科普篇 工业检测镜头介绍

镜头作为工业相机的眼睛，是机器视觉系统中的一个关键组件,将目标物体的图像聚焦在相机的光敏器件上。系统所处理的所有图像信息均需要通过镜头得到，镜头的质量和选型直接影响到视觉系统的整体性能。

工业镜头成像原理

镜头等同于针孔成像中针孔的作用，不同之处在于，一方面镜头的透光孔径比针孔大很多倍，能在同等时间内接纳更多的光线，使相机能在毫秒到秒级获得适当的曝光；另一方面，镜头能够聚集光束，可以在相机胶片上产生比针孔成像效果更为清晰的影像。

工业镜头构成

工业镜头主要参数

指从镜头的中心点到胶平面上所形成的清晰影像之间的距离。镜头焦距的大小决定视场角的大小、拍摄距离、成像范围和景深，常用焦距有8、12、16、25、35、50等。

2、光圈

一个用来控制光线透过镜头，进入相机感光面光量的装置，可以通过加入多边形或圆形，且面积可变的孔径光栅来控制镜头的通光量。

3、分辨率

指镜头可清晰分辨被拍摄物体细节的能力,在像平面以每毫米里面能够分辨黑白对线的数量为计量单位，分辨率越高的镜头成像越清晰。

4、放大倍数

指图像大小与物体大小之比，CCD/FOV,即芯片尺寸除以视野范围。

5、最小工作距离

镜头能够对焦清晰的最小工作距离。

6、景深

在被摄物体聚焦清晰后，位于调焦平面前后一定距离内还能够清晰成像的纵深距离称为景深。景深随镜头的光圈值、焦距、拍摄距离而变化，与光圈、焦距成反比，与距离拍摄体成正比。

7、视野范围

相机实际拍到区域的尺寸。

8、数值孔径

数值孔径与与分辨率和放大率成正比，数值孔径越大,分辨率越高。

9、后背焦

指相机接口平面到芯片的距离。在线扫描镜头或者大面阵相机的镜头选型时,后倍焦是一个非常重要的参数,直接影响镜头的配置。

10、接口

镜头与相机的连接方式。常用的包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75等。

11、畸变

畸变是镜头在成像时，特别是用短焦镜头拍摄大视场，图像产生的形变。拍摄场景越大，所用镜头焦距越短，畸变程度越明显。

工业镜头分类

1、以焦距分

短焦距镜头：入射角较款，视景宽阔。

中焦距镜头：标准镜头，50mm。

长焦距镜头：入射角较窄，适于远距离监视电动变焦距镜头：通过遥控装置进行光对焦，光圈开度改变焦距。

2、以放大倍率是否固定分

远心镜头：在一定物距范围内得到的图像放大倍率不会变化。

非远心镜头：普通FA镜头。

3、以视场分

标准镜头：视角30度左右，焦距长度接近相机画幅对角长度的镜头。

广角与超广角镜头：视角55度以上，标准镜头<焦距<视角。

变焦镜头：成像清晰的前提下，通过镜头焦距的变化改变视场大小。

鱼眼镜头、反射式镜头、微距镜头、针孔镜头等。

4、以远心类型分

双远心工业镜头、像方远心镜头和物方远心镜头。

5、以接口分

常用包括接口C、CS、F 、V、T2、徕卡、M42、M50等。

工业镜头选型参考

1、 镜头可支持的最大CCD尺寸 应大于等于选配相机CCD芯片尺寸。

2、焦距 的选择，通过相机CCD尺寸、工作距离和视野,计算出所需镜头焦距，并选择视野范围比观测范围稍大的镜头。

3、 镜头光圈 的选择，光圈大小决定图像的亮度,在拍摄高速运动物体、曝光时间很短的应用中,应该选用大光圈镜头,以提高图像亮度。

4、远心镜头 的选择，远心镜头可以在一定的物距范围内,使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化。

5、 确定C接口/CS接口 ，C接口距离17.5mm，CS接口12.5mm，避免无法合焦。

6、 根据感光器件 大小选择镜头，如2/3寸感光芯片要选择对应成像的镜头，否则容易出现暗角。

7、景深与光环境配合 ，光线充足，配备光源照射的可以选用小光圈，加大景深，提高拍摄清晰度，光线不足的选择大光圈或采用高感光度的感光芯片。

视觉工业检测系统已经在工业生产中必不可少，其中工业相机镜头对于捕捉产品的瑕疵缺陷是很重要的环节也是非常重要的元器件，系统若想完全发挥其功能,镜头必须要能够满足要求才行。

