美国替换发明的创造性审查标准

美国替换发明的创造性审查标准

郑金

南方电网科学研究院有限责任公司 510600

摘要：本文通过对中美两国专利创造性判断进行对比，发现 “替换发明”是美局在判断显而易见性时经常使用的一个原则，我国审查指南中也有类似判断原则。本文进一步对替换发明开展重点分析，通过解析替换发明显而易见性的判断步骤，替换发明判断过程中的两个重要判断因素和需要注意的两个方面，对中美两国替换发明的原则进行了全面分析。

关键词:创造性，显而易见性，替换发明

1.引言在专利申请、撰写、审查、复审、无效以及诉讼各个环节中，都不可避免的要对发明是否具备创造性进行判断。目前创造性的判断并不存在一种能用天平或标尺衡量的客观标准,相反,对其判断存在很大的主观随意性和不确定性。众所周知，创造性审查标准的适用对促进创新和产业发展有重要的导向作用，创造性标准高有利于创新能力强的企业获得专利权，有利于维护创新能力强的企业的市场地位，有利于在创新能力强的企业之间形成良性竞争，但增大了创新水平低的企业获得专利权的难度；创造性标准低有利于创新水平低的企业取得专利权，容易形成你中有我我中有你的交叉许可局面，有利于后发展企业取得生存空间，但会降低专利质量，损害公众利益，阻碍科技发展。因此创造性审查标准的评判尺度一直是各国专利审查实践中的难点和争议点。由于技术、经济、知识产权立法和司法实践成熟度、文化等多方面的发展差异与不均衡[1]，各国都形成了自己一套各具特色的“创造性要素认定”和“显而易见性”的判断方法。

2007年4月30日美国最高法院对KSR[2]案做出得终审判决，增加了除TSM标准外与之并行的其他六种推导显而易见的原则，并体现在在美国专利审查操作手册（MPEP）中，为创造性判断提供更为科学的依据，本文分析了美局创造性评判标准，关注美局显而易见性的适用情形，希望美局对显而易见性的考虑因素和角度为完善我国创造性审查标准提供启示和借鉴。

2.美国创造性评判标准

美国创造性评判主要分为两部分 ，一部分是Graham事实调查(Graham Factual Inquiries)，另一部分是显而易见性初步证据的法律概念（Legal  Concept  of  Prima  Facie Obviousness）。

2.1 Graham 事实调查  

根据1966 年Graham 案 ，USPTO制定了Graham 事实调查，需考虑以下 Graham 因素(Graham Factors)：

1、确定现有技术的范围和内容；

2、确定权利要求所请求保护的发明与现有技术之间的区别；

3、确定本领域普通技术人员的水平 ；

4、显而易见性的辅助性判断因素，包括商业成功、长期存在但尚未解决的需求、他人的失败、以及预料不到的效果。

2.2显而易见性初步证据的法律概念

KSR案中最高法院指出，支持35 U.S.C. 103拒绝意见的分析应该是明确的，对显而易见性的拒绝不能仅通过结论性陈述来支持，必须用合理、清晰的推理来支持显而易见性的法律结论，可支持显而易见性结论的典型判定适用以下七种判断原则 （rationale）：

1、根据已知方法组合（combining）现有技术要素以产生可预期的效果；

2、简单用已知要素替代另一种要素以获得可预期的效果；

3、利用已知的技术以同样的方式改进类似的设备（方法或产品）；

4、将已知技术应用于准备改进的已知设备（方法或产品），以产生可预期的效果；

5、“显然可以尝试”——从数量有限的、确定的、可预测的解决方案中进行选择，并能合理地预期其成功；

6、基于设计激励或其它市场因素，在一个领域中的已知工作可以促使对其作出改变，以用于相同或不同的领域，前提是这种改变对本领域普通技术人员来说是可预期的；

7、现有技术中的一些教导、启示或动机可能会导致本领域普通技术人员改造现有技术参考文献或将现有技术参考文献的教导结合起来，从而实现本发明。

2.3中美创造性评判方法比较

     首先，创造性定义方面

我国对创造性[3]的要求是：发明与现有技术相比具有“突出的实质性特点”和“显著的进步”；而美局对创造性的要求仅在于发明是否显而易见的判断。从直观来看，我国对创造性的判断比美国多一个判断内容，但在我国的审查实践中，通常发明都能够满足“显著的进步”的要求，在评判发明创造性时着重进行“突出的实质性点”的判断，也就是显而易见性的判断。综上可知，虽然两国在创造性定义的文字表述方面有所不同，但实质上都进行“显而易见性”的判断。

