【事件の表示】
　特願２００９−２７０６２４「熱音響装置」拒絶査定不服審判事件〔平成２２年　６月１７日出願公開、特開２０１０−１３６３６８〕について、次のとおり審決する。
【結　論】
　本件審判の請求は、成り立たない。
【理　由】
第１　手続の経緯
　本願は、平成２１年１１月２７日（パリ条約による優先権主張２００８年１２月５日、中華人民共和国）の出願であって、平成２３年１２月６日付けで拒絶理由が通知され、平成２４年３月９日付けで手続補正されたが、同年７月２日付けで拒絶査定がなされ、これに対し、同年１０月１９日に拒絶査定不服の審判が請求されたものである。
　
第２　本願発明
　特許請求の範囲の請求項１に係る発明（以下、「本願発明」という。）は、平成２４年３月９日付けで手続補正された特許請求の範囲、明細書及び図面の記載からみて、特許請求の範囲の請求項１に記載された以下のとおりのものと認める。
　
　「信号発生装置と、カーボンナノチューブ構造体を含む音波発生器と、を含み、
　前記カーボンナノチューブ構造体の少なくとも一部は液体媒体と接触し、
　前記カーボンナノチューブ構造体により、前記信号発生装置からの信号を熱に転換させ、
　前記液体媒体の密度を変換させて、音を発生させることを特徴とする熱音響装置。」
　
第３　引用発明
　原審の拒絶理由に引用されたLin Xiao（他１０名），NANO LETTERS, Flexible , Stretchable, Transparent Carbon Nanotube Thin Film Loudspeakers, 米国, American Chemical Society, ２００８年９月３０日, Vol.8, No.12, p.4539-4545（以下、「引用例」という。）には、図面とともに、以下の事項が記載されている。
　
イ．「ABSTRACT
 We found that very thin carbon nanotube films, once fed by sound frequency electric currents, could emit loud sounds. This phenomenon could be attributed to a thermoacoustic effect. The ultra small heat capacity per unit area of carbon nanotube thin films leads to a wide frequency response range and a high sound pressure level. On the basis of this finding, we made practical carbon nanotube thin film loudspeakers, which possess the merits of nanometer thickness and are transparent, flexible, stretchable, and magnet-free. Such a single-element thin film loudspeaker can be tailored into any shape and size, freestanding or on any insulating surfaces, which could open up new applications of and approaches to manufacturing loudspeakers and other acoustic devices.
　
Most of the loudspeakers used today consist at least of a cone, a voice coil attached to the apex of the cone, a permanent magnet fixed to the loudspeaker's frame, and an enclosure. By applying an audio current waveform to the voice coil, an audio frequency movement of the cone is produced due to the magnetic interaction between the voice coil and the magnet, thus reproducing the sound pressure waves. Recently we found that just a piece of carbon nanotube (CNT) thin film could be a practical magnet-free loudspeaker simply by applying an audio frequency current through it This CNT thin film loudspeaker can generate sound with wide frequency range, high sound pressure level (SPL), and low total harmonic distortion (THD). The nanothickness CNT thin films we used are flexible, stretch-able, and transparent and can be tailored into many shapes and sizes, freestanding or placed on a variety of rigid or flexible insulating surfaces. Furthermore, the CNT thin film loudspeaker has a very simple structure, without magnets and moving parts. Such a single-element thin film loud-speaker might open up new applications of and approaches to manufacturing loudspeakers and other acoustic devices.
　The CNT thin film can be directly drawn out from CNT arrays.1-6 Here we use superaligned CNT arrays on a 4 in. wafer to draw out continuous CNT thin films up to 10 cm wide (Figure la).4-6 The CNT thin film is composed of CNTs around 10 nm in diameter, which are sparsely parallel-aligned in the drawing direction (Figure 1b). It is tens of nanometers thick, extremely lightweight (typical mass per unit area is 1.5 1μg/cm2), transparent (78% at 550 nm for a single-layer CNT thin film), and conductive (typical sheet resistance is around 1 kΩper square for a single-layer CNT thin film). The ac impedance of a CNT thin film is pure resistance and shows no frequency dependence within 1 MHz. (See Supporting Information Figure S1.)
