頭戴現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)設(shè)備的專(zhuān)利發(fā)展分析

吳昊+易銘

摘 要：近年來(lái)頭戴現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)（Augmented Reality AR）設(shè)備興起，在人機(jī)交互領(lǐng)域引領(lǐng)新的體驗(yàn)風(fēng)潮。頭戴AR設(shè)備帶給用戶(hù)強(qiáng)烈的真實(shí)感和臨場(chǎng)感，具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景[1]。本文介紹頭戴AR設(shè)備的專(zhuān)利申請(qǐng)情況，以專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)SIPOABS、CNABS的檢索結(jié)果為樣本，總結(jié)和分析國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)、申請(qǐng)人分布、具體申請(qǐng)方向和應(yīng)用領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：頭戴式 現(xiàn)實(shí)增強(qiáng) 交互 深度 AR

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）10（b）-0155-02

頭戴AR設(shè)備是將真實(shí)環(huán)境圖像，以及與該圖像相關(guān)的虛擬圖像混合起來(lái)輸出到顯示設(shè)備，以提供豐富的視覺(jué)體驗(yàn)。其基本工作方式分為光學(xué)透視類(lèi)和視頻透視類(lèi)設(shè)備[1]。光學(xué)透射類(lèi)的工作過(guò)程將生成的虛擬圖像，輸出到例如眼鏡鏡片這樣的光學(xué)透視器件上，以增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像；視頻透視類(lèi)的工作過(guò)程是先通過(guò)攝像頭采集外部現(xiàn)實(shí)圖像，然后將采集到的圖像與生成虛擬進(jìn)行混合，再輸出到顯示器上[2]。

1 國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利申請(qǐng)狀況分析

如圖1所示，自2008年起其相關(guān)專(zhuān)利的申請(qǐng)量就開(kāi)始逐步增加，到2014年達(dá)到峰值的80件，在地區(qū)分布上如圖2所示，美國(guó)作為技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化的先驅(qū)和推動(dòng)者，其申請(qǐng)量占比39%，位全球第一，中國(guó)作為最重要的市場(chǎng)，申請(qǐng)量占比28%，為全球第二，日本作為消費(fèi)電子強(qiáng)國(guó)，其申請(qǐng)量占比18%，位于第三位，其次包括韓國(guó)和歐洲申請(qǐng)。在重要申請(qǐng)人方面，微軟具有30件相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)，其主要圍繞其產(chǎn)品Hololens做產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利布局、高通12件申請(qǐng)主要圍繞算法和處理器，其他申請(qǐng)人還包括索尼、谷歌、愛(ài)普生、聯(lián)想，三星等主要消費(fèi)電子設(shè)計(jì)和制造商。

在申請(qǐng)方向與申請(qǐng)量方面，與顯示成像相關(guān)的申請(qǐng)占比最多，包括鏡片、攝像頭、光學(xué)光路硬件等；其次，是與整體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)控制方法相關(guān)申請(qǐng)，包括頭戴AR設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)級(jí)的工作步驟和方法；再次，是將AR設(shè)備應(yīng)用到具體領(lǐng)域方面的專(zhuān)利申請(qǐng)，這類(lèi)專(zhuān)利申請(qǐng)的特點(diǎn)是對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景的描述較多，這意味著更接近市場(chǎng)；同時(shí)，交互技術(shù)也是申請(qǐng)的重點(diǎn)，其中無(wú)設(shè)備交互技術(shù)是申請(qǐng)的重點(diǎn)和技術(shù)發(fā)展方向，主要包括手勢(shì)識(shí)別，以及眼球視線(xiàn)跟蹤，當(dāng)然作為補(bǔ)充，交互設(shè)備的申請(qǐng)也占有一定地位。

需要說(shuō)明的是，在頭戴AR設(shè)備結(jié)合到具體應(yīng)用領(lǐng)域方面，在車(chē)輛駕駛方面的占比較大，包括：本田的通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和AR頭盔，獲得路況信息，實(shí)現(xiàn)道路領(lǐng)航；此外，AR設(shè)備通過(guò)識(shí)別物體并生成相關(guān)虛擬圖像的技術(shù)，在機(jī)械、教學(xué)、醫(yī)藥等領(lǐng)域均有應(yīng)用：例如通過(guò)AR眼鏡顯示當(dāng)前物體的相關(guān)信息或內(nèi)部結(jié)構(gòu)，例如設(shè)備或建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)、文物注釋、分子式等；或在此基礎(chǔ)上提供行為指導(dǎo)例如維修和手術(shù)導(dǎo)航等。

2 結(jié)語(yǔ)

面向市場(chǎng)的頭戴AR設(shè)備的研究起步較晚，雖具備一定的成熟度，但因此對(duì)于國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人來(lái)說(shuō)，想繞開(kāi)國(guó)外的專(zhuān)利壁壘，開(kāi)辟新途徑并不是不可能。具體方向上，可在例如控制精度和應(yīng)用領(lǐng)域方向拓展；此外除了在硬件技術(shù)上與國(guó)外公司進(jìn)行比拼，足夠的數(shù)據(jù)支持及系統(tǒng)構(gòu)建，也是該設(shè)備發(fā)展的一個(gè)方向，AR技術(shù)離不開(kāi)互聯(lián)網(wǎng)和對(duì)大數(shù)據(jù)的支持，從這個(gè)角度出發(fā)，通過(guò)廣大的用戶(hù)資源，與國(guó)外廠(chǎng)商進(jìn)行博弈，是我國(guó)企業(yè)可以選擇的。

參考文獻(xiàn)

[1] 周忠，周頤.虛擬現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)綜述[J].中國(guó)科學(xué)，2015，45（2）：157-180.

[2] 陳曉燕.面對(duì)增強(qiáng)顯示應(yīng)用的頭戴式顯示器[J].電子科技大學(xué)，2014.endprint