎn),具有高折射率的光學(xué)性能和穩(wěn)定性,廣泛應(yīng)用于監(jiān)控?cái)z像頭、數(shù)碼相機(jī)、車載攝像頭等鏡頭模組中。
資料來(lái)源:長(zhǎng)城證券研究所、興業(yè)證券研究所