平視顯示器專利申請(qǐng)狀況分析

劉媛(山東省汽車電子技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東省科學(xué)院自動(dòng)化研究所，山東濟(jì)南 250014)

平視顯示器專利申請(qǐng)狀況分析

劉媛
(山東省汽車電子技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東省科學(xué)院自動(dòng)化研究所，山東濟(jì)南 250014)

平視顯示器作為安全輔助駕駛設(shè)備，對(duì)減少因低頭走神引起的交通事故有著重要的價(jià)值。針對(duì)平視顯示器技術(shù)的中國(guó)專利，從專利申請(qǐng)年份、主要申請(qǐng)人和技術(shù)主題3個(gè)方面分析了當(dāng)前的技術(shù)狀況，并對(duì)我國(guó)平視顯示器技術(shù)發(fā)展提出了一些建議。

平視顯示器；專利申請(qǐng)；技術(shù)領(lǐng)域

0 引言

平視顯示器最初應(yīng)用在軍用飛機(jī)上，20世紀(jì)80年代末，被注重安全的汽車商引入，作為安全輔助駕駛設(shè)備。平視顯示器可將有關(guān)信息顯示在前風(fēng)擋玻璃的駕駛員平視范圍上，且顯示位置、顯示亮度可調(diào)，這樣可以避免低頭看儀表，從而縮短眼球?qū)η胺降囊曈X盲區(qū)時(shí)間，對(duì)減少因低頭走神引起的交通事故有著重要的價(jià)值[1]。2012年間售出的汽車中僅有2%配備了HUD，但預(yù)計(jì)至2020年，這一數(shù)據(jù)將增加至9%。在2010年，日本的汽車HUD系統(tǒng)裝配率最高，但預(yù)計(jì)至2020年這一地位將被歐洲取代[2]。我國(guó)企業(yè)在平視顯示器方面的研究起步較晚，尤其是對(duì)于核心技術(shù)的掌握遠(yuǎn)不如國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手[3]。

1 平視顯示器技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)狀況

以向中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交并公開的平視顯示器技術(shù)專利申請(qǐng)為研究對(duì)象，檢索數(shù)據(jù)的截止時(shí)間是2013年11月5日。在SooPAT數(shù)據(jù)庫(kù)中共檢索到177件專利申請(qǐng)。下面對(duì)平視顯示器技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)狀況進(jìn)行分析。

1.1 申請(qǐng)量的年份分布

如圖1所示，2000年之前，平視顯示器技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)量較少，這主要是當(dāng)時(shí)由于光源、光學(xué)器件等技術(shù)問(wèn)題，平視顯示器技術(shù)在國(guó)內(nèi)外沒有得到較大發(fā)展。但隨著相關(guān)技術(shù)取得很大進(jìn)步后，汽車制造商對(duì)其產(chǎn)生了越來(lái)越濃厚的興趣。2000年之后，國(guó)內(nèi)外申請(qǐng)人紛紛在該領(lǐng)域申請(qǐng)專利。2010年之后，平視顯示器技術(shù)實(shí)現(xiàn)白色顯示，申請(qǐng)量相對(duì)提高。2012年，相關(guān)中國(guó)專利未公開，數(shù)量又開始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

1.2 主要申請(qǐng)人

如表1所示，平視顯示器技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人按申請(qǐng)量排名，位列第1的是通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司。平視顯示器作為一項(xiàng)安全特性，在1988年首先安裝在通用汽車公司(GM)的奧士莫比和旁蒂克系列汽車上，它申請(qǐng)的21項(xiàng)中國(guó)專利均為技術(shù)水平相對(duì)較高的發(fā)明專利申請(qǐng)，授權(quán)9項(xiàng)，在全部45項(xiàng)授權(quán)專利中，占據(jù)第一。專利的申請(qǐng)時(shí)間都在2010年4月，專利的技術(shù)領(lǐng)域主要有圖形圖像的顯示方法[3-4]，如車內(nèi)儀表、娛樂(lè)信息、導(dǎo)航信息，車外交通基礎(chǔ)設(shè)施、車道、行人等；圖像的處理方法，比如采用增強(qiáng)視覺、透視校正、亮度補(bǔ)償；圖像的顯示設(shè)備及顯示方式；車輛的預(yù)警系統(tǒng)，如瞌睡提醒、跟隨距離提示等。排名第2的是通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司，與位列第1的通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司同屬于通用汽車公司，它申請(qǐng)了14項(xiàng)專利，申請(qǐng)時(shí)間自2011至今天，技術(shù)領(lǐng)域延續(xù)了通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司，技術(shù)上又有進(jìn)一步的提升，比如增加了動(dòng)態(tài)信息、輔助駕駛信息、惡劣環(huán)境的識(shí)別、場(chǎng)景信息等[5-6]。由此可見，通用汽車公司在平視顯示技術(shù)上一直占據(jù)領(lǐng)先地位。

