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作者:劉聖慈(2011-06-15);推薦:徐業良(2011-06-15)
附註:本文為九十九學年度元智大學機械工程研究所劉聖慈碩士論文「以專利技術地圖為基礎發展專利佈局策略」第二章。

第二章  專利技術地圖分析與專利佈局的型態

在專利佈局之前必須先就該技術領域進行檢索,以了解相關技術及競爭對手發展情形以及其專利佈局之相關概況。在確立先前技藝檢索範圍後,可對相關資料做深入之解析,製作包含專利管理地圖、專利技術地圖等兩項資訊圖表,以分析各個國家、公司、發明人,相關技術佔有、競爭之情形,同時利用技術∕功效矩陣表劃分出技術地雷及技術空地,做為後續相關技術領域專利佈局之重要依據。

本章以智慧型輪椅為例,進行專利檢索及專利管理地圖之分析,並介紹專利技術地圖分析及專利佈局常見之六種型態。本研究由工程設計角度出發,以技術類別之專利佈局為本研究之探討重點,本章將「專利技術地圖分析」所建立之相關重要資訊對於專利佈局之關聯性與重要性進行探討

2.1智慧型輪椅技術之專利技術地圖分析

本節專利檢索的地區定為台灣地區之專利資料,以輪椅為關鍵字,在專利申請範圍、專利名稱中檢索,檢索日期從19907152010714止。檢索範圍限制在中華民國專利公報資料庫中,早期公開、公告、發明、新型等四類的專利,表2-1總結此次專利檢索之背景設定。

2-1. 智慧型輪椅技術台灣專利檢索背景設定

搜尋公司

不限

搜尋地區

台灣

搜尋年份

1990/7/15~2010/7/14

搜尋欄位

專利申請範圍、專利名稱

搜尋語言

中文

資料庫名稱

中華民國專利資訊檢索系統

關鍵字

輪椅

檢索語法

進階檢索:((輪椅<IN> TTL)OR(輪椅<IN> CLMS)) AND((APD<=2010/7/14)AND(APD>=1990/07/15))

利用中華民國專利公報資料庫交互檢索,得到智慧型輪椅技術之台灣相關專利共計887件,分別為申請發明(公開、公告)專利298件、新型專利589件,後續分析皆以台灣公告、公開專利為分析範圍。

如圖2-1所示,專利地圖包含專利管理地圖與專利技術地圖兩部分。專利管理地圖主要係利用所擬訂之檢索策略,將該等技術之大量專利資訊依據國家別、競爭公司別、發明人別、相互引證情形、專利分類號(IPC)等不同的方向來做歸納分析,並製作成簡單易懂之圖形或圖表,通常專利管理地圖可以看出所研究之技術領域其之整體經營的趨勢態樣。智慧型輪椅技術完整的專利管理地圖分析詳見附錄一,本章後續僅摘錄專利佈局所需之專利技術地圖分析。

專利技術地圖係就經篩選後之重要專利,分解其技術手段(way)與達成功效(result),製作成具有技術分析價值之圖表。本節係將「專利管理地圖分析」所獲得的交互引證統計表(如表2-2所示),針對相關的重要專利進一步研讀其專利說明書,便可整理出專利之技術分類與功效分類,隨後依此分類建立技術功效分析表,以產生技術功效魚骨圖及技術功效矩陣表。

2-1. 建立專利地圖之流程

(1)       智慧型輪椅技術之重要引證專利分析

2-2為智慧型輪椅技術專利交互引證前11名之列表。「交互引證數」的定義為298件專利中引證此篇專利的專利數,例如專利號200529798被引證次數為2,即是298件專利中有2件專利引證此件專利。需要強調的是交互引證數的比較並不一定公平,因為越早公告之專利,被引證的機率就越高,但是在客觀上仍可初步瞭解哪些專利是相對重要的。

