对比文件名称：2004-09-28_US6798451B_发明授权_US06798451B1 Solid-state image pickup device and method for driving the same
目标专利名称：374高动态范围图像传感器CN103141081B
本次调用的模型名称：DeepSeek-R1
| 技术特征描述以及公开性判断结果 | 对比文件原文引用 | 公开性论述 |
| **A：其包括：在第一时间对第一像素单元信号进行取样以产生第一样本** 《直接公开》 | 说明书“DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS”部分描述了操作：在复位后，输出复位电平（reset level），然后在读出脉冲期间，读出光电二极管产生的信号电荷，并输出信号电平（signal level）。例如，“…the reset level is read out. The signal level based on the signal charge of the photodiode 12 is then read out.” | 对比文件公开了固态图像拾取设备（如CMOS图像传感器）的操作方法。在驱动时序中（如图2、3、8、9所示），对于每个像素单元，在复位操作后，会先对复位电平（可视为一种像素单元信号）进行取样，然后在稍后的时间，通过施加读出脉冲，将光电二极管存储的信号电荷读入浮动扩散区，并作为信号电平输出。这相当于在第一时间（复位后不久）对第一像素单元信号（复位电平）进行取样产生第一样本，并在第二时间（施加读出脉冲时）对第二像素单元信号（光电转换信号）进行取样产生第二样本。虽然对比文件的主要目的是噪声消除（CDS），但其技术方案必然包含在不同时间对像素单元信号进行取样以产生多个样本的过程。本领域技术人员能够毫无疑义地得出该技术特征。 |
| **B：在第二时间对第二像素单元信号进行取样以产生第二样本** 《直接公开》 | 同上。 | 如特征A所述，对比文件明确描述了在复位操作后的一个时间点（第二时间）读出光电转换产生的信号电荷，并输出信号电平。这构成了在第二时间对第二像素单元信号（基于光形成的信号）进行取样以产生第二样本。该特征被直接公开。 |
| **C：将第一可变加权因子应用于所述第一样本，其中所述第一可变加权因子是基于第一函数而界定** 《未公开》 | 对比文件全文未提及对样本应用任何加权因子，也未提及基于函数界定加权因子。 | 对比文件的核心在于通过相关双采样（CDS）电路直接计算复位电平与信号电平的差值，以消除固定模式噪声和复位噪声。整个过程是确定性的减法操作，不涉及任何根据样本值变化的可变加权因子，更没有基于函数来界定这种因子。目标专利中应用可变加权因子（尤其是基于函数界定）是为了在组合不同曝光样本时，根据样本值（如饱和度）动态调整各样本的贡献，从而实现高动态范围。对比文件完全没有公开或暗示这一概念。 |
| **D：将第二可变加权因子应用于所述第二样本，其中所述第二可变加权因子是基于第二函数而界定** 《未公开》 | 同上。 | 理由同特征C。对比文件未涉及对任何样本应用可变加权因子，更不用说基于函数界定的第二可变加权因子。目标专利中此特征是实现其核心发明目的（可变权重组合以扩展动态范围）的关键步骤之一，在对比文件中无对应技术手段。 |
| **E：根据以下等式将所述经加权第一样本与所述经加权第二样本组合…** 《未公开》 | 对比文件全文未提及此等式或任何类似的加权组合等式。 | 该等式SCOMBINED(i,j)=SLONG(i,j)*M(i,j)+n*SSHORT(i,j)*(1-M(i,j))是目标专利特有的组合算法，其核心是引入了可变加权因子M(i,j)来实现样本间的平滑过渡。对比文件仅公开了通过CDS电路进行简单的差值运算以消除噪声，完全没有公开或暗示这种基于加权因子的线性组合运算。因此，该等式及其所代表的组合方法未被公开。 |
| **F：以及其中在第一时间对第一像素单元信号进行取样…包括：使所述第一时间与所述第二时间对准，使得所述第一时间与所述第二时间大体上同时结束** 《隐含公开》 | 说明书涉及电子快门操作：“The electronic shutter of the X-Y addressing type image pickup device is released on a row by row (line by line) basis…”。图4和图5的时序图及说明展示了电子快门像素行（n行）和信号读出像素行（n-i行）的时序关系，电子快门行的曝光（电荷存储）时间由快门脉冲控制，其结束时间（电荷被排空）与读出行的信号读出时间相关联。 | 对比文件公开了具有电子快门功能的X-Y寻址型图像传感器。电子快门操作允许对不同行的像素设置不同的曝光（积分）时间。从图4、5及其说明可知，对于作为电子快门操作的行（如n行），其曝光结束（通过读出脉冲将电荷从光电二极管转移走）的时刻，与另一行（如n-i行）的信号读出时刻在时序上是相关联的，并且可以通过控制快门脉冲与读出脉冲的时序来实现某种“对准”。虽然对比文件未明确使用“使第一时间与第二时间对准，使得它们大体上同时结束”这样的表述来描述两次曝光，但其电子快门机制本质上是在控制不同行曝光行为的开始和结束时间。本领域技术人员为了获取同一场景下不同曝光量的图像，完全有可能利用这种行间独立可控的电子快门机制，将不同行的曝光结束时间设置为大体上同时，以便后续处理。因此，该技术特征可以被认为是隐含公开的。 |
