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審決分類 審判 査定不服 5項独立特許用件 特許、登録しない。 G02B
審判 査定不服 2項進歩性 特許、登録しない。 G02B
管理番号 1369230
審判番号 不服2020-4666  
総通号数 254 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2021-02-26 
種別 拒絶査定不服の審決 
審判請求日 2020-04-06 
確定日 2020-12-17 
事件の表示 特願2018-243064「放射角度変換素子」拒絶査定不服審判事件〔令和 2年 7月 9日出願公開、特開2020-106604〕について、次のとおり審決する。 
結論 本件審判の請求は、成り立たない。 
理由 第1 手続の経緯
特願2018-243064号(以下「本件出願」という。)は、平成30年12月26日の出願であって、その手続等の経緯の概要は、以下のとおりである。
令和 元年11月20日付け:拒絶理由通知書
令和 元年12月23日提出:意見書
令和 元年12月23日提出:手続補正書
令和 元年12月25日付け:拒絶査定(以下「原査定」という。)
令和 2年 4月 6日提出:審判請求書
令和 2年 4月 6日提出:手続補正書

第2 令和2年4月6日にされた手続補正についての補正の却下の決定
[結論]
令和2年4月6日にされた手続補正(以下「本件補正」という。)を却下する。

[理由]
1 本件補正の内容
(1)本件補正前の特許請求の範囲
本件補正前の令和元年12月23日にした手続補正後の特許請求の範囲の請求項1の記載は、次のとおりである。
「 2次元配列された複数のマイクロレンズを備える放射角度変換素子であって、
隣接する前記マイクロレンズ間の接合部が曲面形状を有し、
前記接合部の曲面の曲率半径をr、前記マイクロレンズの外径をDとしたとき、r/Dの値が、0.002以上、0.03以下の範囲であり、
面内均一性が20%以下であり、透過率が78%以上であることを特徴とする放射角度変換素子。」

(2)本件補正後の特許請求の範囲
本件補正後の特許請求の範囲の請求項1の記載は、次のとおりである。なお、下線は当合議体が付与したものであり、補正箇所を示す。
「2次元配列された複数のマイクロレンズを備える、レーザまたは発光ダイオードから入射した光の放射角度を拡大するための放射角度変換素子であって、
隣接する前記マイクロレンズ間の接合部が曲面形状であり、
前記接合部の曲面の曲率半径をr、前記マイクロレンズの外径をDとしたとき、r/Dの値が、0.002以上、0.03以下の範囲であり、
面内均一性が20%以下であり、透過率が78%以上であり、
前記接合部の曲面を通る光が、当該曲面により屈折することを特徴とする放射角度変換素子。」

2 補正の適否について
本件補正は、本件補正前の請求項1に記載された発明を特定するための必要な事項である「放射角度変換素子」について、本件出願の出願当初の明細書の【0018】等の記載に基づき、「放射角度変換素子」を「レーザまたは発光ダイオードから入射した光の放射角度を拡大するための放射角度変換素子」と限定するとともに、【0028】等の記載に基づき、「放射角度変換素子」を「前記接合部の曲面を通る光が、当該曲面により屈折する」と限定するものである。また、本件補正前の請求項1に記載された発明と本件補正後の請求項1に記載される発明の産業上の利用分野(【0001】)及び解決しようとする課題(【0009】)が同一である。
したがって、本件補正は、特許法第17条の2第3項の規定する要件を満たしているとともに、同条第5項第2号の特許請求の範囲の減縮を目的とするものに該当する。
そこで、本件補正後の請求項1に係る発明(以下「本件補正後発明」という。)が、特許法第17条の2第6項において準用する同法126条第7項の規定に適合するか(特許出願の際独立して特許を受けることができるものであるか)について、以下、検討する。

(1)本件補正後発明
本件補正後発明は、上記「1」「(2)本件補正後の特許請求の範囲」に記載したとおりのものである。

(2)引用文献及び引用発明
ア 引用文献1の記載事項
原査定の拒絶の理由で引用文献1として引用され、本件出願前に日本国内又は外国において、電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった発明が記載された特開2015-108838号公報(以下、同じく「引用文献1」という。)には、以下の事項が記載されている。

(ア)「【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、画像表示装置に関する。
【0002】
この発明の画像表示装置は、自動車、列車、船舶、ヘリコプター、飛行機など各種の、運転可能な移動体に「ヘッドアップディスプレイ装置」として搭載できる。
【背景技術】
【0003】
光ビームを走査して2次元画像を表示する2次元画像表示装置は、ヘッドアップディスプレイ装置等として提案され、実用化されつつある(特許文献1、2)。
【0004】
このような2次元画像表示装置では、画像信号により強度変調される光ビームを、2次元偏向手段により2次元的に偏向させる。
そして、偏向された光ビームにより、被走査面素子を2次元的に走査し、被走査面素子に2次元画像を形成する。
形成された2次元画像を、虚像結像光学系により拡大虚像として結像させる。
【0005】
そして、拡大虚像の結像位置よりも手前に設けた反射面素子により結像光束を観察部側へ反射させて観察する。
【0006】
2次元画像形成に供する光ビームとしては、特許文献1、2に記載されたように、光エネルギ密度、指向性ともに高いレーザビームが好適である。
【0007】
しかし、レーザビームはコヒーレントであるため、観察画像に、スペックル等の干渉によるノイズが観察画像に表れやすい。
このようなノイズを以下「干渉性ノイズ」と呼ぶ。典型的な干渉性ノイズは「干渉縞」である。
【0008】
「干渉性ノイズ」は、観察画像の像質を損ない、その視認性を悪くする。
【0009】
特許文献1は、干渉性ノイズを除去する方法として、以下の方法を開示している。
即ち、被走査面素子に、微小レンズ(凸シリンドリカルレンズ)を配列形成し、光走査するコヒーレントな光束の光束径を、微小レンズの配列ピッチよりも小さくする。
【0010】
そして、光束が微小レンズの境界部を跨いで照射しないように、光束の走査に同期して、光束をパルス発光させ、光束が微小レンズにのみ入射するようにする。
【0011】
別法としては、光束が微小レンズの境界部を照射しないように、境界部に遮光層を形成する。
【0012】
これ等の方法は、干渉性ノイズの除去に有効である
しかし、光束の走査に同期して、光束をパルス発光させ、光束が微小レンズにのみ入射するようにするのは、光束を走査する部分の構成が複雑化する。
【0013】
また、境界部に遮光層を形成する方法では、光束による連続走査が可能であるが、遮光部による遮光で、表示される2次元画像の明るさ(輝度)の低下を招来する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものである。
即ち、この発明は、コヒーレントな光束の2次元走査により表示される2次元画像の明るさを確保しつつ、干渉性ノイズを軽減できる画像表示装置の実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0015】
この発明の画像表示装置は、光源と、前記光源の光によって画像を形成するための画像形成素子と、前記画像を形成する光が照射されるマイクロレンズアレイと、を備え、前記マイクロレンズアレイに照射された光を用いて画像を表示させる画像表示装置において、
前記マイクロレンズアレイは、複数のマイクロレンズが、相互に近接して配列された構造を有し、隣接するマイクロレンズの境界部をなす面の曲率半径:rが、前記光の波長:λよりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
この発明の画像表示装置では、マイクロレンズの境界部に遮光領域を用いる必要が無いため、表示される2次元画像の明るさを良好に保持できる。
【0017】
マイクロレンズの境界部をなす面の曲率半径:rが、画素表示用ビームの波長:λよりも小さいので、この境界部で画素表示用ビームは拡散されない。
【0018】
従って、境界部を透過したコヒーレントな光と、マイクロレンズで拡散された光束との干渉が有効に軽減され、干渉性ノイズを有効に軽減できる。」

