发明创造名称:基于光通信的360度扫描的激光雷达
外观设计名称:
决定号:184349
决定日:2019-07-12
委内编号:1F262692
优先权日:
申请(专利)号:201611200006.9
申请日:2016-12-22
复审请求人:深圳市镭神智能系统有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:李晓惠
合议组组长:周亚沛
参审员:张静
国际分类号:G01S17/10;G01S7/481
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,但是,该区别技术特征是本领域的常规设计,则该权利要求请求保护的技术方案相对于该篇对比文件和本领域常规设计的结合不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201611200006.9,名称为“基于光通信的360度扫描的激光雷达”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请日为2016年12月22日,公开日为2017年04月26日。申请人为深圳市镭神智能系统有限公司。
经实质审查,国家知识产权局原实质审查部门于2018年07月17日作出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求第1-8项不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。
实质审查过程中引用了如下2篇对比文件:
对比文件1:CN 205484806U,公告日为2016年08月17日;
对比文件2:CN 106019293A,公开日为2016年10月12日。
驳回决定所依据的文本为:申请人于申请日2016年12月22日提交的摘要附图、说明书摘要、说明书第1-45段、说明书附图以及2018年03月12日提交的权利要求第1-8项。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种基于光通信的360度扫描的激光雷达,其特征在于,包括:测距模块、信号传输模块、电能传输模块、机械旋转部件和壳体;所述信号传输模块包括至少一对光通信发射端和光通信接收端的信号传输模块、电能传输模块通过磁环耦合无线输电,所述机械旋转部件带动所述测距模块绕轴向360度旋转;
在所述壳体上部设置所述测距模块,所述测距模块包括激光器、发射透镜组、接收传感器、接收透镜,所述激光器设置在所述发射透镜组的容置空间内,所述接收传感器设置在所述接收透镜的容置空间内,激光从所述激光器发出经所述发射透镜组到环境中的物体,反射后由所述接收透镜再进入所述接收传感器;在中部空间成对设置所述光通信发射端和所述光通信接收端,光信号从所述光通信发射端传输到所述光通信接收端;
所述机械旋转部件设置有电机,所述电机通过皮带与所述壳体的上部活动连接,所述电机通过皮带带动所述壳体的上部和中部旋转,同时所述测距模块对周围环境绕轴向360度扫描探测,在底部的所述电能传输模块包括电磁感应进行无线输电的上半部分和下半部分,所述上半部分位于所述壳体的中部且绕轴向360度旋转,所述下半部分固定在所述壳体的底部。
2. 根据权利要求1基于光通信的360度扫描的激光雷达,其特征在于,所述测距模块是基于飞行时间原理的激光测距模块。
3. 根据权利要求1基于光通信的360度扫描的激光雷达,其特征在于,基于光通信的360度扫描的激光雷达还包括一产生脉冲信号的信号处理板;
一接收所述脉冲信号作为起始信号、接收所述接收传感器输出的计时终止信号计算激光飞行时间的计时模块。
4. 根据权利要求1基于光通信的360度扫描的激光雷达,其特征在于,所述信号传输模块包括两对所述光通信接收端和所述光通信发射端,实现全双工通信或半双工通信工作模式。
5. 根据权利要求4基于光通信的360度扫描的激光雷达,其特征在于,成对的所述光通信发射端发射的光信号和所述光通信接收端的接收的光信号是同一个波段,不同的两对在不同波段。
6. 根据权利要求1基于光通信的360度扫描的激光雷达,其特征在于,所述传输模块仅设置一对所述光通信发射端和所述光通信接收端,进行单工通信模式。
