擱十幾年前，多數(shù)人不會想到照明與健康還會扯上關(guān)系，而經(jīng)過十幾年的發(fā)展，照明行業(yè)已經(jīng)從對光效、節(jié)能和成本的追求，上升到對光品質(zhì)、光健康、光生物安全和光環(huán)境的需求。尤其是近年led造成的藍(lán)光危害、人體節(jié)律紊亂、人眼視網(wǎng)膜損害的問題日漸顯現(xiàn)，使行業(yè)意識到健康照明的普及刻不容緩。
健康照明成市場新競爭點(diǎn)
近年來光照對人體健康的影響機(jī)理研究不斷深入，關(guān)于光品質(zhì)、健康醫(yī)療光照有太多技術(shù)和應(yīng)用討論。前兩天召開的“2017國際健康照明論壇”就把視線聚焦在了“光（light）、智能（smart）、健康（health）”上，來自國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的專家共同對健康光環(huán)境與智能照明應(yīng)用等議題進(jìn)行探討與交流。
于是，不少企業(yè)開始在這個新的風(fēng)口布局，諸多照明大企業(yè)爭相轉(zhuǎn)戰(zhàn)健康醫(yī)療領(lǐng)域，并且爭相打出健康照明理念，推出高品質(zhì)健康照明燈具。像飛利浦、ge等都曾推出健康led照明產(chǎn)品，以幫助人們盡早入睡。飛利浦更是多次開發(fā)出醫(yī)院照明用的led燈及照明系統(tǒng)，想要為患者提供一種減少焦慮、舒適的康復(fù)環(huán)境，同時幫助醫(yī)護(hù)人員更好地完成工作。
不僅如此，一些主營健康產(chǎn)業(yè)的公司，也開始關(guān)注這個交叉領(lǐng)域。比如這家名為天圣制藥的公司昨晚就宣布了兩項(xiàng)對外投資決定，其中一項(xiàng)是擬用自有資金1460萬元投資重慶市光遙光電科技有限公司，獲得其20％的股份，從而涉足健康照明領(lǐng)域。據(jù)了解，光遙光電成立于2013年12月，注冊資本3000萬元，主營計算機(jī)、節(jié)能照明等業(yè)務(wù)。該公司在未來健康照明和節(jié)能照明（如激光照明）等領(lǐng)域，有很多全球＊性發(fā)現(xiàn)和獨(dú)特研發(fā)成果，已申報激光照明專利20余項(xiàng)，年內(nèi)還將申報80余項(xiàng)該領(lǐng)域?qū)＠?/p>
再舉個例子，目前全國各地正在開展創(chuàng)健康示范校園，其中就涉及到教室燈具的健康改造，其中涉及的市場及潛力相當(dāng)可觀。與孩子相關(guān)的還有多次引發(fā)熱議的“護(hù)眼臺燈”等。
健康照明的生物學(xué)基礎(chǔ)
健康照明，通俗點(diǎn)講就是通過led照明，改善并提高人們工作、學(xué)習(xí)、生活的條件和質(zhì)量，促進(jìn)心理和生理健康。
led照明技術(shù)不斷進(jìn)步 健康照明將成為行業(yè)的下一個風(fēng)口
光對人的生物效應(yīng)可分為視覺效應(yīng)和非視覺效應(yīng)。
（1）光的視覺效應(yīng)：
可見光穿過眼睛的角膜，通過晶狀體成像在視網(wǎng)膜上，經(jīng)感光細(xì)胞轉(zhuǎn)化為生理信號，視神經(jīng)接收后產(chǎn)生視覺，從而產(chǎn)生對空間中物體的顏色、形狀和距離的信息的判斷。視覺還可以引起人們心理機(jī)理反應(yīng)，這就是視覺的心理效應(yīng)。
有兩類視覺細(xì)胞：一類是錐狀細(xì)胞，感覺光度和色彩；第二類是桿狀細(xì)胞，只能感知光度，但敏感度是前者的一萬倍。
日常生活中的許多現(xiàn)象屬于光的視覺效應(yīng)：
臥室、餐廳、咖啡廳，暖色光（如粉紅色和淺紫色）使整個空間具有溫暖、輕松的氣氛，同時使人皮膚、面容顯得更健康。
在夏季，藍(lán)、綠色的光會使人感覺涼爽；而冬季，紅色使人感覺到溫暖。
強(qiáng)烈的多彩照明可以把氣氛變得活躍和生動起來，增加繁華熱鬧的節(jié)日氣氛。
現(xiàn)代家庭居室也常用一些紅綠的裝飾燈來點(diǎn)綴起居室和餐廳，以增加歡樂的氣氛。
有些餐廳既無整體照明，也無桌上吊燈，只用柔弱的星星點(diǎn)點(diǎn)的燭光照明來烘托氣氛。
（2）光的非視覺效應(yīng)，iprgc的發(fā)現(xiàn)：
