紅外成像技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)分析

徐國(guó)亮

摘 要：自1800年英國(guó)天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)紅外輻射以來(lái)，經(jīng)過(guò)兩個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，紅外成像技術(shù)由最初主要用于軍事上的跟蹤定位，發(fā)展到如今在交通、環(huán)境、制造業(yè)等領(lǐng)域的全面覆蓋，并且先進(jìn)的紅外成像技術(shù)更加成為智慧城市建設(shè)中的重要幫手。文章通過(guò)詳盡的專(zhuān)利數(shù)據(jù)，從申請(qǐng)態(tài)勢(shì)、區(qū)域、技術(shù)主題、申請(qǐng)主體等方面對(duì)紅外技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行全面分析。

關(guān)鍵詞：紅外成像；專(zhuān)利；區(qū)域分布；申請(qǐng)主體

引言

紅外成像器[1]按照其工作原理分為基于光電效應(yīng)的光子探測(cè)器和基于熱效應(yīng)的熱探測(cè)器，其中光子探測(cè)器包括HgCdTe、量子阱、超晶格等光導(dǎo)型以及InSb、肖特基結(jié)等光伏型器件，而熱探測(cè)器主要包括熱敏電阻、熱釋電、熱電堆、二極管型，其中，光子探測(cè)器由于通常在77k的低溫下工作，因而需要昂貴的制冷設(shè)備，該要求限制了其大規(guī)模的民用，而熱探測(cè)器則由于其相對(duì)低廉的成本，且其中最主要的熱敏電阻型探測(cè)器能與Si基半導(dǎo)體工藝兼容，因此近年來(lái)成為智慧城市建設(shè)、智能家居市場(chǎng)的重要技術(shù)。

1 紅外成像技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)

全球范圍內(nèi)的紅外成像技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)以時(shí)間為軸線，結(jié)合其發(fā)展節(jié)點(diǎn)，大致可分為以下幾個(gè)時(shí)期：

（1）起步期（1970年之前）。從十九世紀(jì)至二十世紀(jì)六十年代的這段時(shí)期，紅外技術(shù)處于起步階段，從英國(guó)天文學(xué)家赫謝耳（Herschel）發(fā)現(xiàn)了紅外輻射的存在到利用紅外輻射進(jìn)行熱探測(cè)成像，其間經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的研究時(shí)間，在這一階段紅外成像技術(shù)領(lǐng)域的全球?qū)＠暾?qǐng)量只有幾件。

（2）緩慢增長(zhǎng)期（1971-1986年）。二十世紀(jì)六十年代中葉起，紅外技術(shù)開(kāi)始得到了發(fā)展，專(zhuān)利申請(qǐng)集中在以HgCdTe為代表的光子探測(cè)器，這一階段的紅外技術(shù)主要服務(wù)于國(guó)防軍事。

（3）平穩(wěn)增長(zhǎng)期（1987-2005年）。這一時(shí)期的紅外成像技術(shù)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)由制冷型向非制冷型的過(guò)渡和轉(zhuǎn)變，對(duì)非制冷紅外成像器的研制給紅外技術(shù)帶來(lái)了新的增長(zhǎng)點(diǎn)。80年代初，由美國(guó)TI公司率先研制出了非制冷型熱成像系統(tǒng)；1989年，美國(guó)的HONEYWELL公司在政府的資助下成功研制出了室溫下的熱探測(cè)器-采用硅微橋的氧化釩微輻射計(jì)的非制冷紅外焦平面探測(cè)器；相繼的，法國(guó)的CEA/LETI公司、日本的三菱和NEC公司也均在這一時(shí)期從事非制冷紅外熱成像技術(shù)的研究。全球?qū)＠暾?qǐng)?jiān)谶@一時(shí)期得到了更快地發(fā)展和增長(zhǎng)；尤其在1994-1997年期間，美國(guó)及日本多家公司從HONEYWELL公司得到技術(shù)轉(zhuǎn)讓?zhuān)a(chǎn)出一系列以氧化釩微測(cè)輻射熱計(jì)為基礎(chǔ)的非制冷紅外焦平面陣列，非制冷探測(cè)器由此得到一段時(shí)間的快速與廣泛發(fā)展。