7. 根据权利要求1基于光通信的360度扫描的激光雷达,其特征在于,所述电机采用内置的空轴电机。
8. 根据权利要求1基于光通信的360度扫描的激光雷达,其特征在于,所述光通信发射端和所述光通信接收端是二极管。”
驳回决定认为,权利要求1与对比文件1相比的区别技术特征为:1)包括信号传输模块,信号传输模块包括至少一对光通信发射端和光通信接收端,光通信发射端和光通信接收端成对设置,光信号从所述光通信发射端传输到所述光通信接收端;电能传输模块通过磁环耦合无线输电,以光通信的方式进行信号传输;在壳体上部设置测距模块,测距模块包括激光器、发射透镜组、接收传感器、接收透镜,激光从激光器发出进入环境中的物体,反射后由接收透镜再进入接收传感器; 2)旋转部件是机械旋转部件,机械旋转部件设置有电机,电机通过皮带与壳体的上部活动连接,电机通过皮带带动壳体的上部和中部旋转;测距模块还包括设置在外壳上部的发射透镜组,从激光器发出的激光经发射透镜组进入环境中的物体;光通信发射端和光通信接收端设置在中部空间,激光器设置在发射透镜组的容置空间内,接收传感器设置在接收透镜的容置空间内;3)在底部的电能传输模块包括电磁感应进行无线输电的上半部分和下半部分,所述上半部分位于壳体的中部且绕轴向360度旋转,下半部分固定在壳体的底部。区别1)已被对比文件2公开;区别2)是本领域技术人员容易想到的;区别3)是在对比文件2基础上的简单变换。因此,权利要求1相对于对比文件1、对比文件2以及本领域公知常识的结合不具备创造性。从属权利要求2-9的附加技术特征或被对比文件2公开,或为本领域的常规设计,因而也不具备创造性。
申请人深圳市镭神智能系统有限公司 (下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年09月25日向国家知识产权局提出了复审请求,同时提交了权利要求书的全文修改替换页,其中将权利要求2、3、7的附加技术特征加入权利要求1中,删除权利要求2、3、7,并相应地修改了权利要求的编号和引用关系。修改后的权利要求书如下:
“1. 一种基于光通信的360度扫描的激光雷达,其特征在于,包括:测距模块、信号传输模块、电能传输模块、机械旋转部件和壳体;所述信号传输模块包括至少一对光通信发射端和光通信接收端的信号传输模块、电能传输模块通过磁环耦合无线输电,所述机械旋转部件带动所述测距模块绕轴向360度旋转;
在所述壳体上部设置所述测距模块,所述测距模块包括激光器、发射透镜组、接收传感器、接收透镜,所述激光器设置在所述发射透镜组的容置空间内,所述接收传感器设置在所述接收透镜的容置空间内,激光从所述激光器发出经所述发射透镜组到环境中的物体,反射后由所述接收透镜再进入所述接收传感器;在中部空间成对设置所述光通信发射端和所述光通信接收端,光信号从所述光通信发射端传输到所述光通信接收端;
所述机械旋转部件设置有电机,所述电机采用内置的空轴电机,所述电机通过皮带与所述壳体的上部活动连接,所述电机通过皮带带动所述壳体的上部和中部旋转,同时所述测距模块对周围环境绕轴向360度扫描探测,在底部的所述电能传输模块包括电磁感应进行无线输电的上半部分和下半部分,所述上半部分位于所述壳体的中部且绕轴向360度旋转,所述下半部分固定在所述壳体的底部;所述测距模块是基于飞行时间原理的激光测距模块;所述基于光通信的360度扫描的激光雷达还包括一产生脉冲信号的信号处理板,
一接收所述脉冲信号作为起始信号、接收所述接收传感器输出的计时终止信号计算激光飞行时间的计时模块。
2. 根据权利要求1基于光通信的360度扫描的激光雷达,其特征在于,所述信号传输模块包括两对所述光通信接收端和所述光通信发射端,实现全双工通信或半双工通信工作模式。
3. 根据权利要求2基于光通信的360度扫描的激光雷达,其特征在于,成对的所述光通信发射端发射的光信号和所述光通信接收端的接收的光信号是同一个波段,不同的两对在不同波段。
4. 根据权利要求1基于光通信的360度扫描的激光雷达,其特征在于,所述传输模块仅设置一对所述光通信发射端和所述光通信接收端,进行单工通信模式。
