对比文件名称：2003-03-18_US6535247B_发明授权_US06535247B1 Active pixel sensor with capacitorless correlated double sampling
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：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>**判断结果**：隐含公开 (<<<a>>>) | “During signal integration for n-on-p photodetector polarity, the photodiode node 25 driving the gate G1 of source follower M1 discharges from the reset voltage, Vrst, to a lower voltage. The discharge rate depends directly upon the incident signal... Readout then starts by turning on the access MOSFETs M2 of all the photodetectors 12 in a selected row... As indicated, the MOSFET M1 is a source follower driver that efficiently transfers the photo-induced signal voltage from each row-selected photodiode 12 to the column bus 20.” （说明书第12栏第1-10行） | 对比文件描述了在选定的积分时间后，通过开启行选择晶体管M2，将光敏二极管12上因光照放电产生的信号电压（即像素单元信号）读出到列总线20。这一读取操作即是对像素单元信号的取样，并产生了代表该信号值的样本。虽然对比文件未明确使用“第一样本”这一术语，且其取样的主要目的是为了读取信号值以便后续的复位噪声消除操作，而非为了后续与另一不同曝光时间的样本进行HDR组合，但该操作本身构成了对像素单元信号的取样以产生一个样本。本领域技术人员可以从其描述的“读取（readout）”操作中毫无疑义地得出其进行了“取样（sampling）”并获得了信号值（即样本）。因此，该技术特征被对比文件隐含公开。 |
| **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>**判断结果**：隐含公开 (<<<b>>>) | “FIG. 4 illustrates active-pixel operation during pixel reset. The photodetectors 12 are reset one row at a time... Reset starts by fully enabling the reset MOSFETs M3 in the selected row, thereby connecting the low-impedance voltage source Vrst to photodiode 12... FIG. 5 shows active-pixel operation during offset suppression... The pixel signal V1 is subsequently monitored and compared by a comparator 48 to the reference voltage VD... Once each pixel reaches the prescribed dark reference level... the reset clock Φrst is ramped to ground... to disable the weak current source...” （说明书第11栏第60行-第12栏第25行，结合图4-7） | 对比文件在复位操作（图4）和偏移抑制（复位噪声消除）操作（图5）期间，实际上会监测像素的输出信号V1（见图7）。在复位后，通过将复位晶体管M3偏置为弱电流源，并利用反馈环路（包含比较器48）将像素节点电压调整至参考暗电平VD。在这个过程中，比较器48需要“监测（monitored）”像素信号V1，这隐含了在复位后的某个时间点（第二时间）对像素单元的信号（此时为复位后或调整过程中的电压）进行取样和比较，以判断是否达到目标电平。这个用于比较的信号值可以视为一个“样本”。尽管该操作的直接目的是噪声消除而非产生用于图像合成的第二曝光样本，但“在第二时间对信号进行取样以产生一个值（样本）”这一技术手段已被公开。因此，该技术特征被对比文件隐含公开。 |
| **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>**判断结果**：未公开 | 无相关内容。 | 对比文件全文未提及对读取到的像素信号样本应用任何“加权因子”，无论是固定的还是可变的。其信号处理核心是通过反馈环路消除复位噪声，然后将“干净”的信号读出，不存在根据某个函数对样本值进行缩放（加权）的步骤。因此，该技术特征未被对比文件公开。 |
| **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>**判断结果**：未公开 | 无相关内容。 | 同技术特征C，对比文件未涉及任何对像素信号样本应用基于函数的可变加权因子的操作。因此，该技术特征未被对比文件公开。 |
| **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SCOMBINED(i,j)＝SLONG(i,j)*M(i,j)+n*SSHORT(i,j)*(1-M(i,j))...<br>**判断结果**：未公开 | 无相关内容。 | 对比文件未公开任何将两个样本（尤其是不同曝光时间下的样本）进行组合以生成合成图像的数学公式或方法。其技术方案专注于单个像素信号的读取和噪声消除，不涉及多曝光图像的融合。因此，该技术特征未被对比文件公开。 |
