对比文件的名称：2012-04-17_US8159585B_发明授权_US08159585B2 Image sensor pixel with gain control
目标专利的名称：用于通过多个图像感测元件俘获图像的系统及方法CN105453542B
本次调用的模型名称：GPT-4
| 技术特征描述及公开性判断结果 | 对比文件原文引用 | 公开性论述 |
| **技术特征A**：所述方法包括：经由所述多个像素的像素的第一光感测元件提供第一阱容量《直接公开》 | 说明书第[0028]段：“FIG. 6 shows a CMOS pixel 200 ... It has two photosensitive regions shown as photodiodes 201 and 202.” | 对比文件明确公开了像素200包含两个光敏区域，即光电二极管201和202（见附图6）。本领域技术人员公知，光敏元件（如光电二极管）在收集光生电荷时必然具有特定的电荷存储容量，即“阱容量”。因此，对比文件直接公开了像素具有第一光感测元件及其对应的第一阱容量。 |
| **技术特征B**：经由所述多个像素的所述像素的第二光感测元件提供第二阱容量，其中所述第二阱容量大于所述第一阱容量《隐含公开》 | 说明书第[0031]段：“The reason for the difference of charge, for example, might be caused by photodiode 202 having a longer integration time or color filter might be more transparent or pass a wider range of colors. Microlens 223 may also be fabricated to collect more light than microlens 222.” | 对比文件说明了两个光电二极管（201和202）收集的电荷量可能不同，原因可能包括更长的整合时间、滤色片透光性更好或微透镜收集更多光。虽然未明确记载两个二极管的“阱容量”大小关系，但本领域技术人员知晓，为了在单个像素内实现增益控制（高增益和低增益模式），一种常见的设计选择是使两个光电二极管具有不同的物理尺寸或掺杂浓度，从而导致不同的满阱容量（FWC）。对比文件提及了电荷量差异的可能原因，这隐含了为实现所述功能，两个光感测元件可能被设计为具有不同的电荷收集能力，即不同的阱容量。基于本领域的公知常识，在双光电二极管像素中，通常一个二极管设计得更大以用于高容量（低增益）模式，另一个更小用于高灵敏度（高增益）模式。因此，本领域技术人员能够合理推断，为实现对比文件所述的可变增益功能，第二光感测元件的阱容量可能大于第一光感测元件，或者至少两者不同。 |
| **技术特征C**：确定用于所述像素的所述第一光感测元件的第一整合时间《隐含公开》 | 说明书第[0031]段：“The reason for the difference of charge, for example, might be caused by photodiode 202 having a longer integration time ...”。附图8-13及其相关描述展示了操作光电二极管的时序步骤（T0, T1, T2等）。 | 对比文件明确提及了“更长的整合时间（longer integration time）”是导致电荷差异的原因之一，这直接表明其光电二极管是在特定整合时间内工作的。虽然对比文件未明确记载一个外部或内部处理单元“确定”整合时间的具体步骤，但其整个系统（如图像传感器300，包含定时发生器310）必然需要设置和控制每个光电二极管的电荷收集周期，即整合时间。本领域技术人员能够毫无疑义地理解，要操作图像传感器并获取图像信号，必须为每个光感测元件确定一个整合时间。因此，确定用于第一光感测元件的第一整合时间这一特征，被对比文件隐含公开。 |
| **技术特征D**：及确定用于所述像素的所述第二光感测元件的第二整合时间，其中所述第二整合时间不同于所述第一整合时间《隐含公开》 | 说明书第[0031]段：“The reason for the difference of charge, for example, might be caused by photodiode 202 having a longer integration time ...”。 | 对比文件明确指出，两个光电二极管（201和202）的电荷差异可能源于“photodiode 202 having a longer integration time”。这清楚地教导了，两个光感测元件可以具有不同的整合时间（一个更长）。因此，“第二整合时间不同于所述第一整合时间”这一技术特征已被对比文件直接公开。虽然“确定”这一动作未在文中明示，但如前所述，整合时间的设置是传感器操作的必要前提，由定时电路（如定时发生器310）执行。因此，确定具有不同值的第二整合时间这一技术方案被对比文件隐含公开。 |