     其次，创造性评判步骤方面

美局与我局创造性评判步骤的比对如下表1所示：

               表1  中美创造性评判步骤对比

通过表1可以获知，美局与我国的创造性评判过程既有相同之处，也存在一定的区别。

相同之处在于：两个国家在创造性评判时，都需进行，（1）确定最接近的现有技术；（2）确定请求发明与现有技术之间的差异；（3）判断要求保护的发明与本领域普通技术人员是否显而易见。

不同之处在于：（1）我局需要判断发明实际解决的技术问题，而美局则不需要进行判断；（2）二个国家对本领域普通技术人员的能力定义也太相同。我局认为本领域普通技术人员[4]知晓申请日或优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，但他不具有创造力。然而美局认为本领域普通技术人员是一个具有普通创造力的人[5]，能够将多份专利的教导像智力拼图那样拼在一起，并且会进行推理和创新手段。（3）对于显而易见性的判断，美局具体给出了七条判断原则，审查员在审查实践中，一般基于此七条判断原则来进行评判。我国虽在审查指南[6]中给出几种不同类型发明（开拓性发明、组合发明、选择发明、转用发明、已知产品的新用途发明、要素变更的发明）的创造性判断，但在日常的审查实践中，大部分案件都使用三步法进行创造性评述，除非无法使用三步法评述，才会考虑组合发明和选择发明等的定义进行评述，但这些情况较少出现。

2008年美国联邦巡回上诉法院对Agrizap, Inc. v. Woodstream Corp.案[7]作出判决，认定Agrizap案是“一个基于简单替换的教科书式案例，请求保护的权利要求涉及根据已知方法来替换熟悉要素，产生可预测的结果，该权利要求对本领域普通技术人员而言是显而易见的。”笔者在审查实践中经常借鉴美国同族的审查意见，发现 “替换发明(substitution)（美局七条判断原则中的第二条判断原则）”是美局在判断显而易见性时经常使用的一个原则，我国的审查指南[8]中也给出要素替代（相当于美局的替换发明）的定义和判断原则，但在我国的审查实践中，主要使用三步法进行创造性的评判，使用要素替代发明进行创造性判断的情形相对较少。本文将重点分析替换发明，首先介绍替换发明显而易见性的判断步骤，接着介绍替换发明判断过程中的两个重要判断因素和需要注意的两个方面，最后对中美两局替换发明进行对比。

3.替换发明显而易见性的判断

MPEP未明确给出替换发明的定义。在审查实践中，美局的替换发明通常是指用一个已知要素简单替换另一要素，构成新的技术方案。

3.1替换发明的判断步骤

基于替换发明的判断原则来拒绝权利要求，审查员须首先进行Graham事实认定，然后进行显而易见性判断的法律适用，清楚阐述下列四个步骤：

（1）认定现有技术包含一种装置（方法、产品等），与所要求保护的装置不同之处在于，用另一些组件对其中的一些组件（步骤、元件等）进行了替换；

（2）认定替换的组件及其功能在本领域中是已知的；

（3）认定本领域普通技术人员能够用一种已知要素替换另一种，而这种替换的结果是可以预料的；（4）鉴于在审案件的事实，基于Graham事实调查的任何额外认定是必要的，以便解释显而易见性的结论。

3.2替换发明显而易见性的操作要点

通过对美局替换发明的案例进行分析和总结，笔者发现运用替换原则时需明确两个重要判断要件：

3.2.1.替换发明的核心要件是使用现有技术中的某一要素简单置换现有技术中的另一要素以获得可预知的结果

通常来说，使用本领域的一个已知要素替换另一个已知要素以得到本案的技术方案，该替换没有产生不可预料的效果，或该替换没有超出本领域普通技术人员的知识和技能，则该替换对本领域普通技术人员来说是显而易见的[9]。

