2024年5月13日发(作者：邰梓)
可穿戴设备产品研发与产业化发展专利技术综述
发布时间：2022-08-16T09:21:47.848Z 来源：《科学与技术》2022年第4月第7期 作者： 李妮 齐银凤
[导读] 智能可穿戴设备作为一种新兴技术
李妮 齐银凤
国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心 江苏省苏州市 215163
摘要：智能可穿戴设备作为一种新兴技术，其广阔的前景吸引了许多科技巨头纷纷参与到可穿戴设备的研究与开发中，以抢占市场的先
机。本文以专利申请为切入点，主要对全球的专利申请现状、趋势以及重要申请人进行分析，从中得到技术发展趋势，以及各阶段专利申
请人所属的国家分布和主要申请人。
关键词：可穿戴；VR；虚拟现实；智能；手环
1可穿戴技术的发展
可穿戴技术是由美国麻省理工学院媒体实验室在20世纪60年代提出来的一种创新性技术。随着可穿戴设备逐渐进入人们日常生活，智能
可穿戴设备在市场上的销售也逐渐增加，技术也不断成熟。2015年在美国内华达州拉斯维加斯举办的国际消费电子展上，很多公司推出了
新型智能可穿戴产品。
2020年4月发布的谷歌眼镜是一款“拓展显示”的眼镜，它拥有与智能手机相同的功能，能够利用声音来控制拍照、视频通话、辨别方
向、商务交互、处理文章和电子邮件等各项功能，一部分用户表示智能可穿戴设备能够充分替代以智能手机为主的移动设备潮流，使得人
们的生活以及工作能够更加智能与便利。早在1992年，美国国家科学基金资助的交互式系统项目工作组的报告中，对虚拟现实提出了较系
统的论述，并确定和建议了未来虚拟现实环境领域的研究方向。
2 可穿戴设备技术介绍
2.1 虚拟现实可穿戴设备技术
当前VR可穿戴设备大致分为两个类别，一是需要借助于外部硬件协助运算的，比如Oculus Rift S和HTC Vive，他们需要连接一台高性能
电脑才能运作。另一类则是依赖设备内置硬件完成运算的，比如PicoNeoVR一体机、大朋VR一体机，这些VR眼睛的特点是无需借助其他设
备协助，能够完全独立工作。
2.2 小型智能化可穿戴设备技术
小型智能化可穿戴设备，主要是指我们日常生活中常见的手环类、手表类以及如Nike+一类的小型化设备，他们可以穿戴在用户身上，
通过监测用户的互动，实现与用户的交互。理想的智能手环或手表要有最全面的无线支援，包含蓝牙，Wi-Fi，5G以及对应IoT的技术；要
拥有超长的电池寿命。此外，它要有良好的显示器，提高用户的观看感受，并且还要有强大的功能，以满足用户方方面面的需求。
2.3 体感输入可穿戴设备技术
目前以体感游戏和医疗领域中健康辅助等领域为主的体感输入设备，也是可穿戴在用户身上的一种产品。不过这一类产品多是指穿戴在
用户身上的传感器、重力计、磁力计等传感器组件，这类传感器组件通过获取用户身体的运动姿势而生成操作数据，最终需要借助外部显
示器和处理器进行运算而实现人机交互。
以下对技术分支一和二进行主要分析。
3 可穿戴设备专利申请技术布局
可穿戴设备技术的全球专利申请趋势，大致可以分为三个时期，各时期划分以申请量增长率的变化为标准。其中，2012年之前的时期申
请量较少，属于初步阶段，2012年至2017年申请量剧增，是该项技术的蓬勃发展阶段，而2018年之后申请量平稳中略有下降，是该项技术
的广泛应用与走向成熟的阶段。其中可穿戴设备的专利申请量以我国最多，其次是美国和日韩等国家的申请。这主要是由于我国庞大的市
场需求和科技公司的主动发展，逐渐占据市场。
在2012年之前已经有可穿戴设备的专利申请，然而由于处于起步阶段，专利申请量很少，相关的申请人也很少，且申请人比较分散。早
期的申请人有因美森公司、微软公司、索尼公司、上海交通大学、佳能株式会社等等。此时的可穿戴设备，主要是以体感输入为主。
在2012年之后的5年时间内，关于可穿戴设备的专利申请量成指数型增长，是该项技术的理论完善和行业应用逐渐壮大的黄金时期。尤
