【事件の表示】
　特許第２５４７８２６号「マルチモ―ド半導体レ―ザを使用する干渉計測装置」の請求項１ないし３に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２５４７８２６号の請求項１ないし３に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯、本件発明
　本件特許２５４７８２６号の出願は、昭和６３年１０月１９日に出願したものであって、平成８年８月８日に設定登録され、その後、その特許について特許異議申立人ソニー・プレシジョン・テクノロジー株式会社より特許異議の申し立てがなされたものである。平成９年１０月７日付けで取消理由通知がなされ、平成９年１２月２４日付けで特許異議意見書が提出され、そして平成１２年３月１３日付けで取消理由通知が手交によりなされ、平成１２年３月１７日付けで訂正請求書が提出された。
　
２．訂正の適否についての判断
２−１．訂正事項
ａ．明細書８頁１４〜１５行（特許公報４欄４５〜４７行）の「発振スペクトルの比強度０．０５以上の包絡線の半値幅をｈ（ｎｍ）」を「発振スペクトルの比強度０．０５以上の包絡線の幅をｈ（ｎｍ）」と訂正する。
ｂ．明細書８頁２０行（特許公報５欄１行）の「（２）ｎ≦６」を「（２）ｈ≦６」と訂正する。
ｃ．明細書１１頁９〜１０行（特許公報５欄４５行）の「モード間間隔ρ＝０．３ｎｍ」を「モード間間隔Ｐ＝０．３ｎｍ」と訂正する。
ｄ．図面第１図（Ａ）を請求書に添付の第１図（Ａ）の通り訂正する。即ち
（１）第１図（Ａ）の△λの引出線が各モードの半値幅を示す位置からずれていたのを、正しく各モードの半値幅を示す位置に訂正する。
（２）第１図（Ａ）のモード間隔を示す記号が「ｐ」とされていたのを、「Ｐ」と訂正する。
　
２−２．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
（１）上記訂正事項ａは、ｈ（ｎｍ）で示されるものが発振スペクトルの比強度０．０５以上の包絡線の幅であるところ、「包絡線の半値幅」と誤って記載されていたのを訂正したものであって、その根拠となる記載は出願当初明細書１６頁１７〜１８行に記載されている事項であるから、願書に添付した明細書及び図面の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡大し又は変更するものでもない。
（２）上記訂正事項ｂは、（２）の条件式中「ｈ≦６」を「ｎ≦６」と誤って記載していたのを訂正したものであって、その根拠となる記載は出願当初明細書１４頁４行に記載されている事項であるから、願書に添付した明細書及び図面の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡大し又は変更するものでもない。
（３）上記訂正事項ｃは、モード間間隔を表す符号「Ｐ」を「ρ」と誤って記載していたのを訂正したものであって、その根拠となる記載は出願当初明細書第１６頁１５行目の記載に記載されている事項であるから、願書に添付した明細書及び図面の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡大し又は変更するものでもない。
（４）上記訂正事項ｄは、第１図（Ａ）において、
（イ）各モードの半値幅△λを示す引出線が、各モードの半値幅を示す位置からずれていた点、及び
（２）モード間隔を示す記号「Ｐ」が「ｐ」と誤記されていた点、
を訂正したものであって、その根拠となる記載は出願当初明細書１６頁１５〜１６行に記載されている事項であるから、願書に添付した明細書及び図面の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡大し又は変更するものでもない。
　
２−３．独立特許要件の判断
（１）訂正後の発明
　訂正後の請求項に係る発明は、請求項１ないし３に記載された次のとおりのものである。
「【請求項１】マルチモード半導体レーザから射出するレーザ光を回折格子に指向し、該回折格子から生じる回折光を用いて干渉を発生し、該干渉を計測する干渉計測装置において、前記半導体レーザの分光スペクトルが、比強度０．０５以上の縦モードの数を５本以上に設定し、且つ各縦モードの頂点を結ぶ包絡線の、比強度０．０５における幅が６ｎｍ以下になるように設定したことを特徴とするマルチモード半導体レーザを使用する干渉計測装置。
【請求項２】前記回折格子が前記レーザ光に対して相対的に移動し、前記干渉を光電変換手段により光電変換することで前記回折格子の変位を計測することを特徴とする請求項第（１）項記載のマルチモード半導体レーザを使用する干渉計測装置。
【請求項３】前記縦モードの半値幅が０．０３ｎｍ以上であることを特徴とする請求項第（１）項記載のマルチモード半導体レーザを使用する干渉計測装置。」
　
（２）取消理由通知
　取消理由の内容は以下のとおりである。
（平成９年１０月７日付け取消理由通知書）
　本件特許第２５４７８２６号の請求項１に係る発明は、本件特許に対してソニー・プレシジョン・テクノロジー株式会社が提出した特許異議申立書の第１０頁第１７行目乃至第１２頁第１０行目、同第１２頁第１８行目乃至第２３行目の「更に、この限定外・・・であると思料いたします。」、及び同第２５行目乃至第２７行目に記載した理由により、請求項１に記載された数値限定の臨界的意義が不明瞭である。
