发明创造名称:借助转移栅极升压读出图像传感器的方法
外观设计名称:
决定号:181059
决定日:2019-06-14
委内编号:1F274232
优先权日:2013-12-18
申请(专利)号:201410165300.5
申请日:2014-04-23
复审请求人:豪威科技股份有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:苏青
合议组组长:郑直
参审员:宋作志
国际分类号:H04N5/378;H04N5/374
外观设计分类号:
法律依据:专利法第二十二条第三款
决定要点
:如果一项权利要求与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别特征,然而现有技术给出相关技术启示,权利要求的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的,则该权利要求不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201410165300.5,名称为“借助转移栅极升压读出图像传感器的方法”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为全视科技有限公司,后变更为豪威科技股份有限公司。本申请的申请日为2014年04月23日,优先权日为2013年12月18日,公开日为2015年06月24日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年11月05日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-19相对于对比文件2和惯用技术手段的结合不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性,引用的对比文件为:对比文件2:CN102300053A,公开日为2011年12月28日。驳回决定所依据的文本为:申请日提交的说明书摘要、说明书第1-40段、摘要附图、说明书附图;2018年08月20日提交的权利要求第1-19项。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2019年02月19日向国家知识产权局提出了复审请求,同时提交了权利要求书全文替换页。复审请求人认为:1)在对比文件2中,对转移晶体管32施加低电压VTXL2不仅增加了FD4上的电容,而且直接改变了节点FD4上的电压;本申请仅是临时性地将第二转移晶体管225的耦合电容Ctx2添加至浮动扩散节点230的总电容,而不是直接增加或者改变浮动扩散节点230上的电压。2)对比文件2明确指出刻意避免“同时地”开启转移晶体管3和转移晶体管32,以确保在节点FD4上能够获得电压增量。因此,从对比文件2出发,本领域技术人员没有合理动机如本申请权利要求1所记载的那样同时开启第一转移晶体管和第二转移晶体管。
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年02月22日依法受理了该复审请求,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为,修改后权利要求不足以克服本申请不具备创造性的缺陷,因而坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年04月08日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-19相对于对比文件2和惯用技术手段的结合不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。同时对复审理由进行了回应。
复审请求人于2019年05月23日提交了意见陈述书,同时提交了权利要求书全文替换页。复审请求人认为权利要求1-19具备创造性。
复审请求人提交的权利要求书的内容为:
“1. 一种用于读出图像传感器的方法,所述图像传感器具有:第一光敏区;第二光敏区;共享电荷/电压机构;第一转移晶体管,其经安置以将所述第一光敏区选择性地耦合到所述共享电荷/电压机构;及第二转移晶体管,其经安置以将所述第二光敏区选择性地耦合到所述共享电荷/电压机构,所述方法包括:
启用所述第一转移晶体管以将光生电荷从所述第一光敏区转移到所述共享电荷/电压机构;及
在将所述光生电荷从所述第一光敏区转移到所述共享电荷/电压机构的同时,不多于部分地启用所述第二转移晶体管以部分地接通所述第二转移晶体管以仅增加所述共享电荷/电压机构的电容而不将所述光生电荷从所述第二光敏区转移到所述共享电荷/电压机构,其中没有噪声信号被引入至所述共享电荷/电压机构,且其中所述共享电荷/电压机构的所述电容的所述增加包括因向所述第二转移晶体管的栅极端子施加升压转移电压而出现的寄生电容。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中不多于部分地启用所述第二转移晶体管以部分地接通所述第二转移晶体管包含将第二电压施加到所述第二转移晶体管的控制端子,所述方法进一步包括通过将第一电压施加到所述第一转移晶体管的所述控制端子来启用所述第一转移晶体管以将光生电荷从所述第一光敏区转移到所述共享电荷/电压机构,其中所述第二电压小于所述第一电压。
3. 根据权利要求2所述的方法,其中所述第二转移晶体管包括金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET,其中所述控制端子为所述MOSFET的栅极端子。
