虛擬實境(Virtual Reality)及擴增實境(Augmented Reality)的崛起,對許多產業帶來巨大的改變,如廣告業、休閒旅遊業、遊戲產業、教育領域,甚至也影響到醫療及軍事等,該些產業透過VR模擬虛擬世界,或AR在現實世界中呈現虛擬資訊的方式,讓服務達到更佳的真實性,提高整體消費者感知程度,並成為消費電子展(CES)認為未來重要的趨勢之一。因此,本文透過關鍵字「Virtual、Augmented、Reality」,初探虛擬實境及擴增實境於全球的專利技術佈局概況。
一、全球虛擬實境及擴增實境市場概況
近年全球虛擬實境及擴增實境之技術生命週期(三年為期)概況顯示,該技術生命週期分析出依據專利申請數量與專利申請權人數隨時間之消長,觀察虛擬實境及擴增實境技術產業所處之技術生命週期階段,如為:技術萌芽期、成長期、成熟期或是衰退期等。如圖一顯示,相關專利技術自1997年以來呈正成長,並在2015-2017年最為活絡,件數約8,800餘件,人數約3,300餘人,因此推論虛擬實境及擴增實境之專利技術佈局目前仍呈現一技術成長期。

近年全球虛擬實境及擴增實境之專利概況如圖二顯示,相關技術的專利申請量於2007年始突破200件,並於2016年達到高峰,約為4,500件;而專利公開/公告數量整體趨勢在2011年以前發展較為平緩,於2012以後開始有較明顯之漲幅,2014年始突破1,000件,並在2017年創新高點,約為6,100餘件。

(一)、虛擬實境及擴增實境近年專利申請與獲證資訊
全球虛擬實境及擴增實境之專利申請與獲證數量如圖三所示,專利申請中數量約為10,900餘件,專利已獲證的數量約為5,000餘件,其中有1,400餘件為新型專利,兩者差異約0.46倍,顯示多數的專利仍處於審核階段。

(二)、全球前五大虛擬實境及擴增實境之專利佈局國家或屬地
全球前五大虛擬實境及擴增實境之專利佈局國家或屬地如圖四所示,其中以CN(中國)為最大屬地,在前五大國家或屬地中占據該技術39.45%的專利,其餘依序為US(美國)、KR(韓國)、WO(世界智慧財產局)及EP(歐盟)。

二、虛擬實境及擴增實境之專利技術分佈概況
虛擬實境及擴增實境之專利技術與應用分佈如下圖五所示,自環狀圖由右至左的色塊比例得知,該技術主要涉及Virtual object(虛擬物件)、Glass(眼鏡)、Reality content(實境內容)、Terminal(終端器)、Signal(訊號)、Simulation(模擬訓練)、Scene(實境場景)、Panoramic(遊戲全景)、Virtual reality device(VR相關裝置)及Gesture(手勢)等。由此分析顯示,該些技術亦為虛擬實境及擴增實境之核心佈局的前十大技術與應用主軸,並於圖六顯示TOP 1 技術領域中之TOP 5申請權人。


上述之虛擬實境及擴增實境主要技術涉及領域,可配合下圖七之等高線圖相互比對,分析更細節之技術應用發展,並以高峰表示技術佈局之多寡。探勘近年專利技術的發展主要落在模態分析、3D、實境空間、感測器、互動式、光學/影像、實體環境、全像技術等。

三、全球虛擬實境及擴增實境之相關所屬競爭者分析
(一)、相關所屬競爭者之技術佈局
根據圖八及圖九顯示投入該產業技術之標的公司,如MICROSOFT TECHNOLOGY LICENSING LLC以綠色圓點標註,MAGIC LEAP INC以藍色圓點標註,QUALCOMM INC以紅色圓點標註,可看出相關標的公司於虛擬實境及擴增實境相關技術之分佈概況。
圖八 相關標的公司虛擬實境及擴增實境之技術佈局
資料來源:各國專利局資料庫,華淵公司整理

