虛擬實境(VR)在2016年成為市場火熱話題，吸引各家廠商積極投入布局。目前VR專利多掌握在美國和日本企業(yè)手上；而應(yīng)用則以運算科技與游戲為主。值得注意的是，VR醫(yī)療應(yīng)用潛力可期且目前投入者較少，有機會成為群雄競逐的新戰(zhàn)場。

　　虛擬實境是透過電腦科技建構(gòu)出一個三度空間虛擬世界，并藉由人機介面讓使用者進入虛擬世界中，就如同身處在真實世界一般。虛擬實境應(yīng)用廣泛，舉凡：游戲娛樂、飛航訓練、作戰(zhàn)訓練、手術(shù)訓練等。

　　什么是虛擬實境？虛擬實境主要類型有那些？虛擬實境專利所屬國家別分布如何？專利所屬領(lǐng)域別以及行業(yè)別分布又是如何？重要技術(shù)與應(yīng)用項目又有那些？

　　融合AI/云端運算技術(shù)　VR提供真實臨場感

　　虛擬實境(Virtual Reality)簡稱VR，是整合電腦圖像、電腦仿真、人工智慧、感測器、顯示器、云端運算等技術(shù)，利用電腦模擬技術(shù)產(chǎn)生一個三度空間虛擬世界，并提供使用者視覺、聽覺或是觸覺的感官模擬體驗感受，進而讓使用者有如身歷其境般地觀察三度空間內(nèi)的事物，甚至與之進行互動。

　　當使用者進行位置移動時，包括頭部或是身體，電腦可以立即執(zhí)行復(fù)雜的運算，并將三度空間影像訊息傳回顯示裝置，讓使用者產(chǎn)生親臨現(xiàn)場般的體驗感受。 虛擬實境的種類，包括：融入式虛擬實境、桌上型虛擬實境、模擬器式虛擬實境以及投影式虛擬實境。

　　融入式虛擬實境

　　在使用者所處虛擬環(huán)境中，利用感官模擬輸出裝置，讓使用者完全融入三度空間虛擬世界。

　　桌上型虛擬實境

　　使用一般多媒體電腦與虛擬實境軟體，并搭配鍵盤、滑鼠等設(shè)備即可進行操作。

　　模擬器式虛擬實境

　　必須能夠真實地模擬實際環(huán)境，并完整的模擬特定操作介面與設(shè)備，像是手術(shù)訓練、飛行訓練、射擊訓練、作戰(zhàn)訓練等。

　　投影式虛擬實境

　　使用投影機將虛擬影像投射到螢?zāi)簧?，使用者可以透過配載3D眼鏡體驗三度空間虛擬世界。

　　虛擬實境的硬體設(shè)備以顯示裝置為主，像是頭盔顯示裝置以及3D TV，目前市場上以頭盔顯示裝置較為蓬勃發(fā)展。

　　頭盔顯示裝置又可以區(qū)分為：搭配使用智慧型手機的頭盔顯示裝置以及內(nèi)建3D顯示系統(tǒng)的頭盔顯示裝置，前者代表性產(chǎn)品比方像是Gear VR與Google Cardboard。

　　后者代表性產(chǎn)品，比方像是Oculus Rift與PlayStation VR。

　　虛擬實境專利探勘

　　為了因應(yīng)全球的趨勢與市場變化，廠商積極提出研發(fā)計畫進行創(chuàng)新技術(shù)開發(fā)，重要的技術(shù)成果也必須加以保護，藉以避免因競爭對手抄襲或模仿而喪失競爭優(yōu)勢。

　　對此，科技界主要是透過專利申請程序來進行技術(shù)成果的保護，其他廠商也能夠藉由系統(tǒng)化專利探勘與分析，進一步可以了解特定領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)趨勢以及特定廠商專利布局動向，同時，也得以避免或是提早因應(yīng)未來可能招致的專利侵權(quán)威脅。