| **技术特征F**：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>**判断结果**：未公开 | 无相关内容。 | 对比文件描述了信号读取、复位、偏移消除等操作的时间序列（如图6波形），但这些操作是针对同一积分周期（或复位事件）前后的不同阶段，并非目标专利中所述的针对同一场景进行的、旨在同时结束的两次独立曝光。对比文件没有教导或暗示需要对两个不同的曝光时间进行时间上的对准以实现同时结束。因此，该技术特征未被对比文件公开。 |
| **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>**判断结果**：未公开 | 无相关内容。 | 对比文件虽然涉及CMOS图像传感器，但从未提及将像素阵列按“偶数编号线”和“奇数编号线”进行区分，并赋予它们不同的曝光时间或曝光控制。其行操作（读取、复位）通常是逐行进行的，所有行的操作模式相同。因此，该技术特征未被对比文件公开。 |
| **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>**判断结果**：未公开 | 无相关内容。 | 由于技术特征G未被公开，且对比文件未描述针对特定行组（如偶数行）产生特定样本（如第一样本）的概念，因此该技术特征未被对比文件公开。 |
| **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>**判断结果**：未公开 | 无相关内容。 | 同技术特征G，对比文件未公开按奇偶行分别进行不同曝光控制的任何内容。因此，该技术特征未被对比文件公开。 |
| **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>**判断结果**：未公开 | 无相关内容。 | 由于技术特征I未被公开，且对比文件未描述针对特定行组（如奇数行）产生特定样本（如第二样本）的概念，因此该技术特征未被对比文件公开。 |
| **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>**判断结果**：未公开 | 无相关内容。 | 对比文件完全未涉及任何“向下取样（down-sampling）”或“向上取样（up-sampling）”的图像处理技术，也未涉及通过插值或采样从一部分像素的数据生成另一部分像素数据的概念。因此，该技术特征未被对比文件公开。 |
| **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>**判断结果**：未公开 | 无相关内容。 | 同技术特征K，对比文件未公开任何关于上下取样的内容。因此，该技术特征未被对比文件公开。 |
| **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>**判断结果**：未公开 | 无相关内容。 | 由于对比文件未公开任何可变加权因子M(i,j)（技术特征C、D），因此自然也未曾公开该加权因子的取值范围。该取值范围是目标专利所定义的加权因子的特定属性，在对比文件中没有依据。因此，该技术特征未被对比文件公开。 |
| **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>**判断结果**：隐含公开 (<<<n>>>) | “The low-noise system provides the following key functions: (1) reset noise suppression without requiring separate analog memory and signal subtraction for each pixel to facilitate correlated double sampling;... The invention has the further advantage of full process compatibility with standard silicided submicron CMOS, helps to maximize yield and minimize die cost because the circuit complexity is distributed amongst the active-pixels and peripheral circuits, and exploits the signal processing capability inherent to CMOS.” （说明书第5栏第45-55行）以及整个电路描述（图2-8）均在描述集成在芯片上的像素阵列、列缓冲器、比较器和波形生成器等。 | 对比文件所描述的整个复位噪声消除系统（包括像素内的晶体管、列缓冲器、比较器、反馈环路等）是集成在CMOS传感器芯片上的（即“on-chip”）。其信号处理（噪声消除）功能是在传感器芯片内部完成的。虽然该处理与目标专利的“样本加权组合”不同，但“在传感器上执行信号处理操作”这一上位概念已被对比文件公开。本领域技术人员可以理解，对比文件教导了将特定信号处理电路（如用于噪声消除的反馈比较电路）集成在传感器芯片上以实现特定功能。因此，尽管具体处理内容不同，但“在传感器上组合”这一地点或方式特征可以被认为被对比文件隐含公开。 |
| **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>**判断结果**：直接公开 (<<<O>>>) | “Because of the advantages offered by CMOS visible imagers, there have been ongoing efforts to develop active-pixel sensor (APS) devices.” （说明书第9栏第15-17行）“The just described invention, as well as its objects and advantages, will become readily apparent upon reference to the following detailed description when considered in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference numerals designate like parts throughout the Figures thereof, and wherein:” （说明书第7栏）以及全文多处提及CMOS。同时，背景技术部分也提到了CCD：“CCDs, on the other hand, typically have read noise of 20 to 40 e- at video frame rates.” （说明书第2栏第30-32行） | 对比文件明确其发明涉及CMOS图像传感器（APS），并在背景技术中讨论了CCD传感器作为现有技术。因此，对比文件公开了由CMOS图像传感器产生像素单元信号。同时，由于CCD是公知的替代图像传感器类型，且目标专利权利要求中使用“CMOS图像传感器和电荷耦合装置CCD图像传感器中的一者”的表述，涵盖了CMOS。对比文件直接公开了CMOS这一选项。因此，该技术特征被对比文件直接公开。 |
