发明创造名称：使用消色差双棱镜阵列的广角摄影机及其制造方法
外观设计名称：
决定号：183701
决定日：2019-07-15
委内编号：1F256248
优先权日：2015-02-09
申请（专利）号：201610086282.0
申请日：2016-02-15
复审请求人：豪威科技股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：李慧
合议组组长：许馨
参审员：金笑聪
国际分类号：H04N5/225(2006.01)，G02B5/04(2006.01)
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最接近的现有技术的对比文件相比存在区别特征，但该区别特征的一部分被另一篇对比文件公开，且其所起的作用与该部分区别特征在本申请中所起的作用相同；同时，该区别特征的另一部分属于本领域的惯用手段，则该权利要求相对于上述两篇对比文件和本领域的惯用手段的结合是显而易见的，不具备创造性。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201610086282.0，名称为“使用消色差双棱镜阵列的广角摄影机及其制造方法”的发明专利申请(下称“本申请”)。申请人由全视技术有限公司变更为豪威科技股份有限公司。本申请的申请日为2016年02月15日，优先权日为2015年02月09日，公开日为2016年08月17日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2018年04月02日发出驳回决定，驳回了本申请，驳回决定中引用如下两篇对比文件：对比文件3：US2005270660A1，公开日为2005年12月08日；对比文件2：CN102801985A，公开日为2012年11月28日。驳回理由是：（1）权利要求1、11相对于对比文件3和2以及本领域的惯用手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。（2）从属权利要求2-4、8的附加技术特征被对比文件2公开；从属权利要求5-7的附加技术特征属于本领域的惯用手段；因此权利要求2-8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。其他说明指出：从属权利要求9的附加技术特征部分被对比文件3公开，部分属于本领域的惯用手段；从属权利要求10的附加技术特征属于本领域的惯用手段；因此权利要求9-10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
驳回决定所依据的文本为：2018年01月15日提交的权利要求第1-11项；申请日2016年02月15日提交的说明书第1-10页、说明书附图第1-14页、说明书摘要及摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书的内容如下：
“1. 一种广角摄影机，包括：
传感器，具有多个像素次阵列；
光学组件阵列，安装至基板的第一侧，所述光学组件阵列中的每个光学组件能够在不同的像素次阵列上形成视场的影像；以及
消色差双棱镜阵列，安装至所述基板的第二侧，
其中所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜被对齐以使用所述光学组件阵列中的不同的光学组件提供视角，使得所述传感器在与所述基板的第二侧正交的两个正交平面中的每个平面中均捕获广角视场并且具有小型化规格。
2. 根据权利要求1所述的广角摄影机，所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜包括：
第一棱镜，设在所述基板的第二侧上并由第一材料制成；以及
第二棱镜，设在所述第一棱镜的表面上并由第二材料制成，所述第一棱镜及第二棱镜之间界定了结合表面。
3. 根据权利要求2所述的广角摄影机，所述第一棱镜具有比所述第二棱镜的第二阿贝数低的第一阿贝数。
4. 根据权利要求2所述的广角摄影机，所述第一材料在给定波长下具有比所述第二材料的第二折射率高的第一折射率。
5. 根据权利要求1所述的广角摄影机，其中所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜的几何形状取决于其在所述消色差双棱镜阵列内的位置。
6. 根据权利要求2所述的广角摄影机，所述第二材料为所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜之间的相同连续材料。
7. 根据权利要求2所述的广角摄影机，还包括位于所述消色差双棱镜阵列的中心中仅包括所述第二材料的区域。