　　本文以美國專利暨商標局(USPTO)公告的核準專利作為專利檢索資料來源，并透過“資策會專利地圖探勘分析平臺”，進行專利檢索、專利分析以及專利資料下載與整理。

　　針對虛擬實境進行專利分析，藉此掌握虛擬實境國際研發(fā)投入的情形，進一步瞭解專利技術(shù)動向，以及對產(chǎn)業(yè)可能造成之影響。

　　專利檢索期間設(shè)定為：1996/01/01到2016/1/15，并以虛擬實境關(guān)鍵廠商為基礎(chǔ)，佐以關(guān)鍵字及關(guān)鍵欄位等項目進行專利檢索。

　　其中，關(guān)鍵廠商包括：Google、微軟(Microsoft)、Oculus VR、SONY、Immersion Corporation、SEGA等；關(guān)鍵字為Virtual Reality等；分類項為345/008(UPC)、A63F1300(IPC)、A63F*(IPC)、G02B2701(IPC)等；關(guān)鍵欄位以標題、摘要、請求項、說明為主。同時，針對專利檢索結(jié)果進行研判與調(diào)整，最后，篩選出八百七十件虛擬實境美國專利進行分析。

　　美日掌握多數(shù)VR專利　以游戲領(lǐng)域應(yīng)用居多

　　首先，透過資料探勘(Data Mining)功能并針對八百七十件虛擬實境專利進行國家別(Country)、行業(yè)別(Sector)以及領(lǐng)域別(Field)分析。

　　其次，針對八百七十九件虛擬實境專利進行技術(shù)與應(yīng)用項目比對分析，藉此掌握虛擬實境專利涉及的重要技術(shù)與應(yīng)用項目分布情形。

　　國家別分析

　　根據(jù)美國核準專利首頁之記載資料，每一件專利皆可對應(yīng)到某國家別，據(jù)此進行資料探勘分析。

　　針對八百七十件虛擬實境專利權(quán)利人所屬國家別進行比對分析，進一步掌握虛擬實境專利國際研發(fā)投入情形以及技術(shù)成果分布。

　　分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，虛擬實境專利權(quán)主要集中在美國與日本專利權(quán)利人手中。

　　其中，美國握有專利權(quán)占比達到67.7%、日本占比達17.5%，合計占比高達85.2%。 很明顯地，美國與日本主導虛擬實境技術(shù)趨勢，臺灣廠商若要進行技術(shù)合作或技術(shù)開發(fā)，要特別關(guān)注美國、日本虛擬實境專利趨勢與布局動向。

　　行業(yè)別與領(lǐng)域別分析

　　根據(jù)世界智慧財產(chǎn)組織發(fā)布的對照表，每一國際專利分類項皆可以對應(yīng)到某行業(yè)別及領(lǐng)域別，據(jù)此進行資料探勘分析。

　　透過資料探勘功能，并針對八百七十件虛擬實境專利進行比對分析，進一步掌握虛擬實境專利所屬行業(yè)別、領(lǐng)域別分布情形。

　　首先，根據(jù)國際專利分類碼(IPC)所屬行業(yè)別(Sector)進行資料探勘比對分析，八百七十件虛擬實境專利所屬行業(yè)別分布，主要集中在Electrical engineering(52.0%)，其次則依序為Other(31.5%)、Instruments(15.3%)、Mechanical engineering (1.2%)、Chemistry(0.02%)。

