技術前沿：特種光學鏡頭

光學技術和產品當前在國民經濟與社會中深入廣泛應用，具有基礎性地位，是空間科學、航天航空、國防軍工及新一代信息技術等當今前沿科技發展不可或缺的關鍵環節，也是許多高端裝備的核心元器件。

光學行業處于國家軍民融合戰略的前沿陣地，是現代光電子行業的一個重要分支，是融合了光學設計、超精密加工、材料學、機構學、電子學等諸多先進科技的技術密集型產業。光學產品屬于技術密集型行業，產品創新是企業持續發展、鞏固競爭地位的基石。同時，許多光學先進技術總是先出現并應用于軍事領域，技術成熟和成本降低后轉化為民用。

隨著現代科技的發展，光學鏡頭應用領域不斷延伸拓展。空間觀測、航天軍工項目對光電產品具有剛性需求。我國多項航天工程正在快速推進，光學系統為航天工程、空間探測不可或缺的組成部分，面臨穩定持續的市場需求。光電產品在軍工武器裝備上的應用將日漸廣泛，并隨著我國不斷提升國防實力，其需求將穩步增長。

目前，安防監控逐步趨于成熟，產業空間較大，而車載視覺系統、物聯網及人工智能等應用正成為推動產業發展的新興力量。社會治安監控系統是城鎮建設規劃的關鍵組成部分。平安城市是城市信息化的第一步，未來將在物聯網的基礎上向數字城市、智慧城市發展。

光學系統及鏡頭作為智慧城市、智能家居、智能工廠的“神經末梢”，將在社會各層面有更加廣泛深入的應用。汽車行業高級輔助駕駛技術正從高端車型向中端車型滲透，單車鏡頭使用量有了明顯增長，紅外夜視系統需求也逐步得到釋放。智能網聯汽車已成為各大汽車廠和互聯網巨頭爭相研發的焦點，車載光學產品未來市場潛力巨大。

產品技術不斷提高，引領產業升級并反哺市場

光學及光電技術的發展在一定程度上推動了我國空間科學、航空航天等重大戰略項目的成功實施，也提高了我國國防軍工的科技水平，促進了光電系統在武器裝備更加廣泛的應用。民用光學鏡頭不斷向高分辨率、大倍率、超廣角、小型化等方向發展，進一步拓展了下游市場空間。如高清、低照度等攝像技術的發展使得物聯網、人工智能系統采集更高質量的信息數據，提升系統運行效率和精度，有利于新興技術在各個產業的加速推廣應用，從而帶動光學系統產業規模的進一步擴大。 ? ?

光學鏡片

鏡頭的鏡片主要分為兩類：球面鏡片與非球面鏡片。球面鏡片具有無法將并行的光線以完整的形狀聚集在一個點的問題，特別是在大光圈、大廣角鏡頭下成像會存在不清晰的問題，在影像表現力方面存在局限性。非球面鏡頭提高光學性能，解決了球面鏡頭成像扭曲的問題，解決了大光圈鏡頭的球面象差補償、大廣角鏡頭的影像扭曲補償的技術問題，提高了成像清晰度，同時，非球面鏡頭具有體積小、重量輕的特點，解決了變焦鏡頭的小型化的技術問題。

包括玻璃球面玻璃、玻璃非球面、玻璃棱鏡、塑膠非球面、塑膠結構件等。

塑膠非球面

塑膠光學件包括鏡頭上的鏡片，投影中的反射鏡，復眼等產品。

玻璃非球面 ? ?

產品應用涵蓋了車載鏡頭、紅外鏡頭、投影鏡頭照明成像等。

棱鏡

主要應用場景為投影TIR棱鏡。

玻璃球面

各工序都已實現自動化：荒折-砂掛-研磨-芯取-鍍膜-涂墨-膠合。 ? ?

特種光學器件分為光學鏡頭、光電系統及光學元組件，有定制產品和非定制產品。

（1）定制產品

定制產品主要用于航天工程、空間觀測、導彈制導、邊防海防及軍艦軍機火箭等各軍種軍事裝備中，包括星載、艦載、箭載、彈載等各類鏡頭產品。

? ?

受玻璃、塑料材質自身特點影響，全玻鏡頭、塑料鏡頭、玻塑混合鏡頭各有其特點和比較競爭優勢，從而決定了各自適用的領域。

? ?

空間光學涉及到光學設計、機械設計、熱力學分析、雜光抑制設計、耐輻射分析等學科，其設計極為復雜且難度較大。包括非球面設計技術、高強度輕量化設計技術、膜系設計技術，相關光學產品具備焦距長、相對孔徑大、線視場大、寬光譜、空間分辨率高等性能技術等。

其中大口徑透射式天文觀測鏡頭主要應用于空間觀測，空間觀測拍攝目標為近地空間飛行器、空間碎片、遠距離行星、星云等天體，其特點為距離遙遠、亮度暗弱、高速運行等。由于空間觀測拍攝要求較高，成像鏡頭必須具備焦距長（更遠）、相對孔徑大（獲取光能的能力強，更清晰）、線視場大（更廣）、寬光譜、空間分辨率高等性能。公司運用大口徑透射式天文觀測鏡頭的設計與制造技術，研制的天文觀測鏡頭，在大口徑、長焦距（更遠）的情況下，同時具備拍攝角度大（更廣）與大相對孔徑（影像亮度高，獲取光能的能力更強）的技術特點，填補我國天文觀測、空間目標精確定位系統探測能力的空白。

