LED智能照明技術專利信息分析

張 濤，范廣涵，許毅欽，肖 瑤，丁彬彬，喻曉鵬，方慧風，鄭樹文

(1.華南師范大學光電子材料與技術研究所，廣州 510631；2.廣東省半導體產業技術研究院，廣州 510631)

LED智能照明技術專利信息分析

張 濤1，范廣涵1，許毅欽2，肖 瑤1，丁彬彬1，喻曉鵬1，方慧風1，鄭樹文1

(1.華南師范大學光電子材料與技術研究所，廣州 510631；2.廣東省半導體產業技術研究院，廣州 510631)

我們研究了全球、中國、廣東省LED智能照明技術專利發展態勢，歸納了主要國家和重點企業的LED智能照明技術點分布，并對重點專利進行了分析和總結。

LED智能照明；專利分析；專利布局

引言

LED智能照明是指利用計算機、手機等電子設備通過無線ZigBee、WiFi、GPRS/CDMA等多種物聯網通訊技術、電力載波通訊技術、計算機智能化信息處理及總線控制等技術，實現對LED照明設備的開關、調控、檢測等智能化控制，使LED照明設備具有燈光亮度的強弱調節、燈光軟啟動、配光、定時控制、場景設置等功能，并達到安全、節能、環保、舒適、高效的目的[1]。

我們基于廣東省專利信息服務平臺及THOMSON INNOVATION專利數據庫，對截至2013年12月31日的全球智能照明以及中國LED智能照明相關專利的信息進行了分析與總結，希望為我國智能照明技術的發展提供借鑒。

1 LED智能照明技術專利態勢分析

檢索工作基于以下兩個數據庫，包括廣東省專利信息服務平臺的國家知識產權局全領域代碼化專利數據庫和THOMSON的DWPI數據庫。

通過在THOMSON INNOVATION 專利數據庫中檢索，共檢索出全球智能照明相關申請專利：去相同專利號3 550件，合并同族專利2 723項(檢索范圍：1960年1月1日至2013年12月31日)。

使用廣東省專利信息服務平臺的國家知識產權局全領域代碼化專利數據庫對相關專利進行檢索，共檢索出中國LED智能照明申請專利2404件(檢索范圍：1985年1月1日至2013年12月31日)，表1給出了LED智能照明技術專利文獻的檢索結果。

表1 LED智能照明技術申請專利統計表

1.1全球LED智能照明技術專利分析

中國、日本、美國和韓國在智能照明方面申請專利占據了LED智能照明申請專利的90%，其中我國的申請量占54%，位列第一。美國與韓國的智能照明申請專利量相差不大，分別排名第三、第四位。全球、中國、廣東的申請專利量的總體趨勢是逐年增長，到了2012年申請量均達到最大值，2013年申請量下降可能于申請的專利還未公開有關。從圖1看出，中國范圍內的智能照明專利的申請要比全球的智能照明申請專利稍晚，廣東省的開始申請專利的時間與國內的同步。

如圖1所示，日本智能照明專利申請起步時間為1992年，中國和美國智能照明專利申請的起步時間為1993年，韓國智能照明專利申請起步時間為1996年。日本和中國自出現智能照明專利申請之后每年的申請量總體成增長趨勢，而美國自2000年之后智能照明專利申請才出現穩定快速增長。韓國自1996年出現專利申請之后至2003才再次出現智能照明專利申請，但出現穩定快速增長。

圖1 智能照明全球專利主要國家歷年專利申請量分布(合并同族專利)Fig.1 Distribution of intelligent lighting patent applications of majoy countries in global region (merge kin patent)

1.2中國LED智能照明技術專利分析

圖2是中國國內申請人省市分布圖，從這可以看出，廣東、江蘇、浙江及上海申請量都比較大，在所有省份中排前四名，其中中國廣東的申請量排名第一，占總申請量的26%。就國內比較來看，廣東在智能照明應用方面做了大量的工作，有較強的實力。

圖2 中國國內申請人省市分布Fig.2 Distribution of domestic applicants of major provinces in China

圖3為中國主要申請人的排名情況，這些企業和高校在智能照明技術方面有一定的技術實力并且關注了專利保護。

圖3 中國主要申請人排名Fig.3 Ranking of major Chinese applicants

圖4是在中國申請智能照明專利的國內外申請人比例圖，從圖中可以看出中國申請量比全球來華申請專利的數量高出很多，表明在智能照明方面國外申請專利對中國市場的關注度還不是很高。

