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光学镜头厂商中润光学IPO,118倍变焦倍率性能超越日系巨头?吹牛?

一家做光学镜头的公司中润光学要在科创板IPO。

日前刚被受理!

为啥知情郎关注他,因为早年也爱拿单反相机去踏青拍片。

深知,镜头好不好直接影响成像质量。

国产光学镜头商,真没怎么听过,回响耳边的大多都是日系品牌,如佳能、尼康、富士等。

看看这家公司的成色,也看下国产镜头商的技术实力。

有一说一,在公司核心技术演进路线方面,这材料写得明白。

很多科创板公司过不了关,其实一个原因就是技术演进路线写不明白。

当然,大部分情况自然是公司技术门槛低,没什么可写,都是行业通用技术,编无可编。

问题是,编无可编也得编,还得把专利分门别类按技术思路编,开始技术肯定都学国外学大厂的,然后你如何在别人的肩膀上搞研发搞创新成就自己的技术底蕴。

直白说,编材料不是什么技术活,只是个门面活儿,如果门面活儿都做不好,就真寒碜了。

另外,这公司的发明专利“一种变焦镜头”获得过浙江省专利优秀奖,为国家级专精特新“小巨人”企业。

01科普下光学镜头

光学镜头是必不可少的部件,直接影响成像质量的优劣,在如今镜头捆绑AI算法的年代,会影响算法的实现和效果。

从整个产业链而言,上游产业链由光学玻璃、光学塑料等光学原材料供应商和镜片、滤光片等光学元件供应商组成。

光学镜头及镜头模组是光学成像系统中的核心组成部分,其通过光学折射原理将需拍摄的景物聚焦到图像传感器芯片上,实现光学成像。

作为产业链中游,光学镜头是光电技术结合最紧密的部分,是制造各种光电产品、光学仪器的核心,需要根据下游不同应用领域的差异化需求进行研发、设计和生产,具备较高的技术门槛。

下游为光电技术与视频监控、人工智能、智能制造、物联网、工业检测、智能车载、激光显示等领域结合而成的各类产品,应用领域广泛。

产业链上国内外上市公司

02国内外的技术差距

光学镜头领域,直白点说,国内企业属于附加值较低的流水线装配工层次。

技术大佬都是国外寡头,比如德国、日本。

德国:德国光学产业技术雄厚,造就了徕卡(Leica)和卡尔·蔡司(CarlZeiss)等行业巨头,蔡司镜头和徕卡相机至今仍代表了世界光学设计、加工和相机制造技术的最高水准。

日本:日本光学产业自二十世纪五十年代以来后发展迅猛,依靠产品的性价比优势逐渐占据了市场主导,其主要生产企业有日本佳能(Canon)、日本尼康(Nikon)、日本富士(Fuji)、日本奥林巴斯(Olympus)、日本腾龙(Tarmon)等。

随着中国等其他国家光学产业快速发展,日本逐渐退出劳动密集、附加值较低的低端光学产品加工制造业务,除少量高精密的光学元组件的设计、加工外,重点向光学材料开发、光学检测设备和检测技术研发、光学加工和镀膜设备制造等方面发展,成为主要的光学材料、精密检测及加工设备输出国之一。

中国台湾地区:伴随着发达国家光学产业结构调整过程,台湾地区凭借其地域和贸易优势,积极与国际企业合作,成为日本等发达国家逐步退出光学元组件加工制造领域后主要的技术和市场承接者,培育出了以大立光、亚洲光学、扬明光学、今国光学等为代表的光学企业集群。

中国大陆:因起步较晚,中国大陆的光学产业尚在发展完善中并在产业链的不同环节呈现不同的国产化程度。

具体体现在:

①光学组件:数字安防、车载等领域的镜头、模组设计及制造逐步实现国产化,但机器视觉、激光电视等新兴领域仍由国外厂商占据较大市场份额;

②光学元件:玻璃球面镜片市场已充分国产化,但在加工工艺难度更高的非球面镜片、自由曲面镜片等光学元件市场仍由国外厂商主导,国内厂商积极进行技术研究、参与市场竞争;

③光学材料:光学玻璃、光学塑料等主要由国外厂商供应,部分国内厂商参与竞争。

03中润光学的竞争力

前面都是宏观的行业信息以及国外巨头公司近况。

那么,嘉兴中润光学科技股份有限公司(中润光学)上市的底气何在?

