发明创造名称：一种磁编码器及其导磁码盘及导磁码盘的制备方法
外观设计名称：
决定号：186028
决定日：2019-08-07
委内编号：1F271946
优先权日：
申请（专利）号：201610379792.7
申请日：2016-06-01
复审请求人：江苏森尼克电子科技有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：张宇
合议组组长：徐丹
参审员：宋艳杰
国际分类号：G01D5/12,H02K11/215
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果作为现有技术的对比文件均未公开权利要求中的某技术特征，也未给出应用该技术特征以解决相应技术问题的技术启示，且没有证据证明该技术特征是本领域的公知常识，则该权利要求相对于对比文件具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610379792.7，名称为“一种磁编码器及其导磁码盘及导磁码盘的制备方法”的发明专利申请。本申请的申请日为2016年06月01日，公开日为2016年10月26日；申请人为江苏森尼克电子科技有限公司。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年10月31日发出驳回决定，驳回了本发明专利申请，其理由是：权利要求第1-7项不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定中涉及如下3篇对比文件：
对比文件1：CN201236579Y，公告日为2009年05月13日；
对比文件2：CN104362802A，公开日为2015年02月18日；
对比文件3：CN102322878A，公开日为2012年01月18日。
驳回决定所依据的文本为申请日2016年06月01日提交的说明书摘要、说明书第1-25段、摘要附图、说明书附图图1-4；以及于2018年07月25日提交的权利要求第1-7项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种磁编码器，其特征在于：包括用于和电机壳体固定连接的永磁体、用于和电机的输出轴固定连接的导磁码盘，所述导磁码盘具有至少一圈磁栅，所述磁栅由用于对所述永磁体产生的磁场形成扰动的导磁部及与所述导磁部相接的非导磁区组成，所述导磁部由导磁材料制成；所述导磁码盘为圆片状，所述磁栅设置在圆片的底面上，所述导磁码盘具有外圈磁栅和内圈磁栅；所述外圈磁栅由多个导磁部及多个非导磁区组成，且相邻两个所述导磁部之间设置有一个所述非导磁区；所述内圈磁栅由一个导磁部和一个非导磁区组成，所述传感器包括用于检测零位的霍尔元件，所述霍尔元件对应所述内圈磁栅设置；
该磁编码器还包括信号处理器，所述信号处理器包括用于检测磁场变化的传感器，所述信号处理器设置于PCB上，所述传感器设置于所述永磁体和所述导磁码盘之间或设置在所述导磁码盘的远离所述永磁体的一侧；
所述传感器包括多对InSb磁阻元件，各对所述InSb磁阻元件相互电连，且其中一个InSb磁阻元件正对某一非导磁区时另一个InSb磁阻元件正对某一导磁部或其中一个InSb磁阻元件正对某一非导磁区时另一个InSb磁阻元件正对另一非导磁区。
2. 根据权利要求1所述的磁编码器，其特征在于：所述导磁码盘由导磁材料制成，所述导磁码盘上开设有孔，所述孔构成所述非导磁区；
或，所述导磁码盘由非导磁材料制成，所述导磁码盘上固定设置有导磁材料构成所述导磁部。
3. 根据权利要求1所述的磁编码器，其特征在于：所述外圈磁栅的多个所述非导磁区沿圆片的周向等间隔分布，所述非导磁区呈扇环形。
4. 根据权利要求1所述的磁编码器，其特征在于： InSb磁阻元件的宽度≤非导磁区的宽度≤导磁部的宽度。
5. 根据权利要求1至4任一所述的磁编码器，其特征在于：所述传感器设置于所述永磁体和所述导磁码盘之间。
6. 一种如权利要求1-4任一所述的导磁码盘。
7. 一种如权利要求6所述的导磁码盘的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在导磁材料上开贯通孔形成非导磁区，未开孔区作为导磁部，制得所述导磁码盘；或，在非导磁材料上镀导磁材料形成导磁部，未镀导磁材料的部分作为非导磁区，制得所述导磁码盘。”