　　其次，根據(jù)國際專利分類碼所屬領(lǐng)域別(Field)進行資料探勘比對分析，八百七十件虛擬實境專利所屬領(lǐng)域別比重前十名者依序為：

　　1. Computer technology (33.1%)

　　2. Games (31.3%)

　　3. Audio-visual technology (14.8%)

　　4. Optics (7.4%)

　　5. Control (5.8%)

　　6. Telecommunications (1.3%)

　　7. Medical technology (1.1%)

　　8. Measurement (1.0%)

　　9. Digital communication (1.0%)

　　10. IT methods for management (0.7%)

　　整體而言，虛擬實境專利所屬領(lǐng)域別分布在運算科技、視聽科技、光學、控制、電信、游戲以及醫(yī)療科技等。

　　重要技術(shù)與應(yīng)用項目分析

　　根據(jù)美國專利暨商標局發(fā)布的美國專利分類項(UPC)對照表，每一UPC皆可以對應(yīng)到某技術(shù)項目或應(yīng)用項目，據(jù)此進行資料探勘分析。

　　透過資料探勘比對分析，共計篩選出三十項虛擬實境重要技術(shù)與應(yīng)用項目，并依據(jù)專利件數(shù)多寡進行排序且前十名者依序為：

　　1. Amusement devices： games (五百五十一件專利)

　　2. Computer graphics processing and display systems (四百一十件專利)

　　3. Optical： systems and elements (八十五件專利)

　　4. Television (八十四件專利)

　　5. Operator interface processing (六十七件專利)

　　6. Education and demonstration (六十四件專利)

　　7. Generic control systems or specific applications (二十四件專利)

　　8. Communications： electrical (二十三件專利)

　　9. Multicomputer data transferring (十七件專利)

　　10. Image analysis (十七件專利)

　　整體而言，虛擬實境專利所屬技術(shù)與應(yīng)用項目分布，集中在游戲娛樂裝置、顯示系統(tǒng)、人機介面、控制系統(tǒng)、影像分析、通訊、多臺電腦資料傳輸(云端運算)、電視與教育等。

　　透過資料探勘篩選出的三十項虛擬實境重要技術(shù)與應(yīng)用項目，進一步根據(jù)其屬性分類為：人工智慧、云端運算、網(wǎng)路傳輸、資料處理、視聽系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、人機介面、應(yīng)用領(lǐng)域及其他等類別。

　　整體而言，專利布局主要集中在應(yīng)用領(lǐng)域(45.7%)、視聽系統(tǒng)(37.9)、資料處理(6.0%)等類別，合計比重高達89.6%。

　　其中，應(yīng)用領(lǐng)域以游戲娛樂裝置為主、視聽系統(tǒng)以顯示系統(tǒng)為主、資料處理以控制系統(tǒng)為主，如圖1所示。

　　圖1　虛擬實境專利資料探勘分析－技術(shù)與應(yīng)用項目(續(xù)) 資料來源：資策會MIC，2016年1月

　　虛擬實境重要專利分析

　　下文將針對智慧型手機虛擬實境頭盔顯示裝置進行分析，討論市面上現(xiàn)有產(chǎn)品是否有侵權(quán)疑慮。

　　使用智慧型手機虛擬實境頭盔顯示裝置

　　美國新創(chuàng)公司Merge Labs， Inc.于2015年11月3日，拿到虛擬實境頭盔顯示裝置美國核準專利US 9176325，此篇專利的技術(shù)重點為：使用行動運算裝置的頭盔顯示系統(tǒng)，主體由防水材料構(gòu)成，并且預(yù)留一區(qū)塊得以將行動運算裝置放入其內(nèi)，主體內(nèi)部配置一對透鏡且透鏡各自焦點圖像對應(yīng)到行動運算裝置的螢?zāi)?，主體上可配置一按鈕裝置，使用者按下按鈕得以啟動對行動運算裝置觸控螢?zāi)恢貞?yīng)。

　　很明顯地，目前市面上已有許多廠商推出類似上述專利技術(shù)的虛擬實境頭盔顯示裝置產(chǎn)品，像是Google Cardboard虛擬實境3D觀賞盒以及Samsung Gear VR等。

　　根據(jù)全要件原則(All Element Rule)判斷上述兩項產(chǎn)品是否可能構(gòu)成專利侵權(quán)，初步進行產(chǎn)品比對認為，Samsung Gear VR可能有專利侵權(quán)疑慮。