　よって、本件請求項１に係る特許は、特許法第３６条第３項及び第４項の規定する要件を満たしていない出願に対して特許されたものである。
（平成１２年３月１３日付け取消理由通知書）
　本件出願は、明細書及び図面の記載が下記の点で不備のため、特許法第３６条第４項に規定する要件を満たしていない。
１．明細書に「発振スペクトルの比強度０．０５以上の包絡線の半値幅をｈ（ｎｍ）」（特許公報４欄４５〜４７行）と記載されているが、第１図（Ａ）のｈは半値幅を示していないので、ｈの示すものが不明である。
２．明細書に「（２）ｎ≦６」（特許公報５欄１行）と記載されているが、ｎの示すものが不明である。
３．明細書の「モード間間隔ｐ＝０．３ｎｍ」（特許公報５欄４５行）との記載と、「各縦モード間の間隔Ｐ［ｎｍ］」（特許公報４欄４８行）との記載が矛盾する。
　
（３）判断
（平成９年１０月７日付け取消理由通知書について）
ｉ) 取消理由通知の要点
　平成９年１０月７日付け取消理由通知の要点は以下のとおりである。
ａ．請求項１に記載の「縦モードが５本以上」との限定がいかなる根拠に基づいて導出されたものであるのか不明であるから、数値限定の臨界的意義が十分に説明されておらず、数値限定した発明というには不備がある。
ｂ．請求項１に記載の「包絡線の幅が６ｎｍ以下」との限定に関して、可干渉距離を最低限１００μｍに設定して説明しているが、数値限定の臨界的意義が十分に説明されておらず、数値限定した発明というには不備がある。
　上記ｂに関連して、次の不備がある。
ｂ−１．　波長やｐ（モード間隔）が変化すれば当然異なるから、「包絡線の幅が６ｎｍ以下」は波長７８０ｎｍでモード間隔０．３ｎｍのものに限定されるべきで、数値限定が不備である。
ｂ−２．　６ｎｍと１２ｎｍだけを根拠に、下限６ｎｍを数値限定することは許容されるべきでない。
　
ｉｉ）判断
ａについて
　「縦モードが５本以上」の限定の意義については、本件特許公報３頁３欄４行〜１０行に次の記載がある。
「半導体レーザ１の発振モード数が少なくなり、Ｎの値が４本以下になると、１つ若しくは２つの縦モードが干渉作用に対して支配的になるため、装置の環境温度が変動すると発振波長の代表値λ０が離散的に変化（モードホイツプ）する。従って（１）式に示すようにＮ≧５とすることにより環境温度の変動に強い装置とすることができる。」
　これによれば、マルチモード半導体レーザにおいては、モード本数の多い場合は全体としての波長変動が平均化されるために、全体波長の変動を実質的に防止することができること、半導体レーザの発振モード数が４本以下となると、ガウシアン形状の包絡線を考えれば、一本のモードが極端に強度が大きく、他のモードの強度は必然的に小さくなることから、強度の大きいモードの波長が全体波長に与える影響が支配的となり、この大強度モードの急激な強度変化がそのまま全体波長の離散的変化（モードホイップ）になることが把握できることから「縦モードが５本以上」と限定したものであって、該限定の意味は明確である。
　そして、上記のように明確な説明がなされている以上、実験的証明が必ずしも必要とはいえない。
　したがって上記ａの点は、根拠が不明であるとはいえないから、「数値限定の臨界的意義が十分に説明されておらず、数値限定した発明というには不備がある」とはいえない。
　
ｂについて
　上記ｂの点について、判断するにあたり、上記ｂ−１，ｂ−２の点について検討する。
ｂ−１について
　特許異議申立人の提出した甲第４号証にも見られるように、マルチモード半導体レーザの中心波長は出力によっても変化するものであるばかりでなく、その設計波長も必要に応じ適宜選択しうるもの（本件の図面には、約７８１，７８６ｎｍ等の種々の中心波長を有するグラフが記載されている。）であるから、「波長７８０ｎｍでモード間隔０．３ｎｍのものに限定されるべき」とはいえず、この点を捉えて明細書の記載が不備であるとすることはできない。（むしろ、設計波長を変えたことにより、「包絡線の幅が６ｎｍ以下」との限定を満たさなくなったとすれば、その設計波長の範囲が本件発明の技術的範囲として規定されることになる。）
ｂ−２について
　本件図面第１０〜１３図には、包絡線の幅ｈを１２，６，３，１．５ｎｍと変化させたときのスペクトラム及びコヒーレンシー関数が記載されており、該データに基づいて「包絡線の幅が６ｎｍ以下」と限定したものであるから、特許異議申立人の「６ｎｍと１２ｎｍだけを根拠に、下限６ｎｍを数値限定」したとの主張は当を得ないものである。
　上記ｂ−１，ｂ−２の点はいずれも採用するに足らないものであって、その前提のもとに上記ｂの点を考察すると、本件特許公報３頁５欄２３行〜３１行には、「光路長差の調整はミラー５や光学系７等の光学素子の位置を調整すればよく、±１０μｍ程度の誤差以内での等光路長化をするために不図示のネジ送り機構等を用いて光学素子の位置を調整してやることで光路長を比較的容易に調整できる、従って、光源の可干渉距離がミラー等の位置決め誤差の幅に比べて十分大きく、１００μｍ以上あれば、図示するような干渉計測装置の組立て時に干渉度（干渉縞のビジビリテイ／コントラスト）が最高になるように調整できる。光源の可干渉距離を数値で決定できれば、フーリエ変換を用いた計算によって光源のスペクトル幅をおおよそ求めることができる。」と記載されており、該記載によれば、±１０μｍ程度の誤差以内での等光路長化し、干渉計測装置の組立て時に干渉度が最高になるよう調整できるように、光源の可干渉距離がミラー等の位置決め誤差の幅に比べて十分大きい１００μｍ以上との調整基準を定め、これに基づいて、周知のフーリエ変換を用いた計算（例えば特許異議申立人の提出した甲第７号証にも示されている）によって光源のスペクトル幅をおおよそ求めることができたものであることが理解できるから、「数値限定の臨界的意義が十分に説明されておらず、数値限定した発明というには不備がある」とはいえない。