(二)、相關所屬競爭者之引證分析
下表顯示虛擬實境及擴增實境相關競爭者之TOP 5平均引證分析,其中包含被引證數(Forward Citation)與引證數(Backward Citation)。若以次數為基準,被引證次數最多者為MICROSOFT CORP,數量達2,280,引證次數最多者為MAGIC LEAP INC,數量達2,893次。
表一 產業競爭者之TOP 5平均被引證/引證分析 | |||
Forward Citation | |||
Assignee/Applicant | Patent | Cited | Avg citation |
MICROSOFT CORP | 241 | 2,280 | 9.46 |
MICROSOFT TECHNOLOGY LICENSING LLC | 432 | 1,002 | 2.32 |
QUALCOMM INC | 261 | 699 | 2.68 |
SAMSUNG ELECTRONICS CO LTD | 355 | 508 | 1.43 |
MAGIC LEAP INC | 242 | 401 | 1.66 |
表一 產業競爭者之TOP 5平均被引證/引證分析 | |||
Backward Citation | |||
Assignee/Applicant | Patent | Cited | Avg citation |
MAGIC LEAP INC | 242 | 2,893 | 11.95 |
MICROSOFT CORP | 241 | 2,575 | 10.68 |
SAMSUNG ELECTRONICS CO LTD | 355 | 1,507 | 4.25 |
QUALCOMM INC | 261 | 1,360 | 5.21 |
MICROSOFT TECHNOLOGY LICENSING LLC | 432 | 1,002 | 2.32 |
四、合作專利分類(CPC)與國際分類號(IPC)分析
(一)、全球前五大之虛擬實境及擴增實境之CPC1技術分類號分佈
如圖十和表二所示,虛擬實境及擴增實境主要CPC技術分類號主要以C02B組群為主,包含G02B 27/017、G02B 2027/014及G02B 27/0172,惟數量最多是G06T 19/006,達3,700餘件。該些技術涉及混合實境、互動式虛擬實境、頭戴式裝置及訊息處理系統等。再者,透過CPC技術分類號的分析,提供給相關技術領域研發者,可利用此分類號更有效率地縮短前案的檢索搜尋,或比較相關前案技術特徵的時間。
表二 CPC技術分類號之詳細說明 | |
CPC | Definition |
G06T 19/006 | Mixed reality |
G06F 3/011 | Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality |
G02B 27/017 | Head mounted |
G02B 2027/014 | comprising information/image processing systems |
G02B 27/0172 | characterised by optical features |
圖十一 IPC競爭國家專利件數圖
表三 IPC技術分類號之詳細說明 | |
IPC | Definition |
G06F 3/01 | Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer |
G06K 9/00 | Methods or arrangements for reading or recognising printed or written characters or for recognising patterns, e.g. fingerprints |
G02B 27/01 | Head-up displays |
G06T 19/00 | Manipulating 3D models or images for computer graphics |
G09G 5/00 | Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators |
五、全球虛擬實境及擴增實境之相關文獻
(一)、近5年相關文獻主要涉及議題
下圖十二顯示近5年相關文獻(期刊/會議錄)主要研究之Top 5議題為Simulator(模擬裝置)、Device(實境應用相關裝置)、Interaction(互動式)、Game(應用於遊戲領域)、Surgery(外科手術)。

(二)、近5年文獻議題分佈概況
全球近5年虛擬實境及擴增實境之相關文獻(期刊/會議錄)探討之議題分佈如圖十三,主要研究關於學習領域、AR應用、旅行領域、顯示器、手術等。
圖十三 近5年文獻探討議題之分佈概況
(三)、近5年發佈相關期刊之TOP 5國家/屬地
針對近5年發佈相關期刊之TOP 5 國家/屬地中,主要以USA(美國)為主。

(四)、相關期刊之資訊
以下由近5年發佈之期刊中,搜尋出TOP 3引用數之期刊資料,詳如下表。
表四 虛擬實境及擴增實境文獻一部分期刊資訊 | |
欄 位 | 文獻一 |
文獻來源 | COMPUTERS & EDUCATION,62: 41-49 MAR 2013 |
標 題 | Current status, opportunities and challenges of augmented reality in education |
作 者 | Wu, HK |
被引用數 | 181 |
國 家 | ENGLAND |
表五 虛擬實境及擴增實境文獻二部分期刊資訊 | |
欄 位 | 文獻二 |
文獻來源 | JOURNAL OF AUTISM AND DEVELOPMENTAL DISORDERS,43 (1): 34-44 JAN 2013 |
標 題 | Virtual Reality Social Cognition Training for Young Adults with High-Functioning Autism |
作 者 | Kandalaft, MR |
被引用數 | 96 |
國 家 | USA |
表六 虛擬實境及擴增實境文獻三部分期刊資訊 | |
欄 位 | 文獻三 |
文獻來源 | COMPUTERS & EDUCATION,68: 586-596 OCT 2013 |
標 題 | Impact of an augmented reality system on students' motivation for a visual art course |
作 者 | Di Serio, A |
被引用數 | 95 |
國 家 | ENGLAND |
註1 | CPC: Cooperative Patent Classification |
註2 | IPC: International Patent Classification |
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