(イ)「【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、実施の形態を説明する。
図1は、画像表示装置(以下「2次元画像表示装置」とも言う。)の実施の1形態を説明するための図である。
【0021】
図1に即して説明する2次元画像表示装置は、2次元のカラー画像を表示するヘッドアップディスプレイ装置であり、図1(a)に装置の全体を説明図的に示す。
【0022】
図1(a)において、符号100で示す部分は「光源部」であり、この光源部100からカラー画像表示用の画素表示用ビームLCが放射される。
【0023】
画素表示用ビームLCは、赤(以下「R」と表示する。)、緑(以下、「G」と表示する。)、青(以下「B」と表示する。)の3色のビームを1本に合成したビームである。
【0024】
即ち、光源部100は、例えば、図1(b)の如き構成となっている。
【0025】
図1(b)において、符号RS、GS、BSで示す「光源としての半導体レーザ」は、それぞれR、G、Bのレーザ光を放射する。
【0026】
符号RCP、GCP、BCPで示すカップリングレンズは、半導体レーザRS、GS、BSから放射される各色のレーザ光の発散性を抑制する。
【0027】
カップリングレンズRCP、GCP、BCPにより発散性を抑制された各色レーザ光束は、アパーチュアRAP、GAP、BAPにより光束径を規制される。
【0028】
光束径を規制された各色レーザ光束はビーム合成プリズム101に入射する。
ビーム合成プリズム101は、R色光を透過させG色光を反射するダイクロイック膜D1と、R・G色光を透過させB光を反射するダイクロイック膜D2を有する。
【0029】
従って、ビーム合成プリズム101からは、R、G、Bの各色レーザ光束が1本の光束に合成されて射出する。
【0030】
射出する光束は、レンズ102により所定の光束径の「平行ビーム」に変換される。
この「平行ビーム」が、画素表示用ビームLCである。
【0031】
画素表示用ビームLCを構成するR、G、Bの各色レーザ光束は、表示するべき「2次元のカラー画像」の画像信号により強度変調されている。
【0032】
即ち、半導体レーザRS、GS、BSは、図示されない駆動手段により、R、G、Bの各色成分の画像信号により発光強度を変調される。
【0033】
光源部100から射出した画素表示用ビームLCは、2次元偏向手段6に入射し、2次元的に偏向される。
2次元偏向手段6は、この形態例では、微小なミラーを「互いに直交する2軸」を揺動軸として揺動するように構成されたものである。
【0034】
即ち、2次元偏向手段6は具体的には、半導体プロセス等で微小揺動ミラー素子として作製されたMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)である。
【0035】
2次元偏向手段は、この例に限らず、他の構成のもの、例えば、1軸の回りに揺動する微小ミラーを2個、揺動方向が互いに直交するように組み合わせたもの等でもよい。
【0036】
上記の如く2次元的に偏向された画素表示用ビームLCは、凹面鏡7に入射し、「マイクロレンズアレイ」である被走査面素子8に向けて反射される。
【0037】
凹面鏡7の光学作用は、2次元的に偏向されて入射する画素表示用ビームLCを反射し、反射された画素表示用ビームLCの向きを、一定方向に揃えることである。
即ち、凹面鏡7により反射された画素表示用ビームLCは、2次元偏向手段6による偏向に伴い平行移動しつつ被走査面素子8に入射し、被走査面素子を2次元的に走査する。
【0038】
この2次元的な走査により、被走査面素子8に「カラーの2次元画像」が形成される。
【0039】
勿論、各瞬間に表示されるのは「画素表示用ビームLCが、その瞬間に照射している画素のみ」である。
【0040】
カラーの2次元画像は、画素表示用ビームLCによる2次元的な走査により「各瞬間に表示される画素の集合」として形成される。
被走査面素子8に、上記の如く形成された「カラーの2次元画像」を構成する光は、凹面鏡9に入射して反射される。
【0041】
図1には示されていないが、被走査面素子8は後述する「微細凸レンズ構造」を有している。この微細凸レンズ構造と凹面鏡9とは、虚像結像光学系を構成する。
【0042】
「虚像結像光学系」は、前記カラーの2次元画像の拡大虚像12を結像させる。
拡大虚像12の結像位置の手前側には、反射面素子10が設けられ、拡大虚像12を結像する光束を、観察者11(図には観察者の目を示す。)の側へ反射する。
【0043】
この反射光により、観察者11は拡大虚像12を視認できる。
【0044】
図1(a)に示す如く、図の上下方向を「Y方向」、図面に直交する方向を「X方向」とする。
【0045】
図1(a)に示す場合には、Y方向は通常、観察者11にとって上下方向であり、この方向を「縦方向」と呼ぶ。
【0046】
X方向は通常、観察者11にとって左右方向であり、この方向を「横方向」と呼ぶ。
【0047】
被走査面素子8は、上述の如く、微細凸レンズ構造を有している。
後述するように、微細凸レンズ構造は「微細凸レンズが、画素ピッチに近いピッチで密接して配列された」ものである。
【0048】
そして、個々の微細凸レンズは、画素表示用ビームを拡散させる機能を持つ。
以下に、この拡散機能を簡単に説明する。
【0049】
図1(c)において、符号L1?L4は、被走査面素子8に入射する4本の画素表示用ビームを示している。
【0050】
これ等4本の画素表示用ビームL1?L4は、被走査面素子8に形成される2次元画像の4隅に入射する画素表示用ビームであるとする。
【0051】
これら4本の画素表示用ビームL1?L4は、被走査面素子8を透過すると、ビームL11?L14のように変換される。
【0052】
仮に、画素表示用ビームL1?L4で囲まれる4辺形形状の光束を、被走査面素子8に入射させると、この光束は「ビームL11?L14で囲まれる発散性の光束」となる。
【0053】
実際には、画素表示用ビームは、ある瞬間には被走査面素子8の特定部分に入射しており、微細凸レンズにより「発散性の光束」に変換される。
【0054】
微細凸レンズのこの機能が「拡散機能」である。
【0055】
「ビームL11?L14で囲まれる発散性の光束」は、このように発散性光束に変換された画素表示用ビームを時間的に集合した結果である。
【0056】
画素表示用ビームを拡散させるのは「反射面素子10により反射された光束が、観察者11の目の近傍の広い領域を照射する」ようにするためである。
【0057】
上記拡散機能が無い場合には、反射面素子10により反射された光束が「観察者11の目の近傍の狭い領域」のみ照射する。
【0058】
このため、観察者11が頭部を動かして、目の位置が上記「狭い領域」から逸れると、観察者11は拡大虚像12を視認できなくなる。
【0059】
上記のように、画素表示用ビームLCを拡散することにより、反射面素子10による反射光束は、観察者11の目の近傍の広い領域を照射する。
【0060】
従って、観察者が「頭を少々動かし」ても、拡大虚像12を確実に視認できる。
【0061】
上記の如く、説明中の形態例において、被走査面素子8に入射する画素表示用ビームLCは平行ビームであるが、被走査面素子8を透過した後は発散性のビームとなる。
【0062】
この発明における被走査面素子8は、画素表示用ビームLCを拡散させる微細凸レンズが、画素ピッチに近いピッチで密接して配列された「微細凸レンズ構造」を有する。
【0063】
微細凸レンズは「画素表示用ビームLCのビーム径」より大きい。
【0064】
微細凸レンズを「画素表示用ビームLCのビーム径」より大きくするのは、干渉性ノイズの低減のためであり、以下これを、図2及び図3を参照して説明する。
【0065】
図2(a)において、符号802は被走査面素子を示す。
被走査面素子802は、微細凸レンズ801を配列した微細凸レンズ構造を有する。
【0066】
符号803で示す「画素表示用ビーム」の光束径807は、微細凸レンズ801の大きさよりも小さい。
【0067】
即ち、微細凸レンズ801の大きさは、光束径807よりも大きい。
なお、説明中の形態例で、画素表示用ビーム803はレーザ光束であり、光束中心のまわりにガウス分布状の光強度分布をなす。
従って、光束径807は、光強度分布における光強度が「1/e^(2)」に低下する光束半径方向距離である。
図2(a)では、光束径807は微細凸レンズ801の大きさに等しく描かれているが、光束径807が「微細凸レンズ801の大きさ」に等しい必要は無い。
