Metalens Patent Landscape Analysis 2024
據麥姆斯咨詢介紹，超構光學（Meta-optics）是一種利用超構材料（Metamaterial）在亞波長空間尺度上實作光場多元度調控（包括振幅、相位、偏振等）的新興技術。由于豐富的人工可調自由度和多參量操控的實體機制，超構光學被預言為有可能産生颠覆性應用的重要技術，可解決傳統光學元件面臨的瓶頸挑戰。
超構材料是一種以人工方式建構可操控電磁波或機械波的亞波長結構單元（稱為超構原子）并形成特定序列的功能性材料，其往往具備自然界正常材料所不具備的光、聲、電、磁、力、熱等實體性質，例如負折射、超越衍射極限的聚焦、可控的非互易光傳輸等。超構表面（Metasurface）是一種能夠在入射波束（例如電磁波束）的振幅、相位、偏振等方面産生自由空間波長範圍内的突變，實作任意波前調控的二維超構材料。
超構透鏡（Metalens）是一種實作波束聚焦或發散的超構表面，與傳統的折射透鏡相比，超構透鏡具有平面結構、輕薄、易內建的特性，在光學器件和系統的微型化、內建化、智能化方面具有重要的應用潛力。2016年,哈佛大學Federico Capasso教授團隊報道的第一個高性能全媒體超構透鏡開啟了該領域的廣泛研究和商業化序幕。随後，Federico Capasso教授團隊分拆成立Metalenz公司；人們對超構透鏡的效率、色差、像差、多功能成像、器件和系統內建等方面開展了深入廣泛的研究。
超構透鏡設計與制造（DOI: 10.1126/science.aaf6644）
傳統鏡頭 vs. 超構透鏡（來源：Metalenz）
回顧近十年發展，超構透鏡經曆了從原理創新、概念驗證、成果轉化到商業應用的過程，器件性能持續優化，商用産品不斷湧現，應用場景加速落地。據麥姆斯咨詢報道，近年來，受到市場前景吸引，超構透鏡領域的創業公司層出不窮，國外廠商主要有Metalenz、Imagia、Myrias Optics、2Pi Optics、Tunoptix等；國内廠商主要有邁塔蘭斯、納境科技、山河元景、亮亮視野、和光微、比鄰星光（Alpha Cen）等。2022年6月，Metalenz和意法半導體（ST）合作提供新一代FlightSense™飛行時間（ToF）測距傳感器VL53L8，該傳感器在發射和接收視窗中都采用了超構透鏡，适用于智能手機、智能音箱、人機互動界面、消費類雷射雷達（LiDAR）和增強現實（AR）/虛拟現實（VR）裝置，标志着超構透鏡進入商業化應用階段；2022年，南韓LG和三星（Samsung）競相開發超構透鏡，争奪汽車及手機微型攝像頭市場；2023年10月，日本佳能（Canon）在其2023年博覽會（Canon Expo 2023）上展示了超構透鏡技術。随着像LG、三星、佳能這樣的大公司陸續入局超構透鏡領域，其商業化發展腳步無疑将進一步加速。
Metalenz設計+意法半導體制造的ToF傳感器（左）；佳能展示的裝配超構透鏡的鏡頭單元（右）
在全球超構透鏡産業蓬勃發展之際，非常有必要了解超構透鏡廠商及科研機構的專利布局和專利地位，并識别超構透鏡領域新進入者及其所帶來的威脅。在本報告中，麥姆斯咨詢深入分析了全球及中國超構透鏡專利發展現狀及趨勢，挖掘出超構透鏡領域的上司廠商、新進廠商和科研機構，并對其超構透鏡專利申請活動進行了統計與分析，進而為超構透鏡相關從業人員的技術調研、産品創新、産學研合作提供極有價值的參考資料。
全球超構透鏡專利申請概況
根據麥姆斯咨詢統計與分析，超構透鏡全球專利申請量累計超1700件，涉及三百多位專利申請人。從超構透鏡全球專利申請趨勢來看，2007-2012年處于萌芽期，年度申請量不超過10件；自2013年以來，全球範圍内的超構透鏡專利申請總體呈波浪式上升趨勢，兩次顯著增長分别發生在2018年和2021年，最大年度申請量為369件。需要說明的是，除要求提前公開的專利申請之外，專利申請通常自申請日起滿18個月公開，是以2022年和2023年的申請可能尚未完全公開，資料統計僅供參考。
超構透鏡全球專利申請趨勢（來源：麥姆斯咨詢）
超構透鏡專利主要布局在中國（不含港澳台）、美國、南韓、歐洲、日本等國家/地區，其中，中國超構透鏡專利申請量和授權量分别為682件和224件，處于領先地位；然後是美國和南韓，分别位居第二和第三位。
主要技術目标國家/地區的超構透鏡專利申請量和授權量統計（來源：麥姆斯咨詢）