目前，國內的天文觀測站上所用的空間觀測光電系統主要分為兩類：反射式成像系統和透射式成像系統。反射式成像系統為目前的一種普遍解決方案，但是，其存在一定的缺陷，反射系統的原理為光線反射后成像，反射會放大鏡片表面加工缺陷對成像的負面影響，且反射后光能損耗大，為減少上述缺陷，反射系統對鏡片的精度要求更高，其加工、檢驗和裝配調試的難度大、周期長、成本更高，而透射式成像系統克服了上述缺點，并具備視場角廣，雜散光少等特點。

多光譜共口徑鏡頭可滿足同時觀測紫外光、可見光、多波段紅外光及激光等光譜的應用場景，例如軍用鏡頭，同時兼具日間、夜間及抗干擾作戰功能，即需要同時具備觀測可見光與多波段紅外光的功能，可采用多光譜共口徑鏡頭技術實現。

目前多光譜拍攝與觀測主要是通過多個不同光譜成像鏡頭實現，即不同光譜采用獨立的鏡頭進行觀測。該種多光譜觀測方案存在缺陷，針對同一個目標，兩個或兩個以上鏡頭對其進行拍攝后成像后，由于拍攝角度存在一定差異，無法實現不同光譜對同一目標拍攝成像完全一致，且體積較大。多光譜共口徑鏡頭的技術正是突破了這一缺陷，采用同一個鏡頭，對同一個目標的不同光譜進行采集成像，實現了不同光譜對同一目標拍攝成像完全一致。多光譜共口徑鏡頭的研制生產存在大量技術壁壘，例如由于多光譜鏡頭集成于一個鏡頭內，在復雜環境下如何實現成像穩定問題較難克服。 ? ?

特別是應用在高變倍比、長焦距變焦鏡頭的設計等領域，二組元到多組元的變焦光學系統設計技術非常關鍵。復雜變焦光學系統主要應用于軍用戰車、戰機、軍艦以及森林防火、高端安防監控等領域。這些領域應用的主要技術需求為：短焦（近距離）情況下視場角更大（更廣），長焦（遠距離）情況下圖像更清晰，且在變焦的過程響應速度快，保持全程圖像清晰。目前簡單結構變焦產品與多點變焦產品無法滿足上述要求。因此，復雜變焦光學系統的設計在上述領域中的應用起到了至關重要的作用。復雜變焦光學系統的設計難度大，主要原因為需同時兼具大倍數、高分辨率、圖像全程清晰的技術特點。

定焦產品技術水平的通行評判標準

變焦產品技術水平的通行評判標準

空間光學產品一般需要全光譜鏡頭的設計技術、全光譜膜系的設計加工技術，包括紫外光、可見光、短波紅外、中波紅外、長波紅外及激光等，因此產品應用場景極為廣泛，涵蓋安防監控、工業檢測、森林防火、輔助駕駛及軍事領域。 ? ?

（2）非定制產品

行業非定制產品主要為安防監控鏡頭、物聯網及AI鏡頭、車載紅外鏡頭、系列，產品包括城市安防、政企單位、智慧安防、智慧交通、智能制造、金融、教育、醫療、零售等各類不同領域。

1）安防監控鏡頭

2）物聯網、AI鏡頭 ? ?

3）車載、紅外鏡頭

民用光學鏡頭不斷向高分辨率、大光圈、超廣角、透霧夜視、小型輕量化等方向發展。物聯網、人工智能領域，信息采集對人工智能系統的數據運算的精度和效率有至關重要的影響，光學產品需要具備清晰度、分辨率更高，畸變更小，雜光、光暈小，抑制強光等特征，使成像色彩更真實。 ? ?

核心技術

? ?

產品生產

鏡頭生產過程中，鏡片前工序屬于普通工序，鏡片后工序及結構件、機械件裝配屬于關鍵工序。將玻璃鏡片由毛坯加工成玻璃鏡片需經過的主要加工流程為“荒折—砂掛—研磨—芯取—鍍膜—粘合—涂墨”，其中“荒折—砂掛—研磨”又稱“前工序”，“芯取—鍍膜—粘合—涂墨”又稱“后工序”。經前工序加工完成的為鏡片半成品，經完整加工流程的為鏡片成品。玻璃鏡片加工前工序附加值較低，自動化程度不高；后工程附加值較高，對生產加工工藝要求也相對更高。 ? ?

一般光學產品的工藝流程：

安防、車載、物聯網、AI鏡頭工藝流程

紅外鏡頭工藝流程 ? ?

行業發展

光學行業是當代信息技術、新材料、生命科學、生物醫藥、資源環境等重點發展領域的重要支撐，目前已經深入國民社會和經濟的各個領域，并已成為當今前沿科技發展不可或缺的關鍵環節。

（1）光學行業面向科學前沿

光學系統在空間探索、航空航天、國防軍工、高端儀器與裝備等領域作為關鍵的功能器件，是許多技術創新和應用的前沿陣地，相應帶動了新材料、新技術、新工藝、新裝備的創新發展，相關的支撐科學與技術主要包括新型光學理論、先進光學設計方法、光學材料與加工技術等。

1）空間光學是空間科學研究探測的前沿領域

在空間光學領域利用光學設備對空間和地球進行觀測與研究，包括空間天文觀測、深空探測和對地探測等，其使用的空間光學系統正向著大口徑、長焦距、大視場、多光譜、高測量精度、輕量化等方向發展。其中，大口徑光電裝備決定了人類空間觀測能力的極限，可展開光學成像技術、薄膜反射鏡成像技術、衍射望遠鏡成像技術等新技術的研究則提升了光學系統的空間分辨率，促進大口徑、大視場光學系統不斷突破。可見光、微光、紅外、紫外等多光譜技術適應了全天時精密觀測需求。空間光學成像鏡頭、設備研究涉及材料配方究、材料成型和燒結工藝、關鍵設備研制和維護、坯體的加工與無損檢測、光學表面改性、材料性能測試等一系列新材料、新工藝、新裝備的關鍵性技術，為當今世界科技前沿領域。 ? ?