驳回决定认为, 权利要求1与对比文件1的区别在于：（1）还包括用于和电机壳体固定连接的永磁体，进而，磁栅对所述永磁体产生的磁场形成扰动；所述传感器设置于所述永磁体和所述导磁码盘之间或设置在所述导磁码盘的远离所述永磁体的一侧；（2）所述导磁码盘为圆片状，所述磁栅设置在圆片的底面上；所述导磁码盘还具有内圈磁栅，所述内圈磁栅由一个导磁部和一个非导磁区组成，所述传感器包括用于检测零位的霍尔元件，所述霍尔元件对应所述内圈磁栅设置；所述传感器包括多对InSb磁阻元件，各对所述InSb磁阻元件相互电连，且其中一个InSb磁阻元件正对某一非导磁区时另一个InSb磁阻元件正对某一导磁部或其中一个InSb磁阻元件正对某一非导磁区时另一个InSb磁阻元件正对另一非导磁区。区别技术特征（1）是本领域技术人员容易想到的，而对于区别技术特征（2），对比文件3给出了需要设置参考点以确定编码器的初始位置的技术启示，具体设置所述导磁码盘还具有内圈磁栅，所述内圈磁栅由一个导磁部和一个非导磁区组成，所述传感器包括用于检测零位的霍尔元件，所述霍尔元件对应所述内圈磁栅设置进而实现对零位的检测对所属技术领域的技术人员来说是容易实现的，各磁阻元件的设置及具体布置也属于本领域技术人员容易实现的。因而权利要求1相对于对比文件1、对比文件3及本领域的公知常识不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-6的附加技术特征或被对比文件1、对比文件2或对比文件3公开，或是本领域技术人员容易想到的，因此，从属权利要求2-6不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。权利要求7请求保护一种如权利要求6所述的导磁码盘的制备方法，其并列技术方案分别被对比文件1或对比文件2公开，或为本领域技术人员容易想到的，因此，权利要求7不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
申请人江苏森尼克电子科技有限公司（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2019年01月23日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书，其中，在驳回决定所针对的权利要求书的基础上，将说明书中的“所述外圈磁栅的所述非导磁区的形状为扇环形或梯形”补入权利要求1，同时删除了权利要求6和7。
修改后的权利要求书具体内容如下：
“1. 一种磁编码器，其特征在于：包括用于和电机壳体固定连接的永磁体、用于和电机的输出轴固定连接的导磁码盘，所述导磁码盘具有至少一圈磁栅，所述磁栅由用于对所述永磁体产生的磁场形成扰动的导磁部及与所述导磁部相接的非导磁区组成，所述导磁部由导磁材料制成；所述导磁码盘为圆片状，所述磁栅设置在圆片的底面上，所述导磁码盘具有外圈磁栅和内圈磁栅；所述外圈磁栅由多个导磁部及多个非导磁区组成，且相邻两个所述导磁部之间设置有一个所述非导磁区，所述外圈磁栅的所述非导磁区的形状扇环形或梯形；所述内圈磁栅由一个导磁部和一个非导磁区组成；
该磁编码器还包括信号处理器，所述信号处理器包括用于检测磁场变化的传感器，所述信号处理器设置于PCB上，所述传感器设置于所述永磁体和所述导磁码盘之间或设置在所述导磁码盘的远离所述永磁体的一侧；
所述传感器包括多对InSb磁阻元件，各对所述InSb磁阻元件相互电连，且其中一个InSb磁阻元件正对某一非导磁区时另一个InSb磁阻元件正对某一导磁部或其中一个InSb磁阻元件正对某一非导磁区时另一个InSb磁阻元件正对另一非导磁区；
所述传感器还包括用于检测零位的霍尔元件，所述霍尔元件对应所述内圈磁栅设置。
2. 根据权利要求1所述的磁编码器，其特征在于：所述导磁码盘由导磁材料制成，所述导磁码盘上开设有孔，所述孔构成所述非导磁区；
或，所述导磁码盘由非导磁材料制成，所述导磁码盘上固定设置有导磁材料构成所述导磁部。
3. 根据权利要求1所述的磁编码器，其特征在于：所述外圈磁栅的多个所述非导磁区沿圆片的周向等间隔分布，所述非导磁区呈扇环形。