4. 根据权利要求3所述的方法,其中所述第一电压大于或等于所述MOSFET的阈值电压,且其中所述第二电压小于所述阈值电压。
5. 根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:
启用所述第二转移晶体管以将光生电荷从所述第二光敏区转移到所述共享电荷/电压机构;及
在将所述光生电荷从所述第二光敏区转移到所述共享电荷/电压机构时,不多于部分地启用所述第一转移晶体管以部分地接通所述第一转移晶体管以仅增加所述共享电荷/电压机构的所述电容而不将所述光生电荷从所述第一光敏区转移到所述共享电荷/电压机构。
6. 根据权利要求5所述的方法,其中所述图像传感器进一步包括耦合于所述共享电荷/电压机构与复位电压源之间的复位晶体管,所述方法进一步包括:
在将所述光生电荷从所述第一光敏区转移到所述共享电荷/电压机构之前,启用所述复位晶体管以将复位电压施加到所述共享电荷/电压机构;及
在将所述光生电荷从所述第一光敏区转移到所述共享电荷/电压机构之后且在将所述光生电荷从所述第二光敏区转移到所述电荷/电压机构之前,启用所述复位晶体管以将所述复位电压施加到所述共享电荷/电压机构。
7. 根据权利要求1所述的方法,其中启用所述第一转移晶体管以转移光生电荷包含启用所述第一转移晶体管达第一时间周期,且其中不多于部分地启用所述第二转移晶体管以部分地接通所述第二转移晶体管包含部分地启用所述第二转移晶体管达第二时间周期,且其中所述第一时间周期具有与所述第二时间周期的开始实质上重合的开始。
8. 根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:
在将所述光生电荷中的至少一些光生电荷转移到所述共享电荷/电压机构之后,停用所述第一转移晶体管;及
在停用所述第一转移晶体管之后的延迟时间停用所述第二转移晶体管,使得在停用所述第一转移晶体管之后维持所述共享电荷/电压机构的所述经增加电容达所述延迟时间。
9. 根据权利要求1所述的方法,其中所述图像传感器为互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器,且其中所述第一光敏区包括第一光电二极管且所述第二光敏区包括第二光电二极管。
10. 一种用于读出图像传感器的方法,所述图像传感器具有:第一光敏区;第二光敏区;共享电荷/电压机构;第一转移晶体管,其经安置以将所述第一光敏区选择性地耦合到所述共享电荷/电压机构;第二转移晶体管,其经安置以将所述第二光敏区选择性地耦合到所述共享电荷/电压机构;及复位晶体管,其耦合于所述共享电荷/电压机构与复位电压源之间,所述方法按以下次序包括:
(a)第一次启用所述复位晶体管以复位所述共享电荷/电压机构;
(b)启用所述第一转移晶体管以将光生电荷从所述第一光敏区转移到所述共享电荷/电压机构,且在将所述光生电荷从所述第一光敏区转移到所述共享电荷/电压机构的同时,不多于部分地启用所述第二转移晶体管以部分地接通所述第二转移晶体管以仅增加所述共享电荷/电压机构的电容而不将所述光生电荷从所述第二光敏区转移到所述共享电荷/电压机构,其中没有噪声信号被引入至所述共享电荷/电压机构;
(c)第二次启用所述复位晶体管以复位所述共享电荷/电压机构;及
(d)启用所述第二转移晶体管以将光生电荷从所述第二光敏区转移到所述共享电荷/电压机构,且在将所述光生电荷从所述第二光敏区转移到所述共享电荷/电压机构时,不多于部分地启用所述第一转移晶体管以部分地接通所述第一转移晶体管以仅增加所述共享电荷/电压机构的所述电容而不将所述光生电荷从所述第一光敏区转移到所述共享电荷/电压机构。
11. 根据权利要求10所述的方法,其中,
在(a)中启用所述第一转移晶体管包括将第一电压施加到所述第一转移晶体管的控制端子,
在(d)中启用所述第二转移晶体管包括将所述第一电压施加到所述第二转移晶体管的控制端子,
在(a)中不多于部分地启用所述第二转移晶体管以部分地接通所述第二转移晶体管包括将第二电压施加到所述第二转移晶体管的所述控制端子,且
在(d)中不多于部分地启用所述第一转移晶体管以部分地接通所述第一转移晶体管包括将所述第二电压施加到所述第一转移晶体管的所述控制端子,其中所述第二电压小于能够用于启用所述第一转移晶体管和所述第二转移晶体管的所述第一电压。
12. 根据权利要求11所述的方法,其中所述第一转移晶体管及所述第二转移晶体管各自包括金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET。
13. 根据权利要求12所述的方法,其中所述第一电压大于或等于所述MOSFET的阈值电压,且其中所述第二电压小于所述阈值电压。
14. 根据权利要求10所述的方法,其中启用所述第一转移晶体管以转移光生电荷包含启用所述第一转移晶体管达第一时间周期,且其中不多于部分地启用所述第二转移晶体管以部分地接通所述第二转移晶体管包含部分地启用所述第二转移晶体管达第二时间周期,且其中所述第一时间周期具有与所述第二时间周期的开始实质上重合的开始。
15. 根据权利要求10所述的方法,其中(b)进一步包括:
在将所述光生电荷中的至少一些光生电荷从所述第一光敏区转移到所述共享电荷/电压机构之后,停用所述第一转移晶体管;及
在停用所述第一转移晶体管之后的延迟时间停用所述第二转移晶体管,使得在停用所述第一转移晶体管之后维持所述共享电荷/电压机构的所述经增加电容达所述延迟时间。
16. 根据权利要求10所述的方法,其中所述图像传感器为互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器,且其中所述第一光敏区包括第一光电二极管且所述第二光敏区包括第二光电二极管。