　The as-drawn CNT thin film was directly put on two electrodes, forming a simple loudspeaker, as shown in Figure 1a. Several CNT thin films can be put together to make a large area loudspeaker. Figure 1c shows an A4 paper size loudspeaker. Furthermore, the CNT thin films can be tailored into some arbitrary shapes or put on some arbitrarily curved surfaces to make loudspeakers with special functions. Figure 1d shows the cylindrical cage-like CNT thin film loud-speaker, which can emit sound in all directions. Simply by applying a sinusoidal voltage across the two electrodes, one can hear clear and loud tones emitted from the CNT thin film.
　Since our CNT thin film loudspeakers can produce, sounds as loud as a commercial voice-coil loudspeaker, their audio performances can be directly tested by using a conventional audio analyzer. As shown in Figure 2a, we embedded the CNT thin film loudspeakers (dimensions 3 cm by 3 cm) in the central hole of a baffle plate. A sheet of sound absorption material was placed at the rear side of the loudspeaker to avoid reflection interference. A microphone (BK, model 4939) was put in front of the loudspeaker. The distance between the loudspeaker and microphone is 5 cm. The frequency response was measured by an audio analyzer (Audio Precision 2722).
　We have made two kinds of CNT thin film loudspeakers for testing, i.e., one-layer and four-layer loudspeakers. The one-layer speaker was made by putting one CNT thin film on two electrodes. By stacking four layers of CNT thin films on the electrodes, we made the four-layer loudspeakers. It is easy to understand that the sheet resistance of the four-layer CNT loudspeaker is 4 times smaller than that of one-layer CNT loudspeaker.
　Figure 2b shows the SPL versus frequency for one-layer (red) and four-layer  (blue) CNT loudspeakers with the same input voltage (50 Vrms). Their input powers are 3 and 12 W, respectively. From Figure 2b, we can see that the SPL increases with increasing frequency. If we do linear fitting for the SPL curves, the result is SPL ∝f 0.7-0.8, in which f is the frequency. The total harmonic distortion is extremely small except for the low-frequency end, where the environ-ment noise is severe. It is also found that the sound pressure is proportional to the input power, as is shown in Figure 2c. The more the power input, the higher the output sound pressure level. We have tested the maximum input power densities of our CNT loudspeakers, 5 x 10 4 W/m2 for one-layer and 1 x 10 5 W/m2 for four-layer CNT loudspeakers. Since there is no limitation on their size, CNT loudspeakers with huge loudness can be practically realized.」（４５３９頁１０行〜４５４０頁右欄３行）
　
訳文（イ．）「概要
