发明创造名称：利用光线偏移的速度测量方法及装置
外观设计名称：
决定号：201779
决定日：2020-01-16
委内编号：1F272297
优先权日：
申请（专利）号：201510098719.8
申请日：2015-03-06
复审请求人：周家军
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：彭齐治
合议组组长：徐丹
参审员：杨建坤
国际分类号：G01P13/00,G01P3/36
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第4款
决定要点
：如果根据说明书和权利要求书整体记载的技术内容，所属领域技术人员结合在申请日之前的普通技术知识，可以确定其权利要求所限定的技术方案的实施结果是不符合自然规律的，即该技术方案违背自然规律，则该权利要求不具备实用性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510098719.8，名称为“利用光线偏移的速度测量方法及装置”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请日为2015年03月06日，公开日为2015年05月13日，申请人为周家军。
经实质审查，国家知识产权局原专利实质审查部门于2018年11月15日发出驳回决定，以本申请权利要求1-4不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定为由驳回了本申请，驳回决定引用如下2篇对比文件：
对比文件1：US8213023B，公告日为2012年07月03日；
对比文件2：“光在运动介质中的运动分析”，黄晶 等，《物理教师》，第35卷第12期，第90-92页，公开日为2014年12月31日。
驳回决定所依据的文本为申请人于申请日2015年03月06日提交的说明书摘要、说明书第1-24段、摘要附图、说明书附图图1-3，2018年01月03日提交的权利要求第1-4项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 利用光线偏移的速度测量方法及装置，其特征在于，它主要包括：
——光线发射装置，用于发射脉冲光线；
——感光板，用于安装光线接收装置；
——光线接收装置，用于接收脉冲光线，将光信号转为电信号反馈到微处理器；
——腔体，用于脉冲光线传播，使脉冲光线传播产生偏移；其中，腔体是一个固定长度、可传播光线的中空的物体；且腔体有2种形式：第一种的腔体是密闭的，内部抽成高真空；第二种的腔体是敞开的，腔体内部和腔体外部的介质可自由的流通、交换；
——配套的电子设备，结合微处理器、显示器、电源，微处理器根据特定的公式、参数进行逻辑运算，计算出物体的运动方向及运动速度，反馈到显示器显示运算结果；本装置和测量物体安装固定在一起，光线的传播方向和物体的运动方向互相垂直，本装置可以测量物体的旋转线速度，也可以测量物体的旋转角速度；
光线接收装置的位置是固定的，通过测量光线接收装置的反馈信号，可以用微处理器计算出光线的偏移长度L，根据光线的偏移长度L、腔体的高度h、光线传播速度c可以计算出物体的运动速度v，计算公式为：
；
本装置可以测量物体的运动方向及运动速度，通过光线接收装置的反馈信号，测量出光线偏移的方向，物体的运动方向和光线的偏移方向互为反向。
2. 根据权利要求1的一种装置，其特征在于，在腔体的一端安装有光线发射装置，另一端安装感光板，感光板上按固定的间距、位置安装许许多多的光线接收装置，感光板上的每一个光线接收装置都是独立的，可以单独检测光信号，单独输出电信号反馈到微处理器，微处理器定时向光线发射装置发出信号，使光线发射装置发出脉冲光线，脉冲光线在腔体内从光线发射装置向感光板传播。
3. 根据权利要求1的一种装置，其特征在于，光线发射装置、感光板、光线接收装置、腔体、微处理器、显示器、电源可以集成模块化为一个独立整体，可从一个物体上拆下，安装到另外的物体上。
4. 根据权利要求1的一种装置，其特征在于，当介质静止，装置运动时，本装置测量的是装置的运动速度，当介质运动，装置静止时，本装置测量的是介质的运动速度，用3个这样的装置组成xyz三维直角坐标系，可以测量物体在x轴、y轴、z轴方向的运动方向及运动速度。”
