平视显示器专利申请状况分析

刘媛(山东省汽车电子技术重点实验室，山东省科学院自动化研究所，山东济南 250014)

平视显示器专利申请状况分析

刘媛
(山东省汽车电子技术重点实验室，山东省科学院自动化研究所，山东济南 250014)

平视显示器作为安全辅助驾驶设备，对减少因低头走神引起的交通事故有着重要的价值。针对平视显示器技术的中国专利，从专利申请年份、主要申请人和技术主题3个方面分析了当前的技术状况，并对我国平视显示器技术发展提出了一些建议。

平视显示器；专利申请；技术领域

0 引言

平视显示器最初应用在军用飞机上，20世纪80年代末，被注重安全的汽车商引入，作为安全辅助驾驶设备。平视显示器可将有关信息显示在前风挡玻璃的驾驶员平视范围上，且显示位置、显示亮度可调，这样可以避免低头看仪表，从而缩短眼球对前方的视觉盲区时间，对减少因低头走神引起的交通事故有着重要的价值[1]。2012年间售出的汽车中仅有2%配备了HUD，但预计至2020年，这一数据将增加至9%。在2010年，日本的汽车HUD系统装配率最高，但预计至2020年这一地位将被欧洲取代[2]。我国企业在平视显示器方面的研究起步较晚，尤其是对于核心技术的掌握远不如国际竞争对手[3]。

1 平视显示器技术中国专利申请状况

以向中国国家知识产权局提交并公开的平视显示器技术专利申请为研究对象，检索数据的截止时间是2013年11月5日。在SooPAT数据库中共检索到177件专利申请。下面对平视显示器技术中国专利申请状况进行分析。

1.1 申请量的年份分布

如图1所示，2000年之前，平视显示器技术中国专利申请量较少，这主要是当时由于光源、光学器件等技术问题，平视显示器技术在国内外没有得到较大发展。但随着相关技术取得很大进步后，汽车制造商对其产生了越来越浓厚的兴趣。2000年之后，国内外申请人纷纷在该领域申请专利。2010年之后，平视显示器技术实现白色显示，申请量相对提高。2012年，相关中国专利未公开，数量又开始呈现下降趋势。

1.2 主要申请人

如表1所示，平视显示器技术中国专利申请的申请人按申请量排名，位列第1的是通用汽车环球科技运作公司。平视显示器作为一项安全特性，在1988年首先安装在通用汽车公司(GM)的奥士莫比和旁蒂克系列汽车上，它申请的21项中国专利均为技术水平相对较高的发明专利申请，授权9项，在全部45项授权专利中，占据第一。专利的申请时间都在2010年4月，专利的技术领域主要有图形图像的显示方法[3-4]，如车内仪表、娱乐信息、导航信息，车外交通基础设施、车道、行人等；图像的处理方法，比如采用增强视觉、透视校正、亮度补偿；图像的显示设备及显示方式；车辆的预警系统，如瞌睡提醒、跟随距离提示等。排名第2的是通用汽车环球科技运作有限责任公司，与位列第1的通用汽车环球科技运作公司同属于通用汽车公司，它申请了14项专利，申请时间自2011至今天，技术领域延续了通用汽车环球科技运作公司，技术上又有进一步的提升，比如增加了动态信息、辅助驾驶信息、恶劣环境的识别、场景信息等[5-6]。由此可见，通用汽车公司在平视显示技术上一直占据领先地位。

表1 平视显示器技术中国专利申请的申请人

位列第3的是株式会社电装。株式会社电装是世界屈指可数的汽车零部件生产厂家之一，丰田汽车集团公司下属的最大零部件生产企业，在日本排名第一，在中国总共申请平视显示器方面的专利7项，2004年开始申请专利，后来直到2013年，才又申请了两项，专利技术主要领域是平视显示系统结构。位列第4的是约翰逊控股公司，又名美国江森自控有限公司 (Johnson Controls Inc.),是世界上第一个恒温器制造厂家， 是世界最大的汽车部件和座椅的独立供应商，专利都是在2011年申请，技术领域是显示单元结构。位列第5的是松下电器产业株式会社，2011年申请一项透视显示器方面的专利，2008年申请一项光束扫描式的平视显示器，其余两项是和株式会社电装 丰田自动车株式会社联合申请的汽车夜视显示方面的技术。

位列第6的是深圳市华星光电技术有限公司，它主要生产液晶显示屏。位列第7的是艾沃瑞克(北京)科技有限公司，其技术领域是头盔式平视显示器，用于公安、消防等领域，是平视显示器在战斗机应用的另一扩展。位列第8的是中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，只有一项发明，其余是外观和实用新型，其技术领域是最初的战斗机应用方面。位列第9的是法国圣戈班玻璃厂，技术领域是作为平视显示器的挡风玻璃构造，在玻璃夹层中又添加了一层薄膜。位列第10的是德尔菲技术公司，德尔菲汽车系统公司是世界上最多元化的汽车系统和零部件供应商，技术领域是利用衍射设备来形成单色、多色及彩色显示。