圖4 中國國內外申請人比例分析Fig.4 Ratio analysis of home and abroad applicants of Chinese patents

1.3廣東省LED智能照明技術專利分析

分析圖5可知，廣東第一項LED智能照明申請時間為2000年，在2000年到2003年期間廣東LED智能照明申請專利量較少，但從2004年開始申請量持續增長，并在2012年申請量超過200件。

圖6為廣東省智能照明主要申請人的排名情況，表明廣東在LED智能照明技術方面主要的研發力量集中在企業。高校的潛力應充分的發揮出來，積極加強產學研合作，提高廣東省在這一領域的整體實力。

圖5 廣東省智能照明歷年申請趨勢Fig.5 Trends of intelligent lighting patentn applications throughout the years in Guangdong province

圖6 廣東省智能照明主要專利申請人排名Fig.6 The ranking of the main patent applicants for intelligent lighting in Guangdong province

2 中國、美國、日本LED智能照明專利技術點分布

LED智能照明領域全球專利申請趨勢近年來一直遞增，其中在中國的專利申請量最多，其次為美國和日本。

中國、美國、日本三個國家在LED智能照明專利技術上分布的著重點有較大差異。中國有自己特定的發展，有一定的優勢。中國、美國和日本技術主要集中領域如表2所示，可以看出，三個國家智能照明相關的技術分布大不相同，中國有自己特定的發展，有一定的優勢。

表2 中國、美國和日本技術主要集中領域

3 重點企業LED智能照明專利技術點分析

本項目組結合目前市場占有率和專利擁有量，對飛利浦、松下、路創、LG和夏普等5家企業的技術點進行歸納(見表3)，供研究判斷LED智能照明技術的現狀和未來的技術發展方向。

表3 五家企業的技術點分布

4 重點專利分析

這里著重對智能照明調光方面的專利EP1113709A2和無線信號控制系統方面的專利WO2010116283A2進行深入分析。

4.1EP1113709A2專利分析

專利EP1113709A2至今已被引證33次，從2002年開始，隨著年份的增加，該專利被引用率越來越高，這說明該技術被LED各大生產企業所發展，越來越受到重視。主要引用的專利申請人是KONINKL PHILIPS ELECTRONICS NV(共引用12次)和APPLE INC(共引用7次)，共占所有被引用專利的56%。PHILIPS等世界知名LED大企業反復引用專利EP1113709A2，足見該專利的重要性和原創性。值得注意的是引證專利EP1113709A2的專利不一定都是引用智能照明調光技術，也有是引用該專利的其它技術點。我們通過人工標引，找出在引用專利EP1113709A2的33篇專利中，有20項(合并同族專利后11項)專利涉及智能照明調光技術，其中有11項(合并同族專利后4項)專利在中國申請了同族專利，可能對中國形成了專利壁壘，詳見表4和圖7。

表4 智能照明調光技術對中國形成專利壁壘的專利列表

4.2WO2010116283A2專利分析

專利WO2010116283A2因公開時間比較晚，相關的技術比較新，研究相關技術的公司比較少，所以至今被引證5次，并不算多。在引用的5件專利中，有2件專利與專利WO2010116283A2在無線信號控制領域相關，均未在中國申請同族專利，對中國市場還不構成專利壁壘，在中國成為了公知技術。具體專利號見表5。

圖7 基礎專利技術的申請人情況和技術改進點Fig.7 Basic patent applicants and their technology improvements

表5 在中國成為公知技術的專利列表

無線照明控制系統結合了LED、通信、計算機、傳感器等技術，一方面保障正常的照明功能，同時兼具節能、環保、智能管理等，備受矚目。傳統照明因為需要手動控制或者線路控制，不能達到隨心所欲的管理，往往一盞燈出現問題，一整條線路有可能都受到影響，或者由于燈具的損壞無法及時發現，造成照明故障，這種現象一直困擾著照明管理者。而新型照明控制系統，由于采用無線技術，一方面在控制上面可以實現無線化，另外一方面具備單燈控制，附帶電流、電壓、功率因數、功耗統計等功能，使照明管理更具人性化與智能化。

5 LED智能照明產業技術重點領域分布

全球、中國和廣東省LED智能照明技術主要集中領域如表6所示。

智能照明技術研究熱點主要集中在無線網絡通訊、無線傳輸、太陽能運用、智能系統和智能電路元件。這也是我國LED照明企業需要特別關注的技術點，很多外國企業在這些技術領域早就進行了專利布局，很多專利技術對我國企業構成專利壁壘。當然這些技術領域也可以是我國企業潛在挖掘的核心技術，我國企業可以申請改進型專利，有效保護和利用其專利技術。也可以采用對競爭對手的核心專利進行購買或者相互專利授權，這樣能有效避免侵權風險。