| **技术特征E**：以及在每个像素的所述第一光感测元件和所述第二光感测元件之间共享一个或多个晶体管，共享的所述一个或多个晶体管被集成于包括所述第一光感测元件和所述第二光感测元件的所述像素内《直接公开》 | 说明书第[0028]段：“FIG. 6 shows a CMOS pixel 200 ... Each photodiode 201 and 202 is connected to a common charge-to-voltage conversion node 205 by transfer gates 203 and 204. Reset transistor 206 is used to set the charge-to-voltage conversion node 205 to the power supply voltage 210. The output transistor 207 is used to drive the output signal line when the row select transistor 208 is enabled.” | 对比文件附图6及相应文字描述明确公开了像素200包含两个光电二极管（201，202）共享一个公共的电荷-电压转换节点205、一个复位晶体管206、一个输出晶体管207和一个行选择晶体管208。这些晶体管（206, 207, 208）被集成在包含两个光电二极管的像素200内部，并被两个光电二极管所共享。这直接公开了“在每个像素的所述第一光感测元件和所述第二光感测元件之间共享一个或多个晶体管，共享的所述一个或多个晶体管被集成于包括所述第一光感测元件和所述第二光感测元件的所述像素内”这一技术特征。 |
| **技术特征F**：其进一步包括：至少部分地基于来自所述像素的所述第一光感测元件的至少一个信号及来自所述像素的所述第二光感测元件的至少一个信号形成图像《隐含公开》 | 说明书第[0032]段：“When charge is sampled with both transfer gates turned off, the pixel is in high gain mode ... When charge is sampled with one transfer gate turned on, the pixel is in low gain mode ...”。说明书第[0043]段：“The advantage of the third embodiment is every pixel of the image sensor is sampled with both a high and low charge-to-voltage conversion gain.” | 对比文件描述了从两个光电二极管分别采样电荷（高增益模式和低增益模式），并获取相应的电压输出（见附图9曲线240和241）。虽然对比文件未明确描述将这两个信号组合成一个“图像”的后续处理步骤，但其发明的目的是实现可变增益以扩展动态范围并最终形成图像（参见图14、15的成像系统和数码相机）。本领域技术人员能够毫无疑义地理解，从像素阵列中每个像素的两个光感测元件读取出的信号，最终会被用于重构或形成一幅图像。因此，基于来自两个光感测元件的信号形成图像，是对比文件所公开技术方案的必然结果和隐含技术内容。 |
| **技术特征G**：其中形成图像包括至少部分地基于以下公式形成图像：Thdr(x,y)＝(1-α(x,y))·T1(x,y)+α(x,y)·T2(x,y)...《未公开》 | 无 | 对比文件完全没有提及任何使用特定公式（如基于局部平均绝对差值MAD和调谐参数a、b的加权融合算法）来组合来自两个光感测元件的信号以形成图像。对比文件的核心是通过改变浮置扩散节点电容来实现可变增益，信号的处理是分别读出高增益和低增益信号，并未公开目标专利中这种复杂的、基于像素邻域信息的自适应融合算法。因此，该技术特征未被对比文件公开。 |
| **技术特征H**：其中所述图像是高动态范围图像《隐含公开》 | 说明书第[0032]段：“When charge is sampled with both transfer gates turned off, the pixel is in high gain mode and produces output voltage curve 240 which reaches saturation at low charge levels. When charge is sampled with one transfer gate turned on, the pixel is in low gain mode and produces output voltage curve 241, which reaches saturation at higher charge levels.” 及图9。 | 对比文件明确描述了像素可以在高增益模式（对应低光信号）和低增益模式（对应高光信号）下工作，通过组合这两种模式的输出（如曲线240和241所示），可以有效扩展像素可处理的亮度范围，避免在低电荷水平或高电荷水平下过早饱和。这实质上是扩展动态范围（DR）的技术手段。因此，使用对比文件像素形成的图像，必然具有比单一增益模式更宽的动态范围，即属于“高动态范围图像”。该特征被对比文件隐含公开。 |
