技術(shù)前沿：特種光學鏡頭

光學技術(shù)和產(chǎn)品當前在國民經(jīng)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(shù)等當今前沿科技發(fā)展不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是許多高端裝備的核心元器件。

光學行業(yè)處于國家軍民融合戰(zhàn)略的前沿陣地，是現(xiàn)代光電子行業(yè)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(gòu)學、電子學等諸多先進科技的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。光學產(chǎn)品屬于技術(shù)密集型行業(yè)，產(chǎn)品創(chuàng)新是企業(yè)持續(xù)發(fā)展、鞏固競爭地位的基石。同時，許多光學先進技術(shù)總是先出現(xiàn)并應用于軍事領(lǐng)域，技術(shù)成熟和成本降低后轉(zhuǎn)化為民用。

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，光學鏡頭應用領(lǐng)域不斷延伸拓展。空間觀測、航天軍工項目對光電產(chǎn)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(tǒng)為航天工程、空間探測不可或缺的組成部分，面臨穩(wěn)定持續(xù)的市場需求。光電產(chǎn)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(wěn)步增長。

目前，安防監(jiān)控逐步趨于成熟，產(chǎn)業(yè)空間較大，而車載視覺系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)及人工智能等應用正成為推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新興力量。社會治安監(jiān)控系統(tǒng)是城鎮(zhèn)建設規(guī)劃的關(guān)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(lián)網(wǎng)的基礎上向數(shù)字城市、智慧城市發(fā)展。

光學系統(tǒng)及鏡頭作為智慧城市、智能家居、智能工廠的“神經(jīng)末梢”，將在社會各層面有更加廣泛深入的應用。汽車行業(yè)高級輔助駕駛技術(shù)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(tǒng)需求也逐步得到釋放。智能網(wǎng)聯(lián)汽車已成為各大汽車廠和互聯(lián)網(wǎng)巨頭爭相研發(fā)的焦點，車載光學產(chǎn)品未來市場潛力巨大。

產(chǎn)品技術(shù)不斷提高，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)升級并反哺市場

光學及光電技術(shù)的發(fā)展在一定程度上推動了我國空間科學、航空航天等重大戰(zhàn)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(tǒng)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(fā)展，進一步拓展了下游市場空間。如高清、低照度等攝像技術(shù)的發(fā)展使得物聯(lián)網(wǎng)、人工智能系統(tǒng)采集更高質(zhì)量的信息數(shù)據(jù)，提升系統(tǒng)運行效率和精度，有利于新興技術(shù)在各個產(chǎn)業(yè)的加速推廣應用，從而帶動光學系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)規(guī)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(xiàn)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?shù)募夹g(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)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(chǎn)品。

玻璃非球面 ? ?

產(chǎn)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(xiàn)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(tǒng)及光學元組件，有定制產(chǎn)品和非定制產(chǎn)品。

（1）定制產(chǎn)品

定制產(chǎn)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(chǎn)品。

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受玻璃、塑料材質(zhì)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(yōu)勢，從而決定了各自適用的領(lǐng)域。

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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(shù)、高強度輕量化設計技術(shù)、膜系設計技術(shù)，相關(guān)光學產(chǎn)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(shù)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(shù)，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(shù)特點，填補我國天文觀測、空間目標精確定位系統(tǒng)探測能力的空白。

目前，國內(nèi)的天文觀測站上所用的空間觀測光電系統(tǒng)主要分為兩類：反射式成像系統(tǒng)和透射式成像系統(tǒng)。反射式成像系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)對鏡片的精度要求更高，其加工、檢驗和裝配調(diào)試的難度大、周期長、成本更高，而透射式成像系統(tǒng)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(zhàn)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(shù)實現(xiàn)。

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(xiàn)，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(xiàn)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(shù)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(xiàn)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(chǎn)存在大量技術(shù)壁壘，例如由于多光譜鏡頭集成于一個鏡頭內(nèi)，在復雜環(huán)境下如何實現(xiàn)成像穩(wěn)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(lǐng)域，二組元到多組元的變焦光學系統(tǒng)設計技術(shù)非常關(guān)鍵。復雜變焦光學系統(tǒng)主要應用于軍用戰(zhàn)車、戰(zhàn)機、軍艦以及森林防火、高端安防監(jiān)控等領(lǐng)域。這些領(lǐng)域應用的主要技術(shù)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(jié)構(gòu)變焦產(chǎn)品與多點變焦產(chǎn)品無法滿足上述要求。因此，復雜變焦光學系統(tǒng)的設計在上述領(lǐng)域中的應用起到了至關(guān)重要的作用。復雜變焦光學系統(tǒng)的設計難度大，主要原因為需同時兼具大倍數(shù)、高分辨率、圖像全程清晰的技術(shù)特點。