微細凸レンズ801の大きさを食み出さなければよい。
【0068】
図2(a)において、画素表示用ビーム803は、その全体が1個の微細凸レンズ801に入射し、発散角805をもつ拡散光束804に変換される。
【0069】
なお、「発散角」は、以下において「拡散角」と呼ぶこともある。
【0070】
図2(a)の状態では、拡散光束804は1つで、干渉する光束が無いので、干渉性ノイズは発生しない。
【0071】
なお、拡散角805の大きさは、微細凸レンズ801の形状により適宜設定できる。
【0072】
図2(b)では、画素表示用ビーム811は、光束径が微細凸レンズの配列ピッチ812の2倍となっており、2個の微細凸レンズ813、814に跨って入射している。
【0073】
この場合、画素表示用ビーム811は、入射する2つの微細凸レンズ813、814により2つの発散光束815、816のように拡散される。
【0074】
2つの発散光束815、816は、領域817において重なり合い、この部分で互いに干渉して干渉性ノイズを発生する。
【0075】
図3(a)は、画素表示用ビーム824が、被走査面素子821の2つの微細凸レンズ822、823に跨って入射している状態を示す。
【0076】
画素表示用ビーム824の光束径は、微細凸レンズ822等の大きさに等しい。
この場合、微細凸レンズ822に入射したビーム部分は発散光束826となり、微細凸レンズ823に入射したビーム部分は発散光束827となって拡散される。
【0077】
発散光束826と827とは、互いに遠ざかる方向へ拡散されるので、これらが相互に重なり合うことはなく、従って、この状態で干渉性ノイズは発生しない。
【0078】
即ち、微細凸レンズにより拡散された光束の干渉による干渉性ノイズは、画素表示用ビーム824のビーム径を「微細凸レンズ822の大きさ以下」にすれば発生しない。
【0079】
微細凸レンズの径と、被走査面素子に入射する画素表示用ビームのビーム径の具体的な数値例を例示する。
【0080】
画素表示用ビームのビーム径を、例えば150μm程度に設定することは容易である。
【0081】
この場合には、微細凸レンズ構造を構成する微細凸レンズの大きさは、上記150μm以上の大きさ、例えば、160μm、200μm等に設定すれば良い。
【0082】
図3(a)に示す被走査面素子821では、微細凸レンズ822、823・・は隙間なく配列されている。
【0083】
従って、隣接する微細凸レンズ面の「境界部の幅(以下「境界幅」とも言う。)は0」である。
このため、微細凸レンズ822、823に、図の如く入射する画素表示用ビーム824から発生する発散光束は、発散光束826、827のみである。
【0084】
しかしながら、実際に形成される微細凸レンズ構造では「隣接する微細凸レンズの境界幅が0となる」ことは無い。
【0085】
即ち、図3(b)に示す被走査面素子831のように、実際に形成される微細凸レンズ構造では、微細凸レンズ833、834の境界部835は「幅:0」とはならない。
【0086】
微細凸レンズ833、834の境界部835は、微視的には曲面が滑らかに連続しており、境界部835には曲面が形成される。
【0087】
このように境界部835に形成された曲面は、この部分に画素表示用ビームが入射すると、入射光部分に対して「微小なレンズ面」として作用する。
【0088】
従って、微細凸レンズ833、834に跨って入射する画素表示用ビーム832は、発散光束836、837とともに発散光束838も発生させる。
【0089】
発散光束838は境界部835の曲面のレンズ作用により発生し、発散光束836、837と、領域839、840において重なり合って干渉し、干渉性ノイズを発生させる。
【0090】
図3(c)は、微細凸レンズ構造における「干渉性ノイズの軽減ないし防止」を説明するための図である。
【0091】
微細凸レンズ構造において、微細凸レンズ841、842のレンズ面が緩やかに繋がった境界部843の曲面形状は、それ自体が「微小なレンズ面」をなしている。
【0092】
境界部843の曲面形状の曲率半径を図の如く「r」とする。
【0093】
ここで、説明の簡単のため、微細凸レンズ構造に入射する画素表示用ビームを「波長:λの単色レーザ光束」とする。
【0094】
境界部843の曲率半径:rが、画素表示用ビームの波長:λよりも大きい場合(r>λ)、曲率半径:rの曲面は、入射する画素表示用ビームに対してレンズ作用を及ぼす。
【0095】
従ってこの場合、境界部843を通過するビーム成分は発散され、微細凸レンズ841、842により拡散された光束と重なり合って干渉し、干渉性ノイズを発生する。
【0096】
一方、境界部843の曲率半径:rが、画素表示用ビームの波長:λより小さくなると、境界部843は画素表示用ビームに対して「サブ波長構造」となる。
周知の如く、サブ波長構造は「サブ波長構造よりも大きい波長の光」に対してはレンズ作用を生じない。
従って、波長:λより小さい曲率半径:rをもった境界部843は「レンズ」として作用せず、画素表示用ビームを直進的に透過させ、発散させることがない。
【0097】
このため、境界部843を直進的に透過したビーム部分と、微細凸レンズ841、842により拡散された発散光束とは重なり合わず、干渉による干渉性ノイズは発生しない。
【0098】
即ち、画素表示用ビームのビーム径:d、波長:λ、微細凸レンズの大きさ:D、境界部をなす面の曲率半径:rの大小関係は、以下のように定めるのが良い。
D>d、λ>r
【0099】
表示すべき2次元の拡大虚像がモノクロ画像である場合には、波長:λの単色のコヒーレント光により画素表示用ビームが形成される。
従って、上記の大小関係を満足することにより干渉性ノイズを抑制できる。
【0100】
説明中の実施の形態のように、2次元のカラー画像(拡大虚像)を表示する場合、画素表示用ビームLCは、R、G、Bの3色のビームの合成されたものである。
【0101】
これ等の3ビームの波長をλR(=640nm)、λG(=510nm)、λB(=445nm)とすると、これらの大小関係は「λR>λG>λB」である。
【0102】
従って、干渉性ノイズ防止の観点からすれば、上記境界部をなす面の曲率半径:rを、最短波長:λBよりも小さく、例えば、400nmとすればよい。
【0103】
しかし、最長波長:λRよりも小さい曲率半径:r(例えば600nm)を設定すれば、画像表示ビームのR成分による干渉性ノイズを防止できる。
【0104】
即ち、干渉性ノイズを有効に軽減させることができる。
【0105】
「r(例えば500nm)<λG」とすれば、画像表示ビームのR成分およびG成分の光による干渉性ノイズを防止できる。
画素表示用ビームLCが「R、G、Bの3色のビームの合成されたもの」である場合、干渉性ノイズは、これら3色の成分について独立に発生する。
そして、これら独立した3色の干渉性ノイズの「総体」が、視認される干渉性ノイズとなる。
従って、3色の干渉性ノイズのうち、1色でも干渉性ノイズが無くなれば、視認される干渉性ノイズは大幅に改善され、観察画像の画質向上に寄与する。
従って、干渉性ノイズの防止効果は、3色のうちで最も長波長のR成分のみでも効果があり、次いでG成分、B成分という順で「低減効果」が向上する。
したがって、最長波長:λRよりも小さい曲率半径:r(例えば600nm)を設定すれば、干渉性ノイズの軽減上、一定の効果を達成できる。
干渉性ノイズの視認性は、波長やビーム径・マルチ/シングルモードなどでノイズ強度は変わるが、一般的にはR≒G>Bの順で高い。
即ち、波長:λBの光は人間の眼の視感度が低く、干渉性ノイズは目立ちにくい。
従って、波長:λGよりも小さい曲率半径:r(例えば500nm)を設定すれば、視認性の比較的高い波長:λRとλGの光による干渉性ノイズを軽減できる。
視感度が低い波長:λBの光による干渉性ノイズは発生しても、さほど目立たない。
勿論、波長:λBよりも小さい曲率半径:r(例えば400nm)を設定すれば、上記の如く、干渉性ノイズを更に有効に軽減できる。
【0106】
微細凸レンズ構造を構成する微細凸レンズの大きさは、上記の如く、100μmオーダであり、これは通常の「マイクロレンズ」として実現できる。
【0107】
また、微細凸レンズを配列した微細凸レンズ構造は「マイクロレンズアレイ」として実現できる。
【0108】
従って、以下、微細凸レンズを「マイクロレンズ」とも呼び、微細凸レンズ構造を「マイクロレンズアレイ」とも呼ぶこととする。」

