**对比文件名称**：2000-09-05_US6115065A_发明授权_US6115065A Image sensor producing at least two integration times from each sensing pixel
**目标专利名称**：374高动态范围图像传感器CN103141081B
**本次调用模型名称**：专利创造性评估模型
### **特征比对表格**
| 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 |
| **技术特征A**：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<br>**《直接公开》** | [2] “The present invention describes a new technique ... to increase their dynamic ranges. According to the preferred embodiments of the present invention, at least two different integration times are obtained for each active pixel.”； [2] “For an APS device with only one column-parallel signal chain for readout, each pixel is sampled multiple times during a single frame readout, thus resulting in multiple integration times.”； [2] “...two sets of data are obtained... one set having a first integration time, T<sub>1int</sub>=(N-Δ)2T<sub>row</sub> and another set having a second integration time, T<sub>1int</sub>=Δ2T<sub>row</sub>.” | 对比文件明确公开了其核心发明在于从每个传感像素获得至少两个不同积分时间的信号（即样本）。通过多次采样（sampled multiple times）或在特定时间点从列并行信号链读取数据，可以获得具有不同积分时间（如T<sub>1int</sub>和T<sub>2int</sub>）的数据集（即样本）。这直接对应于目标专利中“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”的技术特征。本领域技术人员能够毫无疑义地从对比文件中得出，为了获得两个不同积分时间的样本，必然涉及在第一时间（对应于长积分时间T<sub>1int</sub>）对像素信号进行取样以产生一个样本（即第一样本）。因此，该技术特征被对比文件直接公开。 |
| **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<br>**《直接公开》** | [2] “...two sets of data are obtained... one set having a first integration time, T<sub>1int</sub>=(N-Δ)2T<sub>row</sub> and another set having a second integration time, T<sub>1int</sub>=Δ2T<sub>row</sub>.”； [2] “Two data points of different integration times from the same pixel are read out at two different times.” | 对比文件明确公开了从同一像素获得两个具有不同积分时间（T<sub>1int</sub>和T<sub>2int</sub>）的数据集（样本），并且这两个数据点是在两个不同的时间被读出的。这直接对应于目标专利中“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”的技术特征。本领域技术人员能够毫无疑义地理解，为了获得第二个具有较短积分时间（T<sub>2int</sub>）的样本，必然需要在第二时间（对应于短积分时间结束的时刻）对像素信号进行取样。因此，该技术特征被对比文件直接公开。 |
| **技术特征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<br>**《未公开》** | 无对应原文引用。 | 对比文件虽然公开了组合不同积分时间的样本以扩展动态范围（例如，[2] “The detected image is reconstructed by reading out the bright portions of the image with the data of short integration time...darker portions...using the data of long integration time”），但并未公开对任一样本应用“可变加权因子”，更没有提及该加权因子是“基于函数而界定”。对比文件描述的是根据图像的明暗区域选择使用长积分时间数据还是短积分时间数据，这是一种选择或切换，而非对样本本身施加一个基于函数计算得出的可变权重。因此，本领域技术人员无法从对比文件中直接或隐含地得出该技术特征。 |
| **技术特征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<br>**《未公开》** | 无对应原文引用。 | 理由同技术特征C。对比文件未公开对样本应用任何“可变加权因子”，也未提及基于函数界定权重。其图像重建逻辑是基于条件选择，而非加权融合。因此，该技术特征未被公开。 |
| **技术特征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S<sub>COMBINED</sub>(i,j)＝S<sub>LONG</sub>(i,j)*M(i,j)+n*S<sub>SHORT</sub>(i,j)*(1-M(i,j))...<br>**《未公开》** | 无对应原文引用。 | 对比文件未披露任何具体的、包含可变加权因子M(i,j)的组合等式。其描述的图像重建方法（见技术特征C论述）本质上是基于像素亮度，从两个样本中选择一个使用，而非如目标专利等式所示的、对两个样本进行按比例加权求和。等式中的M(i,j)、标度值n以及整个数学关系在对比文件中均无记载。因此，该技术特征未被公开。 |
| **技术特征F**：以及其中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且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<br>**《未公开》** | 无对应原文引用。 | 对比文件描述的不同积分时间是通过对不同行像素在不同时刻进行复位和读出来实现的（例如，先读第n行，再读第n-Δ行）。两个样本的积分结束时间（即取样时间）是不同的、有先后顺序的（见[2] “read out at two different times”）。对比文件没有提及或暗示使两个积分时间“大体上同时结束”的任何技术手段或目的。因此，该技术特征未被公开。 |
