頭戴現實增強設備的專利發展分析

吳昊+易銘

摘 要：近年來頭戴現實增強（Augmented Reality AR）設備興起，在人機交互領域引領新的體驗風潮。頭戴AR設備帶給用戶強烈的真實感和臨場感，具有廣泛的應用場景[1]。本文介紹頭戴AR設備的專利申請情況，以專利數據庫SIPOABS、CNABS的檢索結果為樣本，總結和分析國內外專利申請趨勢、申請人分布、具體申請方向和應用領域。

關鍵詞：頭戴式 現實增強 交互 深度 AR

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（b）-0155-02

頭戴AR設備是將真實環境圖像，以及與該圖像相關的虛擬圖像混合起來輸出到顯示設備，以提供豐富的視覺體驗。其基本工作方式分為光學透視類和視頻透視類設備[1]。光學透射類的工作過程將生成的虛擬圖像，輸出到例如眼鏡鏡片這樣的光學透視器件上，以增強現實圖像；視頻透視類的工作過程是先通過攝像頭采集外部現實圖像，然后將采集到的圖像與生成虛擬進行混合，再輸出到顯示器上[2]。

1 國內外專利申請狀況分析

如圖1所示，自2008年起其相關專利的申請量就開始逐步增加，到2014年達到峰值的80件，在地區分布上如圖2所示，美國作為技術研究和產業化的先驅和推動者，其申請量占比39%，位全球第一，中國作為最重要的市場，申請量占比28%，為全球第二，日本作為消費電子強國，其申請量占比18%，位于第三位，其次包括韓國和歐洲申請。在重要申請人方面，微軟具有30件相關專利申請，其主要圍繞其產品Hololens做產業專利布局、高通12件申請主要圍繞算法和處理器，其他申請人還包括索尼、谷歌、愛普生、聯想，三星等主要消費電子設計和制造商。

在申請方向與申請量方面，與顯示成像相關的申請占比最多，包括鏡片、攝像頭、光學光路硬件等；其次，是與整體結構、系統控制方法相關申請，包括頭戴AR設備的機械結構，系統級的工作步驟和方法；再次，是將AR設備應用到具體領域方面的專利申請，這類專利申請的特點是對應用場景的描述較多，這意味著更接近市場；同時，交互技術也是申請的重點，其中無設備交互技術是申請的重點和技術發展方向，主要包括手勢識別，以及眼球視線跟蹤，當然作為補充，交互設備的申請也占有一定地位。

需要說明的是，在頭戴AR設備結合到具體應用領域方面，在車輛駕駛方面的占比較大，包括：本田的通過互聯網數據和AR頭盔，獲得路況信息，實現道路領航；此外，AR設備通過識別物體并生成相關虛擬圖像的技術，在機械、教學、醫藥等領域均有應用：例如通過AR眼鏡顯示當前物體的相關信息或內部結構，例如設備或建筑內部結構、文物注釋、分子式等；或在此基礎上提供行為指導例如維修和手術導航等。

2 結語

面向市場的頭戴AR設備的研究起步較晚，雖具備一定的成熟度，但因此對于國內申請人來說，想繞開國外的專利壁壘，開辟新途徑并不是不可能。具體方向上，可在例如控制精度和應用領域方向拓展；此外除了在硬件技術上與國外公司進行比拼，足夠的數據支持及系統構建，也是該設備發展的一個方向，AR技術離不開互聯網和對大數據的支持，從這個角度出發，通過廣大的用戶資源，與國外廠商進行博弈，是我國企業可以選擇的。

參考文獻

[1] 周忠，周頤.虛擬現實增強技術綜述[J].中國科學，2015，45（2）：157-180.

[2] 陳曉燕.面對增強顯示應用的頭戴式顯示器[J].電子科技大學，2014.endprint