«Патентование изобретений в области высоких и нанотехнологий»

Патентование изобретений в области высоких и нанотехнологий (fb2) - Патентование изобретений в области высоких и нанотехнологий 2914K скачать: (fb2) - (epub) - (mobi) - Дмитрий Юрьевич Соколов (изобретатель)

Дмитрий Юрьевич Соколов Патентование изобретений в области высоких и нанотехнологий

Предисловие автора

К настоящему времени опубликовано уже много работ, связанных с патентованием объектов в области высоких и нанотехнологий. Однако практически все известные автору издания анализируют то, что происходит в этой области и не касаются конкретных методов подготовки и получения патентов. Данная работа посвящена обобщению более чем 25-летнего практического опыта автора в области высоких и нанотехнологий в зеленоградских организациях: НИИТМ, НИИФП и в большей степени в ЗАО «Нанотехнология МДТ». В ней рассмотрены особенности создания широкого круга изобретений, от простейших двухкомпонентных изделий до многофункциональных нанофабрик и подготовки на них заявок. Приведены конкретные примеры всего цикла работ на наиболее интересные технические решения. Автор намеренно минимизировал специальную патентную терминологию, чтобы этот материал также мог служить практическим пособием широкому кругу изобретателей и в качестве учебного пособия для студентов вузов. Книга основана на курсах лекций и семинарах, проведенных автором в следующих организациях: КБ «Молния», ВНИИ технической физики и автоматизации, Центральном институте повышения квалификации Атомного энергопромышленного комплекса, Академии менеджмента и рынка, Южно-Уральском гос. университете (Миасс), Институте точной механики и оптики (С.-Петербург), Казанском гос. университете, МИЭТе, Национальном содружестве бизнес-ангелов, ВНИИ трансплантологии и искусственных органов, НИИ клинической иммунологии СО РАМН, ОАО «SELMI» (г. Сумы), НИИТМе, заводе «Элион» и др.

На многих этапах работы существенную поддержку и помощь оказал президент группы компаний «НТ-МДТ», д.т.н. Виктор Александрович Быков, за что автор ему искренне благодарен.

Написание этой книги во многом было инициировано д.ф.-м.н., профессором кафедры «Квантовая физика и наноэлектроника» Московского государственного института электронной техники Владимиром Кирилловичем Неволиным, который дал много ценных советов по структуре материала и внес конкретные предложения и замечания по тексту рукописи.

Пользуясь случаем, выражаю благодарность профессору каф. № 2 Центрального института повышении квалификации Атомного энергопромышленного комплекса, академику МАРЭ, заслуженному деятелю науки РФ Юрию Петровичу Рудневу за обсуждение отдельных глав с целью их использования в образовательном процессе.

Много полезного автор почерпнул из общения с Европейским патентным поверенным к.ф.-м.н. Андреем Кудиным, особенно в области зарубежного патентования.

Введение

За последние годы в отечественной печати неоднократно поднимался вопрос о недостаточной патентной защите российских изобретений. «При относительном росте федеральных бюджетных расходов на проведение НИОКР, которые в 2007 г. составили более 200 млрд руб., права закрепляются лишь в каждом десятом случае…. Развитые страны патентуют за рубежом каждое четвертое национальное изобретение, что дает им возможность в дальнейшем эффективно продавать и защищать свои права на территории других государств. Россия патентует за рубежом только каждое шестидесятое национальное изобретение» [1]. Количество международных патентов, принадлежащих российским изобретателям в 100 раз меньше, чем аналогичный показатель в США и в 50 раз меньше, чем в Германии. «Из-за снижения объемов продаж на внешнем рынке новых технологий и продуктов наукоемкого промышленного производства потери России составляют до 10 млрд долл. в год… Согласно данным Минпромнауки доля России на мировых рынках высокотехнологичной продукции составляет 0,3 %, что в 130 раз меньше, чем в США» [2]. В области нанотехнологии по данным на 2007 г. мировое количество патентов было около 100 тыс. [3] тогда как в России эти патенты исчислялись всего лишь сотнями. В настоящее время идет процесс активного патентования высоких технологий зарубежными фирмами в Российской Федерации. Если в начале XXI века таких патентов было примерно 10 %, к 2005 г. их стало больше четверти, то к 2010 г. в отдельных областях, например, в цифровой обработке изображений, их количество превысило уже число российских патентов, а в биотехнологии достигло 80 % от общего числа. Если не принять экстренных мер, через несколько лет Россия может полностью потерять экономическую независимость в области высоких технологий. То же может произойти и в военной области, так как высокотехнологичные изобретения часто имеют двойное применение [4]. Помимо защиты интересов России патенты нужны еще и разработчикам в основном для:

1. Исключения запрета производить и продавать свою продукцию.

2. Защиты своей продукции от копирования недобросовестными конкурентами.

3. Успешной продажи своих комплектующих, входящих в более крупные чужие разработки.

4. Рекламы своей продукции.

5. Успешного участия в тендерах на разработку технологии и оборудования.

6. Отчета по бюджетному финансированию разработок.

Подробнее эти вопросы изложены в [5, 6].

Помочь изобретателям активнее заниматься патентованием своих изобретений – цель данной книги.

Отдельных правил для патентования высоких и нанотехнологий не существует, тем не менее, степень подробности описания каждого раздела заявки, последовательность изложения материала и особенно последовательность его подготовки имеют свои отличия. Следует также отметить, что граница между высокими и нанотехнологиями достаточно условна. Если с наноматериалами согласно общепринятым определениям вопрос достаточно ясен, то с оборудованием для их производства определенности уже меньше. А есть еще вспомогательное оборудование, необходимое для обеспечения работы основного. Поэтому четко определить границу между нанотехнологиями, высокими технологиями и обычными не всегда возможно. Например, разработан многофункциональный нанотехнологический комплекс для производства нанообъектов, который по всем определениям относится к объектам нанотехнологии. Но в него в качестве составных частей будут входить высокотехнологичные модули, которые могут иметь самостоятельное применение не только в нанотехнологиях. Эти модули в свою очередь будут содержать решения, применимые в разных областях обычных технологий.

В представленном ниже материале будут рассмотрены варианты патентования широкого круга изделий, привязанных к нанотехнологическому оборудованию [7,8]. При этом в одной главе может быть рассмотрено одновременно патентование объектов нанотехнологий, высоких и обычных технологий. Графические материалы приведены в той форме, в которой они должны быть представлены в заявках на изобретения, но в несколько упрощенном виде.

Литература

1. Уважайте инновации. – Патенты и лицензии, 2008, № 6, с. 5–6.

2. Соколов С.А. Пора вводить лицензирование торговли интеллектуальным продуктом. – Патенты и лицензии, 2008, № 11, с. 46.

3. Негуляев Г.А., Ненахов Г.С. Нанотехнологии: проблемы патентования и экспертизы. – Патенты и лицензии, 2007, № 11, с. 22.

4. Соколов Д.Ю. Угрозы экономической и военной независимости России из-за недостаточной патентной защищенности разработок в области высоких технологий. – Новые промышленные технологии, 2009, № 2, с. 32–33.

5. Соколов Д.Ю. Патентование высокотехнологичных решений (продукции) и методика составления заявок на различные типы патентов. – Новые промышленные технологии, 2009, № 2, с. 27–31.

6. Соколов Д.Ю. Стратегия организации патентной службы. – Патенты и лицензии, 2008, № 12, с. 41–43.

7. Быков В.А. Нанотехнологии: возможности, перспективы, инструменты. – Наука и технологии в промышленности, 2009, № 1, с. 66–70.

8. Быков В.А. Новейшие разработки в области приборостроения для нанотехнологии. – Наноиндустрия, 2010, № 2, с. 18–24.

Сокращения, термины и определения

Слово «термин» происходит от латинского «Terminus» – имени древнегреческого бога, который считался покровителем границ и межевых знаков. Поэтому оно подразумевает ограниченность, обособленность использования понятия [1]. Бернард Шоу в свое время с присущим ему остроумием определял терминологию как «заговор посвященных», подчеркивая тем самым замкнутый, ограниченный круг распространения специальной лексики, которая доступна лишь избранным, посвященным в ту или иную область научного знания [2]. Распространение знаний в области интеллектуальной собственности во многом ограничивается не сложностью вопроса, а специальной терминологией, которой пользуются патентоведы и которая непонятна большинству изобретателей. Более того, многие новомодные слова еще не вполне определили свое место в русском языке и часто вносят путаницу в решение различных задач. Например, у слова «инновация» существует более 10 определений. Поэтому намеренно была сокращена специальная и новая терминологии, используемые в тексте. Ниже приведен минимально необходимый набор терминов.

Патентные термины

Автором изобретения, полезной модели или промышленного образца признается гражданин, творческим трудом которого создан соответствующий результат интеллектуальной деятельности (ст. 1347) [1] .

Единство изобретения – требование подачи заявки на одно изобретение, т. е. заявка должна содержать описание одного объекта – устройства, способа или вещества. Допускается объединение в одной заявке двух или более изобретений, относящихся к разным объектам (устройство, способ, вещество), если они служат единой цели и могут быть применены лишь совместно. Эти изобретения излагаются независимыми пунктами формулы.

Зависимый пункт формулы изобретения – пункт многозвенной формулы изобретения, не имеющий самостоятельного правового значения и развивающий или дополняющий признаки изобретения, изложенные в независимых (ом) пунктах (е).

ЕПВ – Европейское патентное ведомство.

Заявитель по заявке на изобретение – гражданин или юридическое лицо, имеющее в соответствии с действующим в РФ законодательством право на подачу заявки на изобретение и подавшее такую заявку в установленном порядке.

Изобретение – объект правовой охраны. Изобретению предоставляется правовая охрана, если оно является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо.

Изобретательский уровень изобретения достигается, если для специалиста оно явным образом не следует из уровня техники.

Исключительное право на использование изобретения, полезной модели и промышленного образца принадлежит патентообладателю и заключается в праве использования этих объектов любым, не противоречащим закону способом. Патентообладатель может распоряжаться исключительным правом на эти объекты.

Использование изобретения – изобретение или полезная модель признаются использованными в устройстве или способе, если устройство содержит, а в способе использован каждый признак изобретения или полезной модели, приведенный в независимом пункте формулы изобретения (ст. 1358).

Лицензиар – сторона в лицензионном соглашении, передающая другой стороне (лицензиату) право на использование объекта лицензии (например, изобретения).

Лицензиат – сторона в лицензионном соглашении, получающая право на использование объекта лицензии (например, изобретения).

МПК – международная патентная классификация.

Независимый пункт формулы изобретения – обычно первый пункт формулы изобретения, в котором все существенные признаки объекта необходимы и достаточны для достижения цели изобретения, излагаются допустимо обобщенными понятиями и который имеет самостоятельное правовое значение.

Новизна изобретения достигается, если оно не известно из уровня техники.

НОУ -ХАУ – в классическом понимании на сегодняшний день под термином «ноу-хау» понимается деловой секрет или конфиденциальная информация, ставшая предметом передачи или сделки [3]. На практике часто под «ноу-хау» подразумевают секретные сведения, которые не раскрываются при описании разработки.

Объект промышленной собственности – изобретение, промышленный образец, полезная модель, товарный знак.

Ограничительная часть формулы изобретения начинается с дословного воспроизведения названия изобретения и содержит ранее уже известные признаки данного изобретения. Чаще всего это признаки прототипа, используемые в данном изобретении.

Отличительная часть формулы изобретения – часть формулы, в которой после слов «отличающийся тем, что» излагаются признаки, отличающие объект изобретения от прототипа.

Отличительные признаки – признаки отличительной части формулы изобретения.

Открытие – установление неизвестных ранее объективно существующих закономерностей, свойств и явлений материального мира, вносящих коренные изменения в уровень познания.

Патент на изобретение, промышленный образец и полезную модель —

документ, удостоверяющий государственное признание на эти объекты, а также удостоверяющий приоритет, авторство и исключительное право на их использование.

Патентная чистота изобретения – юридическое свойство объекта техники, заключающееся в том, что он может использоваться в данной стране без нарушения действующих на ее территории патентов.

Патентоспособность – юридическое свойство объекта промышленной собственности, определяющее его способность охраняться документом исключительного права (патентом) на территории конкретной страны в течение срока действия патента.

Полезная модель – конструктивное выполнение средств производства и предметов потребления. Предоставляется правовая охрана, если она является новой и промышленно применимой.

Право преждепользования на изобретение, полезную модель или промышленный образец. Лицо, которое до даты приоритета изобретения, полезной модели или промышленного образца добросовестно использовало на территории РФ созданное независимо от автора тождественное решение или сделало необходимые к этому приготовления, сохраняет право на дальнейшее безвозмездное использование тождественного решения без расширения объема такого использования (ст. 1361).

Приоритет изобретения, полезной модели или промышленного образца устанавливается по дате подачи заявки на них в ФИПС (ст. 1381).

Промышленная применимость – изобретение или полезная модель промышленно применимы, если они могут быть использованы в промышленности и других областях экономики и социальной сферы.

Промышленный образец – новое художественно-конструкторское решение, определяющее его внешний вид и дающее положительный эффект.

ТРИЗ – теория решения изобретательских задач, в основном разработанная Г.С. Альтшуллером в середине XX века и получившая широкое мировое распространение в настоящее время.

Уровень техники включает любые сведения, ставшие общедоступными в мире до даты приоритета изобретения.

ФИПС – Федеральный институт промышленной собственности.

Формальная экспертиза заявки на изобретения. В ходе ФЭ проверяется наличие необходимых документов, соблюдение установленных требований к ним и рассматривается вопрос с том, относится ли заявленное предложение к объектам, которым предоставляется правовая охрана (ст. 1384).

Формула изобретения – составленная по установленным правилам краткая словесная характеристика технической сущности изобретения.

Экспертиза заявки на изобретения по существу проводится патентным ведомством РФ, где проверяется патентоспособность изобретения (ст. 1386).

Технические термины

Абляция (лат. Ablat – отнятие) – многозначный физический термин, обозначающий процесс увлечения вещества с поверхности твердого тела обтекающим потоком. В физике твердого тела – удаление (испарение) вещества с поверхности при воздействии лазерного излучения.

ACM (атомно-силовой микроскоп) – прибор, позволяющий исследовать рельеф материалов за счет силового взаимодействия заостренного зонда с поверхностью этих материалов. Изготовлен в 1986 г. Г. Биннигом, X. Гербером и С. Квайтом.

Графен – углеродный монослой, в котором связи С-С образуют правильные графитовые шестиугольники. В настоящее время пленка, содержащая до десяти монослоев, может называться графеновой.

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) – молекула, содержащаяся в клетках всех живых организмов, а также некоторых вирусах, представляющая собой полимерный остов, состоящий из чередующихся остатков фосфата и сахара дезоксирибозы, к которому прикреплены азотистые основания (аденин, гуанин, цитозин и тимин). Молекула ДНК представляет собой двойную нуклеотидную наноцепь с периодом 3,4 нм и диаметром 2 нм.

Кантилевер (англ. Cahtilever – консоль) – устоявшееся название микромеханического подвижного зонда, включающая гибкую консоль, позволяющую изучать материалы методом атомно-силовой микроскопии.

Кластер (англ. Cluster – объединение) – совокупность двух или более однородных элементов, которая может рассматриваться как самостоятельная единица, обладающая определенными свойствами.

Нано… (греч. Nanos – карлик) – приставка для образования наименования дольных единиц, равных одной миллиардной доле исходных единиц.

Нанолитография – создание «правильных» групп атомов и молекул на подложке из обычного вещества. Создание на подложке наноразмерных (менее 100 нм по одной координате) элементов.

Наноматериал – материал, содержащий структурные элементы, геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм, и благодаря этому обладающий качественно новыми свойствами, в том числе заданными функциональными и эксплуатационными характеристиками.

Нанотехнология (по одному из определений) – это разработка, характеризация, производство и применение структур, устройств и систем посредством контроля формы и размеров в нанометровом диапазоне [1].

Нанотрубка углеродная (англ. Carbon nanotube) – трубка нанометровых размеров, состоящая из отдельных атомов углерода. Либо трубка, стенки которой состоят из слоев графена.

Пьезобиморф – модуль, состоящий из двух пьезоэлементов.

Пьезосканер – устройство, состоящее из пьезоэлемента(ов), осуществляющее сканирование.

Пьезотрубка – пьезоэлемент, выполненный в виде трубки.

СЗМ (сканирующий зондовый микроскоп) – устройство для исследования и модификации посредством острийного зонда поверхности объекта вплоть до атомарного уровня.

СТМ (сканирующий туннельный микроскоп), прибор, основанный на использовании туннельного тока между поверхностью проводника и металлическим острием, удаленным от нее на расстояние около 1 нм. С созданием этого прибора многие связывают начало эры нанотехнологии. Запатентован в 1982 г. Г. Биннигом и Г. Рорером и имеет дату швейцарской регистрации заявки на изобретение – 20.09.1979 г. [4].

Туннелирование – свойство квантовых частиц, заключающееся в их способности проникать через преграду даже в случаях, когда их энергия ниже потенциального барьера, соответствующего данной преграде.

Фуллерены (англ. Fullerene) – класс химических соединений, молекулы которых состоят только из четного количества атомов углерода. Химически стабильные замкнутые поверхностные структуры углерода, в которых атомы углерода расположены в вершинах правильных шестиугольников или пятиугольников, регулярным образом покрывающих поверхность сферы или сфероида.

Литература

1. Удовицкий В.Г. О терминологии, стандартизации и классификации в области нанотехнологий и наноматериалов. – ФИП, 2008, т. 6, № 3–4, с. 193–201.

2. Володина М.Н. Когнитивно-информационная природа термина и терминологическая номинация. – М.: Изд-во МГУ, 2000. – 128 с.

3. Евдокимова В.Н. Передача технологии: правовое регулирование и правоприменительная практика в Российской Федерации. – М.: ИНИЦ Роспатента, 2001, с. 20.

4. Патент US4343993. Scanning tunneling microscope. 10.08.1982.

Глава 1 Исторические аспекты

Развитие человеческого общества тесно связано с изобретательской деятельностью. Согласно классической истории устройство для добывания огня (600 тыс. лет до н. э.) – одно из первых важнейших изобретений человека. Следующее изобретение, связанное с огнем, масляная лампа (50 тыс. лет до н. э.) применялась не только для освещения жилища, но и древними художниками для создания произведений искусства в пещерах на территории Европы [1]. Водяное колесо, изобретенное в Индии в 4—6-м тысячелетии до н. э. уже заставило природу работать на человека. Колесо и повозку (3000 лет до н. э.) связывают с протоиндийской культурой Мохенджо-Даро и Месопотамией.

Парус и корабль древнего Египта в 5-м тысячелетии до н. э. расширили транспортные возможности человека. Дальнобойный лук, изобретение которого приписывают Гуннам или даже до гуннской цивилизации Сюннам, изменил способы ведения войны и позволил легким всадникам с 300 м расстреливать рыцарей в доспехах, что привело к изменению карты Европы. Стремена, изобретенные в Китае в начале 1 – го тысячелетия, также дали огромное преимущество восточным кочевникам. Они позволили прицельно метать дротик и стрелять из лука, а также, встав на стремена, всадники могли поражать противника ударом сверху. Эти новые возможности стремян ускорили падение Римской империи, воинам которой они не были известны. Все эти изобретения можно смело отнести к высоким технологиям своего времени.

Нанотехнологии также появились в древнем мире. Это косметика Древнего Египта и Древней Греции с частицами красящего вещества, измельченными до 5 нм, что обеспечило им уникальные красящие свойства, дамасская сталь с нановолокнами, фарфор Древнего Китая, рубиновое стекло Древнего Рима с наночастицами золота и многое другое.

В средние века начинают появляться довольно подробные изображения изобретений. Арабская миниатюра водяных часов [2] XIV века (рис. 1.1) однозначно определяет принцип их работы.

Зарисовки Леонардо из Тосканского городка Винчи дают подробные изображения танков, разрывных пушечных ядер (рис. 1.2), рессорных колесниц, цепных передач, маховиков, парашютов, прообразов вертолетов и многого другого [3].

Рис. 1.1. Водяные часы с механическими павлинами. Миниатюра из трактата арабского механика Аль-Джазари об автоматах. Багдад, 1315 год

Рис. 1.2. Изобретения Леонардо да Винчи. «Танк», 1485 год. Пушки со взрывающимися ядрами, 1490 год

Рис. 1.3. Экспериментальная вакуумная установка из книги немецкого физика Отто фон Герике. Амстердам, 1672 год

Следует заметить, что некоторые чертежи Леонардо имеют намеренные ошибки, чтобы никто кроме него не мог изготовить по ним изделия (см. редуктор «танка», который вращает колеса в разные стороны). Здесь мы впервые сталкиваемся с сокрытием ноу-хау, получившим широкое распространение в настоящее время.

Изображение экспериментальной вакуумной установки XVII века (рис. 1.3), которую смело можно отнести к высоким технологиям, дает полное понятие не только о ее конструкции, но и процессах, происходящих внутри.

Это изображение установки и сейчас в качестве чертежей можно подавать в любое патентное ведомство.

Крупнейшее изобретение Средневековья, которое для того времени также можно отнести к высоким технологиям, – вязальный станок, изготовленный Уильямом Ли в 1589 г. в Англии. Впоследствии это изобретение дало толчок всему современному технологическому развитию, а на момент его создания королева Англии Елизавета, заботясь о доходе вязальщиц, запретила под страхом смерти изготовление и экспорт этого станка и посоветовала изобретателю жить честным трудом. То есть вопрос о регламентации изобретательской деятельности уже назрел.

Следует, правда, заметить, что самый первый патент в мире был выдан в 1449 г. Джону Уитноу на изготовление по собственной технологии цветного стекла, а для его окрашивания в разные цвета используются наночастицы металлов и их оксиды. Следовательно, первый патент в мире относится сразу к нанотехнологии. Более того, техническим эффектам окрашенных стекол, например, наночастицами золота, находят новые объяснения до сих пор. Ученые Технологического Университета Квинсленда установили, что наночастицы золота, например, в церковных витражах, возбуждаясь от солнечного света и формируя магнитные поля на поверхности витражей, могут расщеплять вредные для человека вещества.

Первым патентным документом стала Декларация Венецианской республики 1474 года. Однако первый полноценный патентный закон появился в Англии только в XVII веке. В марте 1883 г. уже была заключена Парижская конвенция по охране интеллектуальной собственности.

Первая привилегия на изобретение в России была выдана 2 марта 1748 г. купцам Антону Тавлеву, Терентию Волоскову и Ивану Дедову «на устроение фабрик для делания красок по предложенному ими способу». Опять же область, близкая к нанотехнологии. До 1812 г. было выдано 76 привилегий «на промыслы, торговлю и изобретения в ремеслах и художествах». 17 июня 1812 г. был подписан манифест «О привилегиях на разные изобретения и открытия в ремеслах и художествах», являющийся первым патентным законом в России. Некоторые важные и интересные в настоящее время документы патентного законодательства СССР приведены в приложении 4.

Отдельно хочется выделить российских ученых-изобретателей М.В. Ломоносова и Д.И. Менделеева. Михаил Васильевич Ломоносов наряду с открытиями, опередившими свое время (например, молекулярно-кинетической теорий тепла [4] и физической химии – как науки [5]), создал огромное количество изобретений в различных областях. Соединение науки с практикой для решения конкретных задач он считал наиважнейшей задачей. В первой химической лаборатории России, прообразе будущих научно-исследовательских институтов, в 1749–1751 гг. им были созданы новые и найдены утерянные рецепты окрашивания стекол и специальной мозаичной массы – смальты [6]. Одним из самых выдающихся изобретений Ломоносова была «ночезрительная труба» – прообраз созданных через 200 лет ночных биноклей. Им были также изобретены перископ, рефрактометр, пирометр, различные варианты барометров и многое другое.

Дмитрий Иванович Менделеев продолжил многие направления науки, начатые Ломоносовым. Основное его достижение – Периодическая система элементов, которую Американское общество материаловедов и технологов объявило самым выдающимся открытием в этих областях за всю историю человечества. Менделеев трижды выдвигался на Нобелевскую премию зарубежными учеными и ни разу российскими, состоял членом десятков зарубежных академий, но был забаллотирован в Российскую, так как его работы сочли недостаточно фундаментальными. Примечательно изобретение Менделеевым бездымного пороха, которое было у него украдено и запатентовано в 1990 г. сотрудником американской военно-морской разведки Бернаду. В отличие от Нобеля, запатентовавшего динамит и сделавшего на этом себе состояние, Менделеев, в первую очередь из-за невнимания чиновников от науки, не смог защитить свою интеллектуальную собственность на порох, что во многом могло бы изменить для России ход Первой мировой войны.

Совсем по-другому к патентованию своих разработок относились за рубежом.

Активное патентование высоких технологий началось в конце XIX века. Из изобретателей того времени можно выделить Томаса Эдисона и Николу Теслу. Оба работали в наиболее передовой на тот момент области – электротехнике. В течение жизни Эдисон получил 1093 патента [7]. Особенно он гордился фонографом – устройством для записи и воспроизведения звука. Наиболее значимые патенты Теслы относятся к области переменного тока: моторам, осветительным устройствам, передаче энергии на большие расстояния. Некоторые его изобретения вызывают дискуссии в научной среде до сих пор. Многие считают Теслу первым нанотехнологом за предсказание электронного микроскопа и возможности манипулирования отдельными молекулами. По рейтингу, составленному Американской академией наук, Тесла вошел в пятерку величайших изобретателей человечества [8]. Патенты уже в то время имели огромное значение, реально охраняли интеллектуальную собственность, приносили прибыль и служили стимулом развития производства.

Первым изобретением Эдисона была изготовленная на собственные средства машина для подсчета голосов при голосовании, которая работала хорошо, но именно из-за этого оказалась ненужной конгрессменам, к которым он обратился. После этой неудачи Эдисон сформулировал для себя основной принцип изобретательства: «Сперва обдумай, есть ли нужда в будущем изобретении, затем начинай думать, вставай в шесть часов утра и думай до двух часов ночи. Делай это до тех пор, пока не изобретешь». Использовав этот принцип, Эдисон вскоре усовершенствовал телеграф, за что уже получил 40 тыс. долл. По своему эти методы работы прокомментировал Тесла: «Если бы Эдисону понадобилось найти иголку в стоге сена, он не стал бы терять времени на то, чтобы определить наиболее вероятное место ее нахождения. Он немедленно с лихорадочным прилежанием пчелы начал бы осматривать соломинку за соломинкой, пока не нашел бы предмета своих поисков… Он питал неподдельное презрение к книжному образованию, доверяясь всецело своему чутью изобретателя…» Заметим, что Тесла постановку сверхзадачи (второй принцип) и научный подход (третий принцип) сочетал, как и Эдисон, с коммерциализацией своих изобретений. В 1888 г. Тесла за свои 40 патентов получил от Вестингауза 1 млн долл. Четвертый принцип выразил Генри Форд «в изобретении небольшого, сильного и простого автомобиля, производимого по дешевой цене» [9]. Пятый принцип изобретательства шутливо сформулировал Эйнштейн, работавший в начале своей трудовой деятельности в патентном бюро. Когда его спросили, как становятся изобретателями, смысл ответа был следующим: все знают, что все изобретено, а один нет – он и становится изобретателем. И еще один принцип изобретательства, связанный с постановкой сверхзадачи, вытекает из следующего примера. В конце прошлого века крупнейшие астрономы – французский Ж. Лаланд и американский С. Ньюк, немецкий изобретатель Э. Сименс и некоторые другие знаменитые ученые считали невозможным создание летательных аппаратов тяжелее воздуха. До первых полетов в 1903 г. А. Можайского и братьев Райт оставалось несколько лет. Именно в 1903 г. конгресс США запретил финансирование таких летательных аппаратов, а патентное ведомство прекратило прием заявок на их патентование [10].

На основании опыта великих изобретателей можно сделать вывод: изобретение должно быть необходимым, сочетать научный подход и здоровый прагматизм, а также желательно решать сверхзадачу и не быть в полной зависимости от мнения авторитетов сегодняшнего дня.

Литература

1. Дмитриева НА. Краткая история искусств. – М.: Искусство, 1969. – 344 с.

2. Глазычев В.Л. Гемма Коперника. Мир науки в изобразительном искусстве. – М.: Советский художник, 1989. – 416 с.

3. Уоллэйс Р. Мир Леонардо. – М.: Терра. 1997. – 192 с.

4. Ишлинский А.Ю., Павлова Г.А. М.В. Ломоносов – великий русский ученый. – М.: Педагогика, 1986, с. 57–60.

5. Кудрявцев П.С. Курс истории физики. – М.: Просвещение, 1982, с. 124.

6. Белявский М.Т. Все испытал и все проник. – М.: Издательство Московского университета, 1990. – 221 с.

7. http: , Томас Эдисон.

8. Ренкель А. Восхождение на купюру. – ИС. Промышленная собственность, 2007, № 11, с. 7.

9. Генри Форд. Сегодня и завтра. – М.: Контроллинг, 1992, с. 21.

10. Потоцкий В. В. О взаимосвязи научных открытий и изобретений, как объектов интеллектуальной собственности. – Вестник Российской академии естественных наук, 2003, № 4, с. 5.

Глава 2 Как создать простейшее изобретение и оформить на него заявку

Для начала рассмотрим общие подходы к разработке и патентованию обычных изделий, которые подойдут и к патентованию высокотехнологичного оборудования. Многие разработчики не могут приступить к оформлению патентов на изобретения из-за незнания элементарных вещей: что такое изобретение и что в первую очередь важно при оформлении заявки. Цель данной главы – простыми словами на элементарном примере объяснить разработчику основы процесса создания и защиты изобретения.

Изобретение – это продукт интеллектуальной деятельности, который является новым, имеет изобретательский уровень и промышленное применение.

Новое – это решение, неизвестное из уровня техники. При этом в качестве уровня техники могут рассматриваться патенты, опубликованные заявки, статьи, рекламные проспекты и вообще любая информация, известная неограниченному кругу лиц, вплоть до сообщения по радио. Если с первым критерием все более-менее ясно, то второй часто ставит изобретателя в тупик.

Изобретательский уровень решения определяется неочевидностью его для специалиста в данной области. Согласно [1] не признаются соответствующими условию изобретательского уровня изобретения, основанные, в частности:

– на дополнении известного средства известными частями, присоединяемыми к нему по известным правилам;

– на замене какой-либо части известного средства другой известной частью;

– на увеличении количества однотипных элементов;

– на создании средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил;

– И т. д.