5. 根据权利要求1基于光通信的360度扫描的激光雷达,其特征在于,所述光通信发射端和所述光通信接收端是二极管。”
复审请求人认为:(a)本申请能够解决因导线槽遮挡无法实现360度全角度扫描的技术问题,也解决了因导电滑环摩擦接触零件使其寿命降低的技术问题,同时本申请也实现了满足远距离探测要求且探测精度较高的情况下装置体量尽可能小的技术效果。(b)修改后的独立权利要求1是采用内置空轴电机作为动力,本领域技术人员知晓空轴电机的结构是根据具体的整体装置结构进行定制,以配合整体装置的安装,因此通过空轴电机内置可以显著缩小整个装置的体量,而为了探测远距离的物体,在确保装置体量不增大的情况下,发射器和接收器的夹角必须增大,这就需要激光发射精度和接收精度提高,因此激光传输过程中的聚光就显得异常重要,基于此,本申请不仅在接收端设置透镜,在发射端也设置透镜组,可以达到在发射器和接收器夹角范围较大的情况下,利用较小体量的装置实现高精度探测远距离物体的效果。由此可知,为了实现该技术效果,本申请采取了相关技术手段,如在发射端增设透镜组、空轴电机内置,这些技术手段是协同作用以实现在发射器和接收器在夹角范围较大(以便于远距离探测物体)且保证测量精度的情况下,达到装置体量尽可能小的目的。对比文件2通过控制一定的夹角(而本申请并未限制夹角范围)并在接收端配合单个透镜,在实现高精度探测的情况下确保装置体量尽可能小,然而对比文件2并没有提到采用内置空轴电机作为动力,因此,其装置体量相对本申请而言依然会明显增大,且并不能达到本申请高精度、远距离探测物体的技术效果。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年10月26日依法受理了该复审请求,并将其转送至原实质审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持原驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组依法对本案进行审理。
合议组于2019年05月29日向复审请求人发出复审通知书,指出:说明书中实际上记载了两个技术方案,修改后的权利要求1将两个技术方案进行了叠加,叠加后的技术方案在说明书中没有记载,也不能够从说明书充分公开的内容中得到或概括得出。因此,权利要求1得不到说明书的支持,不符合专利法第26条第4款的规定。如果复审请求人将权利要求1修改为包括两个并列的技术方案“所述机械旋转部件设置有电机,所述电机采用内置的空轴电机,或者,所述机械旋转部件设置有电机,所述电机通过皮带与所述壳体的上部活动连接,所述电机通过皮带带动所述壳体的上部和中部旋转”,则权利要求1-5不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
权利要求1要求保护的技术方案一与对比文件2的技术方案之间的区别技术特征为:(1)所述测距模块包括发射透镜组,所述激光器设置在所述发射透镜组的容置空间内,所述接收传感器设置在所述接收透镜的容置空间内,激光从所述激光器发出经所述发射透镜组到环境中的物体。(2)所述测距模块是基于飞行时间原理的激光测距模块;所述基于光通信的360度扫描的激光雷达还包括一产生脉冲信号的信号处理板,一接收所述脉冲信号作为起始信号、接收所述接收传感器输出的计时终止信号计算激光飞行时间的计时模块。权利要求1要求保护的技术方案二与对比文件2的技术方案之间的区别技术特征为:上述区别(1)、(2)以及(3)所述机械旋转部件设置有电机,所述电机通过皮带与所述壳体的上部活动连接,所述电机通过皮带带动所述壳体的上部和中部旋转。区别(1)是本领域的常规设计,其中作为公知证据引用了文献1(CN105738884A)和文献2(CN101263401A);区别(2)是本领域的常规设计,其中作为公知证据引用了文献3(《调频连续波激光探测技术》);区别(3)已被对比文件1公开。因此,权利要求1中的方案一相对于对比文件2和本领域公知常识的结合不具备创造性,权利要求1中的方案二相对于对比文件2、对比文件1以及本领域公知常识的结合不具备创造性。从属权利要求2-5的附加技术特征已被对比文件2公开,因而也不具备创造性。