其是2014年至2017年之间，其增长率峰值达到了最大值，申请人和申请量大幅度增加。
可穿戴设备的专利申请量从2018年之后呈现出日趋平稳且略有下降的趋势，从理论的完善到各行各业的应用的推广，标志着该项技术已
经进入了其成熟阶段。伴随着该项技术的日趋成熟，其涉及的领域遍布了医疗、教育、健康、娱乐等各种行业，且中国企业的申请量也开
始占据主要地位。
4 可穿戴设备技术领域重要申请人分析
本领域中重要申请人的前十名中，按照申请人的类型可以分为以下几类：第一类：国际知名企业，谷歌公司；第二类：国内知名企业，
北京小鸟看看科技有限公司。国际知名企业如谷歌、脸谱公司，作为硅谷科技的代表，站在了科技的前沿。而国内公司也不甘示弱，后来
居上，迅速占据一席之地。
梳理虚拟现实类智能可穿戴设备技术专利分析，较早设计可穿戴设备的专利申请是公开号为CN102246125A的专利申请。该申请中公开
了一种具有运动姿态识别的移动设备，其是展示了作为可穿戴设备的雏形。从专利申请的技术方案来看，一开始侧重于虚拟现实的显示和
交互，强调虚拟现实系统的可运行性。在技术发展的过程中，技术重点逐步扩展为虚拟现实环境的灵活性、空间的校准和虚拟现实可穿戴
产品的人性化设计。其中，脸谱公司的专利申请US2015/0193983A1和北京小鸟看看科技有限公司的专利申请CN105975083A都从虚拟现实
系统视觉校准的角度来对虚拟现实可穿戴设备进行了改进。
北京小鸟看看科技有限公司的专利申请CN105975083A具体公开了一种虚拟现实环境下的视觉校正方法，本发明根据使用场景和用户的
认知习惯自动进行视觉校正，减少了用户的操作，提高了用户体验。脸谱公司的专利申请US2015/0193983A1具体公开了虚拟现实系统的校
准方法，以上均对虚拟现实可穿戴设备进行了改进。
梳理小型化智能可穿戴设备技术专利分析，LG公司在2013年第一次提出完整的智能手表设计方案。其已经授权的专利申请KR10-2014-
0122155A公开了一种智能手表，耐克公司在2014年申请了一种腕戴式运动表现监测系统，苹果公司于2016年申请并已经取得授权的发明专
利US2016/0018898A1涉及可穿戴设备和电子设备，以上均对小型化智能可穿戴设备进行了改进。
从专利申请的趋势来看，小型智能可穿戴设备逐渐由原来的功能单一、结构简单，发展为结构更加合理、功能更加丰富便捷的真正智能
化可穿戴设备。这一类设备迅速占领市场，从苹果iWatch到小米手环，都受到了广大消费者的喜欢。未来小型化智能可穿戴设备将以其更
加强大的功能为人们提供便利，可以逐步代替部门手机的功能，让用户降低对手机的依赖程度。
5 结语
无论从整体上分析可穿戴设备的产业发展更新，还是从其中的某一个技术分支来看，在经历了从上世纪60年代至本世纪初的几年之间再
到如今的从无到有、从萌芽到飞速发展的阶段之后，这些技术都逐渐走向了成熟，而且在该过程中一些世界一流的企业诸如三星、微软等
均走在了前列，它们的一些相关专利申请奠定了该技术领域的一些基础，技术的创新水平较高，从它们的被引用次数中也可以间接的反映
出来。与此对应，国内的相关专利申请虽然随着近几年的快速发展而呈现出势头较猛的追赶趋势，导致国内的申请数量有了较大幅度的提
升，但是在专利价值度方面还需要提高。
此外，传感器新技术以及提高续航能力作为小型智能化可穿戴设备的两个重要技术分支，也在诸多的技术领域中有所体现，这也可以从
该项技术所涉及的多个分类号中体现出来。今后可穿戴设备的发展趋势主要是系统的独立性、低耗续航高集成技术、人机交互技术以及云
计算技术等。完整地了解该项技术的发展过程以及当前的发展情况，对于我们的专利审查工作也带来很大的帮助，具有积极的实践意义。
参考文献
[1]王亚琴.快速、大规模提供突破性的可穿戴解决方案[J].电子产品世界,2022,29(05):8+15.
[2]李鸣佩.智能手环设计和研究[J].科学技术创新,2021(28):194-196.
