发明创造名称：电信号产生单元、阵列、地毯及产生直流电信号的方法
外观设计名称：
决定号：194348
决定日：2019-10-25
委内编号：1F281006
优先权日：
申请（专利）号：201510725223.9
申请日：2015-10-29
复审请求人：北京纳米能源与系统研究所
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：李娜
合议组组长：李英
参审员：闫朝
国际分类号：H02N1/04，H01L29/66
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征，该区别技术特征既未被其他对比文件公开，也不属于本领域的公知常识，并且该区别技术特征使得该权利要求的技术方案具有有益的技术效果，则该权利要求相对于上述对比文件和公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510725223.9，名称为“电信号产生单元、阵列、地毯及产生直流电信号的方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为北京纳米能源与系统研究所，申请日为2015年10月29日，公开日为2017年04月26日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2019年01月11日发出驳回决定，以权利要求1-15不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由，驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为申请日2015年10月29日提交的说明书第1-8页、说明书附图第1-8页、说明书摘要和摘要附图，2018年11月12日提交的权利要求第1-15项。
驳回决定所针对的权利要求书内容如下：
“1. 一种电信号产生单元，其特征在于，所述电信号产生单元包括：发电部件，用于与运动部件相对滑动，且在滑动的过程中改变所述发电部件与所述运动部件之间的接触面积，并由所述发电部件产生电荷，以形成对应的感应电势，且所述感应电势随着滑动情况变化；以及至少两个单向导通部件，所述发电部件连接在一个所述单向导通部件的正端和另一个所述单向导通部件的负端之间，用于在连接外电路形成回路时，随着所述感应电势的变化，在回路中产生单向流动的直流电信号；其中，所述发电部件包括：电极层，连接在两个所述单向导通部件之间；摩擦层，设置在所述电极层的表面，用于在与所述运动部件相对滑动过程中，所述摩擦层上产生摩擦电荷，且所述电极层上产生对应的感应电荷。
2. 根据权利要求1所述的电信号产生单元，其特征在于，所述发电部件还包括：
基底层，所述基底层上设置有所述电极层，用于支撑所述电极层。
3. 根据权利要求1或2所述的电信号产生单元，其特征在于，所述发电部件与运动部件的接触面具有摩擦电极序差异。
4. 根据权利要求1所述的电信号产生单元，其特征在于，所述发电部件为摩擦发电机，所述摩擦发电机的一个输出端连接在一个所述单向导通部件的正端，另一个输出端连接在另一个所述单向导通部件的负端之间；所述摩擦发电机为滑动模式摩擦发电机。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的电信号产生单元，其特征在于，所述单向导通部件包括PN结、肖特基结、二极管及MOS管中至少一者。
6. 根据权利要求5所述的电信号产生单元，其特征在于，所述单向导通部件与所述发电单元集成在一起，共用电极层。
7. 一种发电阵列，其特征在于，所述发电阵列包括多个根据权利要求1-6中任一项所述的电信号产生单元，各所述电信号产生单元串联和/或并联连接。
8. 根据权利要求7所述的发电阵列，其特征在于，多个所述电信号产生单元按照一维阵列排列。
9. 根据权利要求7所述的发电阵列，其特征在于，所述电信号产生单元中的发电单元为长条形，多个电信号产生单元的发电单元互相平行排列。
10. 根据权利要求7所述的发电阵列，其特征在于，多个所述电信号产生单元按照二维阵列排列。
11. 根据权利要求8-10任一项所述的发电阵列，其特征在于，所述电信号产生单元包括电极层和设置在电极层上的摩擦层，多个所述电信号产生单元的摩擦层互相连接在一起。
12. 根据权利要求11所述的发电阵列，其特征在于，所述电信号产生单元的摩擦层为柔性材料。
13. 根据权利要求11或12所述的发电阵列，其特征在于，还包括衬底，所述电信号产生单元设置在所述衬底上，所述衬底为柔性或者硬性材料。