　
　なお、取消理由に引用した特許異議申立人の主張の中に、「一般に、甲第５号証の第１３５頁に記載されているように、マルチモードで発振する半導体レーザは数本ないし１０数本のモードで発振するのが普通であるから、甲第５号証に記載される半導体レーザでも本件特許発明におけるようにモード間隔が０．３ｎｍでモードが１０数本立っていれば、幅ｈが６ｎｍ以下になるのは至極当然のことであり、当然のことを単に規定することに発明としての意義は何ら存在しない。」との記載があるが、甲第５号証は、半導体レーザで最も利得の大きい一つのモードで発振を起こそうとしても、現実には数本ないし１０数本のモードで発振することが多いことを開示するものであり、また「最近改良されたストライプ構造を用いると、単一モードの発振が得られるように」なってきたと記載されていることからも、該記載はマルチモードで発振する半導体レーザに関する記載でも、該半導体レーザが「数本ないし１０数本のモードで発振するのが普通である」ことを開示するものでもないから、甲第５号証があるからといって「「包絡線の幅が６ｎｍ以下」との限定が至極当然である」とはいえない。
　
　よって、したがって上記ｂの点は、数値限定の臨界的意義が十分に説明されておらず、数値限定した発明というには不備がある、ということはできない。
　
（平成１２年３月１３日付け取消理由通知書について）
　平成１２年３月１３日付け取消理由通知書において不明とした点は、上記訂正請求により、解消している。
　
（４）まとめ
　したがって、訂正後の請求項１ないし３に係る発明は、特許出願の際独立して特許を受けることができるものである。
　
２−４．むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する特許法第１２６条第２項ないし第４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議の申立についての判断
３−１．本件発明
　その請求項に係る発明は、特許明細書及び図面の記載からみて、その特許請求の範囲の請求項１ないし３により特定されるとおりのものである。
　
３−２．申立ての理由の概要
　特許異議申立人ソニー・プレシジョン・テクノロジー株式会社は、証拠として下記甲第１〜４号証を提出し、請求項１ないし３に係る特許は甲第１〜４号証に記載された発明を寄せ集めることにより容易になし得たものであるから、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであり、また請求項１および請求項３に係る発明の出願は、技術水準を示す下記甲第５〜７号証を勘案すると、その数値を導出する根拠が説明されていないことになり、明細書の記載が不備であるので、特許法第３６条第３，４項の規定に違反してなされたものであるから、請求項１および請求項３に係る特許は取り消すべきである旨主張している。
　　　　　　　記
甲第１号証：特開平６１−８３９１１号公報
甲第２号証：特開平６１−２６５７４５号公報 
甲第３号証：雑誌「センサ技術」Ｖｏｌ．８，ＮＯ．２ ｐｐ．８８‐９２（昭６３−１−１１）株式会社情報調査会発行
甲第４号証：技術カタログ「シャープ電子部品　半導体レーザ編」昭和６１年８月　ｐ．６，７，９，１７，２５，５３‐５５
甲第５号証：稲葉文男「新版レーザ入門」電子通信学会(昭５４−７−３０) ｐ．134‐137　
甲第６号証：Takayoshi Mamine“Dependence of astigmatism ,far-field pattern ,and spectral　envelope width on active layer thickness of gain guided lasers with narrow stripe geometry”Applied Physics Letters 44(12),15 June l984 pp.1109‐1111
甲第７号証：マックス・ボルン、エミル・ウォルフ著、草川徹・横田英嗣訳「光学の原理ＩＩ」東海大学出版会　１９８０年１２月２０日 ｐｐ．４９９‐５０７
　
３−３．甲号証に記載された発明
　甲第１号証には、次のことが図面とともに記載されている。
「スケールとして使用される移動する回折格子と光源及び光検出器を有し、回折格子によって回折された２つの回折光を干渉させる手段を持ち干渉信号の変化より回折格子の変位量を検出する光学式変位測定装置において光路長の等しい必要とする２つの光ビームの干渉を選択的に行なわせるため光源として適当な干渉性を有するマルチモードの半導体レーザを用いる事を特徴とする光学式変位測定装置」（特許請求の範囲）、