專利申請可以反映一個國家或專利申請人對特定技術的研發投入水準，同時提供有關主要專利申請人技術成熟度的線索。本報告對1700多件超構透鏡專利進行了統計與分析，麥姆斯咨詢在下圖中展示了超構透鏡專利申請數量排名前20的申請人。整體來看，三星電子（Samsung Electronics）、邁塔蘭斯的簡單同族數量、專利申請總量、有效專利量和審中專利量均排名靠前，它們在該領域具有較強的研發實力并注重全球範圍的專利布局。此外，有效專利較多的哈佛大學（Harvard University）、加州理工學院（Caltech）也具有較強的技術創新和技術積累，審中專利量較多的山河元景、Metalenz、京東方、應用材料（Applied Materials）、NILT、濱松（Hamamatsu）的技術創新能力也不容小觑。
主要超構透鏡專利申請人及其專利組合的地理覆寫範圍（部分模糊化）
新進入者加速推動超構透鏡行業發展
超構透鏡專利申請新進入者指在2021-2023年首次申請超構透鏡專利的申請人。麥姆斯咨詢列出了簡單同族數量排名前20的新進入者。近年來，國内申請人，例如山河元景、納境科技、湖大粵港澳大灣區研究院、中國科學院半導體所、vivo、亮亮視野等，開始積極布局相關技術專利，競相入局超構透鏡領域。其它新進入者還包括來自中國香港的立景創新和香港應用科技研究院（ASTRI）、美國的Imagia以及丹麥的NILT。在這20位新進入者中，來自中國、中國香港、丹麥、美國的申請人數量分别為16、2、1、1位。其中，中國申請人的數量占比高達80%，表明中國正積極布局超構透鏡領域，以加速其産業化程序。
超構透鏡專利申請新進入者統計（部分模糊化）
主要申請人的競争格局和專利布局政策
本報告清晰地給出了超構透鏡領域活躍的專利申請人，通過對主要專利申請人的專利組合分析，揭示了它們的知識産權地位。本報告深入分析了10家上司廠商、6家新進廠商以及10家領先科研機構的超構透鏡專利組合，分别介紹了它們的超構透鏡專利申請概況、專利申請活躍度、關鍵專利以及近期申請的專利。此外，專利轉讓分析揭示了通過收購方式而進入該領域的廠商。
超構透鏡專利資料庫
麥姆斯咨詢還提供一份包含本報告分析的所有超構透鏡專利的Excel資料庫，支援多字段檢索，包括公開号、标題、申請日、優先權日、公開（公告）日、授權日、預估到期日、目前申請（專利權）人、目前申請（專利權）人位址、原始申請（專利權）人、原始申請（專利權）人位址、發明人、法律狀态/事件、受理局、IPC分類号、被引用次數、簡單同族成員數量、簡單同族被引用次數總數等。
報告目錄：
1. 超構透鏡概念及關鍵技術
内容包括超構材料、超構表面、超構透鏡概念，超構表面的振幅、相位、偏振調控機制，超構透鏡設計、材料選擇、制造方法，消色差、變焦、面向偏振成像的超構透鏡，超構透鏡內建。
2. 超構透鏡專利分析方法
内容包括檢索與分析流程，專利相關概念，超構透鏡專利研究對象，超構透鏡專利分析主題，超構透鏡專利檢索政策，超構透鏡專利分類說明。
3. 超構透鏡全球專利分析
内容包括超構透鏡全球專利申請趨勢分析，技術來源國家/地區超構透鏡專利分析，技術目标國家/地區超構透鏡專利分析，超構透鏡專利法律狀态分析，超構透鏡專利申請人分析，超構透鏡專利細分領域分析，超構透鏡發明人分析，值得關注的超構透鏡專利統計。
4. 超構透鏡中國專利分析
内容包括超構透鏡中國專利申請趨勢分析，技術來源國家/地區超構透鏡中國專利分析，超構透鏡中國專利法律狀态分析，超構透鏡中國專利申請人分析，超構透鏡中國專利細分領域分析，超構透鏡中國專利發明人分析，近期專利申請統計。
5. 超構透鏡領域上司廠商專利分析
内容包括超構透鏡領域上司廠商地理分布圖，分别提供每家廠商簡介、專利概況、目前關鍵專利、近期專利申請。
6. 超構透鏡領域新進廠商專利分析
内容包括超構透鏡領域新進廠商地理分布圖，分别提供每家廠商簡介、專利概況、目前有效專利、近期專利申請。
7. 超構透鏡領域科研機構專利分析
内容包括在超構透鏡專利申請數量方面領先的科研機構地理分布圖及索引，分别提供每家科研機構介紹（包括機構名稱、相關院系/實驗室、機構簡介、機構官網）、專利概況、目前有效專利、近期專利申請。
8. 超構透鏡專利法律事件分析
内容包括超構透鏡專利轉讓分析，超構透鏡專利許可分析。
若需要購買《超構透鏡（Metalens）專利态勢分析-2024版》報告，請聯系麥姆斯咨詢王懿，郵箱：wangyi#memsconsulting.com（#換成@）