(ウ)「【0119】
次に、微細凸レンズ構造(マイクロレンズアレイ)における微細凸レンズ(マイクロレンズ)の配列形態の例を説明する。
【0120】
マイクロレンズアレイおよびマイクロレンズに対する条件は上記の如くである。
【0121】
即ち、「画素表示用ビームのビーム径より大きい微細凸レンズが、画素ピッチに近いピッチで密接して配列されて微細凸レンズ構造を構成」する。
【0122】
この条件が満足されれば、マイクロレンズの配列は適宜で良いが、具体的な形態を3例、図4に示す。
図4(a)に形態例を示すマイクロレンズアレイ87は、正方形形状のマイクロレンズ8711、8712・・等を正方行列状に配列したものである。
【0123】
このような配列を「正方行列状配列」と呼ぶ。
【0124】
ヘッドアップディスプレイ装置において表示される2次元画像(拡大虚像)の画素数は、マイクロレンズアレイにおけるマイクロレンズの配列周期で決定される。
【0125】
図4(a)の配列の場合、X方向に隣接するマイクロレンズ8711、8712の中心間距離をX1とする。
【0126】
また、図においてY方向に隣接するマイクロレンズ8711、8721の中心間距離をY1とする。これら、X1、Y1を「1画素の実効サイズ」と見做すことができる。
【0127】
「1画素の実効サイズ」を以下において「1画素の実効ピッチ」あるいは「実効画素ピッチ」とも呼ぶ。
【0128】
図4(b)に形態例を示すマイクロレンズアレイ88は、正六角形形状のマイクロレンズ8811、8821・・を稠密に配列したものである。
【0129】
この場合のマイクロレンズの配列では、配列されるマイクロレンズ8811等は、X方向に平行な辺を持たない。
【0130】
即ち、X方向に配列するマイクロレンズの上辺・下辺は「ジグザク状」になるので、このような配列を「ジグザグ型配列」と呼ぶ。
【0131】
図4(c)に形態例を示すマイクロレンズアレイ89は、正六角形形状のマイクロレンズ8911、8921・・を稠密に配列したものである。
【0132】
この場合のマイクロレンズの配列では、配列されるマイクロレンズ8911等は、X方向に平行な辺を持っている。この場合の配列を「アームチェア型配列」と呼ぶ。
ジグザグ型配列とアームチェア型配列を合わせて「ハニカム型配列」と呼ぶ。
【0133】
図4(c)に示すアームチェア型配列は、図4(b)に示すジグザグ型配列を、90度回転させた配列である。
ジグザグ型配列では、マイクロレンズの配列では、図に示すX2を「X方向の実効画素ピッチ」、Y2を「Y方向の実効画素ピッチ」と見做すことができる。
【0134】
アームチェア型配列では、図に示すX3を「X方向の実効画素ピッチ」、Y3を「Y方向の実効画素ピッチ」と見做すことができる。
【0135】
図4(b)で、実効画素ピッチ:Y2は、マイクロレンズ8821の中心と、マイクロレンズ8811の右側の辺の中点との距離である。
【0136】
図4(c)で、実効画素ピッチ:X3は、マイクロレンズ8911の右側に接する2つのマイクロレンズの接する辺の中点とマイクロレンズ8911の中心との距離である。
【0137】
ジグザク型配列においては、X方向の実効画素ピッチ:X2が小さいので、画像表示におけるX方向の分解能を向上させることができる。
【0138】
また、アームチェア型配列においては、Y方向の分解能を向上させることができる。
【0139】
このように、マイクロレンズをハニカム型に配列することにより、実際のレンズ径よりも小さい画素を実効的に表現でき、実効画素数を向上させることが可能である。
【0140】
上述の如く、被走査面素子の微細凸レンズ構造(マイクロレンズアレイ)において、隣接するマイクロレンズの境界部は、曲率半径:rを有する。
【0141】
曲率半径:rは、例えば、画素表示用ビームのR成分の波長:λRよりも小さい。
【0142】
従って前述の如く、R成分のコヒーレント光の干渉による干渉性ノイズは防止される。
【0143】
しかし、画素表示用ビームのG成分光の波長:λGやB成分光の波長:λBよりも、前記曲率半径:rが大きければ、これ等の光は境界部で拡散され、互いに干渉する。
【0144】
従って、この干渉による干渉性ノイズは発生する。
【0145】
この場合、図4(a)の「正方行列状配列」であると、境界部での発散(拡散)は、図のXa方向およびYa方向の2方向に生じ、それぞれが干渉性ノイズの原因となる。
【0146】
これに対し、図4(b)の配列だと、境界部での発散は、8A、8B、8Cの3方向に起こる。また、図4(c)の場合だと、9A、9B、9Cの3方向に拡散する。
【0147】
即ち、境界部での発散は、正方行列状配列では2方向、ハニカム状配列では3方向に生じる。
【0148】
従って、干渉性ノイズの発生は、正方行列状配列では2方向的、ハニカム状配列では3方向的に生じる。
【0149】
即ち、発生する干渉性ノイズは、正方行列状配列では「2方向に分散」されるのに対し、ハニカム状の配列では「3方向に分散」される。
【0150】
干渉性ノイズを生じさせるコヒーレント光の最大強度は一定であるので、分散される数が大きいほど、発生する干渉性ノイズのコントラストは弱められて視認されにくくなる。
【0151】
従って、「境界部の曲率半径:rよりも小さい波長の成分による干渉性ノイズ」の発生を許容する場合には、マイクロレンズの配列は「ハニカム状配列」とするのがよい。
【0152】
図1(a)に即して説明したように、2次元の拡大虚像12を結像する虚像結像光学系は、凹面鏡9とにより構成される。
【0153】
即ち、個々のマイクロレンズで拡散された光束を便宜上「画素光束」と呼ぶと、この画素光束が凹面鏡9により当該画素の拡大虚像として結像される。
拡大虚像12は、凹面鏡9により虚像として結像される拡大画素像の集合である。
【0154】
微細凸レンズであるマイクロレンズに「アナモフィックな機能」を持たせると、拡散される画素光束の発散角を直交する2方向で異ならせることができる。
【0155】
図6を参照すると、図6において符号80は、被走査面素子8に形成されたマイクロレンズ(微細凸レンズ)の個々を説明図として楕円形状にして示している。
勿論、説明図であるから、マイクロレンズ相互の境界部の大きさは度外視されている。
図6におけるマイクロレンズ80は、X方向のパワーがY方向のパワーよりも大きい場合を示している。
即ち、マイクロレンズ面の曲率は、X方向の曲率がY方向の曲率より大きい。
【0156】
図の如く、画素表示用ビームLCがマイクロレンズ80に入射すると、射出する発散ビーム(拡散ビーム)は、その光束断面FXが「X方向に長い楕円形状」になる。
【0157】
換言すれば、マイクロレンズ80により拡散された画素光束の拡散角は、X方向の拡散角がY方向の拡散角より大きい。
【0158】
即ち、観察者11から見た拡大虚像12は、その視野角がX方向において大きい。
図6には、説明図として、マイクロレンズ80をY方向に長い縦長の楕円形状として示した。
マイクロレンズの形状は、例えば、後述の図5(b)に示すマイクロレンズ9211等のように「Y方向に長い縦長の6角形形状」であることもある。
この場合、X方向のパワーがY方向のパワーよりも大きい場合であれば、マイクロレンズ9211による拡散ビームの光束断面は「X方向に長い横長の6角形形状」となる。