2）軍事領域是高端光學技術的前沿應用領域

軍事領域是目前“高、精、尖”光學技術應用最為廣泛、深入的領域，涵蓋了從紫外到紅外全部電磁波波段，以及從光的產生、傳輸、探測、處理到光與物質的相互作用等光學技術應用。按工作原理和技術發展，軍事領域光學技術應用通常可分為：光學儀器、微光夜視技術、紅外技術、激光技術和光電綜合應用技術等幾大類，其中紅外技術、激光技術和光電綜合應用技術是目前軍事領域高端光學技術的最前沿應用。紅外技術主要應用物體的紅外輻射進行探測和識別，在軍事上有廣泛應用，目前前沿應用領域主要為紅外跟蹤和制導技術、紅外夜視技術和紅外遙感技術等。

激光具有單色性好、方向性強、亮度高等特點，其在軍事領域的前沿應用包括激光制導技術、激光通信技術、戰術激光武器等。在微光、紅外、激光等光電子技術發展的基礎上，為了滿足作戰使用和科研試驗的要求，軍事領域主要發展了光學遙感技術、光電制導技術、光電跟蹤測量技術、光電對抗技術等光電綜合應用技術。

軍用光學系統要求成像質量好、體積小、重量輕、結構簡單，促進了光學設計和加工領域的一系列大規模技術革命和創新活動，數控單點金剛石車削、光學玻璃透鏡模壓成型、光學塑料成型等高精密加工技術蓬勃發展，廣泛用于有色金屬、鍺、塑料、紅外光學晶體、鈹銅、鍺基硫族化合物玻璃等各類光學材料以及球面、非球面光學零件加工。這些光學精密加工的新裝備體現了當今裝備制造的尖端技術，被歐美日發達國家所掌控，并實行出口管制。

軍用光學技術的發展，不僅為軍隊建設提供了現代化的武器裝備和技術手段，增強了國防實力，同時還推動了信息技術、精密加工、新材料等新興技術和新興產業的發展，促進了科學技術和國民經濟總體水平的提高，增強了綜合國力。 ? ?

3）光學技術是高端儀器和高端裝備制造業的發展支撐

光學在高端儀器與裝備應用領域，充分體現了其超精密加工的技術水平。以集成電路制造業為例，光刻技術是集成電路制造產業的核心，決定集成電路的元件特征尺寸。其中，極紫外光刻是傳統投影光刻技術向更短波長的延伸，被認為是最具潛力的下一代光刻技術。

光學系統是極紫外光刻技術最主要的功能部件之一，涉及的非球面加工與檢測技術、超高精度物鏡系統波像差檢測及集成技術等技術瓶頸體現了光學前瞻科學技術的發展方向，目前經過我國多個光學科研單位多年的攻關，已經成功攻克了相關核心技術，實現了光學前沿技術的跨越。光學技術的進步直接推動高端儀器和高端裝備制造業的發展。

4）目前我國光學領域正在趕超世界先進水平

我國建國后建立了以滿足國防需求為主的完整光學工業體系，相繼設立了中科院長春光機所、西安光機所、成都光電所、西安應用光學研究所等一批光學研究單位，以及光學軍民融合創新平臺。當前，隨著空間探測、航空航天、國防軍工、裝備制造等各項事業的快速推進，我國光學理論研究、技術創新及光學加工制造能力正在與歐美發達國家的先進水平迅速拉近。

如2018年我國4.03米大口徑碳化硅反射鏡通過驗收，是世界上最大口徑碳化硅單體反射鏡，突破了大口徑反射鏡鏡坯制造和反射鏡加工技術被美國、法國、德國等少數西方國家壟斷的局面。

（2）光學行業支撐國家戰略實施 ? ?

光學行業因面向科學前沿，應用廣泛，是許多國家重大戰略項目實施的關鍵。光學系統是空間探測和航天事業的重要支撐，如2016年天宮二號與神舟飛船的多次交匯對接中，使用了TV電視攝像機、光學成像勻化器、光學成像敏感器等關鍵設備、組件，保障了對接任務的成功。嫦娥三號著陸器攜極紫外相機降落在月球表面，對地球周圍等離子體層進行實時、全局遙感成像觀測，對空間科學研究與空間環境監測具有重要意義。

光學系統也是氣象、海洋、高分、資源、環境等對地觀測遙感衛星的核心有效載荷，近年來我國遙感衛星密集發射，為我國基礎研究、生態文明、“一帶一路”建設、科學防災減災等國家戰略項目提供關鍵支撐。

當前，我國多項航天工程正在快速推進，運載火箭、衛星應用、空間寬帶互聯網三大工程將成為航天工業未來發展的趨勢和核心。“十三五”我國將完成載人航天和探月工程三步走任務，形成較完善的衛星及應用產業鏈，這些都離不開先進光學設施的基礎性作用。