| **G：在所述第一时间使互补MOS即CMOS图像传感器的多个偶数编号线曝光，** 《隐含公开》 | 说明书明确指出该设备是“X-Y addressing type solid-state image pickup device”即CMOS图像传感器（与CCD对应）。电子快门操作按行进行：“…released on a row by row (line by line) basis”。 | 对比文件公开的是CMOS图像传感器，并且其电子快门功能可以按行（线）独立控制曝光。虽然说明书实施例中未明确指定是“偶数编号线”还是“奇数编号线”，但按行控制曝光的技术手段已经公开。本领域技术人员为了实现如目标专利所述的交替曝光方案（例如，偶数线短曝光、奇数线长曝光），很容易想到将这种行控电子快门功能应用于特定的行集合，例如偶数编号线。因此，该技术特征可以被认为是隐含公开的。 |
| **H：以针对所述多个偶数编号线中的每一者中的多个空间位置中的每一者产生所述第一样本，** 《隐含公开》 | 如特征A、B所述，对比文件公开了在每个像素位置进行信号取样以产生样本（复位电平和信号电平）。结合按行控制曝光的能力（特征G），可以推理出对特定行（如偶数行）进行曝光并对其上的每个像素位置产生样本。 | 在对比文件公开的按行控制曝光的CMOS传感器中，对某一行进行曝光操作后，该行上所有像素单元（即多个空间位置）都会进行光电转换并积累电荷。随后，通过逐列扫描读出，可以获取该行每个像素位置的信号样本。因此，使偶数编号线曝光以针对该线上每个空间位置产生第一样本的技术方案，可以从对比文件公开的内容中合理推断得出。 |
| **I：且在所述第二时间使所述CMOS图像传感器的多个奇数编号线曝光，** 《隐含公开》 | 同特征G的论述。 | 理由同特征G。对比文件公开了按行独立控制曝光的能力。本领域技术人员为了实现交替曝光，可以设置另一组行（如奇数编号线）在另一个时间（第二时间）进行曝光（可以是不同时长的曝光）。该技术特征被隐含公开。 |
| **J：以针对所述多个奇数编号线中的每一者中的多个空间位置中的每一者产生所述第二样本** 《隐含公开》 | 同特征H的论述。 | 理由同特征H。对奇数编号线进行曝光后，通过扫描读出即可获得该线上每个像素位置的第二样本。该技术特征被隐含公开。 |
| **K：通过针对所述多个偶数编号线中的每一者中的多个空间位置中的每一者对所述第一样本进行向下取样和向上取样中的一者，针对所述多个奇数编号线中的每一者中的所述多个空间位置中的每一者产生所述第一样本** 《隐含公开》 | 对比文件未明确描述“向下取样”或“向上取样”。但其公开了从整个传感器阵列中按行读取出每个像素的样本值。 | 目标专利中此特征是为了解决交替曝光模式下，奇数线上没有短曝光样本的问题，需要通过图像处理技术（如内插）从相邻偶数线的短曝光样本中生成。对比文件虽然未直接描述这种取样操作，但其公开了获取每个像素位置样本值的能力。本领域技术人员在获得偶数线的第一样本（短曝光图像）后，为了生成全分辨率的图像，完全有可能使用常规的图像处理技术（如线性内插、双线性内插等，即一种“向上取样”）来为奇数线位置估算出第一样本值。这是图像处理领域的公知常识。因此，该技术特征可以被认为是隐含公开的。 |
| **L：通过针对所述多个奇数编号线中的每一者中的多个空间位置中的每一者对所述第二样本进行向下取样和向上取样中的一者，针对所述多个偶数编号线中的每一者中的所述多个空间位置中的每一者产生所述第二样本。** 《隐含公开》 | 同特征K的论述。 | 理由同特征K。从公开的奇数线第二样本（长曝光图像），通过图像内插等上取样技术，可以为偶数线位置估算出第二样本值。该技术特征被隐含公开。 |
| **M：其中M(i,j)的值介于零与一之间，包含零和一。** 《未公开》 | 对比文件未提及任何加权因子M(i,j)。 | 由于对比文件根本没有公开可变加权因子M(i,j)的概念，因此其取值范围自然也未被公开。 |
| **N：其中将所述经加权第一样本与所述经加权第二样本组合包括在传感器上将所述经加权第一样本与所述经加权第二样本组合。** 《未公开》 | 对比文件中的处理（CDS）发生在垂直信号线输出之后的电路（I-V转换器和CDS电路），这些电路通常被视为传感器芯片上的外围电路。但对比文件未描述将两个不同曝光的样本进行加权组合的过程。 | 对比文件仅公开了单个曝光下复位电平与信号电平的差分组合（用于降噪），未公开将两个不同曝光条件下获得的样本进行组合。因此，无论是在传感器上还是在外部处理器上进行这种加权组合，其本身在对比文件中都未被公开。 |