17. 一种用于读出具有像素单元阵列的图像传感器的方法,每一像素单元包含四个光电二极管、四个转移晶体管及一共享电荷/电压机构,其中所述四个转移晶体管中的每一者经安置以将所述四个光电二极管中的相应一者选择性地耦合到所述共享电荷/电压机构,所述方法包括:
启用所述四个转移晶体管中的第一者以将光生电荷从所述四个光电二极管中的第一者转移到所述共享电荷/电压机构;及
在将所述光生电荷从所述第一光电二极管转移到所述共享电荷/电压机构的同时,不多于部分地启用所述四个转移晶体管中的第二者、第三者及第四者中的每一者以部分地接通所述四个转移晶体管中的所述第二、第三及第四转移晶体管以仅增加所述共享电荷/电压机构的电容而不将所述光生电荷从所述四个转移晶体管中的第二者、第三者及第四者中的每一者转移到所述共享电荷/电压机构,其中没有噪声信号被引入至所述共享电荷/电压机构。
18. 根据权利要求17所述的方法,其中启用所述四个转移晶体管中的一者包含将第一电压施加到所述转移晶体管的控制端子,且其中不多于部分地启用所述四个转移晶体管中的一者包含将第二电压施加到所述控制端子,其中所述第二电压小于能够用于启用所述四个转移晶体管中的所述一者的所述第一电压。
19. 根据权利要求18所述的方法,其中所述四个转移晶体管中的每一者各自包括金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET,其中所述第一电压等于或大于所述MOSFET的阈值电压,且其中所述第二电压小于所述阈值电压。”
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
(一)审查文本的认定
复审请求人在答复复审通知书时,提交了权利要求书全文替换页,合议组经审查,认为上述修改文本符合专利法第三十三条的规定,故本复审请求审查决定依据的文本为:申请日提交的说明书摘要、说明书第1-40段、摘要附图、说明书附图;2019年05月23日提交的权利要求第1-19项。
(二)关于专利法第二十二条第三款
专利法第二十二条第三款规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
本复审请求审查决定引用的对比文件与驳回决定、复审通知书引用的对比文件相同,即对比文件2,CN102300053A,公开日为2011年12月28日。
1、权利要求1请求保护一种用于读出图像传感器的方法,对比文件2公开了一种固态成像装置和用于固态成像装置的驱动方法,并具体公开了如下技术特征(参见对比文件2的说明书全文,附图5-6):
在日本专利申请公开No.2005-192191中讨论了在转移电荷时增大FD的电压的方法;该方法使用在FD与从放大晶体管输出的放大信号的信号输出线之间设置的耦合电容,该耦合电容可以是有意集成的电容器,但是也可以是寄生电容;如果耦合电容是寄生电容,则由于由制造工艺引起的变化将是显著的,因此电压控制的精确度也变化,FD的电容由许多成分(诸如,p-n结电容、在从FD到放大晶体管的栅极的线(布线)与另一条线或硅衬底之间设置的电容以及放大晶体管的栅极电容)构成。
图5示出根据本发明第二示例性实施例的像素的等效电路,根据本实施例,PD2(公开了第一光敏区)和PD31(公开了的第二光敏区)经由转移晶体管3(公开了第一转移晶体管)和转移晶体管32(公开了第二转移晶体管)与一个FD4(公开了共享电荷/电压机构)连接,两个像素共享一个FD4和一个放大晶体管5。根据上述的配置,两个像素的信号电荷可以被相加并且被读出。此外,蓄积到每一个PD的信号电荷可以被独立地读出(公开了将所述光敏区选择性地耦合到所述共享电荷/电压机构)。
电容器33是设置在FD4与转移晶体管3的栅极之间的耦合电容,电容器34是设置在FD4与转移晶体管32的栅极之间的耦合电容,虽然在图5中未示出,但是根据本实施例,耦合电容还可以被设置在控制线9与FD4之间。
图6示出用于驱动根据本实施例的固态成像装置的驱动脉冲。……PTX1表示经由控制线8供应给转移晶体管3的栅极的驱动脉冲,并且PTX2表示经由控制线35供应给转移晶体管32的栅极的驱动脉冲。在驱动脉冲的电压处于高电平时,相应的晶体管导通。在驱动脉冲的电压处于低电平时,相应的晶体管截止。
根据本实施例,两个不同的电压VTXL1和VTXL2可以被设定为PTX1和PTX2的低电平电压。VTXL2比VTXL1高。通过VTXL1和VTXL2两者使转移晶体管3和32截止。换句话说,转移晶体管3在PTX1为VTXH(高电平电压)时导通,而在PTX1为VTXL1或VTXL2(低电平电压)时截止。转移晶体管32在PTX2为VTXH(高电平电压)时导通,而在PTX2为VTXL1或VTXL2(低电平电压)时截止。
在图6中,在时间T207处,PTX2的电压从VTXL1变为VTXL2,根据转移晶体管32的栅极电压的变化,经由电容器34使FD4的电压增加了ΔV3。即使PTX2的电压从VTXL1增大到VTXL2,转移晶体管32也不导通。
在时间T208处,PTX1变为高电平,并且转移晶体管3导通。在此时间点,开始将PD2的信号电荷转移到FD4(公开了启用所述第一转移晶体管以将光生电荷从所述第一光敏区转移到所述共享电荷/电压机构)。在时间T209处,PTX1变为低电平。然后,转移晶体管3截止,并且信号电荷的转移结束。
在时间T210处,在PTX2的电压从VTXL2变为VTXL1时,FD4的电压减少了ΔV3。
根据本实施例,在时间T205和T211处将VTXL1供应给转移晶体管32的栅极,并且在时间T207与T210之间将VTXL2供应给转移晶体管32的栅极。