光學系統在提升我國武器裝備、增強國防安全水平上發揮重要作用。例如，航母著艦導引系統可自動搜索和捕獲目標，實現精確跟蹤和引導。在機載偵察設備中，綜合應用可見光照相、微光攝像、紅外成像和激光遙感技術等進行偵察，可獲取更多信息，有利于分辨、識別目標；星載紅外預警系統可用于探測彈道導彈，為反導防御系統提供預警信息等。隨著光電探測、光電制導等光電技術在軍事上的應用，光學系統在情報偵察、夜間作戰、遠程空襲、精確制導等作戰中發揮了極其重要的作用，已成為現代軍事技術不可或缺的重要組成部分。 ? ?

在制造業領域，高端裝備是工業轉型升級的關鍵環節，被列為戰略性新興產業上升至國家戰略層面。近年來隨著《中國制造2025》等相關政策文件的發布和實施，我國開啟了裝備制造業產業升級的新篇章，光學技術的進步將直接推動我國高端裝備制造乃至先進制造業的發展。如光刻機被稱為半導體制造業皇冠上的明珠，光刻投影物鏡則是光刻機中最核心的部件，是當代精密光學與精密機械的最高水平。我國將光學系統關鍵技術研究列入“極大規模集成電路制造裝備及成套工藝”科技重大專項中予以攻關，于2017年順利驗收。

當前視頻技術正經歷從高清向4k、8k超高清的演進，超高清視頻產業包含超清醫療、超清直播、超清安防等，被認為是5G技術率先落地應用領域之一，迎來了戰略發展的機遇期。2019年，工信部等發布《超高清視頻產業發展行動計劃（2019-2022年）》戰略文件支持超高清產業的發展，并將高精密光學鏡頭作為核心關鍵元器件重點發展，預計2022年我國攝像機、視頻監控鏡頭等超高清視頻采集設備銷售收入將達120億元，出口10億元。

（3）光學行業全面服務經濟社會發展

光學產品已經深入國民社會和經濟的各個領域成為基礎性設施，并在經濟主戰場上助力我國發展質量的提升和制造業轉型升級。一方面，光學鏡頭已經成為信息化世界的“眼睛”，作為物聯網、云計算、大數據、人工智能等新一代信息系統最前端的光電感知核心器件。當前，世界正處在新技術革命和新工業革命的前夜，移動互聯網、物聯網、云計算、大數據、人工智能為代表的新一代信息技術蓬勃發展，人類社會從傳統信息社會向智能社會過渡，而光學產品也正隨著新一代信息技術的推廣而深入應用到社會的各個角落。物聯網在技術架構上是一個由感知層、傳輸層、平臺層和應用層共同構成的信息系統。

其中，感知層由各種傳感器以及傳感器網關構成，如攝像頭、表計、RFID、GPS、二維碼標簽等感知終端，類似人體神經末梢，是物聯網系統識別外界物體、采集信息的來源。傳輸層主要負責傳遞和處理感知層獲取的信息，平臺層實現信息存儲、協同、共享、互通的功能，應用層是物聯網服務在各行各業的具體落地。當前，物聯網在各行業新一輪應用已經開啟，落地增速加快，車聯網、社會公共事業、智能家居等已經成為物聯網發展的熱點行業，形成了較為清晰的商業模式。 ? ?

人工智能技術通過海量數據的搜集，利用算法分析和處理提供智能服務。數據是人工智能發展的基石，而光學產品則是其感知外界搜集數據的重要組成部分，其采集數據的精度直接關系到智能運算的精度和效率。因此，人工智能技術的創新突破和推廣應用也有賴于光學鏡頭技術的發展。如，《促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃（2018-2020年）》明確將圖像類智能傳感器作為人工智能核心基礎之一，推動其實現高精度、高可靠、低功耗、低成本。目前，人工智能部分技術已經進入產業化發展階段，帶來新的產業興起，深度賦能醫療、安防、交通、金融、零售等領域。 ? ?

另一方面，在高端制造業如3D打印機及半導體制造使用的光刻機，CT、磁共振、內窺鏡等高端醫療設備，以及生命科學中DNA測序設備中，光學系統都是作為最主要的功能部件之一，發揮核心作用。集成電路是現代電子信息產業的核心，在現代信息社會中居于戰略性基礎地位，是衡量一個國家經濟發展、科技進步和國防實力的重要標志，而光刻機及其光學系統技術又是集成電路制造業發展的基礎支撐。現代工業生產中，光學鏡頭被廣泛用于機器視覺檢測，是實現自動化、智能化制造的基礎。這些高端應用的光學鏡頭對材質選型、機構設計、光學精密加工與測試等要求極高，技術難度大，掌握相應技術對支撐高端裝備國產化具有十分重要的意義。

光學行業在新模式方面近三年的發展主要體現為軍民融合創新機制的穩步推進。軍民融合是國家實現創新驅動的重要發展戰略，近年來，我國著力建設軍民結合的科研設備共享平臺，加強軍民科技資源開放和軍民兩用技術相互轉移。通過軍民協同攻關，我國成功實施了載人航天及探月工程、北斗衛星導航、高分辨率對地觀測系統、快舟衛星發射系統等軍民融合重大項目和工程。

光學行業是典型的技術密集型行業，歷來是軍民融合發展的前沿陣地。我國光學產業的發展與軍工技術密不可分，光學企業積極加入“軍民融合”浪潮，福光股份、成都光明、中電海康、奧普光電等企業，背靠軍工企業和科研院所，至今已在光學設計、光學材料與加工、光學鏡頭及下游應用等產業鏈上占據優勢地位，重塑全球光學工業競爭格局。根據《“十三五”科技軍民融合發展專項規劃》，“十三五”時期是我國軍民融合發展由初步融合向深度融合過渡的關鍵階段，軍事技術與民用技術交叉融合程度越來越深、滲透兼容越來越強，科技軍民融合發展是順應全球格局變化趨勢的必然選擇，預計我國未來一段時間光學產業的軍民融合意識將不斷增強，融合實踐日益豐富。 ? ?

