熊 晶

(國家知識產權局專利局專利審查協(xié)作廣東中心,廣州 510530)

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激光驅鳥專利技術現(xiàn)狀分析

熊 晶

(國家知識產權局專利局專利審查協(xié)作廣東中心,廣州 510530)

為了消除鳥類在機場、輸電設備造成的安全隱患和損失,筆者基于2015年3月前已公開的激光驅鳥技術相關專利,從專利申請量、地域分布、專利類型、申請人和技術發(fā)展特點等角度,對國內外該領域研究的總體狀況予以分析。分析結果表明,激光驅鳥技術的研究 正在進入熱點期,其關注點主要在設備的可控性、自動化和多功能上。

激光驅鳥;專利申請;現(xiàn)狀分析

近年來,隨著人類活動范圍的不斷擴大,適合鳥類生活、棲息、繁衍的自然環(huán)境大幅度減少[1]。在此情況下,大量鳥類開始在機場、輸電鐵塔、變電站、高壓塔桿等地生活、棲息、筑巢和繁衍,造成了以航空、電力為代表的各行業(yè)極大的安全隱患和損失,如1995—2005年鳥撞事件造成的航空事故超過6萬例,僅美國民航方面因鳥撞造成的直接經濟損失每年就超過600萬美元[2-3]。而且鳥類在輸電線路或電站塔頭上的頻繁活動,極易造成線路故障。國內外驅鳥方法主要有環(huán)境驅鳥、天敵驅鳥、音響驅鳥、煤氣炮驅鳥、網捕與槍射、激光驅鳥、化學驅鳥、圖案驅鳥等方法[1, 4, 5]。其中,激光驅鳥由于其較高的安全性和對鳥類而言較低的適應性,其有關技術和設備在近些年得到快速發(fā)展,相關專利申請量也大幅上升。因此,本文通過對國內外專利數(shù)據庫中有關信息進行檢索,在檢索過程中將相關的同族專利予以去除,分析了激光驅鳥裝置的專利申請情況,根據該技術專利在不同地區(qū)、年份、申請人和技術發(fā)展特點等,得到了激光驅鳥技術領域的研究發(fā)展方向。

1 歷年申請量分析

激光驅鳥技術相關專利申請數(shù)量隨年份的變化情況如圖1所示。

圖1 不同年份激光驅鳥裝置相關專利申請數(shù)量

由圖1可知,國際上對于激光驅鳥裝置的研究于20世紀80年代后期逐步開始,在1987年出現(xiàn)第一件相關專利的申請。在隨后的27a間,國際專利年申請量基本上呈增長趨勢,在2011—2014年相關專利的國際申請數(shù)量已經達到72件,與1987年相比增長了710%。相比于激光驅鳥裝置的國際專利申請,中國大陸的專利申請在2005年才開始出現(xiàn),這反映出中國對于該領域研究的滯后性。在2011—2014年申請量發(fā)生跳躍性增長,年均申請量達到14.8件,相比于2003—2010年的總申請量提高了555.6%。截至2015年3月31日的公開數(shù)據,有關激光驅鳥裝置的國際專利申請共達到116件,中國大陸申請量達到68件。由此可以看到,隨著人類對機場、電力設施等場所安全性要求的增強,對不影響鳥類生存又能有效驅鳥的相關技術需求度的提高,激光驅鳥裝置的相關研究開始進入熱點期。

2 專利申請區(qū)域及類別分析

有關激光驅鳥裝置的所有國際專利申請中,不同國家與地區(qū)的申請數(shù)量差別較大,如圖2所示。

圖2 不同地區(qū)及類別激光驅鳥裝置相關專利申請數(shù)量

從圖2可以看到,中國明顯是該項專利申請的大國,其總申請量達到68件,比其他全部國際申請案件總量高出41.7%。除中國以外,對激光驅鳥裝置的專利申請都集中在發(fā)達國家和地區(qū),顯然,這一領域的研究與國家經濟發(fā)展水平是有所關聯(lián)的。

從專利類別上看,在116件相關國際專利申請中,發(fā)明專利為65件,實用新型專利為51件,它們分別占到總申請量的56.0%和44.0%。其中,大部分實用新型專利申請出現(xiàn)在中國,占總量的84.3%。發(fā)明專利則主要集中在東亞地區(qū),中、日、韓、臺等國(地區(qū))的申請量占到全部發(fā)明專利的73.8%。由此可以看出,盡管中國的科技研發(fā)實力迅速提高,但在科技創(chuàng)造的深度創(chuàng)新能力比其他發(fā)達國家仍有進一步提升的空間。