根据本实施例,即使在转移信号电荷时增大FD4的电压以使得可以转移的电荷的最大量增大,也可以获得传感器输出的良好的线性。
由对比文件2公开的上述内容和附图5、6可知,电容器34是FD4与转移晶体管32的栅极之间的寄生电容,附图6中,在时间T207处,PTX2的电压从VTXL1变为VTXL2,小于转移晶体管32导通的高电平,因而,在电压VTXL2作用下转移晶体管32并未导通,无法将PD31的信号电荷转移到FD4,仅将寄生电容添加到FD4,在时间T208处,PTX1变为高电平,转移晶体管3导通,开始将PD2的信号电荷转移到FD4,PTX2的电压仍然为VTXL2,转移晶体管32不导通,PD31的信号电荷不能转移到FD4,仅将寄生电容添加到FD4。因此,公开了权利要求1中的“不多于部分地启用所述第二转移晶体管以部分地接通所述第二转移晶体管以仅增加所述共享电荷/电压机构的电容而不将所述光生电荷从所述第二光敏区转移到所述共享电荷/电压机构,其中没有噪声信号被引入至所述共享电荷/电压机构”以及“所述共享电荷/电压机构的所述电容的所述增加包括因向所述第二转移晶体管的栅极端子施加升压转移电压而出现的寄生电容”。
权利要求1与对比文件2的区别在于:权利要求1中部分地启用第二转移晶体管是与启用第一转移晶体管同时进行的。因此,基于上述区别技术特征可以确定,权利要求1实际解决的技术问题是:何时将第二转移晶体管的耦合电容添加到浮动扩散节点的总电容。
对于上述区别技术特征,对比文件2中,先部分地启用转移晶体管32,将转移晶体管32的耦合电容添加到FD4的总电容,再将PD2的信号电荷转移到FD4,而本申请中,在启用第一转移晶体管将光生电荷从第一光敏区转移到共享电荷/电压机构的同时,部分地启用第二转移晶体管以部分地接通所述第二转移晶体管,此时第二转移晶体管的耦合电容添加到浮动扩散节点,即对比文件2与权利要求1中部分地启用第二转移晶体管的开始时刻不同,但是二者都能在将第一光敏区的信号电荷转移到浮动扩散节点时,部分地启用第二转移晶体管将其耦合电容添加到浮动扩散节点,元件的启用顺序不会产生根本性的差别,设置多个元件同时启用或者先后启用,是本领域的惯用技术手段,因而,根据实际需要,本领域技术人员有动机设置第一转移晶体管与第二转移晶体管的驱动脉冲同时产生,以实现在将光生电荷从第一光敏区转移到共享电荷/电压机构的同时,不多于部分地启用第二转移晶体管。
因此,在对比文件2的基础上结合本领域的惯用技术手段以获得权利要求1所要求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,因而,权利要求1要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
2、权利要求2是权利要求1的从属权利要求。对比文件2还公开了以下技术特征(参见对比文件2说明书第[0082]-[0109]段,附图5-6):PTX1表示经由控制线8供应给转移晶体管3的栅极的驱动脉冲,并且PTX2表示经由控制线35供应给转移晶体管32的栅极的驱动脉冲;转移晶体管3在PTX1为VTXH(高电平电压)时导通,而在PTX1为VTXL1或VTXL2(低电平电压)时截止;转移晶体管32在PTX2为VTXH(高电平电压)时导通,而在PTX2为VTXL1或VTXL2(低电平电压)时截止。在时间T207处,PTX2的电压从VTXL1变为VTXL2,根据转移晶体管32的栅极电压的变化,经由电容器34使FD4的电压增加了ΔV3。即使PTX2的电压从VTXL1增大到VTXL2(公开了第二电压),转移晶体管32也不导通(公开了不多于部分地启用所述第二转移晶体管以部分地接通所述第二转移晶体管包含将第二电压施加到所述第二转移晶体管的控制端子)。在时间T208处,PTX1变为高电平(公开了第一电压,以及所述第二电压小于所述第一电压),并且转移晶体管3导通(公开了通过将第一电压施加到所述第一转移晶体管的所述控制端子来启用所述第一转移晶体管以将光生电荷从所述第一光敏区转移到所述共享电荷/电压机构)。在此时间点,开始将PD2的信号电荷转移到FD4(公开了启用所述第一转移晶体管以将光生电荷从所述第一光敏区转移到所述共享电荷/电压机构)。即权利要求2的附加技术特征已被对比文件2公开,因此,当权利要求2引用的权利要求1不具备创造性时,权利要求2也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
3、权利要求3是权利要求2的从属权利要求,对比文件2还公开了以下技术特征(参见对比文件2的说明书第[0099]、[0127]段):PTX1表示经由控制线8供应给转移晶体管3的栅极的驱动脉冲,并且PTX2表示经由控制线35供应给转移晶体管32的栅极的驱动脉冲;根据第一到第三示例性实施例,虽然在像素内包括的晶体管是n沟道MOS晶体管,但是任何晶体管都可以是p沟道MOS,例如,复位晶体管6可以是p沟道MOS,而其它晶体管是n沟道晶体管。即权利要求3的附加技术特征已被对比文件2公开,因此,当权利要求3引用的权利要求2不具备创造性时,权利要求3也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
