扒一扒AR增强现实技术的专利态势

增强现实正在改变我们观察世界的方式。

增强现实正在改变我们观察世界的方式，国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心通信部的对张雪、连立杰等人对增强现实技术专利态势进行了分析，研究了AR领域全球以及中国专利申请状况，并从专利发展趋势，主要申请人、 IPC 构成等角度进行了研究和分析，为我国相关企业进行专利布局提供参考。

增强现实提供了一种不同于人类可以感知的信息，由于增强现实借助计算机图形技术和可视化技术产生现实环境中不存在的虚拟对象，通过传感技术将虚拟对象准确“放置”在真实环境中，借助显示设备将虚拟对象与真实环境融为一体。增强现实技术主要涉及三维注册技术、人机交互技术和3D展现技术，而相关的专利也是围绕三个方面展开。

全球增强现实专利申请状况分析

研究中，对国内外增强现实技术的专利申请进行了全面的检索和分析。检索所基于的数据库包括 CNABS 数据库、 WPI数据库，其中， CNABS 数据库收录了自 1985 年至今在中国申请的全部专利文献， WPI 数据库收录了美国、欧洲、日本、韩国、中国等 42 个国家、地区和组织的专利文献。检索截止日期是 2016 年 1 月 7 日。由于发明专利申请从申请到公开有一定的周期，因此，部分相关专利申请可能处于未被公开状态而未被统计。

1.全球历年申请量

图 1 显示了增强现实技术全球专利申请量的年度分布情况，从图 1 可以看出 1995 年，增强现实技术的相关专利申请已经在全球范围内开始出现。之后，随着增强现实技术的发展，至 2009 年间，申请量都处于比较平稳的发展状态，这主要是由于这段时期处在增强现实技术的发展初期，且为技术飞速发展的酝酿阶段。随着增强现实技术的进一步发展， 2010年申请量突飞猛进，达到质的飞跃，有 589 件。直至2012 年，增强现实技术的专利申请数量保持增长的良好态势，申请量接近 2009 年申请量的 5 倍，并于2013 年达到历史新高的 827 件。 2014—2015 年，有大量的申请未被公开，预计真实申请量远大于本文目前统计数据。通过对增强现实技术全球专利申请量进行统计分析，可以获悉增强现实技术在全球范围内发展日益进步，逐渐成熟，为市场应用提供技术储备。

2. 全球主要技术产出国家 / 地区分布

图 2 显示了增强现实技术产出国家 / 地区分布情况，在很大程度上反映了增强现实技术在各个国家 /地区的研发力度和市场扩展情况。由图 2 可知，美国是此项技术的强国，其相关专利申请量高居榜首，是增强现实技术的最主要技术产出国，其专利申请产出量为 1627 件，所占比例达到 51%，体现了美国在增强现实技术研发实力的霸主地位。例如，微软公司、高通股份有限公都是美国的领头企业，都有比较高的专利申请量。其他国家和地区，如韩国、日本、中国的专利申请产出量分别占到 29%、 11%、 6%，可见韩国、日本、中国作为技术出产国的第二方阵，在增强现实技术的研发上，也属于热点区域。

3. 全球技术目标国分布

图3显示了增强现实技术目标国分布情况，在很大程度上反映增强现实技术在各个国家的市场扩展情况。由此看出，美国仍然高居榜首，是增强现实技术的最主要技术目标国，其专利申请量所占比例达到44%，这与其为增强现实技术最主要市场有密切关系。其他地区，如韩国、中国、日本的专利申请量分别占到 22%、 12%、 11%。

将技术产出分布状况（图 2）和技术目标分布情况（图 3）进行对比，能够发现，世界主要国家的技术产出分布状况与技术目标分布状况存在着不一致的情况。以中国为例，中国在技术产出中占全球专利申请的 6%，而在技术目标中占全球专利申请的12%。从中可以看出，在增强现实技术上，中国的市场走在研发的前列，即中国本土的研发实力无法满足现有的国内市场的需求。同时表明，中国的市场已经引起了世界主要国家的关注，国外优势企业已经在国内进行了一定的专利布局。