【0159】
上に説明したヘッドアップディスプレイ装置は、例えば、自動車等の車載用として用いることができ、X方向は「運転席から見て横方向」、Y方向は「縦方向」である。
【0160】
反射面素子10は、この場合、自動車のフロントガラスである。
この場合、フロントガラス前方に拡大虚像12として、例えば「ナビゲーション画像」を表示でき、観察者11である運転者は、この画像を運転席に居ながら観察できる。
【0161】
このような場合、表示される拡大虚像は「運転者の目の位置がX方向に移動しても確実に視認できる」ように、X方向に画角の大きい画像であることが一般に好ましい。
【0162】
観測者である運転者が、左右斜め方向から表示画像を見た場合にも、表示を認識できるように、横方向には縦方向に比して大きな視野角が要求されるからである。
このため、長手方向(X方向)には短手方向(Y方向)に比して大きな拡散角(非等方拡散)が要求されるのである。
【0163】
従って、被走査面素子の微細凸レンズをアナモフィックなレンズとし、画素表示用ビームを拡散させる拡散角を「2次元画像の横方向を縦方向よりも広く」するのが好ましい。
【0164】
このようにして、ヘッドアップディスプレイの要求画角を満たす必要最小限の範囲に光を発散させ、光の利用効率を向上させ、表示画像の輝度を向上させることが可能である。
【0165】
勿論、上記のような「非等方拡散」ではなく、縦方向と横方向で拡散角が等しい「等方拡散」とする場合も可能である。
【0166】
微細凸レンズ(マイクロレンズ)は、そのレンズ面を「非球面」として形成できることが従来から知られている。
【0167】
直上に説明したアナモフィックなレンズ面も「非球面」であるが、微細凸レンズのレンズ面をより一般的な非球面として形成でき、収差補正を行なうこともできる。
【0168】
収差の補正により「拡散の強度ムラ」を低減することも可能である。
【0169】
図4に示した微細凸レンズ構造(マイクロレンズアレイ)における個々の微細凸レンズ(マイクロレンズ)は、正方形もしくは正六角形であった。
【0170】
微細凸レンズの形状はこのように正多角形である必要はなく、図4に示したマイクロレンズ形状を1方向に引き伸ばした形状でもよい。
【0171】
この場合、正方形形状であったものは「長方形形状」となり、正六角形状であったものは、細長い変形六角形になる。
【0172】
微細凸レンズ構造の実効画素ピッチは、図4(a)?(c)の配列では、X方向につきX1?X3、Y方向につきY1?Y3であった。
このように定められるX方向の実効画素ピッチを一般に「SX」、Y方向の実効画素ピッチを一般に「SY」とするとき、両者の比:SY/SXを「アスペクト比」と言う。
【0173】
図4(a)の場合、アスペクト比は「Y1/X1」であり、X1=Y1であるから、アスペクト比は1である。
【0174】
図4(b)の場合のアスペクト比は「Y2/X2」であり、Y2>X1であるから、アスペクト比は1より大きい。
【0175】
図4(c)の場合のアスペクト比は「Y3/X3」であり、Y3<X3であるから、アスペクト比は1よりも小さい。
【0176】
図5(a)?(e)に示す微細凸レンズ構造では、実効画素ピッチを、図4の場合と同様にして以下の如くに定める。
【0177】
即ち、X方向、Y方向の実効画素ピッチは、図5の「X11、Y11」、「X12、Y12」、「X13、Y13」である。
【0178】
図5(a)の微細凸レンズ構造は、長方形形状の微細凸レンズ9111、9112、・・9121・・の正方行列状配列であり、アスペクト比は1よりも大きい。
【0179】
図5(b)?(e)に示す微細凸レンズ構造は、ハニカム型配列である。
【0180】
図5(b)?(e)に示すハニカム型配列では、アスペクト比「Y12/X12」、「Y13/X13」はいずれも1より大きい。
【0181】
図5に示す微細凸レンズ構造の5例は何れも「微細凸レンズ」は、Y方向の長さがX方向の長さよりも大きい。
【0182】
このように「Y方向の長さがX方向の長さより大きい形状の微細凸レンズ」の場合、微細凸レンズの形状として、X方向の曲率をY方向の曲率より大きくするのが容易である。
【0183】
従って、前述した「X方向のパワーがY方向のパワーよりも大きくなるアナモフィックな光学機能」を実現しやすい。
【0184】
例えば、図5(a)に示す例の場合、具体例として例えば、X11=150μm、Y11=200μm、アスペクト比=200/150=4/3>1を挙げることができる。
【0185】
勿論、この場合には、画素表示用ビームのビーム径は150μmよりも小さくする。
【0186】
図5(b)?(d)に示す微細凸レンズの配列は、何れもハニカム型配列であり、個々の微細凸レンズは「Y方向に長い形状」となっている。
【0187】
図5(b)の配列は「ジグザグ型配列」であり、(c)?(e)の配列は何れも「アームチェア型配列」である。
【0188】
図5(b)の「ジグザグ型の縦長ハニカム型配列」と、(c)の「アームチェア型の縦長ハニカム配列」は何れも使用可能である。
【0189】
しかし、図5(c)の配列例は(b)の配列例に対して以下の如き利点を有する。
【0190】
即ち、(b)の配列に比して、(c)の配列では、微細凸レンズにおける「X方向とY方向のサイズの差」が小さく、縦横方向の実効画素サイズの差が小さくなる。
【0191】
具体的な寸法を挙げる。
例えば、図5(b)において、微細凸レンズ9211、9212等のX方向のレンズ径:R2x=100μm、Y方向のレンズ径:R2y=200umとする。
【0192】
このとき、X方向の実効画素ピッチ(=X12)は50μm、Y方向の実効画素ピッチ(=Y12)は150μmとなる。
【0193】
同様に、図5(c)において、微細凸レンズ9311、9312等の、X方向のレンズ径:R3x=100μm、Y方向のレンズ径:R3y=200μmとする。
【0194】
このとき、X方向の実効画素ピッチ(=X13)は75μm、Y方向の実効画素ピッチ(=Y13)=100μmとなる。
【0195】
従って、X、Y方向の実効画素ピッチは、図5(c)の配列のほうが(b)の配列の場合よりも互いに近い値になる。
【0196】
図5の(d)と(e)に示すハニカム型配列は、何れも、図5(c)の配列のものとおなじ実効画素ピッチ:X13、Y13をもつ。
図5(d)においては、微細凸レンズ9411、9421等は、X方向に平行な上下の辺が短く、斜辺が長い。
また、図5(e)においては、微細凸レンズ9511、9521等は、X方向に平行な上下の辺が長く、斜辺が短い。
【0197】
これら図5(d)、(e)に示す配列においても、微細凸レンズ構造が縦長構造であることによるX、Y方向の実効画素ピッチの均等化が可能である。
図5(c)?(e)に示す如き「微細凸レンズの形状」は、例えば、発散光束の発散角制御のため、任意に選択することが可能である。
このように、微細凸レンズの縦長六角形の形状は、どのような辺の長さでも良い。
【0198】
従って、アームチェア型の縦長ハニカム配列は、輝度及び実行画素数の向上に加え、X方向(横方向)、Y方向(縦方向)の実効画素ピッチの差を小さくすることができる。」