4、权利要求4是权利要求3的从属权利要求,对比文件2还公开了以下技术特征(参见对比文件2的说明书第[0099]-[0100]段,附图6):PTX1表示经由控制线8供应给转移晶体管3的栅极的驱动脉冲,并且PTX2表示经由控制线35供应给转移晶体管32的栅极的驱动脉冲;转移晶体管3在PTX1为VTXH(高电平电压)时导通,而在PTX1为VTXL1或VTXL2(低电平电压)时截止;转移晶体管32在PTX2为VTXH(高电平电压)时导通,而在PTX2为VTXL1或VTXL2(低电平电压)时截止。而对第一转移晶体管施加小于MOSFET阈值电压的电压,此时第一转移晶体管不能够正常工作,而对第一转移晶体管施加大于或等于MOSFET阈值电压的电压,此时第一转移晶体管能够正常工作,是本领域的公知常识,因而,本领域技术人员有动机设置第一电压大于或等于所述MOSFET的阈值电压,且第二电压小于所述阈值电压。因此,当权利要求4引用的权利要求3不具备创造性时,权利要求4也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
5、权利要求5是权利要求1的从属权利要求,如前所述,对比文件2已经公开了当启用第一转移晶体管以将光生电荷从第一光敏区转移到共享电荷/电压机构之前,不多于部分地启用第二转移晶体管,以部分地接通第二转移晶体管来增加共享电荷/电压机构的电容。在面对如何将第二光敏区的光生电荷转移到共享电荷/电压机构的技术问题时,本领域技术人员有动机重复采用上述的技术手段,当启用第二转移晶体管以将光生电荷从第二光敏区转移到共享电荷/电压机构时,不多于部分地启用所述第一转移晶体管以部分地接通所述第一转移晶体管以仅增加所述共享电荷/电压机构的所述电容而不将所述光生电荷从所述第一光敏区转移到所述共享电荷/电压机构。因此,当权利要求5引用的权利要求1不具备创造性时,权利要求5也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
6、权利要求6是权利要求5的从属权利要求,对比文件2还公开了以下技术特征(参见对比文件2的说明书第[0101]、[0032]段,附图5-6):在图6中,在时间T201与T206之间和在时间T211与T212之间的驱动与根据第一示例性实施例的图3中示出的T101与T106之间和在T111与T112之间的时间中的驱动类似。在第一实施例中公开了如下内容:根据本实施例,从复位晶体管6向FD4供应基于复位电源的电压时到向FD4转移信号电荷时,FD4处于电压复位状态(公开了权利要求6中的在将所述光生电荷从所述第一光敏区转移到所述共享电荷/电压机构之前,启用所述复位晶体管以将复位电压施加到所述共享电荷/电压机构)。由上述内容和附图可知,对比文件2公开了复位晶体管位于共享电荷/电压机构与复位电压源之间,并且在完成第一光敏区的光生电荷转移后,T212时刻在复位信号的作用下,复位晶体管6成为导通状态,FD4处于电压复位状态。而为了将光生电荷从第二光敏区转移到浮动扩散,本领域技术人员有动机在启用第二转移晶体管前将复位电压施加到浮动扩散。因此,当权利要求6引用的权利要求5不具备创造性时,权利要求6也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
7、权利要求7是权利要求1的从属权利要求,如前所述,对比文件2已经公开了在时间T207-T210期间,部分地启用所述第二转移晶体管,在时间T208-T209期间,启用第一转移晶体管,即启用所述第一转移晶体管达第一时间周期,以及部分地启用所述第二转移晶体管达第二时间周期。参见前述对权利要求1创造性的评述,而设置多个器件的驱动脉冲同时产生或者先后产生,是本领域的惯用技术手段,因而,本领域技术人员有动机设置第一转移晶体管与第二转移晶体管的驱动脉冲同时产生。因此,当权利要求7引用的权利要求1不具备创造性时,权利要求7也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
8、权利要求8是权利要求1的从属权利要求,如前所述,对比文件2已经公开了在时间T207-T210期间,部分地启用所述第二转移晶体管,在时间T208-T209期间,启用第一转移晶体管,即T209-T210为延迟时间。即权利要求8的附加技术特征已被对比文件2公开,因此,当权利要求8引用的权利要求1不具备创造性时,权利要求8也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
9、权利要求9是权利要求1的从属权利要求,对比文件2还公开了以下技术特征(参见对比文件2的说明书第[0095]段,附图5):图5示出根据本发明第二示例性实施例的像素的等效电路,根据本实施例,PD2(公开了第一光电二极管)和PD31(公开了第二光电二极管)经由转移晶体管3和转移晶体管32与一个FD4连接,两个像素共享一个FD4和一个放大晶体管5。而图像传感器可为互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器是本领域的公知常识。因此,当权利要求9引用的权利要求1不具备创造性时,权利要求9也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
10、权利要求10请求保护一种用于读出图像传感器的方法,对比文件2公开了一种固态成像装置和用于固态成像装置的驱动方法,并具体公开了如下技术特征(参见对比文件2的说明书全文,附图5-6):
根据本实施例,从复位晶体管6(公开了复位晶体管)向FD4供应基于复位电源的电压时到向FD4转移信号电荷时,FD4处于电压复位状态(公开了步骤(a)第一次启用所述复位晶体管以复位所述共享电荷/电压机构);