8. 根据权利要求1所述的广角摄影机，其中所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜与所述消色差双棱镜阵列中的至少另外一个消色差双棱镜直接相邻。
9. 根据权利要求1所述的广角摄影机，其中所述基板具有面对所述光学组件阵列的平坦的基板表面，所述光学组件阵列包括形成在所述平坦的基板表面上的第一透镜，所述第一透镜具有面对所述平坦的基板表面的平坦的透镜表面。
10. 根据权利要求1所述的广角摄影机，其中所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜直接形成在所述基板的所述第二侧上。
11. 一种小型化规格广角摄影机，所述小型化规格广角摄影机的类型为具有光学组件阵列及相配合以捕获广视场的对应单棱镜阵列，其中所述光学组件阵列形成于基板的第一侧上而所述单棱镜阵列形成于所述基板的第二侧上，且其中所述单棱镜阵列中的每个单棱镜与所述光学组件阵列中的不同的光学组件对齐而导致色差，其特征在于：
实施所述单棱镜阵列作为在所述基板的所述第二侧上使用晶圆级制造方式所形成的消色差双棱镜阵列，使得所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜与所述光学组件阵列中的不同的光学组件对齐，所述消色差双棱镜阵列与所述光学组件阵列相配合而在与所述基板的第二侧正交的两个正交平面中的每个平面中均以减少色差方式捕获所述广视场。”
申请人（下称“复审请求人”）对上述驳回决定不服，于2018年07月17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，具体修改为：将权利要求2、6的附加技术特征加入独立权利要求1中，删除了权利要求2、6并适应性调整了相关权利要求编号和引用关系。复审请求人认为：（1）消色差双棱镜在权利要求1的技术方案中的主要功能和作用是获得广角视场，而并非其字面上的消色差功能，尽管对比文件2的实施例4中的复合棱镜相对于实施例3中的楔形棱镜的改进是减小色差，但是对比文件2中的复合棱镜的基本功能是用来修正图像畸变，而不是扩大视场，因此，并不能认为对比文件2中复合棱镜与权利要求1中的消色差双棱镜解决的是同样的技术问题，本领域技术人员不会想到将对比文件2的复合棱镜用于对比文件3中来获得权利要求1的技术方案。（2）权利要求1与对比文件3的区别特征“制成第二棱镜的第二材料为每个消色差双棱镜之间的相同连续材料”不属于本领域公知常识。提交复审请求时新修改的权利要求1的内容如下：
“1. 一种广角摄影机，包括：
传感器，具有多个像素次阵列；
光学组件阵列，安装至基板的第一侧，所述光学组件阵列中的每个光学组件能够在不同的像素次阵列上形成视场的影像；以及
消色差双棱镜阵列，安装至所述基板的第二侧，
其中所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜被对齐以使用所述光学组件阵列中的不同的光学组件提供视角，使得所述传感器在与所述基板的第二侧正交的两个正交平面中的每个平面中均捕获广角视场并且具有小型化规格，以及
其中所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜包括：
第一棱镜，设在所述基板的第二侧上并由第一材料制成；以及
第二棱镜，设在所述第一棱镜的表面上并由第二材料制成，所述第一棱镜及第二棱镜之间界定了结合表面，所述第二材料为所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜之间的相同连续材料。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年07月31日依法受理了该复审请求，并将其转送至实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中认为：对比文件3和对比文件2可以结合，“制成第二棱镜的第二材料为每个消色差双棱镜之间的相同连续材料”属于本领域的惯用手段。因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2018年12月05日向复审请求人发出复审通知书，复审通知书所针对的审查文本为：2018年07月17日提交的权利要求第1-9项；申请日2016年02月15日提交的说明书第1-10页、说明书附图第1-14页、说明书摘要及摘要附图。该复审通知书与驳回决定所引用的对比文件相同。该复审通知书指出：权利要求1-9相对于对比文件3和对比文件2以及本领域的惯用手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人的意见，合议组认为：（1）对比文件3公开了消色差第一棱镜46和消色差第二棱镜76，第一棱镜外表面48的第一法线方向50和第二棱镜外表面78的第二法线方向80以及棱镜的折射率实现光学系统20的增强的总视场。权利要求1中采用消色差双棱镜实际要解决的技术问题是如何消除色差，而对比文件2公开的由分别具有规定的顶角δ1和δ2的第一楔形棱镜12a和第二楔形棱镜12b相互贴合而成的复合棱镜可以良好减小色差，并且与对比文件3中的消色差棱镜形状相同，客观上能够起到扩大视场的作用。本领域技术人员在面对因使用棱镜导致色差这个技术问题时，有动机将对比文件2中的复合棱镜用于对比文件3中，以达到消除色差的效果。（2）为了在制造光学组件时节省材料和降低制造复杂度，第二棱镜的材料采用消色差双棱镜之间的相同连续材料是本领域技术人员容易想到的，属于本领域的惯用手段。