人眼視網(wǎng)膜上存在第三類感光細(xì)胞－內(nèi)在光敏性視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞（intrinsicallyphotosensitive retinal ganglion cells （iprgcs）），負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)機(jī)體視覺以外的非視覺效應(yīng)，如管理時間的功能，協(xié)調(diào)和控制人們在不同時段里的活動節(jié)律和幅度。
這種非視覺效應(yīng)也稱司辰視覺效應(yīng)（citopiceffects）， 這就是2002年英國brown大學(xué)的berson，dunn和takao在哺乳動物中發(fā)現(xiàn)的，是2002年世界十大發(fā)現(xiàn)之一。
研究表明家鼠的非視覺效應(yīng)在465nm，但對人類來說，遺傳學(xué)的研究表明應(yīng)在480～485nm（錐狀細(xì)胞和桿狀細(xì)胞的峰值分別為555nm和507nm）。
（3）iprgc控制生物鐘的原理：
iprgc在人體大腦中有自己的神經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)，與視覺神經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)有很大的不同。接受光后，iprgc產(chǎn)生生物電信號，傳遞到下丘腦（rht），之后進(jìn)入視交叉上核（scn）和腦外神經(jīng)核（pvn），達(dá)到松果體（pineal）。
松果體是大腦生物鐘的中樞，它會分泌褪黑素。褪黑素合成后，儲存在松果體內(nèi)。交感神經(jīng)興奮支配松果體細(xì)胞釋放褪黑素到流動的血液中，并誘導(dǎo)自然睡眠，因此其是調(diào)節(jié)生理節(jié)律的一種＊重要的激素。
褪黑素的分泌具有明顯的晝夜節(jié)律，白天分泌受抑制，晚上分泌活躍。但交感神經(jīng)的興奮度與達(dá)到松果體的光的能量和顏色密切相關(guān)，光色和光照強(qiáng)度會影響褪黑素分泌和釋放。
除了調(diào)節(jié)生物鐘的同時，iprgc對人體心率、血壓、警覺性、活力等都產(chǎn)生影響，都屬于光的非視覺效應(yīng)。此外，光引起的生理損傷也應(yīng)該歸到光的非視覺效應(yīng)。
據(jù)《2018中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書》中所述：在細(xì)分領(lǐng)域方面，十年來復(fù)合增長率為56．4％，特種照明復(fù)合增長率為43．7％，戶外照明為30．6％。通用照明市場占比最高，目前，通用照明應(yīng)用產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于家居照明、替換光源、商業(yè)照明、戶外照明、、建筑照明及便攜／離網(wǎng)照明等領(lǐng)域。
技術(shù)布局分析
通過在專利數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行檢索（檢索截止日期為2019年10月，主要關(guān)注f21v，f21s與f21w分類；不包括外觀設(shè)計），并通過初步去燥篩選后得到全球led通用照明應(yīng)用領(lǐng)域的相關(guān)專利申請趨勢，如下圖1所示：
（a） 全球及主要國家相關(guān)專利申請趨勢
（b）除中國外全球及主要國家相關(guān)專利申請趨勢
圖1 相關(guān)專利申請趨勢（同族歸并）
圖1（a）為全球及主要國家相關(guān)專利申請趨勢，圖1（b）為去除了中國的數(shù)據(jù)，從兩個圖的比對可以看出，在2000年－2007年間，led通用照明應(yīng)用的全球相關(guān)專利申請總量有一個劇烈波動，但是排除掉中國的申請之后，參見圖1（b）發(fā)現(xiàn)并未存在此波動，因此可看出前述波動完全是由于中國的相關(guān)專利申請量的激增導(dǎo)致的；
在2008年金融危機(jī)之后，由于中國申請量在驟減之后并趨于相對穩(wěn)定，導(dǎo)致全球相關(guān)專利申請總量也趨于穩(wěn)定狀態(tài)。也即是說中國相關(guān)專利申請量的趨勢變化是造成全球申請趨勢波動的最主要的決定因素。中國在2000年－2007年間的申請量的波動應(yīng)該主要是由于隨著中國加入世貿(mào)組織，相關(guān)企業(yè)不斷提升自身知識產(chǎn)權(quán)意識以及國內(nèi)對于led照明產(chǎn)業(yè)也相繼出臺了各種相關(guān)政策利好，所以形成了迅速發(fā)展期。