2-2. 智慧型輪椅技術前11名專利交互引證統計表

公開號/公告號

總引證次數

自我引證次數

被他人引證次數

專利申請權人/專利權人

申請日

公告/公開日

200529798

2

0

2

鈴木股份有限公司

2005/01/26

200529798

I255177

2

0

2

光陽工業股份有限公司

2005/03/10

2006/05/21

00400229

2

0

2

三洋電機股份有限公司

1995/09/26

2000/08/01

00568779

1

0

1

陳友倫

2001/08/06

2004/01/01

I230603

1

0

1

中山醫學大學

2004/03/31

2005/04/11

200624111

1

0

1

蔡昆宏

2004/12/17

2006/07/16

I224062

1

0

1

李明義

2003/12/15

2004/11/21

200635203

1

0

1

林梅英

2006/03/23

2006/10/01

00590768

1

0

1

怡凡得股份有限公司

2003/05/12

2004/06/11

00555554

1

0

1

財團法人自行車工業研究發展中心

2002/11/07

2003/10/01

I228411

1

0

1

國睦工業股份有限公司

2003/09/30

2005/03/01

 

經由Patent Guider 2008的「專利引證率分析」,選出被引用率最高的前11名專利,由表2-2智慧型輪椅技術前11名專利交互引證統計表中可發現引證次數皆不高,主要原因為本論文之專利檢索係以中華民國專利資訊檢索系統作為檢索資料庫,該資料庫是在近幾年才開始收錄專利引證資料,故引證次數皆不高。為了讓分析資料更精確,所以再針對此11篇專利進行人工篩選,選出與本研究主題極為相關的專利,並透過其引用關係繪製專利引用族譜圖(以專利為節點,引用關係為箭號),如圖2-2。該族譜圖包含了11件專利,佔全部專利(298件)的3.69%。從圖2-2可以觀察出該族譜圖具有某些特性,說明如下:

2-2. 智慧型輪椅技術重要引證專利族譜圖

(1)   技術相依性

由圖2-2可發現,從前11名被引用率最高的專利出發,在所畫出的族譜圖中各專利與專利之間(節點與節點間),可以找到至少一個或一組箭號所聯集而成的箭頭組,也就是說這些智慧型輪椅技術專利間具有相當程度的相依性。

(2)   技術群聚性

智慧型輪椅技術專利間雖然具有相當程度的相依性,但仍可以由圖2-2觀察到某些專利具有源頭性,如台灣(公開、公告)專利第200529798I2551770040022900568779I230603200624111I2240622006352030059076800555554、與I228411號專利。以這些專利為母專利進行區隔,一個母專利皆帶有一個至兩個子專利,故可將此智慧型輪椅技術高引用專利所形成的專利引用網路,分成11個大小不同的技術群聚,是故這些不同的專利具有群聚性。

(2)       智慧型輪椅技術之技術功效分析表

本研究選取交互引證前11名之專利,閱讀此11篇專利其專利說明書後,便可清楚瞭解各專利資料之技術特徵及達成之功效、目的,隨後依此分類建立出前11名之專利交互引證之技術功效分析表(如表2-3)。