“芯算一体”能够深度理解客户需求，结合多年行业经验，从多方面综合考虑选择合适的相机镜头，使整个系统能够完美高效的运行。

光学镜头“后起之秀”中润光学成功登陆科创板 差异化路径成长下的专精特新“小巨人”

光学镜头“后起之秀”中润光学成功登陆科创板。根据招股书披露，此次IPO，中润光学公开发行2200万股，占发行后总股本的25.00%。中润光学是一家以视觉为核心的精密光学镜头产品和技术开发服务提供商，致力于为智能化、信息化、工业化时代日益增长的图像、视频采集需求提供高质量成像产品和专项技术开发服务。

招股书披露，2019~2021年，中润光学营收分别为2.84亿元、3.34亿元、3.96亿元，业绩持续增长，而增长背后，中润光学选择了一条差异化竞争的细分市场路径，构建其竞争壁垒。

此次IPO成功，上市公司募集资金总额约5.25亿元，用于建设“高端光学镜头智能制造项目”“高端光学镜头研发中心升级项目”等。

差异化竞争 发力超大倍率变焦镜头市场

中润光学主要产品包括数字安防镜头、无人机镜头、智能巡检镜头、视讯会议镜头、激光电视镜头、智能车载镜头、智能家居镜头、智能投影镜头、电影镜头等精密光学镜头，产品具有超高清、大靶面、快速精准变焦、小型轻量化、超大变焦倍率、超长焦距等特点。

相比聚焦光学领域的上市公司，中润光学擅长于中大倍率变焦、超大倍率变焦、长焦、超长焦、小型轻量化等高难度高清镜头的开发与生产，成立初期即选择了技术难度极高、国内厂商技术薄弱的超大倍率变焦镜头市场切入，凭借多年技术沉淀、积累，在该细分领域占据优势地位。

据了解，中润光学在数字安防10倍以上的变焦镜头全球市场份额为28.44%，排名第二；在数字安防30倍及以上的超大倍率变焦镜头全球市场份额达到47.88%，占据领先地位，体现出上市公司的技术先进性、市场专精度及差异化竞争策略。

之所以选择变焦镜头这一细分市场，中润光学提及，公司较晚进入安防镜头市场，在定焦镜头竞争激烈且公司不具备规模及先发优势的情况下，必须瞄准更专精的细分领域进行差异化竞争。

中润光学选择了时下国内镜头厂商技术较为薄弱且存在极大国产替代空间的超大倍率变焦镜头市场切入，在市场定位及技术积累路径上与大部分厂商存在差异。超大倍率变焦镜头相比定焦镜头或超小倍率变焦镜头而言，其生产、制造环节更侧重于产品的研发和设计，在产品制造上也需要更多的调试及组装，较难实现全自动化生产，因此该领域的竞争优势主要在于研发、设计能力及装调技术，而非通过极致的生产管理控制来降低成本、发挥规模优势，从而提高市场占有率。

而差异化竞争，也为中润光学近几年的发展提供了增长动能。招股书披露，2019~2021年，中润光学营收分别为2.84亿元、3.34亿元、3.96亿元。

而从主营业务收入构成来看，2022年1~6月，中润光学营收的96.10%来自光学镜头，其中77.10%的贡献来自数字安防镜头。而数字安防镜头中，30倍及以上的变焦镜头又是最核心的业绩贡献者，占营收比为44.34%。

专精特新“小巨人”企业 研发比重持续提升

据行业权威机构TSR统计，中润光学2021年在数字安防超大倍率变焦(变焦倍率30倍及以上)镜头国内市场占有率为53.75%、全球市场占有率为47.88%；2021年在数字安防超长焦镜头国内市场占有率为58.82%、全球市场占有率为15.79%；此外，公司也是少数能够提供工业无人机变焦镜头的厂商，2021年公司工业无人机镜头全球市场占有率达5.6%。

中润光学预计，2022年度营业收入为3.98亿元至4.15亿元，同比增长0.38%至4.67%；预计2022年度归属于母公司所有者的净利润为3800万元至4250万元，同比增长5.70%至18.22%；预计2022年度扣非后归母净利润为3250万元至3700万元，同比增长1.08%至15.08%。

差异化战略带动业绩持续增长的背后，中润光学近年来也在持续加大研发投入，加深企业的技术壁垒。

中润光学自设立以来高度重视技术研发与产品创新，目前已经掌握包括组合复杂矢量曲面设计技术、多组元联动式变焦光学系统设计技术和高精密光学元件及镜头装调检测技术等在内的多项光学镜头设计、生产相关核心技术，并形成了以视觉为核心、多应用领域协同发展的产品布局。