在平视显示技术中国专利申请量排名前10位的申请人中，用于汽车的平视显示专利国内相关企业还没有，在前20位中，有1位是国内企业，广东好帮手电子科技股份有限公司，它的平视显示器侧重于后装，技术还处于第二代平视显示器技术水平，2个国内研究机构还处于研究阶段。可见国内相关企业对平视显示器技术的研发和创新还处于初级阶段。但是值得注意的是，国内已经有相对多的车型开始装配平视显示器设备。

1.3 技术主题分布

从图2中进一步分析，大部分平视显示器技术中国专利申请的技术主题为G 物理-G02 光学-G02B 光学元件、系统或仪器-G02B27/00 其他光学系统；其他光学仪器。技术领域集中在显示图像方法、显示方式以及设备结构等方面的领域，还有个别为信号传输、显示材料等方面。可见申请人目前只进行平视显示器系统的整体设计及控制，很多稳定性、抗干扰性、图像舒适性等方面还有待进一步研究[7]，这也是值得关注的新的研究方向。

图2 平视显示器技术中国专利申请的技术主题分布

2 对我国发展平视显示器技术的建议

通过上述对平视显示器技术中国专利申请的分析，作者得出如下结论：

(1) 国内外相关企业在中国提出的专利申请较少，技术创新程度有很大的发展空间。国内相关专利申请量很少，缺乏具有竞争优势的龙头企业。国内大学及科研机构的相关专利申请量很少，在这方面的关注度有待提高。

(2) 加强对平视显示器的研发力度。随着平视显示器从高端车向中、低端车普及，我国相关企业以及科研机构应该抓住机遇，重点在这方面研发，可以通过企业与大学和科研机构合作的方式提高科研能力，以便申请一些具有高含金量的专利，有助于产品走向产业化。同时，及时关注国外相关企业在华专利布局，对他们获得授权的专利进行分析，以便进行差异化产品设计。

(3) 目前欧、美、日等跨国厂商在平视显示器技术领域具有领先优势，国内的技术还处于相对薄弱阶段，加强技术合作，并争取在成果上享有平等的权利也是一条发展途径。寻求多条发展渠道，才能推动我国平视显示器产业和市场的发展，提高我国的国际竞争力。

总之，目前全球多家汽车零部件供应商都涉足了平视显示器市场，包括日本先锋、电装、德尔菲及大陆集团等；通用、宝马、梅赛德斯-奔驰及奥迪等车企也都推出了装配平视显示器的车型，平视显示器技术的发展势在必行，我国相关企业应当以此为契机加快研发步伐，力争拥有更多具有自主知识产权的平视显示器产品，这样才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

【1】 曹增辰，戴磊.HUD技术的汽车应用以及国内外发展情况[J].中国建材科技，2012(S2)：16-18.

【2】 Jean Grace V.Taking Heads-Up Displays to the Next Level[J].National Defense,2010,4:15.

【3】 通用汽车环球科技运作公司.平视显示器上的交通基础设施指示物：中国，201010190324.8[P].2010-04-02.

【4】 通用汽车环球科技运作公司.全挡风玻璃平视显示器上的动态车辆系统信息:中国，201010194877.0[P].2010-04-02.

【5】 通用汽车环球科技运作有限责任公司.全挡风玻璃平视显示器上的虚拟取景器:中国，201110449682.0[P].2011-12-29.

【6】 通用汽车环球科技运作有限责任公司.全挡风玻璃平视显示器上的强调道路场景图示系统:中国，201110449605.5[P].2011-12-29.

【7】 于晓勇，赵晨晓，马晶，等.基于专利分析的我国电动汽车技术发展趋势研究[J].科学学与科学技术管理,2011(4)：44-51.

Analysis of Head Up Display Patent Application Status

LIU Yuan
(Shandong Provincial Key Laboratory of Automotive Electronic Technology,Institute of Automation of Shandong Academy of Sciences,Jinan Shandong 250014,China)

Head up display(HUD)as a safe driver assistance device for reducing traffic accidents caused by distracted has an important value.The current state of Chinese HUD patent was analyzed from patent application year,the principal applicant and technical topics.Some suggestions on our HUD technology development were given.

Head up display;Patent application;Technical field

2013-11-26

刘媛(1981—)，女，硕士，助理研究员，主要研究方向为汽车电子、检测技术与自动化。E-mail：liuyuan1981@126.com。