2-3. 智慧型輪椅技術之技術功效分析表

編號

公開號/公告號

技術

細部技術

功效

1

200529798

輪椅元件結構

椅背及椅墊機構

Ÿ  具有帶動其他元件以節省使用者出力之機構設計。

2

I255177

輔助功能技術、輪椅元件結構

彈性回復功能

Ÿ  減輕使用者在生活與行動上的負擔。

Ÿ  具有帶動其他元件以節省使用者出力之機構設計。

底盤機構

3

00400229

控制方法

馬達自動回饋控制

Ÿ  減輕使用者在生活與行動上的負擔。

4

00568779

控制方法、輪椅元件結構

緩加減速控制方法

Ÿ  減輕使用者在生活與行動上的負擔。

Ÿ  具有安全性,避免使用者發生危險。

左右輪機構

5

I230603

輔助功能技術、輪椅機構

提升肌力機構

Ÿ  幫助使用者復健。

Ÿ  減輕使用者在生活與行動上的負擔。

復健裝置

6

200624111

輔助功能技術、輪椅機構

單側驅動裝置

Ÿ  具有安全性,避免使用者發生危險。

Ÿ  減輕使用者在生活與行動上的負擔。

切換機構

7

I224062

輪椅機構

連接機構

Ÿ  具有帶動其他元件以節省使用者出力之機構設計。

Ÿ  下車後成為一個可自由移動之獨立個體。

汽車連結機構

8

200635203

控制方法

馬達自動回饋控制

Ÿ  減輕使用者在生活與行動上的負擔。

Ÿ  具有安全性,避免使用者發生危險。

左右輪獨立馬達控制

障礙物偵測

9

00590768

輪椅元件結構、輪椅機構

椅背及椅墊機構

Ÿ  具有帶動其他元件以節省使用者出力之機構設計。

Ÿ  下車後成為一個可自由移動之獨立個體。

馬桶連結機構

10

00555554

輔助功能技術、控制方法

兩輪有附加之馬達

Ÿ  具有帶動其他元件以節省使用者出力之機構設計。

Ÿ  減輕使用者在生活與行動上的負擔。

可人力及電力切換

頭部動作控制

11

I228411

輪椅機構

收折機構

Ÿ  減輕使用者在生活與行動上的負擔。

Ÿ  帶動其他元件以節省使用者出力之機構設計。

插削定位裝置

(3)       智慧型輪椅技術之技術功效魚骨圖

經由本章前述之技術功效分析表整理後,可製作出如圖2-3所示,智慧型輪椅之技術功效魚骨圖,由技術功效魚骨圖分析可得知,本研究領域之輪椅可區分為8個主要之研究大骨幹。技術分類部分,主要可區分為「控制方法」、「輪椅機構」、「輪椅元件結構」及「輔助功能技術」4個主要開發設計方向。而功效分類部分,主要可區分為「下車後成為一個可自由移動之獨立個體」、「具有帶動其他元件以節省使用者出力之機構設計」、「具有安全性,避免使用者發生危險」及「減輕使用者在生活與行動上的負擔」4個主要達成之功效及目的。

2-3. 智慧型輪椅技術之技術功效魚骨圖

由技術功效魚骨圖分析可得知,此11篇專利技術較著重於「控制方法」、「輪椅機構」及「輪椅元件結構」,而「輔助功能技術」是在此分析中較少的,「輔助功能技術」的功效為幫助使用者復健,且為一個可增強肌力之機構裝置;在目前電子及通訊功能技術越來越成熟的時代下,應可多往輔助性功能技術方面發展,開發出更多新的功能並應用於智慧型輪椅上,如視聽影音功能,即時錄影功能,遠端連線功能,偵測生理訊號功能等,以彌補此方面技術之不足。另外,針對輪椅元件結構技術分類,目前有底盤、椅背和椅墊、左右輪開發;而輪椅機構技術分類,目前有連接機構、切換機構及收折機構。可在多發展其它技術,如腳踏板機構、輔助輪自動升降機構,人機介面機構等安全保護機構或元件開發。

如上所述,透過技術功效魚骨圖分析,條理分明的呈現方式可對於智慧型輪椅技術一目了然,便可輕易得知技術及功效分類,同時也可清楚瞭解本研究領域之技術密集區以及較少技術開發區,可做為進行專利佈局之重要資訊,尚未開發之技術可朝未開發領域去多做著墨,如已被開發出之技術,後續進行研發策略模擬時,可利用此魚骨圖的資料進行技術與功效結合,開創出改良式的創新結構。