4. 全球主要申请人

上标可以看出在增强现实技术领域的排名前列的申请人，均是通信行业的巨头公司，且主要集中在美国、韩国、日本，可见增强现实技术是各国企业争相占领的技术热点领域。其中，美国微软公司高居榜首，这与其近年来一直研究增强现实技术，并不断提出自己的优势产品密不可分。三星电子株式会社以 104 件增强现实专利申请居于亚军。索尼公司和高通股份有限公司分别为 98 件和 89 件，其实力也不容小觑。一些大型通信企业例如：诺基亚公司、韩国电子通信研究院、西门子公司也榜上有名。总体来看，美国、韩国、日本的公司申请量都比较大，可见其在增强现实技术领域都处在技术的研发前沿。而中国企业在增强现实技术领域发展相对缓慢一些，在国际前沿技术的激烈竞争中还有待提升自身的技术储备，还有很大的进步空间。

中国增强现实技术专利申请状况分析

1.相关中国专利申请的历年申请量

图4显示了增强现实技术中国专利申请量的年度分布情况。从图 4 中可以看出，从 2004 年开始，虽然增强实现技术概念已经提出，但增强现实技术在中国的专利申请数量还是极少的。直到 2008 年，有关于增强现实技术的中国专利申请数量略微增长，这主要是由于在增强现实技术正处于萌芽发展阶段。随着增强现实技术的进一步发展， 2009 年之后，增强现实技术的中国专利申请数量迅速增长， 2013 年达到228 件。

2. 相关中国专利申请的主要申请人

上表是增强现实技术在中国的申请人排名，其中包括国内和国外申请人。从整体上看，在增强现实技术领域，在中国申请的国外申请人占据的比例较大，例如，索尼公司、微软公司、三星电子株式会社占据前三甲，分别为 154、 136、 127 件，这主要是由于美国、韩国和日本无论在全球还是中国专利市场中，都处于行业的领先地位。由此可见，索尼公司、微软公司、三星电子株式会社不仅在国外的专利申请量位列前茅，在国内市场也占据很大的比重。北京大学、北京理工大学、成都理想境界科技有限公司也处于国内技术的前沿，分别拥有 64、 58、 36 件专利申请。

通过上述分析可知，增强现实技术的中国市场还是国外企业占比较大，中国企业的研发能力已经有了一定的发展，但尚有很大的进步空间。此外，国外知名企业在增强现实技术领域的专利申请实力不容小觑，国内相关企业仍然面临较大的专利风险。国内申请人应当密切关注国外企业的动向，以合理保护自身合法利益不受侵犯。

3. 相关中国专利申请的 IPC 构成

前世界上绝大多数国家都采用了国际专利分类法。对 IPC 的统计分析，能够完整、系统、科学地解释专利技术的构成和发展趋势。因此，通过对增强现实技术专利申请文件的分类号进行分析，可大致了解增强现实的技术分布情况。从图 5 可以出，2004年至 2015 年增强现实专利申请主要集中在以下领域（按照 IPC 大组统计）：增强现实技术主要涉及人机交互，具体为用于将所要处理的数据转变成为计算机能够处理的形式的输入装置或者用于将数据从处理机传送到输出设备的输出装置（G06F3/00），其有 753 件，比例占到国内申请总量的 22% ；用于阅读或识别印刷或书写字符或者用于识别图形领域（ G06K 9/00），其有387 件，所占比例为 12% ；增强现实技术中的 3D 显示技术也是核心技术，例如对用于电脑制图的 3D模型或图像的操作（G06T 19/00），其有 369 件，所占比例为 11%。此外，用于特定功能的数字计算设备或数据处理设备或数据处理方（G06F17/00）、光学系统（ G02B 27/00）等分类号在国内申请中也占有一定的比重，均为 10%，计算机制图的 3D 建模（ G06T17/00）、 3D 图像的加工（ G06T 15/00）等也占有一定比例。由图 5 中显示的结果可以看出，对于增强现实技术的研究主要集中在人机交互技术、 3D 显示技术等方面，这与增强现实技术中的核心技术点基本吻合。