从ipo申报材料看,公司的核心竞争力产品在于数字安防领域,数字安防镜头是其核心收入。

据公司称,产品在高解像力、低照度、超大倍率光学变焦、小体积等多个重要指标内实现突破。

公司产品销售数据

产品系列全面,覆盖定焦、2倍至118倍变焦倍率,可适配各类尺寸的传感器,为室内、楼宇、道路等不同场景提供多样化产品,实现2MP至4K清晰成像,同时具备红外共焦、光学透雾、光学防抖等功能。

从销售数据看,在30倍及以上变焦倍率领域,公司产品竞争力强。

超大倍率变焦镜头应用于智能可视化巡检装置,产品具备30倍光学变焦,结合后端算法可实现数条巡航线的智能监测,为电力运维系统提供产品解决方案。

这公司产品据说已能做到118倍变焦倍率,实现0.5-10km观测距离内的清晰成像,该指标超过了日本富士能、日本山野、日本ADL等国际知名公司水平,处于领先地位。

知情郎插句话,这个指标必定会被上交所审核人员反复追问,国内小规模公司产品性能赶超行业多年寡头大佬,大家都不大敢信,自然要问个清楚。

根据行业权威机构TSR的统计,2021年,公司在30倍及以上超大倍率变焦镜头全球市场占有率47.88%。

118倍变焦倍率啥概念?

另外,机器视觉领域,针对工业无人机设计的超高清中倍率变焦光学镜头,公司提供1/1.8英寸大靶面、解像力可达20MP、18倍光学变焦产品,同时具备小型轻量化等特点,搭载于工业无人机上,可在高空飞行过程中实现广角拍摄与特写捕捉的快速切换,小型轻量化的设计显著提升无人机续航能力,在电力巡检、山林搜寻、航拍测绘等场景发挥突出优势。

这公司也提供超长焦镜头的产品。

简单解释下,焦距决定了镜头的观测距离,焦距越长,则可观测距离越远,焦距超过700mm的镜头被称为超长焦镜头,可实现超远距离观测。超长焦镜头对于如边防、海防、铁路航道、森林防火、城市制高点、江河沿线、煤矿安全生产监测等不易接近的拍摄场合,能够发挥出色的拍摄效果。

全球数字安防领域超长焦镜头的提供商主要有中润光学、日本富士能(Fujifilm)、日本ADL、日本CBC、日本山野(YAMANO)及中国台湾今国光学六家企业,公司是目前国内为数不多的超长焦镜头提供商,有效打破了日本厂商在超长焦镜头的垄断地位。

04和国内公司比,有底气吗?

不跟国外比,跟国内比,有竞争力吗?

公司选择的同行业可比公司为联合光电(300691.SZ)、福光股份(688010.SH)、宇瞳光学(300790.SZ)、力鼎光电(605118.SH)、舜宇光学(02382.HK)及拟上市公司福特科。

上述公司在主营业务、主要产品构成方面与公司较为接近,公司的主营业务和主要产品和上述公司对比如下:

知情郎看下业内公司的业绩,中润光学规模偏小。

2019-2021年,中润光学实现营业收入分别约为2.84亿元、3.34亿元、3.96亿元;对应实现归属净利润分别约为2259.57万元、2664.81万元、3595.04万元。

4个亿的营收规模不如同行的零头。

且这公司主要靠安防吃单,数字安防镜头为主要收入来源。

2021年卖了153万颗安防镜头,占了产量的大部分!且30倍以上镜头份额最大。看下安防产品变焦倍率、解像力、光圈、靶面4个技术指标的国内同类产品对比:

从数据看,公司产品变焦倍率最大,且在解像力、靶面等综合性能上领先。

另外,这公司安防订单背后离不开“大金主”大华股份的支持。

据了解,报告期各期,安防行业龙头大华股份均系中润光学的第一大客户,中润光学对其销售收入分别约为1.44亿元、1.48亿元、1.63亿元,占比分别为50.75%、44.23%、41.07%,从销售内容来看,2019年销售镜头,2020年、2021年则销售镜头+技术开发。

资料显示,大华股份2008年5月登陆A股市场,公司为安防行业龙头,2018-2021年在全球安防行业均排名第二位。

大华要是不扶持这企业,估计公司业务要黄。

看来,科创板审核人员必会无尽追问这个问题。

05专利情况?