(エ)図1







(オ)図2



















(カ)図3

















(キ)図4







(ク)図5












(ケ)図6


イ 上記アの記載に基づけば、引用文献1には、被走査面素子について、次の事項が記載されている。
(ア)【0020】?【0064】、図1(a)?図1(c)には、画像表示装置について記載されているところ、「画素表示用ビームLC」に関して、【0031】には、「画素表示用ビームLCを構成するR、G、Bの各色レーザ光束は、表示するべき「2次元のカラー画像」の画像信号により強度変調されている。」と記載されている。

(イ)【0065】?【0074】、図2(a)?図2(b)には、微細凸レンズによる拡散と干渉性ノイズ発生について記載されているところ、【0065】には、「被走査面素子」に関して、「被走査面素子802は、微細凸レンズ801を配列した微細凸レンズ構造を有する。」と記載され、【0068】には、「微細凸レンズ」に関して、「画素表示用ビーム803は、その全体が1個の微細凸レンズ801に入射し、発散角805をもつ拡散光束804に変換される。」と記載されている。

(ウ)【0075】?【0108】、図3(a)?図3(c)には、干渉性ノイズの除去について記載されているところ、【0086】には、「境界部」に関して、「微細凸レンズ833、834の境界部835は、微視的には曲面が滑らかに連続しており、境界部835には曲面が形成される。」と記載されて、【0100】には、「画素表示用ビームLC」に関して、「説明中の実施の形態のように、2次元のカラー画像(拡大虚像)を表示する場合、画素表示用ビームLCは、R、G、Bの3色のビームの合成されたものである。」と記載され、【0105】には、【0092】で定義された「境界部の曲面形状の曲率半径r」について、「波長:λGよりも小さい曲率半径:r(例えば500nm)を設定すれば、視認性の比較的高い波長:λRとλGの光による干渉性ノイズを軽減できる。」と記載されている。

(エ)【0122】?【0175】、図4(a)?図4(c)には、微細凸レンズの配列形態例について記載されているところ、「隣接するマイクロレンズの境界部」と「画素表示用ビーム」に関して、【0140】?【0144】には、「被走査面素子の微細凸レンズ構造(マイクロレンズアレイ)において、隣接するマイクロレンズの境界部は、曲率半径:rを有する。」、「曲率半径:rは、例えば、画素表示用ビームのR成分の波長:λRよりも小さい。」、「R成分のコヒーレント光の干渉による干渉性ノイズは防止される。」、「画素表示用ビームのG成分光の波長:λGやB成分光の波長:λBよりも、前記曲率半径:rが大きければ、これ等の光は境界部で拡散され、互いに干渉する。」、「この干渉による干渉性ノイズは発生する。」と記載され、さらに、【0151】には、「「境界部の曲率半径:rよりも小さい波長の成分による干渉性ノイズ」の発生を許容する場合には、マイクロレンズの配列は「ハニカム状配列」とするのがよい。」と記載されている。

(オ)【0176】?【0198】、図5(a)?図5(e)には、微細凸レンズの配列形態の他の例が記載されているところ、「微細凸レンズ構造の配列」として、【0188】には、「ジグザグ型の縦長ハニカム型配列」が記載され、【0191】には、「微細凸レンズ」のレンズ径として、「図5(b)において、微細凸レンズ9211、9212等のX方向のレンズ径:R2x=100μm、Y方向のレンズ径:R2y=200um(当合議体注:「um」は「μm」の誤記である。)とする。」と記載されている。

ウ 引用発明
(ア)引用文献1全体の記載からみて、上記イ(ア)?(エ)の記載における「画像表示用ビーム」は、「R、G、Bの各色レーザ光束」の「合成されたもの」である。