复审请求人于2019年03月20日提交了意见陈述书，同时提交了权利要求书的全文修改替换页。其中，对权利要求书的修改为：将从属权利要求7中“光学组件阵列”修改为“光学组件阵列中的每个光学组件”；删除了权利要求9。复审请求人认为：（1）对比文件2没有公开“棱镜阵列为消色差双棱镜，每个消色差双棱镜包括第一棱镜，设在所述基板的第二侧上并由第一材料制成，以及第二棱镜，设在所述第一棱镜的表面上并由第二材料制成，所述第一棱镜及第二棱镜之间界定了结合表面，所述第二材料为所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜之间的相同连续材料”，对比文件2没有公开或教导棱镜12a和棱镜12b是消色差双棱镜阵列的一部分，并且没有公开或教导12a由作为消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜之间的相同连续材料的第二材料制成。上述特征也不是本领域技术人员容易想到的。（2）权利要求1包括位于消色差双棱镜阵列和光学组件阵列之间的基板，该技术特征不是本领域技术人员容易想到的，本领域技术人员没有动机将对比文件3修改为包括上述技术特征，原因在于：如果将对比文件3修改为在棱镜46和镜头30之间包括基板，将需要将透镜38的非平面表面32安装至基板，将导致以下风险：a）将透镜38结合至平面基板会导致图像伪影；b）透镜38与镜头模块30的其他组件不对准；c）光轴34与位于平面传感器结构90处的焦平面36不对准。（3）从属权利要求7的附加技术特征没有被对比文件3公开。对比文件3公开了镜头模块30和60都是Petzval透镜，透镜38和68具有面向棱镜46和76的相应的凸形前表面，凸形前表面对于Petzval透镜来说是至关重要的，其并不能任意地修改，例如修改为平坦的表面。因此本领域技术人员没有动机将对比文件3中的凸形前表面修改为平坦的表面，这将会导致Petzval透镜的性能劣化。修改后的权利要求书的内容如下：
“1. 一种广角摄影机，包括：
传感器，具有多个像素次阵列；
光学组件阵列，安装至基板的第一侧，所述光学组件阵列中的每个光学组件能够在不同的像素次阵列上形成视场的影像；以及
消色差双棱镜阵列，安装至所述基板的第二侧，
其中所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜被对齐以使用所述光学组件阵列中的不同的光学组件提供视角，使得所述传感器在与所述基板的第二侧正交的两个正交平面中的每个平面中均捕获广角视场并且具有小型化规格，以及
其中所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜包括：
第一棱镜，设在所述基板的第二侧上并由第一材料制成；以及
第二棱镜，设在所述第一棱镜的表面上并由第二材料制成，所述第一棱镜及第二棱镜之间界定了结合表面，所述第二材料为所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜之间的相同连续材料。
2. 根据权利要求1所述的广角摄影机，所述第一棱镜具有比所述第二棱镜的第二阿贝数低的第一阿贝数。
3. 根据权利要求1所述的广角摄影机，所述第一材料在给定波长下具有比所述第二材料的第二折射率高的第一折射率。
4. 根据权利要求1所述的广角摄影机，其中所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜的几何形状取决于其在所述消色差双棱镜阵列内的位置。
5. 根据权利要求1所述的广角摄影机，还包括位于所述消色差双棱镜阵列的中心中仅包括所述第二材料的区域。
6. 根据权利要求1所述的广角摄影机，其中所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜与所述消色差双棱镜阵列中的至少另外一个消色差双棱镜直接相邻。
7. 根据权利要求1所述的广角摄影机，其中所述基板具有面对所述光学组件阵列的平坦的基板表面，所述光学组件阵列中的每个光学组件包括形成在所述平坦的基板表面上的第一透镜，所述第一透镜具有面对所述平坦的基板表面的平坦的透镜表面。