截至报告期末,公司共拥有193项专利权,其中发明专利63项,实用新型130项。

其中192项为自主申请取得,1项为受让取得。

检索了公司专利情况,绝大部分都围绕镜头、成像系统、防抖装置。

公司自己在申报材料里,对核心技术做了专利分类,节选几个技术分类!

核心技术技术领域及概要知识产权组合特征复杂矢量曲面设计技术

结合使用球面、非球面镜片,通过复杂曲面的像差解耦机制在成像过程中实现对初阶像差的补正平衡,应用于各类光学系统中,提高镜头成像性能并降低体积、重量等。16项发明专利,13项实用新型专利多组元联动式变焦光学系统设计技术通过多个由镜片组成的变焦群组联合移动实现在不同焦距下的光学成像并保证各个焦距下的高成像质量。

6项发明专利,5项实用新型专利宽光谱复消色差成像技术利用色散曲线的矢量分析方法,通过具备不同色散特性的镜片组合使用达到消除色差的效果,并通过光学补偿方式将不同波长的离焦量控制在次微米数量级,配合可控带通滤光切换装置,使光学系统在宽波段内色像差均得到良好校正,提升解像力、减少紫边等色差现象,并实现红外共焦。

15项发明专利,20项实用新型专利混合式被动无热化成像技术解决镜头因温度变化导致成像不清晰等问题,提升其在-40℃-80℃高低温环境下稳定成像的能力,大幅拓展其适用环境,满足下游严苛要求。数字安防领域对适用环境温度要求较高,公司、宇瞳光学、福光股份等已掌握相关技术。

2项发明专利,5项实用新型专利玻塑混合光学系统设计技术充分利用玻璃镜片透光率高、耐热性好,塑料镜片重量轻、体积小、可塑性强且量产能力高的特点,通过玻塑混合方式减少镜头整体体积、重量,实现镜头光学性能、机构规格、量产性能的良好平衡。同时解决玻塑混合镜头对温度变化敏感,在不同温度下发生焦点漂移,造成成像焦点模糊、解像力低下的问题(简称“温漂”问题),大幅提升玻塑混合镜头的成像质量和环境可靠性(高低温适用性)5项发明专利,10项实用新型专利。

知情郎拿其中2个垂直技术为例,分享下公司技术研发思路,公司是有干货的,至少在材料里关于自己的技术演进路线写的很明白。

06宽光谱复消色差成像技术

光学镜头依靠光线实现成像,如何在光照不足的情况如阴雨天、夜晚、雾天、暗室等环境实现高质量的成像,一直是光学镜头及其下游安防、车载等行业的重点突破方向。

如在安防领域,无论是道路监控还是城市治安监控,日夜转换功能及全天候监控的需求正日益增加;在车载领域,作为信息系统前端感知器件的镜头需要在夜晚、阴雨等不同驾驶环境或车内较昏暗的环境下保证可靠的成像质量,对镜头的低照成像能力提出了更高的要求。
红外光或近红外光穿透能力较强,在夜晚、雾天等应用良好,利用红外光或 近红外光进行拍摄,能够得到较为锐利的成像画质。
但由于红外光与可见光波长 不一,通过光学系统折射将汇聚到不同的焦点上,造成成像模糊等问题,另外红 外光的引进也会带来色差,由此诞生了宽光谱复消色差成像技术。

宽光谱复消色差成像技术指根据各镜片材料的色散特性及成像的色散曲线 矢量分析方法推算出各个镜片用材的最优解集,通过具备不同色散特性的镜片组合使用达到消除色差的效果,并通过光学补偿的方式控制不同波长的离焦量,实 现不同波长光线下的清晰成像,是光学设计的基础技术之一,国内外光学厂商基 本均已实现突破及应用,但对该项技术的掌握及应用程度不同。

公司沿用木下光学的设计体系,在早期光学设计过程中重视对色散曲线的优 化,并将红外共焦性能作为镜头设计过程重要的设计评审指标之一。通过长期对 该技术的摸索和经验积累,公司可在可见光至近红外光(波长范围 400-1,500nm) 的宽波段内实现优良成像,并通过光学补偿方式将不同波长的离焦量控制在微米 级,配合可控带通滤光切换装置,实现共焦效果。

