激光打標(biāo)技術(shù)專利動態(tài)分析

張 菁，閻 賽

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心，北京 100190）

激光打標(biāo)技術(shù)專利動態(tài)分析

張 菁，閻 賽

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心，北京 100190）

0 引言

激光打標(biāo)技術(shù)是激光加工技術(shù)的重要組成部分，在制造行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。隨著計算機控制技術(shù)和激光技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，激光打標(biāo)技術(shù)以精度高、速度快、非接觸、污染少為特點，逐漸成為對金屬、半導(dǎo)體、石英、陶瓷、塑料、橡膠、木材等多種材料打標(biāo)的主要手段[1,2]。

在現(xiàn)代信息社會，專利信息對推動科技進步、促進工業(yè)發(fā)展起著重要作用。本文對我國的激光打標(biāo)領(lǐng)域的專利申請進行了研究和分析，主要包括歷年專利申請數(shù)量、專利類型、專利分類、技術(shù)來源國家、重點專利等內(nèi)容，為激光打標(biāo)領(lǐng)域的專利申請趨勢和發(fā)展戰(zhàn)略提供一些參考和依據(jù)。

1 激光打標(biāo)專利數(shù)據(jù)分析

本文通過對中國專利文摘數(shù)據(jù)庫進行檢索，共獲取到1985年至今已公開的激光打標(biāo)技術(shù)專利申請857件，下面將以這些專利申請為基礎(chǔ)進行分析。

1.1 專利類型分析

表1 激光打標(biāo)專利類型統(tǒng)計

我國專利法規(guī)定了發(fā)明、實用新型和外觀設(shè)計三種專利類型。眾所周知，發(fā)明的含金量最高，并且保護期限為二十年，但是其審查周期較長，授權(quán)比例較低。實用新型和外觀設(shè)計的保護期限均為十年，但是其審查周期較短，授權(quán)比例較高。由表1可見，我國激光打標(biāo)技術(shù)的專利申請有29.3%為發(fā)明，57.2%為實用新型，

13.5%為外觀設(shè)計。申請人往往將一些技術(shù)含量較低的小改進申請實用新型或外觀設(shè)計，以期更快獲得專利權(quán)，但是這樣不利于后期的技術(shù)保護和專利維權(quán)。

1.2 歷年申請量分析

表2 激光打標(biāo)專利歷年申請量統(tǒng)計

從表2中可見，激光打標(biāo)的專利申請在2000年以前一共僅有17件，從2000年開始，申請量呈增長趨勢。從這組數(shù)據(jù)還可以看出，在2009年以前，激光打標(biāo)技術(shù)還沒有受到申請人的足夠重視，每年的申請量均小于50件，但是，該領(lǐng)域的申請量自2009年開始迅速增長，2009年為63件，2013年上漲到133件，2014年依然有大幅增長。目前，2014年的專利申請還沒有全部公開，所以154件還不是2014年的最終申請量。這樣的增長趨勢表明激光打標(biāo)技術(shù)在迅速發(fā)展，申請人不斷投入研發(fā)力量到該領(lǐng)域中。

1.3 技術(shù)來源國家分析

表3 激光打標(biāo)專利來源國統(tǒng)計

激光打標(biāo)技術(shù)最早是從歐美以及日本等國發(fā)展起來，但是由統(tǒng)計數(shù)據(jù)看來，國內(nèi)申請人占據(jù)了該領(lǐng)域總申請量的97%，而國外申請人只占據(jù)了3%?？梢姡袊氖袌鰸摿€未對國外申請人形成足夠的吸引力。但是，與國內(nèi)申請人集中申請實用新型和外觀設(shè)計專利不同，國外申請大多數(shù)都是發(fā)明專利，相對于申請的數(shù)量，國外申請人更重視申請的質(zhì)量。目前，國內(nèi)的研發(fā)者和申請人應(yīng)當(dāng)抓住國外資本尚未大舉進入之際，縮小與國際領(lǐng)先水平的技術(shù)差距，做好專利布局，鞏固自己的市場地位。