定焦產(chǎn)品技術(shù)水平的通行評判標準

變焦產(chǎn)品技術(shù)水平的通行評判標準

空間光學產(chǎn)品一般需要全光譜鏡頭的設計技術(shù)、全光譜膜系的設計加工技術(shù)，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(chǎn)品應用場景極為廣泛，涵蓋安防監(jiān)控、工業(yè)檢測、森林防火、輔助駕駛及軍事領(lǐng)域。 ? ?

（2）非定制產(chǎn)品

行業(yè)非定制產(chǎn)品主要為安防監(jiān)控鏡頭、物聯(lián)網(wǎng)及AI鏡頭、車載紅外鏡頭、系列，產(chǎn)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(yī)療、零售等各類不同領(lǐng)域。

1）安防監(jiān)控鏡頭

2）物聯(lián)網(wǎng)、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(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)、人工智能領(lǐng)域，信息采集對人工智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)運算的精度和效率有至關(guān)重要的影響，光學產(chǎn)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(shù)

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產(chǎn)品生產(chǎn)

鏡頭生產(chǎn)過程中，鏡片前工序?qū)儆谄胀üば?，鏡片后工序及結(jié)構(gòu)件、機械件裝配屬于關(guān)鍵工序。將玻璃鏡片由毛坯加工成玻璃鏡片需經(jīng)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(jīng)前工序加工完成的為鏡片半成品，經(jīng)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(chǎn)加工工藝要求也相對更高。 ? ?

一般光學產(chǎn)品的工藝流程：

安防、車載、物聯(lián)網(wǎng)、AI鏡頭工藝流程

紅外鏡頭工藝流程 ? ?

行業(yè)發(fā)展

光學行業(yè)是當代信息技術(shù)、新材料、生命科學、生物醫(yī)藥、資源環(huán)境等重點發(fā)展領(lǐng)域的重要支撐，目前已經(jīng)深入國民社會和經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，并已成為當今前沿科技發(fā)展不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

（1）光學行業(yè)面向科學前沿

光學系統(tǒng)在空間探索、航空航天、國防軍工、高端儀器與裝備等領(lǐng)域作為關(guān)鍵的功能器件，是許多技術(shù)創(chuàng)新和應用的前沿陣地，相應帶動了新材料、新技術(shù)、新工藝、新裝備的創(chuàng)新發(fā)展，相關(guān)的支撐科學與技術(shù)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(shù)等。

1）空間光學是空間科學研究探測的前沿領(lǐng)域

在空間光學領(lǐng)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(tǒng)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(fā)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(shù)、薄膜反射鏡成像技術(shù)、衍射望遠鏡成像技術(shù)等新技術(shù)的研究則提升了光學系統(tǒng)的空間分辨率，促進大口徑、大視場光學系統(tǒng)不斷突破?？梢姽?、微光、紅外、紫外等多光譜技術(shù)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(jié)工藝、關(guān)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(guān)鍵性技術(shù)，為當今世界科技前沿領(lǐng)域。 ? ?

2）軍事領(lǐng)域是高端光學技術(shù)的前沿應用領(lǐng)域

軍事領(lǐng)域是目前“高、精、尖”光學技術(shù)應用最為廣泛、深入的領(lǐng)域，涵蓋了從紫外到紅外全部電磁波波段，以及從光的產(chǎn)生、傳輸、探測、處理到光與物質(zhì)的相互作用等光學技術(shù)應用。按工作原理和技術(shù)發(fā)展，軍事領(lǐng)域光學技術(shù)應用通?？煞譃椋汗鈱W儀器、微光夜視技術(shù)、紅外技術(shù)、激光技術(shù)和光電綜合應用技術(shù)等幾大類，其中紅外技術(shù)、激光技術(shù)和光電綜合應用技術(shù)是目前軍事領(lǐng)域高端光學技術(shù)的最前沿應用。紅外技術(shù)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(lǐng)域主要為紅外跟蹤和制導技術(shù)、紅外夜視技術(shù)和紅外遙感技術(shù)等。