针对复审请求人的意见,合议组认为:(a)对比文件2也能够解决因导线槽遮挡无法实现360度全角度扫描的技术问题,也解决了因导电滑环摩擦接触零件使其寿命降低的技术问题,同时对比文件2也实现了满足远距离探测要求且探测精度较高的情况下装置体量尽可能小的技术效果。(b)参见权利要求1的评述,对比文件2公开了采用内置空轴电机作为动力,根据实际测量需要在接收端和发射端均设置透镜是本领域的常规技术手段。因此,复审请求人的意见不予支持。
针对上述复审通知书,复审请求人于2019年06月25日提交了意见陈述书,以及权利要求书的全文修改替换页,其中删除了权利要求1中的特征“所述电机通过皮带与所述壳体的上部活动连接,所述电机通过皮带带动所述壳体的上部和中部旋转”,修改后的权利要求1如下:
“1. 一种基于光通信的360度扫描的激光雷达,其特征在于,包括:测距模块、信号传输模块、电能传输模块、机械旋转部件和壳体;所述信号传输模块包括至少一对光通信发射端和光通信接收端的信号传输模块、电能传输模块通过磁环耦合无线输电,所述机械旋转部件带动所述测距模块绕轴向360度旋转;
在所述壳体上部设置所述测距模块,所述测距模块包括激光器、发射透镜组、接收传感器、接收透镜,所述激光器设置在所述发射透镜组的容置空间内,所述接收传感器设置在所述接收透镜的容置空间内,激光从所述激光器发出经所述发射透镜组到环境中的物体,反射后由所述接收透镜再进入所述接收传感器;在中部空间成对设置所述光通信发射端和所述光通信接收端,光信号从所述光通信发射端传输到所述光通信接收端;
所述机械旋转部件设置有电机,所述电机采用内置的空轴电机,同时所述测距模块对周围环境绕轴向360度扫描探测,在底部的所述电能传输模块包括电磁感应进行无线输电的上半部分和下半部分,所述上半部分位于所述壳体的中部且绕轴向360度旋转,所述下半部分固定在所述壳体的底部;所述测距模块是基于飞行时间原理的激光测距模块;所述基于光通信的360度扫描的激光雷达还包括一产生脉冲信号的信号处理板,
一接收所述脉冲信号作为起始信号、接收所述接收传感器输出的计时终止信号计算激光飞行时间的计时模块。”
复审请求人认为:
本申请实现了满足远距离探测要求且探测精度较高的情况下装置体量尽可能小的技术效果,该技术效果尽管并未明确记载在说明书中,但是本领域技术人员根据该装置具体结构,经过合乎逻辑的推理,是可以毫无疑义确定的。
为了实现远距离探测,发射器和接收器的夹角必须增大,而发射器和接收器的夹角增大之后,装置体量也会增大,这构成了一对技术矛盾,这是技术问题一;本申请采用内置空轴电机作为动力,可以显著缩小整个装置的体量,同时本申请并未限制发射器和接收器的夹角在一个较小范围(对比文件2明确限定该夹角在一个较小的范围内,最佳夹角是2度-4度),可以在装置不增大的情况下实现远距离探测,解决了技术问题一。然而,对比文件2设置内置空轴电机仅仅是克服皮带传动引起的噪音大等技术问题,并不是寻求装置体量小型化;其次,对比文件2的激光发射器与激光接收器之间采用很小的角度和较小的距离,实现结构小巧、外形结构紧凑的目的,但同时正因为采用很小的角度和较小的距离,导致很难实现远距离探测。由此可知,对比文件2不但没有实现远距离探测的效果,也没有给出为了实现远距离探测要求且探测精度较高的情现下装置体量尽可能小的技术效果的任何改进动机或改进启示。
远距离探测客观上使得激光路径增长,而激光路径增长容易造成光路分散,这就要求在激光传输的整个过程中尽可能的增加聚光效果,这是技术问题二。在此基础上,为了克服远距离探测过程中光路分散的问题,本申请不仅在接收端设置透镜,在发射端也设置透镜组,可以达到在发射器和接收器夹角范围较大的情况下,实现高精度探测远距离物体的效果,进一步减小装置体积。透镜能够聚光属于本领域的公知常识,但是将其同时应用到本申请中的发射器和接收器中,并配合内置空轴电机可以巧妙的实现远距离探测要求且探测精度较高的情况下装置体量尽可能小的技术效果,因此本申请的透镜并不能认为是可分离的、单纯的增加聚光的技术效果,不可当做单纯聚光的技术特征而割裂于其所属的技术方案。