　非常に薄いカーボンナノチューブの膜に可聴周波数の電流を流すと、大きな音を発生させることができることを発見した。この現象は熱音響効果によるものと考えられる。カーボンナノチューブ薄膜の単位面積当たりの熱容量が非常に小さいため、広い範囲の周波数応答および高い音圧レベルになった。この発見に基づき、実用的なカーボンナノチューブ薄膜スピーカーを製作したところ、このスピーカーは、ナノメートルの厚さの利点を持ち、透明で、柔軟性に富み、引き伸ばし可能で、磁石が不要であった。自立させるか、または遮断材表面に貼り付けて、このような単一要素の薄膜スピーカーを任意の形状および大きさにすることができ、スピーカーその他の音響装置の新たな用途および製作方法が開拓される可能性がある。
　
現在使用されているほとんどのスピーカーは最低でも、コーン、コーンの頂点に取り付けられるボイスコイル、スピーカーのフレームに固定される永久磁石およびエンクロージャーから構成されている。ボイスコイルに音声の電流波形を印加すると、ボイスコイルと磁石の間の磁気相互作用によって可聴周波数のコーンの運動が生み出されるので、音圧波形が復元される。単に可聴周波数の電流を流すことによって、たった1枚のカーボンナノチューブ(CNT)の薄膜が、実用的で磁石が不要なスピーカーになることを最近発見した。このCNT薄膜スピーカーは、広い周波数の範囲、高い音圧レベルおよび小さな高調波歪(THD)音を発生することができる。使用したナノスケール厚みのCNT薄膜は、柔軟性があり、引き伸ばすことができ、透明であり、自立しているかまたは様々の硬軟いずれかの遮断材表面に貼り付けて、多様な形状および寸法に仕上げることができる。更に、CNT薄膜スピーカーは、磁石および可動部分が無く、構造が非常に簡単である。この様な単一要素の薄膜スピーカーにより、スピーカーその他の音響装置の新たな用途および製作方法が開拓される可能性がある。
　CNTアレイから直接CNT薄膜を引き伸ばすことができる1-6。ここでは4インチウエハ上の超配向CNTアレイを使用して、最大幅10cmの連続CNT薄膜に引き伸ばした(図1a)4-6。CNT薄膜は直径約10nmのCNTから構成され、低密度で延伸方向に平行に整列している(図1b)。厚さが数十ナノメートル、超軽量(代表的な単位面積当り質量は1.5μg/cm2)、透明(単層CNT薄膜について、550nmで78%)であり、伝導性(代表的なシート抵抗は単層CNT薄膜について平方当り約1kΩ)を有している。CNT薄膜の交流抵抗は1MHz以下で純粋な抵抗になり、周波数依存性が見られない(サポート情報の図S1 を参照)。
　図1aに示す通り、引き伸ばしたCNT薄膜を直接2個の電極に貼り付け、シンプルなスピーカーを作った。数枚のCNT薄膜をまとめて、大面積のスピーカーを製作することができる。図1cにA4用紙サイズのスピーカーを示す。更に、CNT薄膜を任意の形状にするか、任意の曲面に貼り付けて、特別な機能のスピーカーを製作することができる。図1dに円柱籠状のCNT薄膜スピーカーを示しており、全方向に音を出すことができる。2個の電極に正弦波の電圧を印加するだけで、CNT薄膜から流れ出る明瞭で大きな音を聞くことができる。
　CNT薄膜スピーカーは、市販のボイスコイルスピーカーと同じ大きさの音を出すことができるので、通常のオーディオアナライザーを使用して、オーディオ性能を直接試験することができる。図2aに示す通り、CNT薄膜スピーカー(寸法3cm×3cm)をバッフル板の中央の穴に入れた。反射波の干渉を防止するために、スピーカーの背後に1枚の吸音材を設置した。マイクロホン(BK社製4939型)をスピーカーの前面に置いた。スピーカーとマイクロホンの間の距離は5cmである。オーディオアナライザー(Audio Precision 2722)によって周波数応答を計測した。
　試験用に2種類のCNT薄膜スピーカー、即ち1層および4層のスピーカーを製作した。1枚のCNT薄膜を2個の電極に貼り付けることによって１層スピーカーを製作した。4層のCNT薄膜を電極に積み重ねることによって、4層スピーカーを製作した。4層CNTスピーカーのシート抵抗が1層CNTスピーカーの4分の1になることは簡単に分かる。
　図2bに同じ入力電圧 (50Vrms) での周波数に対する1層スピーカー(赤色)および4層スピーカー(青色)のSPLを示す。入力は各々、3Wおよび12Wである。図2bから、SPLは、周波数の上昇とともに、上昇することが分かる。SPL曲線に線形フィッティングを行うと、結果は、周波数をfとすると、SPL=f0.7-0.8になる。全高調波歪率は、環境騒音が大きい低周波数端部を除いて、非常に小さい。図2cに示す通り、音圧が入力に比例することも発見した。入力が大きいほど、出力音圧レベルが高くなる。CNTスピーカーの最大入力密度を試験したところ、1層CNTスピーカーについては5×104W/m2および4層CNTスピーカーについては1×105W/m2であった。CNTスピーカーの大きさには制限が無いので、大音量のCNTスピーカーを実際に実現することができる。」
　
ロ．「Despite the excellent properties and versatile applications of the CNT thin film loudspeakers, we have to clarify the sound generation mechanism. The first idea that occured to us is that the vibration of the thin film results in the sound generation. We have tried to use a laser vibrometer (Polytech PSV 300-F) to measure the vibration of the thin film, but failed to detect any vibration. Also we found that if our thin film was partially broken or put on some clothes, it can still generate proper sounds, which is impossible for a vibrating film. All these results indicate that the CNT thin film does not move during sound generation.