2007年 Ex parte Catan案（US2002073416）请求保护一种消费电子设备，在互联网上认证信用卡（具有子账号额度）的授权用户时，需用户提供生物认证(bioauthentication)信息比如指纹、声纹或虹膜扫描，可通过类似指纹扫描仪的生物认证(bioauthentication)设备，连接到存储用户认证信息的处理器和存储器。

Nakano（US5845260）公开一种消费电子设备，该消费电子设备包括存储器，该存储器存储账户持有者的账户信息和子账号额度，远程认证时使用手工输入用户名密码。本案与Nakano的区别在于：认证的方式不同，本案使用生物认证，Nakano使用密码认证。

Harada（US 5721583）公开在消费电子设备（遥控器）上使用生物认证设备（指纹传感器）来提供生物认证信息（指纹），实现了认证的功能。

由于现有技术参考文献Nakano和Harada中明确公开了本案中的每个元素及其功能，请求保护的设备在现有技术领域是已知的，其仅仅通过一个已知元素替代另外一个已知元素，在本领域没有任何技术上的改进，这种替换获得了可预测的效果，因此本案是显而易见的。

3.2.2替换是类似功能的替换，进行替换的两个元素在方法或设备中执行的功能相同或相似[10]。

如将本申请比作一整块拼图的话，使用另一个元素（另一块拼图）对其中一个元素（一块拼图）进行替换，为保证整块拼图的完整性，用于替换的拼图需和被替换的拼图形状大小相似，也即二者实际执行的功能相同或相似。

2008年Agrizap案（US5949636）[11]请求保护一种固定的害虫控制装置（如图1所示），该装置采用电阻式电气开关，用于电死鼠类和囊地鼠等害虫，该装置设置在害虫可能出现的区域。AGRIZAP（US5269091）公开一种害虫控制装置（如图1所示），该装置采用机械压力开关。Dye（US4048746）公开一种啮齿动物杀虫剂（如图2所示），载体（10）具有由木材形成的细长主体并且在一端处设置有弯曲手柄，黄铜环安装在13和14处，从而成为触摸控制和高压电极。通过电子装置定位啮齿动物洞穴，并使用大地作为电接地在设定的时间使高电压流过啮齿动物身体。Madsen（US4200809）公开一种产生电击脉冲的装置（如图3所示），当外部负载（例如牛的身体）通过使两个电极交叉并产生电阻电流而接通电路时，该装置产生电荷。

利用动物的身体作为电阻开关来完成产生电荷的电路，已经是众所周知的技术，使用动物身体作为电阻开关的功能是接通和关闭电路，而现有技术AGRIZAP（US5269091）的机械压力开关的功能也是接通和关闭电路，二者实现的功能完全相同，正如联邦巡回法院所指出，“请求保护的权利要求只不过是用电阻式电气开关代替现有技术装置中的机械压力开关[12]”，并且这种替换的结果是可以预料的。

3.3替换发明需注意的两个方面

第一方面：替换要素的领域不局限于相关或相近领域，可以是不同技术领域，从被替换要素的功能出发寻找替换要素

KSR案的判决中声明，“现有技术既可以是申请人努力(endeavor)的技术领域，也可以与申请人关注的特定技术问题合理相关的技术领域”[13]。KSR案后，现有技术可以来自相同或者不同的技术领域，解决相同或者不同的技术问题，只要就待审查的发明所涉及的主题而言，从该发明整体考虑，该现有技术能符合逻辑地引起发明人的注意即可 。具体在替换时，替换要素的领域可以是与本申请相同或相似的领域，也可以是与本申请不同的领域[14]。2008年Agrizap案[15] 涉及采用电阻式电气开关的虫害控制装置， AGRIZAP公开使用机械压力开关的害虫控制装置，Dye和Madsen公开使用动物身体作为电阻开关，可使用Dye和Madsen中的动物身体作为电阻开关替换AGRIZAP中的机械压力开关，虽然Dye和Madsen并不属于虫害控制领域，但可用来替换。