Прочитав эти определения, большинство разработчиков отказываются патентовать свои изобретения. Ведь практически любой признак (деталь, узел, последовательность действий), который используется в патентуемом оборудовании или технологии, уже где-то описан и применяется.

При представлении своего изобретения для обсуждения в любой аудитории всегда найдется «умник», который скажет, что это давно всем известно, чем окончательно отобьет у изобретателя желание что-либо патентовать. Попробуем развеять эти заблуждения. Во-первых, изобретение не является открытием, во-вторых, оно рассматривается в совокупности признаков и в-третьих, даже если все признаки из общей совокупности описаны в разных источниках, экспертизой берется во внимание сверхсуммарный эффект, возникший от этой совокупности. Сверхсуммарный эффект совокупности признаков – это эффект, превышающий сумму эффектов известных признаков. На практике при наличии более пяти известных ранее отличительных признаков в формуле изобретения часто удается обосновать сверхсуммарный эффект за счет взаимовлияния этих признаков. То есть критерий изобретения «изобретательский уровень» не так сложно и выполнить.

Третье положение, касающееся промышленной применимости, достаточно коварно. На первый взгляд выполнить это требование довольно просто. Однако в материалах заявки можно забыть указать какой-нибудь очевидный элемент устройства, без которого оно не будет работать. Например, можно не обозначить связь между блоком управления и двигателем. Это даст повод экспертизе подвергнуть сомнению промышленную применимость устройства.

Подавляющее число изобретений – это усовершенствованные конструкции, так называемые изобретения первого и второго уровней [2], они часто относятся к изделиям бытового назначения (двери, сейфы, замки, петли и т. п.) и также требуют патентной защиты. Выпускают их обычно небольшие предприятия, не имеющие патентных служб. Первый совет таким предприятиям – начинать оформление заявки на патент до завершения разработки. Практически всегда процесс подготовки заявки связан с доработкой конструкции и до 70 % новых признаков может возникнуть в этот период.

Рассмотрим в качестве примера всем известное техническое решение. Предположим, фирма захотела разработать и запатентовать гвоздь. Замечу, мы не ставим перед собой задачу осчастливить человечество гениальным изобретением. Наша цель – в сжатые сроки создать патентоспособное решение и получить на него патент.

При такой постановке задачи следует сразу начинать с формулы изобретения. На первом этапе тратить время на выбор прототипа не будем и сразу приступим к составлению формулы. Дело в том, что выбор прототипа может настолько увлечь изобретателя, что он погрузится в него на долгое время либо сразу найдет множество аналогичных технических решений. А это, скорее всего, парализует его волю и приведет к отказу от патентования своего изделия.

Ограничительная часть формулы изобретения будет выглядеть следующим образом: гвоздь, содержащий стержень, один конец которого заканчивается заострением, а другой – шляпкой.

Не следует тратить много времени на подбор терминов. Заострение может быть названо острием, шляпка – утолщением и т. п. Важно, чтобы эти термины повторялись по всему тексту заявки. Таким образом, из ограничительной части следует, что гвоздь состоит из трех элементов: стержня, заострения и шляпки.

Придумать какой-то новый элемент гвоздя можно, в этом случае патент получить проще, но для усложнения задачи ограничим себя известными элементами.

Нахождение отличительных признаков формулы изобретения начнем, например, со стержня. Стержни гвоздей обычно имеют в сечении, перпендикулярном оси, круг или квадрат. Значит, эти признаки, в качестве отличительных, не упоминаются. В других вариантах сечение стержня может быть, например:

2. Прямоугольное. (Нумерацию начнем с двойки для последующего согласования с зависимыми пунктами формулы изобретения).

3. В виде эллипса с заостренными краями.

4. Переменного профиля, сначала прямоугольного, а потом в виде эллипса, с уменьшающейся площадью сечения в сторону острия.

5. И совсем необычное, Z-образное.

Можно придумать еще много вариантов, но ограничимся этим числом.

Далее рассмотрим заострение. У гвоздей оно, в основном, встречается в виде пирамиды или конуса. Значит, эти признаки также не упоминаются. А какие могут быть заострения вообще, вне зависимости от того, нужно это кому-нибудь или нет?

6. Заострение, образованное сечением стержня плоскостью, расположенной под углом, не равным 90°, к его оси.

7. Заострение, образованное сечением стержня цилиндрической поверхностью и вогнутое в сторону стержня.

8. То же, но выпуклое наружу.

Следующим элементом гвоздя является шляпка. Она может быть, например:

9. Шарообразной.

10. В виде полусферы выпуклой наружу.

11. То же, но вогнутой внутрь.

12. И совсем необычной, Т-образной.

По сути, формула изобретения готова. Следует еще раз подчеркнуть, что все перечисленные варианты приводились вне зависимости от того, есть от них какая-то польза или нет.

Таким образом, можно оформить формулу изобретения, пока особо не задумываясь над техническими эффектами. Начинать нужно с составления отличительной части первого (независимого) пункта формулы. При этом надо помнить, что признаки следующих (зависимых) пунктов формулы не могут быть альтернативными признакам первого ее пункта. Например, в первом пункте нельзя написать «сечение стержня прямоугольное», так как существуют и другие его формы.

В результате первый (независимый) пункт формулы изобретения с учетом ограничительной части будет выглядеть следующим образом:

1. Гвоздь, содержащий стержень, один конец которого заканчивается заострением, а другой – шляпкой, отличающийся тем, что сечение стержня, перпендикулярное его оси, имеет удлиненную форму, а заострение образовано путем сечения стержня поверхностью, расположенной под углом, не равным 90°, к оси стержня.

Теперь формулируем зависимые пункты:

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что форма сечения стержня представляет собой прямоугольник.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что форма сечения стержня представляет собой эллипс с заостренными краями.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что форма сечения стержня от шляпки имеет переменный профиль, сначала прямоугольный, а потом в виде эллипса, с уменьшающейся площадью сечения в сторону острия.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что форма сечения стержня Z-образная.

Далее идет заострение. Согласно выбранным вариантам, зависимые пункты будут выглядеть следующим образом.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что заострение образовано путем сечения стержня плоскостью.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что заострение образовано путем сечения стержня цилиндрической поверхностью, вогнутой в сторону стержня.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что заострение образовано путем сечения стержня цилиндрической поверхностью, выпуклой наружу.

И, наконец, шляпка.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шляпка имеет шарообразную форму.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шляпка имеет форму полусферы, выпуклой наружу.

11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шляпка имеет форму полусферы, вогнутой внутрь.

12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шляпка имеет Т-образную форму.

Итак, формула готова, но тратить время на ее дошлифовку не следует. Будут еще описание и чертежи с дополнительными разъяснениями сущности изобретения. При необходимости экспертиза сама отредактирует текст формулы. Например, уточнит понятие сечения стержня цилиндрической поверхностью под углом к его оси и т. п.

Далее необходимо описать эффекты от использования отличительных признаков. При этом признаки переписываются дословно и приводятся их технические эффекты. Например, сечение удлиненной формы упрощает вход гвоздя в древесину при расположении его оси вдоль волокон и уменьшает расщепление материала на краях. Сечение сначала прямоугольной формы, а потом в виде эллипса, с уменьшающейся площадью сечения в сторону острия помимо упрощения забивания гвоздя сохраняет его прочность по всей длине.

Сечение Z-образной формы дополнительно к основному эффекту образует полости в материале, введя смазку в которые гвоздь легче извлечь. Этот эффект, да и сам признак явно надуманные, но их можно оставить в тексте, так как они не нарушают законов природы. Если экспертиза посчитает эффект и признак неуместными, то по согласованию с заявителем она просто исключит Z-образное сечение из формулы.

Заострение, образованное путем сечения стержня под углом к его оси плоскостью или цилиндрической поверхностью вогнутостью внутрь, сокращает расход материала при изготовлении гвоздей, а также упрощает их забивание под углом к поверхности. Если не удастся придумать технический эффект на цилиндрическую выпуклость острия (п. 8), то этот пункт можно исключить из формулы изобретения.

Шарообразная шляпка упрощает выдергивание гвоздя за счет ее несминаемости. Шляпку в виде выпуклой полусферы будет труднее полностью ввести в дерево (по сравнению с обычной), а шляпку, вогнутую внутрь – наоборот. Т-образная шляпка затрудняет выдергивание гвоздя за счет возможности более глубокого ее проникновения в древесину и (или) деформации при взаимодействии с гвоздодером. Все перечисленные эффекты могут найти реальное применение. Более того, если очень захотеть, можно придумать еще не один десяток отличительных признаков гвоздя.

После того, как определены все первичные технические эффекты, желательно минимизировать их количество выделением вторичных эффектов и довести их до одного-двух. Этот момент важен, так как при большом количестве разнообразных эффектов, особенно в первом пункте формулы, экспертиза может найти нарушение единства изобретения и предложить разделить заявку на несколько изобретений, что связано с дополнительной работой и уменьшением вероятности получения патента по каждой из-за сокращения числа отличительных признаков.

Сечение под углом к оси стержня помимо приведенных эффектов при забивании отклоняет стержень гвоздя в сторону, а значит, затрудняет его выдергивание, то есть одновременно расширяет функциональные возможности. То же можно сказать и про удлиненные формы сечения стержня (п. 1, 2 и 3), уменьшающие расщепление древесины по краям, что также расширяет функциональные возможности гвоздя. Такой же подход преобразования технических эффектов можно использовать и в отношении остальных отличительных признаков.

Следует заметить, что объединить эффекты не всегда просто, но стремиться к этому надо. Если это не удалось, можно указать тот эффект, который получился, и оставить решение данного вопроса на усмотрение экспертизы.

После того, как определен основной технический эффект, можно провести патентный поиск и найти прототип с недостатками, например, такими, как «ограниченные функциональные возможности». При четко обозначенных признаках и эффектах это делается довольно легко. При этом если какие-то признаки предполагаемого изобретения будут найдены в известных технических решениях, необязательно их сразу исключать из отличительной части формулы. Возможно, в совокупности они вызовут какой-нибудь дополнительный эффект либо усилят эффект другого признака. Данная методика составления формулы изобретения, а по сути создания самого изобретения частично изложена Г.С. Альтшуллером в [2]. Описанные разделы включаются в последнюю часть подаваемых на экспертизу материалов, но начинать подготовку целесообразно именно с них.

Теперь можно приступить к написанию остального текста заявки в последовательности представления его на экспертизу. После указания названия изобретения кратко раскрывается область его применения. Далее можно ограничиться описанием одного прототипа и критикой его недостатков, строго привязанных к техническим эффектам изобретения. Потом излагается сущность изобретения, где упрощенно, но включая все отличительные признаки, переписывается формула.

Следующий раздел – краткое описание чертежей без их детализации. Самая большая по объему часть включает подробное описание конструкции устройства, основанное на формуле изобретения и привязанное к последовательности изложения в ней признаков. Далее идет описание работы устройства и уже подготовленный раздел технических эффектов. Эти последние три раздела должны быть четко структурированы по назначению. Нельзя, например, писать (отвлечемся от гвоздя): «Первая деталь соединена со второй деталью и вращается относительно нее с целью повышения производительности устройства». Про соединение деталей пишут в описании конструкции, про вращение – в описании работы, а о производительности – в технических эффектах.

После этого на отдельных листах прикладываются формула изобретения, чертежи и реферат. Чертежи также выполняются на отдельных листах, где каждое изображение нумеруется отдельно. На чертежах должны быть указаны все элементы, упоминаемые в описании конструкции, и особенно, в формуле изобретения. Не следует основывать чертежи изобретения на сборочных чертежах изделия, в которых указывается избыточное число элементов (винтов, гаек, скруглений, обнижений и других деталей), не относящихся к сущности изобретения. В реферате указываются назначение, сущность и технические эффекты изобретения.

Предложенная методика упростит создание изобретения и подготовку заявки на патент. Если изобретатель не захочет самостоятельно завершать оформление документации для ее подачи в Роспатент и обратится для этого к специалистам, то правильно подготовленные первичные материалы упростят им задачу, а изобретатель сократит затраты на оплату этих работ. Подробно формы подготовки первичных материалов заявок на способ и устройство представлены в приложениях 5 и 6. Дополнительно к основным материалам прилагаются: заявление о выдаче патента, копия платежного поручения за проведение формальной экспертизы или экспертизы по существу (можно найти на сайте fips.ru), а также сопроводительное письмо о направлении материалов заявки с просьбой проведения формальной экспертизы или экспертизы по существу.

Литература

1. Приказ № 82 от 17.04.98. Бюллетень нормативных актов федеральных органов исполнительной власти № 26 от 05.10.98.

2. Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. – М.: Московский рабочий, 1977, с. 50.

Глава 3 Наноматериалы и способы их получения

Возможность манипулирования отдельными атомами впервые была высказана лауреатом Нобелевской премии Р. Фейнманом в лекции: «Внизу полным-полно места. Приглашение в новый мир физики», прочитанной 29 декабря 1959 г. [1]. Термин «nanotechnology» (нанотехнология) был введен японским профессором Норио Танигучи в 1974 г. в докладе «Об основной концепции нанотехнологии» [2]. С практической точки зрения под термином «нанотехнология» удобно рассматривать совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, имеющие принципиально новые качества и позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы макромасштаба. Понятие «наноматериалы» было определено Г. Тлейтером в 1981 г. [3]. Наноматериалы включают в себя группу различных материалов (наноструктурные, нанофазные, нанопористые, нанокомпозитные и т. д., а также нанопорошки, нанотрубки, нанокапсулы, нановолокна, нанопленки и т. д.). Характерным признаком таких наноматериалов является наличие в них основных структурных элементов (кристаллитов, пор, волокон, слоев и т. п.), величина которых, по крайней мере хотя бы в одном измерении, не превышает так называемого нанотехнологического предела – 100 нм [4]. Отдельной строкой из-за их широкого распространения можно выделить такие наноматериалы, как фуллерены и углеродные нанотрубки, иногда их называют нанообъектами. Впрочем, этот термин подходит также и к нанотрубкам вообще, и к нанокапсулам, и частично к нановолокнам. Следует отметить, что круг наноматериалов до сих пор расширяется. В 2004 г. был получен графен. Поиск новых наноматериалов идет и будет продолжаться.

Существует два подхода к получению наноматериалов. Первый, так называемый «снизу-вверх», основан в первую очередь на зондовой микроскопии и позволяет конструировать требуемые наноструктуры, прибавляя шаг за шагом необходимые атомы к собираемому объекту. Второй, наиболее распространенный – «сверху-вниз», удаляет лишний материал до тех пор, пока не будет получена соответствующая наноструктура.

Варианты патентования наноматериалов рассмотрим на примерах материалов, в которые входят наночастицы, углеродных нанотрубок и графенов, а также жидкостей, в которых включения разделены до наноразмерных частиц.

3.1. Материалы, содержащие наночастицы

Эти наноматериалы включают в себя огромное количество объектов, содержащих наночастицы, благодаря которым они приобретают уникальные свойства. Это могут быть полимеры, клеи, покрытия, биологически активные добавки, косметические средства, медицинские препараты и многое другое. Патентование таких объектов, материалов и способов не является особо сложной задачей, так как неизвестный ранее признак, приводящий к новому эффекту, и в обычных материалах является достаточным аргументом для получения патента.

Рассмотрим патентование наноматериалов на примере способа получения биологически активного вещества на основе природных объектов [5]. В одном из вариантов гомогенизацию исходной субстанции проводят до получения нанодисперсных частиц, которое приводит к повышению эффективности конечного продукта. Однако, несмотря на коммерческую целесообразность введения в название и первый пункт формулы изобретения процесса нанодиспергирования, было принято решение о его введении в зависимый пункт формулы. Это было сделано потому, что и без него исходный процесс обеспечивал получение достаточно качественного продукта и если бы получение нанодисперсных частиц было включено в первый пункт формулы изобретения, то его неиспользование все равно позволило бы конкурентам выпускать достаточно качественный продукт и при этом выйти из-под действия этого патента.

В другом варианте рассмотрим состав для придания волокнистым материалам антимикробных и фунгицидных свойств [6]. В этом случае наночастицы серебра уже должны были входить в первый независимый пункт формулы, так как это явилось основным отличительным признаком изобретения. При этом был назначен достаточно широкий диапазон количественного состава наночастиц серебра в растворе. Этот прием используется и для обычных материалов, однако для наноматериалов есть своя специфика выбора верхней границы диапазона. Наноматериалы часто бывают дорогими и превышение их концентраций может быть экономически нецелесообразным. Кроме этого, они достаточно активны и даже небольшое превышение концентрации может привести к нежелательным результатам. Дополнительная защита этого решения была обеспечена введением второго независимого пункта формулы изобретения, касающегося способа введения наночастиц серебра в раствор.

Таким образом, при патентовании наноматериалов не всегда обязательно вводить нанопризнаки в первый независимый пункт формулы изобретения. Кроме этого, целесообразно сделать максимальную защиту своего изобретения, используя свойства наночастиц, благодаря разумному расширению диапазона их процентного содержания в составе вещества.

3.2. Углеродные нанотрубки

С момента первого получения углеродных нанотрубок (УНТ) в 1991 г в компании NEC (Япония) при распылении графита в электрической дуге довольно быстро были разработаны различные устройства и способы их получения [7, 8, 9, 10]. В этих устройствах рабочий углеродосодержащий газ, подаваемый в камеру, разлагался под действием температуры на каталитической поверхности с образованием УНТ. Причем эти и некоторые другие способы, описанные в первых патентах, включили почти все возможные варианты. Тем не менее, часто для продвижения своего продукта на рынок необходимо его патентовать. А как быть, если почти все способы получения УНТ оказались уже запатентованы. Основной подход к патентованию оборудования и не только нанотехнологического в этом случае может состоять в защите его не основных характеристик, таких, как безопасность работы, удобство эксплуатации и т. п. Это и было осуществлено в патенте [11]. На рис. 3. 1 представлена схема устройства роста углеродных нанотрубок. В этом устройстве реакционная камера 1 была выполнена с возможностью съема с основания 2, что обеспечило удобство профилактической чистки камеры 1. Нагреватель 3 за счет своей формы мог обеспечивать нагрев образца 4 и одновременно обезгаживание камеры 1. Устройство было снабжено модулем оптического воздействия 5 на образец 4, позволяющее воздействовать на процесс и его контролировать. Кроме этого, модуль 5 был оптически сопряжен с образцом 4 через канал 6 подвода парогазовой смеси от блока 7, что упростило конструкцию.

Рис. 3.1. Схема устройства роста углеродных нанотрубок: 1 – реакционная камера; 2 – основание; 3 – нагреватель; 4 – образец; 5 – модуль оптического воздействия; 6 – канал подвода парогазовой смеси; 7 – модуль формирования парогазовой смеси

3.3. Графены

Другим характерным наноматериалом является графен [12]. Финишные технологические операции по получению графена, очевидно, будут связаны с высокими технологиями, например, с различными вариантами плазменного травления графита. Однако если при патентовании ограничиться только их использованием, то экспертиза может резонно указать, что применяются известные способы (плазменного травления) для получения известных результатов (тонких пленок). Чтобы этого избежать и подтвердить новизну предложенного решения, необходимо было найти признаки изобретения в других действиях, не связанных с основной технологической операцией, а именно в способе подготовки образцов графита к травлению. Действительно, в случае, описанном ниже, способ создания первичных графитовых структур для последующего травления оказался уникальным, в результате чего были получены графитовые фрагменты толщиной 30—100 нм до 1 мм в поперечнике. При этом весь процесс их подготовки (первичное формирование, промежуточное закрепление, перенос и фиксация их на подложке для финишного плазменного травления) осуществлялся оператором с использованием примитивных средств. Однако на момент подачи заявки никто до этого не додумался. Более того, были разработаны различные способы первичного захвата графитовых фрагментов на промежуточный носитель, часть из которых вошла в зависимые пункты формулы изобретения [13], а часть была скрыта и оформлена как ноу-хау. В результате сочетание новых, хотя и «примитивных», манипуляций (признаков) с высокотехнологичными, хотя и известными, технологиями плазменного травления позволило выполнить критерии «новизна» и «изобретательский уровень».

Таким образом, если для патентования способов получения нанообъектов не удается найти отличительные признаки за счет высоких технологий, можно пытаться это сделать за счет обычных технологий либо благодаря сочетанию высоких и обычных технологий.

3.4. Жидкости с наноразмерными включениями

Особенности патентования таких решений хорошо иллюстрируются примерами кавитационного нанодиспергирования жидких смесей. Они показывают, как запатентовать сложный процесс, реализуемый посредством сложного устройства. В одном из вариантов, чтобы осуществить разделение микрочастиц на наночастицы было предложено использовать эффект кавитации. Он возникает в том случае, если канал 1 (рис. 3.2), по которому проходит высокоскоростной поток жидкости 2, перекрыть задвижкой 3. В результате этого, за задвижкой 3 по ходу движения жидкости 2 образуется разряженная зона 4, которая впоследствии, схлопываясь, формирует высокие ускорения жидкости 5, в результате чего микрочастицы 6 разбиваются на наночастицы 7. Процесс перекрытия канала 1 осуществляется с высокой частотой и поэтому диспергирование идет непрерывно.

Рис. 3.2. Процесс кавитационного нанодиспергирования: 1 – канал прохождения жидкости; 2 – поток жидкости; 3 – задвижка; 4 – разряженная зона; 5 – диспергированная жидкость; 6 – микрочастицы; 7 – наночастицы

Рис. 3.3. Кавитационный нанодиспергатор: 1 – ротор; 2 – первые отверстия; 3 – зазор; 4 – вторые отверстия; 5 – статор; 6 – входной патрубок; 7 – внутренняя полость ротора; 8 – приемная камера; 9 – выходной патрубок

Патентование таких решений обычно не вызывает трудностей, так как для обеспечения формирования кавитационных областей можно придумать большое количество конструкций, отличающихся одна от другой. Это может быть вращающийся барабан (ротор) 1 (рис. 3.3) с первыми отверстиями 2, сопряженными через зазор 3 со вторыми отверстиями 4, расположенными на статоре 5. Жидкость под давлением поступает во входной патрубок 6 и во внутреннюю полость 7 ротора 1. При его вращении отверстия 2 периодически совпадают с отверстиями 4, в это время жидкость из полости 7 поступает в приемную камеру 8. Зазор 3 составляет величину в несколько микрон и поэтому попаданием туда жидкости можно пренебречь. В моменты несовпадения отверстий 2 и 4 в камере 8 в непосредственной близости от отверстий 4 образуются кавитационные области, которые осуществляют нанодиспергирование жидкости. Готовый продукт поступает на выходной патрубок 9. Такого рода конструкции довольно сложны, в них приходится решать большое количество задач: поддержание зазора 3, создание высокого давления на входном патрубке 6, организацию потоков в приемной камере 8 и т. д. Решение сложных задач приводит к возникновению большого количества отличительных признаков и патентование таких решений не вызывает проблем. Например, в патенте [14] описаны устройство и способ нанодиспергирования с более чем двадцатью отличительными признаками, касающимися в первую очередь конструктивного выполнения нанодиспергатора. Еще одна особенность при патентовании нанодиспергирования заключается в том, что в этом случае не требуется особенно следить за возможностью нарушения единства изобретения, так как почти все отличительные признаки будут работать на единую цель – уменьшение размеров частиц, то есть повышение эффективности процесса диспергирования. В том случае, если планируется получение серии патентов в данной области, то из-за глубокой взаимосвязи процесса и устройства его реализации целесообразно в первичном патенте защищать комплекс, имеющий два независимых пункта формулы изобретения (устройство и способ). Вторичные патенты при этом уже могут иметь один независимый пункт формулы изобретения (чаще всего способ), но с обязательным подробным раскрытием устройства реализации способа. Например, в патенте [15] на способ нанодиспергирования было приведено восемь чертежей устройства без внесения его признаков в независимый пункт формулы изобретения. Это было целесообразно, так как устройство достаточно полно объясняло процесс, но при этом состояло из известных на тот момент узлов, используемых по прямому назначению. Дополнительная простота патентования нанодиспергирования связана со сложностью изготовления нанодиспергаторов, возникающей из-за возможного кавитационного разрушения элементов конструкции. Используя принцип ТРИЗа «обратить вред в пользу», можно разрушающие свойства кавитации направить на удаление отложений на элементах конструкции. Дело в том, что при нанодиспергировании нефти в зазоре 3 и на краях щелей 2 и 4 могут образовываться солевые отложения, при нанодиспергировании молока зазор 3 может забиваться жиром и т. п. Технически добиться, чтобы конструкция не разрушалась, а разрушались только отложения непросто, но с точки зрения защиты интеллектуальной собственности перевод отрицательного эффекта в дополнительный положительный облегчает получение патента. Более того, в этом случае всегда есть возможность не раскрывать ноу-хау, а именно не приводить точного значения энергии диспергирования, позволяющей одновременно получать необходимый размер частиц, не разрушать конструкцию и оказывать воздействия на паразитные отложения.

Литература

1. Feiman R.P. Theres Plenty of Room at the Bottom. An Invitation to Enter a New Field of Physics. – Engineering and Science, 1960, vol. 23, № 5, p. 22–36.

2. Tanigychi N. On the Basic Concept of Nanotechnology // Proc. Int. Conf. Prod. Eng., Part 2, Tokyo, 1974. – p. 18–23.

3. Gleiter, H. Deformation of Polycrystals: Mechanism and microstructures // Proc. of 2nd RISO Symposium on Metallurgy and Materials Science. – Roskilde, 1981, p. 15–21.

4. Удовицкий В.Г. О терминологии, стандартизации и классификации в области нанотехнологий и наноматериалов. – ФИП, 2008, т. 6, № 3–4, с. 193–201.

5. Заявка RU2007145957. Способ получения водорастворимых форм биологически активных веществ. 12.12.2007.

6. Заявка PCT/RU2009/000191. Состав для придания волокнистым материалам антимикробных и фунгицидных свойств.

7. Заявка W02006091291. Apparatus and process for carbon nanotube growth. 13.01.2006.

8. Патент TW238421B. Conductive material using carbon nanotubes and process for preparing same. 18.07.2002.

9. Заявка JP2005187309. Method and apparatus for manufacturing carbon nanotube. 09.02.2004.

10. Абрамян А.А., Балабанов В.И., Беклемышев В.И., Вартанов РВ., Махонин И.И., Солодовников В.А. Основы прикладной нанотехнологии. – М.: Издательский дом «Магистр-пресс», 2007. – 197 с.

11. Заявка RU2007131065. Устройство роста углеродных нанотрубок методом пиролиза этанола. 15.08.2007.

12. Шека Е.Ф. Химическая теория и расчеты наноуглеродов: фуллерены, нанотрубки, графены. Нанонаука и нанотехнологии. Энциклопедия систем жизнеобеспечения. – М.: Издательство ЮНЕСКО, 2009, с. 415–444.

13. Заявка RU2009142861. Способ получения атомно-тонких монокристаллических пленок. 23.11.2009.

14. Патент RU2340656. Способ получения нанодисперсной водотопливной эмульсии и устройство для его осуществления. 01.06.2006.

15. Патент RU2344874. Способ диспергирования жидкостей, их смесей и взвесей твердых тел в жидкостях. 09.08.2007.

Глава 4 Использование традиционных технологий для получения наноэлементов

Данный вопрос хорошо иллюстрируется на примере микроэлектроники, которая постепенно перешла в субмикронную электронику и далее в наноэлектронику. Для формирования элементов микроэлектроники традиционно использовались: фотолитография, ионная и электронная технологии, а также рентгенолитография. Совершенствуясь, фотолитография постепенно уходила в область глубокого ультрафиолета и достигла к настоящему времени возможности формирования элементов с размерами менее 100 нм. Электронная литография уже к началу 90-х годов XX века достигла возможности формирования элементов с размерами порядка нескольких десятков нанометров [1, 2]. Однако для массового производства изделий наноэлектроники ионная и электронная литографии были непригодны из-за их низкой производительности, хотя для изготовления шаблонов эти технологии оказались незаменимы. Они развивались эволюционно и поэтому патентование этих технологий было связано с защитой новых модификаций старого оборудования [3, 4].

Особый интерес с точки зрения патентования может представлять нетрадиционное использование известных технологий для получения нанообъектов. Одной из них является технология спейсеров. Она заключается в том, что тонкую пленку 1 (рис. 4.1) нанометровой толщины (эти пленки научились получать еще на заре микроэлектроники), помимо нанесения на горизонтальные поверхности, наносят еще и на вертикальную стенку 2 плоского элемента 3, сформированного на подложке 4.

Рис. 4.1. Технология спейсеров: 1 – тонкая пленка; 2 – вертикальная стенка; 3 – плоский элемент; 4 – подложка

Потом происходит плазмохимическое травление пленки 1, она снимается с горизонтальных поверхностей элемента 3 и подложки 4, но остается на вертикальной стенке 2 элемента 3. Таким образом, толщина пленки преобразуется в ширину элемента. Этот процесс повторяется и в результате получается набор наноэлементов с сохранением соответствующих толщин последовательно нанесенных и стравленных с горизонтальных плоскостей тонких пленок. Подробнее этот процесс описан в патенте [5].

В полном объеме этот технологический цикл получения конечных наноэлементов очень сложен и состоит из большого количества операций, в результате чего формула изобретения этого процесса приобрела слишком громоздкий вид и возможностей ее сокращения было немного, так как многие этапы процесса невозможно убрать либо хотя бы представить в общем виде. Когда в формуле изобретения присутствует большое количество отличительных признаков как в независимом, так и в зависимых пунктах, необходимо следить, чтобы количество технических эффектов от их использования было минимально и экспертиза не обнаружила нарушение единства изобретения. Особенно это важно для независимого пункта формулы изобретения и если там окажутся признаки, улучшающие только не основные характеристики процесса, то лучше эти признаки перенести в зависимые пункты. Однако, несмотря на новизну и изобретательский уровень, технология спейсеров из-за своей сложности не получила широкого распространения в качестве инструмента для производства изделий наноэлектроники.

