中國激光照明的專利布局情況分析

LED照明的標(biāo)桿人物，被瑞典皇家科學(xué)院譽(yù)為“二十一世紀(jì)的愛迪生”，2014年的諾貝爾物理學(xué)獎獲得者中村修二在6月25日的2016年中國·成都全球創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)交易會上，在接受媒體采訪時表示，未來十年內(nèi)激光照明將會代替LED照明。網(wǎng)上有言論說激光照明的效率是LED的上千倍，不僅能增加投射距離，提高了安全性，同時體積更小、結(jié)構(gòu)更緊湊。 這一下激光照明火了，微信朋友圈到處都是激光照明將在10年內(nèi)代替?zhèn)鹘y(tǒng)LED照明的新聞，我們先不管這個激光照明是否真如中村修二說得那么神，會在短短的十年內(nèi)就取代LED照明。但是我們認(rèn)為至少“激光照明的效率是LED的上千倍”這一論斷是不可能成立的。因為如果效率要達(dá)到LED燈具的上千倍，意味著原來的LED燈具效率低于0.1%。在照明基礎(chǔ)理論領(lǐng)域，有個Km值叫光譜光視效能最大值，它的數(shù)值是683lm/w。這是明視覺狀態(tài)下電轉(zhuǎn)化為光的極限值。什么意思呢?就是任何一瓦的電功率，它要轉(zhuǎn)化為可見光的話，是不可能大于683lm的!如果激光照明的效能要達(dá)到LED的上千倍，也就需要LED的效能下降到0.683lm/w。 我們再簡單看下LED照明與激光照明的區(qū)別。從激發(fā)源上看，激光與LED光沒有太大的區(qū)別，YAG激光在于多了一個受激光輻射，LED是在半導(dǎo)體激發(fā)光后增加了一個熒光轉(zhuǎn)換;從視覺效果上看，激光單色性很好，LED的光譜則要廣一些，適合顯示屏、照明等;而在亮度上，LED亮度與激光沒法相比。因為激光的方向性很強(qiáng)，是直線光，如果不經(jīng)過處理亮度要比LED大很多。激光作RGB視覺效果還不成熟，目前還只是停留在實驗室階段。 那么問題來了，激光照明是啥？激光照明在中國有專利了嗎？小編帶大家簡單介紹下。 一、什么是激光照明？ 激光照明分紅外激光照明，可見光激光照明。 紅外激光照明，是利用半導(dǎo)體材料，在空穴和電子復(fù)合的過程中電子能級的降低而釋放出光子來產(chǎn)生光能的，然后光子在諧振腔間產(chǎn)生諧振規(guī)范光子的傳播方向而形成激光。多應(yīng)用于夜視、夜間攝像頭監(jiān)控照明。 可見光激光照明，按原理分為藍(lán)光激發(fā)熒光粉實現(xiàn)白光照明(例如2011年寶馬概念車推出的激光車大燈，見圖1和圖2)和紅綠藍(lán)激光合成白色激光，或真彩色光照明(例如青島中科光譜的激光照明燈)。 圖1 2011年寶馬概念車推出的激光車大燈 圖2 激光照明應(yīng)用在汽車上 二、激光照明已經(jīng)有專利了嗎？ 答案當(dāng)然是肯定的，早在1970年的時候，SIEMENSAG申請人已經(jīng)在德國、美國、荷蘭、英國等國家布局了專利“Laser lighting system”，例如其美國的專利公開號為：US3688281A 圖3 US3688281A摘要附圖 這是一種方法和裝置，用于檢索信息從一個全息圖設(shè)置在列和行的矩陣。不過可惜的是激光照明一直未能被開發(fā)應(yīng)用。其實歷史上激光照明的研發(fā)一直在進(jìn)行，但是相對來說顯得默默無聞，甚至有人稱，激光照明的概念比LED照明還要早，當(dāng)然這也沒法考證了。 我們再來看看激光照明在中國布局專利的情況。 中國的激光照明專利布局稍微來得比較慢，原因可能與中國傳統(tǒng)照明的產(chǎn)業(yè)情況以及中國政府政策引導(dǎo)有關(guān)系，最早在激光照明領(lǐng)域內(nèi)申請專利的是1985年由田景華個人申請的“激光超高功率照明燈”，專利公開號CN85102745，不過審查員以違反能量守恒原理駁回了其申請，而后將激光應(yīng)用在照明上的就是中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所于1993年申請的“用半導(dǎo)體激光產(chǎn)生強(qiáng)照明的方法和系統(tǒng)”，專利公開號為CN1100187A。 圖4 CN1100187專利附圖 從2006年開始，中國開始有越來越多的個人和企業(yè)著手布局激光照明的相關(guān)專利，雖然數(shù)量不多(參考圖5)，占主要地位的領(lǐng)域還是G02B27/09、G03B15/05，即光學(xué)元件、系統(tǒng)或者儀器和相機(jī)、電子閃光設(shè)備的聯(lián)合以及電子閃光單元在激光中的應(yīng)用，剩下的大部分集中在光學(xué)錄像、激光刻錄、望遠(yuǎn)鏡等領(lǐng)域，因為在激光照明的領(lǐng)域上，研究尚少，不過近幾年在激光照明方面的專利開始增多，想在這個領(lǐng)域發(fā)展的可以考慮下哦。 圖5 激光照明專利技術(shù)構(gòu)成申請數(shù)量 圖6 激光照明專利技術(shù)構(gòu)成 圖7 專利技術(shù)申請公開趨勢(截止發(fā)稿前) 在未來10年，激光照明會否取代LED照明，這個我們無從完全準(zhǔn)確預(yù)斷。基于激光照明體積更小、結(jié)構(gòu)更緊湊、投射距離遠(yuǎn)等特點，在某些領(lǐng)域可能確實會取代LED照明，比如車燈和顯示技術(shù)領(lǐng)域。但在普通照明領(lǐng)域，創(chuàng)新中心的知識產(chǎn)權(quán)工程師對激光照明在十年內(nèi)取代LED照明表示存疑。不過我們可以肯定的是，任何一個創(chuàng)新的想法都可能會是未來10年，甚至是20年，30年的行業(yè)機(jī)會發(fā)展方向，成為時代的大趨勢，值得我們對相關(guān)技術(shù)保持關(guān)注!