尽管文献1(CN105738884A)和文献2(CN10126340lA)给出了将透镜组设置在激光发射器中的技术手段,但也仅仅是给出了采用透镜增加聚光效果的启示,并没有给出实现远距离探测要求且探测精度较高的情况下装置体量尽可能小的技术效果的技术启示。技术问题一和技术问题二两者是相辅相成、层层递进的,本申请的技术方案也是申请人在产品设计中为实现最优的技术效果而不断克服面临的技术问题,不断做出创造性的劳动而得出的。本申请采用内置空轴电机配合特定的透镜设置,实现了装置体积尽可能小的情况下远距离高精度探测,内置空轴电机和特定的透镜设置两者缺一不可,协同实现远距离探测要求且探铡精度较高的情沉下装置体量尽可能小的技术效果。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,依法作出如下审查决定。
二、决定的理由
(一)、审查文本的认定
在复审程序中,复审请求人分别于2018年09月25日和2019年06月25日提交了权利要求书的全文修改替换页,经审查,上述修改文本符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定,因此本复审决定所针对的文本为:复审请求人于申请人于申请日2016年12月22日提交的摘要附图、说明书摘要、说明书第1-45段、说明书附图以及2019年06月25日提交的权利要求第1-5项。
(二)、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,但是,该区别技术特征是本领域的常规设计,则该权利要求请求保护的技术方案相对于该篇对比文件和本领域常规设计的结合不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性。
1.独立权利要求1请求保护一种基于光通信的360度扫描的激光雷达,对比文件2公开了一种激光扫描测距装置,与本申请同属于激光测距技术领域,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第[0005]-[0044]段、附图1-4):
参照图1,在该实施方式中,本发明的激光扫描测距装置至少包括激光发射接收模块1、接收电路板4、旋转平台5、内线圈6、外线圈7、定子9、转子10、固定平台11、驱动发射电路板12、轴承15(参见说明书第[0032]段)。
具体而言,激光发射接收模块1包括激光发射器2和激光接收器3。激光发射器2与激光接收器3各自轴线所在的平面P与旋转平台5的旋转轴L相垂直。激光发射器2和激光接收器3安装在旋转平台5并且与旋转平台5一同旋转。旋转平台5与固定平台11通过轴承15相连。转子10安装在旋转平台5上,定子9安装在固定平台11上,驱动发射电路板12安装在固定平台11上,接收电路板4安装在旋转平台5上(参见说明书第[0033]段)。
装置在运行时,驱动发射电路板12给定子9传输有规律变化的电流电压。定子9利用电磁感应原理,产生电磁场并与转子10耦合形成扭矩力,以替代现有技术中的皮带传动或齿轮传动。激光发射接收模块1安装在旋转平台5上,与旋转平台5一同旋转(参见说明书第[0034]段)。
此外,外线圈7安装于固定平台11且连接至驱动发射电路板12,内线圈6安装于旋转平台5且连接至接收电路板4,藉由外线圈7和内线圈6之间的感应电磁场实现无线供电。如图3所示,内线圈6和外线圈7为嵌套型的圆柱状结构。由于驱动发射电路板12与接收电路板4之间采用无线供电方式,则位于旋转平台5上的激光发射器2和激光接收器3均通过无线方式获得供电电源(参见说明书第[0035]段)。
在一具体实施例,激光接收器3还包括透镜16和感光元件17。当激光发射器2射出的光线到达障碍物后,在障碍物表面发生反射,反射回来的光线经由透镜16会聚并被感光元件17吸收。然后,通过无线传输将数据传输到驱动发射电路板12,再经由传输线路输出到外部(参见说明书第[0036]段)。
在一具体实施例,激光扫描测距装置还包括外壳8、方齿13和编码器14。其中,方齿13设置于外壳8,编码器14安装在接收电路板4上,藉由方齿13和编码器14记录旋转平台5的转动位置和圈数(参见说明书第[0037]段)。
图4A至图4C分别示出采用全双工方式、半双工方式和单工方式进行数据传输的原理示意图(参见说明书第[0039]段)。
