擱十幾年前，多數人不會想到照明與健康還會扯上關系，而經過十幾年的發展，照明行業已經從對光效、節能和成本的追求，上升到對光品質、光健康、光生物安全和光環境的需求。尤其是近年led造成的藍光危害、人體節律紊亂、人眼視網膜損害的問題日漸顯現，使行業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

近年來光照對人體健康的影響機理研究不斷深入，關于光品質、健康醫療光照有太多技術和應用討論。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，來自國內外相關領域的專家共同對健康光環境與智能照明應用等議題進行探討與交流。

于是，不少企業開始在這個新的風口布局，諸多照明大企業爭相轉戰健康醫療領域，并且爭相打出健康照明理念，推出高品質健康照明燈具。像飛利浦、ge等都曾推出健康led照明產品，以幫助人們盡早入睡。飛利浦更是多次開發出醫院照明用的led燈及照明系統，想要為患者提供一種減少焦慮、舒適的康復環境，同時幫助醫護人員更好地完成工作。

不僅如此，一些主營健康產業的公司，也開始關注這個交叉領域。比如這家名為天圣制藥的公司昨晚就宣布了兩項對外投資決定，其中一項是擬用自有資金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域。據了解，光遙光電成立于2013年12月，注冊資本3000萬元，主營計算機、節能照明等業務。該公司在未來健康照明和節能照明（如激光照明）等領域，有很多全球＊性發現和獨特研發成果，已申報激光照明專利20余項，年內還將申報80余項該領域專利。

再舉個例子，目前全國各地正在開展創健康示范校園，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可觀。與孩子相關的還有多次引發熱議的“護眼臺燈”等。

健康照明的生物學基礎

健康照明，通俗點講就是通過led照明，改善并提高人們工作、學習、生活的條件和質量，促進心理和生理健康。

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led照明技術不斷進步 健康照明將成為行業的下一個風口

光對人的生物效應可分為視覺效應和非視覺效應。

（1）光的視覺效應：

可見光穿過眼睛的角膜，通過晶狀體成像在視網膜上，經感光細胞轉化為生理信號，視神經接收后產生視覺，從而產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理反應，這就是視覺的心理效應。

有兩類視覺細胞：一類是錐狀細胞，感覺光度和色彩；第二類是桿狀細胞，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象屬于光的視覺效應：

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、綠色的光會使人感覺涼爽；而冬季，紅色使人感覺到溫暖。

強烈的多彩照明可以把氣氛變得活躍和生動起來，增加繁華熱鬧的節日氣氛。

現代家庭居室也常用一些紅綠的裝飾燈來點綴起居室和餐廳，以增加歡樂的氣氛。

有些餐廳既無整體照明，也無桌上吊燈，只用柔弱的星星點點的燭光照明來烘托氣氛。

（2）光的非視覺效應，iprgc的發現：

人眼視網膜上存在第三類感光細胞－內在光敏性視網膜神經節細胞（intrinsicallyphotosensitive retinal ganglion cells （iprgcs）），負責調節機體視覺以外的非視覺效應，如管理時間的功能，協調和控制人們在不同時段里的活動節律和幅度。

這種非視覺效應也稱司辰視覺效應（citopiceffects）， 這就是2002年英國brown大學的berson，dunn和takao在哺乳動物中發現的，是2002年世界十大發現之一。

研究表明家鼠的非視覺效應在465nm，但對人類來說，遺傳學的研究表明應在480～485nm（錐狀細胞和桿狀細胞的峰值分別為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傳輸網絡，與視覺神經傳輸網絡有很大的不同。接受光后，iprgc產生生物電信號，傳遞到下丘腦（rht），之后進入視交叉上核（scn）和腦外神經核（pvn），達到松果體（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。交感神經興奮支配松果體細胞釋放褪黑素到流動的血液中，并誘導自然睡眠，因此其是調節生理節律的一種＊重要的激素。

褪黑素的分泌具有明顯的晝夜節律，白天分泌受抑制，晚上分泌活躍。但交感神經的興奮度與達到松果體的光的能量和顏色密切相關，光色和光照強度會影響褪黑素分泌和釋放。

除了調節生物鐘的同時，iprgc對人體心率、血壓、警覺性、活力等都產生影響，都屬于光的非視覺效應。此外，光引起的生理損傷也應該歸到光的非視覺效應。

照明產業是國民經濟發展和人們生活的必需品，在國民經濟中具有特殊的地位和作用。而通用照明應用，指應用于工業、商業、家庭和其他非特定行業的照明產品；與通用照明相對應的為特殊照明，指用于特定行業和應用（如顯示背光照明、車輛照明等）的照明產品。

據《2018中國產業發展藍皮書》中所述：在細分領域方面，十年來復合增長率為56．4％，特種照明復合增長率為43．7％，戶外照明為30．6％。通用照明市場占比最高，目前，通用照明應用產品已廣泛應用于家居照明、替換光源、商業照明、戶外照明、、建筑照明及便攜／離網照明等領域。

技術布局分析

通過在專利數據庫中進行檢索（檢索截止日期為2019年10月，主要關注f21v，f21s與f21w分類；不包括外觀設計），并通過初步去燥篩選后得到全球led通用照明應用領域的相關專利申請趨勢，如下圖1所示：