未來趨勢

（1）軍用光學領域的發展態勢

①空間光學領域

空間光學利用光學設備對空間和地球進行觀測與研究，利用不同波段和類型的光學設備，接收來自天體的可見光、紅外線、紫外線、X射線和γ射線等，探測天體的位置、物理結構、運動演化規律等，包括空間天文觀測、深空探測和對地探測，推進空間技術的發展很大程度上依賴于先進的光學和射電望遠鏡及儀器設備。2007年和2010年我國分別發射的“嫦娥一號”和“嫦娥二號”衛星，搭載了CCD立體相機、激光高度計、降落相機等光學載荷，標志著我國進入具有深空探測能力的國家行列，空間光學技術也取得了跨越式的發展。近年來，國家對空間光學系統高時間分辨率、高空間分辨率、高光譜分辨率、寬地面覆蓋等方面的迫切需求，空間光學系統正向著大口徑、長焦距、大視場、高測量精度等方向發展，在我國航天事業高速發展的大背景下，空間光學進入了新時代。

我國多項航天工程正在快速推進，運載火箭、衛星應用、空間寬帶互聯網三大工程將成為航天工業未來發展的趨勢和核心。根據2015年國防科工局等部門著手編制的航天發展“十三五”規劃，“十三五”末我國將基本形成主體功能完備的國家民用空間基礎設施，完成載人航天和探月工程三步走任務，形成較完善的衛星及應用產業鏈。定制產品作為航天工程、空間探測不可或缺的組成部分，面臨穩定持續的市場需求。 ? ?

②軍事武器裝備領域

光學技術發展之初最先應用于軍事，上世紀70年代后，紅外、激光、毫米波等技術與電子技術的結合，產生了紅外熱像儀、激光制導武器、光學遙感設備、毫米波制導武器等，使戰爭形態從機械化戰爭逐漸轉變為信息化戰爭，顯著提高了作戰效能。光學技術在各類武器裝備和特殊場合的應用得到了極大的拓展，隨著光電探測、光電制導等光電技術在軍事上的應用，光學系統在情報偵察、夜間作戰、遠程空襲、精確制導等作戰中發揮了極其重要的作用，已成為現代軍事技術不可或缺的重要組成部分。

近年來，軍事領域正從機械化和信息化基礎上向智能化發展，人工智能的軍事應用正成為國內外研究的熱點領域，世界各主要軍事大國以先進計算、大數據分析、人工智能等新興技術為基礎，研發應用了自動武器、無人作戰機、無人地面戰車、無人潛航器、作戰機器人、智能炸彈等智能化武器裝備，將對作戰模式和戰場環境帶來廣泛而深遠的影響。智能化武器集光電傳感、高速處理、人工智能于一體，具有記憶、分析、綜合能力。其中，光電系統處于前端感知環節，將受益于武器裝備的智能化趨勢而得到更加廣泛深入的應用。2018年我國國防支出為11,069.7億元，2019年國防支出為11,898.76億元，增長7.5%。國防開支的主要項目有人員生活費、訓練維持費和裝備費，但重點傾向裝備費用。國防軍費預算的穩定增長為公司軍品發展提供了堅實的市場基礎。我國周邊安全環境復雜，大國地緣戰略競爭日趨激烈，隨著亞太地區成為全球地緣戰略角逐的焦點，我國周邊安全環境不穩定不確定因素增加。為了應對各方面的挑戰，保持我國國防經費的持續投入、大力發展國防科技工業將是必然選擇。 ? ?

（2）民用光學行業的發展態勢

先進的科學技術往往率先被應用于軍事領域，但軍用技術只有轉化為民用技術才能直接服務社會經濟發展。當前大力推進國防科技工業技術軍民融合已經上升到我國國家戰略層面，每年都有一批軍轉民的技術名單出臺，軍民融合度不斷擴大。光學行業處于軍民融合的前沿陣地，必將持續受益于軍用技術轉民用的浪潮。

①安防監控鏡頭行業發展態勢

安防設備主要包括視頻監控、入侵報警系統、出入口門禁控制、防盜報警系統、可視對講系統等，光學鏡頭是安防視頻監控的核心部件，對成像質量起著關鍵性作用。當前安防監控高清化、智慧化升級，推動光學鏡頭技術快速革新。一方面，隨著視頻監控的深入應用，相關鏡頭技術獲得了全面升級，光學變焦、大倍率、大廣角、小型輕量化等技術廣泛使用，長焦距、電動變焦鏡頭適應了對遠距離、大范圍室外監控的需要。為應對海岸、港口、河道、森林、陰雨霧霾等各種惡劣環境的監控，行業中涌現出長焦透霧鏡頭、高清魚眼鏡頭、超低照度鏡頭、紅外夜視鏡頭等眾多應用解決方案產品。視頻監控從高清進一步向4K、8K超高清技術演進，畫面分辨率分別為高清的4倍和8倍，具有更強的信息承載能力。另一方面，安防正與物聯網、人工智能技術快速融合，行業步入了智能安防2.0時代，華為、海康威視等發布了人工智能應用的安防產品。人工智能為保證對信息數據運算的精度和效率，對光學鏡頭可靠性和成像質量提出更高的要求，促使鏡頭企業的技術加速升級。 ? ?