在本发明的无线信号传输过程中,较佳地,驱动发射电路板12和接收电路板4以光电转换的方式进行信息传输。其中,驱动发射电路板12包括第一光信号发射单元和第一光信号接收单元,接收电路板4包括第二光信号发射单元和第二光信号接收单元。例如,第一光信号发射单元和第二光信号发射单元均为注入式半导体发光器件、半导体激光器件或光电耦合器件。在此,注入式半导体发光器件可以是发光二极管、数码管、符号管、米字管或矩阵管。又如,第一光信号接收单元和第二光信号接收单元均为光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管或光敏场效应管(参见说明书第[0041]段)。
其中,第一光信号发射单元和第二光信号接收单元形成第一无线传输路径,第一光信号接收单元和第二光信号发射单元形成第二无线传输路径,且第一无线传输路径和第二无线传输路径以同步方式实现全双工数据传输。较佳地,第一光信号发射单元具有一第一波长光谱,第二光信号发射单元具有一第二波长光谱,第一光信号接收单元感应第二波长光谱的光,第二光信号接收单元感应第一波长光谱的光。其中,第一波长光谱不同于第二波长光谱(参见说明书第[0042]段)。
由对比文件2公开的上述内容可知:
激光扫描测距装置还包括外壳8,激光扫描测距装置至少包括激光发射接收模块1,激光发射接收模块1包括激光发射器2和激光接收器3。激光接收器3还包括透镜16和感光元件17。当激光发射器2射出的光线到达障碍物后,在障碍物表面发生反射,反射回来的光线经由透镜16会聚并被感光元件17吸收。其中,激光发射接收模块1相当于测距模块,激光发射器2相当于激光器,感光元件17相当于接收传感器,透镜16相当于接收透镜,上述内容相当于公开了权利要求1中的“在所述壳体上部设置所述测距模块,所述测距模块包括激光器、接收传感器、接收透镜,激光从所述激光器发出到环境中的物体,反射后由所述接收透镜再进入所述接收传感器”。
在本发明的无线信号传输过程中,驱动发射电路板12和接收电路板4以光电转换的方式进行信息传输。其中,驱动发射电路板12包括第一光信号发射单元和第一光信号接收单元,接收电路板4包括第二光信号发射单元和第二光信号接收单元。其中,第一光信号发射单元和第二光信号接收单元形成第一无线传输路径,第一光信号接收单元和第二光信号发射单元形成第二无线传输路径。其中,驱动发射电路板12和接收电路板4相当于信号传输模块,第一光信号发射单元和第二光信号发射单元相当于光通信发射端,第一光信号接收单元和第二光信号接收单元相当于光通信接收端,上述内容相当于公开了“所述信号传输模块包括至少一对光通信发射端和光通信接收端的信号传输模块,在中部空间成对设置所述光通信发射端和所述光通信接收端,光信号从所述光通信发射端传输到所述光通信接收端”。
外线圈7安装于固定平台11且连接至驱动发射电路板12,内线圈6安装于旋转平台5且连接至接收电路板4,藉由外线圈7和内线圈6之间的感应电磁场实现无线供电。如图3所示,内线圈6和外线圈7为嵌套型的圆柱状结构。由于驱动发射电路板12与接收电路板4之间采用无线供电方式,则位于旋转平台5上的激光发射器2和激光接收器3均通过无线方式获得供电电源。其中,内线圈6和外线圈7为嵌套型的圆柱状结构,即内线圈6和外线圈7为磁环,内线圈6相当于电磁感应进行无线输电的上半部分,外线圈7相当于电磁感应进行无线输电的下半部分。上述内容相当于公开了“电能传输模块通过磁环耦合无线输电,在底部的所述电能传输模块包括电磁感应进行无线输电的上半部分和下半部分,所述上半部分位于所述壳体的中部且绕轴向360度旋转,所述下半部分固定在所述壳体的底部”。
装置在运行时,驱动发射电路板12给定子9传输有规律变化的电流电压。定子9利用电磁感应原理,产生电磁场并与转子10耦合形成扭矩力,以替代现有技术中的皮带传动或齿轮传动。激光发射接收模块1安装在旋转平台5上,与旋转平台5一同旋转。其中,转子10和定子9即为内置的空轴电机,相当于机械旋转部件,上述内容相当于公开了“机械旋转部件带动所述测距模块绕轴向360度旋转,测距模块对周围环境绕轴向360度扫描探测,所述机械旋转部件设置有电机,所述电机采用内置的空轴电机”。