表1 平視顯示器技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人

位列第3的是株式會(huì)社電裝。株式會(huì)社電裝是世界屈指可數(shù)的汽車零部件生產(chǎn)廠家之一，豐田汽車集團(tuán)公司下屬的最大零部件生產(chǎn)企業(yè)，在日本排名第一，在中國(guó)總共申請(qǐng)平視顯示器方面的專利7項(xiàng)，2004年開始申請(qǐng)專利，后來(lái)直到2013年，才又申請(qǐng)了兩項(xiàng)，專利技術(shù)主要領(lǐng)域是平視顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。位列第4的是約翰遜控股公司，又名美國(guó)江森自控有限公司 (Johnson Controls Inc.),是世界上第一個(gè)恒溫器制造廠家， 是世界最大的汽車部件和座椅的獨(dú)立供應(yīng)商，專利都是在2011年申請(qǐng)，技術(shù)領(lǐng)域是顯示單元結(jié)構(gòu)。位列第5的是松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社，2011年申請(qǐng)一項(xiàng)透視顯示器方面的專利，2008年申請(qǐng)一項(xiàng)光束掃描式的平視顯示器，其余兩項(xiàng)是和株式會(huì)社電裝 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社聯(lián)合申請(qǐng)的汽車夜視顯示方面的技術(shù)。

位列第6的是深圳市華星光電技術(shù)有限公司，它主要生產(chǎn)液晶顯示屏。位列第7的是艾沃瑞克(北京)科技有限公司，其技術(shù)領(lǐng)域是頭盔式平視顯示器，用于公安、消防等領(lǐng)域，是平視顯示器在戰(zhàn)斗機(jī)應(yīng)用的另一擴(kuò)展。位列第8的是中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽(yáng)電光設(shè)備研究所，只有一項(xiàng)發(fā)明，其余是外觀和實(shí)用新型，其技術(shù)領(lǐng)域是最初的戰(zhàn)斗機(jī)應(yīng)用方面。位列第9的是法國(guó)圣戈班玻璃廠，技術(shù)領(lǐng)域是作為平視顯示器的擋風(fēng)玻璃構(gòu)造，在玻璃夾層中又添加了一層薄膜。位列第10的是德爾菲技術(shù)公司，德爾菲汽車系統(tǒng)公司是世界上最多元化的汽車系統(tǒng)和零部件供應(yīng)商，技術(shù)領(lǐng)域是利用衍射設(shè)備來(lái)形成單色、多色及彩色顯示。

在平視顯示技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)量排名前10位的申請(qǐng)人中，用于汽車的平視顯示專利國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)還沒有，在前20位中，有1位是國(guó)內(nèi)企業(yè)，廣東好幫手電子科技股份有限公司，它的平視顯示器側(cè)重于后裝，技術(shù)還處于第二代平視顯示器技術(shù)水平，2個(gè)國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)還處于研究階段?？梢妵?guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)對(duì)平視顯示器技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新還處于初級(jí)階段。但是值得注意的是，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有相對(duì)多的車型開始裝配平視顯示器設(shè)備。

1.3 技術(shù)主題分布

從圖2中進(jìn)一步分析，大部分平視顯示器技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)的技術(shù)主題為G 物理-G02 光學(xué)-G02B 光學(xué)元件、系統(tǒng)或儀器-G02B27/00 其他光學(xué)系統(tǒng)；其他光學(xué)儀器。技術(shù)領(lǐng)域集中在顯示圖像方法、顯示方式以及設(shè)備結(jié)構(gòu)等方面的領(lǐng)域，還有個(gè)別為信號(hào)傳輸、顯示材料等方面?？梢娚暾?qǐng)人目前只進(jìn)行平視顯示器系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)及控制，很多穩(wěn)定性、抗干擾性、圖像舒適性等方面還有待進(jìn)一步研究[7]，這也是值得關(guān)注的新的研究方向。