（a） 全球及主要國家相關專利申請趨勢

（b）除中國外全球及主要國家相關專利申請趨勢

圖1 相關專利申請趨勢（同族歸并）

圖1（a）為全球及主要國家相關專利申請趨勢，圖1（b）為去除了中國的數據，從兩個圖的比對可以看出，在2000年－2007年間，led通用照明應用的全球相關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）發現并未存在此波動，因此可看出前述波動完全是由于中國的相關專利申請量的激增導致的；

在2008年金融危機之后，由于中國申請量在驟減之后并趨于相對穩定，導致全球相關專利申請總量也趨于穩定狀態。也即是說中國相關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該主要是由于隨著中國加入世貿組織，相關企業不斷提升自身知識產權意識以及國內對于led照明產業也相繼出臺了各種相關政策利好，所以形成了迅速發展期。

如下圖2所示，為led通用照明應用技術主要ipc分布，從圖中可以看到，f21v23、f21v21、f21s8這三個分類號下擁有的專利申請數量最多，分別為118501項、102593項、102263項，占專利總量的20．54％、17．78％、17．72％。

這三個分類號對應的技術領域分別為照明裝置內或上面電路元件的布置；照明裝置的支撐、懸掛或連接裝置；準備固定安裝的的照明裝置。也即是說，從技術上來說，偏電路元件驅動方面的技術創新最多，其次則是照明裝置結構方面。

圖2 led通用照明應用技術主要ipc分布（同族歸并）

如下圖3所示，為led通用照明應用專利的地域布局圖，從圖中可以看出，中國（包含臺灣地區）總申請量為271218件，位居全球第一，占全球led通用照明應用相關專利總量的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通用照明應用技術的主要布局國，這也源于這幾個國家在技術上以及在市場上具有領先的優勢。

圖3 led通用照明應用專利地域布局

統計led通用照明應用領域重點申請人，如下圖4所示，可以看出，重點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專利申請地域布局中的情況相一致。

在全球前10名主要申請人中，松下集團、東芝及三菱幾家公司均為日本企業，照明、鴻海集團和三大中國企業也進入了全球十大重點申請人排名中，日本和中國的企業比例占到60％。其中日本的松下集團以9567項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域有較深入的研究和專利布局，占據優勢地位。

中國的海洋王照明以5526項專利申請位居全球第二，是一家位于深圳的研究和生產照明燈具的龍頭企業。

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先品牌之一。其后的三菱、飛利浦、、歐普照明等企業，專利申請數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，沒有大學或者科研機構，這是因為在照明應用領域方面，技術難度相較上游芯片端較低，主要還是各個企業在扮演提升產品質量的角色。

圖4 led通用照明應用領域重點申請人

全球訴訟情況

專利之戰是led行業永恒的話題。從圖5的專利訴訟的國別構成來看，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通用照明應用領域相關訴訟專利的主要聚集地在美國和中國，他們既是led通用照明應用的主要市場國，也是主要專利布局國，在龐大的專利基數下，其也成為專利訴訟的高發區。

圖5 led通用照明應用領域全球訴訟分布

分析國內522件led通用照明應用領域相關訴訟專利，按產品分支分為：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）、商業照明（舞臺燈等服務于商業場所照明的需要而產生用于商業場合的照明系統）、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國內訴訟產品分支分布

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通用照明應用領域中，此三類產品占據了較大的市場份額，隨著國內競爭愈來愈激烈，隨之產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，也以實用新型專利占據絕對比例；

一方面是led通用照明應用領域和上游芯片以及中游封裝技術不同，其技術上難度相對較低，因此從申請策略上來說申請實用新型更為合適，所以大部分企業都是申請實用新型為主，導致此領域在專利申請類型上實用新型占比本身就很高；

第二方面則是實用新型專利相比發明也具有其本身的優勢，比如審查周期較短、對創造性高度要求較低、確有創新之處的實用新型專利更不易被宣告無效，因此無論是在led通用照明應用領域還是其他技術領域，采用實用新型專利發起侵權訴訟更容易出現。

圖7 led國內專利訴訟類型分布

隨著國內led產業的蓬勃發展，在國際市場的影響力越來越大，以及中美貿易摩擦的起伏，我國led廠商近年來頻頻遭遇美國國際貿易委員會（usitc）發起的“337調查”。

今年9月中國tcl集團、海信集團、聯想集團及深圳萬普拉斯科技有限公司等企業就被globalfoundries公司指控侵犯其專利權，請求發起337調查并發布有限排除令和禁止令。

梳理近年來涉及我國led領域（擴展到上游芯片端）產品端的“337調查”情況如下表：

由表中的統計數據可以看出，近三年來年年均有涉及led領域產品端的“337調查”，因此，也為我國企業出口美國提出了更為嚴峻的專利考驗。業內大型龍頭企業如cree公司和飛利浦發起“337調查”的專利均超過5件，所述專利均非單一技術分支，cree公司的專利更是涵蓋了從芯片端到封裝再到應用端的上、中、下游技術分支，也從另一方面反映了大型龍頭企業的專利布局實力較強。

技術保護建議

近年來通用led照明應用行業飛速發展，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，提升產品質量；或者跨界合作，走向智能化，比如智慧路燈，智慧家居照明等，但無論哪種發展方式，缺乏核心競爭力的led企業采用模仿與抄襲來發展的道路將會被專利之劍徹底斬斷。

優秀企業在自身發展的不同階段，往往會采取不同的知識產權戰略，同時在技術、產品的各個節點，也會采取不同的知識產權手段去進行知識產權的保護、運用；而專利侵權風險規避對后來企業的重要性也將不言而喻。

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