4. 相关中国专利申请量的主要地区区域分布

可以看出北京的申请量最大，占 35％，这与北京拥有北京大学、北京理工大学、北京航空航天大学位于国内申请的申请人的前十名有关系密切。作为聚集了众多信息技术相关公司的广东省，其申请量也较大，例如中兴通讯股份有限公司，也基本占据全部申请量的 31%。作为中国的经济技术发达地区，上海也占据了 16% 的申请量。江苏、四川聚集了众多高校和电子科研企业，科研能力较强，因而申请量分别居全国第 4、 5 位。

增强现实技术国内外专利申请量的发展趋势

对比中国、全球增强现实技术历年专利申请量发现，在全球范围内从 20 世纪 90 年代初就已经有一定的申请量，而国内申请一直到 2004 才慢慢出现，国内增强现实技术相对比全球来说，起步比较晚。从 1995年至 2008 年，相对于全球范围内的专利申请量来说，国内申请量极少。随着增强现实技术的不断发展，至2008 年间，全球范围内的各年申请量都相对发展平稳，到 2009 年，申请量相对有所增多，在 2010 年增强现实技术有了突飞猛进的发展，申请量有了激增；在中国范围内，直到 2009 年才出现一定规模的申请量，相对于全球范围内增强现实技术的繁荣时期，国内增强现实技术才逐渐发展起来，国内专利申请量和全球专利申请量都是在 2013 年达到历史的新高，这标志着增强现实技术经过多年的发展正逐渐走向成熟。可见，国内申请人和全球专利申请人都意识到增强现实技术的重要性，积极投入研发力量，并且获得了丰硕的研究成果。

结语

通过分别在全球专利数据库和中文专利数据库中的检索，以及对相关专利申请数据进行统计和分析，得到以下主要结论。

由于增强现实技术不仅展现了真实信息还同时展现虚拟信息，并且将两种信息互相融合，给用户提供更好的感受，而且增强现实技术将应用到我们日常生活中的方方面面，例如娱乐、装修、维修、通讯、旅游、医疗等领域，有很大的应用前景。目前增强现实技术在全球以及中国的专利申请量都呈现飞速增长的时期，呈现一个良好的发展趋势，由于国内的增强现实技术起步比较晚，目前的发展不如美国、韩国等迅速，国内在增强现实技术领域还有很大的研发空间。

增强现实技术主要涉及三维注册技术、人机交互技术和 3D 展现技术，然而，在进行专利申请时，申请人更注重在人机交互技术和 3D 展现技术领域进行专利申请。北京大学、北京理工大学等知名高校近年来在增强现实技术领域的技术投入也越来越大，专利申请数量发展迅速。由于增强现实技术还处于研发阶段，增强现实技术的产品并没有普及，因此，国内一些大型企业的专利申请量并不是特别高。因此，国内企业应与高校积极合作，将高校的研究成果及时转化在产品以及市场中，提高技术成果的转化率，有效的实现知识产权的经济价值。

对于国内的增强现实技术研发人员来说，挑战与机遇是并存的。从专利数量及其在全球的占比中能够看出，增强现实技术在国内仍属于新兴领域，虽然国外优势企业已经在国内进行了一定的专利布局，但从占比来看，仍有很多突破的机会。把握这一机会，寻求技术热点，能够及时的占领国内市场，甚至进军世界。近几年来，国内增强现实技术的专利申请量一直处于上升的状态，能够看出该技术在国内属于研发的热点，结合该技术在市场中的良好反响，企业在该技术进行投入，也能够取得应有的经济利益。

由于增强现实技术有很好的应用前景，在随后的产业发展中涉及增强现实技术的专利纠纷也变得不可避免。在知识经济的时代，专利作为技术发展的保护伞，其重要作用已毋庸置疑。随着增强现实技术的发展，面对中国这个通信行业的巨大市场，世界各国已在国内密布专利触角。为了保护民族企业的利益，也为了相互制衡，我国企业和相关研究机构需要加强对增强现实技术的研发力度，进一步提高专利的质量。希望本文的专利分析结果能够帮助中国企业了解国内外增强现实专利现况，为其研发和专利布局提供参考。

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