8. 根据权利要求1所述的广角摄影机，其中所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜直接形成在所述基板的所述第二侧上。”
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出复审请求审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人于2019年03月20日答复复审通知书时提交了权利要求书的全文修改替换页，经审查，上述修改之处符合专利法第33条的规定。本复审请求审查决定所依据的审查文本为：2019年03月20日提交的权利要求第1-8项；申请日2016年02月15日提交的说明书第1-10页、说明书附图第1-14页、说明书摘要及摘要附图。
具体理由的阐述
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。
本复审请求审查决定所引用的对比文件与驳回决定以及复审通知书所引用的对比文件相同，即：
对比文件3：US2005270660A1，公开日为2005年12月08日；
对比文件2：CN102801985A，公开日为2012年11月28日。
（1）权利要求1请求保护一种广角摄影机，对比文件3公开了一种宽视场光学系统，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第[0001]、[0018]-[0038]段，图1-5）：该光学系统包括：平面传感器结构90，在第一焦平面36和第二焦平面66处接收光并将其转换成电信号（相当于“传感器，具有多个像素次阵列”），由图1可以看出，传感器在与第一焦平面36和第二焦平面66正交的两个正交平面中的每个平面中捕获广角视场；第一成像结构22和第二成像结构26，其中第一成像结构22包括第一镜头模块30，其包括第一透镜38、第二透镜40和第三透镜42，第二成像结构26包括第二镜头模块60，其包括第一透镜68、第二透镜70和第三透镜72，从场景进入输入端32和62的光线分别成像到第一焦平面36和第二焦平面66上（相当于“光学组件阵列中的每个光学组件能够在不同的像素次阵列上形成视场的影像”）；消色差第一棱镜46和消色差第二棱镜76，由图1可以看出，消色差棱镜阵列中的每个消色差棱镜与其对应的光学组件阵列对齐，第一棱镜外表面48的第一法线方向50和第二棱镜外表面78的第二法线方向80以及棱镜的折射率实现光学系统20的增强的总视场，并能够减小光学系统20的长度和尺寸。
权利要求1与对比文件3的区别特征在于：1）权利要求1中棱镜阵列为消色差双棱镜，每个消色差双棱镜包括：第一棱镜，设在所述基板的第二侧上并由第一材料制成，以及第二棱镜，设在所述第一棱镜的表面上并由第二材料制成，所述第一棱镜及第二棱镜之间界定了结合表面，所述第二材料为所述消色差双棱镜阵列中的每个消色差双棱镜之间的相同连续材料；2）权利要求1还包括位于消色差双棱镜阵列和光学组件阵列之间的基板。基于上述区别特征，权利要求1实际要解决的技术问题是：如何消除色差；如何固定消色差双棱镜阵列和光学组件阵列。
关于区别特征1），对比文件2公开了一种包括光束扫描装置的图像显示装置，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第[0146]-[0154]段，图13）：畸变修正棱镜12是由分别具有规定的顶角δ1和δ2的第一楔形棱镜12a（相当于“第二棱镜“）和第二楔形棱镜12b（相当于“第一棱镜“）相互贴合而成的复合棱镜，该第一楔形棱镜12a和第二楔形棱镜12b由折射率彼此不同或者折射率色散值或阿贝数不同的至少2种玻璃材料构成，通过采用这样的复合棱镜可以良好减小色差。上述技术特征在对比文件2中所起的作用与其在本申请中的作用相同，都是用于消除色差，也就是说对比文件2给出了将上述区别特征用于该对比文件3以解决上述技术问题的启示。而为了在制造光学组件时节省材料和降低制造复杂度，第二棱镜的材料采用消色差双棱镜之间的相同连续材料是本领域技术人员容易想到的，属于本领域的惯用手段。
关于区别特征2），利用透明基板固定消色差双棱镜阵列和光学组件阵列以便于光学系统的生产和安装属于本领域的惯用手段。当光学组件与基板相邻的面为曲面时，采用垫片、支撑器等透镜固定器将其固定在平面基板上也属于本领域的惯用手段。