如下圖2所示，為led通用照明應(yīng)用技術(shù)主要ipc分布，從圖中可以看到，f21v23、f21v21、f21s8這三個分類號下?lián)碛械膶＠暾垟?shù)量最多，分別為118501項(xiàng)、102593項(xiàng)、102263項(xiàng)，占專利總量的20．54％、17．78％、17．72％。
這三個分類號對應(yīng)的技術(shù)領(lǐng)域分別為照明裝置內(nèi)或上面電路元件的布置；照明裝置的支撐、懸掛或連接裝置；準(zhǔn)備固定安裝的的照明裝置。也即是說，從技術(shù)上來說，偏電路元件驅(qū)動方面的技術(shù)創(chuàng)新最多，其次則是照明裝置結(jié)構(gòu)方面。
圖2 led通用照明應(yīng)用技術(shù)主要ipc分布（同族歸并）
如下圖3所示，為led通用照明應(yīng)用專利的地域布局圖，從圖中可以看出，中國（包含臺灣地區(qū)）總申請量為271218件，位居全球第一，占全球led通用照明應(yīng)用相關(guān)專利總量的47．52％，申請量明顯高于其他國家。
其次分別為日本、美國、德國、韓國。從中明顯可以看出，中國、日本、美國、德國及韓國為led通用照明應(yīng)用技術(shù)的主要布局國，這也源于這幾個國家在技術(shù)上以及在市場上具有領(lǐng)先的優(yōu)勢。
圖3 led通用照明應(yīng)用專利地域布局
統(tǒng)計led通用照明應(yīng)用領(lǐng)域重點(diǎn)申請人，如下圖4所示，可以看出，重點(diǎn)申請人主要集中在日本、中國、德國和美國，這一聚集趨勢與全球?qū)＠暾埖赜虿季种械那闆r相一致。
在全球前10名主要申請人中，松下集團(tuán)、東芝及三菱幾家公司均為日本企業(yè)，照明、鴻海集團(tuán)和三大中國企業(yè)也進(jìn)入了全球十大重點(diǎn)申請人排名中，日本和中國的企業(yè)比例占到60％。其中日本的松下集團(tuán)以9567項(xiàng)專利申請排名全球第一，其旗下的松下電工、松下電器等子公司均在這一領(lǐng)域有較深入的研究和專利布局，占據(jù)優(yōu)勢地位。
中國的海洋王照明以5526項(xiàng)專利申請位居全球第二，是一家位于深圳的研究和生產(chǎn)照明燈具的龍頭企業(yè)。
排在第三位的為日本的東芝照明，東芝照明是日本照明的領(lǐng)先品牌之一。其后的三菱、飛利浦、、歐普照明等企業(yè)，專利申請數(shù)量已明顯低于排名前三的幾個國家。從全球主要申請人的類型來看，排名前20名的申請人均為企業(yè)，沒有大學(xué)或者科研機(jī)構(gòu)，這是因?yàn)樵谡彰鲬?yīng)用領(lǐng)域方面，技術(shù)難度相較上游芯片端較低，主要還是各個企業(yè)在扮演提升產(chǎn)品質(zhì)量的角色。
圖4 led通用照明應(yīng)用領(lǐng)域重點(diǎn)申請人
全球訴訟情況
專利之戰(zhàn)是led行業(yè)永恒的話題。從圖5的專利訴訟的國別構(gòu)成來看，美國以555件專利訴訟位居全球第一，中國以522件專利訴訟緊隨其后，排名全球第二。因此led通用照明應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)訴訟專利的主要聚集地在美國和中國，他們既是led通用照明應(yīng)用的主要市場國，也是主要專利布局國，在龐大的專利基數(shù)下，其也成為專利訴訟的高發(fā)區(qū)。
圖5 led通用照明應(yīng)用領(lǐng)域全球訴訟分布
分析國內(nèi)522件led通用照明應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)訴訟專利，按產(chǎn)品分支分為：家居照明（例如各種燈具，吸頂燈、筒燈、天花燈、射燈、閱讀燈、臺燈等用于家居的照明）、替換光源（燈泡，燈管，燈帶等可替換的光源）、商業(yè)照明（舞臺燈等服務(wù)于商業(yè)場所照明的需要而產(chǎn)生用于商業(yè)場合的照明系統(tǒng)）、戶外照明（草坪燈、庭院燈、隧道燈、泛光燈、水底燈、路燈、洗墻燈、景觀燈，地埋燈等用在室外的燈具，例如，公園、廣場、馬路兩邊以及戶外廣告用燈）、其他，共五個產(chǎn)品分支，得到各分支的專利訴訟情況，如下圖6所示。
