徐國亮

摘 要：自1800年英國天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)紅外輻射以來，經(jīng)過兩個多世紀(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。文章通過詳盡的專利數(shù)據(jù)，從申請態(tài)勢、區(qū)域、技術(shù)主題、申請主體等方面對紅外技術(shù)的發(fā)展進行全面分析。

關(guān)鍵詞：紅外成像；專利；區(qū)域分布；申請主體

引言

紅外成像器[1]按照其工作原理分為基于光電效應(yīng)的光子探測器和基于熱效應(yīng)的熱探測器，其中光子探測器包括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，而熱探測器則由于其相對低廉的成本，且其中最主要的熱敏電阻型探測器能與Si基半導(dǎo)體工藝兼容，因此近年來成為智慧城市建設(shè)、智能家居市場的重要技術(shù)。

1 紅外成像技術(shù)專利申請態(tài)勢

全球范圍內(nèi)的紅外成像技術(shù)的專利申請以時間為軸線，結(jié)合其發(fā)展節(jié)點，大致可分為以下幾個時期：

（1）起步期（1970年之前）。從十九世紀(jì)至二十世紀(jì)六十年代的這段時期，紅外技術(shù)處于起步階段，從英國天文學(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行熱探測成像，其間經(jīng)歷了漫長的研究時間，在這一階段紅外成像技術(shù)領(lǐng)域的全球?qū)＠暾埩恐挥袔准?/p>

（2）緩慢增長期（1971-1986年）。二十世紀(jì)六十年代中葉起，紅外技術(shù)開始得到了發(fā)展，專利申請集中在以HgCdTe為代表的光子探測器，這一階段的紅外技術(shù)主要服務(wù)于國防軍事。

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

（4）快速擴張期（2006年至今）。這一時期的紅外技術(shù)發(fā)展趨近成熟，紅外技術(shù)也開始大量涌入民用領(lǐng)域，包括駕駛導(dǎo)航、目標(biāo)識別、報警監(jiān)測、智能家居、數(shù)字安防等等，這一時期紅外成像技術(shù)領(lǐng)域的全球?qū)＠暾埩刻幱诳焖偕仙?，特別是包括廣州颯特、武漢高德等中國公司的申請數(shù)量開始快速增長。

2 紅外成像技術(shù)專利區(qū)域分布

紅外成像技術(shù)領(lǐng)域，全球?qū)＠暾埖闹饕康牡厥敲绹鴮＠虡?biāo)局（USPTO）、世界知識產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）、中國國家知識產(chǎn)權(quán)局（SIPO）、歐洲專利局（EPO）、德國專利商標(biāo)局（DMPA）、日本特許廳（JPO）、韓國知識產(chǎn)權(quán)局（KIPO）等。

基于統(tǒng)計結(jié)果的約1600項專利，根據(jù)專利申請的公開號進行統(tǒng)計，向上述六局提交的專利申請數(shù)目分別為：美國專利商標(biāo)局（US）1985件，占申請總量的26%；歐洲專利局（EP）1070件，占申請總量的15%；世界知識產(chǎn)權(quán)組織（WO）933件，占申請總量的13%；日本特許廳（JP）869件，占申請總量的12%；德國專利局（DE）506件，占申請總量的7%；中國國家知識產(chǎn)權(quán)局（CN）304件，占申請總量的4%；韓國知識產(chǎn)權(quán)局（KR）151件，占申請總量的2%；其他國家和地區(qū)共占申請總量的21%。

3 紅外成像各技術(shù)主題專利申請趨勢

從紅外成像技術(shù)專利申請的技術(shù)側(cè)重點，將其主要分為熱探測器、光子探測器、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個分支，從圖1可看出，光子探測器在上世紀(jì)90年代一度成為研究熱點，但在進入21世紀(jì)之后申請數(shù)量急劇下降，證實了其脫離民用，基本服務(wù)于軍事、國防等保密領(lǐng)域，另外，熱探測器經(jīng)歷了2003年前后的爆發(fā)式增長之后，近年來趨于平穩(wěn)，而讀出電路、探測系統(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，進入2000年以后申請量保持較高水平。

4 紅外成像技術(shù)申請主體分析

就全球主要申請主體來看，排在前十位的申請人集中在美日歐國家和地區(qū)，其中美國的公司占得六席，歐洲、日本各占有兩席，可見美國在紅外成像技術(shù)領(lǐng)域的專利份額舉足輕重。排在前三位的均為美國公司，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的大型國防合約商，以315項的全球?qū)＠暾埩课挥诘谝晃弧?/p>

比較排名前幾位的申請人的年度申請狀況可以看到，RAYTHEON、HONEYWELL、HUGHES及NEC公司的專利申請起步均較早，其中又以HUGHES和HONEYWELL的專利申請起步最早，HUGHES公司早在1964年開始了專利申請，HONEYWELL公司在1970年開始有專利申請，其后RAYTHEON、HONEYWELL及NEC每年均保持一定的申請量，而HUGHES公司在1997年后不再有專利申請，這是因為HUGHES公司在1997年被RAYTHEON公司所兼并，這也是為什么RAYTHEON公司在1997年的專利申請量有突破性增長的原因，此后RAYTHEON公司的申請量回落到比1997年前略高的申請量水平；而FLIR公司的專利申請起步較晚，在1998年后才開始較多的專利申請，從2004年開始FLIR的專利申請增長較快，并在2011年的申請量達(dá)到了36項，超過了其他主要申請人位于第一位。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公司又通過不斷的兼并和收購的商業(yè)行為得到了快速發(fā)展和壯大。

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

5 結(jié)束語

通過文章從申請總態(tài)勢、地區(qū)分布、技術(shù)主題和申請主體多角度的分析，從宏觀角度整理了紅外成像技術(shù)領(lǐng)域的專利申請現(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，未來仍將成為市場熱點，而專利作為市場利益的價值體現(xiàn)，必然會成為各企業(yè)的戰(zhàn)略平臺。文章同時也希望對國內(nèi)的紅外技術(shù)企業(yè)有一定的參考意義。

參考文獻

[1]葛文奇.紅外成像技術(shù)的進展、應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].光機電信息，2007，24（4）：33-37.

[2]郭婕婷，肖國華.專利分析方法研究[J].情報雜志，2008，27（1）：12-14，11.