Заманчивой альтернативой фотолитографии в конце 70-х годов XX века для массового производства субмикронной электроники (наноэлектроники в сегодняшних терминах) объявила себя рентгенолитография. Действительно, из-за малых длин волн рентгеновского излучения (1 нм – 1 пм) дифракционные искажения на краях масок рентгеношаблонов (РШ) практически не влияли на искажения размеров наноэлементов, полученных на подложках. Многие рентгеновские источники на тот момент уже были изобретены и патенты в отношении источников касались в основном их усовершенствований [6, 7, 8]. А вот разработки всего того, что дополняло рентген и было необходимо для получения конечного результата, явились раем для патентоведов. Дело в том, что рентгеновское излучение, решив главную проблему с длиной волны, поставило огромное количество дополнительных задач. Мягкое рентгеновское излучение (с длиной волны примерно 1 нм), изначально пригодное для рентгенолитографии, имеет невысокую проникающую способность и рентгеношаблоны должны быть выполнены из тонких (порядка нескольких микрон) материалов. Такими материалами стали полиимид, кремний, легированный бором, нитрид кремния и некоторые другие. Из них формировались мембраны РШ, закрепленные на прочных основах. В качестве маскирующих слоев хорошо зарекомендовало себя золото. Однако тонкие пленки рентгеношаблонов выдвинули требования их сохранности. Например, при фор-жировании наноэлементов на РШ с помощью ионного или электронного лучей мембраны стали деформироваться, а наноэлементы соответственно менять свое местоположение. При контактной литографии мембраны электростатически прилипали к подложкам. Соответственно для решения каждой проблемы необходимо было использовать новые подходы. Большие площади мембран укреплялись перегородками, зоны мембран, соприкасающиеся с подложками, покрывались антифрикционными составами и т. п. [9, 10]. Все это ново и сложностей в патентовании практически не возникало.

При переносе изображения через РШ экспонировался рентгенорезист, а это также новая область с большим количеством оригинальных решений [11, 12], которые в основном заключались во включении в молекулу резистивного материала атомов, поглощающих мягкое рентгеновское излучение и способствующих уменьшению экспозиционной дозы.

Следующая проблема, которая была поставлена рентгенолитографией – это создание высокоточных и надежных систем совмещения. Дополнительная трудность заключалась в термодрейфе РШ и подложек, который менял местоположения элементов и они не совмещались друг с другом как в процессе одного экспонирования, так и при каждом последующем. Системы совмещения для литографий всегда являлись наиболее сложными устройствами, а здесь эти сложности дополнительно возросли. Дело в том, что мембраны РШ оказались недостаточно прозрачными для оптического излучения, чтобы в традиционном оптическом диапазоне фиксировать реперные знаки подложки и РШ для последующего их совмещения. Это привело к огромному количеству технических решений, являющихся усовершенствованием традиционных принципов оптического совмещения. В решении [13] (рис. 4.2) изображения реперных знаков 1 подложки 2 и реперных знаков 3 РШ 4 проецировались оптической системой 5 на сканирующее устройство 6 с масками 7 и далее на анализатор 8, определяющий рассовмещение реперных знаков.

Рис. 4.2. Следящая система совмещения: 1 – реперные знаки подложки; 2 – подложка; 3 – реперные знаки РШ; 4 – рентгеношаблон; 5 – оптическая система; 6 – сканирующее устройство; 7 – маска; 8 – анализатор

Рис. 4.3. Следящая система совмещения компенсационного типа: 1 – реперные знаки подложки; 2 – подложка; 3 – реперные знаки РШ; 4 – рентгеношаблон; 5 – оптическая система; 6 – сканирующее устройство; 7 – маска; 8 – анализатор; 9 – помехозащищенный элемент; 10 – дополнительная маска

В способе совмещения [14] (рис. 4.3) в оптическую систему 5 был введен помехозащищенный элемент 9 (аналог реперных знаков 1,3), изображение которого анализировала дополнительная маска 10. При этом изображение элемента 9 по укороченному оптическому пути и с усиленной примерно на порядок яркостью подавалось на анализатор 8, который учитывал помехи оптической системы, связанные с вибрациями, конвективным тепломассообменом и т. п.

В устройстве [15] (рис. 4.4) дополнительный оптический модуль 9 выделял дополнительную информацию о грубом рассовмещении реперных знаков 1, 3 и подавал ее в виде оптического сигнала на модуль анализа грубого рассовмещения 10.

Рис. 4.4. Разделенная система совмещения: 1 – реперные знаки подложки; 2 – подложка; 3 – реперные знаки РШ; 4 – рентгеношаблон; 5 – оптическая система; 6 – сканирующее устройство; 7 – маска; 8 – анализатор; 9 – оптический модуль; 10 – модуль анализа грубого рассовмещения

Рис. 4.5. Система совмещения на основе зонных площадок Френеля:

1 – рентгеношаблон; 2 – линза Френеля; 3 – модулятор; 4 – лазер; 5 – луч лазера; 6 – реперный знак подложки; 7 – подложка; 8 – фотоприемник; 9 – система приводов

В результате разделения каналов грубого и точного совмещения была повышена точность анализа за счет того, что точное совмещение можно было проводить в меньшем диапазоне. Патентование таких устройств и способов не вызвало проблемы, так как в каждом пришлось решать большое количество новых задач.

Кроме этого, появились принципиально новые методы совмещения. Такие, например, когда на РШ 1 (рис. 4.5) формировалась линза Френеля 2, состоящая из прозрачных и непрозрачных участков, расположенных с переменным шагом. На нее с использованием модулятора 3 от лазера 4 подавался качающийся луч 5, который фокусировался линзой 2 и сканировал реперный знак 6 подложки 7. Этот знак мог состоять из нескольких дифракционных решеток, сигнал от которых фиксировался фотоприемником 8 [16]. Таким образом оценивалось рассовмещение РШ 1 относительно подложки 7, которое отрабатывалось системой приводов 9.

Патентование таких систем, очевидно, не вызовет трудностей также по причине решения большого количества решаемых проблем. Это поддержание зазора между РШ 1 и подложкой 7, как минимум в трех точках, анализ трех реперных знаков 6 подложки 7, отработка рассовмещения по плоскости подложки 7 и по углу разворота в этой плоскости, термостабилизация, замена подложек и многое другое.

Также оригинальным решением было использовать сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ) для совмещения рентгеношаблона 1 (рис. 4.6) с подложкой 2. В этом случае на РШ 1 формировались кантилеверы 3, которые фиксировали рассовмещение реперных знаков 4 подложки 2 относительно РШ 1 [19, 20]. Система приводов 5 отрабатывала рассовмещение и поддерживала зазор между РШ 1 и подложкой 2. Здесь ко всем перечисленным проблемам предыдущей системы добавлялось особо точное поддержание этого зазора для обеспечения функционирования работы СЗМ.

Рис. 4.6. Система совмещения на основе СЗМ: 1 – рентгеношаблон; 2 – подложка; 3 – кантилевер; 4 – реперные знаки подложки; 5 – система приводов

Рис. 4.7. Модернизированный интерферометр Майкельсона: 1 – лазер; 2, 3, 4 – оптические модули; 5 – уголковый отражатель; 6 – фотоприемник

Чем сложнее система, тем проще ее патентовать. Проблема заключается в том, чтобы ее изготовить и обеспечить требуемые характеристики.

Помимо основных сложных систем для обеспечения процесса рентгенолитографии необходимо было разработать большое количество вспомогательных узлов: интерферометров, модуляторов, сканеров, транспортеров и т. д. Например, в интерферометре (рис. 4.7) лазер 1 формировал посредством оптических модулей 2, 3, 4 и уголкового отражателя 5 совмещенный оптический сигнал на фотоприемнике 6, характеризующий перемещение отражателя 5, перпендикулярное оси лазера 1. Этот интерферометр измерял перемещение сканирующих устройств, изображенных на рис. 4.2, 4.3, 4.4 и должен был иметь уменьшенные габариты в отличие от классического интерферометра Майкельсона, что и определило возможности его патентования [21] благодаря использованию одного уголкового отражателя 5.

В интерферометре (рис. 4.8) не было необходимости бороться за габариты, а вот повышенная точность измерения была необходима и достигалась благодаря тому, что луч от лазера 1, используя полупрозрачные зеркала 2 и 3 и отражаясь от смещенных на величину А уголковых отражателей 4 и 5, формировал увеличенное перемещение отражателя 4, перпендикулярное оси лазера 1, что и фиксировал фотоприемник 6 [22].

Рис. 4.8. Интерферометр с повышенной точностью измерения: 1 – лазер; 2, 3 – полупрозрачные зеркала; 4, 5 – уголковые отражатели; 6 – фотоприемник

Рис. 4.9. Модулятор: 1 – пьезобиморф; 2 – корпус; 3,4 – направляющие; 5 – плоская пружина; 6 – шторка

В модуляторе света (рис. 4.9) пьезобиморф 1, закрепленный в корпусе 2, благодаря использованию направляющих 3 и 4, в которых проскальзывала плоская пружина 5, отклонял шторку 6 на величину, более чем в 10 раз превышающую перемещение пьезобиморфа 1 [23]. Это необходимо в устройствах совмещения для уменьшения габаритов оптических модуляторов.

Описанные устройства [21,22,23] должны были быть адаптированы ко всему рентгенолитографическому комплексу и благодаря этому имели оригинальное исполнение. Интерферометры [21,22] при сохранении простоты конструкции обеспечивали требуемую точность оценки перемещения. Модулятор [23] при минимальных габаритах обеспечивал достаточный диапазон перекрытия световых каналов.

Следует также заметить, что в сложных системах со специфическими требованиями патентование возможно вплоть до мельчайших элементов,

например, таких, как электрические соединители. Например, разъем [24] был защищен благодаря его адаптации к вакуумным условиям использования в рентгенолитографии за счет регулируемого усилия сжатия контактов.

Основной вывод, который следует из вышесказанного, это то, что в новых областях, даже при использовании традиционного оборудования благодаря огромному количеству новых задач возможно патентование большого количества технических решений. Следует также заметить, что каждое новое направление реализует конечное число технических решений, но открытие новых эффектов порождает серию новых изобретений. Например, в рентгеновской технике было открыто явление сверхтекучести рентгеновских лучей [25], которое открывает целую область его применения. Специфика патентования изобретений, основанных на открытиях, будет рассмотрена ниже.

Литература

1. Браун Н., Караламбоус П., Кудряшов В.А. Высоковольтная электроннолучевая нанолитография. Третий всесоюзный семинар. «Микролитография». – Черноголовка, 1990, с. 31.

2. Аристов В. В., Кислов Н.А., Николайчик В. И., Ход ос И. И. Нанолитография в РПЭМ. Третий всесоюзный семинар. «Микролитография». – Черноголовка, 1990, с. 35–36.

3. Патент US5122663. Compact integrated electron beam imaging system. 24.07.1991.

4. Заявка RU2004136940. Поликаналльный объектный столик для исследования микроорганизмов с помощью сканирующего электронного микроскопа JEOL JSM-35C.27.05.2006.

5. Патент RU2297947. Способ изготовления полупроводникового прибора с управляющим электродом нанометровой длины.22.05.2003.

6. Heuberger A., Betz Н. X-ray lithography using synchrotron radiation // SPIE. 1984. vol. 471. p. 221–230.

7. Заявка JP59-33742. Источник рентгеновского излучения. 28.09.82.

8. Заявка JP59-128747. Газоплазменный источник рентгеновского излучения.12.01.83.

9. Заявка JP60-22093. Рентгеношаблон. 05.11.85.

10. Заявка JP59-92531. Рентгеношаблон. 17.11.82

11. Патент US4513077. Electron beam or X-ray reactive imagel-formable resisnous composition. 13.06.83.

12. Нонотаки С. Электронные резисты и рентгенорезисты. – Денси дзеире, 1984, т. 23, № 8, с. 57–61.

13. А.С. СССР № 1354978. Система реперных знаков и способ совмещения рисунка шаблона с рисунком пластины. 06.03.1986.

14. А.С. СССР № 1385843. Система реперных знаков для совмещения шаблона с пластиной, способ совмещения шаблона с пластиной и устройство для совмещения шаблона с пластиной. 18.01.1986.

15. А.С. СССР № 1403839. Устройство для совмещения шаблона и подложки. 06.03.1986.

16. А.С. СССР № 1385843. Система реперных знаков для совмещения шаблона с пластиной, способ совмещения шаблона с пластиной и устройство для совмещения шаблона с пластиной. 18.01.1986.

17. Лаймен Д. Работы по созданию установки рентгеновской литографии. – Электроника, 1986, т. 59, № 6, с. 45–52.

18. Патент US5150392. X-ray mask conteining a cantivelevered tip for gap control and aligment. 09.09.1991.

19. Патент US5508527. Method of detecting positional displacement between mask and wafer,and exposure apparatus adopting the method. 09.01.1994.

20. Полнопольная рентгенолитографическая установка MX-15.– Дэнси дзеире, 1986, т. 58, № 25, с. 77–81.

21. Заявка JP60-208828. Установка для рентгеновского экспонирования. 02.04.1984.

22. А.С. СССР № 1578457. Интерферометр для измерения линейных перемещений. 08.01.1988.

23. А.С. СССР № 1578458. Интерферометр для измерения линейных перемещений. 08.01.1988.

24. АС. СССР № 1550457. Модулятор света. 08.01.1988.

25. АС. СССР № 1823045. Разъем. 06.02.1991.

26. Егоров В.К., Егоров Е.В. Явление радиационной сверхтекучести и его применение в сфере высоких технологий. – Высокие технологии, 2005, № 4 (24), с. 7–11.

Глава 5 Обычные устройства с элементами нанотехнологий

Сначала нанотехнологии стали использовать в высокотехнологичных устройствах и процессах, но через некоторое время они перешли в область обычных технологий и бытовые приборы.

При патентовании таких решений есть свои особенности. В том случае, если нанопризнаки кардинально улучшают характеристики устройства, то их присутствие в независимом пункте формулы изобретения уместно. При этом не лишним будет привести литературные ссылки с подробным описанием этих признаков, чтобы эксперту, не специализирующемуся в области высоких технологий, было проще разобраться в сущности устройства. Однако, если разработка и так самодостаточна без использования нанопризнаков, то нет необходимости (например, ради рекламы) вводить их в независимый пункт формулы изобретения. Иначе конкуренты не совсем обязательный нанопризнак могут не использовать и выйти из под действия такого патента.

Проиллюстрируем это на следующем примере. В патенте [1] описана электродуговая плазменная горелка, которая в качестве основных блоков содержит сопло 1 (рис. 5.1) и камеру для хранения рабочей жидкости, состоящую из первого 2 и второго 3 резервуаров. При разработке этого устройства выяснилось, что использование супертонкого базальтового волокна 4 в первом резервуаре 2 существенно увеличивает срок эксплуатации. При этом во втором резервуаре может быть практически любой влагопоглотитель 5.

Рис. 5.1. Электродуговая плазменная горелка: 1 – сопло; 2 – первый резервуар; 3 – второй резервуар; 4 – супертонкое базальтовое волокно; 5 – влагопоглотитель

Это связано с тем, что сопло 1 нагревается во время работы и обыкновенный влагопоглотитель, расположенный вокруг него, испытывал бы перегрев и быстро выходил из строя. Это привело бы к ухудшению распределения жидкости по нему и, соответственно, к ухудшению работы горелки вплоть до выхода ее из строя. Применение супертонкого базальтового волокна обеспечивает равномерное распределение жидкости в зоне сопла 1, при этом термостойкость базальта, как основы волокна, намного превышает этот параметр для других материалов. Однако этот признак не был введен в независимый пункт формулы изобретения, так как не исключено, что в будущем будет изобретен более термостойкий материал. Даже если на решение с использованием нового материала в горелке будет получен патент, то применение его в описанной конструкции приведет к использованию всех признаков независимого пункта формулы изобретения и, соответственно, к использованию самого патента. Это позволит претендовать авторам первичного патента на часть прибыли от продажи горелки с новым термостойким материалом. При наличии супертонкого базальтового волокна в независимом пункте формулы его замена привела бы к выходу из под действия первичного патента.

Следующий пример представлен в патенте [2], где защищена «Ценная бумага». Здесь используется защитная нить из полиэстера толщиной 27–33 нм. Данный признак несомненно влияет на долговечность ценной бумаги. Однако он совершенно обоснованно выведен в зависимый пункт формулы изобретения, так как в независимом пункте формулы присутствует достаточное количество отличительных признаков изобретения, обеспечивающих его новизну и изобретательский уровень, таких, как волокна чистого хлопка, флуоресцентные волокна, объемный водяной знак.

И последний пример касается голографической наклейки [3], в которой покрытие выполнено из прозрачного материала. При этом толщина этого покрытия, изготовленного из селенида галлия, находится в пределах 20—140 нм. Здесь также вполне обоснованно эти параметры не внесены в независимый пункт формулы изобретения, чтобы не было возможности, слегка изменив толщину покрытия относительно указанных цифр, выйти из-под действия этого патента.

Таким образом, если при патентовании обычных изделий нет особой необходимости вносить нанопризнаки в независимый пункт формулы изобретения, то лучше этого не делать, чтобы не ограничивать объем притязаний таких изобретений.

\

Литература

1. Патент RU2343649. Электродуговая плазменная горелка. 12.07.2007.

2. Патент RU2170788. Ценная бумага. 14.04.2000.

3. Патент RU2242802. Голографическая наклейка. 17.04.2003.

Глава 6 Использование нанообъектов в высоких технологиях

Уникальные свойства нанообъектов позволили создать на их основе новые устройства. Например, углеродные нанотрубки (УНТ), имея минимальный радиус закругления (единицы нанометров), могут использоваться в качестве высокостабильных катодов, автоэмиттирующих электроны. Это связано с тем, что предел текучести графеновых слоев, из которых состоят нанотрубки, на порядок выше аналогичных параметров самых прочных металлических и полупроводниковых материалов [1]. Например, удельная прочность УНТ составляет 4 ГПа (у стали 0,4 ГПа), удельный модуль упругости УНТ – 400 ГПа (у стали – 26 ГПа). Кроме этого, можно изготавливать массивы УНТ с незначительной дисперсией их диаметров в рамках одного процесса [2]. Также графеновые стенки нанотрубок имеют более высокую по сравнению с кремнием и германием термостойкость [1]. Все это позволяет на основе УНТ создавать плоские экраны дисплеев с высоким разрешением, мощные высокоэффективные осветительные приборы, а также усилители катодно-сеточных узлов вакуммных радиоламп и генераторов СВЧ-диапазона. Кроме этого, показана принципиальная возможность создания различных устройств наноэлектроники с использованием УНТ [3]. Причем, характеристики УНТ по сравнению с традиционно используемыми автоэмиттирующими остриями [4] принципиально улучшили эти приборы.

Тем не менее, при патентовании многих устройств на основе УНТ, если ограничиться введением в первый независимый пункт формулы изобретения только использование нанотрубок, то, сославшись на известные свойства нанотрубок, экспертиза может подвергнуть сомнению изобретательский уровень технического решения. Например, в заявке на усилитель-преобразователь [5] отличительный признак «выполнение катода на основе УНТ» был дополнен вариантом выполнения базовой основы катода 1 (рис. 6.1) на основе нано– или микроструктурированного алмаза 2, а пространство между нанотрубками 3 было заполнено алмазоподобной пленкой 4. Это повысило эффективность работы устройства, а также его изобретательский уровень.

Примером использования нанообъектов в нанотехнологических устройствах могут служить зонды, имеющие сенсорные элементы с радиусом закругления в несколько нанометров и предназначенные для получения атомарного разрешения. В 1992 г. был разработан способ изготовления сенсорных элементов в виде нитевидных кристаллов [6].

Рис. 6.1. Усилитель-преобразователь: 1 – основа катода; 2 – нано– или микроструктурированный алмаз; 3 – нанотрубки; 4 – алмазоподобная пленка

Рис. 6.2. Способ формирования сенсорных элементов: 1 – электронный луч; 2 – зонд; 3 – углеродосодержащий материал; 4 – нитевидный кристалл; 5 – дополнительный электронный луч

Суть способа заключалась в том, что электронный луч 1 (рис. 6.2) фокусируют на зонде 2, который содержит углеродосодержащий материал 3 (более точно на край этого материала) и из которого по направлению перемещения фокуса луча 1 в сторону от зонда 2 формируется нитевидный кристалл 4.

Данный способ не позволял контролируемо наносить исходный материал 3 на кончик зонда 2, а также не позволял управлять динамикой роста нитевидных кристаллов. Это было связано с тем, что на их поверхности образовывались зоны положительного заряда, которые искажали форму кристаллов. Этот недостаток был устранен введением «высокотехнологичного» признака – дополнительного электронного луча 5 для снятия положительного заряда с поверхности сенсорного элемента 4 через зонд 2 и введением «обыкновенного» признака нанесения исходного материала 3 из парогазовой фазы на специально обработанную поверхность зонда 2, имеющую заданные значения смачиваемости и шероховатости. Для повышения изобретательского уровня был использован ультразвук, как инициатор роста нитевидных кристаллов и контроль их роста по резонансной частоте колебаний [7].

Второй вариант формирования зондов также использовал элементы нанотехнологии для выполнения нитевидных кристаллов 4 разной формы: конусообразной, изогнутой, Т-образной (не показаны) и различные их покрытия. Кроме этого, были использованы традиционные микроэлектронные технологии формирования зонда 2, откуда начинается рост сенсорного элемента [8].

Следовательно, даже если при использовании в высокотехнологичных устройствах нанообъектов «нанопризнаков» очевиден технический эффект, целесообразно по возможности приводить варианты их исполнения в сочетании с дополнительными, как обыкновенными, так и высокотехнологичными признаками.

Литература

1. Liu X., Lee С., Han S., И С., Zhou С. Carbon nanotubes: synthesis, devices, and integrated systems. – Molecular nanoelectronics. American Science Publishers, 2003, p. 120.

2. Bonard J.M. et. al. Field emission from carbon nanotubes: the first five years. – Solid Etste Electronics, 2001, v. 45, p. 893–914.

3. Неволин В.К. Зондовые технологии в электронике. – М.: Техносфера, 2005. – 148 с.

4. Патент US3622828. Flat Display Tube with Addressable. 23.11.1971.

5. Заявка RU2009100269. Усилитель-преобразователь. 11.01.2009.

6. Aristov Y.Y., Kislov Y.A., Khodos 1.1. Direct electron-beam-induced formation of nanometer-scale carbon in STEM. – Microsc. Microannal. Microstruct, 1992, 3, p. 313–321.

7. Патент RU2220429. Способ формирования сенсорного элемента сканирующего зондового микроскопа. 22.05.2000.

8. Патент RU2249263. Многозондовый датчик консольного типа для сканирующего зондового микроскопа. 26.09.2003.

Глава 7 Высокотехнологичные комплексы, объединяющие разные области знаний

Создание оборудования и технологии, включающих достижения различных областей знаний, часто приводит к интересным результатам при относительно небольших интеллектуальных и материальных затратах. Дело в том, что когда поиск новых решений идет в рамках одного направления, то чаще всего эти решения возникают при усложнении известных систем. В случае объединения двух разных технологий новое может возникать автоматически, при этом сами технологии берутся практически готовыми либо слегка адаптированными друг к другу. То есть, каких-либо особых трудностей при разработке новых комплексов на основе известных устройств и способов из разных областей обычно не возникает. А вот их патентование – далеко не простая задача. Пример этого хорошо иллюстрирует объединение криотома и сканирующего зондового микроскопа. Криотом – это устройство, в котором образец замораживается при азотных температурах (—190 °C), после этого осуществляется его срез. Далее по стандартной технологии образец со срезанной поверхностью помещают в жидкий азот, переносят в растровый электронный микроскоп и устанавливают на предметный столик. После этого, вакуумируя рабочий объем микроскопа, производят измерение срезанной поверхности образца. Данный процесс долог во времени, достаточно сложен, а сама измеряемая поверхность образца может претерпеть изменения от момента ее среза до начала измерения. Эти недостатки были устранены в патенте [1], где были объединены криотом и СЗМ. Внутри криокамеры 1 (рис. 7.1) с ножом 2 и образцом 3, расположенном на подвижном элементе 4, был установлен СЗМ 5 с зондом 6. В данной конструкции измерение срезанной поверхности образца 3 может проводиться сразу после его среза, подведя зонд 6 устройством предварительного сближения 7 к зоне измерения на образце 3.

Это устройство получилось довольно простым и имело явный положительный эффект, заключающийся в повышении достоверности измерений и их упрощении. Однако такое объединение двух известных устройств может рассматриваться экспертизой, как использование известных устройств по известному назначению. Конечно, имеется сверсуммарный эффект от их объединения (повышение достоверности измерений), но это надо доказывать, поэтому лучше поступить следующим образом.

Рис. 7.1. Криотом, совмещенный с СЗМ:1 – криокамера, 2 – нож; 3 – образец; 4 – подвижный элемент; 5 – СЗМ; 6 – зонд; 7 – устройство предварительного сближения; 8 – подвижка; 9 – передаточный механизм

Во-первых, при объединении двух различных устройств в одном комплексе они могут претерпеть некие изменения, которые вполне могут оказаться отличительными признаками, достаточными для выполнения критериев «новизна» и «изобретательский уровень». Во-вторых, можно попытаться известные признаки первого устройства использовать в работе второго и наоборот, что и было реализовано в патенте [1]. В криотоме существует подвижка 8 ножа 2 относительно образца 3, чтобы осуществлять каждый последующий срез на вполне определенную толщину. При этом шаг этой подвижки составляет величину в несколько десятков нанометров. Такой же шаг необходим и в СЗМ для предварительного сближения зонда 6 и образца 3. Для взаимного использования признаков было осуществлено объединение подвижки 8 и устройства предварительного сближения 7 посредством передаточного механизма 9. В результате этого объединения устройство 7 можно делать другим: например, с малым перемещением и высокой точностью либо вообще его исключить, упростив комплекс и повысив, соответственно, его надежность.

Дальнейшая модернизация этого комплекса в рамках уже общих законов развития традиционного оборудования может происходить за счет его усложнения с приданием ему дополнительных функций. В патенте [2] подвижный элемент 4 (рис. 7.2) после осуществления среза объекта 3 ножом 2 механически соединяется с СЗМ 5 соединительным элементом 9, в результате чего в процессе измерения уменьшаются нефункциональные перемещения зонда 6 и образца 3 друг относительно друга и, соответственно, повышается точность измерения.

В патенте [3] зона измерения образца 3 (рис. 7.3) и зонд 6 сопряжены с модулем функциональных воздействий 9, расширяющим возможности комплекса.

Рис. 7.2. Микротом, совмещенный с помехозащищенным СЗМ: 1 – корпус; 2 – нож; 3 – образец; 4 – подвижный элемент; 5 – СЗМ; 6 – зонд; 7 – устройство предварительного сближения; 8 – подвижка; 9 – соединительный элемент

Рис. 7.3. Криотом, совмещенный с модулем функциональных воздействий:

1 – криокамера; 2 – нож; 3 – образец; 4 – подвижный элемент; 5 – СЗМ; 6 – зонд; 7 – устройство предварительного сближения; 8 – подвижка; 9 – модуль функционального воздействия

В обоих случаях патентование упрощалось тем, что не было необходимости выходить из-под действия первого независимого пункта патента [1]. Это оказалось возможным, так как патентовладелец у всех патентов [1, 2, 3] одно и то же лицо. Дополнительный вывод, который следует из вышесказанного, заключается в том, что при разработке новых направлений целесообразно делать быстрое патентование первичного решения, а потом, ссылаясь на него в качестве прототипа, оформлять следующие патенты. Дело в том, что если пытаться делать сразу зонтичные патенты, то из-за недостатка времени можно лишь слегка обозначить интересные направления, которые в дальнейшем, скорее всего, получат дополнительное развитие, а первичный зонтичный патент в этом случае может помешать дальнейшему патентованию.

Следующим примером объединения известных решений является объединение зондовых, электронных и ионных технологий. Были созданы комплексы, в которых высоковакуумные электронные и ионные устройства дополняются сканирующим зондовым микроскопом [4, 5]. При этом электронный микроскоп брался в неизменном виде, СЗМ в вакуумном исполнении также не было необходимости сильно менять. Технический эффект, который при этом возникает, обычно связан с расширением функциональных возможностей за счет объединения возможностей разных технологий. Кроме этого, в таком объединении чаще всего возникает новый продукт, который может служить аргументом для выдачи патента. Тем не менее, даже в этом случае можно найти элемент, адаптированный под объединенные технологии и подтверждающий новизну и изобретательский уровень комплекса. Этим элементом будет транспортная система, которая должна обеспечить передачу зондов и образцов в зону измерения.

В патенте [6] помимо использования транспортных систем 1 и 2 (рис. 7.4) возникла необходимость совмещения топологических рисунков при переустановке образцов 3. Для этого комплекс был снабжен системой совмещения 4. В комплексе могут использоваться блоки плазменной 5 и температурной 6 очисток, например, зонда 7 и образца 3. При этом модуль нанолокальных технологий 8 сопряжен с модулем формирования структур 9, модулем плазменных технологий 10 и загрузочным модулем 11. В каждом из этих модулей также может присутствовать и очистка, и совмещение, и транспортировка зондов и образцов.

Использование такого количества дополнительного оборудования, с одной стороны, облегчает получения патента. С другой стороны, объем материала при составлении заявок на такие решения может быть огромным. Это необходимо, чтобы доказать выполнение критерия «промышленная применимость». Чтобы объем заявки несколько сократить, можно все модули, входящие в комплекс, изобразить максимально условно и дать взаимосвязь между ними. Те модули, которые претерпевают изменения, выделить в зависимые пункты формулы изобретения и привести на чертежах с конкретизацией их исполнения. Известные модули описать кратко с приведением литературных ссылок на их конкретное исполнение.

Рис. 7.4. Нанотехнологический комплекс НАНОФАБ 100:1, 2 – транспортные системы; 3 – образец; 4 – система совмещения; 5 – модуль плазменной очистки; 6 – модуль температурной счистки; 7 – зонд; 8 – модуль нанолокальных технологий; 9 – модуль формирования структур; 10 – модуль плазменных технологий; 11 – загрузочный модуль

При этом в патенте [6] была приведена 41 ссылка на литературу с описанием конкретной реализации отдельных составляющих. Это позволило существенно сократить объем материалов заявки.