| **技术特征I**：其中所述像素的所述第一光感测元件及所述像素的所述第二光感测元件中的至少一者是光电二极管《直接公开》 | 说明书第[0028]段：“FIG. 6 shows a CMOS pixel 200 ... It has two photosensitive regions shown as photodiodes 201 and 202.” | 对比文件明确且直接地公开了像素中的光感测元件是光电二极管（photodiodes）。 |
| **技术特征J**：其中所述第二整合时间短于所述第一整合时间《未公开》 | 无 | 对比文件第[0031]段仅提到“photodiode 202 having a longer integration time”，即一个光电二极管具有更长的整合时间。但未明确哪个是第一或第二，也未限定第二整合时间必须短于第一整合时间。目标专利中特指较小阱容量元件（对应高光区域）使用较短的整合时间（TS），这是其特定的工作模式。对比文件并未公开这种特定的时间长短关系。 |
| **技术特征K**：其中所述第一整合时间及所述第二整合时间中的至少一者至少部分地基于光照条件来确定《未公开》 | 无 | 对比文件全文未提及根据光照条件来确定或调整整合时间。其整合时间的设定（如果存在差异）是预设或基于其他考虑（如滤色片、微透镜），并非如目标专利所述基于场景亮度、裁剪像素计数等光照条件进行动态确定。 |
| **技术特征L**：其包括：包括多个像素的CMOS可见图像传感器，其中所述多个像素的像素包含具有第一阱容量的第一光感测元件及具有第二阱容量的第二光感测元件，其中所述第二阱容量大于所述第一阱容量，其中每个像素的所述第一光感测元件和所述第二光感测元件共享一个或多个晶体管，共享的所述一个或多个晶体管被集成于包括所述第一光感测元件和所述第二光感测元件的所述像素内《部分直接公开，部分隐含公开》 | 说明书第[0028]段：“FIG. 6 shows a CMOS pixel 200 ... It has two photosensitive regions shown as photodiodes 201 and 202. ... Each photodiode 201 and 202 is connected to a common charge-to-voltage conversion node 205 by transfer gates 203 and 204. Reset transistor 206 ... output transistor 207 ... row select transistor 208...” 图14：“image sensor 300 ... array of photosensitive pixels 308” | 该特征是装置权利要求，组合了多个子特征。对比文件直接公开了：1）包含多个像素（308）的CMOS图像传感器（300）；2）像素包含两个光感测元件（光电二极管201, 202）；3）两个光感测元件共享多个晶体管（203, 204, 206, 207, 208）并集成在像素内。对于“第二阱容量大于所述第一阱容量”，如特征B的论述，本领域技术人员基于对比文件公开的双光电二极管结构及其用于增益控制的目的，能够合理推断两者阱容量可能不同，且通常低增益通道的二极管阱容量更大。因此，该子特征被隐含公开。综上，该技术特征整体上被对比文件公开（部分直接，部分隐含）。 |
| **技术特征M**：及处理器，其经配置以：确定将用于所述像素的所述第一光感测元件的第一整合时间《隐含公开》 | 说明书第[0044]段：“FIG. 14 shows a CMOS active pixel image sensor 300 ... The timing generator 310 controls the row and column decoders to sample the entire pixel array...” | 对比文件公开的图像传感器300包含定时发生器（timing generator）310，其控制行和列解码器以对像素阵列进行采样。定时发生器实质上是一种处理电路，负责生成控制像素操作（包括复位、电荷转移、读出等）的时序信号。确定光感测元件的整合时间是定时发生器功能的核心组成部分。因此，“经配置以确定第一整合时间的处理器”这一特征，被对比文件中的定时发生器310隐含公开。 |
