基于限定参数的透镜领域的专利评述分析

基于限定参数的透镜领域的专利评述分析

吴迪  张露

国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心

摘要：针对具有大量光学设计镜头参数范围的权利要求，准确把握发明构思，三性评判中合理运用证据，结合发明的技术效果进行镜头参数的评述；事实认定准确，经过对透镜材料热膨胀系数与透镜材料的折射率以及折射率温度系数之间的关系的精确计算，正确认定为其公开的内容；充分体现证据意识，准确站位本领域技术人员，对透镜材料满足折射率温度系数差值的数值范围进行充分说。

关键词：透镜领域；参数限定；充分说理

一、引言

从光学镜头申请的技术特点来看，由于使用者对成像质量要求越来越高，从最初的数量为2-6个镜片，发展到如今的10几个镜片的复杂光学系统，影响光学透镜性能的因素主要包括透镜的组合方式、各透镜的结构、折射率、色散等方面，光学透镜的基本特性多是通过焦距、曲率半径、厚度、相对孔径、视场角等参数来表征，并且根据各透镜所起的作用及移动方式等，光学镜头会被划分为数个透镜组。然而在光学设计中，往往技术改进比较微小，调整光学系统中的一、两个参数就会对全局的成像质量有较大的影响，这也对透镜领域专利的审查提出了新的要求，如何提高透镜领域审查标准的一致性是首要面临的问题。

二、透镜领域专利审查实例分析

本文选取发明名称为“一种大口径被动消热差长波红外镜头”的申请进行实例分析，本申请的发明构思在于通过合理优化第一透镜材料与第二透镜材料的折射率温度系数的差值所在的数值范围以及第一透镜材料的热膨胀系数与第一透镜材料的折射率以及折射率温度系数之间的关系，设计了一种透镜数少，透过率高，又能在宽温度范围内实现系统被动消热差特性满足成像质量要求的大口径长波红外镜头。采用的关键技术手段在于“第一透镜材料与第二透镜材料的折射率温度系数的差值所在的数值范围；体现在权利要求1；第一透镜材料的热膨胀系数与第一透镜材料的折射率以及折射率温度系数之间的关系，体现在权利要求2中。” 拟评述的权利要求如下：

1. 一种大口径被动消热差长波红外镜头，其特征在于，从物方侧起顺次配置如下光学元件：第一透镜组、第二透镜组，所述第一透镜组为凸面朝向物方侧的具有负屈光力的弯月形透镜，所述第二透镜组为凸面朝向像方侧的具有正屈光力的弯月形透镜。为不产生温度离焦，所述第一透镜组、第二透镜组选用不同的硫系玻璃材料，两者的折射率温度系数之差满足下述条件式： 1×10-5-4   (1) 其中，dn1/dt为所述第一透镜材料的折射率温度系数，dn2/dt为所述第二透镜材料的折射率温度系数。

2. 根据权利要求1所述的大口径被动消热差长波红外镜头，其特征在于,所述第一透镜组所选用的硫系玻璃材料满足下述条件式 -50×10-6<α1-dn1/dt/(n1-1)<5×10-6     (2)

其中，α1为所述第一透镜材料的热膨胀系数，n1为所述第一透镜材料的折射率。

针对上述权利要求1-2的评述如下：

1、权利要求1要求保护一种大口径被动消热差长波红外镜头，对比文件1（JP2015060194 A）公开了一种红外线光学系统，并具体公开了如下技术内容（参见说明书第[0018-0045]段，附图1-2）：红外线光学系统包括从物体侧开始依次配置的具有负折射本领的第一透镜组、具有正折射本领的第二透镜组；从附图13可知，第一透镜组和第二透镜组构成弯月形。

基于上述内容，对比文件1公开了一种大口径长波红外镜头，该权利要求的技术方案与该对比文件公开的技术内容相比，其区别在于：所述第一透镜组、第二透镜组选用不同的硫系玻璃材料，两者的折射率温度系数之差满足下述条件式 1×10-5×10-4，以及能够实现消热差。基于上述区别技术特征，该权利要求实际解决的技术问题是：如何实现消热差。