4. 根据权利要求1所述的磁编码器，其特征在于： InSb磁阻元件的宽度≤非导磁区的宽度≤导磁部的宽度。
5. 根据权利要求1至4任一所述的磁编码器，其特征在于：所述传感器设置于所述永磁体和所述导磁码盘之间。”
复审请求人认为：(1)对比文件1中的码盘只是由导磁材料制成，根本没有磁场产生。所以当码盘运动时，并不会产生磁场的变化，霍尔传感器因而也不能探测到码盘的转动。(2)对比文件1中的码盘203包含相互垂直的圆形盘体和圆筒，体积较大，磁编码器整体结构不够紧凑；且对比文件1中在检测元件为霍尔传感器的情况下，圆筒采用具有一定导磁率的金属材质制成，易受环境磁场有影响。此外，对比文件1中的磁编码器并不具有零位检测的功能。(3)对比文件2、3中，所采用的磁栅是永磁体材料，其磁敏器件接收到的是磁场强度的变化，与磁介质没有关系；本申请采用的磁栅是导磁材料（即磁介质），因而磁敏器件接收到的是磁感应强度的变化，是同时由磁场的产生源和磁场空间介质共同决定的。二者工作原理不同，没有对比性。而本申请采用导磁材料作为磁栅材料，具有更加灵活可变的优点。对比文件1、3均未给出在外圈磁栅的内侧设置用于检测零位的内圈磁栅的技术启示，也未公开采用集成在PCB上的交错设置的多对InSb磁敏元件来检测电机转动角度和方向。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01月28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，并于2019年01月28日向复审请求人发出了复审请求受理通知书。
原专利实质审查部门在前置审查意见书中认为：虽然对比文件1没有明确给出磁场来源于何处，但对所属技术领域的技术人员来说，必然存在相应的装置使导磁码盘磁化进而在码盘旋转过程中存在磁场的变化以便霍尔传感器进行检测，而使导磁材料磁化最简单的方式就是将其置于磁场环境下。码盘形状如何仅是一种常规的设置，这与传感器的安装位置和对装置整体结构的把握是相关的，且本申请所请求保护的编码器是更为常见的编码器结构。在编码器技术领域，码盘包括多圈编码图案是本领域的公知技术；且对比文件3给出了需要设置参考点以确定编码器的初始位置的技术启示；因此，所属技术领域的技术人员设置内圈磁栅配合霍尔元件检测零位是容易实现的，无需付出创造性劳动。对比文件2、3在检测的原理上与本申请存在一定的差异，对比文件2、3中用的都是磁性材料配合传感元件进行检测；工作原理上的差异并不影响上述对比文件在结构设置和部件选择上所给出的技术启示；且无论是磁体配合传感元件进行检测还是永磁体、导磁材料配合传感元件进行检测，都是基于具有磁性的编码图案在旋转过程中影响磁场的变化进而通过传感元件实现检测，因此，并无实质上的差异。对比文件1中涉及了码盘的转动方向的检测，而对比文件3公开了多种类型的磁敏元件的选择；而所属技术领域的技术人员也可以根据实际需要选择传感器的具体类型及设置传感器与码盘之间的相对位置，因而，具体设置所述传感器包括多对InSb磁阻元件，各对所述InSb磁阻元件相互电连，且其中一个InSb磁阻元件正对某一非导磁区时另一个InSb磁阻元件正对某一导磁部或其中一个InSb磁阻元件正对某一非导磁区时另一个InSb磁阻元件正对另一非导磁区对所属技术领域的技术人员来说是容易实现的，无需付出创造性劳动。
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。
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，复审请求人于2019年01月23日提交了权利要求书全文修改替换页。经审查，上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的相关规定。因此，本复审决定以申请日2016年06月01日提交的说明书摘要、说明书第1-25段、摘要附图、说明书附图图1-4；以及于2019年01月23日 提交的权利要求书1-5项为基础作出。
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。
