紅外成像技術專利申請分析

徐國亮

摘 要：自1800年英國天文學家發現紅外輻射以來，經過兩個多世紀的發展，紅外成像技術由最初主要用于軍事上的跟蹤定位，發展到如今在交通、環境、制造業等領域的全面覆蓋，并且先進的紅外成像技術更加成為智慧城市建設中的重要幫手。文章通過詳盡的專利數據，從申請態勢、區域、技術主題、申請主體等方面對紅外技術的發展進行全面分析。

關鍵詞：紅外成像；專利；區域分布；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的光子探測器和基于熱效應的熱探測器，其中光子探測器包括HgCdTe、量子阱、超晶格等光導型以及InSb、肖特基結等光伏型器件，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備，該要求限制了其大規模的民用，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基半導體工藝兼容，因此近年來成為智慧城市建設、智能家居市場的重要技術。

1 紅外成像技術專利申請態勢

全球范圍內的紅外成像技術的專利申請以時間為軸線，結合其發展節點，大致可分為以下幾個時期：

（1）起步期（1970年之前）。從十九世紀至二十世紀六十年代的這段時期，紅外技術處于起步階段，從英國天文學家赫謝耳（Herschel）發現了紅外輻射的存在到利用紅外輻射進行熱探測成像，其間經歷了漫長的研究時間，在這一階段紅外成像技術領域的全球專利申請量只有幾件。

（2）緩慢增長期（1971-1986年）。二十世紀六十年代中葉起，紅外技術開始得到了發展，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主要服務于國防軍事。

（3）平穩增長期（1987-2005年）。這一時期的紅外成像技術開始實現由制冷型向非制冷型的過渡和轉變，對非制冷紅外成像器的研制給紅外技術帶來了新的增長點。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；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的研究。全球專利申請在這一時期得到了更快地發展和增長；尤其在1994-1997年期間，美國及日本多家公司從HONEYWELL公司得到技術轉讓，生產出一系列以氧化釩微測輻射熱計為基礎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展。

（4）快速擴張期（2006年至今）。這一時期的紅外技術發展趨近成熟，紅外技術也開始大量涌入民用領域，包括駕駛導航、目標識別、報警監測、智能家居、數字安防等等，這一時期紅外成像技術領域的全球專利申請量處于快速上升期，特別是包括廣州颯特、武漢高德等中國公司的申請數量開始快速增長。

2 紅外成像技術專利區域分布

紅外成像技術領域，全球專利申請的主要目的地是美國專利商標局（USPTO）、世界知識產權組織（WIPO）、中國國家知識產權局（SIPO）、歐洲專利局（EPO）、德國專利商標局（DMPA）、日本特許廳（JPO）、韓國知識產權局（KIPO）等。

基于統計結果的約1600項專利，根據專利申請的公開號進行統計，向上述六局提交的專利申請數目分別為：美國專利商標局（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%；世界知識產權組織（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%；中國國家知識產權局（CN）304件，占申請總量的4%；韓國知識產權局（KR）151件，占申請總量的2%；其他國家和地區共占申請總量的21%。

3 紅外成像各技術主題專利申請趨勢

從紅外成像技術專利申請的技術側重點，將其主要分為熱探測器、光子探測器、成像系統、圖像處理與分析、讀出電路、系統應用、通用焦平面陣列和系統集成8個分支，從圖1可看出，光子探測器在上世紀90年代一度成為研究熱點，但在進入21世紀之后申請數量急劇下降，證實了其脫離民用，基本服務于軍事、國防等保密領域，另外，熱探測器經歷了2003年前后的爆發式增長之后，近年來趨于平穩，而讀出電路、探測系統、圖像處理與分析和系統應用成為紅外成像技術領域的重要分支，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，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領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項的全球專利申請量位于第一位。

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商，此后，FLIR公司又通過不斷的兼并和收購的商業行為得到了快速發展和壯大。

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 結束語

通過文章從申請總態勢、地區分布、技術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領域的專利申請現狀，從結果看，紅外成像技術作為安防領域的重要分支，未來仍將成為市場熱點，而專利作為市場利益的價值體現，必然會成為各企業的戰略平臺。文章同時也希望對國內的紅外技術企業有一定的參考意義。

參考文獻

[1]葛文奇.紅外成像技術的進展、應用及發展趨勢[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.