驳回决定认为：本申请权利要求1包含两个并列的技术方案:(A)腔体是密闭的，内部抽成高真空；(B)腔体是敞开的，腔体内部和腔体外部的介质可自由的流通、交换。本申请独立权利要求1所限定的技术方案（A）与对比文件1的区别技术特征在于：（1）光线接收装置将光信号转为电信号反馈到微处理器，配套的电子设备，结合微处理器、显示器、电源，微处理器根据特定的公式、参数进行逻辑运算，计算出物体的运动方向及运动速度，反馈到显示器显示运算结果；（2）可以用微处理器计算出光线的偏移长度L，根据光线的偏移长度L、腔体的高度h、光线传播速度c可以计算出物体的运动速度v，计算公式为：；（3）本装置可以测量物体的旋转线速度，也可以测量物体的旋转角速度。本申请独立权利要求1所限定的技术方案（B）与对比文件1的区别技术特征还包括：（4）腔体是敞开的，腔体内部和腔体外部的介质可自由的流通、交换。而上述区别（1）-（3）是本领域技术人员在对比文件1所公开内容的基础上容易想到的，属于常规技术手段；上述区别（4）被对比文件2所公开；因此本申请的独立权利要求1相对于对比文件1和对比文件2、本领域常规技术手段的结合是显而易见的。从属权利要求2-4所限定技术特征或被对比文件1公开，或属于本领域常规技术手段。因此，权利要求1-4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人周家军（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年01月27日向国家知识产权局提出了复审请求，未修改申请文件。
复审请求人认为：本申请的速度测量方法和逻辑函数关系式，均来源于发明人的新的理论支持，是发明人经过推导及演算所得出的，并没有见载于教科书或工具书。而对比文件1-2均未公开本申请的技术方案，因此本申请具备创造性 。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年03月06日依法受理了该复审请求，并将其转送至原专利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认为，根据相对论原理，当本申请中的装置匀速运动时光线不会出现偏移，只有当装置以一定的加速度运动时，光线才会出现偏移，而此时测量的是装置的加速度，而且在申请人的其他证明文件中，本申请的技术方案是基于以太的存在而实现的，而以太理论已被科学界证实是错误的，并且由此引出了相对论，因此，本申请权利要求1-4不能在产业上制造，不符合专利法第22条第4款有关实用性的规定 ，因而坚持原驳回决定。
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2019年09月18日向复审请求人发出复审通知书，指出：复审请求人所提及的理论与目前学术界所广泛接受和认可的狭义相对论和广义相对论相违背，并且目前也没有明确的试验验证或者学说表明狭义相对论和广义相对论在描述光速运动方面存在不足之处，因此合议组在认可狭义相对论和广义相对论的理论正确性的基础上，推导得出复审请求人所基于的理论以及根据其理论推导得出的速度测量计算公式与狭义相对论不相符，简单来说，根据本申请权利要求1中的计算公式可知，当装置运动时可以建立脉冲光线的偏转角度θ与物体运动速度的关系为：tan θ = L/h = v/c；而根据狭义相对论，应当使用洛伦兹变换来推导描述与光速相关的运动规律，使用洛伦兹变换得到的偏转角度θ为：；由此可知本申请中对相关运动规律的推导过程明显没有采用洛伦兹变换来建立不同参照系之间的关系，即本申请所建立的理论没有遵从相对论理论的基础，从而可以认为本申请的技术方案属于违背自然规律而不能实施的情况，因此不符合专利法第22条第4款有关实用性的规定。
复审请求人于2019年10月06日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：审查员所列举的公式（4）比本申请专利所使用的公式（1）tan θ = L/h = v/c更精确，但是这同时表明，本发明的工作原理是确实有效的、可行的，在产业上是可制造的，只是在逻辑计算公式上有差异，在低速下，公式（4）就过渡到公式（1）；对于美国“新地平线”号探测器而言，其飞行速度为每小时5.79万公里，即一秒钟就飞行16000米，对于公式（1）计算得到的偏转角度为5.33703*10-5，对于公式（4）计算得到的偏转角度为5.33703*10-5，在有效值内，这两个公式的计算结果差别并不大，可以说是毫无影响。本发明即使有缺陷，但对于人类生活使用来说，影响并不大，也无需修正。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人未对申请文件进行修改，本决定以驳回决定所针对的文本，即复审请求人于申请日2015年03月06日提交的说明书摘要、说明书第1-24段、摘要附图、说明书附图图1-3，2018年01月03日提交的权利要求第1-4项为基础作出。
2、关于本申请是否符合专利法第22条第4款的问题
专利法第22条第4款规定：实用性，是指该发明或者实用新型能够制造或者使用，并且能够产生积极效果。
如果根据说明书和权利要求书整体记载的技术内容，所属领域技术人员结合在申请日之前的普通技术知识，可以确定其权利要求所限定的技术方案的实施结果是不符合自然规律的，即该技术方案违背自然规律，则该权利要求不具备实用性。