（4）快速擴(kuò)張期（2006年至今）。這一時(shí)期的紅外技術(shù)發(fā)展趨近成熟，紅外技術(shù)也開(kāi)始大量涌入民用領(lǐng)域，包括駕駛導(dǎo)航、目標(biāo)識(shí)別、報(bào)警監(jiān)測(cè)、智能家居、數(shù)字安防等等，這一時(shí)期紅外成像技術(shù)領(lǐng)域的全球?qū)＠暾?qǐng)量處于快速上升期，特別是包括廣州颯特、武漢高德等中國(guó)公司的申請(qǐng)數(shù)量開(kāi)始快速增長(zhǎng)。

2 紅外成像技術(shù)專(zhuān)利區(qū)域分布

紅外成像技術(shù)領(lǐng)域，全球?qū)＠暾?qǐng)的主要目的地是美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局（USPTO）、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）、中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局（SIPO）、歐洲專(zhuān)利局（EPO）、德國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局（DMPA）、日本特許廳（JPO）、韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局（KIPO）等。

基于統(tǒng)計(jì)結(jié)果的約1600項(xiàng)專(zhuān)利，根據(jù)專(zhuān)利申請(qǐng)的公開(kāi)號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，向上述六局提交的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)目分別為：美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局（US）1985件，占申請(qǐng)總量的26%；歐洲專(zhuān)利局（EP）1070件，占申請(qǐng)總量的15%；世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織（WO）933件，占申請(qǐng)總量的13%；日本特許廳（JP）869件，占申請(qǐng)總量的12%；德國(guó)專(zhuān)利局（DE）506件，占申請(qǐng)總量的7%；中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局（CN）304件，占申請(qǐng)總量的4%；韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局（KR）151件，占申請(qǐng)總量的2%；其他國(guó)家和地區(qū)共占申請(qǐng)總量的21%。

3 紅外成像各技術(shù)主題專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)

從紅外成像技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)的技術(shù)側(cè)重點(diǎn)，將其主要分為熱探測(cè)器、光子探測(cè)器、成像系統(tǒng)、圖像處理與分析、讀出電路、系統(tǒng)應(yīng)用、通用焦平面陣列和系統(tǒng)集成8個(gè)分支，從圖1可看出，光子探測(cè)器在上世紀(jì)90年代一度成為研究熱點(diǎn)，但在進(jìn)入21世紀(jì)之后申請(qǐng)數(shù)量急劇下降，證實(shí)了其脫離民用，基本服務(wù)于軍事、國(guó)防等保密領(lǐng)域，另外，熱探測(cè)器經(jīng)歷了2003年前后的爆發(fā)式增長(zhǎng)之后，近年來(lái)趨于平穩(wěn)，而讀出電路、探測(cè)系統(tǒng)、圖像處理與分析和系統(tǒng)應(yīng)用成為紅外成像技術(shù)領(lǐng)域的重要分支，進(jìn)入2000年以后申請(qǐng)量保持較高水平。

4 紅外成像技術(shù)申請(qǐng)主體分析

就全球主要申請(qǐng)主體來(lái)看，排在前十位的申請(qǐng)人集中在美日歐國(guó)家和地區(qū)，其中美國(guó)的公司占得六席，歐洲、日本各占有兩席，可見(jiàn)美國(guó)在紅外成像技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利份額舉足輕重。排在前三位的均為美國(guó)公司，分別為雷神公司（RAYTHEON）、前視紅外公司（FLIR）以及霍尼韋爾公司（HONEYWELL），其中雷神公司是美國(guó)的大型國(guó)防合約商，以315項(xiàng)的全球?qū)＠暾?qǐng)量位于第一位。