14. 一种由二维阵列发电阵列组成的纤维基地毯，其特征在于，包括：根据权利要求1-6中任一项所述的电信号产生单元，或根据权利要求7-13中任一项所述的发电阵列，用于当人体在所述地毯上活动时，产生所述电信号。
15. 一种产生直流电信号的方法，其特征在于，适用于摩擦发电装置，通过滑动在所述摩擦发电装置产生的摩擦电荷所产生的变化电场调控单向导通部件的偏置和开闭，从而管理产生的感应电荷的输运方向，实现电流的单向输运；其中，所述摩擦发电装置为权利要求1-6中任一项所述的电信号产生单元。”
驳回决定中引用的对比文件如下：
对比文件1：CN104242723A，公开日为2014年12月24日；
对比文件2：US2015/0008797A1，公开日为2015年01月08日。
驳回决定指出：1）权利要求1与对比文件1的区别技术特征为：（1）对比文件1的摩擦纳米发电机为接触-分离式摩擦发电机，而权利要求1为滑动式摩擦发电机，其发电部件包括：电极层，连接在两个单向导通部件之间；摩擦层，设置在电极层的表面，用于在与运动部件相对滑动过程中，摩擦层上产生摩擦电荷，且电极层上产生对应的感应电荷；（2）还包括至少两个单向导通部件，发电部件连接在一个单向导通部件的正端和另一个单向导通部件的负端之间，用于在连接外电路形成回路时，随着感应电势的变化，在回路中产生单向流动直流电信号。而区别技术特征（1）为本领域的公知常识，区别技术特征（2）是本领域技术人员在对比文件2公开内容的基础上结合本领域的公知常识容易想到的，因此权利要求1不具备创造性；2）从属权利要求2、4-6的附加技术特征属于本领域的公知常识；从属权利要求3的附加技术特征被对比文件1公开，因此权利要求2-6不具备创造性；3）权利要求7包括多个根据权利要求1-6中任一项所述的电信号产生单元，与对比文件1的区别还在于：各电信号产生单元串/并联连接。而该区别技术特征为本领域的公知常识，当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求7也不具备创造性；4）从属权利要求8-11、13的附加技术特征属于本领域的公知常识；从属权利要求12的附加技术特征被对比文件1公开，因此权利要求8-13不具备创造性；5）权利要求14包括根据权利要求1-6中任一项所述的电信号产生单元或根据权利要求7-13中任一项所述的发电阵列，其与对比文件1的区别还在于：将滑动摩擦发电机形成二维阵列并应用于纤维基地毯上，而该区别技术特征属于本领域的公知常识，当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求14不具备创造性；6）权利要求15为产生直流电信号的方法，其适用于摩擦发电装置，其中的摩擦发电装置为权利要求1-6中任一项所述的电信号产生单元，其与对比文件1的区别技术特征为：（1）摩擦发电机为滑动式发电机；（2）通过单向导通部件的偏置和开闭，从而管理产生的感应电荷的运输方向，实现电流的单向输运。而区别技术特征（1）为本领域的公知常识，区别技术特征（2）是本领域技术人员在对比文件2公开内容的基础上结合本领域的公知常识容易想到的，因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，因此权利要求15不具备创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年04月26日向国家知识产权局提出了复审请求，未对申请文件进行修改。复审请求人认为：对比文件1公开的是一种压电发电装置，而本申请公开的是一种滑动摩擦纳米发电装置，两者在结构和发电原理上均存在差异，同时，对比文件1并不涉及如何将摩擦发电机所产生的交流电转换为直流电的问题，对比文件2公开的便携式发电机也只是通过压电晶体的撞击而产生电流，其不属于滑动摩擦纳米发电装置，在对比文件1完全没有技术启示的情况下，本领域技术人员站在对比文件1的高度不能获知对比文件2所记载的技术方案从而进行结合。