| **技术特征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，<br>**《未公开》** | 无对应原文引用。 | 对比文件描述的是对整个像素阵列进行逐行（row by row）的读出和控制（例如，选择行n，选择行n-Δ），并未将行区分为“偶数编号线”和“奇数编号线”并分别进行曝光控制。其扩展动态范围的方法是基于时间差（Δ行）读出，而非基于空间奇偶线交替曝光。因此，该技术特征未被公开。 |
| **技术特征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，<br>**《未公开》** | 无对应原文引用。 | 该特征依附于技术特征G所述的“偶数编号线曝光”。由于对比文件未公开按奇偶线区分曝光的技术方案，因此自然也未能公开基于偶数编号线产生第一样本的具体操作。 |
| **技术特征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，<br>**《未公开》** | 无对应原文引用。 | 理由同技术特征G。对比文件未公开按“奇数编号线”进行曝光控制。 |
| **技术特征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<br>**《未公开》** | 无对应原文引用。 | 该特征依附于技术特征I所述的“奇数编号线曝光”。由于对比文件未公开该技术方案，因此本特征也未被公开。 |
| **技术特征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<br>**《未公开》** | 无对应原文引用。 | 该特征涉及对奇偶线样本进行“向下取样或向上取样”以生成全分辨率图像。对比文件虽然提及图像重建，但未描述任何取样（up-sampling/down-sampling）处理。其方案中，每个像素的两个样本是直接通过不同时间点对该像素本身读出获得的，无需通过相邻行的样本来插值生成。因此，该技术特征未被公开。 |
| **技术特征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。<br>**《未公开》** | 无对应原文引用。 | 理由同技术特征K。对比文件未公开任何取样处理来为未直接曝光的行生成样本。 |
| **技术特征M**：其中M(i,j)的值介于零与一之间，包含零和一。<br>**《未公开》** | 无对应原文引用。 | 该特征定义了加权因子M(i,j)的取值范围。由于对比文件根本未公开“可变加权因子M(i,j)”这一概念（见技术特征C、D、E的论述），因此其取值范围自然也未被公开。 |
| **技术特征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。<br>**《隐含公开》** | [2] “Many on-chip operations and controls can be relatively easily implemented including timing and analog-to-digital conversion.”； [2] “...the architecture shown in FIG. 1...can be used for such a ADC.” (描述片上ADC)； 整个说明书描述了在像素阵列旁集成列并行信号链（column-parallel signal chains）、ADC、控制电路等。 | 对比文件明确教导了在CMOS APS传感器上可以方便地集成多种片上操作和控制电路，包括定时和模数转换（ADC）。其多个实施例均描述了在传感器芯片上设置列并行信号链（可包含存储电容和ADC）来获取和处理像素信号。虽然对比文件未明确说明“组合”步骤发生在片上还是片外，但根据其整体教导，将获取的不同积分时间样本在集成于同一芯片上的处理电路（如ADC之后的逻辑电路）中进行组合，对于本领域技术人员来说是一种合理且可能的设计选择，以实现更快的处理或减少数据输出带宽。因此，可以认为对比文件隐含公开了“在传感器上组合”这一技术特征。 |
| **技术特征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。<br>**《直接公开》** | [2] “The description of the preferred embodiments will use CMOS APS devices as an example for implementation.”； [2] 背景技术部分多次将APS与CCD进行比较，并指出本发明技术也可用于其他图像获取系统。 | 对比文件明确将CMOS APS（有源像素传感器）作为主要实施例进行描述，并且在整个说明书中多次将其与CCD进行对比讨论。虽然其实施例聚焦于CMOS APS，但说明书明确指出该方法和设计也可在其他有源像素传感器中实现，并可用于其他图像获取系统。对于本领域技术人员而言，CCD作为当时主流的图像传感器之一，在阅读对比文件后，能够毫无疑义地理解该技术方案同样可以应用于CCD图像传感器，以产生不同积分时间的信号。因此，该技术特征被直接公开。 |
| **技术特征P**：其中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且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<br>**《隐含公开》** | [2] “The exposure of an imaging device...is usually controlled by changing either the aperture (i.e., f-stop) or the integration time.”； [2] “Another prior-art approach uses an electronic switching mechanism...allowing electronic shuttering...”。 虽然未明确描述CCD机械快门，但控制曝光（积分时间）是图像传感器的基本操作。 | 对比文件详细讨论了通过控制积分时间来管理曝光。虽然其实施例主要涉及CMOS APS的电子快门控制，但对于CCD传感器，使用机械快门来控制曝光开始和结束是本领域的公知常识。本领域技术人员在阅读对比文件关于获取两个不同积分时间样本的技术方案后，为了在CCD上实施，很容易会想到并采用“打开机械快门以开始曝光”这一标准步骤来启动第一个积分周期。因此，该技术特征被对比文件隐含公开。 |