1.4 專利分類情況

表4 激光打標(biāo)專利IPC分布

IPC是國際專利分類（International Patent Classification）的簡稱，是目前最常用的根據(jù)技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠M行劃分的方法，我國的每個發(fā)明和實用新型專利申請都會有一個或多個IPC分類號。表4反映了我國的激光打標(biāo)專利申請分布比較集中的IPC大組。其中，B41J表示選擇性印刷機構(gòu)，B23K表示用激光束加工，B41M表示印刷、復(fù)制、標(biāo)記或拷貝工藝，G02B表示光學(xué)元件、系統(tǒng)或儀器，H01L表示半導(dǎo)體器件，B65B表示包裝物件或物料的機械、裝置或設(shè)備，B44B表示用于藝術(shù)制品的機器、設(shè)備或工具，H01S表示利用受激發(fā)射的器件。由表4可見，B41J比例最大，53.2%的申請被分入該組，其次為B23K，占據(jù)了22.9%，B41J和B23K是激光打標(biāo)的基礎(chǔ)技術(shù)，H01L、B65B和B44B代表了激光打標(biāo)的應(yīng)用領(lǐng)域，B41M、G02B和H01S代表了激光打標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)。

1.5 重點申請人情況

表5 激光打標(biāo)專利重點申請人

本文選取了五個有代表性的申請人，包括公司和高校，有的是國內(nèi)激光打標(biāo)行業(yè)的佼佼者，有的具有雄厚的技術(shù)研發(fā)能力。以下將從這些申請人的申請量，專利特點等方面進行分析。

1）大族激光科技股份有限公司

該公司在我國有1522件專利申請，其中包括115件激光打標(biāo)的申請，最早的申請在2000年，最新的申請在2014年。這些申請的內(nèi)容比較豐富，包括激光打標(biāo)裝置、打標(biāo)控制系統(tǒng)、激光聚焦鏡頭、打標(biāo)精度矯正方法、大幅面打標(biāo)裝置等等。已獲得授權(quán)的發(fā)明專利有硬件裝置，例如CN101439617B，請求保護一種激光打標(biāo)機，其機身本體和工作頭分開設(shè)置，兩者之間用光纖予以連接，標(biāo)記自由大，且可以對被加工物體實行多維度標(biāo)記；也有操作方法，例如CN101823382B，請求保護一種對工件表面進行激光打標(biāo)的方法，將原有的直上直下式的出光打標(biāo)改為成一定角度的打標(biāo)，實現(xiàn)包括上下面、側(cè)面在內(nèi)的所有區(qū)域內(nèi)的工件表面同時打標(biāo)，可有效去除接插件之類產(chǎn)品的鍍金層。由此可見，該公司在激光打標(biāo)機的研發(fā)上具有一定的技術(shù)優(yōu)勢。

2）格蘭達技術(shù)（深圳）有限公司

該公司有25件激光打標(biāo)的申請，最早的申請在2006年，最新的申請在2010年。其中有多項已獲得授權(quán)的發(fā)明專利涉及IC料條的激光打標(biāo)，例如CN100459035C，請求保護一種全自動IC料條激光打標(biāo)機，對多規(guī)格料條芯片進行逐一上料、檢測、打標(biāo)、再檢測，并將每次檢測到的不合格料條剔除出去，將打標(biāo)合格的料條推送入下料箱。

3）北京工業(yè)大學(xué)

北京工業(yè)大學(xué)有7件激光打標(biāo)的申請，最早的申請在1997年，最新的申請在2011年。例如已獲得授權(quán)的發(fā)明專利CN102241201B，請求保護一種基于透明材料的激光熔化刻蝕打標(biāo)裝置和方法，打標(biāo)時激光通過運動控制系統(tǒng)聚焦在透明材料與導(dǎo)熱介質(zhì)的接觸面，介質(zhì)吸收激光能量轉(zhuǎn)化為熱量傳導(dǎo)給緊密接觸的透明材料，使其在極短時間達到熔化點，從而脫離基材，實現(xiàn)刻痕。發(fā)明人陳繼民等對金屬材料和薄膜材料的打標(biāo)技術(shù)有比較深入的研究[3,4]。

4）西北工業(yè)大學(xué)