作者简介：李妮（1985-），女，学士，助理研究员，主要从事智能终端外设领域的专利审查；齐银凤（1988-），女，硕士，助理研究员，
主要从事智能终端外设领域的专利审查（等同于第一作者）。
2024年5月13日发(作者：邰梓)
可穿戴设备产品研发与产业化发展专利技术综述
发布时间：2022-08-16T09:21:47.848Z 来源：《科学与技术》2022年第4月第7期 作者： 李妮 齐银凤
[导读] 智能可穿戴设备作为一种新兴技术
李妮 齐银凤
国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心 江苏省苏州市 215163
摘要：智能可穿戴设备作为一种新兴技术，其广阔的前景吸引了许多科技巨头纷纷参与到可穿戴设备的研究与开发中，以抢占市场的先
机。本文以专利申请为切入点，主要对全球的专利申请现状、趋势以及重要申请人进行分析，从中得到技术发展趋势，以及各阶段专利申
请人所属的国家分布和主要申请人。
关键词：可穿戴；VR；虚拟现实；智能；手环
1可穿戴技术的发展
可穿戴技术是由美国麻省理工学院媒体实验室在20世纪60年代提出来的一种创新性技术。随着可穿戴设备逐渐进入人们日常生活，智能
可穿戴设备在市场上的销售也逐渐增加，技术也不断成熟。2015年在美国内华达州拉斯维加斯举办的国际消费电子展上，很多公司推出了
新型智能可穿戴产品。
2020年4月发布的谷歌眼镜是一款“拓展显示”的眼镜，它拥有与智能手机相同的功能，能够利用声音来控制拍照、视频通话、辨别方
向、商务交互、处理文章和电子邮件等各项功能，一部分用户表示智能可穿戴设备能够充分替代以智能手机为主的移动设备潮流，使得人
们的生活以及工作能够更加智能与便利。早在1992年，美国国家科学基金资助的交互式系统项目工作组的报告中，对虚拟现实提出了较系
统的论述，并确定和建议了未来虚拟现实环境领域的研究方向。
2 可穿戴设备技术介绍
2.1 虚拟现实可穿戴设备技术
当前VR可穿戴设备大致分为两个类别，一是需要借助于外部硬件协助运算的，比如Oculus Rift S和HTC Vive，他们需要连接一台高性能
电脑才能运作。另一类则是依赖设备内置硬件完成运算的，比如PicoNeoVR一体机、大朋VR一体机，这些VR眼睛的特点是无需借助其他设
备协助，能够完全独立工作。
2.2 小型智能化可穿戴设备技术
小型智能化可穿戴设备，主要是指我们日常生活中常见的手环类、手表类以及如Nike+一类的小型化设备，他们可以穿戴在用户身上，
通过监测用户的互动，实现与用户的交互。理想的智能手环或手表要有最全面的无线支援，包含蓝牙，Wi-Fi，5G以及对应IoT的技术；要
拥有超长的电池寿命。此外，它要有良好的显示器，提高用户的观看感受，并且还要有强大的功能，以满足用户方方面面的需求。
2.3 体感输入可穿戴设备技术
目前以体感游戏和医疗领域中健康辅助等领域为主的体感输入设备，也是可穿戴在用户身上的一种产品。不过这一类产品多是指穿戴在
用户身上的传感器、重力计、磁力计等传感器组件，这类传感器组件通过获取用户身体的运动姿势而生成操作数据，最终需要借助外部显
示器和处理器进行运算而实现人机交互。
以下对技术分支一和二进行主要分析。
3 可穿戴设备专利申请技术布局
可穿戴设备技术的全球专利申请趋势，大致可以分为三个时期，各时期划分以申请量增长率的变化为标准。其中，2012年之前的时期申
请量较少，属于初步阶段，2012年至2017年申请量剧增，是该项技术的蓬勃发展阶段，而2018年之后申请量平稳中略有下降，是该项技术
的广泛应用与走向成熟的阶段。其中可穿戴设备的专利申请量以我国最多，其次是美国和日韩等国家的申请。这主要是由于我国庞大的市
场需求和科技公司的主动发展，逐渐占据市场。
在2012年之前已经有可穿戴设备的专利申请，然而由于处于起步阶段，专利申请量很少，相关的申请人也很少，且申请人比较分散。早
期的申请人有因美森公司、微软公司、索尼公司、上海交通大学、佳能株式会社等等。此时的可穿戴设备，主要是以体感输入为主。
在2012年之后的5年时间内，关于可穿戴设备的专利申请量成指数型增长，是该项技术的理论完善和行业应用逐渐壮大的黄金时期。尤