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

軍用光學系統(tǒng)要求成像質(zhì)量好、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單，促進了光學設計和加工領(lǐng)域的一系列大規(guī)模技術(shù)革命和創(chuàng)新活動，數(shù)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(shù)蓬勃發(fā)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(xiàn)了當今裝備制造的尖端技術(shù)，被歐美日發(fā)達國家所掌控，并實行出口管制。

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

3）光學技術(shù)是高端儀器和高端裝備制造業(yè)的發(fā)展支撐

光學在高端儀器與裝備應用領(lǐng)域，充分體現(xiàn)了其超精密加工的技術(shù)水平。以集成電路制造業(yè)為例，光刻技術(shù)是集成電路制造產(chǎn)業(yè)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(tǒng)投影光刻技術(shù)向更短波長的延伸，被認為是最具潛力的下一代光刻技術(shù)。

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

4）目前我國光學領(lǐng)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(yè)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(chuàng)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(yè)的快速推進，我國光學理論研究、技術(shù)創(chuàng)新及光學加工制造能力正在與歐美發(fā)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(shù)被美國、法國、德國等少數(shù)西方國家壟斷的局面。

（2）光學行業(yè)支撐國家戰(zhàn)略實施 ? ?

光學行業(yè)因面向科學前沿，應用廣泛，是許多國家重大戰(zhàn)略項目實施的關(guān)鍵。光學系統(tǒng)是空間探測和航天事業(yè)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(guān)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(huán)境監(jiān)測具有重要意義。

光學系統(tǒng)也是氣象、海洋、高分、資源、環(huán)境等對地觀測遙感衛(wèi)星的核心有效載荷，近年來我國遙感衛(wèi)星密集發(fā)射，為我國基礎研究、生態(tài)文明、“一帶一路”建設、科學防災減災等國家戰(zhàn)略項目提供關(guān)鍵支撐。

當前，我國多項航天工程正在快速推進，運載火箭、衛(wèi)星應用、空間寬帶互聯(lián)網(wǎng)三大工程將成為航天工業(yè)未來發(fā)展的趨勢和核心?！笆濉蔽覈鴮⑼瓿奢d人航天和探月工程三步走任務，形成較完善的衛(wèi)星及應用產(chǎn)業(yè)鏈，這些都離不開先進光學設施的基礎性作用。

光學系統(tǒng)在提升我國武器裝備、增強國防安全水平上發(fā)揮重要作用。例如，航母著艦導引系統(tǒng)可自動搜索和捕獲目標，實現(xiàn)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(shù)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(tǒng)可用于探測彈道導彈，為反導防御系統(tǒng)提供預警信息等。隨著光電探測、光電制導等光電技術(shù)在軍事上的應用，光學系統(tǒng)在情報偵察、夜間作戰(zhàn)、遠程空襲、精確制導等作戰(zhàn)中發(fā)揮了極其重要的作用，已成為現(xiàn)代軍事技術(shù)不可或缺的重要組成部分。 ? ?

在制造業(yè)領(lǐng)域，高端裝備是工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，被列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)上升至國家戰(zhàn)略層面。近年來隨著《中國制造2025》等相關(guān)政策文件的發(fā)布和實施，我國開啟了裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的新篇章，光學技術(shù)的進步將直接推動我國高端裝備制造乃至先進制造業(yè)的發(fā)展。如光刻機被稱為半導體制造業(yè)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(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究列入“極大規(guī)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(guān)，于2017年順利驗收。

當前視頻技術(shù)正經(jīng)歷從高清向4k、8k超高清的演進，超高清視頻產(chǎn)業(yè)包含超清醫(yī)療、超清直播、超清安防等，被認為是5G技術(shù)率先落地應用領(lǐng)域之一，迎來了戰(zhàn)略發(fā)展的機遇期。2019年，工信部等發(fā)布《超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2019-2022年）》戰(zhàn)略文件支持超高清產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并將高精密光學鏡頭作為核心關(guān)鍵元器件重點發(fā)展，預計2022年我國攝像機、視頻監(jiān)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(yè)全面服務經(jīng)濟社會發(fā)展