圖6 led國內(nèi)訴訟產(chǎn)品分支分布
從上圖可以看到，戶外照明、商照以及家居照明占比較大。在中國led通用照明應(yīng)用領(lǐng)域中，此三類產(chǎn)品占據(jù)了較大的市場份額，隨著國內(nèi)競爭愈來愈激烈，隨之產(chǎn)生的專利訴訟案件也與日俱增。
而從圖7的專利訴訟類型上來看，也以實(shí)用新型專利占據(jù)絕對比例；
一方面是led通用照明應(yīng)用領(lǐng)域和上游芯片以及中游封裝技術(shù)不同，其技術(shù)上難度相對較低，因此從申請策略上來說申請實(shí)用新型更為合適，所以大部分企業(yè)都是申請實(shí)用新型為主，導(dǎo)致此領(lǐng)域在專利申請類型上實(shí)用新型占比本身就很高；
第二方面則是實(shí)用新型專利相比發(fā)明也具有其本身的優(yōu)勢，比如審查周期較短、對創(chuàng)造性高度要求較低、確有創(chuàng)新之處的實(shí)用新型專利更不易被宣告無效，因此無論是在led通用照明應(yīng)用領(lǐng)域還是其他技術(shù)領(lǐng)域，采用實(shí)用新型專利發(fā)起侵權(quán)訴訟更容易出現(xiàn)。
圖7 led國內(nèi)專利訴訟類型分布
隨著國內(nèi)led產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，在國際市場的影響力越來越大，以及中美貿(mào)易摩擦的起伏，我國led廠商近年來頻頻遭遇美國國際貿(mào)易委員會（usitc）發(fā)起的“337調(diào)查”。
今年9月中國tcl集團(tuán)、海信集團(tuán)、聯(lián)想集團(tuán)及深圳萬普拉斯科技有限公司等企業(yè)就被globalfoundries公司指控侵犯其專利權(quán)，請求發(fā)起337調(diào)查并發(fā)布有限排除令和禁止令。
梳理近年來涉及我國led領(lǐng)域（擴(kuò)展到上游芯片端）產(chǎn)品端的“337調(diào)查”情況如下表：
由表中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，近三年來年年均有涉及l(fā)ed領(lǐng)域產(chǎn)品端的“337調(diào)查”，因此，也為我國企業(yè)出口美國提出了更為嚴(yán)峻的專利考驗(yàn)。業(yè)內(nèi)大型龍頭企業(yè)如cree公司和飛利浦發(fā)起“337調(diào)查”的專利均超過5件，所述專利均非單一技術(shù)分支，cree公司的專利更是涵蓋了從芯片端到封裝再到應(yīng)用端的上、中、下游技術(shù)分支，也從另一方面反映了大型龍頭企業(yè)的專利布局實(shí)力較強(qiáng)。
技術(shù)保護(hù)建議
近年來通用led照明應(yīng)用行業(yè)飛速發(fā)展，但競爭愈來愈激烈，未來如何從激烈競爭中脫穎而出？
注重研發(fā)，提升產(chǎn)品質(zhì)量；或者跨界合作，走向智能化，比如智慧路燈，智慧家居照明等，但無論哪種發(fā)展方式，缺乏核心競爭力的led企業(yè)采用模仿與抄襲來發(fā)展的道路將會被專利之劍徹底斬斷。
優(yōu)秀企業(yè)在自身發(fā)展的不同階段，往往會采取不同的知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略，同時在技術(shù)、產(chǎn)品的各個節(jié)點(diǎn)，也會采取不同的知識產(chǎn)權(quán)手段去進(jìn)行知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)、運(yùn)用；而專利侵權(quán)風(fēng)險規(guī)避對后來企業(yè)的重要性也將不言而喻。
為此，中國照明網(wǎng)聯(lián)合超凡知識產(chǎn)權(quán)發(fā)布《led通用照明應(yīng)用知識產(chǎn)權(quán)白皮書》，以助力企業(yè)技術(shù)研發(fā)。
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