紅外體溫測(cè)量?jī)x技術(shù)專利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)分析

袁志會(huì) 張文靜 劉雙艷

摘要：體溫是人體基本生命體征之一，是能夠反映人體健康狀況的重要指標(biāo)。紅外體溫測(cè)量?jī)x基于其非接觸、測(cè)量時(shí)間短、靈敏度高等特點(diǎn)得到了廣泛使用。本文通過對(duì)紅外體溫測(cè)量?jī)x技術(shù)的相關(guān)專利進(jìn)行檢索、統(tǒng)計(jì)，從專利申請(qǐng)數(shù)量、地域分布、專利當(dāng)前狀態(tài)，分析了該技術(shù)的專利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)，為國(guó)內(nèi)相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：體溫;測(cè)量;紅外;專利;申請(qǐng)態(tài)勢(shì)

Abstract： Body temperature is one of the basic vital signs of the human body， and is an important indicator reflecting the health.Infrared thermometers have been widely used due to their characteristics of non-contact， short measurement time， high sensitivity， and the like. Through the retrieval and statistics of the related patents of infrared temperature measurement technology，the number of patent applications， regional distribution， current state of patent applications， and the patent application situation is analyzed to provide reference for related research in China.

Keywords： Temperature;Measurement; Infrared; Patent; Situation of applications.

1 紅外體溫測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)介

體溫測(cè)量是診斷 SARS、甲型 H1N1 型流感、新型冠狀病毒等具有發(fā)熱癥狀病例的最初環(huán)節(jié)[1]。在當(dāng)前新型冠狀肺炎暴發(fā)流行期間，為了對(duì)具有發(fā)熱癥狀的人群進(jìn)行快速篩查，進(jìn)行有效的疫情防控，快速安全地測(cè)量體溫顯得尤為重要。紅外體溫測(cè)量?jī)x以其非接觸、測(cè)量時(shí)間短、便于攜帶等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于社區(qū)、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、車站等人員密集的場(chǎng)所。

傳統(tǒng)的體溫測(cè)量方式為接觸式水銀體溫計(jì)測(cè)量，雖然測(cè)量準(zhǔn)確，但是由于其為接觸式的玻璃材質(zhì)體溫計(jì)，容易破損并且容易引發(fā)交叉感染，另外，水銀體溫計(jì)的查看方式為肉眼觀察，不易查看且容易造成測(cè)量誤差，由于水銀體溫計(jì)的這些缺點(diǎn)，歐盟等國(guó)家已經(jīng)禁止水銀體溫計(jì)的銷售與使用。紅外體溫測(cè)量?jī)x則很好地彌補(bǔ)了水銀體溫計(jì)的缺點(diǎn)，紅外測(cè)溫儀材質(zhì)安全、測(cè)溫速度快、很多具有數(shù)字或語音播報(bào)功能且為非接觸式測(cè)溫，這就使得紅外測(cè)溫儀的應(yīng)用越來越廣泛[2]。紅外體溫測(cè)溫儀通?？梢苑譃辄c(diǎn)式和面式，面式即熱像儀，熱像儀由于造價(jià)昂貴，一般只在大型醫(yī)院或?qū)嶒?yàn)室中使用，本文主要是對(duì)點(diǎn)式紅外測(cè)溫儀進(jìn)行研究分析。圖1為幾種常見的紅外體溫測(cè)量?jī)x。

紅外體溫測(cè)量?jī)x的主要原理是通過測(cè)量人體與探測(cè)器間的紅外輻射交換，利用數(shù)學(xué)模型推算出人體相應(yīng)的溫度以達(dá)到測(cè)量體溫的目的，其原理框架圖如圖2所示。首先，光學(xué)系統(tǒng)和紅外探測(cè)器過濾和吸收由被測(cè)物體發(fā)出的在特定波段內(nèi)的輻射能量，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過放大、濾波、A/D 轉(zhuǎn)換等處理成數(shù)字信號(hào)，輸入微處理器進(jìn)行處理，最后顯示在終端上。