(4)       智慧型輪椅技術之技術功效矩陣表

參考表2-3技術功效分析表,進而建立技術功效矩陣表,如表2-4所示,將技術特徵列於技術功效矩陣表之橫軸中,達成功效列於技術功效矩陣表之縱軸中,並將橫軸(技術)及縱軸(功效)兩交集之處,填入台灣專利號於其中(本文填入技術功效分析表之編號)。故可由本表得知,目前台灣之智慧型輪椅技術的專利申請概況,較著重於控制方法及輪椅機構。其中,又以「減輕使用者在生活與行動上的負擔」及「具有帶動其他元件以節省使用者出力之機構設計」為主,其實此兩功效有非常大的同質性,均是藉由機構設計或是控制方法兩種技術達成,希望能設計出簡便的方法及省力的工具讓使用者能便利使用,由此可得知在智慧型輪椅技術的專利申請上皆是以人性化為出發點。而在專利申請較不可達成的部份,為表2-4灰色區塊,主要為無法運用「控制方法」技術,達成「下車後成為一個可自由移動之獨立個體」及「幫助使用者復健」之功效。專利申請較不足的部分,為利用「輪椅機構」、「輪椅元件結構」、「輔助功能技術」之技術達到「幫助使用者復健」之功效最少,代表這種具復健功能的輪椅,在機構設計上,較少有發明者去關注或是申請。而在「下車後成為一個可自由移動之獨立個體」之功效方面,也較少發明者朝輪椅與其他物品之結合做開發設計,故需加入更多的機構或是元件進行結合。

透過技術功效矩陣表,研究人員可一目了然各種技術手段與功效,了解可利用哪些技術手段達成哪些功效,可作為進行專利佈局時之重要資訊。此技術功效矩陣表可提供給專利佈局策略者一個新面向,較密集之區域為技術開發區,此區域通常伴隨著非常多的專利地雷,申請時需做好徹底的檢索及分析。而較鬆散之區域為技術待開發區,此區域之相關技術可多加申請,建立起專利圍牆,藉此保護自己的發明。

2-4. 智慧型輪椅技術之技術功效矩陣表

技術

 

 

 

 

 

 

 

 

 

功效

控制方法

輪椅機構

輪椅元件

結構

輔助功能

技術

緩加減速控制方法

馬達自動回饋

左右輪獨立控制

偵測障礙物

頭部動作控制

收折機構

插削定位機構

連接切換機構

底盤

椅背及椅墊

左右輪

復健機構

單側驅動裝置

人力電力切換

彈性回復功能

下車後成為一個可自由移動之獨立個體

 

 

 

 

 

 

 

7

9

 

 

 

 

7

 

 

減輕使用者在生活與行動上的負擔

4

3

8

8

10

8

10

11

11

6

 

2

 

4

5

 

10

2

具有安全性,避免使用者發生危險

4

8

8

8

 

 

 

6

 

 

4

 

6

 

 

具有帶動其他元件以節省使用者出力之機構設計

 

 

10

 

10

11

11

7

9

2

1

9

 

5

6

7

10

2

幫助使用者復健

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

上述產生之技術功效矩陣表及技術功效魚骨圖,所獲得之技術分類與功效分類,即可掌握較細部之技術資訊,例如所屬領域之技術密集區以及較少技術開發區,可供後續開發設計者作為商品開發前的重要依據,藉此建構屬於自己的專利網,藉此擬定專利策略及專利組合,以作為競爭策略的利器;此外,可再進一步統整於過去各階段(產品研究、樣品、工程驗證、產品驗證及量產驗證等)所申請的專利技術,如此便可以清楚得知自己的技術定位和研發方向。

綜合以上之探討,使用專利技術地圖分析對於專利佈局之重要性包含以下七項:

(1)       了解技術發展現況;

(2)       找尋商品技術位階;

(3)       剖析商品發展方向及技術強弱;

(4)       建立商品專利檢索分析及可行性;

(5)       發現同業競爭者;

(6)       發現可授權對象及侵權對象;

(7)       利用專利組合(patent portfolio)與企業合作。

2.2 專利佈局模式

瑞典Chalmers大學工業管理學系Ove教授所撰寫的“The Economics and Management of Intellectual Property”一書中[Ove, 1999],將目前常用專利佈局的方式分為以下6種模型:

(1)   特定的阻絕與迴避設計(ad hoc blocking and inventing around)

如圖2-4所示,所謂「特定的阻絕」是僅用一個或少數幾個專利來保護某特定用途的發明,申請與維護成本較低,但缺點是競爭對手就很容易透過迴避設計來避開專利的效力,不但迴避設計的方式可能有很多種,且依據現有專利進行迴避設計所需經費與時間成本也遠比獨立研發低。

2-4. 特定的阻絕與迴避設計模式

(2)   策略型專利(strategic patent)