「これをモニタするためには、この程度の△ｌのずれを検出できしかもあまりに△ｌの値に対し敏感でも扱いにくいので、この値以下の△ｌに対してはビジビリテイのあまり変化しない適当な干渉性を有する光源を使用する必要がある。」（３頁右上欄２行〜６行）、
「精度の低い光学系においては上記マルチモード半導体レーザに比較して発振モードの少ないマルチモードを使用すれば良く、第２図の例に比べてゆるやかな特性が得られる。」（３頁右上欄１７行〜２０行）
　また、第２図には、光路長の差△ｌが零より増加・減少するにつれて、干渉信号振幅の変化（Ｐ／Ｐｍａｘ）が減少することがみてとれる。
　
　甲第２号証には、次のことが図面とともに記載されている。
「マルチモードの半導体レーザは、第４図に示すように、１ｎｍの長さの間に数本のピーク波長を有している。」（２頁左下欄１９行〜同頁右下欄１行）
　また、マルチモードの半導体レーザのスペクトラム図を示す第４図には、４ｎｍの間に約１６本のピークがみてとれるが、各ピークの半値幅については明確でなく、また比強度０．０５における幅は明確にみてとることができない。
　
　甲第３号証には、次のことが図面とともに記載されている。
「コヒーレンスを定量的に表わすために、干渉縞の山と谷の光強度・・・として明瞭度Ｖ（Visibility）を定義する。」（９２頁左欄８行〜１０行）、
「明瞭度Ｖの減衰率を簡便に表わすパラメータとして、次式・・・図９（ｂ）のように、干渉縞の包絡線を観測して、２つのピークＩＡ、ＩＢの比をγとしている。このように包絡線にピークが現れるのは、ＬＤが縦マルチモードで発振するためである。・・・γが小さいＬＤは図９（ｂ）のようにマルチモードであり、しかも各モード中に微細モードがある自励発振型のＬＤである。このようなＬＤはモード競合ノイズも起こりにくい。このようにコヒーレンス度を表わすγは情報処理・計測用のＬＤにとって重要なパラメータである。・・・詳細は技術カタログ「技術カタログ「シャープ電子部品　半導体レーザ編」を参照していただきたい。」（９２頁左欄１９行〜同頁右欄１７行）
　また、図８には、マイケルソン干渉計によるレーザのコヒーレンス測定系による測定の様子がみてとれ、図９（ｂ）には、レーザの発振スぺクトルと干渉縞の包絡線の関係がみてとれる。
　
　甲第４号証には、次のことが記載されている。
「ＬＴ０２３ＭＣ／ＭＤ／ＭＦ・・・
用途
・光学式ビデオディスク・・・
・計測機器、分析機器」（５３頁１行〜１０行）
　また早見表（Ｉ）及び早見表（ＩＩ）に、マルチモード半導体レーザとして、ＬＴ０２３シリーズ（ＬＴ０２３ＭＣ／ＭＤ／ＭＦ）が記載されていることが、また図９‐２には、シングルモードとマルチモードの発振スペクトル特性が、図５４‐５には、ＬＴ０２３シリーズの発振スペクトルの光出力依存性が図示されていることが、さらに、図２５‐３には、ＬＴ０２３シリーズのレーザの発振スぺクトルと干渉縞の包絡線のグラフが記載されていることがみてとれる。
　
　甲第５号証には、次のことが記載されている。
「原理的には最も利得の大きい一つのモードで発振が起こるはずであるが、現実には数本ないし１０数本のモードで発振することが多い。しかし最近改良されたストライプ構造を用いると、単一モードの発振が得られるようになり、複数縦モードの主要な原因は、横モードが単一でないことにあることが分かってきた。」（１３５頁４行〜８行）
　
　甲第６号証第１図（ｃ）には、５μｍストライプゲインガイドレーザのスペクトラルエンベロープ幅に関するグラフが記載されており、活性層の厚みとエンベロープ幅並びに出力との関係がみてとれる。該図の説明には次のことが記載されている。
「活性層の厚みが１５００Å以上のレーザの各縦モードのライン幅はブロードで、実験と解析の比較は合った。」（１１１０頁第１図説明）
　
　
３−４．第２９条第２項に関する本件発明と甲各号証記載の発明との対比・判断
＜請求項１について＞
　請求項１に係る発明と異議申立人が提出した甲第１号証記載の発明とを対比すると、両者は、「マルチモード半導体レーザから射出するレーザ光を回折格子に指向し、該回折格子から生じる回折光を用いて干渉を発生し、該干渉を計測する干渉計測装置」である点で一致するが、甲第１号証には、「半導体レーザの分光スペクトルが、比強度０．０５以上の縦モードの数を５本以上に設定し、且つ各縦モードの頂点を結ぶ包絡線の、比強度０．０５における幅が６ｎｍ以下になるように設定した」との事項が記載されていない点で、本件発明のものとは相違する。しかしながら、甲第２〜４号証のいずれにも上記相違点の技術的事項が記載されていない。そして、この点は、設計上の微差あるいは表現上の差異ということはできないから、請求項１に係る発明は当業者が容易に発明をすることができたものということはできない。
　
＜請求項２について＞
　請求項２のものは、請求項１の発明にさらに、「前記回折格子が前記レーザ光に対して相対的に移動し、前記干渉を光電変換手段により光電変換することで前記回折格子の変位を計測する」との構成を加えるものであって、請求項１の技術的事項をさらに限定したものであるから、請求項１に係る発明と同様の理由により、当業者が容易に発明をすることができたものということはできない。
　
＜請求項３について＞
　請求項３のものは、請求項１の発明にさらに、「縦モードの半値幅が０．０３ｎｍ以上である」との構成を加えるものであって、請求項１の技術的事項をさらに限定したものであるから、請求項１に係る発明と同様の理由により、当業者が容易に発明をすることができたものということはできない。