| **技术特征P**：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>**判断结果**：未公开 | 无相关内容。 | 对比文件主要描述CMOS APS的操作，未提及在CCD传感器上使用机械快门来控制曝光开始。其复位操作是通过电子开关（晶体管M3）连接电压源Vrst来实现的，而非机械快门。因此，该技术特征未被对比文件公开。 |
| **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>**判断结果**：未公开 | 无相关内容。 | 对比文件在信号读取时，是将信号通过源跟随器传送到列总线，而非传送到一个专门的“存储区”。其用于噪声消除的参考电平设定涉及使用电容临时存储偏置电压（图8），但这并非存储基于光形成的像素样本。因此，该技术特征未被对比文件公开。 |
| **技术特征R**：从所述存储区读出所述第一样本<br>**判断结果**：未公开 | 无相关内容。 | 由于技术特征Q未被公开（不存在所述“存储区”），因此从该存储区读出样本的技术特征也未被公开。 |
| **技术特征S**：在第二时间关闭所述机械快门<br>**判断结果**：未公开 | 无相关内容。 | 同技术特征P，对比文件未涉及机械快门，因此也不存在关闭机械快门的操作。该技术特征未被公开。 |
| **技术特征T**：将第二样本传送到所述存储区<br>**判断结果**：未公开 | 无相关内容。 | 同技术特征Q，对比文件未涉及将样本传送到存储区的操作。因此，该技术特征未被公开。 |
| **技术特征U**：从所述存储区读出所述第二样本<br>**判断结果**：未公开 | 无相关内容。 | 由于技术特征T未被公开，因此从该存储区读出第二样本的技术特征也未被公开。 |
| **技术特征V**：使像素单元复位并使所述像素单元暴露于光<br>**判断结果**：隐含公开 (<<<v>>>) | “FIG. 4 illustrates active-pixel operation during pixel reset. The photodetectors 12 are reset one row at a time... Reset starts by fully enabling the reset MOSFETs M3 in the selected row, thereby connecting the low-impedance voltage source Vrst to photodiode 12.” （说明书第11栏第60-64行）“During signal integration for n-on-p photodetector polarity, the photodiode node 25 driving the gate G1 of source follower M1 discharges from the reset voltage, Vrst, to a lower voltage. The discharge rate depends directly upon the incident signal.” （说明书第12栏第1-4行） | 对比文件明确描述了“像素复位”操作（通过开启M3将光敏二极管节点连接到Vrst），以及复位后光敏二极管在光照射下进行“信号积分”（节点电压因光电流而放电）。这对应于“使像素单元复位并使所述像素单元暴露于光”的步骤。虽然对比文件中复位和积分是成像过程的标准环节，且其后续操作目的（噪声消除）与目标专利（多曝光取样）不同，但“复位并曝光”这一基础操作本身已被公开。因此，该技术特征被对比文件隐含公开。 |
| **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>**判断结果**：隐含公开 (<<<w>>>) | “The pixel 10 is preferably designed in the simplest form to obtain the largest available light detecting area...” （说明书第10栏第50-52行）结合图2，像素包含光敏二极管12，其具有固有的结电容。当光照射产生电荷时，该电荷会改变节点25（即光敏二极管阴极）的电压，该电压存储在光敏二极管自身的电容上。读取时，通过源跟随器M1将该电压信号传送出去。虽然目标专利明确提到了“电容器”（如图1中的20），而对比文件未明确图示一个分立电容器，但光敏二极管本身具有等效电容（类似于目标专利图1中的28）是公知常识。本领域技术人员能够理解，基于光形成的信号（电压）首先体现在并存储在光敏二极管的结电容上，然后被传送（通过源跟随器）用于读取。因此，“将基于光形成的样本传送到（或视为存储在）电容器（包括等效结电容）”这一概念被对比文件隐含公开。 | |
| **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>**判断结果**：隐含公开 (<<<x>>>) | 结合对技术特征B和V的论述，对比文件在像素复位和曝光（积分）后，会进行信号读取操作（图3）。这个读取操作发生在积分周期结束后的某个时间点，可以对应为“第二时间”。读取的信号正是基于曝光期间形成的光生电荷所产生的电压，即“基于所述光形成的样本”。因此，该技术特征被对比文件隐含公开。 |
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