　As is well known, sound is a pressure wave, and sound propagation is an adiabatic process. Thus pressure oscillation is always accompanied by temperature oscillation. On the other side, if we can excite a temperature oscillation, a pressure wave will also be excited. Such an acoustic effect induced by temperature oscillation is called the thermoa-coustic effect, which has been studied for more than 200 years9 and led to the inventions of thermoacoustic engines and refrigerators in recent years.10　
　In case of the CNT thin film loudspeaker, the sound generation mechanism can be understood with the aid of a thermoacoustic picture. The alternating current periodically heated the CNT thin films, resulting in a temperature oscillation. The temperature oscillation of the thin film excites the pressure oscillation in the surrounding air, resulting in the sound generation (see the flash Movie S4). In this process, it is the thermal expansion and contraction of the air in the vicinity of the thin film that produces sound, not the mechanical movement of the thin film itself.
　A direct consequence of this thermoacoustic mechanism is that the frequency of the output doubles that of the input. For an alternating current passing through, the CNT thin film will be heated during both positive and negative half-cycles, resulting in a double frequency temperature oscillation, as well as a double frequency sound pressure. Our experimental results shown in Figure 2d obviously agree well with this conclusion, thus providing support for the themoacoustic mechanism.」（４５４２頁右欄７〜４５行）
　
訳文（ロ．）「CNT薄膜スピーカーには優れた特性および多彩な用途があるが、音響生成機構を明らかにする必要がある。最初に浮かんだアイデアは、薄膜の振動により音が生成されることである。レーザ振動計(Polytech社製PSV 300-F)を使用して、薄膜の振動の計測を試みたが、振動を検知することができなかった。また、薄膜の一部が破損するか、布に貼り付けられていても、適切に音を生成することができ、振動膜では不可能である。これらの結果は全て、音の生成の間、CNT薄膜が運動していないことを示す。
　よく知られているように、音は圧力波であり、音の伝搬は断熱過程である。従って、圧力の変動には常に温度の変動が付随している。逆に、温度の変動を引き起こすことができるなら、圧力波を引き起こすこともできる。この様な温度の変動によって引き起こされる音響効果は、「熱音響効果」と呼ばれて、200年以上に亘って研究されており9、最近では熱音響機関および熱音響冷凍機が発明された10。
　CNT薄膜スピーカーの場合、熱音響の描像の助けを借りて、音響発生機構を理解することができる。交流電流によって周期的にCNT薄膜を加熱すると、温度が変動する。薄膜の温度が変動することによって、周囲の空気に圧力の変動が励起され、音が発生する（FlashムービーのS4を参照）。この過程において、音が発生するのは、薄膜近傍の空気の熱的な膨張および収縮によるものであり、薄膜自体の機械的運動によるものではない。