光學產(chǎn)品已經(jīng)深入國民社會和經(jīng)濟的各個領(lǐng)域成為基礎性設施，并在經(jīng)濟主戰(zhàn)場上助力我國發(fā)展質(zhì)量的提升和制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。一方面，光學鏡頭已經(jīng)成為信息化世界的“眼睛”，作為物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息系統(tǒng)最前端的光電感知核心器件。當前，世界正處在新技術(shù)革命和新工業(yè)革命的前夜，移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一代信息技術(shù)蓬勃發(fā)展，人類社會從傳統(tǒng)信息社會向智能社會過渡，而光學產(chǎn)品也正隨著新一代信息技術(shù)的推廣而深入應用到社會的各個角落。物聯(lián)網(wǎng)在技術(shù)架構(gòu)上是一個由感知層、傳輸層、平臺層和應用層共同構(gòu)成的信息系統(tǒng)。

其中，感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)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(jīng)末梢，是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)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(xiàn)信息存儲、協(xié)同、共享、互通的功能，應用層是物聯(lián)網(wǎng)服務在各行各業(yè)的具體落地。當前，物聯(lián)網(wǎng)在各行業(yè)新一輪應用已經(jīng)開啟，落地增速加快，車聯(lián)網(wǎng)、社會公共事業(yè)、智能家居等已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的熱點行業(yè)，形成了較為清晰的商業(yè)模式。 ? ?

人工智能技術(shù)通過海量數(shù)據(jù)的搜集，利用算法分析和處理提供智能服務。數(shù)據(jù)是人工智能發(fā)展的基石，而光學產(chǎn)品則是其感知外界搜集數(shù)據(jù)的重要組成部分，其采集數(shù)據(jù)的精度直接關(guān)系到智能運算的精度和效率。因此，人工智能技術(shù)的創(chuàng)新突破和推廣應用也有賴于光學鏡頭技術(shù)的發(fā)展。如，《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)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(xiàn)高精度、高可靠、低功耗、低成本。目前，人工智能部分技術(shù)已經(jīng)進入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段，帶來新的產(chǎn)業(yè)興起，深度賦能醫(yī)療、安防、交通、金融、零售等領(lǐng)域。 ? ?

另一方面，在高端制造業(yè)如3D打印機及半導體制造使用的光刻機，CT、磁共振、內(nèi)窺鏡等高端醫(yī)療設備，以及生命科學中DNA測序設備中，光學系統(tǒng)都是作為最主要的功能部件之一，發(fā)揮核心作用。集成電路是現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)的核心，在現(xiàn)代信息社會中居于戰(zhàn)略性基礎地位，是衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)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(tǒng)技術(shù)又是集成電路制造業(yè)發(fā)展的基礎支撐。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，光學鏡頭被廣泛用于機器視覺檢測，是實現(xiàn)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(zhì)選型、機構(gòu)設計、光學精密加工與測試等要求極高，技術(shù)難度大，掌握相應技術(shù)對支撐高端裝備國產(chǎn)化具有十分重要的意義。

光學行業(yè)在新模式方面近三年的發(fā)展主要體現(xiàn)為軍民融合創(chuàng)新機制的穩(wěn)步推進。軍民融合是國家實現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動的重要發(fā)展戰(zhàn)略，近年來，我國著力建設軍民結(jié)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(shù)相互轉(zhuǎn)移。通過軍民協(xié)同攻關(guān)，我國成功實施了載人航天及探月工程、北斗衛(wèi)星導航、高分辨率對地觀測系統(tǒng)、快舟衛(wèi)星發(fā)射系統(tǒng)等軍民融合重大項目和工程。

光學行業(yè)是典型的技術(shù)密集型行業(yè)，歷來是軍民融合發(fā)展的前沿陣地。我國光學產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與軍工技術(shù)密不可分，光學企業(yè)積極加入“軍民融合”浪潮，福光股份、成都光明、中電?？?、奧普光電等企業(yè)，背靠軍工企業(yè)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(chǎn)業(yè)鏈上占據(jù)優(yōu)勢地位，重塑全球光學工業(yè)競爭格局。根據(jù)《“十三五”科技軍民融合發(fā)展專項規(guī)劃》，“十三五”時期是我國軍民融合發(fā)展由初步融合向深度融合過渡的關(guān)鍵階段，軍事技術(shù)與民用技術(shù)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(fā)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(chǎn)業(yè)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(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢