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年04月30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：（1）对比文件1公开的是一种单电极摩擦纳米发电机，其利用接触-分离原理实现摩擦纳米发电机发电，其并非一种压电发电机，而对于本领域技术人员来说，公知的摩擦纳米发电机的种类有多种，接触-分离式摩擦发电机与滑动式摩擦发电机都是摩擦发电机常见种类之一，不同种类的摩擦发电机可以分别收集不同运动形式的机械能，本领域技术人员可以根据应用环境的不同而选择不同种类的摩擦纳米发电机；当环境中的机械能为滑动式机械能时，采用本申请的滑动式摩擦发电机来收集该滑动机械能对于本领域技术人员来说是容易想到的，并不需要付出创造性的劳动，相应的，其技术效果也是可以预期的；（2）对比文件1公开了一种单电极摩擦纳米发电机，其输出的是交流电信号，对于本领域技术人员来说，在使用该交流信号时，可以将该交流信号提供给交流负载或直流负载；当负载为直流负载需要输出直流电信号时，在其输出侧设置一整流电路从而将交流电信号转换成直流电信号是本领域常规设置，属于公知常识；同时，对比文件2公开了本申请的整流电路，即采用两个单向导通的二极管12、14将发电单元产生的交流电信号转换成单向流动的直流电信号；尽管对比文件2和本申请的发电机原理不同，但压电发电装置和摩擦纳米发电装置都是常见的振动机械能量收集装置，其产生的均是交流电信号，当对比文件1的单电极摩擦纳米发电机需要输出直流电信号时，将对比文件2公开的通过两个二极管形成单向流动的直流电信号应用到对比文件1中以解决其存在的技术问题是容易想到的，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。
复审请求人于2019年09月02日提交了权利要求书的全文修改替换页，将原权利要求6中的附加技术特征添加至原权利要求1中，并适应性调整其余权利要求的引用关系及编号。
修改后的权利要求1的内容如下：
“1. 一种电信号产生单元，其特征在于，所述电信号产生单元包括：发电部件，用于与运动部件相对滑动，且在滑动的过程中改变所述发电部件与所述运动部件之间的接触面积，并由所述发电部件产生电荷，以形成对应的感应电势，且所述感应电势随着滑动情况变化；以及至少两个单向导通部件，所述发电部件连接在一个所述单向导通部件的正端和另一个所述单向导通部件的负端之间，用于在连接外电路形成回路时，随着所述感应电势的变化，在回路中产生单向流动的直流电信号；其中，所述单向导通部件与所述发电单元集成在一起，共用电极层；所述发电部件包括：电极层，连接在两个所述单向导通部件之间；摩擦层，设置在所述电极层的表面，用于在与所述运动部件相对滑动过程中，所述摩擦层上产生摩擦电荷，且所述电极层上产生对应的感应电荷。”
经过充分的阅卷并合议，本案合议组认为事实已经清楚，可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人于2019年09月02日提交了权利要求书的全文修改替换页，经审查，上述修改符合专利法第33条的规定。本复审请求审查决定所针对的文本为：申请日2015年10月29日提交的说明书第1-8页、说明书附图第1-8页、说明书摘要和摘要附图，2019年09月02日提交的权利要求第1-14项。
2、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。
如果一项权利要求相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征，该区别技术特征既未被其他对比文件公开，也不属于本领域的公知常识，并且该区别技术特征使得该权利要求的技术方案具有有益的技术效果，则该权利要求相对于上述对比文件和公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。
本复审请求审查决定引用的对比文件与驳回决定引用的对比文件相同，即：
对比文件1：CN104242723A，公开日为2014年12月24日；
对比文件2：US2015/0008797A1，公开日为2015年01月08日。
2.1、权利要求1请求保护一种电信号产生单元，对比文件1公开了一种单电极摩擦纳米发电机（相当于电信号产生单元），并具体公开了如下技术内容（参见说明书第0093-0131段及附图1-18）：包括摩擦层10（相当于运动部件）和电极层20（相当于发电部件）；摩擦层10和电极层20面对面放置，保持一定间隙，电极层20通过外电路30与地相连；在外力的作用下，摩擦层10和电极层20表面能够发生接触和分离，在电极层20表面产生电荷，并形成对应的感应电势，感应电势随着接触和分离情况变化，从而产生交流电流在外电路30和地之间流动。