圖2 平視顯示器技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)的技術(shù)主題分布

2 對(duì)我國(guó)發(fā)展平視顯示器技術(shù)的建議

通過(guò)上述對(duì)平視顯示器技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)的分析，作者得出如下結(jié)論：

(1) 國(guó)內(nèi)外相關(guān)企業(yè)在中國(guó)提出的專利申請(qǐng)較少，技術(shù)創(chuàng)新程度有很大的發(fā)展空間。國(guó)內(nèi)相關(guān)專利申請(qǐng)量很少，缺乏具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的龍頭企業(yè)。國(guó)內(nèi)大學(xué)及科研機(jī)構(gòu)的相關(guān)專利申請(qǐng)量很少，在這方面的關(guān)注度有待提高。

(2) 加強(qiáng)對(duì)平視顯示器的研發(fā)力度。隨著平視顯示器從高端車向中、低端車普及，我國(guó)相關(guān)企業(yè)以及科研機(jī)構(gòu)應(yīng)該抓住機(jī)遇，重點(diǎn)在這方面研發(fā)，可以通過(guò)企業(yè)與大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)合作的方式提高科研能力，以便申請(qǐng)一些具有高含金量的專利，有助于產(chǎn)品走向產(chǎn)業(yè)化。同時(shí)，及時(shí)關(guān)注國(guó)外相關(guān)企業(yè)在華專利布局，對(duì)他們獲得授權(quán)的專利進(jìn)行分析，以便進(jìn)行差異化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

(3) 目前歐、美、日等跨國(guó)廠商在平視顯示器技術(shù)領(lǐng)域具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)的技術(shù)還處于相對(duì)薄弱階段，加強(qiáng)技術(shù)合作，并爭(zhēng)取在成果上享有平等的權(quán)利也是一條發(fā)展途徑。尋求多條發(fā)展渠道，才能推動(dòng)我國(guó)平視顯示器產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)的發(fā)展，提高我國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

總之，目前全球多家汽車零部件供應(yīng)商都涉足了平視顯示器市場(chǎng)，包括日本先鋒、電裝、德爾菲及大陸集團(tuán)等；通用、寶馬、梅賽德斯-奔馳及奧迪等車企也都推出了裝配平視顯示器的車型，平視顯示器技術(shù)的發(fā)展勢(shì)在必行，我國(guó)相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)以此為契機(jī)加快研發(fā)步伐，力爭(zhēng)擁有更多具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的平視顯示器產(chǎn)品，這樣才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

【1】 曹增辰，戴磊.HUD技術(shù)的汽車應(yīng)用以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況[J].中國(guó)建材科技，2012(S2)：16-18.

【2】 Jean Grace V.Taking Heads-Up Displays to the Next Level[J].National Defense,2010,4:15.

【3】 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司.平視顯示器上的交通基礎(chǔ)設(shè)施指示物：中國(guó)，201010190324.8[P].2010-04-02.

【4】 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司.全擋風(fēng)玻璃平視顯示器上的動(dòng)態(tài)車輛系統(tǒng)信息:中國(guó)，201010194877.0[P].2010-04-02.

【5】 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司.全擋風(fēng)玻璃平視顯示器上的虛擬取景器:中國(guó)，201110449682.0[P].2011-12-29.

【6】 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司.全擋風(fēng)玻璃平視顯示器上的強(qiáng)調(diào)道路場(chǎng)景圖示系統(tǒng):中國(guó)，201110449605.5[P].2011-12-29.

【7】 于曉勇，趙晨曉，馬晶，等.基于專利分析的我國(guó)電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)研究[J].科學(xué)學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理,2011(4)：44-51.

Analysis of Head Up Display Patent Application Status

LIU Yuan
(Shandong Provincial Key Laboratory of Automotive Electronic Technology,Institute of Automation of Shandong Academy of Sciences,Jinan Shandong 250014,China)

Head up display(HUD)as a safe driver assistance device for reducing traffic accidents caused by distracted has an important value.The current state of Chinese HUD patent was analyzed from patent application year,the principal applicant and technical topics.Some suggestions on our HUD technology development were given.

Head up display;Patent application;Technical field

2013-11-26

劉媛(1981—)，女，碩士，助理研究員，主要研究方向?yàn)槠囯娮?、檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化。E-mail：liuyuan1981@126.com。