2019年至2022年1~6月，中润光学研发费用占各期营业收入的比重分别为7.73%、7.11%、8.36%和10.16%。截至2022年6月30日，中润光学共拥有213项专利权，其中发明专利73项，实用新型140项，发明专利有效期二十年，实用新型有效期十年，并被认定为国家专精特新“小巨人”企业、国家高新技术企业。

凭借核心技术创新及应用，中润光学推动了数字安防行业关键零部件之一光学镜头的国产化进程，开发、拓展并实现国产变焦镜头在无人机、视讯会议等新领域上的规模应用，此外积极布局车载、投影、电影及AR/VR、人工智能等市场，打造以视觉为核心，多应用领域协同发展的产品布局，不断推动国产精密光学镜头在更多领域的产业化应用。

此外，上市公司还通过海外投资的方式，提高自身的技术壁垒。日本在光学技术领域处于全球领先地位，尤其在技术难度极高的光学设计领域更是突出。中润光学通过控股具有40多年历史的日本老牌光学设计企业株式会社木下光学研究所，加速吸收国外先进经验与技术，进一步提升上市公司的光学理论基础、高端产品技术开发能力以及对前沿技术的挖掘和感知能力，一定程度上带动了我国光学产业的发展。

客户覆盖国内外知名企业 未来发展战略聚焦三方面

从招股书来看，中润光学的下游客户不乏大华股份、大疆、华为、海康威视等国内知名企业，也有Avigilon、WONWOO等国外头部安防企业。

根据安防行业知名媒体机构A&S发布的全球安防50强排名显示，2019~2021年，海康威视、大华股份分别位居全球安防50强第一、第二名。以2020年营收计算，海康威视与大华股份的营收之和占前十强中润光学营收之和的60.08%，安防行业整体集中度较高。

而此次成功登陆科创板，中润光学募投项目主要包括高端光学镜头智能制造项目、高端光学镜头研发中心升级项目、补充流动资金。

中润光学强调，光学镜头作为光电感知的核心器件，是通信设备、智能设备、电子器件等科技创新领域设备制造的基础性元件。本次募集资金投资项目主要为“高端光学镜头智能制造项目”“高端光学镜头研发中心升级项目”以及“补充流动资金”。高端光学镜头智能制造项目与研发中心升级项目两者相辅相成，一方面有助于扩大公司现有产品产能、丰富产品结构并提高自动化生产水平；另一方面有助于公司提高技术研发水平、增强产品技术迭代能力以及拓展产品应用领域，实现科技创新及产业化应用。

近年来，随着国内物联网、人工智能、云计算等新兴技术的快速发展以及《关于加强数字政府建设的指导意见》等数字经济发展政策的提出，安防行业愈来愈受到重视，而光学镜头作为数字安防等领域的核心基础部件，相关行业具备巨大的发展空间和市场潜力。

政策利好叠加上市公司的差异化战略，中润光学的未来发展空间仍然值得期待。而对于未来的发展战略，中润光学表示，将聚焦三方面。

在技术研发方面，将持续加强超高速精准驱动控制技术、光学防抖技术、超高精度非球面镜片注塑成型技术、超精密离子镀膜技术等前沿储备技术研发，推动组合特征复杂矢量曲面设计技术、多组元联动式变焦光学系统设计技术、玻塑混合光学系统设计技术、折叠离轴多反式成像技术等核心技术转化及再突破。围绕核心业务开展研发工作，改善研发条件，充分整合国内外优秀研发资源并加以应用。

在产品方面，上市公司将积极推动研发技术产业化，加大新产品开发力度并扩充相应产能，顺应光学镜头高解像力、小型轻量化、光学防抖、超大倍率变焦等发展趋势，不断提升光学镜头产品性能，满足国家产业升级和技术创新战略的需要。同时，积极拓展镜头应用领域，深化以视觉为核心，多应用领域协同发展的产品布局。

在市场方面，公司将巩固自身在数字安防中大倍率、超大倍率变焦镜头市场、工业无人机变焦镜头市场的优势地位，以现有核心客户为发展重点，加强与国内外数字安防设备及服务提供商、无人机厂商的合作。同时，积极推进玻塑混合小型轻量化镜头、超短焦投影镜头、超高清ADAS镜头、AR/VR镜头等产品的开发、升级和应用，不断丰富产品结构，抓住下游新兴市场和前沿应用领域逐渐释放的需求，稳步提升公司竞争能力及市场地位。文/付霖

每日经济新闻

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