2 紅外體溫測(cè)量技術(shù)專利分析

本文利用incoPat數(shù)據(jù)庫(kù)，采用“紅外、體溫、測(cè)量、inspect、detect、monitor、 measure、test”等關(guān)鍵詞及分類號(hào)“A61B5、G01J5、G01K”相結(jié)合的方法，在incoPat數(shù)據(jù)庫(kù)中統(tǒng)計(jì)出與紅外體溫測(cè)量相關(guān)的專利申請(qǐng)共4928篇，在此基礎(chǔ)上，從以下幾個(gè)方面對(duì)紅外體溫測(cè)量技術(shù)的相關(guān)專利進(jìn)行專利分析。檢索截至?xí)r間為 2020 年2月12日。從圖3可以看出，紅外體溫測(cè)量技術(shù)的分類號(hào)主要集中在A61B和G01J，A61B代表診斷、外科、鑒定，G01J代表紅外光、可見光、紫外光的強(qiáng)度、速度、光譜成分，偏振、相位或脈沖特性的測(cè)量;比色法;輻射高溫測(cè)定法。（袁志會(huì) 張文靜 劉雙艷等同第一作者）

2.1 紅外體溫測(cè)量技術(shù)全球?qū)＠暾?qǐng)態(tài)勢(shì)分析

從上圖中可以看出，紅外體溫測(cè)量?jī)x技術(shù)的全球申請(qǐng)量隨時(shí)間整體呈現(xiàn)穩(wěn)中有進(jìn)的增長(zhǎng)勢(shì)頭。經(jīng)分析，2012年之前，由于技術(shù)門檻的存在，該技術(shù)的主要申請(qǐng)人集中在日本、美國(guó)等企業(yè)，申請(qǐng)量相對(duì)穩(wěn)定。自 2012 年之后，隨著半導(dǎo)體技術(shù)、精密光學(xué)、新型紅外光學(xué)材料、精密機(jī)械、微電子學(xué)等技術(shù)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了紅外測(cè)量體溫的技術(shù)快速發(fā)展，越來越多的企業(yè)加入到這一領(lǐng)域的研究，專利申請(qǐng)量隨之增加，在2017年達(dá)到頂峰。2018-2019年期間申請(qǐng)量有所回落，一方面由于紅外體溫測(cè)量技術(shù)趨于成熟，能夠滿足用戶對(duì)紅外體溫計(jì)的日常需求;另一方面由于2018 年至2019 年的專利申請(qǐng)尚未完全公開。

2.2 紅外體溫測(cè)量技術(shù)全球?qū)＠暾?qǐng)分布

從圖5可知，紅外體溫測(cè)量技術(shù)的專利申請(qǐng)主要分布在中國(guó)、美國(guó)、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織、日本和歐洲專利局。其中，中國(guó)的專利申請(qǐng)量最大，占全球申請(qǐng)總量的37.76%，美國(guó)的專利申請(qǐng)量占全球申請(qǐng)總量的23.23%，順次為世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織和日本。由此可見，該領(lǐng)域的主要專利集中在中國(guó)、美國(guó)和日本等國(guó)家。并且也可以看出國(guó)外的申請(qǐng)人重視中國(guó)市場(chǎng)并且在積極部署專利壁壘。

2.3 紅外體溫測(cè)量技術(shù)重點(diǎn)申請(qǐng)人分析

從圖6可知，紅外體溫測(cè)量技術(shù)專利申請(qǐng)的主要申請(qǐng)人有日本的泰爾茂株式會(huì)社（TERUMO CORP）、美國(guó)的ARC設(shè)備公司（ARC DEVICES LTD）、德國(guó)的博朗有限公司（BRAUN GMBH）、美國(guó)的偉倫公司（WELCH ALLYN INC）、中國(guó)的熱映光電股份有限公司、日本的歐姆龍公司（OMRON）和西鐵城公司（CITIZET WATCH CO LTD）;值得注意的是，德國(guó)的博朗公司（BRAUN GMBH）和日本的歐姆龍公司（OMRON）存在公司名稱變更以及成立分公司的情況，結(jié)合圖6，在全球范圍內(nèi)排名靠前的公司依次是德國(guó)的博朗公司、日本的歐姆龍公司、日本的泰爾茂株式會(huì)社（TERUMO CORP），以上公司也是紅外溫度計(jì)的老牌公司。