3 申請人身份分析

對專利申請人的分析可以判斷該領域相關研發(fā)能力的分布情況。主要申請人專利申請數(shù)量及排名、不同區(qū)域與團隊(個人)專利申請量匯總如表1和表2所示。

表1 主要申請人專利申請數(shù)量及排名

表2 不同區(qū)域與團隊(個人)專利申請量匯總

由表1和表2可知,中國對激光驅鳥裝置相關專利的申請主要集中在14個有關組織或個人中。其中,國家電網公司申請量為12件,排名第一,遠高于其他申請人和組織。而其他申請人和組織的申請數(shù)量都小于8件,都集中在5件以下。這表明中國國有企業(yè)在研發(fā)能力上擁有較強的實力?？傮w來看,國際申請中以個人、科研單位和團體作為申請人的比例分別占到23.3%、20.7%和56.0%;而在中國的申請中,三者比例則分別占到總申請數(shù)量的13.3%、20.6%和66.2%。由此可見,對于激光驅鳥裝置相關專利的申請主體都集中在科研單位和社會團體。這主要是因為激光驅鳥裝置相關專利的設計難度、創(chuàng)新性要求較高,需要有雄厚的資金、組織支撐以及較強的團隊協(xié)作。所以,將中國專利申請人分布特點與國際申請相比,國際申請中的個人申請的百分比要比中國高出10.0%,這說明中國在激光驅鳥裝置領域的研究更加依靠于科研單位與社會團體,個人在其中所發(fā)揮的作用相對較小。

4 從專利看中國激光驅鳥技術發(fā)展特點

4.1 激光驅鳥技術基本原理

光是由原子處于激發(fā)狀態(tài)時將能量以光子的形式發(fā)射出去形成的,激光則是經過連續(xù)的受激輻射過程而被引誘(激發(fā))出來的光子隊列[6]。由于鳥眼中角膜和晶狀體的會聚效應,激光在視網膜上會聚的光斑直徑很小,產生的強度卻足可以損傷視網膜,對鳥眼實現(xiàn)刺激。江超等[5]根據高亮度激光束與飛鳥眼睛的相互作用機理,研究了激光波長與激光對鳥眼刺激強度之間的關系以及激光驅鳥的有效性。由于激光波長、入射光輻射度和光的亮度是對鳥眼睛造成傷害和驚嚇的主要因素,因此,目前激光驅鳥裝置大多數(shù)基于這一原理進行設計,采用高亮度激光束對鳥眼進行照射后所產生的強烈刺激作用,驚嚇飛鳥,使鳥產生恐懼感而迅速離開保護區(qū)域[5]。

4.2 激光驅鳥技術發(fā)展特點

2005年中國的第一件有關激光驅鳥裝置專利的申請CN2812589Y基于激光視覺驅鳥的原理,設計了一種激光驅鳥燈。其特點在于驅鳥效果顯著、驅趕區(qū)域較大、無噪音污染。隨后,該領域的專利研發(fā)數(shù)量明顯加快,專利研發(fā)的方向主要集中在以下三個方面。

1) 可控化。由于鳥類棲息地不平整,而激光驅鳥裝置的發(fā)射角度通常是固定的,這就使激光驅鳥過程中存在許多盲區(qū),對驅鳥效果有所影響。因此,部分專利申請對激光驅鳥裝置進行了改進。專利CN10398831A中所設計的激光驅鳥器通過在發(fā)射器底部設置角度調節(jié)單元和水平傳感器,實現(xiàn)了對激光發(fā)射角度的自由調整,減少了發(fā)射盲區(qū)。專利CN204032166U提供的激光驅鳥器則通過調節(jié)激光發(fā)射高度及角度,增加了激光的照射范圍,提高了儀器的驅鳥效果。專利CN204120059U提供的激光器通過光纖控制激光發(fā)射管,并可以控制激光筒做旋轉運動的全方位式激光驅鳥器。專利CN102812945A則發(fā)明了一種可在地面和空中同時通過振鏡控制輸出的全彩色激光器,該設備一定程度上解決了現(xiàn)有激光驅鳥方式中激光顏色單一、掃描方式單一、無法階梯式驅鳥的問題?？傮w上,這些專利通過從空間角度和激光波長兩方面可控性的調整,使激光驅鳥裝置的驅鳥效果得以大幅提升。