В патенте [7] также на нанотехнологический комплекс изобретательский уровень был обеспечен благодаря сочетанию известных модулей и известных их составляющих, дающих явный сверхсуммарный эффект. А именно, была использована оригинальная транспортная система, объединяющая весь комплекс. В этой системе были использованы дополнительные захваты объектов, их перевороты и т. п., что расширило функциональные возможности комплекса.

Объединение различных областей возможно и при создании новых способов. В патенте [8] были объединены известная технология детекции токсичных белков на основе их взаимодействия с антителами, а также технология измерения изменяющихся размеров образованных молекулярных образований методом СЗМ. При этом обе технологии были встроены одна в другую и многие признаки первой технологии влияли на признаки второй технологии. Например, создание четырех тестовых полей, являющихся новым признаком в классической детекции токсических белков, и традиционное исследование этих полей в зондовой микросропии в совокупности дало повышение достоверности измерений.

В патенте [9] были объединены технология определения качества полимеров методом плазменного травления и технология измерения зон травления методом СЗМ. Для того чтобы выполнить критерий «новизна» процесс образования зон травления был разбит на этапы, а зондовые измерения контролировали эти этапы. В результате этого сам процесс создания зон травления уже отличался от известного, что способствовало получению патента.

Таким образом, при патентовании новых устройств и способов на основании объединения известных решений целесообразно завязывать их признаки между собой.

Литература

1. Патент RU2233490. Сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством механической модификации поверхности объекта. 05.06.2003.

2. Патент RU2287129. Сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством срезания тонких слоев объекта. 27.04.2006.

3. Патент RU2282257. Сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством механической модификации поверхности объекта. 24.08.2005.

4. Патент ЕР1329786. Integrated measuring instrument. 23.07.2003.

5. Патент RU2089968. Комбинированный сканирующий туннельный микроскоп – растровый микроскоп. 31.05.1994.

6. Патент RU2308782. Нанотехнологический комплекс. 06.05.2006.

7. Патент RU2390070. Нанотехнологический комплекс на основе эпитаксиальных и ионных технологий. 12.11.2007.

8. Патент RU2267787. Способ детекции токсичных белков на основе сканирующей зондовой микроскопии. 16.07.2003.

9. Патент RU2206882. Способ определения концентрации и качества распределения высоко дисперсных наполнителей в полимерных композициях. 25.05.2001.

Глава 8 Высокотехнологичные процессы для решения промежуточных задач в сложных комплексах

Помимо изложенных подходов к патентованию высокотехнологичных комплексов может возникнуть ситуация, когда частное решение, необходимое для достижения общей задачи, само по себе патентоспособно и может быть использовано самостоятельно. Проиллюстрируем это следующими примерами. При работе сканирующего зондового микроскопа в условиях высокого или сверхвысокого вакуума обычно требуется финишная подготовка зондов перед взаимодействием их с рабочей поверхностью образца. В качестве зондов часто используются химически заостренные вольфрамовые иглы. Их острия на воздухе, откуда происходит загрузка в вакуумный комплекс, быстро окисляются. Для повышения точности измерения необходимо этот окисел снимать. Традиционный путь заключается в радиационном нагреве острия или обработке его электронным пучком. Такой вариант напрямую запатентовать трудно из-за его известности. Рассмотрим подход к созданию технологии финишного формирования острия и ее патентование. Следует заметить, что саму вольфрамовую иглу без ее промежуточного держателя транспортировать внутри вакуумной камеры практически невозможно. Следовательно, иглу необходимо закреплять в такой держатель. В одном из вариантов держатель был изготовлен из металла. При проведении экспериментов с таким держателем выяснилось, что несмотря на то, что игла на несколько миллиметров выступает за держатель и на первый взгляд поток электронов должен идти на нее, тем не менее, чаще всего он идет именно на держатель. Пришлось держатель изготовить из керамической втулки 1 (рис. 8.1), а иглу 2 закрепить в нем за счет ее изгиба. Когда втулку 1 закрепляли в металлическом манипуляторе 3 и на нерабочий конец 4 иглы 2 подавали от электрода 5 положительное смещение, то с вольфрамовой спирали 6 поток электронов сначала шел на рабочий конец 7 иглы 2. Но через некоторое время испаренный вольфрам иглы 2 и спирали 6 покрывал керамическую втулку 1, она становилась электропроводящей и заземляла электрод 5 через манипулятор 3.

Рис. 8.1. Держатель зонда: 1 – керамическая втулка; 2 – игла; 3 – манипулятор; 4 – нерабочий конец иглы; 5 – электрод; 6 – спираль; 7 – рабочий конец иглы

Рис. 8.2. Экранирующий держатель зонда: 1 – экранирующий буртик; 2 – выступ; 3 – втулка; 4 – игла с U-образной пружиной

Если удавалось изолировать манипулятор 3, то повторялся предыдущий вариант и ток шел на напыленный вольфрам втулки 1. То есть при изготовлении вроде простого модуля высокотехнологичной установки возникает огромное количество проблем. Как уже отмечалось ранее, чем больше проблем, тем проще защитить конечное изделие, решающее эти проблемы.

Решение нашлось благодаря экранирующим буртику 1 (рис. 8.2) и выступу 2, выполненных на втулке 3. При этом иглу 4 с U-образной пружиной закрепляли во втулке 3 с возможностью точной осевой подвижки и только вполне определенное соотношение размеров А и В обеспечило экранирование зоны С и работоспособность устройства, а это позволило привести в описание изобретения [1] их расширенные диапазоны и скрыть ноу-хау.

Также большое количество проблем возникло при подготовке образца к измерению и очистке его методом нагрева. Первый подход заключался в использовании вольфрамовой спирали нагрева 1 (рис. 8.3), расположенной с обратной стороны от поверхности 4 образца 2, закрепленного в держателе 3 [2]. Температуру поверхности 4 образца 2 контролировали термопарой 5, закрепленной в изоляторе 6. Уже используя опыт с испарением вольфрама, были предприняты меры для экранирования поверхности 4 от прямого попадания на нее вольфрама со спирали 1.

Рис. 8.3. Нагреватель образца: 1 – спираль; 2 – образец; 3 – держатель; 4 – поверхность образца; 5 – термопара; 6 – изолятор

Рис. 8.4. Устройство прямого нагрева образца: 1 – образец; 2 – держатель; 3 – пружина; 4 – электрод; 5 – оптический пирометр

Пока измерения проводились с невысокой точностью, такой нагреватель обеспечивал необходимую чистоту измеряемой поверхности 4 образца 2. Когда же измерения вышли на атомарный уровень (в качестве образца использовался кремний), то выяснилось, что молекулы вольфрама, вылетевшие со спирали 1 по сложным траекториям, ударяясь о стенки вакуумной камеры, выбивают из них остаточные загрязнения, которые оседают на поверхности 4. Пришлось кардинально менять схему нагрева и пропускать ток непосредственно через образец.

Во втором случае образец (кремний) был изготовлен в виде полоски 1 (рис. 8.4) и закреплялся первым концом в держателе 2 пружиной 3. При этом второй конец образца 1 присоединяли к электроду 4.

Между держателем 2 и электродом 4 пропускали электрический ток, образец 1 нагревался, а его температура контролировалась оптическим пирометром 5. При кажущейся простоте схемы обеспечить ее работоспособность оказалось очень сложно. При увеличении тока до необходимого уровня образец 1 приваривался к электроду 4. При уменьшении тока образец 1 не нагревался до нужной величины. Для уменьшения теплоотвода от образца 1 ослабляли пружину 3, но образец 1 при этом недостаточно надежно держался в держателе 2. При увеличение силы прижатия пружиной 3 увеличивалась неравномерность зоны нагрева образца 1, прилегающей к пружине 3.

Рис. 8.5. Зонд на основе кварцевого резонатора: 1 – первая игла; 2 – первое плечо; 3 – кварцевый резонатор; 4 – вторая игла; 5 – второе плечо

И только определенные соотношения размеров А, В, С, а также усилие пружины 3 и форма электрода 4 обеспечили надежную работу этого устройства. Именно эти значения удалось скрыть в виде ноу-хау в патенте [3], задав их расширенные диапазоны.

Большое количество проблем возникло также при изготовлении зондов на основе кварцевых резонаторов. Первую иглу 1 (рис. 8.5) необходимо было закрепить на первом плече 2 U-образного кварцевого резонатора 3. Диаметр иглы может быть менее 100 мкм, а длина ее свободного конца А – в пределах 200–300 мкм. В качестве клея использовались составы на основе эпоксидной смолы. Если такую иглу и удается без нарушения острия установить на место склейки, то удержать ее в исходном положении в процессе полимеризации практически невозможно. Затвердевающий клей перемещает иглу неопределенным образом, в результате чего она меняет свое местоположение и все устройство становится неработоспособным.

Решение этой проблемы было найдено случайно, когда возникла необходимость использовать магнитные иглы, закрепленные на разных плечах кварцевого резонатора 3. В этом случае после установки второй иглы 4 на второе плечо 5 на клей они ориентируются друг относительно друга по одной линии. Правда, возникает дополнительная проблема, заключающаяся в том, чтобы иглы не притянулись друг к другу. Ее решение было найдено благодаря конкретным размерам игл, степени их намагниченности, определенным густоте клея и зазору В. Эти соотношения и были предметом ноу-хау в патенте [4].

Следующая проблема таких зондов заключается в том, что в условиях термоциклирования (использования их при низких температурах с периодическим извлечением на воздух) иглы через некоторое время эксплуатации отваливаются от кварцевого резонатора. Решение этой проблемы было найдено за счет изготовления пазов 1 и 2 (рис. 8.6) в плечах 3 и 4 кварцевого резонатора 5, что привело к более надежному закреплению в них игл 6 и 7.

Кроме этого, была введена регулировка добротности кварцевого резонатора за счет соединения игл 6 и 7 упругим элементом 8. Наиболее трудным в этом изобретении было решить проблему изготовления пазов 1 и 2, что и стало предметом ноу-хау в патенте [5].

Рис. 8.6. Зонд на основе кварцевого резонатора с пазами: 1,2 – первый и второй пазы; 3,4 – первое и второе плечи кварцевого резонатора; 5 – кварцевый резонатор; 6, 7 – первая и вторая иглы; 8 – упругий элемент

Рис. 8.7. Криогенный ввод: 1 – вход; 2 – первая камера; 3 – первые шарики; 4, 5, 6 – отверстия; 7 – цилиндрическая стенка; 8 – вторая камера; 9 – вторые шарики; 10 – выходы

И последний пример касается криогенного ввода (рис. 8.7), в котором жидкий гелий или азот через вход 1 поступает в первую камеру 2, заполненную первыми шариками 3 с диаметрами d1. После этого хладагент через отверстия 4, 5, 6 в цилиндрической стенке 7 поступает во вторую камеру 8, заполненную вторыми шариками 9 с диаметрами d2 > d1, и далее на выходы 10.

Возможно также введение в камеры 2 и 8 дополнительных перегородок с отверстиями разного диаметра (не показано). Все эти меры направлены на увеличение длины проходных отверстий и, соответственно, эффективности использования хладагента. При этом соотношения размеров шариков 3 и 9, отверстий 4, 5, 6 и другие геометрические параметры оказывают очень важное влияние на получение предельных температур криогенного ввода.

Общий вывод, который следует из опыта разработки и патентования высокотехнологичных устройств, заключается в том, что довольно часто новизна и изобретательский уровень обеспечиваются сами по себе в ходе решения высокотехнологических задач, при этом удается скрыть ноу-хау за счет расширения диапазона значений критических параметров.

Литература

1. Патент RU2208845. Носитель проводящих зондов для сканирующих зондовых микроскопов. 01.11.2001.

2. Патент RU2169440. Устройство нагрева для сканирующих зондовых микроскопов. 22.04.1999.

3. Патент RU2218562. Устройство нагрева для сканирующих зондовых микроскопов. 01.11.2001.

4. Патент RU2208763. Зонд на основе кварцевого резонатора для сканирующего зондового микроскопа. 20.07.2003.

5. Патент RU2297054. Зонд на основе кварцевого резонатора для сканирующего зондового микроскопа. 24.08.2005.

6. Патент RU2254622. Криогенный ввод. 26.09.2003.

Глава 9 Основные блоки высокотехнологичных комплексов

Как уже было отмечено, патентование новых модулей высокотехнологичных систем (комплексов) не вызывает затруднений, а как быть, если в этих комплексах используются традиционные модули (блоки) для решения традиционных задач. Причем, в первом приближении нет какой-либо необходимости адаптации такого модуля под специфику новой системы. При этом необходимо обеспечить новизну создаваемого оборудования, то есть исключить вероятность использования чужих патентов на составные части комплекса. Традиционный подход заключается в проведении патентных исследований на новизну всего комплекса. Это очень сложная и трудоемкая работа, кроме этого, даже проведя ее, нельзя гарантировать, что проанализированы все известные решения.

В этом случае целесообразен следующий подход. Для того модуля, по которому нет уверенности в его новизне, можно расширить число решаемых им задач, пусть даже и не столь необходимых для его функционирования в настоящее время. Более того, не все задачи надо сразу решать практически. Можно оформить заявку на изобретение модернизированного известного модуля и отложить ее рассмотрение по существу, что допускается патентным законодательством. При этом чтобы не тормозить общую разработку нового комплекса, можно использовать на начальном этапе его создания известный модуль, пусть даже и порочащий новизну всего комплекса. Параллельно нужно вести модернизацию этого известного модуля. Цикл разработки высокотехнологичных комплексов близок к трем годам, это как раз то время, которое дается по закону на доработку изобретения. Таким образом, при завершении разработки новой высокотехнологичной системы и выходе ее на рынок может быть завершена доработка известного модуля и получен патент. При этом этот модуль может быть использован в комплексе без опасения нарушения чужих прав на интеллектуальную собственность.

Варианты постановки новых задач рассмотрим на примере использования пьезосканеров в сканирующих зондовых микроскопах (СЗМ). Пьезосканер является одним из основных узлов СЗМ. Он обеспечивает взаимное точное перемещение зонда и образца и представляет собой чаще всего трубку 1 (рис. 9.1), выполненную из пьезокерамики, – материала, который меняет свои размеры при изменении электрического поля внутри него.

Рис. 9.1. Трубочный пьезосканер: 1 – пьезокерамическая трубка; 2 —внутренний электрод; 3 – внешний электрод; 4 – первая выборка; 5 – вторая выборка; 6 – первая часть трубки; 7 – вторая часть трубки; 8 – осевая выборка

Для этого на пьезотрубку 1 наносят внутренний 2 и внешний 3 электроды, в которых по диаметру делают первую 4 и вторую 5 выборки, разделив пьезотрубку 1 тем самым на первую 6 и вторую 7 части. Одновременно в первой части 6 делают четыре осевые выборки 8 во внутреннем электроде 2 и расположенные напротив них четыре осевые выборки во внешнем электроде 3 (не показаны). В результате этого первая часть 6 пьзотрубки делится на четыре фрагмента. Теперь, если подавать напряжения на электроды таким образом, чтобы противоположные фрагменты пьезотрубки изменяли свои размеры в противоположных направлениях (один фрагмент удлинялся, а другой укорачивался), то торец первой части 6 будет перемещаться в своей плоскости относительно торца второй части 7.

Если закрепить один торец пьезотрубки 1 и задействовать все ее фрагменты, то можно осуществлять двухкоординатное сканирование второго ее торца. А если еще использовать вторую часть 7 пьезотрубки 1, то можно дополнительно осуществлять осевое перемещение второго торца.

Варианты однотрубочных пьезосканеров, сборок из нескольких пьезосканеров соединенными фланцами и т. п. были разработаны и запатентованы в самом начале развития сканирующей зондовой микроскопии [1,2].

Первый путь, по которому можно пойти для выхода из-под действия этих патентов, заключатся в том, чтобы вносить незначительные изменения в конструкцию с улучшением не основных ее характеристик. В патенте [3] были улучшены условия соединения пьезотрубок 1, 2 (рис. 9.2) с металлическим фланцем 3 за счет использования специальных клеевых составов и специальных форм зон соединения 4.

В патенте [4] были уменьшены нефункциональные перемещения пьезосканера за счет использования плоских пружин 1 (рис. 9.3), соединяющих металлический фланец 2 и базовое основание 3.

При этом первая пьезотрубка 4 имеет осевое перемещение, а вторая пьезотрубка 5 – перемещения в плоскости своего торца 6. Плоские пружины 1 разрешают осевое перемещение и запрещают все другие. Благодаря этому уменьшаются нефункциональные перемещения первой пьзотрубки 4 и, соответственно, улучшаются точностные характеристики пьезосканера.

Рис. 9.2. Многотрубочный пьезосканер: 1 – первая пьезотрубка; 2 – вторая пьезотрубка; 3 – фланец; 4 – зона соединения

Рис. 9.3. Пьезосканер с плоскими пружинами: 1 – плоская пружина; 2 – фланец; 3 – основание; 4 – первая пьезотрубка; 5 – вторая пьезотрубка; 6 – торец второй пьезотрубки

Рис. 9.4. Термозащищенный пьезосканер: 1 – спираль; 2 – хладопровод; 3 – пьезотрубка; 4 – образец; 5 – фланец

В патенте [5] были разработаны меры, обеспечивающие работу пьезосканера в условиях высокотемпературных воздействий на образец. Это было достигнуто за счет экранирования спирали 1 (рис. 9.4) специальным хладопроводом 2, который защищал пьезотрубку 3 от перегрева. Хладопровод 2 присоединялся к криостату (не показан). При этом образец 4, расположенный на фланце 5, можно было нагревать до нужных температур.

В патенте [6] были введены ограничители перемещения 1 (рис. 9.5), закрепленные, например, на основании 2 и сопряженные с датчиками перемещения 3 и демпферами 4, установленными на пьезосканере 5. Следует заметить, что возможен вариант, в котором ограничители 1 могут быть установлены на пьезосканере 5, а датчики 3 – на основании 2, также может быть смешанный вариант.

Рис. 9.5. Пьезосканер с повышенной надежностью: 1 – ограничитель перемещения; 2 – основание; 3 – датчик перемещения; 4 – демпфер; 5 – пьезосканер

Ограничители 1 предохраняют пьезосканер 5 от разрушения при увеличении его перемещения в плоскости своего торца больше допустимого, а демпферы 4 уменьшают его добротность, а значит и продолжительность его нефункциональных колебаний. Это приводит к уменьшению неконтролируемых перемещений пьезосканера 5 и, соответственно, к повышению точности его перемещений.

Хоть эти решения и позволяли получать патенты, однако часто использовали все признаки независимого пункта формул изобретения прототипов. То есть, не нарушая патента, разработчик в этом случае попадал под риск выплаты авторам прототипа вознаграждения за использование его технического решения.

Другой путь при разработке заключается в постановке принципиально новой дополнительной задачи известному модулю. Пусть даже эта задача в настоящее время является недостаточно востребованной. Одной из таких задач для пьезосканера является вращение его торца вокруг своей оси при сохранении двухкоординатного X– и Y-перемещения. Это может пригодиться при работе с линейкой или матрицей зондов для их углового совмещения с массивом элементов. Такое решение было найдено за счет того, что пьезотрубка 1 (рис. 9.6) была разделена четырьмя сквозными пазами 2.

Рис. 9.6. Пьзосканер с поворотом вокруг своей оси: 1– пьезотрубка; 2 – сквозной паз; 3 – фрагмент пьезотрубки; 4 – внутренний электрод; 5 – наружный электрод

При этом на каждом фрагменте 3 было сформировано по два внутренних электрода 4 и по два наружных электрода 5. В этом случае каждый фрагмент 3 приобретал возможность дополнительного изгиба в плоскости, близкой к его цилиндрической поверхности. При одинаковом включении всех четырех фрагментов 3 они осуществляли синхронный изгиб, а торец пьезотрубки 1 – поворот вокруг своей оси [7].

Следует заметить, что традиционный изгиб пьезотрубки 1 для перемещения в плоскости XYсохранился, более того, это перемещение еще и увеличилось за счет уменьшения влияния соседних пар фрагментов 3 друг на друга. То есть помимо нового эффекта (поворота) произошло улучшение и основных характеристик всего устройства (увеличение диапазонах– и Y-перемещения).

Вторая нетрадиционная задача для пьезосканера заключалась в обеспечении плоскопараллельного перемещения его торца. Это необходимо в том случае, если на пьезосканере, как и в предыдущем случае, закреплена линейка или матрица зондов и необходимо в процессе сканирования обеспечить постоянный зазор между ними и образцом. Решение этой проблемы нашлось благодаря использованию принципа ТРИЗа «наоборот». Первая 1 и вторая 2 (рис. 9.7) пьезотрубки, соединенные фланцем 3, управлялись таким образом, что их изгибы происходили в противофазе.

Рис. 9.7. Плоскопараллельный пьезосканер: 1 – первая пьезотрубка; 2 – вторая пьезотрубка; 3 – фланец; 4 – торец

Рис. 9.8. Пьезосканер на основе дисковых пьезобиморфов в обучающем комплексе Нано Эдьюкатор: 1 – первый пьезобиморф; 2 – второй пьезобиморф; 3 – корпус; 4, 5 – упругие торсионы; 6 – подвижный элемент

При этом наклоны их торцов компенсировались, в результате чего суммарное перемещение торца 4 осуществлялось плоскопараллельно [8].

Другой подход при разработке и патентовании основных блоков новых систем может заключаться в использовании сложно-составных решений. В патентах [9, 10] вместо пьезотрубки использовались пьезобиморфы 1 и 2 (рис. 9.8) ввиде дисков, закрепленных по периферии в корпусе 3. Центры дисков упругими торсионами 4 и 5 соединялись с подвижным элементом 6. Когда к пьезобиморфам 1 и 2 прикладывали напряжения, они принимали выпуклую форму и перемещали элемент 6 по двум координатам.

Технический эффект по сравнению с пьезотрубкой у такого пьезосканера был в увеличении диапазона перемещения.

Рис. 9.9. Схема двойного сканирования в нанолаборатории Integra: 1 —первый пьезосканер; 2 – образец; 3 – второй пьзосканер; 4 – зонд; 5,6 – плоскости торцов пьезосканеров

Второе составное решение при сканировании было осуществлено благодаря использованию первого пьезосканера 1 (рис. 9.9) с образцом 2 и второго пьезосканера 3 с зондом 4, расположенных друг напротив друга [11].

При одновременном сканировании в противофазе увеличивался диапазон сканирования. Помимо этого плоскости торцов 5 и 6 оставались параллельными друг другу.

Также сложно-составное решение было найдено при создании активного зонда на основе пьезотрубки. В нем игла 1 (рис. 9.10) была закреплена не на кварцевом резонаторе (традиционное решение), а внутри пьезотрубки 2, которая, как и кварцевый резонатор формировала колебательный режим иглы. Благодаря этому расширились функциональные возможности зонда за счет простоты смены вышедшей из строя иглы.

Рис. 9.10. Зонд на основе пьезотрубки, изготовленный электрохимическим методом с помощью автоматического устройства травления с кольцевым электродом: 1 – игла; 2 – пьезотрубка; 3 – устройство травления; 4 – кольцевой электрод

Пьзотрубка 2 помимо обеспечения колебательного режима зонда дополнительно могла его перемещать за счет своего изгиба, что расширяло функциональные возможности зонда в патенте [12].

При заточке иглу 1 устанавливали в устройство травления 3, которое обеспечивало автоматические перемещения иглы 1 в кольцевом электроде 4. Необходимость оперативной вторичной заточки игл позволила дополнительно получить патент [13] на устройство травления благодаря автоматическому режиму работы, необходимому для его использования в лабораторных условиях.

Еще более кардинальное решение по изготовлению зондов было найдено в патенте [14], где зонды 1 (рис. 9.11) были закреплены на диске 2, установленном на основании 3 с возможностью вращения относительно центра О.

Не менее оригинальное решение было найдено в патенте [15], где зонды 1 (рис. 9.12) закреплялись на плоских пружинах 2 в корпусе 3. Подъем зондов 1 осуществлялся в момент их контактов с толкателем 4, закрепленным на вращающемся диске 5.

Рис. 9.11. Дисковый зонд: 1 – зонд; 2 – вращающийся диск; 3 – основание

Рис. 9.12. Веерный зонд: 1 – зонд; 2 – плоская пружина; 3 – корпус; 4 – толкатель; 5 – вращающийся диск

В обоих случаях смена зондов могла осуществляться автоматически, что важно для их использования в экстремальных условиях (высоком вакууме, низких температурах и т. п.). Из приведенных примеров следует вывод, что выход из под блокирующих патентов осуществим в том случае, если есть возможность постановки новой задачи и, соответственно, ее решения при существенной модернизации известного блока высокотехнологичного комплекса. То же можно отнести и к устройствам, предназначенным для самостоятельного использования.

Литература

1. Патент US5103094. Compact temperature-compensated tube-type scanning probe with large scan range. 02.05.1991.

2. Патент US5200617. PMN translator and linearization system in scanning probe. 13.04.1992.

3. Патент RU2199171. Пьзосканер. 12.04.2001.

4. Патент RU2231095. Устройство перемещения. 15.04.2002.

5. Патент RU2169401. Сканер термокомпенсированный. 22.04.1999.

6. Патент RU2282258. Устройство перемещения.09.09.2004.

7. Патент RU2248628. Пьзосканер многофункциональный и способ сканирования в сканирующей зондовой микроскопии. 15.10.2003.

8. Патент RU2227363. Пьзосканер с трехкоординатным плоскопараллельным перемещением в плоскости объекта. 02.10.2002.

9. А.С. СССР № 1453457. Сканирующий туннельный микроскоп. 06.03.1987.

10. Патент RU2297078. Позиционер трехкоординатный. 08.11.2005.

11. Патент RU2282902. Способ сканирования объектов с помощью СЗМ. 18.11.2004.

12. Патент RU2300150. Зонд на основе пьезокерамической трубки для СЗМ. 08.11.2005.

13. Патент RU2358239. Устройство для изготовления и контроля зондов. 11.08.2006.

14. Патент RU2244256. Многозондовый датчик контурного типа для СЗМ. 05.06.2003.

15. Патент RU2306524. Многозондовый модуль для СЗМ. 29.06.2006.

Глава 10 Вспомогательные устройства высокотехнологичных комплексов

Эти устройства похожи на традиционные основные блоки, описанные в предыдущей главе. Однако у них есть отличие, заключающееся в том, что они выполняют вспомогательную функцию в высокотехнологичных комплексах. То есть постановка новой задачи для них затруднительна.

Первое желание, которое возникает при создании высокотехнологичного комплекса, – это оснастить его покупными вспомогательными системами или хотя бы кем-то уже ранее разработанными. Однако покупная система не всегда адаптируется под конкретные задачи комплекса либо может слишком дорого стоить. Использовав чужую разработку, как уже отмечалось, можно нарушить чьи-то права на интеллектуальную собственность. И если высокотехнологичный комплекс выйдет на стадию продажи, даже при наличии на него патента и патентов на его основные высокотехнологичные составляющие, можно не выполнить критерий «патентная чистота». Следует заметить, что даже если вспомогательные устройства приобретены, как покупные изделия, нет гарантии, что они не запатентованы третьими лицами. В этом случае необходимо требовать от поставщиков либо предъявления патентов, либо проведения патентных исследований и доказательств не нарушения чьих-либо прав. Следовательно, если высокотехнологичный комплекс предназначен на продажу, необходимо вспомогательным устройствам обеспечивать хотя бы новизну, а лучше еще и изобретательский уровень.

Подходы к решению этой проблемы могут быть следующие. Первым делом необходимо в комплексе выделить его специфические особенности и чем они будут глубже, тем лучше. В этом случае созданные вспомогательные устройства будут в большей степени отличаться от возможных аналогов. Рассмотрим такой подход на примерах транспортных систем, которые почти всегда присутствуют в высокотехнологичных комплексах.

Горизонтальная транспортная система в конкретном исполнении для зондовой микроскопии должна обеспечивать загрузку зондов и образцов в сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ). Специфика использования такого комплекса заключается в том, что зонды представляют собой иголки длиной 2–3 мм, имеющие диаметр 200–300 мкм, или кантилеверы в виде кремниевых чипов близких размеров. Для таких однородных по размерам объектов может использоваться один и тот же носитель. Образец же в зондовой микроскопии обычно более 10 мм в поперечнике и, соответственно, носитель для него будет иметь свое исполнение. Вторая специфика такой системы часто заключается в том, что один и тот же манипулятор необходимо использовать с одним и тем же пассивным захватом. Эти особенности и определили новизну и изобретательский уровень разработанной транспортной системы. Суть этой системы заключается в том, что первый штырь 1 и второй штырь 2 (рис. 10.1) захвата 3, предназначенного для перемещения носителя 4 образца 5, имеют зацепы 6 и 7, необходимые для извлечения носителя 4 и малогабаритного носителя 8 из рабочих позиций. При этом штырь 1 имеет плоское (в сечении) исполнение для отдельной транспортировки и ориентации малогабаритного носителя 8 зонда 9. Для наглядности на рис. 10.1 носители 4 и 8 повернуты на 90° относительно своего рабочего положения.

Транспортировка носителя 4 осуществляется, когда штыри 1 и 2 вставлены в первые отверстия 10, а транспортировка носителя 8, когда штырь 1 находится во втором отверстии 11, имеющем продолговатую форму. Более подробно работа этой транспортной системы описана в [1]. Новизна этого технического решения была обеспечена благодаря использованию одного манипулятора с минимальным набором степеней свободы для транспортировки разных объектов.

Вторая транспортная система должна передавать зонд и образец внутрь вакуумного криостата, причем манипулятор при линейном перемещении должен иметь активный захват, но без использования специального привода. Криостат при этом должен иметь вертикальное исполнение. Данная специфика также определила оригинальное решение транспортной системы, в которой активизация захвата была осуществлена благодаря использованию одной линейной степени свободы манипулятора.