图5示出根据本发明第二示例性实施例的像素的等效电路,根据本实施例,PD2(公开了第一光敏区)和PD31(公开了第二光敏区)经由转移晶体管3(公开了第一转移晶体管)和转移晶体管32(公开了第二转移晶体管)与一个FD4(公开了共享电荷/电压机构)连接,两个像素共享一个FD4和一个放大晶体管5;根据上述的配置,两个像素的信号电荷可以被相加并且被读出,此外,蓄积到每一个PD的信号电荷可以被独立地读出(公开了将所述光敏区选择性地耦合到所述共享电荷/电压机构);电容器33是设置在FD4与转移晶体管3的栅极之间的耦合电容,电容器34是设置在FD4与转移晶体管32的栅极之间的耦合电容;
图6示出用于驱动根据本实施例的固态成像装置的驱动脉冲,PTX1表示经由控制线8供应给转移晶体管3的栅极的驱动脉冲,并且PTX2表示经由控制线35供应给转移晶体管32的栅极的驱动脉冲;
在图6中,在时间T207处,PTX2的电压从VTXL1变为VTXL2,根据转移晶体管32的栅极电压的变化,经由电容器34使FD4的电压增加了ΔV3。即使PTX2的电压从VTXL1增大到VTXL2,转移晶体管32也不导通(公开了不多于部分地启用所述第二转移晶体管以部分地接通所述第二转移晶体管以仅增加所述共享电荷/电压机构的电容而不将所述光生电荷从所述第二光敏区转移到所述共享电荷/电压机构,其中没有噪声信号被引入至所述共享电荷/电压机构)。
在时间T208处,PTX1变为高电平,并且转移晶体管3导通,在此时间点,开始将PD2的信号电荷转移到FD4(公开了启用所述第一转移晶体管以将光生电荷从所述第一光敏区转移到所述共享电荷/电压机构);在时间T209处,PTX1变为低电平,然后,转移晶体管3截止,并且信号电荷的转移结束。
由上述内容和附图可知,对比文件2公开了复位晶体管位于共享电荷/电压机构与复位电压源之间;并且在完成第一光敏区的光生电荷转移后,T212时刻在复位信号的作用下,复位晶体管6成为导通状态,FD4处于电压复位状态,即步骤(c)第二次启用所述复位晶体管以复位所述共享电荷/电压机构。
权利要求10要求保护的技术方案相对于对比文件2的区别技术特征是:①权利要求10中部分地启用第二转移晶体管是与启用第一转移晶体管同时进行的;②步骤(d)启用所述第二转移晶体管以将光生电荷从所述第二光敏区转移到所述共享电荷/电压机构,且在将所述光生电荷从所述第二光敏区转移到所述共享电荷/电压机构时,不多于部分地启用所述第一转移晶体管以部分地接通所述第一转移晶体管以仅增加所述共享电荷/电压机构的电容而不将所述光生电荷从所述第一光敏区转移到所述共享电荷/电压机构。因此,基于上述区别技术特征可以确定,权利要求10实际解决的技术问题是:何时将第二或第一转移晶体管的耦合电容添加到浮动扩散节点的总电容。
关于区别技术特征①,如前评述权利要求1创造性时所述,对比文件2和权利要求10中都能在将第一光敏区的信号电荷转移到浮动扩散节点时,部分地启用第二转移晶体管将其耦合电容添加到浮动扩散节点,元件的启用顺序不会产生根本性的差别时,设置多个元件同时启用或者先后启用,是本领域的惯用技术手段,因而,根据实际需要,本领域技术人员有动机设置第一转移晶体管与第二转移晶体管的驱动脉冲同时产生,以实现在将光生电荷从第一光敏区转移到共享电荷/电压机构的同时,不多于部分地启用第二转移晶体管。
关于区别技术特征②,如前所述,对比文件2已经公开了当启用第一转移晶体管以将光生电荷从第一光敏区转移到共享电荷/电压机构之前,不多于部分地启用第二转移晶体管,以部分地接通第二转移晶体管来增加共享电荷/电压机构的电容。在面对如何将第二光敏区的光生电荷转移到共享电荷/电压机构的技术问题时,本领域技术人员有动机重复采用上述的技术手段,当启用第二转移晶体管以将光生电荷从第二光敏区转移到共享电荷/电压机构时,不多于部分地启用第一转移晶体管,以部分地接通第一转移晶体管来增加共享电荷/电压机构的电容。
因此,在对比文件2的基础上结合本领域的惯用技术手段以获得权利要求10所要求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,因而,权利要求10要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
11、权利要求11是权利要求10的从属权利要求,对比文件2还公开了以下技术特征(参见对比文件2的说明书第[0082]-[0109]段,附图6):PTX1表示经由控制线8供应给转移晶体管3的栅极的驱动脉冲,并且PTX2表示经由控制线35供应给转移晶体管32的栅极的驱动脉冲;转移晶体管3在PTX1为VTXH(高电平电压)时导通(公开了在(a)中启用所述第一转移晶体管包括将第一电压施加到所述第一转移晶体管的控制端子),而在PTX1为VTXL1或VTXL2(低电平电压)时截止(公开了在(d)中不多于部分地启用所述第一转移晶体管以部分地接通所述第一转移晶体管包括将所述第二电压施加到所述第一转移晶体管的所述控制端子,其中所述第二电压小于所述第一电压);转移晶体管32在PTX2为VTXH(高电平电压)时导通(公开了在(d)中启用所述第二转移晶体管包括将所述第一电压施加到所述第二转移晶体管的控制端子),而在PTX2为VTXL1或VTXL2(低电平电压)时截止(公开了在(a)中不多于部分地启用所述第二转移晶体管以部分地接通所述第二转移晶体管包括将第二电压施加到所述第二转移晶体管的所述控制端子)。即权利要求11的附加技术特征已被对比文件2公开,因此,当权利要求11引用的权利要求10不具备创造性时,权利要求11也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
