《超构透镜（Metalens）专利态势分析-2024版》
2024-04-30 11:17:22   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

Metalens Patent Landscape Analysis 2024

据麦姆斯咨询介绍，超构光学（Meta-optics）是一种利用超构材料（Metamaterial）在亚波长空间尺度上实现光场多维度调控（包括振幅、相位、偏振等）的新兴技术。由于丰富的人工可调自由度和多参量操控的物理机制，超构光学被预言为有可能产生颠覆性应用的重要技术，可解决传统光学元件面临的瓶颈挑战。

超构材料是一种以人工方式构建可操控电磁波或机械波的亚波长结构单元（称为超构原子）并形成特定序列的功能性材料，其往往具备自然界常规材料所不具备的光、声、电、磁、力、热等物理性质，例如负折射、超越衍射极限的聚焦、可控的非互易光传输等。超构表面（Metasurface）是一种能够在入射波束（例如电磁波束）的振幅、相位、偏振等方面产生自由空间波长范围内的突变，实现任意波前调控的二维超构材料。

超构透镜（Metalens）是一种实现波束聚焦或发散的超构表面，与传统的折射透镜相比，超构透镜具有平面结构、轻薄、易集成的特性，在光学器件和系统的微型化、集成化、智能化方面具有重要的应用潜力。2016年，哈佛大学Federico Capasso教授团队报道的第一个高性能全介质超构透镜开启了该领域的广泛研究和商业化序幕。随后，Federico Capasso教授团队分拆成立Metalenz公司；人们对超构透镜的效率、色差、像差、多功能成像、器件和系统集成等方面开展了深入广泛的研究。

超构透镜设计与制造（DOI: 10.1126/science.aaf6644）

传统镜头 vs. 超构透镜（来源：Metalenz）

回顾近十年发展，超构透镜经历了从原理创新、概念验证、成果转化到商业应用的过程，器件性能持续优化，商用产品不断涌现，应用场景加速落地。据麦姆斯咨询报道，近年来，受到市场前景吸引，超构透镜领域的创业公司层出不穷，国外厂商主要有Metalenz、Imagia、Myrias Optics、2Pi Optics、Tunoptix等；国内厂商主要有迈塔兰斯、纳境科技、山河元景、亮亮视野、和光微、比邻星光（Alpha Cen）等。2022年6月，Metalenz和意法半导体（ST）合作提供新一代FlightSense™飞行时间（ToF）测距传感器VL53L8，该传感器在发射和接收窗口中都采用了超构透镜，适用于智能手机、智能音箱、人机交互界面、消费类激光雷达（LiDAR）和增强现实（AR）/虚拟现实（VR）设备，标志着超构透镜进入商业化应用阶段；2022年，韩国LG和三星（Samsung）竞相开发超构透镜，争夺汽车及手机微型摄像头市场；2023年10月，日本佳能（Canon）在其2023年博览会（Canon Expo 2023）上展示了超构透镜技术。随着像LG、三星、佳能这样的大公司陆续入局超构透镜领域，其商业化发展脚步无疑将进一步加速。

Metalenz设计+意法半导体制造的ToF传感器（左）；佳能展示的装配超构透镜的镜头单元（右）

在全球超构透镜产业蓬勃发展之际，非常有必要了解超构透镜厂商及科研机构的专利布局和专利地位，并识别超构透镜领域新进入者及其所带来的威胁。在本报告中，麦姆斯咨询深入分析了全球及中国超构透镜专利发展现状及趋势，挖掘出超构透镜领域的领导厂商、新进厂商和科研机构，并对其超构透镜专利申请活动进行了统计与分析，从而为超构透镜相关从业人员的技术调研、产品创新、产学研合作提供极有价值的参考资料。

全球超构透镜专利申请概况

根据麦姆斯咨询统计与分析，超构透镜全球专利申请量累计超1700件，涉及三百多位专利申请人。从超构透镜全球专利申请趋势来看，2007-2012年处于萌芽期，年度申请量不超过10件；自2013年以来，全球范围内的超构透镜专利申请总体呈波浪式上升趋势，两次显著增长分别发生在2018年和2021年，最大年度申请量为369件。需要说明的是，除要求提前公开的专利申请之外，专利申请通常自申请日起满18个月公开，因此2022年和2023年的申请可能尚未完全公开，数据统计仅供参考。

超构透镜全球专利申请趋势（来源：麦姆斯咨询）

超构透镜专利主要布局在中国（不含港澳台）、美国、韩国、欧洲、日本等国家/地区，其中，中国超构透镜专利申请量和授权量分别为682件和224件，处于领先地位；然后是美国和韩国，分别位居第二和第三位。