表6 全球、中國和廣東省智能照明技術主要集中領域

6 LED智能照明IPC技術分析

LED智能照明IPC技術情況如表7、圖8、表8所示。

LED智能照明中，原創技術專利是指去相同專利號之后的申請專利，目標市場中的技術專利是指合并同族專利號之后的申請專利。技術專利中的主要IPC分類號解釋對應如表9所示。

表7 原創技術專利各區域的IPC構成對照表

IPC美國IPC韓國IPC廣東H05B003719%H05B003730%H05B003747%B60Q00014%F21S00026%F21S000214%H05B00334%F21V00235%F21S00099%F21V00213%H04Q00095%F21S00089%H05B00413%H01L00334%F21V00233%H01L00313%F21Y01013%H21L00042%F21S00083%F21V00273%F21S00042%其他61%其他44%其他14%

圖8 主要目標市場的IPC構成Fig.8 The IPC form for main target markets

表8 中國原創技術和申請技術IPC比例對照表

表9 主要IPC含義

7 LED智能照明技術的申請人分析

表10所示的是在全球范圍、中國范圍內及廣東省范圍內的LED智能照明專利申請人的情況。全球范圍內申請人前五名排名分別是飛利浦、松下、路創電子、LG及夏普。中國范圍內，前五名都是天津工業大學、無錫愛迪信光電科技有限公司、東莞巨揚電器有限公司、廣東朗視光電技術有限公司及蘇州晶雷光電照明科技有限公司。廣東省前五名申請人是莞巨揚電器有限公司、廣東朗視光電技術有限公司、東莞勤上光電股份有限公司、深圳茂碩電源科技股份有限公司及深圳市聚作實業有限公司。

表10 申請人排名對比情況

8 結語

智能照明技術研究熱點主要集中在無線網絡通訊、無線傳輸、太陽能運用、智能系統和智能電路元件等領域，很多外國企業在這些技術領域進行了專利布局，對我國企業構成專利壁壘。中國在LED智能照明技術申請專利數量上超過全球總量的一半，在ZigBee通訊技術、監控網絡通訊、光色控制、驅動電路及驅動電子器件等領域有較大優勢，我國企業可以利用自身的技術優勢及市場規模，進行專利布局；通過申請改進型專利、購買競爭對手的核心專利、相互專利授權等方式保護和利用專利技術，有效避免侵權風險。

[1] www.eepw.com.cn/article/185245.htm.

[2] 毛金生，馮小兵，陳燕.專利分析和預警操作實務[M].北京：清華大學出版社，2009.

[3] 李建蓉.專利信息與利用[M].北京：知識產權出版社，2011.

[4] 陸大成，段樹坤.金屬有機化合物氣相外延基礎及應用[M].北京：科學出版社，2009.

[5] 中國半導體照明產業發展年鑒(2008—2011)[M].北京：機械工業出版社，2009.

[6] 陳燕，黃迎燕，方建國.專利信息采集與分析[M].北京：清華大學出版社，2006.

[7] 郝躍，張金鳳，張進成.氮化物寬禁帶半導體材料與電子器件[M].北京：科學出版社，2013.

StudyofPatentInformationonLEDIntelligentLightingTechnology

ZHANG Tao1, FAN Guanghan1, XU Yiqin2, XIAO Yao1, DING Binbin1, YU Xiaopeng1, FANG Huifeng1, ZENG Shuwen1
(1.LaboratoryofNanophotonicFunctionalandDevice,InstituteofOpto-electronicMaterialsandTechnology,SouthChinaNormalUniversity,Guangzhou510631,China2.GuangdongInstituteofSemiconductorIndustrialTechnology,Guangzhou510631,China)

The article studies the development situation of LED intelligent lighting patent technology from worldwide, China and Guangdong province respectively. It summarized the technical point distribution from the major countries and key LED enterprises. The key patents are also analyzed and summarized.

LED intelligent lighting; patent analysis; patent layout

TM923

A

10.3969j.issn.1004-440X.2017.05.017

廣東省科技計劃項目(項目編號：2016A030303054), 廣東省戰略性新興產業項目(項目編號：2011-IP-06)。

張濤,E-mail: hszhangtao@163.com