全球范圍內，安防設備市場總體保持穩定發展態勢。北美和歐洲是全球視頻監控市場發展較早，也是較成熟的市場，其視頻監控產品正進行高清化、網絡化的產品更新與升級。中東市場的安防視頻監控產品主要應用于政府公共工程和油田監測等，社會局勢的動蕩使安防問題逐步得到重視。而亞洲、南美等地區經濟快速增長、城市化進程加速、基礎設施建設和社會流動性增加以及對犯罪行為防范有力拉動了安防產品的需求。根據TSR發布的數據顯示，2011年全球安防視頻監控鏡頭市場銷量約為6,300萬件，2016年迅速增長到1.47億件，年均增速達17.97%。

從國內情況看，2005年8月公安部提出建設“3111試點工程”，促進了“平安城市”建設步伐，并在“智慧城市”、“智能交通”以及“2008北京奧運會”、“2010上海世博會”、“2010廣州亞運會”、“2011深圳大運會”等重大工程和項目的推動下，我國安防行業掀起了第一個高速發展浪潮。“十二五”期間，安防產品在醫院、學校、樓宇、場館、能源、通訊、森林、環保、食品、廠礦企業等行業的應用逐漸發展起來，擴大了安防產品的應用空間。2017年中國視頻監控市場總規模預計達到3,300億元，2010年以來平均增速達到17%以上，占安防行業市場規模的53%，比2010年提高8個百分點。 ? ?

在此期間，海康威視、大華股份、浙江宇視科技有限公司等一批國產安防設備商快速成長起來，逐步成為國內外安防視頻監控市場的領導者。同時，以福光股份、聯合光電、宇瞳光學等為代表的國內專業鏡頭品牌，抓住前所未有的發展契機，成為大型國產安防設備企業的核心供應商，產銷量不斷擴大。未來安防監控鏡頭主要受以下幾個方面的原因推動：

A、發達地區具有較大的更新換代空間，發展中地區市場新增需求巨大

隨著全球各政府以及企業、家庭等對安防視頻監控產品和服務的需求，全球安防視頻監控市場將保持持續較快增長。歐美市場發展成熟，正經歷高清化和網絡化的升級。據不完全統計，美國安裝有3000萬個攝像頭，平均每千人約有96臺監控攝像機，監控攝像機分布密度居全球之首；英國在用攝像機超過430萬臺，平均每千人約有75臺。攝像機的使用壽命一般在3-5年之間，存量市場更新換代空間巨大。而亞洲和南美等新興市場，隨著社會安保意識和消費能力的逐步提升，以中國、印度、東南亞等國家為代表的安防新增市場將保持持續高速成長。

Memoori數據顯示，自2009年以來，得益于全球經濟復蘇、基礎建設的大量投建，安防行業重新步入穩步增長階段。2017年全球安防設備市場規模達到292億美元（依出廠價計算），較2016年增長2.67%。

在全球安防市場上，各個國家和地區處于不同的發展階段，氣候條件和監控場景更加多樣化，安防鏡頭要符合本地化的產品需求。例如，歐美用戶關注產品的安全性、穩定性和隱私保護等，亞非拉市場更看中高性價比，泰國和墨西哥等地的產品面臨潮濕海洋性氣候下的防腐蝕問題，俄羅斯客戶對產品耐高低溫性能的要求更高。因此，具備較強的綜合創新能力的企業能獲得更多的國際訂單。 ? ?

B、隨著“平安城市”、“雪亮工程”、“智慧城市”的推進，安防鏡頭具有較大需求空間

從國內安防市場來看，視頻監控應用已經呈現從重點領域向社會各經濟領域全面鋪開的態勢，既涉及到金融、能源、電信、交通等傳統領域，也涉及智能樓宇、文教衛、司法監獄等新興領域。其中，傳統的金融、能源市場趨于飽和，政府、交通市場還在持續快速增長，尤其是中小城市安防基礎建設工作正處于蓬勃發展階段。

2015年5月，發改委等發布《關于加強公共安全視頻監控建設聯網應用工作的若干意見》提出，到2020年重點公共區域視頻監控覆蓋率，新建、改建高清攝像機比例以及重點行業領域的重要部位視頻監控覆蓋率均要達到100%，同時逐步增加高清攝像機的新建、改建數量。2017年，國內以縣為基本行政單位的“雪亮工程”建設已經全面鋪開。2018年初，中共中央國務院發布了《關于實施鄉村振興戰略的意見》，要求推進農村“雪亮工程”建設，助力建設平安鄉村。國內安防建設不斷下沉。

C、超高清視頻技術的創新應用，創造了安防監控鏡頭的迭代需求

在安防監控領域，視頻清晰度正在快速向高清、超高清化升級，從最初的標清攝像機，歷經720P、1080P，近年來逐漸從高清向超高清演進，4K超高清鏡頭的使用逐漸增加，并進一步出現了8K超高清視頻技術。超高清鏡頭能夠提供更清晰的圖像細節，彌補低光照、惡劣天氣等環境缺陷，且覆蓋的視野范圍更廣，適用于大場景監控，在高空瞭望、廣場監控、森林防火等場景具有重要的價值。其中，4K技術在2013年安博會上開始展露頭角，2015年4K技術再次取得突破，從傳統的4K800萬分辨率提升到1200萬分辨率。2016年以后，4K技術已在各行各業得到了長足發展，海康威視、大華、華為等推出超高清安防解決方案，如2017年海康威視推出星空攝像機，大華推出了四目4K全景網絡攝像機。 ? ?