　
　そして、請求項１〜３に係る発明は、上記相違点の技術的事項により明細書記載の作用効果を奏するものである。
　よって、請求項１〜３に係る発明は、甲第１〜４号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたもの、とはいえない。
　
３−５．第３６条第３，４項に関する判断
ｉ) 特許異議申立の第３６条第３，４項に関する要点
　特許異議申立の、第３６条第３，４項に関する要点は以下のとおりである。
ａ．請求項１に記載の「縦モードが５本以上」との限定がいかなる根拠に基づいて導出されたものであるのか不明であるから、数値限定の臨界的意義が十分に説明されておらず、数値限定した発明というには不備がある。
ｂ．請求項１に記載の「包絡線の幅が６ｎｍ以下」との限定に関して、可干渉距離を最低限１００μｍに設定して説明しているが、数値限定の臨界的意義が十分に説明されておらず、数値限定した発明というには不備がある。
　上記ｂに関連して、次の不備がある。
ｂ−１．　波長やｐ（モード間隔）が変化すれば当然異なるから、「包絡線の幅が６ｎｍ以下」は波長７８０ｎｍでモード間隔０．３ｎｍのものに限定されるべきで、数値限定が不備である。
ｂ−２．　６ｎｍと１２ｎｍだけを根拠に、下限６ｎｍを数値限定することは許容されるべきでない。
ｃ．一般にマルチモードで発振する半導体レーザは数本ないし１０数本のモードで発振し、モード間隔０．３ｎｍでモードが１０数本立っていれば当然６ｎｍになることから、請求項３に記載の「前記縦モードの半値幅が０．０３ｎｍ以上である」との限定がいかなる根拠に基づいて導出されたものであるのか、当業者が明確に理解できる程度に開示していない。
　
ｉｉ）判断
　上記ａの点は、上記２−３．（３）に記載したと同様の理由により、根拠が無いとも、当業者が明確に理解できる程度に開示していないともいうことはできない。
　
　上記ｂ−１，ｂ−２の点は、上記２−３．（３）に記載したと同様の理由により、いずれも採用するに足らないものであるから、結局上記ｂの点は上記２−３．（３）に記載したと同様の理由により、「数値限定の臨界的意義が十分に説明されておらず、数値限定した発明というには不備がある」ということはできない。
　
　また上記ｃの点については、請求項３は請求項１に係る発明を引用するものであって、請求項１に係る発明が当業者が明確に理解できるものである以上、請求項１に係る発明に「前記縦モードの半値幅が０．０３ｎｍ以上」との限定を加えたものが不明瞭とはいえないから、上記主張は当を得ないものである。
　
ｉｉｉ)まとめ
　したがって、請求項１及び請求項３に係る発明は、第３６条第３，４項に違反するものではない。
　
３−６．異議申立人の主張
（第２９条第２項に関して）
　異議申立人は、「本件特許発明の出願時点において、マルチモード半導体レーザとして半導体レーザの分光スペクトルが、比強度０．０５以上の縦モードの数を５本以上に設定し、且つ各縦モードの頂点を結ぶ放絡線の、比強度０．０５における幅が６ｎｍ以下になるように設定したものが、甲第２号証、甲第４号証に示されるようにすでに公知であり、数値限定を付加した点に発明は存在しない」（特許異議申立書８頁２６行〜９頁２行）と主張するが、甲第２号証には光学ピックアップ装置に用いるマルチモードの半導体レーザに関して、「マルチモードの半導体レーザは、第４図に示すように、１ｎｍの長さの間に数本のピーク波長を有している。」（２頁左下欄１９行〜同頁右下欄１行）と記載されているものの、マルチモードの半導体レーザのスペクトラム図を示す第４図をみると、４ｎｍの間に約１６本のピークがみてとれるものの、各ピークの半値幅については明確でなく、また比強度０．０５における包絡線の幅は明確にみてとることができない。また甲第４号証には、計測機器、分析機器に用いることが可能なマルチモード半導体レーザとして、ＬＴ０２３シリーズ（ＬＴ０２３ＭＣ／ＭＤ／ＭＦ）が記載され、また図９‐２には、シングルモードとマルチモードの発振スペクトル特性が、図５４‐５には、ＬＴ０２３シリーズの発振スペクトルの光出力依存性が図示されていることが、さらに、図２５‐３には、ＬＴ０２３シリーズのレーザの発振スぺクトルと干渉縞の包絡線のグラフが記載されていることがみてとれるが、図２５‐３を見ても、４ｎｍの間に約１３本のピークがみてとれるものの、各ピークの半値幅については明確でなく、また比強度０．０５における包絡線の幅は明確にみてとることができない。
　本件発明のものは、マルチモードの半導体レーザを干渉計測装置に適用した際の、「干渉計測装置の組立て時に干渉度（干渉縞のビジビリテイ／コントラスト）が最高になるように調整」するとの目的のもとに、比強度０．０５以上の縦モードの数を５本以上に設定し、且つ各縦モードの頂点を結ぶ包絡線の、比強度０．０５における幅が６ｎｍ以下になるように設定したものであって、甲第２，４号証には、「比強度０．０５以上の縦モードの数を５本以上に設定」するとの知見も、「比強度０．０５における幅が６ｎｍ以下になるように設定」するとの知見も記載されていないのであるから、甲第１〜４号証から本件発明が容易になし得たとすることはできない。