当确定现有技术参考文献中的要素是否可被不同领域的要素替换时，必须要考虑发明所要解决的问题[16]。2007年ICON案[17] 是另一个可以帮助理解替换元素是不同技术领域的例子。ICON（US5676624）涉及具有可旋转至直立存放位置的可折叠踏面基座的跑步机，包括连接踏面基座和竖直结构之间的气弹簧，以帮助稳定地将踏面基座稳定地保持在存放位置（如图4所示）。

Damark公司的一款广告公开折叠跑步机，Teague（US4370766）公开一种可折叠到橱柜的床（如图5所示），其使用新型双动弹簧，当机械装置经过中间位置时，该双动弹簧可以逆转作用力，而不使用始终提供力推动床闭合的单动弹簧。

Teague涉及折叠床而不是跑步机的固定机构，其与本申请的跑步机属于不同的领域，Teague可与Damark结合的原因在于Teague所解决的问题与本申请实际解决的技术问题相同：基于Damark，本申请实际解决的技术问题是支撑结构的重量并提供稳定的静止位置；寻找的参考文献并不局限于“跑步机”领域，可以是其他领域，Teague案中的弹簧可稳定地保持踏面基座的位置，其与本申请解决的技术问题相同，因此，用Teague中的弹簧替换Damark中的折叠结构，从而得到本申请的技术方案是显而易见的。

     在阅读ICON案的判决过程中，笔者发现在判断解决技术问题是否相同时，法官更强调合乎逻辑的推理论证。法官认为，“一篇参考文献即使与本发明的努力领域（endeavor）不同，如果其所解决的问题与本申请相同，逻辑上可考虑该文献，并引用该文献以引起申请人的注意[18]”。法官在判例中强调，“熟悉的物品可能具有超出其主要目的的明显用途”。[19] 比如，当本发明请求保护用于便携式电脑的铰链和闩锁结构，在寻找现有技术参考文献时，我们会认为“外盖、铰链、闩锁、弹簧”也具有类似的连接两个部件的功能，其可以应用在“桌面电话号码簿、钢琴盖、厨柜、洗衣机柜、木制家具柜或用于存放盒式磁带的盒体和外盖[20]中”。

由此可见，在进行替换时，一般需要确定发明实际解决的技术问题，基于该实际解决的技术问题，去寻找解决技术问题相同的（功能相同或相似）、可进行替换的现有技术文献，该现有技术文献可是相同或相似领域，也可以是不同领域。

第二方面：不需要明确的教导—启示—动机

替换发明第三步判断中，“在许多情况下，本领域普通技术人员能把公开的多项专利像拼图一样拼在一起”[21] ，该步骤主要考察本领域普通技术人员是否可用现有技中的已知要素替换另一已知要素，相当于使用现有技术中的一块拼图去替换另外一块拼图。“就替代是显而易见的结论而言，无需存在用一种等同物代替另一种等同物的明确建议”[22]。现有技术是否存在对这些拼图进行替换的教导、启示或动机不是判断显而易见的必要条件。比如本发明为在POS机系统中使用触摸屏，现有技术A是在POS机系统中使用键盘，现有技术B是在大厦导航系统中使用触摸屏来浏览、输入和显示相关信息。使用现有技术B中的触摸屏来替换现有技术A中的键盘，对本领域普通技术人员来说是显而易见的，此时不需要明确的替换动机。

2007年Smith案[23]涉及用于装订书籍的口袋插入物，通过将基片和口袋纸粘合在一起以形成限定密封口袋的连续双层接缝。口袋（22）可使磁盘装在一本书里，嵌入口袋（1），纸张底页（10），封边（12），封皮洞（用于螺旋形装订）（9），纸张口袋页（20），附着边（21,23,24），活动边（22），粘合剂（31,33,34）。

Wyant（US5540513）公开一种在卡片（10）和突片产生板（11）之间形成的口袋（24），口袋朝向用于三环封面的孔（30），将突片产生板（11）结合到卡片（10）上，突片产生板（11）向内折叠以组成口袋。其没有公开本申请的没有公开粘合片材以形成连续的两层接缝。