| **技术特征N**：及确定将用于所述像素的所述第二光感测元件的第二整合时间，其中所述第二整合时间不同于所述第一整合时间《隐含公开》 | 同特征D和M的引用。说明书第[0031]段及图14。 | 如特征D所述，对比文件公开了两个光感测元件可以具有不同的整合时间（“longer integration time”）。如特征M所述，确定整合时间是定时发生器310的功能。因此，处理器（定时发生器）经配置以确定不同于第一整合时间的第二整合时间，这一技术特征被对比文件隐含公开。 |
| **技术特征O**：其中所述像素的所述第一光感测元件及所述像素的所述第二光感测元件中的至少一者包括光电二极管《直接公开》 | 同特征I。说明书第[0028]段。 | 与特征I相同，对比文件直接公开了光感测元件是光电二极管。 |
| **技术特征P**：其中所述第二整合时间短于所述第一整合时间《未公开》 | 同特征J。 | 与特征J相同，对比文件未公开第二整合时间短于第一整合时间。 |
| **技术特征Q**：其中所述处理器经配置以至少部分地基于光照条件确定第一整合时间《未公开》 | 无 | 与特征K类似，对比文件未公开基于光照条件来确定整合时间。其定时发生器310的配置未描述为根据光照条件动态调整整合时间。 |
| **技术特征R**：其中所述处理器经配置以至少部分地基于光照条件确定第二整合时间《未公开》 | 无 | 与特征K和Q相同，对比文件未公开基于光照条件来确定整合时间。 |
| **技术特征S**：其中所述处理器进一步经配置以生成图像，所述图像是至少部分地基于来自所述第一光感测元件及所述第二光感测元件中的一或多者的信号的《隐含公开》 | 同特征F及说明书第[0044]-[0045]段（图14、15）。 | 如特征F所述，对比文件隐含了基于两个光感测元件的信号形成图像。图像传感器300（包含处理器/定时发生器310）与CDS电路325、ADC 315等协同工作，最终输出数字图像数据（可能经过图像处理320）。因此，处理器（或图像传感器系统）经配置以基于来自光感测元件的信号生成图像，是对比文件所公开系统的必然功能和隐含技术内容。 |
| **技术特征T**：其中形成图像包括至少部分地基于以下公式形成图像：Thdr(x,y)＝(1-α(x,y))·T1(x,y)+α(x,y)·T2(x,y)...《未公开》 | 无 | 与特征G相同，对比文件未公开该特定融合公式。 |
| **技术特征U**：其中所述图像是高动态范围图像《隐含公开》 | 同特征H。 | 与特征H相同，对比文件隐含公开了通过高低增益模式扩展动态范围，从而生成高动态范围图像。 |
| **技术特征V**：其包括：用于确定用于包含于CMOS可见图像传感器中的多个像素的像素所包含的具有第一阱容量的第一光感测元件的第一整合时间的装置《隐含公开》 | 同特征C和M的引用。说明书第[0044]段。 | 这是“装置+功能”的表述。对比文件中的“定时发生器310”控制整个像素阵列的采样时序，必然包括为每个像素（及其光感测元件）确定整合时间的功能。因此，定时发生器310相当于“用于确定...第一整合时间的装置”。该特征被隐含公开。 |
| **技术特征W**：及用于确定用于包含于所述CMOS可见图像传感器中的所述多个像素的所述像素所包含的具有第二阱容量的第二光感测元件的第二整合时间的装置，其中所述第二整合时间不同于所述第一整合时间并且其中所述第二阱容量大于所述第一阱容量《隐含公开》 | 同特征B、D、M的引用。 | 这是“装置+功能”的表述，且包含了两个条件。1）如特征V所述，定时发生器310是用于确定整合时间的装置。2）如特征D所述，第二整合时间可以不同于第一整合时间。3）如特征B所述，第二阱容量可能大于第一阱容量。因此，用于确定不同于第一整合时间的第二整合时间的装置，以及该装置所操作的对象（具有可能更大阱容量的第二光感测元件）已被对比文件隐含公开。 |
| **技术特征X**：且其中每个像素的所述第一光感测元件和所述第二光感测元件共享一个或多个晶体管，共享的所述一个或多个晶体管被集成于包括所述第一光感测元件和所述第二光感测元件的所述像素内《直接公开》 | 同特征E。说明书第[0028]段。 | 与特征E相同，对比文件直接公开了该共享晶体管的结构特征。 |
| **技术特征Y**：其进一步包括：用于至少部分地基于来自所述像素的所述第一光感测元件的至少一个信号及来自所述像素的所述第二光感测元件的至少一个信号形成图像的装置《隐含公开》 | 同特征F及S的引用。说明书第[0044]段（图14图像传感器300及处理模块320）。 | 这是“装置+功能”的表述。对比文件公开的图像传感器300作为一个整体，包含了用于读取、处理和形成图像的装置（如CDS电路325、ADC 315、图像处理320等）。该系统基于从像素的两个光感测元件读出的信号工作。因此，“用于形成图像的装置”被隐含公开。 |
| **技术特征Z**：其中用于形成图像的装置包括用于至少部分地基于以下公式形成图像的装置：Thdr(x,y)＝(1-α(x,y))·T1(x,y)+α(x,y)·T2(x,y)...《未公开》 | 无 | 与特征G和T相同，对比文件未公开该特定算法或用于执行该算法的装置。 |
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