2019年初，工信部聯合國家廣播電視總局、中央廣播電視總臺印發《超高清視頻產業發展行動計劃（2019-2022年）》，明確將按“4K先行、兼顧8K”的總體技術路線，大力推進超高清視頻產業發展和相關領域的應用，加快推進超高清監控攝像機等研發量產，推進安防監控系統升級改造，支持發展基于超高清視頻的人臉識別、行為識別、目標分類等AI算法。據測算，2017年國內超高清監控采集設備的銷售收入約43億元。

D、隨著國民安防意識的增強，民用安防市場需求將得到釋放

民用安防產品包括家庭監控、智能家居、樓宇對講、防盜報警等產品線，主要應用于家庭、商鋪、網吧、中小型企業等單位。隨著安防產品技術的提高，民眾安全防恐意識的增強，教育、醫療、中小企業、商鋪、家庭正逐漸成長為安防需求的中堅力量。

數據顯示，2015年我國政府、交通、金融等傳統應用領域仍占據監控產品需求的半壁江山，而民用監控市場僅有6%的市場份額，尚處于發展的起步階段，遠落后于發達國家。美國作為國際領先的安防市場，民用安防監控產值約占據了50%的份額。與發達國家相比，我國人均安防支出僅為英國的1/9，美國的1/7以及韓國的1/510，蘊含了強勁的發展潛力。

家庭安防是民用安防的重要分支，用于老人看護、育兒監督、保障財產安全等，由于直面普通消費者，市場規模龐大。家用安防攝像頭不僅需要畫質高清，更要求結構輕巧、美觀大方、安裝方便，能遠程移動訪問控制，并與物聯網對接等。2013年起，眾多安防企業將戰略目標轉向民用安防，同時，作為高清監控的基礎條件，網絡應用日漸普及，3G、4G以及逐步商用的5G等無線網路技術的出現，都為家用監控市場開辟更大的發展空間。

②物聯網、人工智能領域的發展態勢

當前，世界正處在新技術革命和新工業革命的前夜，移動互聯網、物聯網、云計算、大數據、人工智能為代表的新一代信息技術普及速度不斷加快，人類社會從傳統信息社會向智能社會過渡。物聯網、人工智能信息系統將視頻圖像信息作為重要的數據來源，從而為光學鏡頭使用場景帶來了更大的想象空間。 ? ?

物聯網是通過信息傳感器，將任何物體與網絡鏈接實現萬物互聯，進行信息交換和通信，以實現物體的識別、定位、跟蹤、監控和管理的網絡系統。人工智簡稱AI，本質是對人的意識、思維的信息過程的模擬。人工智能技術可與物聯網相互融合，對海量數據進行存儲、分析和處理，針對不同的應用需求，實施智能化控制，提供智能服務。新一代信息技術的發展催生了大量新技術、新產品、新模式，深刻改變了傳統產業形態和人們的生活方式，拓寬了產業邊界，促進產業轉型升級。Gartner報告顯示，2018年人工智能創造的商業價值預計為1.2萬億美元，同比增長70%，2022年將達到3.9萬億美元。

新一代信息技術在經歷概念驅動、示范應用引領之后，技術的顯著進步和產業的逐步成熟推動其進入新的發展階段。車聯網、社會公共事業、智能家居等成為當前物聯網發展的熱點行業，形成了較為清晰的商業模式。安防、金融、教育、醫療和商業是當前人工智能滲透較多的領域。而光學鏡頭作為信息系統的神經末梢和信息化世界的眼睛，也正在依托物聯網、人工智能技術的落地，將應用場景深入到安防、交通、金融、零售、醫療、家居、教育等國民經濟和社會的各個角落。

在安防領域，隨著高清化、網絡化、智能化的逐漸普及，視頻監控正步入智能分析的深度應用階段，并有賴于安防鏡頭提供全面的、高清的視頻數據以支持信息的準確分析。智慧城市、平安城市、智慧社區等是國家重點建設項目，智能安防作為智慧城市中不可或缺的一部分，安防鏡頭將受益于智慧城市的建設浪潮實現快速增長。2014年《國家新型城鎮化規劃》首次把智慧城市建設引入國家戰略規劃。2016年，智慧城市建設開啟了從1.0向2.0的跨越，各地智慧城市建設熱情高漲。我國住建部已公布了三批共計290個智慧城市試點，并規劃在“十三五”時期推進100個新型示范性智慧城市。智慧安防是智慧城市的重要組成部分，2016年發布的《新型智慧城市評價指標》中，公共安全視頻資源采集和覆蓋情況被納入評價體系，將極大推進視頻監控的普及利用。 ? ?