| **技术特征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<br>**《隐含公开》** | [2] “The signals representing the M pixels of the row n 210 are copied simultaneously to the corresponding M storage cells in the first column-parallel signal chain 204.”； [2] “Each of the signal chains, 204 and 206, has M storage cells for temporarily storing the electrical signals from the pixels being read.” | 对比文件明确公开了在特定时间（例如，读完某行时），将该行像素的信号“复制”（copied）到列并行信号链中的“存储单元”（storage cells）中。这里的“存储单元”即构成了“存储区”。虽然目标专利特指CCD的“存储区”（如屏蔽区），而对比文件描述的是CMOS APS的列并行存储单元，但两者在功能上都是用于临时存储从像素转移出来的电荷或电压信号。本领域技术人员能够理解，在CCD中实现类似功能时，必然涉及将电荷包传送到临时存储区（如移位寄存器或屏蔽区）。因此，该技术特征被隐含公开。 |
| **技术特征R**：从所述存储区读出所述第一样本<br>**《隐含公开》** | [2] “The M storage cells in each of the first column-parallel signal chain...are simultaneously and respectively scanned for readout.”； [2] “...sequentially scanned and the signals therein are read out.” | 对比文件明确描述了在信号被存储到列并行信号链的存储单元后，会通过扫描这些存储单元来“读出”（read out）其中存储的信号。这直接对应于“从存储区读出样本”的操作。因此，该技术特征被隐含公开。 |
| **技术特征S**：在第二时间关闭所述机械快门<br>**《隐含公开》** | [2] “If the input light is bright, the integration time is reduced to avoid saturation of the detector”。 结合技术特征P的论述，为了结束曝光（尤其是结束第二个长积分时间），关闭机械快门是本领域技术人员容易想到的标准操作。 | 对比文件强调了根据光线亮度调整积分时间以避免饱和。在CCD传感器上实现两个不同积分时间，当第二个（通常是更长的）积分时间结束时，需要使用机械快门来切断光线，从而准确停止积分。本领域技术人员根据对比文件的技术方案和CCD的常规操作，能够合理推断出这一步骤。因此，该技术特征被隐含公开。 |
| **技术特征T**：将第二样本传送到所述存储区<br>**《隐含公开》** | [2] “...the signals of M pixels in another row...are simultaneously copied to the corresponding M storage cells in the second column-parallel signal chain 206”。 这对应于在第二个时间点，将另一行像素（代表第二个积分时间结束）的信号传送到（第二个）存储区。 | 对比文件公开了在第二个时间点，将具有不同积分时间的另一行像素的信号复制到第二个列并行信号链的存储单元中。这等同于“将第二样本传送到存储区”。虽然目标专利描述的是CCD的同一存储区，而对比文件可能是不同的物理存储链，但“在第二时间传送第二样本到存储区”这一核心操作已被公开。本领域技术人员能够进行此等同转换。因此，该技术特征被隐含公开。 |
| **技术特征U**：从所述存储区读出所述第二样本。<br>**《隐含公开》** | 同技术特征R的引用。对比文件公开了从列并行信号链的存储单元中读出信号。对于第二个存储链中的信号（即第二样本），同样需要被读出。 | 对比文件明确描述了读出存储单元中信号的一般性操作。该操作同样适用于第二个列并行信号链中存储的第二样本。因此，本领域技术人员能够毫无困难地推断出“从存储区读出第二样本”这一步骤。该技术特征被隐含公开。 |
| **技术特征V**：其中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且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包括：使像素单元复位并使所述像素单元暴露于光<br>**《隐含公开》** | [2] “The copy process also resets the pixels in the selected row and begins a new integration.”； [2] 图3及相关描述显示了包含复位晶体管（315）的像素单元。 | 对比文件公开了在读取像素信号后，会重置（reset）该像素以开始新的积分（integration）。复位是CMOS APS标准操作的一部分，目的是使像素回到已知状态（如将光电二极管节点电压复位到Vdd），然后开始曝光（积分）。虽然“暴露于光”可能是在复位后自动发生的（只要快门打开），但“复位后开始积分”这一组合步骤已被对比文件明确公开。本领域技术人员可以理解这等同于“使像素单元复位并暴露于光”。因此，该技术特征被隐含公开。 |
| **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<br>**《隐含公开》** | [2] “Each of the signal chains, 204 and 206, has M storage cells for temporarily storing the electrical signals...”； [2] “The column-parallel signal chains 204 and 206 can be implemented with capacitor banks for analog processing...”； 图3显示了存储单元可以包含电容元件。 | 对比文件公开了列并行信号链包含存储单元（storage cells），并且这些存储单元可以用电容组（capacitor banks）来实现，用于临时存储模拟信号。因此，“将样本传送到电容器”是对比文件公开的“将信号复制到由电容器实现的存储单元”这一技术方案的直接等同和具体化。本领域技术人员能够毫无疑义地得出这一技术手段。因此，该技术特征被隐含公开。 |
| **技术特征X**：在第二时间读出基于所述光形成的第二样本。<br>**《隐含公开》** | 同技术特征B、R、U的引用。对比文件公开了在第二时间获得并读出具有第二积分时间（如T<sub>2int</sub>）的样本。 | 对比文件明确公开了从同一像素获得两个在不同时间读出的、具有不同积分时间的样本。其中，第二个样本（具有较短积分时间T<sub>2int</sub>）在第二时间被读出。这直接对应于本技术特征。因此，该技术特征被隐含公开。 |
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