　また、異議申立人の、通常のマルチモードの半導体レーザを甲第１号証のものに適用したことにより本件発明がなし得たとの主張も、全てのマルチモードの半導体レーザが上記相違点の構成を有するのならともかく、マルチモードの半導体レーザに種々のものがある以上、上記相違点に適合するようなマルチモードの半導体レーザを選択することが容易であるということはできない。
　
（第３６条第３，４項に関して）
　特許異議申立人は「甲第６号証のｐｐ．１１１０のＦｉｇ．１（ｃ）には、ゲインガイド型レーザのスペクトラムエンベロープ幅（半値）がレーザ部の形状と出力パワーでどのように変化するかを計算した例と実測した例が示されているが、通常レーザが使用される３ｍＷ以上の出力ではＦＷＨＭ（full width half‐maximum）は図示のように２０Å（２ｎｍ）程度になり、これから見てもほとんどのマルチモード半導体レーザが通常出力レベルで使用する場合に「放絡線の幅が６ｎｍ以下」になることが明らかであるから、発明として限定Ｂの意義は認められない。」（１２頁１１行〜１８行）と主張するが、甲第６号証は、０．５，１，３，５ｍＷと変化させたときのＦＷＨＭを示すものであり、該甲号証が３ｍＷ以上で用いることを開示するものではないばかりでなく、また０．５ｍＷにおいては、ＦＷＨＭは１１０Å（１１ｎｍ）となるものであって、６ｎｍよりも大きな値となることを開示するものであるから、甲第６号証があるからといって「「放絡線の幅が６ｎｍ以下」になることが明らか」ということはできない。
　
　したがって、特許異議申立人の主張は採用するに足らないものである。
　
４．むすび
　したがって、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、請求項１ないし３に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に請求項１ないし３に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１２年４月４日（２０００．４．４）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
ａ．明細書８頁１４〜１５行（特許公報４欄４５〜４７行）の「発振スペクトルの比強度０．０５以上の包絡線の半値幅をｈ（ｎｍ）」を「発振スペクトルの比強度０．０５以上の包絡線の幅をｈ（ｎｍ）」と訂正する。
ｂ．明細書８頁２０行（特許公報５欄１行）の「（２）ｎ≦６」を「（２）ｈ≦６」と訂正する。
ｃ．明細書１１頁９〜１０行（特許公報５欄４５行）の「モード間間隔ρ＝０．３ｎｍ」を「モード間間隔Ｐ＝０．３ｎｍ」と訂正する。
ｄ．図面第１図（Ａ）を請求書に添付の第１図（Ａ）の通り訂正する。即ち
（１）第１図（Ａ）のΔλの引出線が各モードの半値幅を示す位置からずれていたのを、正しく各モードの半値幅を示す位置に訂正する。
（２）第１図（Ａ）のモード間隔を示す記号が「ｐ」とされていたのを、「Ｐ」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
マルチモード半導体レーザを使用する干渉計測装置
（５７）【特許請求の範囲】
（１）マルチモード半導体レーザから射出するレーザ光を回折格子に指向し、該回折格子から生じる回折光を用いて干渉を発生し、該干渉を計測する干渉計測装置において、前記半導体レーザの分光スペクトルが、比強度０．０５以上の縦モードの数を５本以上に設定し、且つ各縦モードの頂点を結ぶ包絡線の、比強度０．０５における幅が６ｎｍ以下になるように設定したことを特徴とするマルチモード半導体レーザを使用する干渉計測装置。
（２）前記回折格子が前記レーザ光に対して相対的に移動し、前記干渉を光電変換手段により光電変換することで前記回折格子の変位を計測することを特徴とする請求項第（１）項記載のマルチモード半導体レーザを使用する干渉計測装置。
（３）前記縦モードの半値幅が０．０３ｎｍ以上であることを特徴とする請求項第（１）項記載のマルチモード半導体レーザを使用する干渉計測装置。
【発明の詳細な説明】
　本発明はマルチモード半導体レーザを光源として使用する干渉計測装置に関し、特に移動する回折格子にレーザ光を照射し、回折格子で生じる回折光により干渉縞を形成し、この干渉縞を計測する干渉計測装置に関する。
〔従来の技術〕
　回折格子を形成したスケールで生じる回折光同志を重ね合わせることにより形成した干渉縞を光電変換することにより、スケールの変位を検出するエンコーダが良く知られており、通常のメインスケールとインデツクススケールの重なり具合の変化による透過光量の周期的変化を用いたエンコーダに比べ、高分解能な周期信号が得られている。しかしながら、変位の検出に光の干渉を利用するために、干渉性が生じる条件のもとで使用する必要がある。一般にはどのような光源であっても、干渉させる２光束の光路長差（光源を射出してから干渉させる位置にたどりつくまでの時間差）が零であれば、最大の強度の干渉信号を得ることができるが、光源のスペクトル幅が広くなる程わずかな光路長差によって干渉光の強度が急速に低下する。そこで、上述のエンコーダなどの干渉計測装置に使用される光源はスペクトル幅が非常に狭いレーザが使用されている。特に半導体レーザは小型で駆動電流も小さい駆動など多くの利点を備えているため、光源として干渉計測装置に組み込めば装置の小型化と低価格化につながる。