对比文件2（US4834472 A）公开了一种红外线光学系统，并具体公开了如下技术内容（参见说明书第10-13页，附图1-2）：与10.6微米波长的激光束一起使用的无焦光束扩展器的特定示例具有如下数值数据，如图1所示，具有向后凸出的弯月形状的元件1和向前凸出的弯月形状的正向前元件 2。从其中相应的系数为相对于第一和第二材料的温度的折射率变化以这样的方式相关，使得光束扩展器相对于无线性基本上是无热的。本领域技术人员可以设计其他实施例和示例，可能使用不同的形状用于负透镜元件和/或正透镜元件和/或选择不同的两种材料。具有与上述相同基础表达的相关数据的可能的其他红外透射材料的实例如下表1：

表1

上述区别技术特征在对比文件2中所起的作用与其在本申请中所起的作用相同，同时为了实现消热差，因此对比文件2给出了将上述区别技术特征用于本申请的技术启示。为了更好的实现被动消热差，本领域技术人员根据实际的使用温度需要，选择两种不用的硫系材料，在对比文件1已经给出了具有第一透镜组为凸面朝向物方侧的具有负屈光力的弯月形透镜，第二透镜组为凸面朝向像方侧的具有正屈光力的弯月形透镜，即光学镜组的面型与屈光力与本申请完全相同的基础上，结合对比文件

2给出的具有硫系玻璃材料能够实现消热差的同样具有两组透镜组成的光学系统的启示之下，然而本领域技术技术人员可知，常用硫系玻璃材料具有对比文件2给出的有限个如表1中所示，为了实现消热差，使第一透镜组以及第二透镜的折射率温度系数满足1×10-5×10-4的要求是通过有限次的优化设计能够实现的，并不需要付出创造性的劳动。

因此，在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域惯用手段以获得该权利要求的技术方案，对本技术领域的技术人员是显而易见的，因此该权利要求不具备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引用权利要求1，对比文件1进一步公开了（参见说明书第[0075]段，表13）：第一透镜组的材料为ZnS,其折射率为2.20025，关于其折射率温度系数以及热膨胀系数参见工具书（“工程光学第4版”，郁道银，机械工业出版社，第56页，第203-204页，2015年11月30日），并具体公开了如下技术内容：ZnS的热膨胀系数α1为0.0000065，折射率温度系数dn1/dt为0.0000433，关系式α1-dn1/dt/(n1-1) <-3，因此-50×10-6<α1-dn1/dt/(n1-1)<5×10-6为其隐含公开的内容。因此，在其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求2也不具备创造性。

三、总结分析

基于具有透镜领域的专业参数的评述，要站位本领域技术人员，理解参数的具体含义，经过分析推理计算后得出专业性的结论。总结为以下几点，一是上述实例事实认定准确，结合书证分析计算，确定隐含公开的内容。在对比文件1公开了透镜材料为ZnS,其折射率为2.20025的基础上，关于ZnS折射率温度系数以及热膨胀系数参见工具书公开内容：ZnS的热膨胀系数α1为0.0000065，折射率温度系数dn1/dt为0.0000433，计算得出关系式α1-dn1/dt/(n1-1) <-3，因此-50<α1-dn1/dt/(n1-1)<5为其隐含公开的内容。二是充分体现证据意识，准确站位本领域技术人员，创造性评述中充分说理。在对比文件1已经给出了具有第一透镜组为凸面朝向物方侧的具有负屈光力的弯月形透镜，第二透镜组为凸面朝向像方侧的具有正屈光力的弯月形透镜，即光学系统镜组的面型与屈光力与本申请完全相同的基础上，结合对比文件2给出的具有硫系玻璃材料能够实现消热差并且同样具有两组透镜组成的光学系统的技术启示之下，站位本领域技术技术人员可知，常用硫系玻璃材料具有对比文件2的如表1中所示，为了实现消热差，使第一透镜组以及第二透镜的折射率温度系数满足1×10-5×10-4的要求是通过有限次的优化设计能够实现的。三是法条适用准确，语言表达严谨流畅。本领域的专业术语使用恰当，专利法发条用语合理，措辞准确严谨，没有歧义，法条适用准确。

第二作者张露对本文贡献等同第一作者