如果作为现有技术的对比文件均未公开权利要求中的某技术特征，也未给出应用该技术特征以解决相应技术问题的技术启示，且没有证据证明该技术特征是本领域的公知常识，则该权利要求相对于对比文件具备创造性。
具体到本案，
本申请权利要求1请求保护一种磁编码器，对比文件1公开了一种具有双脉冲信号检测装置的车库门控制系统，涉及一种由码盘和检测装置构成的磁编码器，用于检测车库门的位置和速度（相当于本申请中的一种磁编码器），并具体公开了如下技术特征（参见对比文件1说明书第1页倒数第1段-第5页第1段及附图2-5）：控制系统还包括码盘和配合码盘的两个可发出探测信号的检测装置，码盘与驱动装置传动连接，具体为驱动装置包括电机和由电机驱动的传动机构，码盘设于电机轴上，码盘203包括圆形盘体和设于圆形盘体一侧面上垂直于圆盘、中心与圆盘圆心在同一直线上的圆筒，圆筒壁上相隔固定间距开设有若干大小相同的通口215，通口215形成第一信号段，通口间的圆筒部分214形成第二信号段；所述的检测元件为霍尔传感器，用霍尔传感器的情况下，圆筒采用具有一定导磁率的金属材质制成，通口形成非导磁段，通口间部分形成导磁段，传感器位于圆筒的外侧；霍尔传感器设于码盘一侧，它所产生的磁路与码盘的信号段位置相对应，其中第一信号段为导磁段，第二信号端为非导磁段；导磁段和非导磁段交错地经过霍尔传感器时，会使磁场发生变化，从而产生不同的信号；霍尔元件的环境适应性好，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀；检测元件设于一检测电路板上（相当于该权利要求中的所述信号处理器设置于PCB上）。
通过比较可知，对比文件1中的码盘设于电机轴上，圆筒采用具有一定导磁率的金属材质制成，通口形成非导磁段，通口间部分形成导磁段，传感器位于圆筒的外侧，相当于公开了本申请权利要求1中的用于和电机的输出轴固定连接的导磁码盘，所述导磁码盘具有至少一圈磁栅，所述磁栅由导磁部及与所述导磁部相接的非导磁区组成，所述导磁部由导磁材料制成，所述导磁码盘具有外圈磁栅，所述外圈磁栅由多个导磁部及多个非导磁区组成，且相邻两个所述导磁部之间设置有一个所述非导磁区；对比文件1中的导磁段和非导磁段交错地经过霍尔传感器时，会使磁场发生变化，从而产生不同的信号，相当于公开了本申请权利要求1中的磁编码器还包括信号处理器，所述信号处理器包括用于检测磁场变化的传感器；对比文件1中检测元件设于一检测电路板上，相当于公开了本申请权利要求1中的所述信号处理器设置于PCB上。
由此可知，本申请权利要求1的技术方案与对比文件1公开的内容相比，区别在于：（1）还包括用于和电机壳体固定连接的永磁体，进而，磁栅对所述永磁体产生的磁场形成扰动；所述传感器设置于所述永磁体和所述导磁码盘之间或设置在所述导磁码盘的远离所述永磁体的一侧；（2）所述导磁码盘为圆片状，所述磁栅设置在圆片的底面上，所述外圈磁栅的所述非导磁区的形状扇环形或梯形；所述传感器包括多对InSb磁阻元件，各对所述InSb磁阻元件相互电连，且其中一个InSb磁阻元件正对某一非导磁区时另一个InSb磁阻元件正对某一导磁部或其中一个InSb磁阻元件正对某一非导磁区时另一个InSb磁阻元件正对另一非导磁区；所述导磁码盘还具有内圈磁栅，所述内圈磁栅由一个导磁部和一个非导磁区组成，所述传感器包括用于检测零位的霍尔元件，所述霍尔元件对应所述内圈磁栅设置。
根据上述区别，可以确定本申请权利要求1实际解决的技术问题在于：（1）如何提供磁场以及如何实现传感器的布置；（2）如何实现电机转动角度和方向的检测。
关于上述区别技术特征（1），对比文件1公开了与电机轴连接的采用导磁材料制成的码盘以及检测装置，可实现位置和速度的检测，对比文件1中码盘采用具有一定导磁率的金属材质制成。在此基础上，本领域技术人员容易想到设置磁场源例如永磁体来使码盘磁化实现检测，而对于传感器的具体设置位置，本领域技术人员根据产生磁场的永磁体的设置位置以及检测的具体原理，将传感器设置于所述永磁体和所述导磁码盘之间或设置在所述导磁码盘的远离所述永磁体的一侧是本领域的常规技术手段。
关于上述区别技术特征（2），对比文件1仅公开了导磁段和非导磁段交错地经过霍尔传感器时，会使磁场发生变化，从而产生不同的信号，并未给出采用内外圈磁栅的设置，利用霍尔元件检测内圈磁栅进行零点位置判断，特别是对比文件1未公开同时利用多对InSb磁阻元件，并根据磁阻元件检测原理，设置其与导磁或非导磁区的相对位置关系，对码盘的旋转方向进行检测，利用多对磁阻元件检测旋转方向的工作原理与本申请的工作原理并不相同。