〔発明が解決しようとしている問題点〕
　しかしながら、半導体レーザを干渉計測装置の光源として使用する場合には次の様な問題点が生じる。
　半導体レーザには、その発振スペクトルが１つのモードだけ存在するシングルモードレーザと複数のモードが存在するマルチモードレーザがある。シングルモードレーザは、干渉性は良い（可干渉距離が長い）が使用温度や駆動電流の変化によって発振波長が不連続に変化してしまうので、干渉信号の位相が不連続に変化し、干渉縞の明暗変化に対応する周期信号を計数する際に誤検出をしてしまう。従ってこの現象を防止する為に温度や駆動電流を精密にコントロールするための装置を付加する必要があり計測装置が大型化、複雑化して、価格も上がるという欠点が生じる。
　一方、マルチモードレーザは、一般に可干渉距離が短く、発振スペクトルに様々なものがある為に干渉性が一定せず、エンコーダなどの干渉計測装置には使用が困難とされていた。
〔発明の概要〕
　本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑み、回折格子で生じる回折光で形成した干渉縞を計測するようなエンコーダ等の装置において、誤差の原因となる使用温度や駆動電流の変化による発振波長の不連続な変化を装置を複雑化することなく防止し、同時に装置組立時の干渉信号振幅（コントラスト）が安定して得られ、且つ環境温度の変動による装置筐体の温度膨張等による光路長差の変動によっても干渉信号の振幅が殆ど低下せず、信号の位相が不連続に成らないようにでき、結果として安定且つ高精度な干渉測定が行なえる干渉計測装置を提供することにある。
　上記の目的を達成する為本発明は、マルチモード半導体レーザから射出するレーザ光を回折格子に指向し、該回折格子から生じる回折光を用いて干渉を発生し、該干渉を計測する干渉計測装置において、前記半導体レーザの分光スペクトルが、比強度０．０５以上の縦モードの数を５本以上に設定し、且つ各縦モードの頂点を結ぶ包絡線の、比強度０．０５における幅が６ｎｍ以下になるように設定したことを特徴とするマルチモード半導体レーザを使用することを特徴としている。
　また、本発明の好ましい形態によれば、上述の条件に加えて次の条件を満足するように半導体レーザが調整される。
　少なくとも前記５本以上の各縦モードの半値幅が０．０３ｎｍ以上である。
　尚、比強度とはスペクトルのピーク値を１とした時の強度を言い、半値幅とはこの時の強度０．５の位置での幅を言う。
　本発明の更なる特徴と具体的形態は後述する各実施例に示されている。
〔実施例〕
　第１図（Ａ），（Ｂ）は本発明の一実施例を示す説明図であり、第１図（Ａ）はここで用いるマルチモード半導体レーザの発振スペクトルを示すグラフ図を、第２図（Ｂ）は回転スケール上に形成した回折格子の変位（角度変化）を検出するロータリエンコーダを示している。
　第１図（Ｂ）において、１はマルチモード半導体レーザであり、そのスペクトルが第１図（Ａ）のグラフ図で示されている。半導体レーザ１からのレーザ光はコリメータレンズ２により平行な光に変換され、偏光プリズム３に向けられる。偏光プリズム３はレーザ光をＰ偏光とＳ偏光の２光束に分割し、各々の光束は１／４波長板４、折り返しミラー５を介してグレーテイングスケール６上の回折格子の位置Ｍ１，Ｍ２に入射する。位置Ｍ１，Ｍ２で回折した透過回折光（±１次の回折光）は各々反射光学系７で反射されて再び位置Ｍ１，Ｍ２に向けられ、そこで再び回折される。位置Ｍ１，Ｍ２で再回折した各回折光は折り返しミラー５と１／４波長板を介して偏光プリズム３まで戻り、偏光プリズム３により重ね合わせられる。重なり合った光束は１／４波長板９で互いに逆まわりの円偏光となり、この状態でビームスプリツター１０により２光束に分割された後、各々偏光板１２を介してフオトデイテクタ１３に向かう。ここで図示する一対の偏光板１２は互いの偏光方位が９０°ずれるように設けられており、位相が９０°ずれた光が各フオトデイテクタ１３で受光される。フオトデイテクタ１３の受光面上には前述の２つの回折光の干渉による干渉縞が形成されており、グレーテイングデイスグ６が回転軸８を中心として回転することにより干渉縞の明暗が変化する。従って、フオトデイテクタ１３により得られる光電変換信号を検出することによりグレーテイングデイスク６の回転状態即ち回折格子の変位を計測できる。
　ここで、第１図（Ａ）に示すように、マルチモード半導体レーザ１の比強度０．０５以上の縦モードの本数をＮ（本）、各々の縦モードの半値幅をΔλ［ｎｍ］、発振スペクトルの比強度０．０５以上での包絡線の幅をｈ［ｎｍ］、発振波長の代表値をλ０［ｎｍ］、各縦モード間の間隔をＰ［ｎｍ］とするとき、本実施例の半導体レーザは、
（１）Ｎ≧５
（２）ｈ≦６
（３）Δλ≧０．０３
を満たしている。
　半導体レーザ１の発振モード数が少なくなり、Ｎの値が４本以下になると、１つ若しくは２つの縦モードが干渉作用に対して支配的になるため、装置の環境温度が変動すると発振波長の代表値λ０が離散的に変化（モードホイツプ）する。従って（１）式に示すようにＮ≧５とすることにより環境温度の変動に強い装置とすることができる。