Dick（US1495953）公开一种两褶衔接口构成的具有封闭端部（4,1）的口袋。

现有技术参考文献Wyant和Dick公开了本发明所要保护的每个要素；用Dick的连续两层接缝代替Wyant的折叠接缝只不过是用一种已知的元素简单替换另一种已知的元素，该替换不需要现有技术给出明确的教导、启示和动机，其对本领域普通技术人员来说是显而易见的。

此外，该案的判决中还强调显而易见性评述过程中合乎逻辑的推理，并具体给出了如何论述不存在相反教导的推理过程：（1）针对上诉请求人的争辩给出具体的现有技术事实；（2）根据现有技术公开的事实，查看现有技术事实中是否存在相反的教导；现有技术中是否明确规定公开的内容具有特定的功效或功能；（3）基于本领域普通技术人员的能力，得出相应的结论。

在Smith案 中，上诉请求人争辩现有技术参考文献Wyant和Dick存在相反教导，因此无法进行替换。法院认定Wyant和Dick不存在相反教导，且本领域技术人员在本发明被作出时显然可以用Dick中贴附到底部页（base sheet）上的独立口袋页（连续两层接缝）替换Wyant的折叠接缝，从而形成本发明的插袋。具体理由如下：（1）上诉人争辩用Dick的连续两层接缝代替Wyant的折叠接缝无法实现本发明的发明目的-即提供有选择地向外折叠的卡边的标签。法院发现，如Dick公开的，底部页和口袋页沿着周边的边缘贴附，那么在贴附的周围边缘附近，仍可以向回折叠成Wyant中公开的标签。（2）尽管Wyant公开的标签是由单片材料形成标签产生页和底部页，从而形成折叠线，但Wyant中并不要求或建议这是贴附标签的唯一方式；此外，现有技术中未提及标签具有特定的功效或功能，因此Wyant的折叠接缝并不存在相反教导。（3）法院在KSR案中指出“本领域技术人员也是有普通创造力的人，不是机器人”。对于拥有普通技能的人来说，只需要普通的创造力就能基于Wyant和Dick，使用Dick的连续两层接缝替换Wyant的折叠接缝，该替换的结果是可预期的，对本领域普通技术人员而言是显而易见的。

由此可见，美局在进行替换发明时，在满足替换发明的各项原则下，进行显而易见的评述时，还注重合乎逻辑的推理过程，使得申请人/上诉请求人更加信服审查结论。

4．中美替换发明比较

我国对要素替代发明（相当于替换发明）的定义为：已知产品或方法的某一要素由其他已知要素替代的发明[24]。在进行替换发明创造性的评判时需考虑：是否是相同功能的已知手段的等效替代，或者是为解决同一技术问题，用已知最新研制出的具有相同功能的材料替代公知产品中的相应材料，或者是用某一公知材料替代公知产品中的某材料，而这种公知材料的类似应用是已知的，其没有产生预料不到的技术效果。审查指南中还规定：如要素的替代能使发明产生预料不到的技术效果，则该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，具有创造性。

4.1两局的相同之处

两局的判断方法大致相同，一是两局都要求替换要素和被替换要素的功能相同；二是两局对技术效果的判断相同，美局要求对替换的结果可以预料，我局要求没有产生预料不到的技术效果，即结果可预期。

4.2两局的不同之处：

美局使用替换发明的前提是功能相同，但我局还提出了在解决的技术问题相同的情况下，但功能不同的材料的替代。

我局的审查指南规定除了“是否是相同功能的已知手段的等效替代”，还提出了“为解决同一技术问题，用某一公知材料替代公知产品中的某材料，而这种公知材料的类似应用是已知的”。例如，为了解决夏天太阳直射的情况下，汽车内部温度过高的问题，请求保护一种用于汽车前档风玻璃的布罩，在布上形成反光铝箔，通过反射阳光和热气来隔热。现有技术1公开了一种用于汽车前档风玻璃的隔热棉，使用具有一定厚度的热传导率低的隔热棉来隔热。本申请和现有技术1解决的技术问题都是降低车内温度升高速度的问题，本申请采用的表面具有反光铝箔的布，其功能是反射光和热气；现有技术1的隔热棉的功能是降低热传率，二者的功能不同。本领域的技术人员知悉表面具有铝箔的聚乙烯是常用的保温材料，在此启示下，本领域技术人员容易想到用表面具有铝箔的材料替换现有技术1中的隔热棉。