Рис. 10.1. Горизонтальная транспортная система: 1 – первый штырь; 2 – второй штырь; 3 – захват; 4 – носитель образца; 5 – образец; 6,7 – фиксаторы; 8 – носитель зонда; 9 – зонд; 10 – первые отверстия; 11 – второе отверстие

Рис. 10.2. Вертикальная транспортная система: 1 – лапки захвата; 2 – захват; 3 – манипулятор; 4 – нерабочие концы лапок; 5 – возвратный механизм; 6 – зацепы; 7 – канавки носителя; 8 – носитель зондов и образцов

Это удалось сделать, используя сближение лапок 1 (рис. 10.2) захвата 2 при линейном перемещении манипулятора 3 вверх и взаимодействии нерабочих концов 4 лапок 1 с возвратным механизмом 5, неподвижно закрепленным на стенке вакуумного криостата (не показан). Это необходимо, чтобы лапки 1 вернуть в исходное положение (для последующего захвата носителя 8), так как их раздвижка (для освобождения носителя) происходит при движении захвата 2 вниз и взаимодействии зацепов 6 с канавками 7 носителя 8. Новизна и изобретательский уровень в этой системе [2] были обеспечены помимо использования возвратного механизма еще и средствами, обеспечивающими точную ориентацию носителей 8 в зоне измерения за счет канавок 7.

Третья транспортная система имела специфику силового закрепления носителя образца в зоне измерения, связанную с возможностью его нагрева или охлаждения. Силовое закрепление необходимо для обеспечения хорошего теплового контакта между носителем образца и модулем тепло-подвода (теплоотвода). В результате возникло оригинальное решение, которое связано с использованием сильных пружин для фиксации носителя образца и возможностью его извлечения.

Для фиксации носителя 1 образца 2 (рис. 10.3) на нагревателе (холодильнике) 3 был использован первый зацеп 4, сопряженный с выборкой 5.

При этом высокая жесткость манипулятора 6 на кручение обеспечила выгрузку носителя 1. Это осуществлялось следующим образом. Манипулятор 6 поворачивали по часовой стрелке, пружина 7 поднималась (вид А), выборка 5 размыкалась с первым зацепом 4, второй зацеп 8 взаимодействовал с краем отверстия 9 и снимал носитель 1 с нагревателя 3.

В данном случае новизна и изобретательский уровень помимо использования описанных элементов были достигнуты еще и благодаря обеспечению тепловых контактов в широком диапазоне температур, и за счет измерения температуры рабочей поверхности образца, и за счет применения специальных материалов (подробно см. в [3]).

Рис. 10.3. Силовая транспортная система: 1 – носитель образца; 2 – образец; 3 – нагреватель (холодильник); 4 – первый зацеп; 5 – выборка; 6 – манипулятор; 7 – пружина; 8 – второй зацеп; 9 – отверстие носителя (на виде А показана верхняя часть пружины 7)

Рис. 10.4. Инерционный шаговый двигатель: 1 – плоские пружины; 2, 3 – первая и вторая подвижные каретки; 4 – направляющая; 5,6 – трущиеся поверхности

Следующим вспомогательным элементом почти каждого высокотехнологичного комплекса является двигатель для перемещения объектов. В одном из вариантов специфика использования инерционного шагового двигателя для высокоточной системы измерения заключалась в минимизации его нефункциональных перемещений, которые необходимы при работе с нанообъектами. Данная специфика была учтена и реализована благодаря применению упругих плоских пружин 1 (рис. 10.4), соединяющих первую 2 и вторую 3 подвижные каретки, установленные на направляющей 4 с возможностью перемещения, например, по координате X, что и явилось основным отличительным признаком от известного технического решения.

Использование пружин 1 обеспечило стабильное положение кареток 2 и 3 (относительно друг друга) при перемещении их по трущимся поверхностям 5 и 6 направляющей 4 и стабилизацию усилия между ними, что дополнительно повысило надежность работы двигателя [4].

В другом варианте шагового двигателя (см. рис. 10.4) новизна была достигнута за счет треугольной в сечении формы направляющей 4 и формирования микроканавок на ней [5].

Рис. 10.5. Координатный стол с пьезоподвижкой: 1 – основание; 2 – трехкоординатный пьезоэлемент; 3 – первая каретка; 4 – шаровые опоры; 5 – вторая каретка; 6 – ориентир; 7 – третья каретка; 8 – первый магнит; 9 – второй магнит

Довольно часто в качестве вспомогательных устройств высокотехнологичных комплексов используются координатные столы.

Координатный стол (рис. 10.5) одновременно объединяет и адаптацию вспомогательного устройства под задачи высокотехнологичного комплекса, и постановку новой задачи, характерной для основных блоков, описанных в главе 9.

В этом столе на основании 1 посредством трехкоординатного пьезоэлемента 2 закреплена первая каретка 3. На ней на шаровых опорах 4 установлена вторая каретка 5, на которой на ориентирах 6 расположена третья каретка 7. При этом на основании 1 установлен первый магнит 8, на второй каретке 5 – второй магнит 9, а третья каретка 7 выполнена из магнитного материала.

В этом случае адаптация под условия эксплуатации была связана с малогабаритностью координатного стола, из-за чего был использован пьезоэлемент 2. А новые задачи определялись необходимостью ориентированной установки третьей каретки 7 и ее перемещением. Решение этих задач и получение патента [6] было достигнуто благодаря использованию магнитов 8 и 9, которые позволили перемещать каретку 5 по опорам 4 и одновременно сохранять точное положение каретки 7 на ориентирах 6.

В двухкоординатном столе, изображенном на рис. 10.6, необходимо было обеспечить быстрый съем и координатную установку подвижной каретки.

Двухкоординатный стол с ручным приводом содержит платформу 1 и установленную на ней подвижную каретку 2, сопряженную с дифференциальными толкателями 3 и пружинными упорами 4. Этот стол был защищен патентом [7] благодаря возможности быстрого откидывания в стороны упоров 4, а также расположению упорных плоскостей 5 и 6 под разными углами к направлению перемещения, что расширило его функциональные возможности в высокотехнологичном измерительном комплексе.

Рис. 10.6. Двухкоординатный стол с ручным приводом: 1 – платформа; 2 – подвижная каретка; 3 – толкатели; 4 – пружинные упоры; 5,6 – упорные плоскости

В качестве вспомогательного устройства высокотехнологичного измерительного комплекса рассмотрим еще тестовую структуру для градуировки оптических и зондовых микроскопов. Эта структура выполнена из опаловых сфер 1 определенного размера, закрепленных на подложке 2 (рис. 10.7).

Специфика ее использования в сканирующем зондовом микроскопе заключается в том, что для туннельных исследований тестовая структура должна быть проводящей, а для расширения ее функциональных возможностей еще и многослойной. Это и позволило получить патент [8].

Часто в высокотехнологичных комплексах могут использоваться оптические микроскопы. При исследовании оптически прозрачных, например, биологических образцов с помощью СЗМ 1 (рис. 10.8) возникла необходимость наблюдения с высоким разрешением за зоной измерения на образце 2, закрепленном на основании 3.

Рис. 10.7. Тестовая структура: 1 – опаловые сферы; 2 – подложка

Рис. 10.8. СЗМ с инвертированным оптическим микроскопом: 1 – СЗМ; 2 – образец; 3 – основание; 4 – осветительная система; 5 – отверстие; 6 – платформа; 7 – объектив оптического микроскопа

Для этого осветительная система 4 осуществляет подсветку образца 2, минуя СЗМ, через отверстие 5 в платформе 6. Благодаря этому удалось разместить объектив 7 оптического микроскопа максимально близко к зоне измерения, что позволило наблюдать образец 2 с большим увеличением. В результате был получен патент [9], расширяющий функциональные возможности устройства.

Второй вариант использования оптического микроскопа заключался в многовариантном его применении (рис. 10.9).

В этом случае зонд 1 закрепляют в оптически прозрачном держателе 2, сопряженном с платформой 3, которая установлена посредством опор 4 на основании 5. Образец 6 закреплен на системе предварительного сближения 7. Оптический микроскоп 8, используя оптический модуль 9, имеет возможность наблюдения зоны измерения образца 6 под разными углами от 0 до 90°. Благодаря этой особенности наблюдения образца 6 был получен патент [10].

Рис. 10.9. СЗМ, совмещенный с оптическим микроскопом: 1 – зонд; 2 – оптически прозрачный держатель; 3 – платформа; 4 – опора; 5 – основание; 6 – образец; 7 – система предварительного сближения; 8 – оптический микроскоп; 9 – оптический модуль

И последний пример касается проведения атомно-силовых измерений в магнитном поле (рис. 10.10).

Для этого используются первый 1 и второй 2 магнитопроводы, расположенные с зазорами относительно подвижной каретки 3 с образцом 4. При этом зона измерения зондом 5 образца 4 всегда находится в магнитном поле, формируемом магнитом 6. Необходимость использования подвижной каретки 3 определило специфику использования магнитопроводов 1 и 2, расположенных с зазором относительно нее и позволило получить патент [11].

Рис. 10.10. Магнитно-силовой микроскоп с переменным магнитом: 1,2 – первый и второй магнитопроводы; 3 – подвижная каретка; 4 – образец; 5 – зонд; 6 – магнит

Таким образом, при патентовании вспомогательных устройств высокотехнологичных комплексов необходимо выделить их специфику и даже если не удастся запатентовать оригинальное решение, то наличие новизны в них обезопасит комплекс от нарушения чьих-то патентных прав. При этом постановка новой задачи, если это будет возможно, облегчит получение патента.

Литература

1. Патент RU2158454. Сверхвысоковакуумная транспортная система для сканирующих зондовых микроскопов. 22.04.2000.

2. Патент RU2380785. Сверхвысоковакуумная транспортная система. 23.11.06.

3. Патент RU2244948. Устройство поддержания температуры для сканирующих зондовых микроскопов. 06.06.2003.

4. Патент RU2347300. Инерционный шаговый двигатель. 04.05.2006.

5. Патент RU2297072. Инерционный двигатель. 08.11.2005.

6. Патент RU2254640. Координатный стол. 05.03.2004.

7. Патент RU2255321. Координатный стол. 29.10.2003.

8. Патент RU2244254. Тестовая структура для градуировки сканирующих зондовых микроскопов. 28.02.2003.

9. Патент RU2180726. Сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с инвертированным оптическим микроскопом. 25. 05.2001.

10. Патент RU2244332. Сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с оптическим микроскопом. 15. 04.2002.

11. Патент RU2276794. Магнитно-силовой микроскоп с переменным магнитом. 18.11.2004.

Глава 11 Высокотехнологичные устройства узкоспециального назначения

На первый взгляд патентование таких устройств не должно вызывать особых трудностей. Ведь специальное назначение требует решения специфических задач, а это, как уже неоднократно отмечалось ранее, приводит к появлению большого числа отличительных признаков, из которых должно формироваться патентоспособное техническое решение. Однако на практике дело осложняется следующим. Прибор, имеющий узкоспециальное назначение, чаще всего эксплуатируется в условиях с жесткими для него ограничениями по габаритам, массе, конструктивным материалам и т. п. А это может приводить к тому, что различные группы разработчиков, не связанных между собой, будут создавать очень похожие решения. На примерах сканирующих зондовых микроскопов (СЗМ) узкоспециального назначения рассмотрим особенности процесса создания и патентования таких устройств.

Для решения ограниченного круга проблем была поставлена задача сконструировать СЗМ, работающий при температурах жидкого азота. Одним из основных узлов СЗМ является система предварительного сближения зонда и образца. На момент постановки задачи существовали в основном две группы систем этого сближения: пьезоинерционные и механические с внешними приводами от шаговых двигателей вращения. Пьезоинерционные еще не были до конца адаптированы под низкие температуры, работали ненадежно из-за смерзания движущихся частей и уменьшения пьезоотклика на напряжение. Следовательно, предпочтительным решением оставалось использовать шаговые двигатели вращения. Вторая особенность устройства связана с тем, что наиболее оптимальным решением достижения низких температур является использование стандартных криостатов 1 (рис. 11.1), серийно выпускаемых промышленностью в различных модификациях для решения широкого круга задач.

Эти криостаты имеют похожее конструктивное исполнение: горловину 2 с отверстием 3, имеющим диаметр порядка 50 мм, и расстояние L от этого отверстия до рабочей зоны 4 порядка 1 м. Теперь, если эти ограничения наложить на конструктивное исполнение СЗМ, то получится, что шаговый двигатель 5 будет закреплен на фланце 6, который устанавливается на горловину 2.

Рис. 11.1. Низкотемпературный СЗМ: 1 – криостат; 2 – горловина; 3 – отверстие; 4 – рабочая зона; 5 – шаговый двигатель; 6 – фланец; 7 – механизм сближения; 8 – привод; 9 – тонкостенная трубка; 10 – СЗМ; 11 – опоры

Вращение к механизму сближения 7 зонда и образца будет передаваться приводом 8, установленным на тонкостенной трубке 9, обеспечивающей минимизацию подвода тепла в зону измерения. Сам СЗМ 10 должен быть закреплен на тонкостенных опорах 11 и иметь вертикальное исполнение, так как сканирующее устройство в СЗМ – обычно пьезотрубка длиной порядка 30 мм и вместе с объектом в отверстие 50 мм ее горизонтально не вставить. Кроме этого большинство сканирующих зондовых микроскопов обычно защищают от вибраций и в данном случае это скорее всего будут длинные пружины 12, на которых висит СЗМ 10. Кроме этого, для обеспечения подвода зонда к образцу (не показаны) необходимо жесткое механическое замыкание привода 8 и механизма сближения 7. Данные ограничения привели к тому, что разработанный прибор чуть ли не во всех деталях повторил уже запатентованную конструкцию [1]. Дело в том, что патентный поиск на начальной стадии разработки не обнаружил это решение, а выявил его на стадии начала изготовления прибора. Пришлось известное решение брать за прототип и его дорабатывать. Возможности доработки нашлись в механизме сближения 7, где не было таких жестких ограничений. Выполнение этого механизма рычажным, а также доработки системы теплозащиты позволили получить патент [2] на частное техническое решение.

Второй пример касается СЗМ, совмещенного с жидкостной ячейкой. В приборах такого рода есть ограничения на условия функционирования, связанные с тем, что зонд и образец должны перемещаться друг относительно друга, но при этом зона измерения должна быть защищена от окружающей среды. Почти единственное решение заключается в использовании эластичной мембраны 1 (рис. 11.2), соединенной с ячейкой 2 и держателем образца 5. Мембрана 1 позволяет осуществлять сближение зонда 4 и образца 5 (механизм сближения условно не показан) и их взаимное сканирование.

Рис. 11.2. СЗМ, совмещенный с жидкостной (электрохимической) ячейкой: 1 – эластичная мембрана; 2 – ячейка; 3 – держатель зонда; 4 – зонд; 5 – образец; 6 – зуб; 7 – прокладка; 8 – пьезосканер

Рис. 11.3. Электрохимическая ячейка: 1 – сильфон; 2 – держатель зонда; 3 – зонд; 4 – ячейка; 5 —аэростатический подшипник; 6 – держатель образца; 7 – образец

Здесь повторилась та же ситуация и разработанное решение почти полностью повторило запатентованную конструкцию [3]. В этом случае также пришлось дорабатывать конструкцию в мелочах и получать патент на частное техническое решение, отличающееся условиями закрепления мембраны 1 между зубом 6 и эластичной прокладкой 7, выполнением мембраны 1 двухслойной, конфигурацией пьезосканера 8 и формой рабочего объема ячейки [4]. В одном из вариантов этого решения держатель образца 3 осуществлял сканирование, а мембрана 1 была закреплена на нем (не показано).

Следующая разработка уже электрохимической ячейки учла эту ситуацию и для обеспечения новизны вместо мембраны был использован сильфон 1 (рис. 11.3), соединяющий держатель 2 зонда 3 и ячейку 4, на которой установлен держатель 6 образца 7. Изобретательский уровень определили многовариантное соединение сильфона 1 с держателем 2, в том числе посредством аэростатического подшипника 5, быстросъемное соединение держателя 6 с ячейки 4, а также специальный подбор материалов [5].

Следующий пример связан с решением задачи виброразвязки СЗМ в условиях высокого вакуума. Известно, что при отсутствии внешнего сопротивления добротность колебательной системы возрастает. То есть объект, подвешенный на пружинах, будет долго сохранять колебательный режим перемещения, а если этот объект СЗМ, то, пока он будет сохраняться, нельзя приступать к работе. Для решения этой проблемы возможно использования эффекта токов Фуко, которые возникают в проводнике при пересечении им магнитных силовых линий и, взаимодействуя с ними, тормозят перемещающийся проводник. На момент создания устройства виброразвязки применение этого явления уже давно было описано в разнообразных источниках и патентование изделия разработчиком не планировалось.

Аналогичное запатентованное и поддерживаемое техническое решение было найдено случайно [6] и для того чтобы выйти из под него, пришлось магниты 1 и 2 (рис. 11.4), закрепленные на основании (не показано), расположить таким образом, чтобы замкнуть магнитные линии соседних пар магнитов, благодаря чему проводник 3 с СЗМ 4, подвешенный на пружинах 5, будет более эффективно тормозиться в магнитном поле, что и было запатентовано в [7].

Рис. 11.4. Магнитный гаситель на токах Фуко в высоковакуумном СЗМ: 1,2 – магниты; 3 – проводник; 4 – СЗМ; 5 – пружины

Вывод, который напрашивается при производстве приборов узкоспециального назначения, заключается в необходимости проведения особо тщательного патентного поиска на более ранних стадиях разработки.

Следует заметить, что помимо изложенного подхода к патентованию специальных устройств можно идти и другим путем. Можно модернизировать средства, которыми решается основная задача. Например, фирма Attocube разработала инерционные шаговые двигатели [8], способные работать при низких температурах. Благодаря их малым размерам они подошли под азотные криостаты и была разработана серия приборов на их основе [9].

Второй путь, по которому можно идти, чтобы обезопасить себя от нарушения чужих патентов – это постановка сверхзадачи в данном направлении. Например, помимо рабочих азотных криостатов существуют гелиевые транспортные криостаты с входных отверстием порядка 15 мм. Эти криостаты не предназначены для работы в них приборов, а лишь для хранения и транспортировки гелия. Разработка по патенту [10] решила сверхзадачу размещения СЗМ внутри транспортного гелиевого криостата благодаря использованию малогабаритных дифференциальных винтов. То есть второй путь при создании узкоспециальных устройств может заключаться в попытке поиска новых задач и средств, обеспечивающих патентную чистоту разработок.

Но и в этом случае патентный поиск должен занимать важное место. Не исключено, что похожую сверхзадачу решали ранее, на другом уровне развития техники. Например, для малогабаритного гелиевого СЗМ [10] был найден аналог [11], в котором сканирующий туннельный микроскоп был размещен также в транспортном гелиевом криостате. Здесь также были использованы тонкостенные элементы закрепления, внешняя установка привода и т. п. То есть даже при наличии сверхзадачи в установках узкоспециального назначения патентный поиск должен быть предельно тщательным.

Литература

1. Патенти85410910. Cryogenic atomic force microscope. 22.12.1993.

2. Патент RU2271583. Криогенный сканирующий зондовый микроскоп. 09.09.2004.

3. Заявка ЕР0564088. Scanning force microscope with integrated optics and cantilever mounts and method for operating the same. 25.02.1993.

4. Патент RU2210818. Сканирующий зондовый микроскоп с жидкостной ячейкой. 12.04.2001.

5. Патент RU2248600. Сканирующий зондовый микроскоп с электрохимической ячейкой. 26.09.2003.

6. Патент US4605194. High-performance vibration filter. 13.08.1992.

7. Патент RU2244178. Магнитный демпфер. 28.02.2003.

8. Патент GB2316222. Inertial positioner. 18.02.1988.

9. Патент GB2323234. Near-field optical microscope. 16.09.1988.

10. Патент RU2258901. Малогабаритный сканирующий зондовый микроскоп. 09.09.2004.

11. Альтфедер И.Б. и др. Малогабаритный низкотемпературный сканирующий туннельный микроскоп. – ПТЭ, 1989, № 5, с. 188–190.

Глава 12 Создание зонтичного патента, объединение различных технических решений зонтичным и одновременно маскирующим патентом

Зонтичные патенты, предназначенные для защиты максимального количества технических решений, в рамках одного документа уже давно используются российскими изобретателями [1]. Однако, особенно в последнее время, все чаще возникает необходимость защитить свои технические решения и одновременно скрыть это от конкурентов. Такая ситуация может сложиться при завоевании новых рынков сбыта и в том случае, когда фирма стремится максимально оттянуть выявление своих истинных намерений. Продукция такой фирмы на сложившемся рынке, скорее всего, не будет занимать много места и возможно ее не быстро обнаружат конкуренты. А вот наличие патента может сразу привлечь их пристальное внимание. В данной ситуации наиболее оптимально было бы создание одновременно зонтичного и маскирующего патента.

Рассмотрим вариант создания зонтичного патента на примере сканирующего зондовош микроскопа (СЗМ) с системой автоматического слежения за кантилевером (заострением, закрепленным на гибкой консоли). В этом случае кантилевер сканирует поверхность образца и одновременно осуществляет ее измерение.

Для расширения номенклатуры измеряемых объектов на одном из этапов развития зондовой микроскопии эта проблема вышла на первый план. Сразу были разработаны и запатентованы несколько вариантов таких систем [2, 3, 4, 5]. Выход из под этих патентов был обеспечен благодаря использованию оптического элемента 1 (рис. 12.1), закрепленного на пьезосканере 2, установленном на основании 3. Элемент 1 оптически сопряжен с кантилевером 4, перемещающимся относительно объекта 5. Благодаря этим признакам блок анализа 6 имеет возможность постоянного слежения за кантилевером 4.

Но вторая важная задача при создании этого изобретения заключалась еще и в том, чтобы защитить максимальное количество вариантов его исполнения. Работа над вариантами этого изобретения заняла несколько месяцев, устройство было разбито на функциональные модули, неоднократно проводились мозговые штурмы по поиску новых решений каждого модуля. Это обеспечило введение в формулу изобретения 22 зависимых пункта, касающихся различных вариантов выполнения и расположения оптического элемента 1 и блока анализа 6, а именно, различных углов расположения их осей относительно оси пьезосканера. Кроме этого, были разработаны различные варианты выполнения пьезосканера 2 и его закрепления, шарнирного и жесткого на основании 3, а также дополнительные привода перемещения пьезосканера 2: электромагнитный, магнитострикционный, электрострикционный и пьезокерамический (на рис. 12.1 эти варианты не показаны, более подробно с ними можно ознакомиться в патенте [6]). В результате патент на эту систему, благодаря приведению максимального количества возможных вариантов выполнения всех основных блоков, обеспечил зонтичную защиту основного технического решения.

Рассмотрим также пример, показывающий технологию создания зонтичного и одновременно маскирующего патента.

Например, фирма хочет защитить сканирующий зондовый микроскоп и одновременно скрыть это от конкурентов. СЗМ в общем виде и наиболее частом исполнении содержит: зонд 1 (рис. 12.2) в виде иголки или кантилевера, установленных в держателе зонда 2, пьезосканер 3, объект 4, закрепленный на блоке предварительного сближения 5 по координате Z, установленном на двухкоординатном (X,Y) столе 6 для его грубого перемещения, платформу 7, на которой расположены двухкоординатный стол 6 и пьезосканер 3, а также систему анализа 8 перемещения зонда 1 и объекта 4. (Для упрощения чертежа способы закрепления зонда 1 в держателе 2 и образца 4 на блоке 5 опустим.)

Рис 12.1. Сканирующий зондовый микроскоп с системой автоматического слежения за кантилевером: 1 – оптический элемент; 2 – пьезосканер; 3 – основание; 4 – кантилевер; 5 – объект; 6 – блок анализа

Рис. 12.2. Принципиальная схема устройства воздействия на объекты: 1 – зонд; 2 – держатель зонда; 3 – пьезосканер; 4 – объект; 5 – блок предварительного сближения; 6 – двухкоординатный стол; 7 – платформа; 8 – система анализа; 9 – первый датчик перемещения; 10 – второй датчик перемещения; 11 – область измерения; 12 – структуры для взаимодействия с датчиками

Предположим, что изобретение касается повышения точности перемещения зонда 1 и объекта 4. Несмотря на то, что СЗМ выпускаются с 1986 г., эта проблема постоянно находится в сфере внимания разработчиков. При создании маскирующего патента первое, что надо сделать, это найти смежную область, в которой используются похожие принципы и инструменты. В данном случае такой областью может быть обработка металлов. Следующий этап заключается в выборе терминологии, одновременно подходящей и к зондовой микроскопии, и к металлообработке. Например, зонд 1 можно назвать инструментом, держатель зонда 2 – держателем инструмента, пьезосканер 3 – точным двухкоординатным (X,Y) блоком перемещения, закрепленным на точном однокоординатном (Z) блоке перемещения, либо точным трехкоординатным (X,Y,Z) блоком перемещения, блок предварительного сближения 5 по координате Z – блоком грубой подачи по координате Z. Далее идет анализ сущности самого изобретения. Предположим, что изобретение в зондовой микроскопии состоит в том, что зонд 1 сопряжен с первыми датчиками его перемещения 9, а объект 4 сопряжен со вторыми датчиками перемещения 10, настроенными на зону, максимально приближенную к зоне воздействия зонда 1. При составлении формулы изобретения в независимом пункте должны быть представлены отличительные признаки в общем виде, одинаково влияющие на качество процессов как в металлообработке, так и в нанотехнологии. Например, традиционным решением для СЗМ является сопряжение держателя зонда 2 с датчиком перемещения. В новом решении с этим датчиком сопрягается сам зонд 1. В результате этого получаются более достоверные результаты, за счет исключения температурных деформаций держателя зонда 2. То же будет и в металлообработке, где дополнительно к температурным деформациям могут добавиться силовые деформации от взаимодействия инструмента с обрабатываемым материалом. В качестве зависимых признаков можно представить различные варианты датчиков линейного перемещения. Причем, если для металлообработки рационально использовать датчики с большим диапазоном перемещения (например, интерферометрические), то для зондовой микроскопии скорее подойдут датчики с малым диапазоном (например, емкостные). И те, и другие должны быть включены в зависимые пункты. Тем более, что практически всегда можно будет найти область использования любого датчика для любой конструкции. Вторым основным отличительным признаком изобретения будет сопряжение датчика 10 с областью измерения 11 на образце 4. Для этого на образце придется формировать некие специальные структуры 12 для взаимодействия с датчиками, и эти структуры для зондовой микроскопии и металлообработки будут отличаться. В первом случае это могут быть дифракционные решетки, зонные площадки Френеля или просто контрастные реперные знаки. Для металлообработки в зоне действия резца, вероятно, будет сложно разместить какие-то объекты для сопряжения с датчиками, значит, например, зеркальную призму, сопряженную с интерферометром, можно будет расположить вне зоны действия инструмента, но максимально близко к ней. Важно, чтобы независимый признак в общем виде включал оба случая. Таким образом, независимый пункт формулы изобретения будет выглядеть следующим образом. Устройство воздействия на объекты, содержащее платформу (7), на которой установлен двухкоординатный (X, Y) стол (6) с блоком грубой подачи (5) по координате Z, на котором закреплен объект (4), имеющий возможность сопряжения с инструментом (1), закрепленным в держателе инструмента (2), установленном на точном трехкоординатном (X, Y,Z) блоке перемещения и расположенном на платформе (7), отличающееся тем, что инструмент (1) сопряжен с первыми датчиками линейного перемещения (9), а объект (4) сопряжен со вторыми датчиками линейного перемещения (10), настроенными на область, максимально приближенную к зоне воздействия инструмента (1). Следует заметить, что первый пункт формулы составлен по самому простому варианту с последовательным описанием расположения узлов и излишне подробно. Двухкоординатный стол (6) может быть заменен на координатный стол, блок грубой подачи (5) вообще может быть исключен из ограничительной части и т. п. После составления первого пункта формулы изобретения в зависимых ее пунктах остается представить различные варианты выполнения датчиков линейного перемещения.

Если для зависимых признаков по металлообработке будет совсем невозможно придумать использование датчиков, применяемых в нанотехнологии, то можно будет зонтичный патент расширить и на другие области, например, ионную и (или) электронную технологии, где воздействие на образцы осуществляется, соответственно, ионными и электронными пучками. С одной стороны, эта область ближе к зондовой микроскопии и патент будет менее маскирующим, с другой, – за счет охвата большего числа областей он будет более зонтичным. В зависимости от стратегии заявителя будет приниматься то или иное решение.

Для первого пункта патента, включающего ионные и электронные технологии, нужна корректировка терминологии и взаимосвязи элементов. В этом случае для подвижки инструмента не будет использоваться точный трехкоординатный (X,Y,Z) блок перемещения. Ионная и электронная пушки могут быть названы инструментами, ионные и электронные пучки в зоне взаимодействия с объектом – рабочими частями инструментов, а отклоняющие системы для управления этими пучками – модулями перемещения рабочих частей инструментов. В этом случае первый пункт формулы будет выглядеть следующим образом. Устройство воздействия на объекты, содержащее платформу (7), на которой установлен двухкоординатный (X,Y) стол (6) с блоком грубой подачи по координате Z (5), на котором закреплен объект, имеющий возможность сопряжения с рабочей частью инструмента (1), сопряженной с модулем перемещения рабочей части инструмента (3), при этом инструмент (1) закреплен в держателе инструмента (2), установленном на платформе (7), отличающееся тем, что инструмент (1) сопряжен с первыми датчиками линейного перемещения (9), а объект (4) сопряжен со вторыми датчиками линейного перемещения (10), настроенными на область, максимально приближенную к зоне воздействия инструмента (1).

Инструмент, выполненный в виде ионной или электронной пушек, на самом деле не перемещается в процессе работы. Тем не менее, его сопряжение с датчиками линейного перемещения может быть обосновано контролем его термодрейфа относительно общей платформы.

Для описания электронных и (или) ионных технологий может быть приведен дополнительный чертеж, раскрывающий их особенности. В зависимых пунктах этой формулы нужно будет привести различные варианты выполнения датчиков линейных перемещений для ионных и электронных технологий, максимально подходящих для СЗМ. Описание работы по первому или второму вариантам можно сделать на примере металлообрабатывающего станка (например, координатно-фрезерного) или установок ионной и (или) электронной литографий. А в конце целесообразно указать возможность использования базового решения в зондовых технологиях или даже непосредственно в сканирующих зондовых микроскопах, но при этом необязательно выносить это в реферат.

Таким образом, автор объединенных решений может выбирать степень маскируемости своих изобретений в зависимости от задач коммерциализации.

Литература

1. Линник Л.Н. Высокие патентные технологии и перспективы их использования // Интеллектуальные ресурсы, интеллектуальная собственность, интеллектуальный капитал. – М.: АНХ, 2001, с. 365–378.

2. Патент US5289004. Scanning probe microscope having cantilever and detecting sample characteristics by means of reflected sample examination light. 22.02.1994.