　　而Google Cardboard虛擬實境3D觀賞盒比較沒有專利侵權(quán)的疑慮，主要原因為Google Cardboard虛擬實境3D觀賞盒的主體是由硬紙板構(gòu)成，而非防水材料，因而不符合全要件原則。

　　反觀，Samsung Gear VR主體為防水材料構(gòu)成(塑膠材料)，主體內(nèi)部配置一對透鏡，并且在透鏡前方焦點圖像處放置行動運算裝置(Gear VR須搭配使用Samsung公司銷售的Galaxy Note4、Galaxy Note5、S6 edge+、S6以及S6 edge等智慧型手機)，并且主體側(cè)邊可配置觸控按鈕(Touchpad)。從此設(shè)計來看，顯然，Gear VR符合全要件原則恐有侵權(quán)疑慮。

　　人工智慧潛力佳　可助VR產(chǎn)品更具差異化

　　資策會MIC透過資料探勘功能，并針對八百七十件虛擬實境專利進行分析，發(fā)現(xiàn)，虛擬實境專利所屬行業(yè)別分布，主要集中于電子工程(52.0%)，其次則依序為其他(31.5%)、儀器裝置(15.3%)、機械工程(1.2%)、化學(0.02%)。

　　而所對應(yīng)的領(lǐng)域別分布，則主要集中于運算科技(33.1%)、視聽科技(14.8%)、光學(7.4%)、控制(5.8%)、電信(1.3%)、游戲(31.3%)、醫(yī)療科技(1.1%)等。

　　值得注意的是，虛擬實境專利所屬領(lǐng)域別中可歸屬于特定應(yīng)用者，主要是集中在游戲，然而醫(yī)療科技、運輸、機械、材料、食品、生技、化學工程、環(huán)境科技等特定應(yīng)用者，目前布局比重仍低，建議相關(guān)科技業(yè)者應(yīng)關(guān)注虛擬實境后續(xù)市場接受度，適時投入研發(fā)資源進行其他應(yīng)用開發(fā)。

　　運算科技、視聽科技、光學、控制、電信為布局重點，游戲為應(yīng)用布局重心，醫(yī)療科技應(yīng)用比重低，值得相關(guān)科技業(yè)者布局。

　　另外，透過資料探勘比對分析，篩選出三十項虛擬實境重要技術(shù)與應(yīng)用項目，發(fā)現(xiàn)，主要集中在游戲娛樂裝置、顯示系統(tǒng)、人機介面、控制系統(tǒng)、影像分析、通訊、多臺電腦資料傳輸、電視及教育等。

　　資策會MIC進一步根據(jù)三十項重要技術(shù)與應(yīng)用項目之屬性將其分類為：人工智慧、云端運算、網(wǎng)路傳輸、資料處理、視聽系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、人機介面、應(yīng)用、其他等類別，例如：游戲娛樂裝置屬于應(yīng)用、教育屬于應(yīng)用、顯示系統(tǒng)屬于視聽系統(tǒng)、控制系統(tǒng)屬于資料處理等，其他則依例類推。

　　整體而言，專利布局主要集中在應(yīng)用(七百四十九件專利)、視聽系統(tǒng)(六百二十一件專利)、資料處理(九十九件專利)等類別。其中，應(yīng)用以游戲娛樂裝置為主、視聽系統(tǒng)以顯示系統(tǒng)為主、資料處理以控制系統(tǒng)為主。

　　建議有意投入虛擬實境相關(guān)技術(shù)開發(fā)的新進廠商或是既有廠商，除了上述核心技術(shù)之外，能夠更直覺、更便利進行虛擬事物觀賞與互動的人機介面與人工智慧，是使得虛擬實境頭盔顯示裝置產(chǎn)生產(chǎn)品差異化的重點技術(shù)，頗值得廠商投入研發(fā)資源進行開發(fā)與布局。