其是2014年至2017年之间，其增长率峰值达到了最大值，申请人和申请量大幅度增加。
可穿戴设备的专利申请量从2018年之后呈现出日趋平稳且略有下降的趋势，从理论的完善到各行各业的应用的推广，标志着该项技术已
经进入了其成熟阶段。伴随着该项技术的日趋成熟，其涉及的领域遍布了医疗、教育、健康、娱乐等各种行业，且中国企业的申请量也开
始占据主要地位。
4 可穿戴设备技术领域重要申请人分析
本领域中重要申请人的前十名中，按照申请人的类型可以分为以下几类：第一类：国际知名企业，谷歌公司；第二类：国内知名企业，
北京小鸟看看科技有限公司。国际知名企业如谷歌、脸谱公司，作为硅谷科技的代表，站在了科技的前沿。而国内公司也不甘示弱，后来
居上，迅速占据一席之地。
梳理虚拟现实类智能可穿戴设备技术专利分析，较早设计可穿戴设备的专利申请是公开号为CN102246125A的专利申请。该申请中公开
了一种具有运动姿态识别的移动设备，其是展示了作为可穿戴设备的雏形。从专利申请的技术方案来看，一开始侧重于虚拟现实的显示和
交互，强调虚拟现实系统的可运行性。在技术发展的过程中，技术重点逐步扩展为虚拟现实环境的灵活性、空间的校准和虚拟现实可穿戴
产品的人性化设计。其中，脸谱公司的专利申请US2015/0193983A1和北京小鸟看看科技有限公司的专利申请CN105975083A都从虚拟现实
系统视觉校准的角度来对虚拟现实可穿戴设备进行了改进。
北京小鸟看看科技有限公司的专利申请CN105975083A具体公开了一种虚拟现实环境下的视觉校正方法，本发明根据使用场景和用户的
认知习惯自动进行视觉校正，减少了用户的操作，提高了用户体验。脸谱公司的专利申请US2015/0193983A1具体公开了虚拟现实系统的校
准方法，以上均对虚拟现实可穿戴设备进行了改进。
梳理小型化智能可穿戴设备技术专利分析，LG公司在2013年第一次提出完整的智能手表设计方案。其已经授权的专利申请KR10-2014-
0122155A公开了一种智能手表，耐克公司在2014年申请了一种腕戴式运动表现监测系统，苹果公司于2016年申请并已经取得授权的发明专
利US2016/0018898A1涉及可穿戴设备和电子设备，以上均对小型化智能可穿戴设备进行了改进。
从专利申请的趋势来看，小型智能可穿戴设备逐渐由原来的功能单一、结构简单，发展为结构更加合理、功能更加丰富便捷的真正智能
化可穿戴设备。这一类设备迅速占领市场，从苹果iWatch到小米手环，都受到了广大消费者的喜欢。未来小型化智能可穿戴设备将以其更
加强大的功能为人们提供便利，可以逐步代替部门手机的功能，让用户降低对手机的依赖程度。
5 结语
无论从整体上分析可穿戴设备的产业发展更新，还是从其中的某一个技术分支来看，在经历了从上世纪60年代至本世纪初的几年之间再
到如今的从无到有、从萌芽到飞速发展的阶段之后，这些技术都逐渐走向了成熟，而且在该过程中一些世界一流的企业诸如三星、微软等
均走在了前列，它们的一些相关专利申请奠定了该技术领域的一些基础，技术的创新水平较高，从它们的被引用次数中也可以间接的反映
出来。与此对应，国内的相关专利申请虽然随着近几年的快速发展而呈现出势头较猛的追赶趋势，导致国内的申请数量有了较大幅度的提
升，但是在专利价值度方面还需要提高。
此外，传感器新技术以及提高续航能力作为小型智能化可穿戴设备的两个重要技术分支，也在诸多的技术领域中有所体现，这也可以从
该项技术所涉及的多个分类号中体现出来。今后可穿戴设备的发展趋势主要是系统的独立性、低耗续航高集成技术、人机交互技术以及云
计算技术等。完整地了解该项技术的发展过程以及当前的发展情况，对于我们的专利审查工作也带来很大的帮助，具有积极的实践意义。
参考文献
[1]王亚琴.快速、大规模提供突破性的可穿戴解决方案[J].电子产品世界,2022,29(05):8+15.
[2]李鸣佩.智能手环设计和研究[J].科学技术创新,2021(28):194-196.
作者简介：李妮（1985-），女，学士，助理研究员，主要从事智能终端外设领域的专利审查；齐银凤（1988-），女，硕士，助理研究员，
主要从事智能终端外设领域的专利审查（等同于第一作者）。