光学镜头在可见到近红外波段 都能达到近衍射极限的成像质量,在雾霾、烟雨以及低照环境下能够获取高清图 像。

特别地,针对超大倍率变焦镜头,由于红外光带来的色差将随着焦距的增大 呈倍率式增长,较难实现红外共焦功能,公司通过对该项技术的掌握及在超大倍 率变焦镜头中的应用,实现了超大倍率变焦镜头在可见光与红外光双波段同时工 作,夜晚不使用闪光灯的情况下仍能实现清晰成像。

除实现产业化应用产品外, 公司研发出紫外皮肤测试微距镜头、多光谱超大光圈镜头、高清红外光学镜头等 战略新兴产品,为技术实力的体现。

针对该项核心技术,公司已获得授权专利 35 项,其中 15 项发明专利,20 项实用新型专利。

07组合特征复杂矢量曲面设计技术

光学镜头是图像、视频等信息采集的核心部件,解像力、画面明亮度、色彩 还原度等成像质量直接决定了信息采集的质量。
目前,镜头内使用的镜片主要分为两类,球面镜片及以非球面镜片为代表的复杂矢量曲面镜片。

球面镜片无法将 并行的光线以完整的形状聚集在一个点上,易出现球面像差,导致成像不清晰、画面畸变、存在色差等问题,通常需要多枚镜片进行互相矫正来改善上述问题,而非球面镜片在提高光学性能,解决畸变、压缩镜头尺寸等问题上具备突出优势。

一枚非球面镜片对球差、场曲等光学像差的矫正效果相当于数枚球面镜片,因此 在光学系统设计中引入非球面,可以在保证成像性能的前提下,有效地压缩光学 系统长度和体积,实现镜头的小型轻量化设计。

球面镜片与非球面镜片成像示意 图如下:

球面镜片在设计中运用需设定的参数包括折射率、前表面曲率、后表面曲率、 厚度、空气间隔等,而非球面镜片等复杂矢量曲面镜片的前后表面曲率则是一个 复杂的曲面方程,具有无限的参数设定方式,一枚非球面镜片需设定的参数变量 在 18 个以上,既给予了光学设计极大的自由度,也提高了光学设计的技术门槛, 需对像差理论具备深入理解并熟悉球面镜片、非球面镜片等光学元件的各自特性 及组合使用的影响。

日本厂商尼康、佳能在 1960 年左右即开始了非球面镜片设 计、制造相关的技术研究并推出使用非球面镜片的相机镜头,是组合特征复杂矢 量曲面技术的早期应用。后国内光学厂商也相继突破该项技术,能够在设计中灵 活应用球面镜片、非球面镜片等,但对该项技术的掌握及应用程度不同,具体表 现为产品解像力、光圈、畸变、体积等综合性能上的差异以及对超精密非球面、 自由曲面等面型更为复杂的镜片的组合使用上。

公司在早期即沿用了日本先进光学设计理念,在各类产品设计中组合使用球 面、非球面镜片,不断加深对像差理论的理解及研究,形成了镜片面形与位置姿 态误差协同的测量模型,揭示了组合特征复杂曲面多个物理特性和光学元件制造 过程中的精度演进规律。

通过复杂曲面的像差解耦机制在成像过程中实现对各类像差的补正平衡,应用于各类镜头设计中,提高镜头成像性能并降低体积、重量等。

针对变焦镜头,公司使用组合特征复杂矢量曲面设计技术,通过多枚双凹超 低色散玻璃材料的非球面镜片以矫正不同倍率的场曲,极大地改善了最短焦距端与最远焦距端解像力不可兼得的问题,使得全倍率下镜头成像的画面中心至边缘 均达到超高解像力。

运用非球面镜片的镜头内部结构示意如下:

进一步地,公司在此基础上完成了 DOE 衍射非球面面型设计相关的技术研 究。

针对大光圈镜头,由于大光圈镜头进光量较大,引入的光学像差将随着光圈 的变大而呈现几何次幂级别的增长,从而大幅降低镜头成像质量,公司在运用超 高折射率光学材料的同时配合采用 DOE 衍射非球面的面型设计方式,使整个光 学系统能够有效消除大光圈带来的高次幂波像差,提升镜头成像的画面明亮度及 清晰度。

针对该项核心技术,公司已获得授权专利 29 项,其中 16 项发明专利,13 项实用新型专利。

       原文标题 : 光学镜头厂商中润光学IPO,118倍变焦倍率性能超越日系巨头?吹牛?

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