对比文件2公开了内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机，并具体公开了如下技术特征（参见对比文件2说明书第16-17段及附图1-2）：转子与端盖之间的空腔内设置有能够随转子转动的铝基永磁体编码盘，铝基永磁体编码盘的端面上具有沿圆周排列的永磁体，还包括固定安装的与铝基永磁体编码盘相对平行的信号采集板，信号采集板上排列有霍尔传感器；所述铝基永磁体码盘以厚度大于1.0mm、小于10mm的金属铝板为基板或以耐受温度100℃以上的非导磁材料制成基板；所述基板上粘接固定永磁体或者开孔嵌入封装永磁体。由此可见，对比文件2仅仅公开了一种在非导磁材料上固定或开孔嵌入磁材料制作码盘的方法，且对比文件2公开的是码盘为永磁体材料，也未公开内外圈磁栅的设置，以及利用多对磁阻元件检测码盘旋转方向。
对比文件3公开了一种高精度编码器和角度传感器的制备方法，并具体公开了（参见对比文件3说明书第13-15段及附图1-2）：采用电镀或涂布的方法在基片的两面镀上一层磁性薄膜介质材料；采用半导体光刻工艺在已镀上磁性薄膜介质材料的基片的一面刻出间断的或不间断的、周期性的或非周期性的条纹或其他任意图案；采用半导体光刻工艺在已镀上磁性薄膜介质材料的基片的另一面刻出任意的单个线条或单个的其他任意图案；由于编码器必须有一个参考点作为初始化用-参考点，也可看作是计数的起点，因此采用二个磁敏传感器分别对基片两面进行探测，以其中基片的一面输出的信号作为编码器的参考点信号，作参考点之用，或技术的起点之用，确定编码器的初始位置，再以基片的另一面输出的信号作为编码器的输出信号，用于编码器的计数。由此可见，尽管对比文件3公开了磁敏传感器可以为巨磁电阻（GMR）、隧道结磁电阻（TMR）、各向异性磁电阻（AMR）或霍尔磁电阻，然而，其并未给出内外圈磁栅设置，同时分别采用霍尔元件进行零位检测，以及多对InSb磁阻元件的具体布置关系以测量旋转方向的技术启示。
同时，目前也没有证据表明采用内外圈磁栅设置，同时采用霍尔元件进行内圈磁栅检测仪实现零位检测，同时采用多对InSb磁阻元件的具体布置以同时实现测量旋转方向作为一个整体为本领域的公知常识，并且上述区别技术特征使得本申请权利要求1的技术方案具有结构相对紧凑，在检测旋转角度的同时还能检测旋转方向的技术效果。
基于以上分析，不存在技术教导以使得本领域技术人员在对比文件1的基础上结合对比文件2或2和本领域的公知常识得到权利要求1的技术方案，因而，权利要求1的技术方案对于本领域技术人员而言是非显而易见的，因此，权利要求1相对于目前的证据具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对比文件1中尽管涉及了码盘转动方向的检测，然而，其对转动方向的检测原理与本申请不相同，特别是对比文件1的转动方向检测并未涉及采用磁阻元件进行检测，对比文年3公开了多种类型的磁敏元件的选择，然而，对于具体选择多对InSb磁阻元件，特别是具体设置这些磁阻元件的相对位置关系，目前并无证据表明这样的选择和设置为本领域技术人员的公知手段。
综上所述，权利要求1相对于目前的证据具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2-5均为直接引用权利要求1的从属权利要求，在权利要求1相对于目前的证据具备创造性的情况下，权利要求2-5相对于目前的证据具备专利法第22条第3款规定的创造性。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年10月31日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审请求审查决定所依据文本的基础上对本发明专利申请继续进行审查。
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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