3. Патент US5463897. Scanning stylus atomic force microscope with cantilever tracking and optical access. 17.08.1993.

4. Патент US5705814. Scanning probe microscope having automatic probe exchange and alignment. 30.08.1995.

5. Патент US5714682. Scanning stylus atomic force microscope with cantilever tracking and optical access. 03.02.1998.

6. Патент RU222733. Сканирующий зондовый микроскоп с системой автоматического слежения за кантилевром. 13.04.2002.

Глава 13 Изобретения, основанные на открытиях

Одним из основоположников патентования открытий был Н. Тесла, многие изобретения которого в конце позапрошлого века современники считали чудом, и по сущности эти изобретения очень близки к открытиям. Основы правовой культуры в области защиты интеллектуальной собственности стали формироваться именно в это время. В результате в отдельных зарубежных странах законодательством предусмотрено патентование открытий. Например, в § 101 патентного закона США говорится: «Любой, кто изобретет или откроет новые и полезные способ, машину…. может получить на них патент…».

Следует заметить, что первый патентный закон в России или Манифест «О привилегиях на разные изобретения и открытия в ремеслах и художествах» от 17.06.1812 г. уже включал категорию «открытие». В СССР с 24 апреля 1959 г. существовало положение об открытиях, изобретениях и рационализаторских предложениях и выдавался диплом создателю открытия. Пункт 2 этого положения гласит: «Открытием признается установление неизвестных ранее объективно существующих закономерностей, свойств и явлений материального мира».

В настоящее время в России государственной регистрации открытий не производится. Существует лишь регистрация научных открытий, идей и гипотез общественной международной ассоциацией авторов научных открытий. В исследовании взаимосвязи научных открытий и изобретений В.В. Потоцкий [1] справедливо отметил, что из-за отсутствия государственного положения об открытиях их авторы лишены возможности на заслуженное вознаграждение. Частичное решение этой проблемы он видит в прямом или косвенном патентовании открытий. Основные положения его исследования заключаются в том, что:

– изобретения могут являться выражением научных открытий;

– изобретение может выступать как способ реализации открытия;

– изобретение на реализацию открытия может быть базисным для перехода к новому поколению техники.

Однако примеров оформления таких патентов в исследовании В. В. Потоцкого не приведено. Ниже приведены примеры патентования изобретений, основанные на различных видах открытий.

Открытия, связанные с обнаружением новых эффектов, могут быть реализованы в виде зонтичных патентов, например, на устройства. Туннельный эффект [2] можно было бы зонтично запатентовать в виде туннельного диода или туннельного транзистора. Патентование эффекта Ганна [3] было бы возможно в виде зонтичного патента на диод. Отсутствие первичного зонтичного патента, например, на эффект Ганна привело к тому, что сейчас существуют сотни патентов на диоды с частными случаями использования этого эффекта.

Очевидно, что первый пункт формулы изобретения таких патентов должен содержать минимальное число признаков, изложенных в общем виде, и это возможно, так как в большинстве случаев открытия могут быть реализованы через пионерские изобретения. Тем не менее, не надо забывать о зависимых пунктах формулы, в которых нужно описать максимальное число вариантов устройства. Это еще и увеличит вероятность выдачи патента.

Важным моментом является изложение доступным языком сущности новых эффектов, описанных в изобретении. Дело в том, что эксперт, принимающий решение по заявке на изобретение, скорее всего, не будет узким специалистом по теме открытия, тем более она будет недоступна юристу. Поэтому сущность нового эффекта целесообразно сначала опубликовать в специальном журнале и тут же подать заявку на изобретение. В результате можно минимизировать в описании изобретения сложные логические и математические выкладки, сославшись на статью.

Если не удалось опубликовать эффект в открытой печати до подачи заявки на изобретение, последовательность изложения материала в ней должна быть следующей. Когда новый эффект реализуется через устройство, сначала необходимо в двух-трех предложениях, желательно без математических формул и специальной терминологии, изложить сущность эффекта, затем описать конструкцию устройства, не углубляясь в тонкости самого эффекта. Таким образом, введя эксперта в курс дела на понятном ему языке, можно переходить к описанию работы устройства, где новый эффект должен быть изложен более подробно, но с использованием упрощенного математического аппарата и приводя максимальное число ссылок на известные методы, принципы и т. п., являющиеся составными частями нового эффекта. То есть использовать принцип описания: «от конструкции к эффекту». К описанию целесообразно приложить протоколы испытаний, подтверждающие существование эффекта применительно к предложенной конструкции. В противном случае, если новый эффект будет представлен экспертизе сразу во всем объеме и с подробными математическими выкладками, это может привести к затягиванию рассмотрения заявки и даже ее отклонению. Причем это будет вынужденная мера со стороны экспертизы, обусловленная непониманием физики процесса.

Если новый эффект реализуется через способ, нет необходимости реализовывать каждый из его вариантов, описанный в зависимых пунктах формулы изобретения, особенно если их работоспособность можно доказать теоретически. (То же относится к устройствам, но в меньшей степени.)

Рис. 13.1. Способ определения последовательности нуклеотидов: 1 – аденин; 2 – гуанин; 3 – цитозин; 4 – тимин; 5 – фосфатные связи; 6 – основание

В отдельных случаях, если какие-то варианты (зависимые пункты) имеют принципиальное значение, можно отложить рассмотрение заявки по существу до реализации этих вариантов. Если реализация зависимого пункта формулы изобретения невозможна в течение трех лет с момента подачи заявки (это время дается изобретателю на внесение изменений в первичные материалы заявки), а этот пункт является важным, то целесообразно практически подтвердить какие-либо из других зависимых пунктов, что может быть достаточным аргументом в пользу выдачи патента.

Например, найден новый эффект, посредством которого можно идентифицировать отдельные молекулы и это подтверждено экспериментом. Этот эффект связан с резонансными колебаниями 4-х типов нуклеотидов в ДНК: аденина 1, гуанина 2, цитозина 3 и тимина 4 (рис. 13.1) на фосфатных связях 5, соединенных с основанием 6.

При этом у каждого нуклеотида будет своя собственная частота колебаний, связанная с его массой и соответственно своя амплитуда колебаний [4, 5]. Определяя их последовательность, можно установить порядок расположения нуклеотидов в макромолекуле. Предложен механизм определения последовательности таких молекул в макромолекуле с помощью сканирующего зондового микроскопа, но в силу сегодняшнего развития техники реализовать этот метод пока невозможно, при этом существует объективная необходимость получения такого патента. Суть этого изобретения трудно отнести к открытиям, тем не менее, запатентовать зонтичное использование открытия (резонансного колебания нуклеотидов) – реальная задача. В этом случае формула изобретения на способ идентификации молекул должна выглядеть следующим образом. Независимый пункт формулы должен содержать признаки идентификации молекул, изложенные таким образом, чтобы идентификация и отдельных молекул (подтверждено экспериментом), и их последовательности (не подтверждено экспериментом) попадала под него. Например: «…распознавание нуклеотидов производят путем измерения амплитуды их резонансных колебаний на характерных и заведомо известных резонансных частотах с использованием СЗМ». Зависимые пункты при этом должны по отдельности включать и идентификацию отдельных молекул, подтвержденную экспериментальными данными, и определение последовательности молекул в макромолекуле, еще не подтвержденную экспериментом. Например: «…определение последовательности нуклеотидов осуществляют последовательным определением амплитуды их резонансных колебаний». Для усиления позиции можно привести данные хотя бы на подготовительные операции реализации неподтвержденного зависимого признака. Например, на закрепление макромолекулы на предметном столике анализатора таким образом, чтобы существующие методы измерения аналогичных объектов по массам и размерам обеспечивали достоверность результатов с необходимой точностью. Кроме этого, для увеличения объема защиты целесообразно в зависимых пунктах привести различные подтвержденные способы возбуждения колебаний нуклеотидов: акустические, оптические и т. п. Различные условия измерения по температурным режимам, дополнительным воздействиям и т. д. Эта информация еще и увеличивает вероятность получения патента в полном объеме первичных притязаний.

Открытия, связанные с обнаружением новых свойств природных объектов, запатентовать напрямую, видимо, не удастся, так как эти свойства существуют объективно. И кого в этом случае считать автором? А вот патентование способов их измерения возможно. Причем здесь, как и в первом случае, целесообразно использование зонтичных патентов. Например, если речь идет о новых свойствах элементарных частиц, то целесообразно в заявке на изобретение проследить весь цикл с их участием: возникновение частиц, их существование и непосредственно акт измерения свойств. В этом случае полезен мозговой штурм и использование метода многомерных таблиц Г. С. Альтшуллера [6], по которому на каждом этапе существования частиц можно влиять на них всеми известными способами: нагревом, другими частицами, всевозможными излучениями и т. п. После отсеивания бесполезных вариантов воздействия помимо создания зонтичной формулы, что являлось первичной целью, можно скорректировать и независимый пункт формулы, так как какие-то признаки, скорее всего, улучшат основные характеристики (технические результаты) измерения свойств: точность измерения, его диапазон, простоту и т. п.

Рассмотрим вариант, в котором известен эффект или свойства объекта, но неясен механизм их возникновения. Например, предложена гипотеза механизма, по которому возникает эффект, производимый элементарными частицами. Гипотеза основывается на экспериментальных исследованиях, проведенных для частиц первого вида, и эта гипотеза (теория механизма возникновения эффекта) согласуется с экспериментальными исследованиями. Она заключается в том, что у электронов, эмитируемых из проводника, сохраняется аналог энергии Ферми, названный энергией квантовой нелокальное™ [7, 8, 9]. Проверка этой гипотезы осуществлена при низковольтной эмиссии электронов с острийных катодов 1 (рис. 13.2), имеющих низкую энергию Ферми, и переходе их через вакуумный промежуток 2 на анод 3, имеющий высокую энергию Ферми [10].

Рис. 13.2. Холодильник, использующий энергию квантовой нелокальности электронов: 1 – катод; 2 – вакуумный промежуток; 3 – анод; 4 – теплоизолятор

Рис. 13.3. Волновод для создания эффекта радиационной сверхтекучести рентгеновского излучения: 1 – зазор; 2,3 – стенки рефлекторов; 4 – волновод; 5, 6, 7, 8 – торцы; 9, 10 – поверхности стенок

Катод 1 и анод 3 соединены тонкостенным теплоизолятором 4. В результате этого по аналогии с элементом Пельтье анод охлаждается. В этом случае теорию можно распространить и на частицы второго вида, если она также хорошо описывает и эффект от частиц второго вида, эксперимент с которыми в силу тех или иных причин изобретателем не был проведен, но описан в литературе. При этом даже без собственного экспериментального подтверждения признаки, связанные с гипотезой возникновения эффекта для частиц второго вида, можно будет включить в зависимые пункты формулы изобретения. Сам же патент, учитывая предыдущий случай, может быть получен на способ измерения характеристик элементарных частиц обоих видов [11].

Рассмотрим также эффект радиационной сверхтекучести рентгеновского излучения, заключающийся в образовании однородной, интерференционной, стоячей рентгеновской волны во всем пространстве протяженного щелевого зазора, образованного плоскими полированными рефлекторами [12, 13]. Для реализации этого эффекта нужен вполне определенный зазор 1 (рис. 13.3) между стенками 2 и 3 рефлекторов волновода 4.

Однако вариантов выполнения таких волноводов будет множество: по форме торцов 5,6,7 и 8, по материалам стенок 2 и 3, по формам поверхностей 9 и 10 и т. п. Все эти исполнения включены в зонтичную формулу изобретения, что позволит защитить максимально возможное количество вариантов устройства, реализующего эффект радиационной сверхтекучести рентгеновского излучения [14]. В данном случае эффект тесно связан с конструкцией, что дает возможность построить изложение материала в наиболее удобном для экспертизы виде, используя принцип «от конструкции к эффекту».

Следующий тип изобретений связан с открытиями или гипотезами, устанавливающими законы формирования природных объектов. Рассмотрим в качестве примера, естественно без цели патентования, гипотезу механизма возникновения жизни на Земле. К концу 1950-х годов в экспериментах уже удалось получить открытые многомолекулярные системы – предшественники первых организмов (пробионтов) [15]. Однако механизм реализации всей цепочки от «предбиологических» систем до ДНК и клетки обсуждается до сих пор [16]. Ни одна из существующих гипотез происхождения жизни на данный момент не может считаться доказанной [17]. В том случае, если механизм происхождения жизни был бы предложен, подтвержден достоверными экспериментами и доказан, он мог бы быть защищен в виде изобретения, как способ формирования жизни, устанавливающий последовательность процессов ее формирования и их режимы. При этом доказательство возможности реализации способа будет сводиться к доказательству реализации отдельных его этапов и возможности перехода между ними. Не обязательно все эксперименты подтверждать собственными протоколами, тем более, что продолжительность некоторых экспериментов может превышать сотни миллионов лет. Можно ссылаться на природные процессы, содержащие определенную последовательность с определенным, однозначным и всем известным результатом на выходе, либо на известные физико-химические процессы отдельных этапов. Существующая в настоящее время гипотеза панспермии о внеземном происхождении жизни и доставке ее посредством, например, метеоритов (хондритов) на Землю при ее доказательстве также могла бы быть защищена патентом на способ. В формуле такого изобретения помимо признаков возникновения жизни в космосе должны содержаться дополнительные признаки, касающиеся переноса биологических объектов на Землю, их сохранности при переходе через плотные слои атмосферы и их дальнейшего развития на Земле. Единственной проблемой останется состав авторского коллектива…

Открытия, связанные с новыми реакциями объектов на известные воздействия (например, влияние излучений на биологические объекты), могут быть напрямую запатентованы через способы, так как в данном случае присутствуют все классические признаки способа: последовательность воздействий на материальный объект, их режимы и технический результат. Однако если результат является новым, то обязательно приведение протоколов испытаний, и желательна свежая публикация, в которой хорошо иметь как экспериментальные данные, так и теорию возникновения нового результата. Если этого нет, то теорию придется излагать в заявке на изобретение двумя этапами, как описывалось выше, но без промежуточного описания устройства, что потребует предельной ясности ее изложения.

В этом случае исключительно важны минимизация специальной терминологии либо расшифровка ее общепринятыми терминами, а также большое число ссылок на известные фрагменты новой теории.

Не все виды открытий могут напрямую или косвенно преобразовываться в изобретения. Например, это будет сложно сделать для открытий, которые в данный момент теоретически необъяснимы, хотя согласно п. 27, упоминаемого выше Положения об открытиях, они могут быть признаны таковыми. Либо открытия новых элементов, свойства которых не могут быть использованы в технике.

Тем не менее, предложенный механизм подготовки заявок на изобретения позволит получать патенты на решения, тесно связанные с открытиями. Благодаря этому будут учтены материальные интересы авторов открытий, и одновременно через государственную регистрацию даты подачи заявки на изобретение (до иной публикации) будет установлен приоритет пусть даже и незарегистрированного открытия.

Конечно, могут быть возражения о возможном тормозе технического прогресса в связи с патентованием открытий и получением на них исключительных прав. Но здесь уже свое слово должны сказать законодатели. Например, возвратить государственную регистрацию открытий с выплатой вознаграждений или ввести специальные условия лицензирования на изобретения, связанные с открытиями.

Литература

1. Потоцкий В.В. О взаимосвязи открытий и изобретений как объектов интеллектуальной собственности. – Вестник Российской Академии естественных наук, 2003, № 4, с. 1.

2. Неволин В.К. Зондовые технологии в электронике. – М.: Техносфера. 2005. – 152 с.

3. Электроника. Энциклопедический словарь (Под ред. В.Г. Колесникова). – М.: Советская энциклопедия, 1991, с. 90.

4. Малеев В.Я., Тодоров И.Н. О принципиальной возможности определения последовательности нуклеотидов в полинуклеотиде по ее колебательному спектру. – Биофизика, 1965, т. 10, вып. 2, с. 221–225.

5. Малеев В.Я. О возможности определения нуклеотидной последовательности по спектру крутильных колебаний оснований. – Биофизика, 1966, т. 11, вып. 4, с. 561–564.

6. Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. – М.: Московский рабочий, 1977, с. 50.

7. Неволин В.К. Тепловой эффект на аноде при автоэлектронной эмиссии. – Письма в ЖТФ, 2006, т. 32, вып. 23, с. 66.

8. Неволин В.К. О тепловыделении альфа-источников. – Инженерная физика, 2009, № 3, с. 10–14.

9. Неволин В.К. Об энергии движения свободных квантовых частиц в разряженных пучках. – Инженерная физика, 2009, № 5, с. 20–22.

10. Заявка RU2008126736. Устройство выделения и поглощения тепла. 25.06.2009.

11. Заявка RU2009103027. Способ измерения квантовой нелокальности частиц, совершающих инфинитное движение. 30.01.2009.

12. Егоров В.К., Егоров Е.В. Явление радиационной сверхтекучести рентгеновского излучения и его применение в сфере высоких технологий. – Высокие технологии, 2005, № 4 (24), с. 7—11.

13. Егоров В.К., Егоров Е.В. Особенности явления радиационной сверхтекучести в рентгеновских волноводах-резонаторах сложных конструкций. – Высокие технологии, 2006, № 6(3 2),с. 11–16.

14. Заявка RU2010116853. Высокостабильный волноводно-резонансный формирователь потока рентгеновского квазимонохроматического излучения. 29.04.2010.

15. Рутген М. Происхождение жизни. – М.: Мир, 1973, с. 96—125.

16. Иваницкий Р.Г. 21-й век: что такое жизнь с точки зрения физики. – Успехи физических наук, 2010, т. 180, № 4, с. 337–369.

17. Реутов П.В., Шехтер А.Н. Как в 20-м веке физики, химики и биологи отвечали на вопрос: что есть жизнь? – Успехи физических наук, 2010, т. 180, № 4, с. 393–414.

Глава 14 Общие подходы к патентованию высокотехнологичных решений

14.1. Когда и кому надо начинать оформление заявки на изобретение

Оформление заявки на высокотехнологичное решение необходимо начинать непосредственно с начала разработки, до того как замысел будет реализован. Если этот процесс отложить до создания конечного продукта, затраты на изготовление которого часто составляют сотни тысяч долларов, может оказаться, что к этому времени он будет уже кем-то запатентован, а внести изменения в разработку будет уже поздно.

Кроме этого, само изобретение рождается не только в процессе размышлений, создания чертежей и эксперимента, но и при его описании. Сама структура текста стимулирует изобретательский процесс и, как уже отмечалось ранее, иногда до 70 % признаков изобретения возникает при его оформлении. Из сказанного следует, что первичный текст изобретения должен писать сам изобретатель. При этом он может быть в виде фрагмента статьи, описывающей состав устройства и принцип его работы.

14.2. Первые шаги

Очень важно согласовать с самого начала работы авторский коллектив. Это позволит организовать совместные «мозговые штурмы», при которых запрещена критика любых решений, все решения записывают, а результат «штурма» является коллективной собственностью, вне зависимости от того, чьи предложения вошли в конечный вариант формулы изобретения. Это справедливо, так как финишный патентуемый признак обычно вытекает из многих промежуточных решений, возникших в результате коллективного обсуждения.

Следующим этапом является назначение одного из авторов ответственным за написание текста. Это очень важный момент, так как этому человеку придется ограничивать поток изобретательских идей, часто возникающий в процессе работы. При этом целесообразно поручать написание отдельных частей заявки другим членам изобретательского коллектива.

14.3. Классическая структура текста заявки на изобретение

Напомним, что текст заявки на изобретение должен содержать строго определенную последовательность изложения ее разделов. В каждом разделе излагают только тот материал, который этому разделу соответствует. Во-первых, это необходимо экспертизе для облегчения принятия ею обоснованного решения. Во-вторых, это необходимо заявителю для удобства составления грамотного текста.

Материалы заявки, представляемые на экспертизу, в классическом и наиболее удобном виде должны содержать следующую последовательность разделов.

(1) Область применения.

(2) Описание аналога.

(3) Критика аналога.

(4) Описание прототипа.

(5) Критика прототипа.

(6) Задача и технический результат изобретения.

(7) Сущность изобретения.

(8) Краткое описание чертежей и их подробная детализация (описание устройства). Для способа, как объекта изобретения, этот раздел может отсутствовать.

(9) Описание работы устройства или реализации способа.

(10) Технические эффекты.

(11) Формула изобретения.

(12) Чертежи.

(13) Реферат.

(14) Приложение.

Довольно часто работа над созданием изобретения начинается с глубокого патентного поиска и выбора аналогов и прототипа. Это типичная ошибка, так как из-за огромного количества уже существующих изобретений патентный поиск может затянуться на месяцы, подавляя волю изобретателя и вселяя неуверенность в собственных силах.

Общая последовательность работы над заявкой на высокотехнологичное оборудование с большим объемом и сложностью материала должна быть иной. В противном случае заявителя ждет многократный возврат к уже написанным разделам и их постоянная корректировка, которая, из-за своей трудоемкости, может привести к отказу от работы над заявкой.

Один из вариантов последовательности написания текста может быть следующим:

(12; 8) → (9) → (11) → (10) → (5) → (4) → (6) → (3) → (2) → (1) → (7) →(13)→(14)

(12) Чертежи, (8) краткое описание чертежей и их подробная детализация.

Этот раздел похож на фрагмент статьи, отчета, рекламного проспекта и т. п. При минимальных навыках составления текстов работа над этим разделом обычно не вызывает затруднений, если общее количество позиций на чертежах не превышает сотни. При этом не лишним будет отметить некоторые элементарные требования.

На чертежах допускается условное изображение отдельных элементов, если они внутри себя не содержат отличительные признаки изобретения. На первом чертеже целесообразно представлять устройство в общем виде с последующим раскрытием отдельных фрагментов на следующих чертежах. Необходимо, чтобы каждый элемент чертежа имел свое обозначение, а все чертежи – сквозную нумерацию.

При кратком описании чертежей упоминается только название каждого чертежа. Детализировать чертежи (описывать конструкцию) необходимо начинать с первой позиции и далее по мере их увеличения. При этом в описании устройства допустимо применять сокращенные названия признаков при повторном их упоминании, например, «шаговый привод» может стать «приводом» с обязательным указанием позиции. При раскрытии конструкции устройства необходимо исключать описания процессов и технических эффектов. Нужно писать: «устройство содержит первый и второй узлы», но нельзя описывать действия, производимые этими узлами. Технические эффекты изобретения могут указываться после первого упоминания отличительного признака и должны быть строго согласованы с недостатками прототипа, которые устраняются за счет использования этого признака. Тем не менее, повтор технических эффектов в конце описания обязателен. Если они будут только разбросаны по всему описанию, работа экспертизы резко усложнится.

Целесообразно также приводить несколько вариантов конструкторского решения. В основном варианте желательно максимально обобщить признаки устройства, например: устройство содержит «привод». В вариантах же исполнения можно указать, что «в качестве привода используют пьезопривод», «шаговый двигатель» и т. п. При этом, возможна дальнейшая детализация, например: «пьезопривод выполнен в виде пьезобиморфа». Средний объем описания конструкции устройства может составлять две – пять страниц печатного текста, желательно со ссылками на литературу, где более подробно описываются известные фрагменты устройства, что уменьшит вероятность запросов экспертизы по поводу неясности реализации изобретения. Эти рекомендации относятся к объекту изобретения – «устройство». Однако даже если изобретением является способ, то часто для его реализации используются некие механизмы, которые также требуют описания. Они могут быть описаны несколько проще, чем конструкции изобретения – «устройство». В описании этих механизмов не нужно приводить технических эффектов. Общий объем описания устройств, необходимых для реализации способа, может быть около одной страницы.

(9) Описание работы устройства или реализации способа.

При описании работы устройства желательно сослаться на все позиции элементов, описанных в предыдущем разделе, чтобы исключить возможный запрос экспертизы о необходимости этих элементов. Здесь не должно быть описания эффектов, если они не обусловлены работой устройства. В этом разделе также целесообразно приводить ссылки на литературу, раскрывающую детали процесса.

При описании реализации способа особенно важно раскрыть основные положения изобретения (признаки) с количественными характеристиками процесса. В описании реализации способа желательно сохранить последовательность изложения признаков согласно формуле изобретения. Для этого можно работу над формулой и описанием способа вести параллельно. Суть описания реализации способа – сделать понятным изобретение для возможности его реализации специалистом без домыслов и догадок.

(11) Формула изобретения.

В данном случае рассматривается классический вариант формулы, имеющей прототип и выделенную ограничительную часть. Тем не менее, составление формулы изобретения можно начинать, не имея конкретного прототипа. Достаточно потратить один день на выбор похожего технического решения и приступить к написанию формулы. Формула начинается с дословного повторения названия изобретения. Затем в ограничительной части перечисляются признаки, которые присутствуют в прототипе и используются в новом изобретении. Далее после слов «отличающийся (ееся) тем, что» идет отличительная часть, в которой отличительные признаки сначала перечисляются через запятую, после этого указывается их взаимосвязь между собой, а также взаимосвязь с известными признаками ограничительной части и далее описывается новое выполнение известных признаков прототипа, указанных в общем виде в ограничительной части формулы.

В формуле устройства не допускается описание процесса, а в формуле способа – описание устройства.

При повторных упоминаниях признака он приводится полностью в отличие от описания, где допустимы сокращения. Например: «шаговый привод» в формуле везде будет «шаговым приводом».

Желательно вводить в формулу зависимые пункты с признаками, уточняющими первый (независимый) пункт формулы. Не допускается излагать зависимые пункты формулы изобретения таким образом, чтобы происходила замена или исключение признаков первого пункта формулы.

Следует заметить, что в процессе экспертизы можно корректировать формулу изобретения, перенося признаки зависимых пунктов в первый (независимый) пункт формулы. При этом уменьшается объем защиты, но увеличивается вероятность выдачи патента. Есть также возможность переноса признаков из описания в формулу. Для этого описание должно быть достаточно подробным.

После завершения работы над формулой изобретения можно устроить еще один индивидуальный (или коллективный) «мозговой штурм». Этот этап очень важен, так как ощущение того, что заявка в основном уже готова, раскрепощает изобретателей и в результате в формулу вносится много полезного.

После окончания корректировки формулы необходимо внести соответствующие изменения в описание конкретной реализации. В формулах изобретений допускается указание позиций в скобках после упоминаний элементов. Для сложных изобретений это очень полезно.

(10) Технические эффекты. В этом разделе дословно переписывается последовательно каждый отличительный признак формулы и указывается технический эффект от его применения. Если эффектов больше трех, необходимо попытаться выделить один или два основных. Это не позволит экспертизе найти нарушение единства изобретения, из-за чего она могла бы предложить переоформить заявку.

(5) Критика прототипа. На основании технических эффектов предыдущего раздела, используя принцип «от обратного», формируют недостатки возможно еще не выбранного прототипа. При этом указываются только те недостатки, которые устраняются отличительными признаками изобретения. Этот раздел важен, так как экспертиза может предъявить претензии о неполном устранении указанных недостатков.

(4) Выбор и описание прототипа.

На основании уже составленной формулы изобретения и выбранных недостатках предполагаемого прототипа довольно легко делается патентный поиск и выбирается конечный прототип. Кроме этого, возможно подключение в этот момент специалистов узкого профиля по патентному поиску. Достаточный поиск можно сделать за три – пять дней, за исключением поиска по устройствам узкоспециального назначения, о чем говорилось выше.

В классическом варианте прототип должен быть один. Если в нем не описан какой-то очевидный элемент, который должен присутствовать в предложенном решении, его можно искусственно ввести в ограничительную часть формулы.

Основой для описания прототипа может служить его формула изобретения, изложенная в виде отдельных предложений и, возможно, в несколько укороченном виде. В описании прототипа обязательно должны присутствовать его признаки, используемые в ограничительной части формулы нового изобретения.

(6) Задача и технический результат изобретения.

Задача изобретения описывается одним – двумя предложениями, где в общем виде изложено то, к чему должно привести изобретение.

Технический результат желательно максимально приблизить к техническим эффектам раздела (10), так как экспертиза часто указывает на несоответствие технических эффектов желаемому техническому результату.

(3), (2) Описание и критика аналога (аналогов) может занимать от трех строк до двух страниц. Аналоги не должны быть ближе по технической сущности к изобретению, чем прототип. При затруднении в поиске аналогов этот раздел вообще можно пропустить.

(1) Область применения.

В этом разделе достаточно привести несколько предложений, в которых указана область, к которой относится изобретение и ее конкретизация.

(7) Сущность изобретения.

Этот раздел можно написать автоматически на основании формулы изобретения, без указаний позиций и в виде нескольких отдельных предложений.

(13) Реферат пишется на основании сущности изобретения либо в произвольной форме.

(14) В приложении можно привести протоколы испытаний, фотографии прибора и т. п., а также копию прототипа, если он найден в специальной литературе, изданной ограниченным тиражом.

14.4. Патентные исследования, проводимые в процессе подготовки заявки на изобретение

Основная цель любых патентных исследований заключается в обеспечении патентоспособности и патентной чистоты разрабатываемых технологий и оборудования. Кроме этого, существуют дополнительные задачи, решаемые патентными исследованиями. Это выбор направления научного развития предприятия, стратегии производства и реализации продукции, обеспечения безопасности бизнеса и т. п. Указанные проблемы на протяжении многих лет неоднократно освещались в литературе [1,2, 3, 4]. В настоящее время патентные исследования регламентированы ГОСТом Р 15.011-96.

В этом разделе будут раскрыты особенности проведения патентных исследований и, в частности, патентного поиска, необходимых только для подготовки заявок на изобретения и в первую очередь применительно к высокотехнологичному оборудованию. Как уже отмечалось ранее, не всегда до начала разработки целесообразно проводить полномасштабный патентный поиск. Только при разработке узкоспециального оборудования такой поиск целесообразен, так как жесткие ограничения на условия эксплуатации этого оборудования могут приводить к созданию различными группами разработчиков идентичных решений (см. подробно гл. 11). Специфика этого поиска связана с тем, что довольно часто узкоспециальное оборудование разрабатывается академическими научными коллективами, которые не всегда интересуются коммерциализацией своей продукции и, соответственно, не придают должного внимания его патентованию. Согласно этому, при патентовании такого оборудования помимо патентного поиска необходимо очень внимательно просматривать и научно-техническую литературу, где могут быть опубликованы результаты научных разработок.