①空間光學領(lǐng)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(jié)構(gòu)、運動演化規(guī)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(shù)的發(fā)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(fā)射的“嫦娥一號”和“嫦娥二號”衛(wèi)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(shù)也取得了跨越式的發(fā)展。近年來，國家對空間光學系統(tǒng)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(tǒng)正向著大口徑、長焦距、大視場、高測量精度等方向發(fā)展，在我國航天事業(yè)高速發(fā)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(wèi)星應用、空間寬帶互聯(lián)網(wǎng)三大工程將成為航天工業(yè)未來發(fā)展的趨勢和核心。根據(jù)2015年國防科工局等部門著手編制的航天發(fā)展“十三五”規(guī)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(wèi)星及應用產(chǎn)業(yè)鏈。定制產(chǎn)品作為航天工程、空間探測不可或缺的組成部分，面臨穩(wěn)定持續(xù)的市場需求。 ? ?

②軍事武器裝備領(lǐng)域

光學技術(shù)發(fā)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(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合，產(chǎn)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(zhàn)爭形態(tài)從機械化戰(zhàn)爭逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒒瘧?zhàn)爭，顯著提高了作戰(zhàn)效能。光學技術(shù)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(shù)在軍事上的應用，光學系統(tǒng)在情報偵察、夜間作戰(zhàn)、遠程空襲、精確制導等作戰(zhàn)中發(fā)揮了極其重要的作用，已成為現(xiàn)代軍事技術(shù)不可或缺的重要組成部分。

近年來，軍事領(lǐng)域正從機械化和信息化基礎上向智能化發(fā)展，人工智能的軍事應用正成為國內(nèi)外研究的熱點領(lǐng)域，世界各主要軍事大國以先進計算、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等新興技術(shù)為基礎，研發(fā)應用了自動武器、無人作戰(zhàn)機、無人地面戰(zhàn)車、無人潛航器、作戰(zhàn)機器人、智能炸彈等智能化武器裝備，將對作戰(zhàn)模式和戰(zhàn)場環(huán)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(tǒng)處于前端感知環(huán)節(jié)，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(wěn)定增長為公司軍品發(fā)展提供了堅實的市場基礎。我國周邊安全環(huán)境復雜，大國地緣戰(zhàn)略競爭日趨激烈，隨著亞太地區(qū)成為全球地緣戰(zhàn)略角逐的焦點，我國周邊安全環(huán)境不穩(wěn)定不確定因素增加。為了應對各方面的挑戰(zhàn)，保持我國國防經(jīng)費的持續(xù)投入、大力發(fā)展國防科技工業(yè)將是必然選擇。 ? ?

（2）民用光學行業(yè)的發(fā)展態(tài)勢

先進的科學技術(shù)往往率先被應用于軍事領(lǐng)域，但軍用技術(shù)只有轉(zhuǎn)化為民用技術(shù)才能直接服務社會經(jīng)濟發(fā)展。當前大力推進國防科技工業(yè)技術(shù)軍民融合已經(jīng)上升到我國國家戰(zhàn)略層面，每年都有一批軍轉(zhuǎn)民的技術(shù)名單出臺，軍民融合度不斷擴大。光學行業(yè)處于軍民融合的前沿陣地，必將持續(xù)受益于軍用技術(shù)轉(zhuǎn)民用的浪潮。

①安防監(jiān)控鏡頭行業(yè)發(fā)展態(tài)勢

安防設備主要包括視頻監(jiān)控、入侵報警系統(tǒng)、出入口門禁控制、防盜報警系統(tǒng)、可視對講系統(tǒng)等，光學鏡頭是安防視頻監(jiān)控的核心部件，對成像質(zhì)量起著關(guān)鍵性作用。當前安防監(jiān)控高清化、智慧化升級，推動光學鏡頭技術(shù)快速革新。一方面，隨著視頻監(jiān)控的深入應用，相關(guān)鏡頭技術(shù)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(shù)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(jiān)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(huán)境的監(jiān)控，行業(yè)中涌現(xiàn)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(chǎn)品。視頻監(jiān)控從高清進一步向4K、8K超高清技術(shù)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(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)快速融合，行業(yè)步入了智能安防2.0時代，華為、?？低?/u>等發(fā)布了人工智能應用的安防產(chǎn)品。人工智能為保證對信息數(shù)據(jù)運算的精度和效率，對光學鏡頭可靠性和成像質(zhì)量提出更高的要求，促使鏡頭企業(yè)的技術(shù)加速升級。 ? ?