比較排名前幾位的申請(qǐng)人的年度申請(qǐng)狀況可以看到，RAYTHEON、HONEYWELL、HUGHES及NEC公司的專(zhuān)利申請(qǐng)起步均較早，其中又以HUGHES和HONEYWELL的專(zhuān)利申請(qǐng)起步最早，HUGHES公司早在1964年開(kāi)始了專(zhuān)利申請(qǐng)，HONEYWELL公司在1970年開(kāi)始有專(zhuān)利申請(qǐng)，其后RAYTHEON、HONEYWELL及NEC每年均保持一定的申請(qǐng)量，而HUGHES公司在1997年后不再有專(zhuān)利申請(qǐng)，這是因?yàn)镠UGHES公司在1997年被RAYTHEON公司所兼并，這也是為什么RAYTHEON公司在1997年的專(zhuān)利申請(qǐng)量有突破性增長(zhǎng)的原因，此后RAYTHEON公司的申請(qǐng)量回落到比1997年前略高的申請(qǐng)量水平；而FLIR公司的專(zhuān)利申請(qǐng)起步較晚，在1998年后才開(kāi)始較多的專(zhuān)利申請(qǐng)，從2004年開(kāi)始FLIR的專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)鲩L(zhǎng)較快，并在2011年的申請(qǐng)量達(dá)到了36項(xiàng)，超過(guò)了其他主要申請(qǐng)人位于第一位。這是由于FLIR公司在2004年兼并了Indigo系統(tǒng)公司，自此具備了制造探測(cè)器的能力，成為唯一一家高度縱向集成的紅外熱像儀生產(chǎn)商，此后，F(xiàn)LIR公司又通過(guò)不斷的兼并和收購(gòu)的商業(yè)行為得到了快速發(fā)展和壯大。

對(duì)全球前十位主要申請(qǐng)主體的專(zhuān)利布局進(jìn)行分析，美國(guó)的RAYTHEON、HUGHES、HONEYWELL公司除了在本國(guó)申請(qǐng)大量專(zhuān)利外，還在EPO、JPO、WIPO、KIPO提交了較多的申請(qǐng)；另兩家美國(guó)公司FLIR、BAE同樣除了本國(guó)申請(qǐng)大量專(zhuān)利外，在EPO、WIPO也提交了較多申請(qǐng)，可見(jiàn)美國(guó)的申請(qǐng)主體非常重視全球市場(chǎng)，在主要國(guó)家/地區(qū)都進(jìn)行了專(zhuān)利布局，其中在中國(guó)專(zhuān)利布局較多的也是美國(guó)的HONEYWELL、FLUKE和FLIR公司，而德國(guó)的TESTO公司和法國(guó)的SOFRADIR的專(zhuān)利申請(qǐng)均以本國(guó)為主，在全球范圍內(nèi)的專(zhuān)利布局相對(duì)美國(guó)公司較弱；日本的主要申請(qǐng)主體NIPPON公司和NEC公司在本國(guó)以外的USPTO、EPO、WIPO及KIPO僅有極少量的申請(qǐng)，專(zhuān)利布局也相對(duì)較弱。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)文章從申請(qǐng)總態(tài)勢(shì)、地區(qū)分布、技術(shù)主題和申請(qǐng)主體多角度的分析，從宏觀角度整理了紅外成像技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)現(xiàn)狀，從結(jié)果看，紅外成像技術(shù)作為安防領(lǐng)域的重要分支，未來(lái)仍將成為市場(chǎng)熱點(diǎn)，而專(zhuān)利作為市場(chǎng)利益的價(jià)值體現(xiàn)，必然會(huì)成為各企業(yè)的戰(zhàn)略平臺(tái)。文章同時(shí)也希望對(duì)國(guó)內(nèi)的紅外技術(shù)企業(yè)有一定的參考意義。

參考文獻(xiàn)

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[2]郭婕婷，肖國(guó)華.專(zhuān)利分析方法研究[J].情報(bào)雜志，2008，27（1）：12-14，11.