2.4 紅外體溫測(cè)量技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)分析

在上述4928 件專利文獻(xiàn)中，中國(guó)的專利申請(qǐng)共 1791件。不同年度的申請(qǐng)量分布如圖7所示。從圖中可知，該技術(shù)在中國(guó)的申請(qǐng)?jiān)?010年之前一直比較平穩(wěn)，2011年開始快速增長(zhǎng)，到2017年達(dá)到最大值。中國(guó)專利申請(qǐng)年度變化趨勢(shì)與全球的專利申請(qǐng)年度變化趨勢(shì)基本保持一致，尤其是2011年之后中國(guó)的申請(qǐng)量迅猛增加，可見中國(guó)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)得到強(qiáng)化，并取得較好的成績(jī)，并且從圖4的對(duì)比可以看出，中國(guó)的申請(qǐng)量對(duì)紅外體溫測(cè)量?jī)x專利全球申請(qǐng)量的增加做出了巨大的貢獻(xiàn)。

2.5 紅外體溫測(cè)量技術(shù)中國(guó)重要申請(qǐng)人分析

在中國(guó)的專利申請(qǐng)中，主要申請(qǐng)人分布如圖8所示，其中熱映光電股份有限公司申請(qǐng)量最多，高達(dá)25件;其次是歐姆龍株式會(huì)社，江蘇奧普萊醫(yī)療用品有限公司，成都禾睿電子產(chǎn)品有限公司，深圳市東迪欣科技有限，北京超思電子技術(shù)有限公司。雖然中國(guó)申請(qǐng)占了全球申請(qǐng)量的37.76%，但是從圖8來看，中國(guó)申請(qǐng)的申請(qǐng)人并不集中，造成這一結(jié)果的原因可能是由于紅外體溫測(cè)量?jī)x技術(shù)的研發(fā)門檻低。

3 總結(jié)

體溫是人體重要的生理參數(shù)之一，是能夠反映人體健康狀況的重要指標(biāo)。在當(dāng)前新型冠狀肺炎暴發(fā)流行期間，使用非接觸式體溫測(cè)量?jī)x來測(cè)量人體體溫可以有效避免人與人之間的交叉感染，對(duì)傳染性疾病的防控具有關(guān)鍵作用，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大量人群的快速簡(jiǎn)單測(cè)量，提高檢測(cè)能力。同時(shí)，由于紅外測(cè)溫儀可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，伴隨著人類對(duì)于自身健康狀況關(guān)注需求的增強(qiáng)，紅外測(cè)溫儀技術(shù)所具備的市場(chǎng)價(jià)值是巨大的，其相關(guān)專利也必然是各大企業(yè)爭(zhēng)相申請(qǐng)的。

就全球?qū)＠暾?qǐng)而言，雖然來自中國(guó)的專利申請(qǐng)人在全球?qū)＠暾?qǐng)量中占比最高，但是在全球范圍內(nèi)排名靠前的公司依次是德國(guó)的博朗公司、日本的歐姆龍公司、日本的泰爾茂株式會(huì)社（TERUMO CORP），以上公司也是紅外體溫測(cè)量?jī)x的老牌公司，它們無論是專利申請(qǐng)量還是專利申請(qǐng)質(zhì)量，均處于行業(yè)領(lǐng)先位置，并且在中國(guó)市場(chǎng)上以上公司生產(chǎn)的紅外體溫測(cè)量?jī)x占據(jù)大部分份額。

就在華專利申請(qǐng)而言，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人占比最大，來自中國(guó)的專利申請(qǐng)人中，占據(jù)一定市場(chǎng)地位的是熱映光電股份有限公司，其申請(qǐng)量占據(jù)第一位;就在華專利申請(qǐng)的專利狀態(tài)來看，該領(lǐng)域進(jìn)行中國(guó)專利布局的申請(qǐng)人近幾年的研發(fā)投入力度較大，國(guó)內(nèi)在逐漸追趕國(guó)外，專利申請(qǐng)仍處于相對(duì)活躍的狀態(tài)。值得一提的是，近幾年中國(guó)專利申請(qǐng)量有明顯的提高，說明國(guó)內(nèi)外的申請(qǐng)人對(duì)中國(guó)市場(chǎng)關(guān)注度不斷提升，國(guó)內(nèi)的研究多在研究所和科研院校，國(guó)內(nèi)的申請(qǐng)人比較分散，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)抓住機(jī)遇，需找技術(shù)突破點(diǎn)，加強(qiáng)公司、科研院校之間的合作，在重視專利申請(qǐng)質(zhì)量的同事，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

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