由此可知，在对比文件3的基础上结合对比文件2以及本领域的惯用手段得出该权利要求所要求保护的技术方案，对本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，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（2）权利要求2-3均对权利要求1作了进一步限定，其附加技术特征已被对比文件2公开（参见说明书第[0151]段，图13）：例如通过使用由玻璃材料BK-7（nd=1.51633，阿贝数νd=64.1）构成的顶角δ1=20度的第一楔形棱镜12a（相当于“第二棱镜”），和由高折射率高色散玻璃材料L-LAH83（nd=1.864，阿贝数νd=40.6）构成的顶角δ2=14.5度的第二楔形棱镜12b（相当于“第一棱镜”）贴合而成的复合棱镜构成上述畸变修正棱镜12。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求2-3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（3）权利要求4对权利要求1作了进一步限定，该附加技术特征是本领域的惯用手段。为了扩大视场，根据光线的入射和出射方向设置每个消色差双棱镜的几何形状尤其是外表面的几何形状，属于本领域的惯用手段。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（4）权利要求5对权利要求1作了进一步限定，该附加技术特征是本领域的惯用手段。由于双棱镜阵列中心区域的光线角度垂直于棱镜射入时不产生色差，为了降低制造复杂度，在该区域仅设置单层棱镜属于本领域的惯用手段。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（5）权利要求6对权利要求1作了进一步限定，该附加技术特征已被对比文件2公开（参见说明书第[0148]段，图13）：畸变修正棱镜12是由分别具有规定的顶角δ1和δ2的第一楔形棱镜12a和第二楔形棱镜12b相互贴合而成的复合棱镜。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（6）权利要求7对权利要求1作了进一步限定，该附加技术特征是本领域的惯用手段。当利用平面基板固定光学组件阵列时，为了便于安装，基板一侧的光学组件中第一透镜具有平坦的透镜表面属于本领域的惯用手段。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（7）权利要求8对权利要求1作了进一步限定，该附加技术特征是本领域的惯用手段。当利用平面基板固定消色差双棱镜时，将每个消色差双棱镜直接形成在基板的第二侧属于本领域的惯用手段。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对复审请求人相关意见的评述
针对复审请求人的上述意见陈述，合议组认为：（1）对比文件3公开了消色差第一棱镜46和消色差第二棱镜76，第一棱镜外表面48的第一法线方向50和第二棱镜外表面78的第二法线方向80以及棱镜的折射率实现光学系统20的增强的总视场。权利要求1中采用消色差双棱镜实际要解决的技术问题是如何消除色差，而对比文件2公开的由分别具有规定的顶角δ1和δ2的第一楔形棱镜12a和第二楔形棱镜12b相互贴合而成的复合棱镜可以良好减小色差，并且与对比文件3中的消色差棱镜形状相同，客观上能够起到扩大视场的作用。本领域技术人员在面对因使用棱镜导致色差这个技术问题时，有动机将对比文件2中的复合棱镜用于对比文件3中，以达到消除色差的效果。为了在制造光学组件时节省材料和降低制造复杂度，第二棱镜的材料采用消色差双棱镜之间的相同连续材料是本领域技术人员容易想到的，属于本领域的惯用手段。（2）利用透明基板固定消色差双棱镜阵列和光学组件阵列以便于光学系统的生产和安装属于本领域的惯用手段。在对比文件3中，棱镜46和76朝向镜头30的表面在同一个平面上，为了减少制造时间和费用，本领域技术人员容易想到将棱镜46和76固定在基板上，而并非将镜头30的透镜38的非平面表面32安装至基板。（3）如前所述，对比文件3中，本领域技术人员容易想到将棱镜46和76固定在基板上，而并非将镜头30的透镜38的非平面表面32安装至基板，因此没有必要将镜头模块30和60即Petzval透镜的凸形前表面修改为平坦的表面。通常情况下基板具有平坦的表面，在基板上安装一个第一透镜是本领域技术人员可以根据实际需要进行设置的，当平面基板与第一透镜固定时，为了便于安装，本领域技术人员容易想到基板一侧的光学组件中第一透镜具有平坦的透镜表面。
综上所述，对复审请求人的上述意见陈述，合议组不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年04月02日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以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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