综上所述,对比文件2公开了一种基于光通信的360度扫描的激光雷达。
因此,权利要求1要求保护的技术方案与对比文件2的技术方案之间的区别技术特征为:(1)所述测距模块包括发射透镜组,所述激光器设置在所述发射透镜组的容置空间内,所述接收传感器设置在所述接收透镜的容置空间内,激光从所述激光器发出经所述发射透镜组到环境中的物体。(2)所述测距模块是基于飞行时间原理的激光测距模块;所述基于光通信的360度扫描的激光雷达还包括一产生脉冲信号的信号处理板,一接收所述脉冲信号作为起始信号、接收所述接收传感器输出的计时终止信号计算激光飞行时间的计时模块。
基于上述区别特征可以确定,权利要求1相对于对比文件2来说实际解决的技术问题是(1)激光发射模块和接收模块的结构设计;(2)如何计算距离。
对于区别(1),在激光发射模块中设置发射透镜组,将激光器设置在所述发射透镜组的容置空间内,将接收传感器设置在所述接收透镜的容置空间内,是本领域的常规技术手段。例如,文献1(CN105738884A,公开日为2016年07月06日)公开了一种基于液体透镜的自适应激光测距系统,其中具体公开了发射模块5包括透镜15和透镜17,激光管10设置在发射透镜组的容置空间内,接收探测器22设置在所述液体透镜模块24的容置空间内(参见说明书第0029-0032段、附图1-4)。文献2(CN101263401A,公开日为2008年09月10日)公开了一种光电的测量仪器,其中具体公开了发射模块包括发射光学件30,激光二极管40设置在发射光学件30的容置空间内,接收单元26设置在接收光学件32的容置空间内(参见说明书第6页、附图1-2)。因此,根据实际测量需要,在激光发射模块中设置发射透镜组,以及将激光器设置在所述发射透镜组的容置空间内,将接收传感器设置在所述接收透镜的容置空间内,是本领域的常规设计。
对于区别(2),本领域中常用的测距原理包括三角测距原理、飞行时间测距原理等,本领域技术人员熟知上述测距原理的优缺点及适应性,根据实际测量情况选择基于飞行时间原理进行测距是本领域的常规选择。
本领域公知,基于脉冲飞行时间的激光测距是通过测量激光脉冲的飞行时间来测量系统与目标之间的距离。因此,需要测量激光脉冲的飞行时间。通过计时模块接收信号处理板产生的脉冲信号作为起始信号、接收所述接收传感器输出的计时终止信号来计算激光飞行时间是本领域的常规设计。例如,文献3(《调频连续波激光探测技术》,杜小平 等著,国防工业出版社,2015年04月出版)第1章第3页公开了:典型脉冲飞行时间激光探测系统结构如图1-2所示。光源发射的脉冲激光信号,经过分光镜后,绝大部分经发射光学天线波束形成后,射向目标,极小部分经反射镜被PIN管检测后进入主波接收通道,经过信号调理后触发时间间隔测量单元开始计时。目标反射回的脉冲激光信号经接收光学天线滤光、聚焦到APD光敏面上进入回波接收通道,经过信号调理后触发时间间隔测量单元停止计时。时间间隔测量单元将测量结果送人距离解算单元得到距离值。
综上,在对比文件2的基础上结合本领域的公知常识得出该权利要求1的技术方案,对本技术领域的技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备创造性。
2、权利要求2引用了权利要求1,其附加技术特征为:所述信号传输模块包括两对所述光通信接收端和所述光通信发射端,实现全双工通信或半双工通信工作模式。
上述附加技术特征已被对比文件2公开:图4A至图4C分别示出采用全双工方式、半双工方式和单工方式进行数据传输的原理示意图(参见说明书第[0039]段)。驱动发射电路板12包括第一光信号发射单元和第一光信号接收单元,接收电路板4包括第二光信号发射单元和第二光信号接收单元(参见说明书第[0041]段)。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求请求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、权利要求3引用了权利要求2,其附加技术特征为:成对的所述光通信发射端发射的光信号和所述光通信接收端的接收的光信号是同一个波段,不同的两对在不同波段。