(イ)上記イ(エ)の記載に基づけば、上記イ(オ)の記載における「微細凸レンズ構造の配列」である「ジグザグ型の縦長ハニカム型配列」は、「隣接するマイクロレンズの境界部」の「曲面の曲率半径」よりも小さい波長の場合であって、上記イ(ウ)の記載により、「隣接するマイクロレンズの境界部」の「曲面の曲率半径」は、「500nm」であり、上記イ(オ)の記載により、「微細凸レンズ」の「X方向のレンズ径」は「100μm」であり、「微細凸レンズ」の「Y方向のレンズ径」は「200μm」である。

(ウ)そうしてみると、引用文献1には、次の発明(以下「引用発明」という。)が記載されていると認められる。なお、「微細凸レンズ」を「マイクロレンズ」に、「微細凸レンズ構造」を「マイクロレンズアレイ」に、記載を統一した。

「 マイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイを有する被走査面素子であって、
マイクロレンズアレイは、ジグザグ型の縦長ハニカム型配列であり、
R、G、Bの3色のレーザ光束の合成されたものである画素表示用ビームは、その全体が1個のマイクロレンズに入射し、発散角をもつ拡散光束に変換されるものであり、
隣接するマイクロレンズの境界部には、曲面が形成され、この曲面の曲率半径は、500nmであり、
マイクロレンズのX方向のレンズ径は100μmであり、Y方向のレンズ径は200μmである、
被走査面素子。」

(3)対比
本件補正後発明と引用発明とを対比する。
ア マイクロレンズ、放射角度変換素子
引用発明の「被走査面素子」は、「マイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイを有」し、「マイクロレンズアレイは、ジグザグ型の縦長ハニカム型配列であり」、「R、G、Bの3色のレーザ光束の合成されたものである画素表示用ビームは、その全体が1個のマイクロレンズに入射し、発散角をもつ拡散光束に変換されるものであ」る構成を具備している。
引用発明の「マイクロレンズ」は、その文言どおり、本願補正後発明の「マイクロレンズ」に相当する。
また、引用発明の「被走査面素子」が有する「マイクロレンズ」は、「R、G、Bの3色のレーザ光束の合成されたものである画素表示用ビームは、その全体が1個のマイクロレンズに入射し、発散角をもつ拡散光束に変換されるものであ」るから、「被走査面素子」は、「R、G、Bの3色のレーザ光束の合成されたものである画素表示用ビーム」から入射した光を「発散角をもつ拡散光束に変換」するといえる。そうしてみると、引用発明の「被走査面素子」は、本件補正後発明の「放射角度変換素子」に相当する。また、引用発明の「被走査面素子」は、本件補正後発明の「レーザまたは発光ダイオードから入射した光の放射角度を拡大するため」のものであるとの要件を満たす。
さらに、引用発明の「被走査面素子」が有する「マイクロレンズアレイ」は、「ジグザグ型の縦長ハニカム型配列であ」るから、引用発明の「被走査面素子」は、本件補正後発明の「2次元配列された複数のマイクロレンズを備える」との要件を満たす。

イ 接合部の曲面の曲率半径、マイクロレンズの外径
引用発明の「被走査面素子」は、「隣接するマイクロレンズの境界部には、曲面が形成され、この曲面の曲率半径は、500nmであり」、「マイクロレンズのX方向のレンズ径は100μmであり、Y方向のレンズ径は200μmである」構成を具備している。
技術的にみて、引用発明の「隣接するマイクロレンズの境界部」及び「隣接するマイクロレンズの境界部」の「曲面の曲率半径」は、それぞれ、本件補正後発明の「マイクロレンズ間の接合部」及び「接合部の曲面の曲率半径」に相当する。また、引用発明の「隣接するマイクロレンズの境界部」は、本件補正後発明の「マイクロレンズ間の接合部」の「曲面形状であ」るとの要件を満たす。さらに、技術的にみて、引用発明の「マイクロレンズのX方向のレンズ径」及び「マイクロレンズ」の「Y方向のレンズ径」は、本件補正後発明の「マイクロレンズの外径」に相当する。
ここで、引用発明において、「隣接するマイクロレンズの境界部」の「曲面の曲率半径」である「500nm」を、「マイクロレンズのX方向のレンズ径」である「100μm」及び「マイクロレンズ」の「Y方向のレンズ径」である「200μm」で除すると、それぞれ、0.005、0.0025となる。
そうしてみると、引用発明の「被走査面素子」は、本件補正後発明の「前記接合部の曲面の曲率半径をr、前記マイクロレンズの外径をDとしたとき、r/Dの値が、0.002以上、0.03以下の範囲であ」るとの要件を満たす。

(4)一致点及び相違点
ア 一致点
以上の対比結果を踏まえると、本件補正後発明と引用発明は、以下の点で一致する。
「2次元配列された複数のマイクロレンズを備える、レーザまたは発光ダイオードから入射した光の放射角度を拡大するための放射角度変換素子であって、
隣接する前記マイクロレンズ間の接合部が曲面形状であり、
前記接合部の曲面の曲率半径をr、前記マイクロレンズの外径をDとしたとき、r/Dの値が、0.002以上、0.03以下の範囲である放射角度変換素子。」

イ 相違点
本件補正後発明と引用発明は、以下の点で相違するか、又は一応相違する。

(相違点1)
本件補正後発明は、「面内均一性が20%以下であ」るのに対して、引用発明は、面内均一性の値が,一応、明らかでない点。

(相違点2)
本件補正後発明は、「透過率が78%以上であ」るのに対して、引用発明は、透過率の値が明らかでない点。

(相違点3)
本件補正後発明は、「前記接合部の曲面を通る光が、当該曲面により屈折する」のに対して、引用発明の「隣接するマイクロレンズの境界部」は、このように特定されていない点。

(5)判断
上記相違点について検討する。
ア 相違点1について
本件補正後発明の「面内均一性」は、「所定の条件」で測定するものと定義されているところ(【0032】)、「所定の条件」は、「放射角度変換素子」の使用態様に即したものにすべきと解される。
ここで、引用発明の「被走査面素子」は、画素表示用ビームの径を、「マイクロレンズ」の径よりも小さくして緩衝性ノイズが発生しないように使用することを前提としたものである(【0063】?【0078】)。また、「マイクロレンズアレイは、ジグザグ型の縦長ハニカム型配列」であるとともに、「隣接するマイクロレンズの境界部には、曲面が形成され、この曲面の曲率半径は、500nm」と小さい。
そうしてみると、引用発明の「被走査面素子」の面内均一性は十分に良いもの(優に20%以下である)と考えるのが自然であり、相違点1は、相違点ではない。