在汽車交通領域，智能網聯網化已成為科技發展的必然趨勢，車聯網、ADAS（高級輔助駕駛系統）是目前創新應用的重點。車聯網技術借助于人、車、路、云平臺之間的全方位連接和信息交互，催生了大量新的產品應用，其中包括了以車輛駕駛為核心的汽車智能化類應用，利用車上傳感器，隨時感知行駛中的周圍環境，收集數據、動靜態辨識、偵測與追蹤，并結合導航地圖數據，進行系統運算與分析。車載鏡頭將作為車聯網信息的重要入口，幫助車輛可以完成自身環境和狀態信息的采集，將受益于車聯網市場的發展。

作為一種防患于未然的主動安全技術以及人工智能駕駛的過渡，ADAS配載可顯著降低交通事故死亡率，受到各國政府、汽車企業和消費者的青睞。美國要求2018年起所有汽車必須安裝至少一個倒車后視鏡攝像頭，歐洲、日本等國家已推出相關行業標準以推動高級輔助駕駛系統的普及。歐洲法規規定，2017年任何4星評級以上的新車均需配備主動安全系統。在技術進步、成本降低及市場需求等多重因素的推動下，最初僅應用于奔馳和寶馬等豪華車中的ADAS技術，正在快速進入中級甚至入門級乘用車。ADAS裝配率的提高帶動了車載鏡頭的發展。ADAS系統初期以前視鏡頭為主，而完善的ADAS至少需要7枚車載鏡頭的輔助。

同時，隨著技術的日漸成熟，高級駕駛輔助系統逐漸向自動駕駛過渡，各大車廠及科技公司紛紛投入研發無人駕駛汽車。在當前激光雷達成本高企的情況下，大多自動駕駛系統采用攝像頭作為主要的視覺傳感器，識別標識牌、道路線、車輛和行人等，將帶動車載鏡頭行業進一步快速成長。

行業內的主要企業

OPHIRCORPORATION ? ?

成立于1976年，總部設于以色列耶路撒冷，是一家精密紅外光學、光電子儀器和三維非接觸式測量設備領域的生產商，以先進的技術為基礎，以質量和可靠性著稱，開發、生產和銷售高質量的產品。

中國科學院長春光學精密機械與物理研究所

始建于1952年，1999年由中科院長春光機所與中科院長春物理所整合成中國科學院長春光學精密機械與物理研究所。主要研究方向是發光學、應用光學、光學工程、精密機械與儀器的研發生產，先后參加了“兩彈一星”、“載人航天工程”等多項國家重大工程項目。

華中光電技術研究院（717所）

七一七研究所，又名華中光電技術研究所，國家科研事業單位，隸屬中國船舶重工集團公司，始創于1960年，主要從事光電探測技術、大型特種光電系統的研發，主要承擔光電技術的應用基礎研究和大型、特種光電系統的研發設計和生產等任務，是國家骨干科研機構和光電技術的主要研究中心。

佳能株式會社

成立于1937年，總部設于日本東京，是一家致力于圖像、光學和辦公自動化產品的日本公司，主要產品包括照相機、攝像機、復印機、傳真機、影像掃描器和打印機等。

騰龍株式會社

成立于1950年，是一家綜合性專業光學制造商，合作伙伴包括多家國際頂級電器生產商，擁有雄厚的技術實力，主要產品包括閉路監控鏡頭、安防鏡頭、各類相機鏡頭、攝像機鏡頭等。

中山聯合光電科技股份有限公司（SZ.300691）

成立于2005年08月，位于廣東省中山市火炬開發區，注冊資本14,006.96萬元。經營范圍包括各類光電鏡頭產品、新型電子元器件制造、圖形圖像識別和處理系統制造等，主要產品有監控一體機鏡頭、手機鏡頭、車載鏡頭等。 ? ?

東莞市宇瞳光學科技股份有限公司

成立于2011年09月，位于東莞市長安鎮，注冊資本8,570.62萬元，經營范圍包括光學鏡片、光學鏡頭、光學儀器、光學塑膠零件的研發、生產、加工和銷售，主要產品為定焦、變焦鏡頭。

舜宇光學科技（集團）有限公司（HK.02382）

成立于2001年12月29日，位于浙江省余姚市，注冊資本4億3千萬元，香港聯合交易所主板上市公司。主要從事光學元器件、光電信息產品的制造、加工，精密模具的制造和加工等，主要產品為車載鏡頭、光學鏡片、光學鏡頭、顯微鏡、手機攝像模組等。

福建福光股份有限公司(SH:688010)

專業從事特種及民用光學鏡頭、光電系統、光學元組件等產品科研生產的高新技術企業，是全球光學鏡頭的重要制造商。公司產品包括激光、紫外、可見光、紅外系列全光譜鏡頭及光電系統，主要分為“定制產品”、“非定制產品”兩大系列。“定制產品”系列主要包含特種光學鏡頭及光電系統，廣泛應用于“神舟系列”、“嫦娥探月”、“火星探測”等國家重大航天任務及高端裝備，核心客戶涵蓋中國科學院及各大軍工集團下屬科研院所、企業，為國內最重要的特種光學鏡頭、光電系統提供商之一；“非定制產品”主要包含安防鏡頭、車載鏡頭、紅外鏡頭、機器視覺鏡頭等激光、紫外、可見光、紅外系列全光譜鏡頭，廣泛應用于平安城市、智慧城市、物聯網、車聯網、智能制造等領域。

審核編輯：黃飛

?