| **O：其中由所述CMOS图像传感器和电荷耦合装置CCD图像传感器中的一者产生所述第一像素单元信号和所述第二像素单元信号。** 《直接公开》 | 说明书明确：“The solid-state image pickup device of the present embodiment is an X-Y addressing type image pickup device…”，并在多处与CCD进行对比（如“unlike a CCD”），表明其本身是CMOS型（X-Y寻址型）图像传感器。 | 对比文件明确其发明涉及的是X-Y寻址型固态图像拾取设备，即CMOS图像传感器。因此，其产生的像素单元信号自然是由CMOS图像传感器产生的。这直接公开了技术特征O中“由CMOS图像传感器产生”这一选项。 |
| **P：其中在第一时间对第一像素单元信号进行取样…包括：打开CCD图像传感器上的机械快门且使所述图像传感器暴露于光** 《未公开》 | 对比文件涉及的是CMOS图像传感器，其使用电子快门（通过控制电荷转移来模拟快门效果），并未提及任何机械快门。说明书在背景技术和具体实施方式中均未描述CCD或机械快门。 | 该技术特征特指使用CCD图像传感器及其机械快门的操作流程。对比文件自始至终描述的是CMOS（X-Y寻址型）传感器及其电子快门技术，完全没有涉及CCD或机械快门。因此，该特征未被公开。 |
| **Q：在第一时间将基于所述光形成的第一样本传送到存储区** 《未公开》 | 对比文件中，光电二极管产生的信号电荷在读出时被传送到浮动扩散区（FD），FD可视为一个存储节点。但是，这与目标专利中“传送到存储区”的语境不同。目标专利的该特征是与使用CCD和机械快门的特定流程相关联的。 | 在对比文件描述的CMOS像素操作中，信号电荷确实从光电二极管传送到浮动扩散区（FD）。然而，技术特征P-U是一个连贯的、特指CCD传感器配合机械快门的操作流程。对比文件未公开该整体流程，因此其中的子步骤（如Q）单独来看，虽然CMOS中也有电荷转移，但目的、时序和上下文完全不同，不能认为被公开。 |
| **R：从所述存储区读出所述第一样本** 《未公开》 | 同特征Q的论述。对比文件中从浮动扩散区（FD）读出信号电平。 | 同上，该特征属于CCD特定流程的一部分，在对比文件的上下文中未被公开。 |
| **S：在第二时间关闭所述机械快门** 《未公开》 | 对比文件未提及机械快门。 | 该特征明确涉及机械快门的操作，在对比文件中未被公开。 |
| **T：将第二样本传送到所述存储区** 《未公开》 | 同特征Q的论述。 | 该特征属于CCD特定流程的一部分，在对比文件的上下文中未被公开。 |
| **U：从所述存储区读出所述第二样本。** 《未公开》 | 同特征Q的论述。 | 该特征属于CCD特定流程的一部分，在对比文件的上下文中未被公开。 |
| **V：其中在第一时间对第一像素单元信号进行取样…包括：使像素单元复位并使所述像素单元暴露于光** 《直接公开》 | 说明书描述了像素操作：通过复位晶体管使浮动扩散区（FD）复位到电源电压VDD，同时光电二极管开始曝光积分。“…the floating diffusion region FD is thus reset to the power source VDD through the reset transistor 16.” 曝光积分是光电二极管的固有功能。 | 对比文件明确公开了使像素单元复位（复位浮动扩散区FD）的操作。同时，光电二极管在复位后或电荷被清除后，会开始新的曝光积分过程，即暴露于光并产生电荷。这直接公开了“使像素单元复位并使所述像素单元暴露于光”的技术特征。 |
| **W：在第一时间将基于所述光形成的第一样本传送到电容器** 《未公开》 | 对比文件的像素单元结构（图1，图7）中使用浮动扩散区（FD）作为电荷存储节点，并未提及使用一个单独的电容器（如图1中的电容器20）来临时存储样本。其信号电荷是从光电二极管直接传送到FD。 | 目标专利该特征指的是其特有的像素电路设计（如图1），其中短曝光样本被传送到一个专用的电容器20进行临时存储。对比文件的像素结构（5晶体管结构）不同，使用浮动扩散区（FD）同时用于复位电平读取和信号电荷存储与转换，没有公开使用一个额外的、专门用于存储第一次取样样本的电容器。因此，该特征未被公开。 |
| **X：在第二时间读出基于所述光形成的第二样本。** 《直接公开》 | 如特征B所述，对比文件公开了在第二时间（施加读出脉冲时）读出基于光形成的信号电平（第二样本）。 | 该特征已被特征B覆盖。对比文件明确公开了在第二时间读出信号电荷（第二样本）的操作。 |
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