ところで、本件明細書の【0037】には、面内均一性の測定方法として、「光源として、He-Neレーザ(波長633nm、出力1mW)を使用した。光源から出た光のビーム径(直径)は、約φ1mmで、これをビームエキスパンダにより約3倍に広げて、マイクロレンズ12が形成された第1主面11aに略垂直に、放射角度変換素子10に光を入射させて、反対側の平面状の第2主面11bから光を出射させた」と記載されている。
そして、引用発明の「被走査面素子」の使用態様を無視して、上記633nmとされる光源の波長及び約3mmとされるビーム径を用いた面内均一性の測定方法を引用発明の「被走査面素子」に当てはめた上で、引用発明の隣接するマイクロレンズの境界部の曲面の曲率半径とマイクロレンズのレンズ径とを考慮すると、引用発明の「被走査面素子」では、隣接するマイクロレンズの境界部はレンズとして作用せず、マイクロレンズはレンズとして作用すると考えられる。そうしてみると、隣接するマイクロレンズの境界部に入射した光は直進して輝線となり、マイクロレンズに入射した光は拡散して、引用文献1の図2(b)に示されるように干渉して干渉性ノイズが生じ得る。
しかしながら、引用文献1の図2(b)は画像表示用ビームが僅か2個のマイクロレンズに跨がる例を示したものである。上述したように、光源の波長は633nm、ビーム径は約3mmであるのに対して、引用発明の「被走査面素子」の境界面の曲率半径は500nm、X方向及びY方向の長さはそれぞれ400μm及び600μmであるから、引用発明の「被走査面素子」に本件明細書の【0037】に記載の面内均一性の測定方法を当てはめた場合には、多数のマイクロレンズに光が入射し、入射した光が発散して多数の光束が重なり合うこととなるので、全体としては均一化されると考えられる。
したがって、引用発明における面内均一性は、20%以下となる蓋然性が高い。

仮に、引用発明の面内均一性が20%よりも高くなるとして、以下に検討する。
引用発明の「被走査面素子」は、画像表示装置において走査されるものであるから、技術常識からみて、走査面の場所によって透過率が異なることのないように構成されること、すなわち、引用発明において被走査面面素子の面内均一性を低くするという課題を有する。そして、被走査面素子の面内均一性を低くするために、引用発明において、隣接するマイクロレンズの境界部の曲面の曲率半径、マイクロレンズのレンズ径、マイクロレンズアレイの配列等を調整することは、当業者にとって適宜選択可能な設計事項である。

そうしてみると、上記相違点1は実質的な差異ではないか、仮に差異であるとしても当業者が容易に想到し得たことである。

イ 相違点2について
引用文献1の【0014】に「この発明は、コヒーレントな光束の2次元走査により表示される2次元画像の明るさを確保しつつ、干渉性ノイズを軽減できる画像表示装置の実現を課題とする。」と記載されていて、引用文献1にも、透過率を上げるという課題が記載されているといえる。そして、透過率を上げるために、マイクロレンズの材料を選択したり、反射防止膜を設けたりすることは、当業者にとって適宜選択可能な設計事項である。
そうしてみると、上記相違点2に係る本件補正後発明の構成とすることは、当業者が容易に想到し得たことである。

ウ 相違点3について
引用発明の「画素表示用ビーム」は、「R、G、Bの3色のレーザ光束の合成されたものであ」り、また、引用発明の「隣接するマイクロレンズの境界部」の「曲面の曲率半径」は、「500nm」である。B(青色)のレーザ光束の場合、引用発明の「隣接するマイクロレンズの境界部」の曲面の曲率半径との大小関係から、「隣接するマイクロレンズの境界部」がレンズとして機能し、B(青色)のレーザ光束が「マイクロレンズとマイクロレンズの境界部」に入射すると発散し、屈折するものであることは明らかである。
したがって、上記相違点3は、実質的な差異ではない。

(6)効果について
本件補正後発明に関して、本件明細書の【0015】には、「本発明によれば、均一性が高い良好な光拡散性能を、歩留高く製造することが可能な放射角度変換素子を提供できる。」と記載されている。
しかしながら、このような効果は、引用発明及び引用文献1に記載された事項から予測できる範囲内のものである。

(7)審判請求人の主張について
審判請求人は、令和2年4月6日提出の審判請求書において、「引用文献1に記載された発明は、画像表示装置に関する発明であり、その用途や機能が本願発明とは大きく異なります。」、「引用文献1の段落[0096]、[0097]には、「境界部の曲率半径が、画素表示用ビームの波長より小さくなると、境界部は画素表示用ビームに対して「サブ波長構造」となり、境界部は「レンズ」として作用せず、画素表示用ビームを直進的に透過させ、発散させることがない」ことが記載されています。ここで、「レンズ」として作用しないということは、当然のことながら、境界部はレンズの基本的な作用である「屈折作用」を生じないものと解釈されます。」と主張している。
しかしながら、上記(2)?(5)で示したとおりであるが、念のため付言すると、引用文献1の【0096】における「境界部843は「レンズ」として作用せず」との記載は、「表示すべき2次元の拡大虚像がモノクロ画像である場合」(引用文献1の【0099】)のことである。上記(2)?(5)で述べたように、引用文献1には、画素表示用ビームLCがR、G、Bの3色のビームの合成されたものである場合、境界部をレンズとして作用させることが記載されている。
したがって、審判請求人の主張を採用することはできない。
(当合議体注:境界部の曲率半径に関する、本件補正後発明と引用発明の技術思想が相違することは当合議体も承知しているが、接合部の曲率半径の値を具体的に特定しない(明細書にも具体的数字が記載されていない)本件補正後発明との関係においては、上記のとおり判断される。)

(8)小括
本件補正後発明は、引用文献1に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第29条第2項の規定により、特許出願の際独立して特許を受けることができない。

3 補正却下の決定のむすび
本件補正は、特許法第17条の2第6項において準用する同法第126条第7項に規定に違反するので、同法第159条第1項の規定において読み替えて準用する同法第53条第1項の規定により却下すべきものである。
よって、上記「第2 令和2年4月6日にされた手続補正についての補正の却下の決定」[結論]のとおり決定する。


第3 本願発明について
1 本願発明
以上のとおり、本件補正は却下されたので、本件出願の請求項1に係る発明(以下「本願発明」という。)は、上記第2[理由]1(1)に記載のとおりのものである。

2 原査定の拒絶の理由
原査定の拒絶の理由は、概略、本件出願の請求項1に係る発明は、本件出願前に日本国内又は外国において、電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった特開2015-108838号公報に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができない、という理由を含むものである。

3 引用文献及び引用発明
引用文献1の記載及び引用発明は、上記第2[理由]2(2)アないしウに記載したとおりである。

4 対比及び判断
本願発明は、上記第2[理由]2で検討した本件補正後発明から、上記第2[理由]1の補正事項に係る限定を削除したものである。
そうすると、本願発明の発明特定事項を全て含み、さらに限定した本件補正後発明も、上記第2[理由]2に記載したとおり、引用文献1に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、本願発明も、引用文献1に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものである。


第4 むすび
以上のとおり、本願発明は、特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができない。
したがって、他の請求項に係る発明について検討するまでもなく、本件出願は拒絶されるべきものである。
よって、結論のとおり審決する。
 
審理終結日 2020-10-12 
結審通知日 2020-10-13 
審決日 2020-10-30 
出願番号 特願2018-243064(P2018-243064)
審決分類 P 1 8・ 121- Z (G02B)
P 1 8・ 575- Z (G02B)
最終処分 不成立  
前審関与審査官 後藤 慎平後藤 大思  
特許庁審判長 樋口 信宏
特許庁審判官 神尾 寧
井口 猶二
発明の名称 放射角度変換素子  
代理人 森下 賢樹  
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