Теперь рассмотрим общие подходы к патентному поиску при подготовке заявок на остальное высокотехнологичное оборудование. Начальный патентный поиск для выбора первичного прототипа может быть проведен в течение одного дня, что дает возможность создания первичной формулы изобретения. Второй этап патентного поиска делается на основании отличительных признаков этой формулы изобретения, что значительно его упрощает, так как он делается предельно конкретно с использованием уже выбранных ключевых слов. Следует заметить, что использование современных патентных технологий по различным базам данных существенно упростило патентные исследования. Тем не менее, если объект исследований четко классифицирован, то не всегда следует отказываться от ручного просмотра патентов, собранных в одной папке в патентной библиотеке. Это может быть эффективным, когда объект исследований – устройство. В этом случае часто достаточно одного взгляда на картинку, чтобы понять степень соответствия двух технических решений. При поиске по Интернету время, затраченное на выведение одной картинки на экран, на порядок больше. Довольно часто второй этап выявляет известность многих отличительных признаков первичной формулы изобретения. Но так как работа уже начата, то гораздо проще двигаться вперед, совершенствовать формулу изобретения и одновременно разрабатываемое изделие. Тем более, что найденные признаки подтверждают правильность выбранного направления решения технических задач. При этом не всегда эти признаки стоит исключать из формулы изобретения, так как в высокотехнологичных решениях очень часто они будут иметь новый технический эффект в контексте общего взаимодействия.

Проведение патентного поиска разработчики оборудования часто предпочитают поручать работникам патентных служб, либо эти службы сами строят работу таким образом. Это не всегда верно, особенно в отношении высокотехнологичного оборудования. Дело в том, что при проведении патентного поиска в отношении конкретного технического решения одновременно выявляются патенты на то, чем разработчик планирует заниматься в будущем, либо на то, что не мог решить в прошлом, либо просто интересные решения, которые необходимо положить в копилку. Соответственно патентные работники, выполняя конкретное задание по поиску, такие решения, скорее всего, не обнаружат. По своему опыту отмечу, что обычно более половины патентов, найденных при поиске в отношении высокотехнологичного решения, не имеют к этому решению прямого отношения, но могут быть полезны в будущем или настоящем для выполнения параллельных работ, которые почти всегда присутствуют в реальной жизни.

14.5. Режим рассмотрения заявки

Существенной особенностью текста заявки на высокотехнологичное изобретение является его сложность. При этом довольно часто у разработчиков не хватает времени на доведение этого текста до приемлемого уровня.

Первая причина этого обычно связана с получением приоритета, что для высокотехнологичной и дорогой разработки особенно важно, так как потратив много времени и денег, надо быть уверенным, что изделие, вышедшее в продажу, не нарушает чьих-то прав.

Вторая причина заключается в необходимости выполнения сроков перед заказчиком, например, при отчете по бюджетному финансированию.

В этих случаях можно порекомендовать разработчикам подавать заявку, получать приоритет и откладывать рассмотрение заявки по существу. Для этого оплачивается пошлина за проведение формальной экспертизы и делается соответствующее сопроводительное письмо. Согласно законодательству в течение трех лет можно вносить дополнения в первичные материалы заявки, не изменяя ее по существу. Эти дополнения могут заключаться в следующем.

Во-первых, можно доработать первичный текст описания, исключив из него грамматические ошибки, неточности, нарушение единства терминологии и поправить последовательность изложения материала. Дело в том, что когда текст заявки попадает к опытному эксперту, то ему бывает достаточно мимолетного взгляда, чтобы сразу определить свое отношение к материалу. Если текст составлен неряшливо, то скорее всего автор пропустит (думает эксперт) и какие то важные моменты, касающиеся патентоспособности изобретения. Чаще всего так и бывает. Но даже если изобретение и будет соответствовать своим критериям, то «грязный» текст придется перерабатывать эксперту, что однозначно не вызовет у него радости и заявитель может получить неприятные запросы и вызовы на экспертные совещания, что, в лучшем случае, оттянет получение патента.

Вторая доработка может касаться корректировки формулы изобретения, основанной на первичных материалах заявки. Можно зависимые признаки переносить в независимый пункт и наоборот, а признаки из описания – в формулу изобретения. Можно исключать признаки изобретения из формулы и описания. Иногда это бывает полезным, например, если какие-нибудь признаки получили интересное развитие в новых разработках и могут быть в дальнейшем самостоятельными изобретениями. Хотя теория и говорит, что нужно составлять сразу зонтичную формулу изобретения, включающую все возможные варианты, но на практике это не всегда удается.

Третье дополнение может касаться приведения новых технических эффектов, обнаруженных в результате доработки и испытания изобретения. Это дополнение может существенно увеличить вероятность получения патента, так как новые эффекты даже от использования известных признаков будут хорошим аргументом в пользу выдачи патента.

Следует также заметить, что заявка на изобретение до получения патента может использоваться еще и в рекламных целях, а после своего опубликовании – служить некоторой защитой технического решения. Например, на опубликованное техническое решение нельзя будет получить патент третьим лицам.

14.6. Специфика ответов на запросы, возражений на отказы и патентных совещаний

При получении запроса от экспертизы в первую очередь необходимо выяснить его цель.

Если целью запроса является уточнение материалов, корректировка формулы и т. п., то в ответах не помешает повторить все вопросы экспертизы и последовательно дать на них ответы.

Если в запросе экспертизы есть замечания, на которые можно возразить, то сначала желательно частично согласиться с замечаниями, а потом изложить свою версию.

Когда в запросе высказывается сомнение в возможности реализации устройства или способа, то можно привести дополнительные протоколы испытаний, фотографии, выдержки из отчетов и т. п. В конце концов, если есть возможность, можно представить объект изобретения экспертизе и продемонстрировать его работоспособность.

Другой вариант. Запрос сделан с целью отказа по новизне (это чаще всего сопровождается большим количеством противопоставленных материалов). В этом случае можно проявлять напор при достаточной аргументации, допустимо переносить все ранее представленные в описании признаки в формулу, зависимые пункты – в независимый, находить новые эффекты, не существующие у противопоставленных решений и т. п.

Если запрос сделан с целью отказа по неработоспособности, связанной с невнимательностью заявителя, то в этом случае также возможна борьба за получение патента. Например, заявитель забыл указать связь между блоком управления и приводом, а экспертиза считает такое устройство неработоспособным. В этом случае надо попытаться найти в тексте обоснование этой связи и попробовать ее восстановить в чертежах. В крайнем случае, можно сказать, что блок управления содержит монитор, на котором видно, в какой момент времени оператор должен включать привод вручную.

Бывают запросы, где экспертиза указывает на нарушение единства изобретения и призывает к переоформлению заявок. Это делать не всегда целесообразно. Дело в том, что практически всегда путем построения логических цепочек можно сделать преобразование технических эффектов. Например, повышение точности измерения микроскопа можно рассматривать как расширение функциональных возможностей за счет способности измерения большего круга объектов. Повышение надежности микроскопа позволяет его использовать для работы в различных условиях по температуре, вибрациям и т. п., что также является расширением функциональных возможностей.

Вызов на экспертное совещание в основном связан с уточнением материалов заявки и ускорением делопроизводства по ней. Можно порекомендовать коллективный выезд на это мероприятие с хорошей подготовкой к ответам на предполагаемые вопросы и с максимальным количеством иллюстрирующих материалов, фотографий, протоколов испытаний, рекламных проспектов и т. п. [5].

Таким образом, главная особенность патентования высокотехнологичных решений заключается в определенной последовательности подготовки материала. Приведенный вариант этой последовательности – не единственный, он может меняться в зависимости от сложности изобретения. Каждая заявка требует индивидуального подхода и дать рекомендации на все случаи жизни невозможно. Кроме этого, последовательность подготовки материала будет связана с индивидуальными особенностями изобретателя и постоянно совершенствоваться им в процессе работы.

Литература

1. Артемьев Е.И. и др. Патентоведение. – М.: Машиностроение, 1967, с. 103–143.

2. Методические указания о проведении патентных исследований. – Москва.: ЦНИИПИ, 1979. – 30 с.

3. Рекомендации по исследованию уровня и тенденций развития техники на основе патентной информации. – М.: ВНИИПИ, 1988. – 88 с.

4. Методические рекомендации по проведению патентно-конъюнктурных исследований. – М.: ВНИИПИ, 1990. – 37 с.

5. Соколов Д.Ю. Патентование высокотехнологичных решений (продукции) и методика составления заявок на различные типы патентов. – Новые промышленные технологии, 2009, № 2, с. 27–31.

Глава 15 Специализированные виды патентов

Все патенты можно разделить на обычные и специализированные. Первые делаются с применением «обычных патентных технологий», вторые же – с использованием так называемых «высоких патентных технологий».

«Понятие «обычные патентные технологии» можно сопоставить с технологией работы обычного фотографа, который с помощью фотоаппарата и последующих операций изготавливает изображение какого-либо объекта. Понятие «высокие патентные технологии» можно сопоставить с работой художника, изготавливающего то же изображение, но уже с привнесением в это изображение своего творческого вклада, зависящего от его квалификации, опыта, интеллекта и божьего дара» [1]. Специализированные патенты делятся на защитные и тактические. К защитным относятся зонтичные, зингеровские и пионерские патенты. Они отличаются по форме, но одновременно служат для защиты технических решений от копирования и для защиты патентовладельца от возможных попыток запрета производить и продавать свою продукцию. Тактические патенты предназначены для решения задач, соответствующих их названию.

Некоторые специализированные патенты описаны в [1, 2, 3, 4]. Частично такие патенты упоминались в гл. 5, 7, 9 и 12. В этой главе собраны все основные виды специализированных патентов. Это полезно, так как при подготовке заявки на высокотехнологичное решение часто приходится использовать их комбинации.

15.1. Блокирующие патенты

Под ними понимаются патенты, предназначенные для защиты тех областей, в которых по каким-либо причинам патентовладелец не разрабатывает и не производит продукцию. Смысл таких патентов может заключаться в том, что, начиная развивать новое направление, не всегда удается параллельно вести разработку всех устройств и технологий, входящих в него. Кроме этого, они могут иметь и рекламное значение, так как для поиска инвестора на ранних этапах проекта важно наличие большого количества патентов. Из-за того, что глубина технической проработки при подаче заявок на такие патенты будет недостаточной, целесообразно откладывать их рассмотрение по существу, чтобы в течение трех лет после регистрации заявки можно было внести дополнительные материалы, например, касающиеся вновь найденных технических эффектов. С одной стороны, эти патенты должны блокировать конкурентам патентование целых направлений, с другой, – не должны содержать слишком большого количества зависимых пунктов формулы изобретения. Это необходимо, чтобы не помешать защите конкретных реализаций своих будущих решений, которые на начальном этапе выполнения проекта еще не будут детально проработаны. Примером такого блокирующего патента может быть патент [5], описанный в гл. 7, который не помешал получению патентов [6, 7].

15.2. Деблокирующие патенты

Предназначены для выхода из-под действия не только блокирующих, но и обычных патентов конкурентов. Считаются наиболее сложными патентами. Примеры таких патентов приведены в гл. 9, где выход из-под действующих патентов осуществлен благодаря постановке и решению новой задачи для традиционного направления.

15.3. Дезориентирующие или дезинформирующие патенты

В таких патентах заведомо искажены результаты работы и приведены неверные технологические и конструктивные решения с целью дезориентации конкурентов и направления их по ложному пути или для дезориентации патентной экспертизы с целью воспрепятствования выдачи патентов конкурирующей фирме, в которой те же задачи могут быть решены верным путем. Есть предположение, что патент [8] на модуль запоминающего устройства на основе двумерной матрицы зондов является типичным дезориентирующим патентом в выборе направления для повышения плотности записи информации запоминающих устройств.

15.4. Досаждающие патенты (мертвые)

Владельцы таких патентов не производят (то же для блокирующих патентов) и не собираются производить по ним продукцию. Целью их получения является не допустить выдачу конкурентам патентов на похожие разработки и затормозить их развитие. Такие патенты могут использовать большие фирмы для борьбы с мелкими конкурентами.

15.5. Зонтичные патенты

Формулы таких патентов составляются настолько широко, что позволяют охватить (как бы прикрыть зонтиком) целые области техники. Существенные признаки в них представлены в наиболее обобщенном виде. Примером такого патента в нанотехнологии может быть патент IBM на атомносиловой микроскоп [9], в котором в предельно обобщенном виде описано исследование поверхности объекта с использованием гибкой зондовой консоли и лазерного луча, контролирующего ее перемещение, а также различные варианты такого исполнения. Это позволило IBM заключить большое количество лицензионных соглашений с разработчиками сканирующих зондовых микроскопов.

15.6. Зингеровские патенты

Содержат минимальное количество признаков, обязательно используемых во всех решениях на аналогичную продукцию. Патент Зингера можно изложить в следующем виде: «Игла, содержащая заостренное тело с отверстием для нити, отличающаяся тем, что отверстие для нити расположено в носовой заостренной части иглы». Считается, что такие патенты трудно обойти. Хотя в [1] описан пример применения высоких патентных технологий для создания зонтичной и одновременно маскирующей формулы изобретения, включающей все признаки иглы Зингера.

15.7. Маскирующие патенты

Предназначены для сокрытия истинных намерений патентовладельца, например, при завоевании новых рынков сбыта продукции. Подробно такие патенты описаны в гл. 12.

15.8. Пионерские патенты

Получают на пионерские изобретения, открывающие новые направления в технике. Примеры: паровая машина, лампа накаливания, пластмассы, радио, телевидение, радар, лазер, сканирующий зондовый микроскоп и т. п.

15.9. Провокационные патенты

Не имеют реальной ценности, но могут служить поводом для вступления в судебный конфликт с конкурирующей фирмой или угрожать ей судебным процессом, что может привести к утрате авторитета фирмы, против которой возбуждается процесс.

15.10. Рекламные патенты

Основная цель таких патентов – реклама продукции, поэтому на первое место в них выходит не качество и объем охраны, а рекламные свойства названий, рефератов, формул и описаний. Например, введение в названия медикаментов, косметических средств, строительных материалов и т. п. понятий нанотехнологии, что для обыкновенных патентов может быть нецелесообразным (см. гл. 5).

В последнее время появилось еще три типа тактических патентов. Первые требуются при адаптации базового технического решения под нужды конкретного заказчика, назовем их «адаптационные». Вторые необходимы для успешного участия в тендерах, назовем их «тендерные». Третьи «отчетные» предназначены для отчета, например, по бюджетному финансированию.

15.11. Адаптационные патенты

Часто возникает ситуация, когда при продаже своего оборудования оно требует доработки под конкретные нужды покупателя. Возможен, конечно, вариант, в котором первичный зонтичный патент на это оборудование включает через зависимые признаки все необходимые покупателю доработки изделия. Однако на практике эти изменения обычно выходят за рамки первичного патента. В этом случае базовое изобретение целесообразно брать за прототип и по результатам новой разработки делать новую заявку. Эта работа чаще всего не вызывает затруднений, так как большая ее часть уже сделана при оформлении первичного изобретения. Более того, при использовании всех признаков независимого пункта формулы изобретения в новом патенте за патентовладельцем первичного патента останется право на получение части прибыли и при реализации нового изделия. Это целесообразно в том случае, если у нового патента в результате доработки первичного решения появятся дополнительные патентовладельцы и авторы.

15.12. Тендерные патенты

В этой категории можно выделить две группы патентов. Первые необходимы непосредственно для участия, например, в государственных тендерах на разработку оборудования или технологии. Вторые – для продажи комплектующих, входящих в более крупные разработки. Основной разработчик, по сути, также устраивает тендер среди поставщиков комплектующих, которые обязаны не нарушать чьих-то интеллектуальных прав. Патенты обеих групп помимо качественной защиты продукцию должны иметь еще и надлежащий вид. Первое – это реферат, который составляется не механически по формуле изобретения, а в наиболее доходчивой форме, где четко выделено назначение, цель и основные средства ее достижения без обязательного включения в него всех зависимых признаков. Второе – это формула изобретения, желательно многозвенная, с небольшим количеством отличительных признаков в независимом пункте. Когда их больше трех, то сразу возникает желание какой-нибудь признак исключить для выхода из-под действия этого патента. Хотя, конечно, бывает необходимость включения и гораздо большего количества признаков в первый пункт формулы (см. гл. 4). Третье – это чертежи, в которых не должно быть лишних, необозначенных элементов. Желательно, чтобы основной чертеж, относящийся к независимому признаку формулы изобретения, для простоты восприятия содержал максимум 15 позиций. Четвертое – это описание, которое должно быть написано понятным языком и иметь классическую форму (см. гл. 14).

15.13. Отчетные патенты

Одно из требований, которое Роспатент сейчас предъявляет к разработкам, заключается в том, чтобы дата подачи заявки на изобретение была позже начала финансирования работ. При этом нет обязательного требования получения патентов, а вот требование подачи заявок существует. Действительно, никто никого не может обязать получить патент, изобретательство – это творческий процесс и с трудом регламентируется, а вот предпринять все меры для подачи заявки по условиям договора может быть необходимым. Заявки в этом случае должны иметь названия, максимально приближенные к названиям тем договоров. Это облегчит мониторинг проекта и особенно его бухгалтерский аудит. Часто заявку на отчетный патент приходится подавать вне зависимости от реального состояния дел по конкретному изобретению. В этом случае необходимо предусмотреть возможность подачи последующей заявки, когда изобретение приобретет законченный вид. Эта работа может иметь смысл, если первичный отчетный патент брать за прототип и на его основе делать финишный патент. Во-первых, упростится работа по подготовке такого патента и, во-вторых, уменьшится вероятность претензий со стороны обладателя патента прототипа, если бы пришлось использовать все признаки его первого пункта формулы изобретения.

На практике довольно часто используются комплексные патенты. Возьмем опять для примера патент Зингера. Зонтичное расширение вариантов выполнения иглы Зингера могло бы быть за счет различных форм отверстия: прямоугольного, овального, круглого и т. п., а также за счет различных форм сечений иглы: также прямоугольного, овального и круглого (см. гл. 2). Никто не мешает сделать такой патент еще и рекламным благодаря акценту в реферате на потребительские качества изделия. Этот патент может быть еще и тендерным за счет предельно внимательного составления всего описания. Игла хоть и не относится к высоким промышленным технологиям, но патент Зингера – это типичный пример применения высоких патентных технологий. Создание зонтичного и одновременно маскирующего патента на высокотехнологичное решение подробно описано в гл. 12. При этом вполне возможно, что для решения конкретных тактических задач этот патент еще должен быть деблокирующим и тендерным или его придется адаптировать под нужды конкретного заказчика. Все эти вопросы необходимо учитывать при подготовке заявок на изобретения. Как неоднократно отмечалось в патентной литературе, «нет предела и недосягаемых вершин в творческой и созидательной работе патентоведов и новаторов» [1]. Следует также заметить, что некоторые специализированные патенты по мере повышения квалификации специалистов постепенно переходят в ранг обычных. Например, подавляющее число последних американских патентов имеют зонтичные формулы изобретения. Российские патенты также все чаще приобретают зонтичный вид.

Литература

1. Линник Л.H. Высокие патентные технологии и перспективы их использования. Интеллектуальные ресурсы, интеллектуальная собственность, интеллектуальный капитал. – М.: Издательство академии народного хозяйства при правительстве РФ. Центр коммерциализации технологий. 2001, с. 365–378.

2. Прахов Б.Г. Изобретательство и патентоведение. Словарь-справочник. – Киев, Вища школа, 1987. – 181 с.

3. Соколов Д.Ю. Угрозы экономической и военной независимости России из-за недостаточной патентной защищенности разработок в области высоких технологий. – Новые промышленные технологии, 2009, № 2, с. 32–33.

4. Соколов Д.Ю. Патентование высокотехнологичных решений (продукции) и методика составления заявок на различные типы патентов. – Новые промышленные технологии, 2009, № 2, с. 27–31.

5. Патент RU2233490. Сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством модификации поверхности объекта. 05.06.2003.

6. Патент RU2287129. Сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством срезания тонких слоев объекта. 01.10.2004.

7. Патент RU2282257. Сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством модификации поверхности объекта. 24.08.2005.

8. Патент ЕР 1130578. Magnetic millipede for ultra high density magnetic storage. 08.01.2001.

9. Патент US5144833. Atomic Force Microscopy. 27.09.1990.

Глава 16 Подготовка первичных материалов заявки для зарубежного патентования

Вопросы зарубежного патентования начали освещаться еще в советской литературе [1]. Подробные методические указания о целесообразности зарубежного патентования были введены с 1979 г. [2], а указания о порядке зарубежного патентования – с 1982 г. [3]. Многие другие издания на эту тему, в том числе и указанные, неоднократно перерабатывались с учетом изменившихся требований. Довольно подробно с примерами оформления зарубежных заявок можно ознакомиться в четвертом переработанном издании Ю.С. Самгина [4].

Однако описаний детальной технологии подготовки первичного текста российской заявки с последующим ее преобразованием в международную заявку автором в печати не обнаружено. Нигде также не были выявлены акценты на положениях, увеличивающих вероятность получения сначала российских, а потом международных патентов. Решению наиболее важных вопросов в этой области посвящена данная глава. Для упрощения рассмотрим пример составления «еврозаявки» на устройство, как наиболее распространенный объект интеллектуальной собственности. Материал намеренно приведен в упрощенной форме, без ссылок на законодательные документы. Тем не менее, его должно быть достаточно для грамотного оформления первичных технических материалов заявки. Вопросы оформления сопроводительной документации и специфики общения с европейской экспертизой опущены, так как они находятся в компетенции зарубежных патентных поверенных.

Напомним, чтобы иметь большую вероятность получения российского патента на изобретение помимо общих требований, изложенных в четвертой части Гражданского кодекса, первичные материалы в частности должны соответствовать следующим требованиям:

– содержать 5—10 отличительных признаков, пусть и ранее известных из уровня техники, но хотя бы имеющих новые технические эффекты в рамках нового технического решения,

– соблюдать принцип единства изобретения,

– содержать текст с последовательностью изложения материала, представленной в гл. 14,

– иметь ясные доказательства работоспособности (промышленной применимости),

– соблюдать строгое единство терминологии,

– иметь достаточное количество литературных ссылок на вспомогательные узлы и процессы, обеспечивающие функционирование изобретения, либо детальное их раскрытие.

После того как подготовлена российская заявка в соответствии с этими требованиями (предполагается, что изобретатель делать это умеет), можно приступить к преобразованию ее в «еврозаявку».

Рассмотрим основные отличия зарубежной заявки от российской.

Область применения изобретения можно описать несколько подробнее, так как международный патент чаще придется использовать в рекламных целях.

В уровне техники достаточно привести описание одного прототипа, но ни в коем случае не описывать всю свою предшествующую жизнь в технической сфере, чем порой грешат российские изобретатели и что также вредно для российских заявок.

Критика прототипа в обоих случаях должна быть строго по тем параметрам, которые улучшаются изобретением и что определяется его целью и задачей.

В достижении технического результата лучше полностью повторить формулу изобретения без указаний позиций и в виде отдельных предложений, так как это может помочь при возможных опечатках непосредственно в формуле.

Краткое описание графических материалов делается подробнее, чем в российской заявке, с использованием ключевых слов: «изображен вариант устройства, по одной из версий изобретения, с частичным разрезом, вид со стороны…» и т. п. При этом каждое изображение должно строго соответствовать одной фигуре, что иногда нарушается в российских патентах.

Далее идет очень подробное описание состава устройства. Те элементы, которые входят в формулу изобретения, требуют особенно тщательной детализации в тексте и, соответственно, в основных чертежах, не оставляющей места домыслам и предположениям. Возможно даже придется описывать технологию изготовления отдельных деталей и узлов, характеристики которых (качество обработки поверхности, покрытия, специфическая сборка и т. п.) влияют на технический результат изобретения. Следует также заметить, что в описании конструкции устройства после первого упоминания каждого признака формулы изобретения необходимо приводить технический эффект от его использования. Кроме этого, каждый элемент устройства, присутствующий в формуле изобретения, при каждом упоминании в описании лучше употреблять в полном объеме терминов формулы изобретения. Описание вспомогательных элементов также имеет свою специфику. Если в российской заявке вспомогательный элемент устройства, не входящий в формулу изобретения, достаточно описать одним предложением и дать ссылку на литературу, где он подробно описан, то в международной заявке вспомогательный элемент описывается полностью. Например, двухкоординатный стол не входит в формулу изобретения в виде отдельного признака, а только обеспечивает работу устройства. В описании российской заявки достаточно его упомянуть и дать ссылку на источник с подробным его раскрытием. В международной заявке придется описывать двухкоординатный стол подробно: с каретками, направляющими, приводами, прижимами, тягами и т. п. Согласно общим требованиям, если идет описание устройства, то надо его элементы изображать на чертежах. А как быть, если основных чертежей и так достаточно много? В этом случае целесообразно использовать следующий принцип. Если общее количество основных чертежей превышает 10–15 фигур, а количество позиций на них более 100, то эти материалы, скорее всего, экспертизой будут восприниматься с трудом. При этом вспомогательные чертежи лучше не приводить, а попытаться в тексте просто и понятно описать вспомогательные конструкции. В крайнем случае, можно привести ссылки на известные устройства с четким указанием страницы, строки и чертежа, где они описаны. В результате описание конструкции и состава устройства может в 3–4 раза превышать по объему соответствующий раздел российской заявки.

Описание работы устройства надо делать также подробнее, чтобы специалист с минимальными навыками работы на аналогичных изделиях мог обеспечить их функционирование. Это может быть полезным еще и в том случае, если все отличительные признаки формулы изобретения будут «убиты» экспертизой и заявку на устройство придется преобразовывать в заявку на способ. В том случае, если технические эффекты отличительных признаков формулы изобретения наиболее отчетливо проявляются при описании работы устройства, эти эффекты необходимо будет приводить и в этом разделе.

В заключительной части заявки целесообразно еще раз повторить технические эффекты, строго привязав их по последовательности к формуле, но обязательно с учетом принципа единства изобретения. Тем не менее, если какие-либо зависимые пункты (признаки) формулы изобретения будут иметь дополнительные технические эффекты, не связанные с недостатками прототипа, то их также можно указать.

Российский вариант формулы изобретения (первый пункт) чаще всего строится в виде одного предложения с причастными и деепричастными оборотами. Довольно часто взаимосвязь отличительных признаков либо известных и отличительных признаков приводится сразу после их введения. Такой вид формулы, особенно если он содержит более пяти отличительных признаков, сложен в восприятии даже на русском языке, тем более его будет трудно понять в переводе. В этом случае наиболее предпочтительным вариантом формулы изобретения при зарубежном патентовании будет ее табулярный вид, в котором каждый отличительный признак выделяется в отдельный абзац, после этого отдельными абзацами приводятся взаимосвязи признаков и далее конкретное выполнение известных признаков, представленных в общем виде в ограничительной части формулы изобретения. Разделение этих трех групп признаков может быть словами: «при этом, причем». Следует заметить, что табулярная форма также уместна как при построении отличительной части независимого пункта формулы изобретения, так и при формировании зависимых пунктов. После каждого признака, имеющего обозначение на чертежах, ставится его позиция в скобках. Это стало появляться и в российских формулах, что облегчает понимание сущности изобретения. Такой вид формулы изобретения может в 2–2,5 раза превышать по количеству слов традиционный ее вид, однако он гораздо проще для перевода и, соответственно, для восприятия зарубежной экспертизой.

Количество чертежей международной заявки также может превышать российский вариант одного и того же изобретения за счет дополнительных видов, разрезов и сечений основных чертежей. Это делается для того, чтобы уменьшить вероятность запросов со стороны экспертизы. Для наглядности на последних чертежах можно привести графические схемы последовательности операций, совершаемых при работе устройства. Это дополнительно может пригодиться в случае преобразования заявки на устройство в заявку на способ. И только после составления основных чертежей принимается решение о целесообразности детального изображения вспомогательных элементов, не входящих в формулу изобретения. Но следует еще раз напомнить о разумном и воспринимаемом общем количестве чертежей и позиций на них.

В реферате должно быть не более 150 слов, включая позиции чертежей. Он должен содержать назначение и область применения устройства, формулу или ее часть, изложенную в упрощенном виде, а также технические эффекты.

Все перечисленные рекомендации основываются на том, что эксперт, принимающий решение по международной заявке, как бы не совсем технически компетентен (на самом деле это не так) и в материалах заявки не должно оставаться мест для домыслов и догадок, что часто пропускается российской экспертизой.

Предложенные особенности построения текста международной заявки на изобретение можно полностью отнести и к российской заявке, подаваемой сначала в российское патентное ведомство, что необходимо по закону. При этом специфика текста, составленного с учетом международных патентных требований, не должна вызвать у российской экспертизы отрицательной реакции, а наоборот будет воспринята положительно, как очень подробная проработка технического решения. Это увеличит вероятность получения также российского патента. При подаче заявки по системе РСТ в российское патентное ведомство ее текст должен составляться соответственно сразу с учетом международных требований. После подачи российской заявки и до получения возможности ее зарубежного патентования желательно получить от российской экспертизы отчет о патентном поиске, по результатам которого можно будет подкорректировать первичные материалы международной заявки.

Все вышесказанное особенно относится к высокотехнологичным изобретениям с большим числом входящих подсистем. Предложенный подход сократит общее время работы над российской и зарубежной заявками, а главное, уменьшит затраты на зарубежных патентных поверенных, которые, в любом случае, будут представлять заявку на международном уровне.

Литература

1. Чихачев Н.А. Формула изобретения в советской и зарубежной практике. – М.: ЦНИИПИ, 1967. – 84 с.

2. Типовые методические указания по определению целесообразности патентования советских изобретений за границей и подсчету экономической эффективности патентования. – М.: ЦНИИПИ, 1980. – 29 с.

3. Указания о порядке патентования советских изобретений за границей. Гос. комитет СССР по делам изобретений и открытий. – М.: 1981. – 56 с.

4. Самгин Ю.С. Зарубежное патентование, продажа лицензий на изобретения и ноу-хау и оказание услуг типа «инжиниринг». – М.: «ПАТЕНТ», 1998. – 172 с.