主要技术目标国家/地区的超构透镜专利申请量和授权量统计（来源：麦姆斯咨询）

专利申请可以反映一个国家或专利申请人对特定技术的研发投入水平，同时提供有关主要专利申请人技术成熟度的线索。本报告对1700多件超构透镜专利进行了统计与分析，麦姆斯咨询在下图中展示了超构透镜专利申请数量排名前20的申请人。整体来看，三星电子（Samsung Electronics）、迈塔兰斯的简单同族数量、专利申请总量、有效专利量和审中专利量均排名靠前，它们在该领域具有较强的研发实力并注重全球范围的专利布局。此外，有效专利较多的哈佛大学（Harvard University）、加州理工学院（Caltech）也具有较强的技术创新和技术积累，审中专利量较多的山河元景、Metalenz、京东方、应用材料（Applied Materials）、NILT、滨松（Hamamatsu）的技术创新能力也不容小觑。

主要超构透镜专利申请人及其专利组合的地理覆盖范围（部分模糊化）

新进入者加速推动超构透镜行业发展

超构透镜专利申请新进入者指在2021-2023年首次申请超构透镜专利的申请人。麦姆斯咨询列出了简单同族数量排名前20的新进入者。近年来，国内申请人，例如山河元景、纳境科技、湖大粤港澳大湾区研究院、中国科学院半导体所、vivo、亮亮视野等，开始积极布局相关技术专利，竞相入局超构透镜领域。其它新进入者还包括来自中国香港的立景创新和香港应用科技研究院（ASTRI）、美国的Imagia以及丹麦的NILT。在这20位新进入者中，来自中国、中国香港、丹麦、美国的申请人数量分别为16、2、1、1位。其中，中国申请人的数量占比高达80%，表明中国正积极布局超构透镜领域，以加速其产业化进程。

超构透镜专利申请新进入者统计（部分模糊化）

主要申请人的竞争格局和专利布局策略

本报告清晰地给出了超构透镜领域活跃的专利申请人，通过对主要专利申请人的专利组合分析，揭示了它们的知识产权地位。本报告深入分析了10家领导厂商、6家新进厂商以及10家领先科研机构的超构透镜专利组合，分别介绍了它们的超构透镜专利申请概况、专利申请活跃度、关键专利以及近期申请的专利。此外，专利转让分析揭示了通过收购方式而进入该领域的厂商。

超构透镜专利数据库

麦姆斯咨询还提供一份包含本报告分析的所有超构透镜专利的Excel数据库，支持多字段检索，包括公开号、标题、申请日、优先权日、公开（公告）日、授权日、预估到期日、当前申请（专利权）人、当前申请（专利权）人地址、原始申请（专利权）人、原始申请（专利权）人地址、发明人、法律状态/事件、受理局、IPC分类号、被引用次数、简单同族成员数量、简单同族被引用次数总数等。

报告目录：

1. 超构透镜概念及关键技术

内容包括超构材料、超构表面、超构透镜概念，超构表面的振幅、相位、偏振调控机制，超构透镜设计、材料选择、制造方法，消色差、变焦、面向偏振成像的超构透镜，超构透镜集成。

2. 超构透镜专利分析方法

内容包括检索与分析流程，专利相关概念，超构透镜专利研究对象，超构透镜专利分析主题，超构透镜专利检索策略，超构透镜专利分类说明。

3. 超构透镜全球专利分析

内容包括超构透镜全球专利申请趋势分析，技术来源国家/地区超构透镜专利分析，技术目标国家/地区超构透镜专利分析，超构透镜专利法律状态分析，超构透镜专利申请人分析，超构透镜专利细分领域分析，超构透镜发明人分析，值得关注的超构透镜专利统计。

4. 超构透镜中国专利分析

内容包括超构透镜中国专利申请趋势分析，技术来源国家/地区超构透镜中国专利分析，超构透镜中国专利法律状态分析，超构透镜中国专利申请人分析，超构透镜中国专利细分领域分析，超构透镜中国专利发明人分析，近期专利申请统计。

5. 超构透镜领域领导厂商专利分析

内容包括超构透镜领域领导厂商地理分布图，分别提供每家厂商简介、专利概况、当前关键专利、近期专利申请。

6. 超构透镜领域新进厂商专利分析

内容包括超构透镜领域新进厂商地理分布图，分别提供每家厂商简介、专利概况、当前有效专利、近期专利申请。

7. 超构透镜领域科研机构专利分析

内容包括在超构透镜专利申请数量方面领先的科研机构地理分布图及索引，分别提供每家科研机构介绍（包括机构名称、相关院系/实验室、机构简介、机构官网）、专利概况、当前有效专利、近期专利申请。

8. 超构透镜专利法律事件分析

内容包括超构透镜专利转让分析，超构透镜专利许可分析。

若需要购买《超构透镜（Metalens）专利态势分析-2024版》报告，请联系麦姆斯咨询王懿，邮箱：wangyi#memsconsulting.com（#换成@）；电话：17898818163。