　この熱音響機構の直接の帰結は、出力の周波数が入力の2倍になることである。通過する交流電流に対して、正および負の両方の半周期においてCNT薄膜は加熱され、温度の変動の周波数が2倍になり、音圧の周波数が2倍になる。図2dに示す実験結果は明らかにこの結論とよく一致し、熱音響機構を支持している。」　
　
　上記引用例の記載及び図面並びにこの分野における技術常識を考慮すると、上記イ．における「図1aに示す通り、引き伸ばしたCNT薄膜を直接2個の電極に貼り付け、シンプルなスピーカーを作った。」との記載、及び図1aによれば、スピーカは、CNT薄膜を備えている。そして、同イ．における「2個の電極に正弦波の電圧を印加する」との記載によれば、正弦波の電圧を印加する手段を備えているということができる。
　また、上記ロ．における「CNT薄膜スピーカーの場合、熱音響の描像の助けを借りて、音響発生機構を理解することができる。交流電流によって周期的にCNT薄膜を加熱すると、温度が変動する。薄膜の温度が変動することによって、周囲の空気に圧力の変動が励起され、音が発生する。」との記載によれば、スピーカは、CNT薄膜により、前述の正弦波の電圧を印加する手段からの電流を熱に転換させ、空気の圧力を変動させて、音を発生させることが読み取れる。ここで、CNT薄膜は、空気と接触していることは自明である。
　
　したがって、引用例には以下の発明（以下、「引用発明」という。）が記載されているものと認められる。
　
　「正弦波の電圧を印加する手段、CNT薄膜と、を含み、
　前記CNT薄膜は空気と接触し、
　前記CNT薄膜により、前記正弦波の電圧を印加する手段からの電流を熱に転換させ、
　前記空気の圧力を変動させて、音を発生させるスピーカ。」
　
第４　対比
　本願発明と引用発明とを対比する。
ａ．引用発明の「正弦波の電圧を印加する手段」は、本願発明の「信号発生装置」に相当する。
ｂ．引用発明の「CNT薄膜」は、「カーボナノチューブ構造体」に含まれ、音を発生させる装置であるから、これを音波発生器ということができる。
ｃ．引用発明の「空気」と、本願発明の「液体媒体」とは、いずれも、「特定の媒体」という点で一致する。
ｄ．引用発明の「前記正弦波の電圧を印加する手段からの電流を熱に転換させ、前記空気の圧力を変動させて、音を発生させる」は、「電流」は「信号」といえ、「圧力」の変動は波動として伝わり媒体の「密度」の変動を引き起こすものである。そして、上記ａ．及びｃ．の対比を考慮すると、「前記信号発生装置からの信号を熱に転換させ、前記特定の媒体の密度を変換させて、音を発生させる」ということができる。
ｅ．引用発明の「スピーカ」は、上記ｄ．の対比を考慮すれば、「熱音響装置」ということができる。
　
　したがって、本願発明と引用発明は、以下の点で一致ないし相違する。
　
＜一致点＞
　「信号発生装置と、カーボンナノチューブ構造体を含む音波発生器と、を含み、
　前記カーボンナノチューブ構造体の少なくとも一部は特定の媒体と接触し、
　前記カーボンナノチューブ構造体により、前記信号発生装置からの信号を熱に転換させ、
　前記特定の媒体の密度を変換させて、音を発生させる熱音響装置。」
　
＜相違点＞
　「特定の媒体」に関し、
　本願発明は、「液体」であるのに対し、引用発明は、「空気」である点。
　
第５　判断
　そこで、上記相違点について検討する。
　媒体中に音が発生する原理は媒体中に密度変化による粗密波を生じさせることにある。このことは、媒体が空気あるいは液体に依らないことは技術常識である。
　そして、音響装置の技術分野において、液体媒体に密度変化を生じさせるスピーカ（音響装置）を液体媒体中に設けることは、例えば、原審の拒絶理由に引用された実願平３−４０８６４号（実開平４−１２６４８９号）のマイクロフィルム（段落【０００６】、【０００７】、図１）、特開平１−２５５３９８号公報（２頁右下欄９行〜３頁左上欄１６行、第１図）、特開昭４９−２４６９３号公報（１頁右下欄１０行〜２頁左上欄１１行、図面）に開示されるように本願優先日前周知である。
　そうすると、引用発明は、熱音響装置のように熱により密度変化を生じ音を発生する原理としても、密度変化により粗密波を生じさせる以上、上記周知技術に接した当業者であれば、引用発明の「空気」に換え、「液体」媒体を採用することは、格別の創意工夫を要することなく容易になし得ることである。
　
　そして、本願発明の作用効果も、引用発明及び周知技術から当業者が容易に予測できる範囲のものである。
　
第６　むすび
　以上のとおり、本願発明は、引用発明及び周知技術に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができない。
　
　よって、結論のとおり審決する。