西北工業(yè)大學(xué)有6件激光打標(biāo)的專利申請，第一發(fā)明人均為何衛(wèi)平，申請日都在2010年之后。這些申請主要集中在夾具，例如已獲得授權(quán)的發(fā)明專利CN101804743B，請求保護一種激光標(biāo)刻刀具編碼時的可換位夾具，該夾具通過一次裝夾就可以同時在刀具的柱面和端部平面兩個不同工位下分別標(biāo)刻明碼和二維條碼，針對同規(guī)格刀具只需一次對焦就可以完成該批刀具標(biāo)刻。

5）華中科技大學(xué)

華中科技大學(xué)有4件激光打標(biāo)的專利申請，大部分申請日在2000年以前。這些申請主要集中在激光器，特別是光學(xué)諧振腔，例如已獲得授權(quán)的發(fā)明專利CN1025808C，要求保護一種用于激光打標(biāo)機的激光諧振腔，能成倍提高打標(biāo)面積而不需要增加光學(xué)系統(tǒng)和激光器的功率。

2 激光打標(biāo)技術(shù)研發(fā)方向與專利申請方向分析

2.1 機器視覺技術(shù)

利用機器視覺技術(shù)，通過視覺傳感器采集現(xiàn)場圖像，并做分析和數(shù)據(jù)處理，之后引導(dǎo)機器進行正確的操作，能夠?qū)崿F(xiàn)自動對位、檢測和調(diào)整，減少相關(guān)工序?qū)θ斯さ囊?，采用機器視覺技術(shù)可以減少誤差，提高打標(biāo)質(zhì)量，同時可以提高效率，實現(xiàn)自動化打標(biāo)。

2.2 光纖激光器技術(shù)

在光纖激光器出現(xiàn)以前，激光打標(biāo)系統(tǒng)通常采用以CO2激光器為代表的氣體激光器或者以Nd:YAG激光器為代表的釹玻璃激光器。而光纖激光器使得激光參數(shù)易于調(diào)整，并且其光功率和轉(zhuǎn)換效率更高，體積更小，散熱更方便，更適合作為激光打標(biāo)系統(tǒng)的光源，具有很大的市場潛力。

雖然激光打標(biāo)技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，但是還有很大的創(chuàng)新和改進的空間，申請人需要挖掘更深的技術(shù)發(fā)展方向，同時提高專利申請的撰寫水平，才能獲得更好的專利保護。

3 結(jié)束語

本文統(tǒng)計了我國激光打標(biāo)領(lǐng)域的專利申請數(shù)據(jù)，并進行了分析和梳理，從上面的分析可知，目前我國的激光打標(biāo)專利申請仍在快速增長，說明該領(lǐng)域的競爭比較激烈。但這些申請以國內(nèi)申請人為主，以實用新型專利為主，申請的技術(shù)含量還有待提高。本文還指出了機器視覺和光纖激光器等技術(shù)在激光打標(biāo)領(lǐng)域的發(fā)展機會和方向。希望在未來該市場競爭逐漸激烈的情況下，對該我國在該領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展和研究成果的保護等方面提供有用的參考。

[1]袁芳.激光打標(biāo)關(guān)鍵技術(shù)的研究及實現(xiàn)[D].武漢:武漢理工大學(xué),2013.

[2]王力何,馬殿光.激光打標(biāo)機的發(fā)展趨勢及其控制系統(tǒng)設(shè)計[J].機電信息,2015(3):103-104.

[3]趙宏亮.金屬激光彩色打標(biāo)技術(shù)研究[D].北京:北京工業(yè)大學(xué),2008.

[4]晏恒峰,陳繼民,邵軍.基于后動態(tài)聚焦振鏡系統(tǒng)激光打點優(yōu)化研究[J].中國激光,2013,40(9):0903006.

Patents analysis for laser marking technology

ZHANG Jing, YAN Sai

基于激光打標(biāo)技術(shù)在我國的專利申請狀況，統(tǒng)計了該領(lǐng)域自1985年至今的申請總量、專利類型、專利分類、技術(shù)來源國家、典型申請人以及專利申請方向等方面的數(shù)據(jù)，并進行了分析，以期為該領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)和專利申請?zhí)峁┮恍┯幸娴慕梃b。

激光打標(biāo)；專利分析

張菁（1987 -），女，天津人，研究實習(xí)員，碩士，主要從事發(fā)明專利審查工作。

TH16

A

1009-0134(2015)07(下)-0031-03

10.3969/j.issn.1009-0134.2015.07(下).09

2015-03-24