2) 自動化。現(xiàn)有的激光技術通常比較盲目,僅依靠激光掃射或手持瞄準式激光槍進行驅鳥。這種方式人力成本較高,瞄準精度低,驅鳥效果差。因此,專利CN202890328U設計了一種自動瞄準的多點激光驅鳥裝置,該設備可以在短時間內對多只鳥實現(xiàn)自動檢測、跟蹤和瞄準,并利用低功率激光分時對多只鳥照射,實現(xiàn)驅鳥目的。專利CN202476328U則基于圖像識別系統(tǒng)提供了一種自動化程度高、抗干擾能力強且成本低廉的機場激光驅鳥系統(tǒng)。專利CN204132233U設計了一種針對低空、低光條件的激光驅鳥器,該裝置可以全自動全天候運轉,驅鳥人員可通過攝像頭遠程監(jiān)視鳥情,遠程設定激光掃描軌道參數(shù),變更激光掃描強度、速度和角度,徹底解決鳥類易產生適應性的問題。專利CN204014870U提供了一種能夠吸收太陽能并將其轉化成電能予以儲存,并供電給激光發(fā)射的變電站智能激光驅鳥裝置。專利CN104430293A則發(fā)明了一種自感應智能激光驅鳥裝置,該設備可通過智能識別技術探測輸鳥類活動,自動聯(lián)動智能云臺,開啟激光器驅趕鳥類?？傮w而言,這些專利主要是減少人力投入,提供設備的自動化能力,提高激光掃描、驅鳥的精確度。

3) 多功能。一些發(fā)明人認識到目前市場中的驅鳥器方式單一,在保留激光驅鳥本身優(yōu)勢的同時,將其與其他驅鳥方式相結合,設計出一些多功能驅鳥器,試圖提高驅鳥效果,如專利204032167U提供了一種多功能變電站聲光驅鳥器,該裝置采用發(fā)射激光和揚聲器發(fā)聲的方式從聽覺、視覺兩個角度同時控制的方法,實現(xiàn)驅鳥目的。CN103651326A則設計了一種適用于高壓輸電線,利用鳥類對超聲波和激光敏感的方式來實現(xiàn)驅鳥的裝置。

5 結 論

通過上述分析與探討,得出了當下對驅鳥裝置的需求及今后驅鳥裝置的關注點。

1) 近年,專利申請數(shù)量的變化趨勢表明,國際有關激光驅鳥技術的研究正在進入熱點期,隨著交通、輸電等基礎設施的進一步興建,對該領域相關設備的市場需求將會增加,勢必創(chuàng)造出更有效的激光驅鳥裝置。

2) 激光驅鳥技術領域專利研發(fā)的關注點主要在其可控性、自動化和多功能性上,而這三個方面必將是未來值得繼續(xù)改進、實現(xiàn)技術突破的重點。

3) 在中國建設創(chuàng)新型國家的過程中,要繼續(xù)發(fā)揮中國各種科研單位、社會組織大而強的集體優(yōu)勢,促進團隊協(xié)作,保持這些團體在該領域專利申請數(shù)量的優(yōu)勢;要鼓勵個人創(chuàng)新,增強全社會的創(chuàng)新氛圍,提高個人激光驅鳥技術專利申請的數(shù)量。

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(責任編輯 侯世春)

Analysis of the current situation of laser bird expelling patent technology

XIONG Jing

(Patent Examination Cooperation Center of the Patent Office, SIPO, Guangdong, Guangzhou 510530, China)

In order to eliminate the hidden danger and loss of the airport transmission equipment caused by birds, the author analyzed the general situation, on the basis of the relevant patents of laser bird expelling technologies published before March of 2015, of this field at home and abroad, from the aspects of numbers of patent application, area distribution, patent types, applicants and characteristics of technology development. The analysis result shows that the research on laser bird expelling technology is advancing into the hot spot stage, its attention mainly on the equipment of controllability, automatic and multifunctional.

laser bird expelling; patent application; analysis of the current situation

2015-08-10。

熊 晶(1987—),女,碩士,從事動物養(yǎng)殖領域專利審查工作。

TM752.5

A

2095-6843(2016)01-0053-03