12、权利要求12是权利要求11的从属权利要求,对比文件2还公开了以下技术特征(参见对比文件2的说明书第[0099]、[0127]段):PTX1表示经由控制线8供应给转移晶体管3的栅极的驱动脉冲,并且PTX2表示经由控制线35供应给转移晶体管32的栅极的驱动脉冲;根据第一到第三示例性实施例,虽然在像素内包括的晶体管是n沟道MOS晶体管,但是任何晶体管都可以是p沟道MOS,例如,复位晶体管6可以是p沟道MOS,而其它晶体管是n沟道晶体管。即权利要求12的附加技术特征已被对比文件2公开,因此,当权利要求12引用的权利要求11不具备创造性时,权利要求12也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
13、权利要求13是权利要求12的从属权利要求,对比文件2还公开了以下技术特征(参见对比文件2的说明书第[0099]-[0100]段,附图6):PTX1表示经由控制线8供应给转移晶体管3的栅极的驱动脉冲,并且PTX2表示经由控制线35供应给转移晶体管32的栅极的驱动脉冲;转移晶体管3在PTX1为VTXH(高电平电压)时导通,而在PTX1为VTXL1或VTXL2(低电平电压)时截止;转移晶体管32在PTX2为VTXH(高电平电压)时导通,而在PTX2为VTXL1或VTXL2(低电平电压)时截止。而对第一转移晶体管施加小于MOSFET阈值电压的电压,此时第一转移晶体管不能够正常工作,而对第一转移晶体管施加大于或等于MOSFET阈值电压的电压,此时第一转移晶体管能够正常工作,是本领域的公知常识,因而,本领域技术人员有动机设置第一电压大于或等于所述MOSFET的阈值电压,且第二电压小于所述阈值电压。因此,当权利要求13引用的权利要求12不具备创造性时,权利要求13也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
14、从属权利要求14至16的附加技术特征是与从属权利要求7至9的附加技术特征相对应的,参见对权利要求7至9的评述,权利要求14至16的附加技术特征或者被对比文件2公开,或者属于本领域的惯用技术手段。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求14至16也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
15、权利要求17请求保护一种用于读出具有像素单元阵列的图像传感器的方法,对比文件2公开了一种固态成像装置和用于固态成像装置的驱动方法,并具体公开了如下技术特征(参见对比文件2的说明书全文,附图5-6):
图5示出根据本发明第二示例性实施例的像素的等效电路,根据本实施例,PD2(公开了光电二极管)和PD31(公开了光电二极管)经由转移晶体管3(公开了转移晶体管)和转移晶体管32(公开了转移晶体管)与一个FD4(公开了共享电荷/电压机构)连接,两个像素共享一个FD4和一个放大晶体管5;根据上述的配置,两个像素的信号电荷可以被相加并且被读出,此外,蓄积到每一个PD的信号电荷可以被独立地读出(公开了将光电二极管中的相应一者选择性地耦合到所述共享电荷/电压机构);电容器33是设置在FD4与转移晶体管3的栅极之间的耦合电容,电容器34是设置在FD4与转移晶体管32的栅极之间的耦合电容;
图6示出用于驱动根据本实施例的固态成像装置的驱动脉冲,PTX1表示经由控制线8供应给转移晶体管3的栅极的驱动脉冲,并且PTX2表示经由控制线35供应给转移晶体管32的栅极的驱动脉冲;
在图6中,在时间T207处,PTX2的电压从VTXL1变为VTXL2,根据转移晶体管32的栅极电压的变化,经由电容器34使FD4的电压增加了ΔV3。即使PTX2的电压从VTXL1增大到VTXL2,转移晶体管32也不导通(公开了不多于部分地启用所述第二转移晶体管以部分地接通所述第二转移晶体管以仅增加所述共享电荷/电压机构的电容而不将所述光生电荷从所述第二光敏区转移到所述共享电荷/电压机构,其中没有噪声信号被引入至所述共享电荷/电压机构)。
在时间T208处,PTX1变为高电平,并且转移晶体管3导通,在此时间点,开始将PD2的信号电荷转移到FD4;在时间T209处,PTX1变为低电平,然后,转移晶体管3截止,并且信号电荷的转移结束;
根据本实施例,FD4可以由三个或更多个像素共享,例如,如果由四个像素共享一个FD和一个放大晶体管,则可以控制除了为了电荷转移而导通的转移晶体管(公开了启用所述四个转移晶体管中的第一者以将光生电荷从所述四个光电二极管中的第一者转移到所述共享电荷/电压机构)之外的三个转移晶体管的栅极的电压(公开了不多于部分地启用所述四个转移晶体管中的第二者、第三者及第四者中的每一者以部分地接通所述四个转移晶体管中的所述第二、第三及第四转移晶体管以仅增加所述共享电荷/电压机构的电容而不将所述光生电荷从所述四个转移晶体管中的第二者、第三者及第四者中的每一者转移到所述共享电荷/电压机构,其中没有噪声信号被引入至所述共享电荷/电压机构);与仅使用一个转移晶体管的情况相比,FD4的电压变化量(ΔV3)将增大到大约三倍,因此,根据本实施例的配置,除了从第一示例性实施例获得的效果之外,还可以进一步增大可以转移的电荷的最大量。
权利要求17要求保护的技术方案相对于对比文件2的区别技术特征是:权利要求17中部分地启用第二、第三及第四转移晶体管是与启用第一转移晶体管同时进行的。因此,基于上述区别技术特征可以确定,权利要求17实际解决的技术问题是:何时将第二、第三及第四转移晶体管的耦合电容添加到浮动扩散节点的总电容。
关于上述区别技术特征,如前评述权利要求1创造性时所述,对比文件2和权利要求17都能在将第一光敏区的信号电荷转移到浮动扩散节点时,部分地启用第二、第三及第四转移晶体管将其耦合电容添加到浮动扩散节点,元件的启用顺序不会产生根本性的差别时,设置多个元件同时启用或者先后启用,是本领域的惯用技术手段,因而,根据实际需要,本领域技术人员有动机设置第一转移晶体管与第二、第三及第四转移晶体管的驱动脉冲同时产生,以实现在将光生电荷从第一光电二极管转移到共享电荷/电压机构的同时,不多于部分地启用第二、第三及第四转移晶体管。