具体就本案而言，权利要求1-4要求保护一种利用光线偏移的速度测量方法及装置。结合本申请说明书附图1-3可知，其工作原理是，在腔体的一端安装脉冲光线发射装置，在另一端安装感光板和脉冲光线接收装置，脉冲光线在腔体中传播，将该测量装置安装固定到测量物体上，使腔体的光线传播方向和物体的运动方向互相垂直，当装置运动时，根据脉冲光线的偏折，利用公式来计算确定测量物体的运动速度。
也就是说，根据本申请权利要求1中的计算公式可知，当装置运动时可以建立脉冲光线的偏转角度θ与物体运动速度的关系为：
tan θ = L/h = v/c（1）
但是，本领域技术人员知晓，当涉及在不同参照系下观测光速或者涉及光速与物体运动速度叠加时需要使用狭义相对论或广义相对论。
对于本申请构建的测量装置而言，可近似使用狭义相对论来分析装置中的脉冲光线运动。
参考公知常识证据1：大学物理学新编——相对论篇，王文诚 编著，《浙江大学出版社》，2007年12月第1版第1次印刷，公开日期为：2007年12月31日。参考其中的第一篇狭义相对论，第四章狭义相对论光学，第2节光行差，第70-71页。
相对于光源运动的观察者所观察到的光源的表观方向，和相对于光源静止的观察者所观察到的光源实际方向有一个偏差，这个现象叫光行差现象。假设某一运动粒子P在(x, y)与(x’, y’)平面内运动，相对于两个系统的速度分别是v和v’，它的瞬时方向为a与a’(如图1.4.1所示)，
这时有vx = v cosa, vy = v cosa, vz = 0
v'x = v’ cosa’, v’y = v’ cosa’, v’z = 0
因此由洛伦兹速度变换公式可得，其中β为洛伦兹因子，，c为真空中光速，u为两个参照系之间的相对运动速度。
于是可给出
当把粒子换成光子，即光信号时，于是有v = v’ = c，得
（2）
同样等价的有，
（3）
由此就得到相对论的光行差公式（2）和（3），给出了对于两个有相对运动的观察者光源表观方向之间的关系。
将上述公式（3）代入本申请说明书附图图1的装置中，将腔体所处的参考坐标系定义为洛伦兹变换中的S参照系(x, y, z, t)，将观察到腔体运动的观察者所处的参考坐标系定义为S’参照系(x’, y’, z’, t’)，则将脉冲光线的出射方向定义为π/2，则S’参照系中观察到的脉冲光线的出射方向变为，
可得在S’参照系中观察到的脉冲光线相对于π/2出射方向的偏转角度θ为：
（4）
根据公式（4）可知，其与本申请所推导出来的脉冲光线偏转角度θ的表达式（1）不同，由此可知，本申请所采用的计算确定测量物体运动速度的计算公式与狭义相对论的理论推导结果公式（4）不相符合。
对于复审请求人所陈述的意见，合议组认为：在专利法意义上，实用性要求的“能够制造或使用”是指发明或者实用新型申请的技术方案具有在产业中被制造或使用的可能性；如果按照说明书和权利要求书给出的信息，即使相应的产品可以被制造出来，但所属领域技术人员结合在申请日之前所知晓的普通技术知识，可以确定其实施结果是违背自然规律的，即该技术方案属于违背自然规律的情形，不属于专利法意义上的可以在产业中被制造或使用的范畴，不具有在产业中被制造或使用的可能性，因此其不具备实用性。对本案而言，复审请求人已经自认其计算公式不符合洛伦兹变换，其推导的计算结果与采用洛伦兹变换的计算结果不同，即本申请的技术方案的实施结果违背了依据狭义相对论推导得出的计算结果，属于违背自然规律的情形。
对于复审请求人所认为的，关于人造飞行物的速度远低于光速，则本申请计算结果与狭义相对论的差别很小、影响不大的理由。合议组认为，首先，并不能根据计算误差的大小来否认所依据的理论的错误，人类科技的发展正是通过希望的观测误差来加深对自然规律的认识，狭义相对论的发展恰恰反映了这一点；其次，本领域技术人员知晓，对于人造卫星等高速运动的对象，其相对论效应是不能忽略的，例如对于GPS等全球卫星定位系统就需要对相对论效应的影响进行修正，复审请求人所例举的美国“新地平线”号探测器的速度远大于GPS卫星的运行速度，其所受到的相对论效应的影响将会更大，在准确测量其运行速度时同样是不可忽略相对论效应影响的；再次，本申请在原始申请文件中并未提及任何使用场景和测量对象的限定，也就是说，本申请并没有说明其方案适用的测量速度范围，是否是因为其测量速度远远低于光速而足以使用牛顿经典物理学的理论，即本申请在其原始申请文件中并没有明确说明其适用对象和应用场景足以满足可采用牛顿经典物理学理论来近似的条件，所以复审请求人在意见陈述中提及的上述理由不能被接受。
综上所述，本申请权利要求1-4的技术方案违背了狭义相对论，属于违背自然规律而不能实施的情况，因此不符合专利法第22条第4款有关实用性的规定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年11月15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，请求人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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