Глава 17 Зарубежный опыт ведения бизнеса в области интеллектуальной собственности на примере IBM

Компания, известная сейчас под именем IBM (International Business Machines), была основана 16 июня 1911 г. и называлась тогда CTR (Computing Tabulating Recording). Свое сегодняшнее название она приобрела в 1921 г. В настоящее время штаб-квартира транснациональной корпорации IBM расположена в Армонке, штат Нью-Йорк (США). Девиз компании – «думай» определил стратегию ее развития. С самого начала руководством была сделана ставка на разработку, изготовление и продажу высокотехнологичного оборудования. В настоящее время компания производит компьютеры, программное обеспечение, элементную базу микро– и наноэлектроники и многое другое. Основные научно-технические достижения: разработка микроэлектронной технологии «кремний на изоляторе», создание языка программирования высокого уровня Фортран и фрактальной геометрии, а также изобретение магнитных головок на эффекте Гигантского магнитного сопротивления, тонкопленочных магнитных головок, жесткого магнитного диска для хранения данных и атомно-силового микроскопа. В 1986 и 1987 гг. сотрудники компании были удостоены Нобелевской премии соответственно за создание сканирующего туннельного микроскопа и открытие сверхпроводимости керамических материалов на основе оксидов меди-лантана-бария. Некоторые из этих разработок являются объектами лицензионных соглашений до сих пор и приносят прибыль, как объекты интеллектуальной собственности.

С 1990 г. деятельность IBM смещается в сторону консалтинга. В настоящее время эта деятельность приносит компании более половины дохода. Существенная доля в этом бизнесе связана с защитой и управлением интеллектуальной собственностью. Главные принципы новой патентной политики IBM [1], даже более строгие, чем требует законодательство США, состоят в том, что:

1. Авторы патентных заявок несут ответственность за их качество.

2. Патентные заявки должны быть доступны для публичного обсуждения.

3. Владение патентами должно быть прозрачным и понятным.

4. Методы, относящиеся исключительно к бизнесу и не имеющие технической ценности, не должны патентоваться.

Согласно первому принципу, авторы изобретений обязаны проводить глубокий анализ своих решений на патентоспособность до подачи заявок на рассмотрение в патентные ведомства. При этом необходимо предоставлять в эти ведомства все документы, касающиеся уровня техники (для США это обычное условие подачи заявок).

Согласно второму принципу, авторы должны способствовать публичному обсуждению своих опубликованных заявок, что позволит патентным ведомствам получать более полную информацию для принятия взвешенных решений. Кроме этого, внутри IBM создан ресурс, где авторы публикуют свои идеи для последующего их обсуждения с коллегами, в результате которого эти идеи совершенствуются, но часто при этом рождаются и новые изобретения [2].

Третий принцип обязывает владельцев патентов заявлять о правах собственности от своего имени, а не от имени фиктивных компаний, а в качестве авторов указывать только действительных авторов изобретений, что повышает их материальную заинтересованность.

Четвертый принцип предполагает вместо патентования чистых бизнес-методик публиковать информацию о них в открытой печати, чтобы все без ограничения могли ими воспользоваться.

В подтверждение реализации новой патентной политики и для ее развития IBM:

1. Разрешила свободно использовать более 100 своих патентов по бизнес-методикам. Это примерно 50 % всех патентов IBM в этой области.

2. Увеличила число патентов, предназначенных для их бесплатного использования в образовании, здравоохранении и особенно в области охраны окружающей среды [3].

3. Запланировала увеличение на 50 % открытых публикаций изобретений вместо их патентования. При этом все смогут ими воспользоваться, но не смогут запатентовать.

4. С каждым годом все в большей степени использует взаимовыгодный патентный обмен с другими фирмами.

Помимо этого технически эксперты IBM будут постоянно предоставлять в бюро по патентам и товарным знакам США сведения о новых технологиях, что облегчит принятие более квалифицированных решений.

Благодаря исключительному вниманию вопросам подготовки изобретателей и патентования IBM уже 17 лет лидирует по числу запатентованных изобретений. В 2008 г. IBM получила 4186 патентов и приобрела статус первой в мире компании, запатентовавшей более 4 тыс. изобретений в год. Этот статус позволил компании выступить с новой патентной политикой и призвать бизнес-сообщество внедрять те же стандарты. Дело в том, что ежегодно в США тратится порядка 21 млрд долл. впустую на патентные споры, что составляет 7 % от всех расходов на новые технологии. По мнению менеджмента, новая патентная политика IBM снизит количество плагиата, повысит качество патентов и уменьшит число патентных претензий игроков рынка интеллектуальной собственности друг к другу.

Очередным новшеством IBM в свое время стала скупка чужих патентов на перспективные технологии и продажа их по более низкой цене в другие фирмы. Это не приводит к убыткам для IBM, так как, используя свой авторитет, у нее есть возможность продажи большого количества лицензий на один приобретенный патент. Также это может быть выгодно авторам, не имеющим еще своего имени в науке и возможности коммерциализации своих изобретений.

Еще одним направлением деятельности IBM в области интеллектуальной собственности является использование совместных инноваций, при котором она сначала финансирует разработку, а потом совместно с изобретателем патентует ее. Причем эта деятельность распространяется по всему миру.

В России IBM наиболее активно сотрудничает с МГУ, в том числе это касается области интеллектуальной собственности, используя принцип «совместных инноваций», сотрудники МГУ, работающие с IBM, за свой первый патент получают 1200 долл., а за все последующие по 750 долл. Кроме этого, также существуют другие премии за использование изобретений.

Все перечисленное подчеркивает неоднократно упоминающееся определение того, что IBM по сути является «государством» в государстве.

Учитывая опыт ведения бизнеса в области интеллектуальной собственности ведущей транснациональной корпорацией IBM, других мировых лидеров, а также все увеличивающееся отставание России в этой области [4], можно сформулировать следующие предложения по развитию отечественных инноваций, согласно которым необходимо:

1. Создать государственный фонд поддержки изобретателей, обеспечивающий вознаграждения за получение патента в размере среднемесячной российской зарплаты каждому изобретателю.

2. Ввести в отчетность по бюджетным работам обязательные выплаты изобретателям.

3. Кардинально упростить процесс получения государственных субсидий на патентование и увеличить их количество, возможно, даже за счет уменьшения величины каждой субсидии.

4. Организовать государственную службу экспресс-подготовки изобретателей, раскрывающую им технологии создания изобретений, их оформлений и защиты, основанные на минимально необходимых знаниях, изложенных простым языком, но позволяющих получать патенты.

5. Ввести на старших курсах технических вузов преподавание основ изобретательства с упором на изучение технологий создания изобретений и их оформлений.

6. В качестве преподавателей более активно привлекать действующих изобретателей-практиков.

Реализация первых трех предложений повысит материальную заинтересованность изобретателей и сразу увеличит их активность. Опасаться слишком большого числа ненужных изобретений не следует, так как в настоящее время существенно повысились требования государственной патентной экспертизы. Кроме этого, как показывает весь мировой опыт и что неоднократно отмечалось в этой книге, степень «нужности» многих изобретений определяется далеко не сразу.

Реализация предложений в области патентного образования заложит базу изобретательской активности в будущем, а привлечение к этой работе изобретателей, имеющих богатый практический опыт, сделает это будущее обозримым. Здесь следует подчеркнуть необходимость государственного характера патентного образования, так как частные юридические патентные фирмы, как бы участвующие в распространении знаний в области интеллектуальной собственности, не заинтересованы в том, чтобы изобретатели, сами, без их помощи оформляли себе патенты. Хотя при общем увеличении числа изобретателей и они не останутся без работы.

Реализация всех предложений позволит в кратчайшие сроки ликвидировать катастрофическое отставание России в области защиты интеллектуальной собственности от ведущих мировых держав.

Литература

1. Пресс-релиз от 26.09.2006. Электронное научно-техническое издание «Наука и образование».

2. Кондратьев И. Патентная сфера нуждается в перестройке. PC Week/RE № 7 (661), 3–9 марта 2009 г.

3. Интервью Анджея Аршавского, ведущего эксперта по технологиям и инновациям IBM «Наши изобретения смогут использовать все желающие». Интервью деловых людей. Business Consulting. 30.01.2009.

4. Соколов Д.Ю. Угрозы экономической и военной независимости России из-за недостаточной патентной защищенности разработок в области высоких технологий. – Новые промышленные технологии, 2009, № 2, с. 32–33.

Заключение

Многоуважаемый читатель. В этой книге мной были классифицированы и регламентированы патентные работы, связанные, в первую очередь, с высокотехнологичными изобретениями. Будучи сам изобретателем, могу сказать, что процесс подготовки заявки на изобретение столь же творческий, как и создание самого изобретения. Более того, эти процессы неразделимы. Фактически само изобретение в конечном виде и создается в процессе подготовки текста заявки. Первичные отличительные признаки, которые родились у изобретателя в голове и структурировано перенесены на бумагу в виде слов и чертежей, начинают притягивать к себе новые изобретательские находки, формируя, как цветные стеклышки в калейдоскопе, законченное и гармоничное техническое решение.

Творческий процесс изобретательской деятельности во всем его объеме подчеркивается и эмблемой европейского патентного ведомства, представляющей собой стилизованное изображение отпечатка пальца, что выделяет индивидуальный, то есть творческий подход европейской патентной экспертизы к каждому изобретению.

Таким образом, круг замыкается. Создание изобретения, его оформление и отстаивание своих прав перед патентными ведомствами является индивидуальным и творческим процессом. Поэтому все выводы и рекомендации, представленные в этой книге, требуют творческого осмысления и могут развиваться каждым изобретателем самостоятельно.

Приложения

Приложение 1 Управление процессом патентования

1. Введение

Настоящий стандарт имеет целью повышение результативности процесса патентования изобретений посредством установления процедуры, обеспечивающей управление патентованием.

2. Область применения

2.1. Стандарт устанавливает общие требования:

– к входным и выходным формам и записям, получаемым в процессе выполнения работ по патентованию изобретений, полученных в ходе выполнения проектирования;

– к процедуре управления процессом патентования;

– к принципам организации мониторинга патентования;

– к стандартным состояниям (статусам) процесса патентования.

2.2. Стандарт обязателен для всех подразделений предприятия, принимающих участие в проектировании новых изделий и патентовании изобретений, полученных в результате проектирования.

Потребителем процесса является Руководство предприятия. Поставщиком процесса является Отдел разработок.

Владельцем процесса «Управление процессом патентования» является Патентная служба Отдела разработок.

3. Термины, определения и сокращения В настоящем стандарте использованы сокращения, термины и определения в соответствии с документом «Управление проектированием новых изделий».

4. Требования к процедуре процесса

На фазе проработки проекта должно быть определено количество заявок на изобретения и запланированы работы по патентованию результатов проектирования.

Проведение патентных исследований и оформление заявок на изобретения на начальных этапах реализации проекта позволяют:

– более структурировано изучить предмет разработки;

– обеспечить патентную чистоту разработки;

– оценить риск и степень защиты компании от претензий сторонних патентообладателей.

Процедура процесса состоит из операций, представленных в табл. 1.

Таблица 1

4.1. Первичные патентные исследования проводятся разработчиком с целью определения 1–2 аналогов разрабатываемого устройства или способа и выполняются следующим образом:

– поиск осуществляется по ключевым словам;

– глубина поиска – 20 лет;

– страны поиска – в зависимости от объекта.

В ходе первичных патентных исследований разработчик должен:

– ознакомиться с отобранными патентами;

– выбрать около 10 патентов для более детального изучения;

– провести анализ патентов и выбрать в качестве аналогов 1–2 патента.

4.2. Разработчик в произвольной форме составляет краткое описание разрабатываемого устройства или способа. Объем описания составляет около двух страниц и одна страница для схематичного изображения устройства.

В описании разработчик должен отразить моменты (признаки), которые, по его мнению, могли бы считаться изобретением.

4.3. На основе полученной от разработчика информации Патентная служба проводит углубленный патентный поиск с целью выявления возможных отличительных признаков изобретения.

4.4. После выявления отличительных признаков изобретения специалист Патентной службы совместно с разработчиком устройства оформляют Заявку на изобретение, включая Реферат и Формулу изобретения. Заявка на изобретение доставляется в Федеральную службу по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (Роспатент).

4.5. Роспатент осуществляет экспертизы заявки: формальную и по существу, о чем направляет в компанию соответствующие Уведомления о результатах экспертизы. В случае необходимости уточнения каких-либо вопросов, Роспатент направляет Запросы, которые должны быть проанализированы Патентной службой и, при необходимости, разработчиком. Патентная служба оформляет и направляет в Роспатент ответы на Запросы.

4.6. После получения Уведомления о положительном решении экспертизы по существу необходимо оплатить пошлину, указанную в Уведомлении, и направить документ, подтверждающий оплату патентной пошлины, в Роспатент. После получения подтверждения об оплате патентной пошлины Роспатент направляет патент в компанию.

4.7. После получения Уведомления о положительном решении экспертизы по существу Руководство компании должно принять решение о постановке интеллектуальной собственности (ИС) на баланс. В случае принятия решения о постановке ИС на баланс необходимо привлечь сертифицированного (аттестованного) оценщика, предоставить ему необходимую информацию, на основании которой оценщик проведет оценку стоимости ИС. После этого стоимость ИС ставится на баланс компании.

5. Система вознаграждений за получение и использование патентов

5.1. Компания осуществляет разовые вознаграждения за получение и использование патентов на изобретение в виде премий, выплачиваемых авторам изобретения.

5.2. Степень участия авторов изобретения и размер вознаграждения согласовываются авторами изобретения с руководством компании на совместном совещании после получения Уведомления о положительном решении формальной экспертизы.

5.3. Размер вознаграждения складывается из двух частей:

– премия за получение патента (в зависимости от степени участия авторов) осуществляется после получения Уведомления о положительном решении экспертизы по существу;

– разовое вознаграждение за использование патентов (в зависимости от степени участия авторов).

5.4. Форма соглашения о размере вознаграждения представлена в приложении 2.

Приложение 2 Форма соглашения о размере вознаграждения за получение и использование патентов

УТВЕРЖДАЮ: Генеральный директор

___________ (_________)

«____» __________ ____г.

1. Степень участия авторов изобретения

2. Размер премии за получение патента

За получение патента на изобретение устанавливается премия в размере _____, которая распределяется между авторами изобретения в зависимости от степени участия. Премия за получение патента на изобретение выплачивается в рамках общего премиального фонда за выполнение проекта.

3. Размер вознаграждения за использование патента

За использование патента на изобретение устанавливается разовое вознаграждение в размере_____, которое распределяется между авторами изобретения в зависимости от степени участия. Премия за использование патента на изобретение выплачивается в рамках общего премиального фонда за выполнение проекта.

Авторы изобретения претензий не имеют.

Приложение 3 Перечень классифицированных областей нанотехнологии

1. По международной патентной классификации.

1.1. Наноструктуры – В82В 1/00.

1.2. Изготовление и обработка наноструктур – В82В 3/00.

1.3. Записывающие устройства с использованием наноматериалов – G11B.

1.4. Углеродные нановолокна – D01F.

1.5. Оптоэлектронные устройства с наносвойствами – G02B,F.

1.6. Магнитные нанопленки – H01F.

2. По внутренней классификации ЕПВ (ECLA).

2.1. Нанобиотехнология – Y01N2.

2.2. Нанотехнология для обработки, хранения и передачи информации – Y01N4.

2.3. Нанотехнология материалов и обработки поверхностей – Y01N6.

2.4. Нанотехнология для обеспечения взаимодействия, регистрации и активации частиц.

2.5. Нанооптика – Y01N10.

2.6. Наномагнетизм – Y01N12.

3. По классификации патентного ведомства США.

3.1. Исходные наноструктуры и химические композиции наноструктур – 977(i).

3.2. Устройства, которые включают по крайней мере одну элементарную наноструктуру – 977(и).

3.3. Математические алгоритмы, специально разработанные для моделирования конфигураций или свойств наноструктур – 977(iii).

3.4. Способы или устройства для производства, обнаружения, анализа или обработки наноструктуры – 977(iv).

3.5. Специфические или особые использования наноструктур – 977(i).

3.6. Квантовые источники, суперрешетки, квантовые барьеры, устройства, имеющие буферные слои в виде нанолистов, нанолисты, используемые в качестве светоотражающих, рефракционных слоев – 257.

3.7. Измерение с помощью атомно-силовых микроскопов – 105—73.

3.8. Пьезоэлектрические устройства, используемые для обеспечения позиционирования сканирующих микроскопов с нанометровой точностью – 310–311.

3.9. Магнитно-силовые и электронные микроскопы – 324–244, 260, 300–322.

3.10.Сканирующие туннельные микроскопы и способы их использования – 250–306, 307.

З.П.Фуллерены – 423–455.

3.12.Оптические волноводы, содержащие нанолисты – 385.

3.13.Катализаторы, твердые сорбенты, в которых используются свойства нанопор.

Материал подготовлен в основном с использованием источника: Негуляев Г.А., Ненахов Г.С. Нанотехнологии: проблемы патентования и экспертизы. – Патенты и лицензии, 2007, № 11, с. 21–26; № 12. – с. 18–24.

Приложение 4 Некоторые документы патентного законодательства СССР с краткими комментариями

1. «Положения об изобретениях» от 30 июня 1919 г. установило, что каждое изобретение, признанное полезным Комитетом по делам изобретений, может быть объявлено достоянием РСФСР, а изобретатель имеет право на вознаграждение.

2. 9 декабря 1920 г. утверждено положение о первом Комитете по делам изобретений.

3. Постановление ЦИК и СНК СССР от 12 сентября 1924 г. «О патентах на изобретения» предусматривало выдачу автору изобретения патента и предоставления ему исключительного права на изобретение, если изобретение было сделано на производстве, но выходило за пределы задания данного предприятия.

4. Приказ ВСНХ от 11 апреля 1925 г., в котором указывается, что «в целях поощрения широкого коллективного творчества рабочих у станка целесообразно премировать каждое усовершенствование, предложенное рабочим на заводе».

5. Постановление СНК СССР от 26 апреля 1928 г. «О мероприятиях по содействию изобретательству» предусматривало создание фондов содействия изобретательству и рационализации.

6. Постановление СНК СССР от 14 июля 1929 г. «Об использовании изобретений» установило персональную ответственность за не использование изобретений.

7. Постановление ЦК ВКП(б) от 26 октября 1930 г. «О положении массового изобретательства под углом его влияния на рационализацию производства» предписывало руководителям предприятий своевременно рассматривать рабочие предложения и ликвидировать волокиту с внедрением ценных изобретений.

8. «Положение об изобретениях и технических усовершенствованиях» от 9 апреля 1931 г. установило право изобретателя на получение авторского свидетельства или патента. Также были разработаны основы планового внедрения изобретений.

9. «Положение об изобретениях и технических усовершенствованиях» от 5 марта 1941 г. обязало народные комиссариаты СССР и др. государственные органы заниматься внедрением в народное хозяйство изобретений, технических усовершенствований и рационализаторских предложений. Разработана инструкция о вознаграждении за изобретения, технические усовершенствования и рационализаторские предложения.

10. В сентябре 1955 г. создан Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР.

11. В 1958 г. создано Всесоюзное общество изобретателей и рационализаторов (ВОИР).

12. «Положение об открытиях, изобретениях и рационализаторских предложениях» от 24 апреля 1959 г. утвердило инструкцию о вознаграждении за открытия, изобретения и рационализаторские предложения.

13. Постановление Совета Министров и ЦК КПСС от 20 мая 1960 г. «О мерах по улучшению внедрения в народное хозяйство изобретений и рационализаторских предложений» предусматривало помощь государственных органов по внедрению изобретений.

Приложение 5 Пример составления заявки на способ

Светлым курсивом выделены возможные ключевые слова каждого раздела.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ( ИЗГОТОВЛЕНИЯ, ОБРАБОТКИ и т. п.).

Изобретение относится к области приборостроения преимущественно к измерительной технике. Оно может быть использовано, например, в………………………

Известен способ измерения………………., включающий…………………[1].

Недостаток этого способа заключается в том, что…………..

Известен также способ измерений, включающий (здесь приводится изложение формулы изобретения прототипа своими словами) ………………………………[2]. Этот способ выбран в качестве прототипа предложенного решения.

Первый недостаток этого способа заключается в том, что……….Это

может приводить к повышению погрешности измерений.

Второй недостаток связан с отсутствием действий, позволяющих бороться с …………………… Это также повышает погрешность измерений.

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в снижении погрешности измерений, а также в повышении их достоверности.

(Желательно, чтобы этот первый раздел текста не превышал двух страниц, размер шрифта 14, интервал 1,5).

Указанный технический результат достигается тем, что в способе измерений …………………… включающем ……………….. (здесь идет изложение первого пункта формулы изобретения в упрощенном виде, например, в виде отдельных предложений).

Существует вариант, в котором………………. (здесь излагаются зависимые пункты формулы изобретения).

Существует также вариант, в котором…………………………… (то же).

(Этот второй раздел текста повторяет формулу изобретения, следовательно, его описание лучше отложить на конец работы).

На фиг. 1 изображено в общем виде устройство для реализации предложенного способа……………….. – вид сбоку.

На фиг. 2 —………………..– вид сверху.

Устройство содержит основание 1 (фиг. 1, фиг. 2) с закрепленным на нем ………………………………..

На основании 1 установлен……………………………Все исполнительные элементы подключены к блоку управления [3].

(Этот третий раздел текста присутствует только тогда, когда для осуществления способа необходимо некое устройство. Желательно, чтобы хватило одной или двух фигур для изображения этого устройства. Фигуры выполняются на отдельных листах, сверху указывается название изобретения, а снизу – номер фигуры. Нумерация на фигурах сквозная. Листы графических материалов не нумеруются и прикладываются после формулы изобретения).

Способ измерения реализуется следующим образом…………………………

(Этот четвертый раздел текста, самый важный после формулы изобретения, раскрывает ее подробно с сохранением последовательности приведения в формуле отличительных признаков, в той же терминологии и со ссылками на позиции чертежей. Объем этого раздела в 3–4 раза может превышать объем формулы изобретения).

Использование…………………………. повышает достоверность результатов и уменьшает погрешность измерения.

Применение……………………………… уменьшает погрешность измерения.

(В этом пятом разделе после каждого ключевого слова (использование, применение) последовательно и дословно пишется либо один отличительный признак формулы изобретения, либо их группа, и приводятся технические результаты от их использования согласно первому разделу).

ЛИТЕРАТУРА

1.

2.

3.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ измерения ( изготовления, обработки и т. п.) …………………,

включающий…………………, отличающийся тем, что…………………

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что использование …………………

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что применение …………………

(До слов «отличающийся» в п. 1 пишется то, что было в прототипе и

используется в изобретении, а после них пишутся действия (отличительные признаки), которых не было в прототипе. В зависимых пунктах формулы (2, 3) идут раскрытия первого пункта или его дополнения, но не его альтернативы. Описание возможной конструкции устройства и технические эффекты в формуле не приводятся. Формулу представляют на отдельном листе(ах)).

РЕФЕРАТ

Изобретение относится к области измерительной техники.

Сущность изобретения заключается в том, что ………….. (здесь приводится формула в произвольном изложении).

Подобное решение повышает достоверность измерений и снижает их погрешность.

(Реферат приводится на отдельном листе).

Приложение 6 Пример составления заявки на устройство

Светлым курсивом выделены возможные ключевые слова каждого раздела.

УСТРОЙСТВО для ………………………..

Изобретение относится к устройствам для………………….Оно может быть

использовано, например, в………………….

Известно устройство…………………., содержащее основание, на котором

закреплены …………………. , на которых установлены …………………. у расположенные с возможностью взаимодействия посредством с ………………….[1].

Недостаток этого устройства заключается в том, что………………….

Известно также устройство для…………………., содержащее основание с

закрепленным на нем …………………., соединенным с …………………., на котором установлена …………………., состоящая из …………………., при этом

…………………. у а также блок управления, подключенный к ………………. (здесь

приводится изложение формулы изобретения прототипа своим словами) [2].

Это устройство выбрано в качестве прототипа предложенного решения.

Первый недостаток этого устройства заключается в том, что………………

Это может приводить к повышению погрешности измерений, а также снижению надежности работы устройства.

Второй недостаток связан с отсутствием средств, позволяющих бороться

с ………………….. Это также снижает надежность работы устройства.

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в снижении погрешности измерений, а также в повышении надежности работы устройства.

(Желательно, чтобы этот первый раздел текста не превышал одной или двух страниц, размер шрифта 14, интервал 1,5).

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве

для…………………., содержащем основание, с закрепленным на нем (здесь идет

изложение первого пункта формулы изобретения в упрощенном виде, например, в виде отдельных предложений)

Существует вариант, в котором………………….(здесь излагаются зависимые пункты формулы изобретения)

Существует также вариант, в котором………………….(то же)

Возможен вариант, где………………….(то же)

Возможен также вариант, в котором………………….(то же)

(Этот второй раздел текста повторяет формулу изобретения, следовательно, его описание лучше отложить на конец работы).

На фиг. 1 изображено в общем виде устройство для…………………. – вид

сбоку.

На фиг. 2 —………………….– вид сверху.

На фиг. 3 показано………………….

На фиг. 4 изображены………………….

Устройство содержит основание 1 (фиг. 1, фиг. 2) с закрепленным на нем

На основании 1 установлен…………………..Все исполнительные элементы подключены к блоку управления [3].

Существует вариант (фиг. 3), в котором………………….

Существует также вариант (фиг. 4), в котором………………….

(В этом третьем разделе после краткого описания фигур пишется только то, из чего это устройство состоит, без описания его работы и технических эффектов. Последовательность описания устройства желательно приблизить к последовательности приведения отличительных признаков формулы изобретения с сохранением ее терминологии. Объем этого раздела в 3–4 раза может превышать объем формулы изобретения. Графические материалы выполняются на отдельных листах, сверху указывается название изобретения, а снизу – номер фигуры. На первой фигуре желательно изобразить устройство в общем виде, а на последующих его детальное раскрытие. Каждый изображенный элемент должен иметь обозначение. Нумерация на фигурах сквозная. Листы графических материалов не нумеруются и прикладываются после формулы изобретения).

Устройство работает следующим образом…………………..

(В этом четвертом разделе текста описывается только работа устройства без описания конструкции и технических эффектов. Обязательно сохранение терминологии и ссылки на позиции чертежей. Объем этого раздела может быть примерно в два раза меньше объема третьего раздела).

Выполнение…………………. повышает надежность работы устройства.

Снабжение…………………. повышает надежность работы устройства.

Использование…………………. повышает надежность работы устройства и уменьшает погрешность измерения.

Применение…………………. уменьшает погрешность измерения.

(В этом пятом разделе после каждого ключевого слова (выполнение, снабжение и т. д.) последовательно и дословно пишется либо один отличительный признак формулы изобретения, либо их группа и приводятся технические результаты от их использования согласно первому разделу).

ЛИТЕРАТУРА

1.

2.

3.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для………………………… содержащее основание и т. п.

…………………., отличающееся тем, что в него введены………………….

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено………………….

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит…………..

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него введены…………

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что основание выполнено в виде

(До слов «отличающееся» в п. 1 пишется то, что было в прототипе и используется в изобретении, а после них описываются признаки (отличительные), которых не было в прототипе. В зависимых пунктах формулы (2, 3, 4, 5) идут раскрытия п. 1 или его дополнения, но не его альтернативы. Работа устройства и технические эффекты в формуле не приводятся. Формулу представляют на отдельном листе(ах)).

РЕФЕРАТ

УСТРОЙСТВО для………………….

Изобретение относится к области………………….

Сущность изобретения заключается в том, что …………………. (здесь приводится формула изобретения в произвольном изложении).

Подобное выполнение повышает надежность работы устройства и снижает погрешность измерений.

(Реферат приводится на отдельном листе).

Примечания

1

Четвертая часть гражданского кодекса РФ об интеллектуальной собственности.

Оглавление

Предисловие автора

Введение

Сокращения, термины и определения

Глава 1 Исторические аспекты

Глава 2 Как создать простейшее изобретение и оформить на него заявку

Глава 3 Наноматериалы и способы их получения

3.1. Материалы, содержащие наночастицы

3.2. Углеродные нанотрубки

3.3. Графены

3.4. Жидкости с наноразмерными включениями

Глава 4 Использование традиционных технологий для получения наноэлементов

Глава 5 Обычные устройства с элементами нанотехнологий

Глава 6 Использование нанообъектов в высоких технологиях

Глава 7 Высокотехнологичные комплексы, объединяющие разные области знаний

Глава 8 Высокотехнологичные процессы для решения промежуточных задач в сложных комплексах

Глава 9 Основные блоки высокотехнологичных комплексов

Глава 10 Вспомогательные устройства высокотехнологичных комплексов

Глава 11 Высокотехнологичные устройства узкоспециального назначения

Глава 12 Создание зонтичного патента, объединение различных технических решений зонтичным и одновременно маскирующим патентом

Глава 13 Изобретения, основанные на открытиях

Глава 14 Общие подходы к патентованию высокотехнологичных решений

14.1. Когда и кому надо начинать оформление заявки на изобретение

14.2. Первые шаги

14.3. Классическая структура текста заявки на изобретение

14.4. Патентные исследования, проводимые в процессе подготовки заявки на изобретение

14.5. Режим рассмотрения заявки

14.6. Специфика ответов на запросы, возражений на отказы и патентных совещаний

Глава 15 Специализированные виды патентов

15.1. Блокирующие патенты

15.2. Деблокирующие патенты

15.3. Дезориентирующие или дезинформирующие патенты

15.4. Досаждающие патенты (мертвые)

15.5. Зонтичные патенты

15.6. Зингеровские патенты

15.7. Маскирующие патенты

15.8. Пионерские патенты

15.9. Провокационные патенты

15.10. Рекламные патенты

15.11. Адаптационные патенты

15.12. Тендерные патенты

15.13. Отчетные патенты

Глава 16 Подготовка первичных материалов заявки для зарубежного патентования

Глава 17 Зарубежный опыт ведения бизнеса в области интеллектуальной собственности на примере IBM

Заключение

Приложения

Приложение 1 Управление процессом патентования

Приложение 2 Форма соглашения о размере вознаграждения за получение и использование патентов

Приложение 3 Перечень классифицированных областей нанотехнологии

Приложение 4 Некоторые документы патентного законодательства СССР с краткими комментариями

Приложение 5 Пример составления заявки на способ

Приложение 6 Пример составления заявки на устройство Fueled by Johannes Gensfleisch zur Laden zum Gutenberg