因此,在对比文件2的基础上结合本领域的惯用技术手段以获得权利要求17所要求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,因而,权利要求17要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
16、权利要求18是权利要求17的从属权利要求,对比文件2还公开了以下技术特征(参见对比文件2的说明书第[0099]-[0100]段,附图6):PTX1表示经由控制线8供应给转移晶体管3的栅极的驱动脉冲,并且PTX2表示经由控制线35供应给转移晶体管32的栅极的驱动脉冲;转移晶体管3在PTX1为VTXH(高电平电压)时导通(公开了将第一电压施加到所述转移晶体管的控制端子),而在PTX1为VTXL1或VTXL2(低电平电压)时截止;转移晶体管32在PTX2为VTXH(高电平电压)时导通,而在PTX2为VTXL1或VTXL2(低电平电压)时截止(公开了将第二电压施加到所述控制端子,其中所述第二电压小于所述第一电压)。即权利要求18的附加技术特征已被对比文件2公开,因此,当权利要求18引用的权利要求17不具备创造性时,权利要求18也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
17、权利要求19是权利要求18的从属权利要求,对比文件2还公开了以下技术特征(参见对比文件2的说明书第[0099]-[0127]段):PTX1表示经由控制线8供应给转移晶体管3的栅极的驱动脉冲,并且PTX2表示经由控制线35供应给转移晶体管32的栅极的驱动脉冲,转移晶体管3在PTX1为VTXH(高电平电压)时导通,而在PTX1为VTXL1或VTXL2(低电平电压)时截止;转移晶体管32在PTX2为VTXH(高电平电压)时导通,而在PTX2为VTXL1或VTXL2(低电平电压)时截止;根据第一到第三示例性实施例,虽然在像素内包括的晶体管是n沟道MOS晶体管,但是任何晶体管都可以是p沟道MOS,例如,复位晶体管6可以是p沟道MOS,而其它晶体管是n沟道晶体管。而对第一转移晶体管施加小于MOSFET阈值电压的电压,此时第一转移晶体管不能够正常工作,而对第一转移晶体管施加大于或等于MOSFET阈值电压的电压,此时第一转移晶体管能够正常工作,是本领域的公知常识,因而,本领域技术人员有动机设置第一电压大于或等于所述MOSFET的阈值电压,且第二电压小于所述阈值电压。因此,当权利要求19引用的权利要求18不具备创造性时,权利要求19也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
(三)对复审请求人相关意见的评述
复审请求人认为:在本申请中,耦合电容Ctx2的出现并不会导致FD节点上出现任何电压增量,本申请中耦合电容Ctx2之所以能够在FD节点上仅引起电容增量,而不会在该节点上引入电压增量的原因正是在于采用了同时启用第一转移晶体管和不多于部分地启用第二转移晶体管的技术手段,本申请中两个转移晶体管的启用/部分启用的顺序正是构成本申请与对比文件2之间实质区别的根本性因素。
合议组认为,首先,权利要求1中并没有限定FD节点上是否出现电压增量,权利要求1中限定“不多于部分地启用所述第二转移晶体管以部分地接通所述第二转移晶体管以仅增加所述共享电荷/电压机构的电容而不将所述光生电荷从所述第二光敏区转移到所述共享电荷/电压机构,其中没有噪声信号被引入至所述共享电荷/电压机构”,对比文件2中,在时间T207处,PTX2的电压从VTXL1变为VTXL2,小于转移晶体管32导通的高电平,因而,在电压VTXL2作用下转移晶体管32并未导通,无法将PD31的信号电荷转移到FD4,仅将寄生电容添加到FD4,在时间T208处,PTX1变为高电平,转移晶体管3导通,开始将PD2的信号电荷转移到FD4,PTX2的电压仍然为VTXL2,转移晶体管32不导通,PD31的信号电荷不能转移到FD4,仅将寄生电容添加到FD4,故对比文件2已经公开了“不多于部分地启用所述第二转移晶体管以部分地接通所述第二转移晶体管以仅增加所述共享电荷/电压机构的电容而不将所述光生电荷从所述第二光敏区转移到所述共享电荷/电压机构,其中没有噪声信号被引入至所述共享电荷/电压机构”;其次,本申请说明书第[0026]段记载的内容“在第二转移晶体管部分地被启用时,来自第二光电二极管PD2的所积累电子将不被转移到浮动扩散节点230。而是,将第二转移晶体管225的耦合电容Ctx2添加到浮动扩散节点230的总电容”,正如上文分析,对比文件2中,转移晶体管32被部分启用时,PD31的信号电荷不能转移到FD4,仅将寄生电容添加到FD4,与本申请说明书记载的内容一致。此外,对于元器件的启用顺序,在前述创造性评述时已经详细论述,此处不再赘述。故,复审请求人的理由不成立。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年11月05日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第四十一条第二款的规定,复审请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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