專利權擁有者想要保有競爭優勢,就應該避免讓競爭對手有迴避設計的機會,否則該專利就容易完全失去價值。如圖2-5所示,策略型專利是一個具有較大阻絕功效的專利,像是某特定商品領域所必須之技術或是路障型專利等,其特點為阻礙性高,要進行迴避設計必須投入大量研發資源。

2-5. 策略型專利模式

(3)   地毯式專利佈局(blanketing and flooding)

如果沒有絕佳的策略型專利,亦可以形成類似「專利叢林」或「佈雷區(minefield)」如圖2-6的方式作地毯式專利佈局,例如有系統性地在製程的每一步驟中用專利來形成地雷區,以阻絕競爭者進入,而對於強行侵入技術領域者,也可以透過專利訴訟方式將其逐出該領域。

2-6. 地毯式專利佈局模式

地毯式專利佈局模式一般可用於不確定性高的新興技術、各種研發方向都能夠產出結果、或是專利的重要性尚未明朗化時期。不過此種佈局模式一定要有足夠的資金以及研發能量加以配合,且沒有系統性的專利佈局容易演變為專利而專利,淪為專利氾濫,卻無法發揮預期的效果。

為節省成本,企業或研究單位單純地從技術的觀點來看,會考量剔除次要的專利來降低申請與維護成本以及維持專利整體品質。但是這些研發人員眼中的小專利或垃圾專利,有時卻可能成為競爭對手之麻煩專利(nuisance patent),能夠阻礙其研發與專利權的取得。同時由於整體專利數量達到一定規模,因此在專利授權談判時能擁有較優勢的談判籌碼。

(4)   專利圍牆(fencing)

專利圍牆是利用系列式的專利來形成競爭對手研發進行的阻礙,例如一化學相關的發明,將其化學子程序、分子設計、幾何形狀、溫度或壓力條件等範圍之變化都申請專利保護,藉以形成像一道圍牆(如圖2-7),以防止競爭對手有任何的縫隙可以迴避。當許多不同的技術解決方案都可達到類似功能的結果時,就可以考慮專利圍牆的佈局模式。

2-7. 專利圍牆模式

(5)   包繞式專利佈局(surrounding)

如圖2-8所示,以多個小專利包繞住競爭對手的重要專利,這些小專利本身的價值性或許不高,但其組合卻可以阻滯競爭對手重要專利有效的商業使用。例如以各種不同的應用來包繞基礎型專利,很可能就使得基礎型專利的價值蕩然無存,當競爭對手有基礎型專利時,就可以透過包繞式專利作為交互授權談判的籌碼。另一方面如果本身有重要的基礎型專利時,應先自行先透過研發形成自己的包繞式專利佈局,避免讓競爭對手產生包繞式專利。

2-8. 包繞式專利佈局模式

(6)   組合式專利佈局

如圖2-9所示,可以各種結構和方式來形成如網路般的組合式專利佈局,藉以強化技術保護的強度或成為談判有利的籌碼。包繞式專利佈局模式就是個可參酌的模式之ㄧ,以一個基礎型專利包繞幾個次要的應用專利,甚至以多個包繞式專利佈局來形成緊密的專利網路,阻絕競爭者研發方向。

2-9. 組合式專利佈局模式

企業或研究單位在思考要採取前述哪一種專利佈局模式,可以從專利佈局的深度與廣度兩個向度來考慮。就深度而言,某一技術領域從基本專利到相關的配套衍生專利共同形成堅實的保護網,則可建立技術壟斷的地位,這通常需要長時間的耕耘才能達成。就廣度而言,於基本技術的可能應用範疇中廣泛地獲得外圍技術的專利保護,則可使保護範圍更形完整,有利於主導整個技術領域和市場的走向,但若預期的應用範疇很廣,想要囊括所有相關技術的投資成本可能就很龐大。

参考文獻

Granstrand, Ove, 1999. The Economics and Management of Intellectual Property, Edward Elgar, Cheltenham.

洪永杰,專利申請的策略與專利佈局的模式,2005 元智大學最佳化實驗室。