五．小结

KSR案后，美局创造性由教条、僵化的TSM转为灵活、开放、宽松的评判原则，与美局KSR案之前的判定方法，美局现行的创造性评判标准对发明的创新高度的要求更高，获得美国专利权的难度更大，在替换发明上，主要表现为：

一是替换要素的领域不局限于相关或相近领域，可以是不同技术领域，要从被替换要素实现的功能出发寻找替换要素，二是在进行替换时，现有技术参考文献不需要明确给出教导-启示-动机，法院明确表示，“教导-启示-动机的判断是灵活的，不必要有结合现有技术的明确教导。技术启示的来源可以有多种[25]，（1）来自对比文件本身，明确公开或隐含公开；（2）来自本领域的公知常识；（3）来自解决的问题性质，会使本领域普通技术人员寻找解决问题可能方案的文献。因此在美国，仅仅通过跨领域的拼凑和替换难以获得专利权，最高法院主张具有一定创造能力的本领域普通技术人员，更加灵活地判断创造性，这客观上提高了创造性的判断标准。

参考文献

[1]袁建中.美国最高法院 KSR 案对美国软件专利发展之影响[J]. 电子知识产权. 2009,(06):78-81.

[2]KSR International Co. v. Teleflex Inc., 550 U.S. 398, 415-421, 82 USPQ2d 1385,1395-97(2007).

[3]中国专利审查指南第二部分第四章第2节

[4]中国专利审查指南第二部分第四章第2.4节

[5]KSR Int’l Co. v. Teleflex Inc., 550 U.S. 398, 421, 82 USPQ2d 1385,1397(2007).

[6]中国专利审查指南第二部分第四章第4节

[7]Agrizap, Inc. v. Woodstream Corp. 520 F.3d 1337, 86 USPQ2d 1110 （Fed. Cir. 2008）

[8]中国专利审查指南第二部分第四章第4.6.2节

[9]Ex parte Smith, 83 U.S.P.Q.2d (BNA) 1509, 1516-17 (B.P.A.I. 2007).

[10]In re ICON Health & Fitness, Inc., 496 F.3d 1374, at 1380-81,83 USPQ2d at 1751.

[11]Agrizap, Inc. v. Woodstream Corp., 520 F.3d 1337, 86 USPQ2d 1110 （Fed. Cir. 2008）.

[12]Agrizap, Inc. v. Woodstream Corp., 520 F.3d 1337, at 1344, 86 USPQ2d at 1115.

[13]KSR, 550 U.S. at 417, 82 USPQ2d at 1396.

[14]In re ICON Health & Fitness, Inc., 496 F.3d 1374, 83 USPQ2d 1746 （Fed. Cir. 2007）.

[15]Agrizap, Inc. v. Woodstream Corp., at 1344,86 USPQ2d at 1115.

[16]In re ICON Health & Fitness, at 1378, 1380, 83 USPQ2d at 1749-50

[17]In re ICON Health & Fitness, Inc., 496 F.3d 1374 (Fed. Cir. 2007)

[18]In re Clay, 966 F.2d 656, 659 (Fed.Cir.1992).

[19]KSR Int'l Co. v. Teleflex, Inc., 550 U.S. 398, 127 S.Ct. 1727, 1742, 167 L.Ed.2d 705 (2007)

[20]Paulsen,30 F.3d at 1481–82

[21]KSR International Co. v. Teleflex Inc., 550 U.S. 398, 415-421, 82 USPQ2d 1385,1395-97(2007).

[22]In re Fout, 675 F.2d 197, 213 USPQ 532(CCPA 1982).at 301,213 USPQ at 536.

[23]Ex parte Smith, 83 USPQ2d 1509 （Bd. Pat. App. & Int.2007）

[24]中国审查指南第二部分第四章第4.6.2节

[25]DyStar Textilfarben GmbH & Co. Deutschland KG v. C.H. Patrick Co., at 1366,80 USPQ2d at 1649.

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