权利要求1与对比文件1的区别技术特征是：对比文件1的摩擦纳米发电机为接触-分离式摩擦发电机，其输出交流电信号，而权利要求1请求保护的电信号产生单元是一种输出直流电信号的滑动式摩擦发电机，其通过在滑动的过程中改变发电部件与运动部件之间的接触面积，并由发电部件产生电荷，以形成对应的感应电势，且感应电势随着滑动情况变化，其发电部件的电极层连接在两个单向导通部件之间，摩擦层设置在电极层的表面，用于在与运动部件相对滑动过程中，摩擦层上产生摩擦电荷，且电极层上产生对应的感应电荷；发电部件连接在一个单向导通部件的正端和另一个单向导通部件的负端之间，用于在连接外电路形成回路时，随着感应电势的变化，在回路中产生单向流动直流电信号；单向导通部件与发电单元集成在一起，共用电极层。
基于该区别技术特征，可以确定本申请实际解决的技术问题是：如何采用简单结构收集环境中的滑动机械能来发出单向流动的直流电信号。
关于上述区别技术特征，首先，对比文件2公开了一种压电发电装置（参见说明书第0008-0013段及附图1-3）：压电发电装置外部设置有两个单向导通的二极管12、14，压电发电装置通过导线连接在二极管12的正端和二极管14的负端之间。其旨在利用纳米压电粉末与惰性冲击材料构成便携发电设备，输出电力，对比文件2不收集环境中的滑动机械能，对于收集到的压电能，其是通过独立于压电发电装置外的分立的二极管进行整流，可见对比文件2没有给出，通过将整流电路与滑动摩擦发电机进行器件集成的方式收集环境中的滑动机械能来发出单向流动的直流电信号的技术启示。其次，虽然滑动摩擦发电机是本领域的一种常规的能量收集装置，但是，由于收集环境中的滑动机械能获得的是交流电信号，如果要获得直流电信号，通常是给滑动摩擦发电机配备整流桥，基于这样的常规认知，本领域技术人员并不容易想到将进行整流的单向导通部件通过电极层共用的方式与发电单元集成在一起，即这样的处理不是本领域的公知常识。并且，该区别技术特征使得权利要求1的技术方案中电信号产生单元的结构简单、输出信号性能更佳，具有有益的技术效果。
由此可见，权利要求1相对于对比文件1-2以及本领域的公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2、权利要求2-5直接或间接地引用权利要求1，在权利要求1具备创造性的情况下，权利要求2-5也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3、独立权利要求6请求保护一种发电阵列，其包括多个根据权利要求1-5中任一项所述的电信号产生单元，在权利要求1-5具备创造性的情况下，权利要求6也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.4、权利要求7-12直接或间接地引用权利要求6，在权利要求6具备创造性的情况下，权利要求7-12也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.5、权利要求13请求保护一种由二维阵列发电阵列组成的纤维基地毯，其包括根据权利要求1-5中任一项所述的电信号产生单元或根据权利要求6-12中任一项所述的发电阵列，在引用的权利要求具备创造性的情况下，权利要求13也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.6、权利要求14请求保护一种产生直流信号的方法，其中适用于的摩擦发电装置为根据权利要求1-5中任一项所述的电信号产生单元。在引用的权利要求具备创造性的情况下，权利要求14也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于驳回和前置审查中的相关意见
合议组认为：本申请的目的是提供一种电信号产生单元、阵列、地毯以及产生直流电信号的方法，可通过摩擦电荷所产生的变化电场调控单向导通部件的偏置和开闭，将单向导通部件与发电机的发电元件集成在一起发出直流电信号，其要解决的技术问题是简化发电结构，降低集成难度，而对比文件1输出的是交流电，对比文件2采用分立的二极管进行整流，对比文件1和2均不涉及发电机与整流电路之间的结构整合，没有解决相关技术问题的动机和启示，也没有给出可以利用的技术手段，而本申请中所采用的技术手段也不属于本领域的公知常识。
基于上述理由，合议组依法作出如下审查决定。至于本申请中是否还存在其它不符合专利法及其实施细则规定的缺陷，留待实质审查部门继续进行审查。
三、决定
撤销国家知识产权局于2019年01月11日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局实质审查部门以本复审请求审查决定所针对的文本为基础继续进行审批程序。
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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