　マルチモード半導体レーザのような可干渉距離があまり長くない光源を干渉計測装置に用いる場合は、装置の筐体の熱膨張を含めた２光束間の光路長差の変動が可干渉距離以内にする必要がある。これができないと、干渉信号（干渉縞の明暗変化に対応する信号）が取り出せない状態が生じてしまう。回折光の位相が、回折格子の変位に応じて変調される第１図（Ｂ）に示すエンコーダの如き干渉計測装置では、装置として光路長差そのものに変化を与える必要はないので、装置組立時に２光束の光路長差を零に近づけ、装置の筐体の熱膨張による光路長差などが加わっても、この光路長差が光源の可干渉距離の中に入るように構成する。
　光路長差の調整はミラー５や光学系７等の光学素子の位置を調整すればよく、±１０μｍ程度の誤差以内での等光路長化をするために不図示のネジ送り機構等を用いて光学素子の位置を調整してやることで光路長を比較的容易に調整できる、従って、光源の可干渉距離がミラー等の位置決め誤差の幅に比べて十分大きく、１００μｍ以上あれば、図示するような干渉計測装置の組立て時に干渉度（干渉縞のビジビリテイ／コントラスト）が最高になるように調整できる。
　光源の可干渉距離を数値で決定できれば、フーリエ変換を用いた計算によって光源のスペクトル幅をおおよそ求めることができる。但し、干渉度と光路長差の関数（即ちコヒーレンシー関数）が既知である必要がある。しかし、半導体レーザのコヒーレンシー関数は一般化できないため、我々は、いくつかのパラメータで一般化できるスペクトル関数からシミユレーシヨンによって逆にコヒーレンシー関数を求め、前記の１００μｍ以上の可干渉距離を満たすスペクトル関数の範囲（スペクトル関数を表記するパラメータの条件式）を求め、かかる干渉計測装置に使用するのに好適なマルチモード半導体レーザを選択した。
　第２図（ａ）
〜
〜
　第２図〜第５図は、各々モードのスペクトル関数をガウシアン型で仮定し、その半値幅Δλを０．１〜０．０１ｎｍの間で変化させた時のコヒーレンシー関数を求めたものであり、第６図〜第９図は各モードのスペクトル関数をローレンツ型で仮定し、その半値幅Δλを０．１〜０．０１ｎｍの間で変化させた時のコヒーレンシー関数を求めたものである。図から明らかなようにした離散的に複数の発振モード（従モータ）が存在するマルチモード半導体レーザ特有のコヒーレンシー関数の複数のピークがあらわれている。そして、各モードの半値幅Δλが細くなるほどピークがたくさんあらわれる。回折光の干渉を利用したエンコーダの使用中に環境温度が変動すると、代表波長λ０の値が変化するが、２光束の光路長差が零に近ければ、この波長変化に起因する干渉信号の位相変化即ち計測誤差を小さくできる。
　しかしながら、グラフ図に示すようにコヒーレンシー関数に複数のピークがあらわれるので等光路長でない状態で干渉強度が極大になるように装置を調整してしまうと計測誤差が大きくなる。従って、各モードの半値幅Δλがある程度以上の半導体レーザを用いれば、高次のピークが抑制でき、等光路長化調整にあいまいさが無くなる。この条件を式で表すと、前記（３）式で示すように、Δλ≧０．０３ｎｍとすることが好ましい。
　第１０図（ａ）
〜
〜
〜
〜
　又、第１８図（ａ）
〜
〜
　上述の（１）〜（３）式の条件を満たす半導体レーザを得るには、半導体レーザの種類、駆動電流値、基準環境温度等を適宜設定してやることが必要である。そして、この条件を満足した半導体レーザを干渉計測装置の光源として使用することにより、上述した様々な効果を得ることができるのである。
　ここで示した装置は、回折光干渉タイプのロータリエンコーダであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、同タイプのリニアエンコーダや２光束の光路長差を故意に変化させない様々な干渉計測装置への適用が可能である。
〔発明の効果〕
　以上、特定の分光スペクトルをもつマルチモード半導体レーザを回折光による干渉縞を計測するエンコーダ等の干渉計測装置に使用する事によって、装置組み立て時の光路長調整による干渉信号の振幅（コントラスト）が、容易に調整できる。又、環境温度変化によるモードホイツプの発生を防止して誤差の発生を防ぐことができ、装置筐体の温度膨張程度の光路長差の変動によっても信号振幅がほとんど低下せず且つ信号の位相が不連続にならないという格別の効果が得られる。従って、組立て易く、しかも温度変化に対しても安定した高性能の干渉計測装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図（Ａ）は本発明の一実施例に用いたマルチモード半導体レーザの分光スペクトルを示すグラフ図。
第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）に示す分光スペクトルをもつ半導体レーザを搭載した干渉計測装置を示す概略図。
第２図乃至第９図は、半導体レーザの各発振モードの半値幅とスペクトル関数を変化させた時のコヒーレンシー関数の様子を示すグラフ図。
第１０図乃至第１７図は、半導体レーザの発振スペクトル全体の包絡線の幅を変化させた時のコヒーレンシー関数の様子を示すグラフ図。
第１８図乃至第２０図は、半導体レーザの発振スペクトル全体の包絡線の形状を変化させた時のコヒーレンシー関数の様子を示すグラフ図。
１……マルチモード半導体レーザ
λ０……代表波長
Ｐ……モード間隔
Δλ……各モードの半値幅
ｈ……発振スペクトル全体の包絡線の、比強度０．０５における幅
【図面】