上述附加技术特征已被对比文件2公开:较佳地,第一光信号发射单元具有一第一波长光谱,第二光信号发射单元具有一第二波长光谱,第一光信号接收单元感应第二波长光谱的光,第二光信号接收单元感应第一波长光谱的光。其中,第一波长光谱不同于第二波长光谱(参见说明书第[0042]段)。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求请求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
4、权利要求4引用了权利要求1,其附加技术特征为:所述传输模块仅设置一对所述光通信发射端和所述光通信接收端,进行单工通信模式。
上述附加技术特征已被对比文件2公开:图4A至图4C分别示出采用全双工方式、半双工方式和单工方式进行数据传输的原理示意图(参见说明书第[0039]段)。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求请求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
5、权利要求5引用了权利要求1,其附加技术特征为:所述光通信发射端和所述光通信接收端是二极管。
上述附加技术特征已被对比文件2公开:例如,第一光信号发射单元和第二光信号发射单元均为注入式半导体发光器件、半导体激光器件或光电耦合器件。在此,注入式半导体发光器件可以是发光二极管、数码管、符号管、米字管或矩阵管。又如,第一光信号接收单元和第二光信号接收单元均为光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管或光敏场效应管(参见说明书第[0041]段)。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求请求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
因此,权利要求1-5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(三)、针对复审请求人意见的答复
合议组认为:首先,本申请声称要解决的技术问题是提供一种基于光通信的360度扫描的激光雷达,改进机械旋转结构、优化光路上的零部件、避免使用摩擦接触零件;声称取得的技术效果是稳定性、可靠性、使用寿命得到提高,可以覆盖360度的扫描测量(参见本申请说明书第0004、0017段)。本申请中未记载远距离探测,当然也未记载本申请中的技术方案是为了实现远距离探测而对现有技术做出的改进。正如复审请求人所述,是否能够测量较远距离的物体,与发射器和接收器之间的相对角度以及间距有关,由于本申请没有对发射器和接收器之间的角度或间距进行限定,本领域技术人员甚至不能确定本申请的激光雷达是否能够用于远距离探测,当然更不能确定本申请中的技术方案是为了实现远距离探测而对现有技术做出的改进。其次,本申请采用内置空轴电机实现旋转,该技术特征已被对比文件2公开,对比文件2中虽然未记载采用内置空轴电机是为了缩小装置的体积,但是与采用皮带传动或齿轮传动的外置电机的旋转结构相比,内置空轴电机的旋转结构显然缩小了装置的总体积,该技术效果是本领域技术人员能够预料的。另外,参见对比文件2说明书第0038段,对比文件2中发射器与接收器之间采用很小的角度和较小的距离,是为了实现远距离探测的同时缩小装置体积。再次,参见权利要求1区别(1)的评述,在激光发射模块中设置发射透镜组,是本领域的常规技术手段,因此,根据实际测量需要,在激光发射模块中设置发射透镜组,是本领域的常规设计。
因此,复审请求人的意见合议组不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年07月17日做出的驳回该发明专利申请的决定。
复审请求人如对本决定不服,可以依据专利法第41条第2款的规定,自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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