【事件の表示】
　特願２０１５−２４２４４２「高ダイナミックレンジ画像センサ」拒絶査定不服審判事件〔平成２８年　５月２６日出願公開、特開２０１６−　９６５５８〕について、次のとおり審決する。
【結　論】
　本件審判の請求は、成り立たない。
【理　由】
第１　経緯及び本願発明
１　経緯
　本件出願は、２０１１年（平成２６年）８月３１日（パリ条約による優先権主張外国庁受理２０１０年９月１日、米国）を国際出願日とする出願である特願２０１３−５２７２８９号の一部を平成２７年１２月１１日に新たな特許出願としたものであって、その手続の経緯は、以下のとおりである。
　　
　平成２８年　１月１２日：手続補正
　平成２８年　４月２６日：手続補正
　平成２９年　２月２４日：拒絶理由の通知
　平成２９年　６月　７日：意見書の提出、手続補正
　平成２９年１１月２２日：拒絶査定
　平成２９年１１月２８日：拒絶査定の謄本の送達
　平成３０年　３月２７日：拒絶査定不服審判の請求
　平成３０年　３月２７日：手続補正
　令和　１年　５月２３日：拒絶理由の通知（当審）
　令和　１年　９月３０日：意見書の提出、手続補正
　　
２　当審拒絶理由の概要
　当審拒絶理由は、概略、次のとおりである。
　　
［当審拒絶理由］
　この出願の請求項１〜２８に係る発明は、その出願前日本国内又は外国において頒布された下記の刊行物に記載された発明又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった発明に基いて、その出願前にその発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができない。 
　　　　　　記 
　引用文献１：特開２００２−１９０９８３号公報
　引用文献２：特開２００８−２７７８９４号公報
　引用文献３：特開２００６−２８７６１２号公報
　引用文献４：特表２０１０−５２０７０７号公報
　引用文献５：特開２００３−２１９２８１号公報
　引用文献６：特開２００５−２９５３３６号公報
　　
　なお、引用文献５は、請求項５、１２、１９、２６、２８に係る発明に対し、引用文献６は、請求項７、１４、２１、２８に係る発明に対し、引用されたものである。
３　本願発明 
　本願の請求項１〜２８に係る発明は、令和１年９月３０日付け手続補正により補正された特許請求の範囲の記載からみて、その特許請求の範囲の請求項１〜２８に記載した事項により特定されるとおりのものであるところ、請求項１に係る発明（以下「本願発明」という。）は、次のとおりのものである。
　なお、（Ａ）〜（Ｇ）は、当審で付与した。以下各構成要件を「構成要件Ａ」〜「構成要件Ｇ」という。
　　
（本願発明）
（Ａ）第１のサンプルを生成するため１回目に第１の露光時間で画像センサの複数の偶数番号のラインまたは奇数番号のラインの第１の画素セル信号をサンプリングすることと；
（Ｂ）第２のサンプルを生成するため２回目に前記第１の露光時間より長い第２の露光時間で前記画像センサの前記複数の奇数番号のラインまたは偶数番号のラインのうちの他方の第２の画素セル信号をサンプリングすることと；
（Ｃ）第１の関数に基づいて規定される第１の可変重み付け係数を前記第１のサンプルに適用することと；
（Ｄ）第２の関数に基づいて規定される第２の可変重み付け係数を前記第２のサンプルに適用することと；
（Ｅ）重み付けられた前記第１のサンプルと重み付けられた前記第２のサンプルを次式に従って合成することと；
　ＳＣＯＭＢＩＮＥＤ（ｉ，ｊ）＝ＳＬＯＮＧ（ｉ，ｊ）＊Ｍ（ｉ，ｊ）＋ｎ＊ＳＳＨＯＲＴ（ｉ，ｊ）＊（１−Ｍ（ｉ，ｊ））
　但し、ＳＣＯＭＢＩＮＥＤは、（ｉ，ｊ）に位置する画素セルについて、ＳＳＨＯＲＴによって示された前記第１のサンプルと、ＳＬＯＮＧによって示された前記第２のサンプルとの合成を示し、ｎは、前記１回目と前記２回目との間の露光時間の差に依存するスカラ値を示し、Ｍ（ｉ，ｊ）は前記第２の可変重み付け係数を示す、
（Ｆ）重み付けられた前記第１のサンプルと重み付けられた前記第２のサンプルを合成することは、重み付けられた前記第１のサンプルと重み付けられた前記第２のサンプルを前記画像センサ上で合成することを含む、
（Ｇ）を備える、方法。
　　
第２　引用文献の記載事項及び引用文献に記載された発明
１　引用文献１
（１）引用文献１の記載事項
　当審拒絶理由に引用された引用文献１（特開２００２−１９０９８３号公報）には、「画像合成回路」（発明の名称）に関し、図面と共に次に掲げる事項が記載されている（下線は当審が付与した。）。
　　
「【０００１】
【発明の属する技術分野】
  本発明は、
ビデオカメラなどに用いられる画像合成回路
【０００２】
【従来の技術】
露光量の異なる画像を合成してダイナミックレンジの広い映像信号を得る
【０００３】 以下、従来の画像合成回路について図面を参照しながら説明する。従来の画像合成回路としては特開平７−７５０２６号公報があげられる。図２５は従来の画像合成回路の構成を示すブロック図である。
【０００４】
図２５において、符号の１０１ａは露光時間が長い長時間露光信号Ｓlongの入力端子、１０１ｂは前記長時間露光信号Ｓlongよりも露光時間が短い短時間露光信号Ｓshortの入力端子、１０２は短時間露光信号Ｓshortの信号レベルを長時間露光信号Ｓlongの信号レベルまで増幅してレベル補正後の短時間露光信号Ｓshort2を出力するゲイン調整手段としての増幅回路、１０３は長時間露光信号Ｓlongに対してレベル補正後の短時間露光信号Ｓshort2を合成するときの重み付け係数としての制御信号Ｋを長時間露光信号Ｓlongに基づいて生成する制御信号生成手段、１０４は長時間露光信号Ｓlongとレベル補正後の短時間露光信号Ｓshort2とを制御信号Ｋに基づいて合成し合成画像信号Ｓmixとして出力する画像合成手段、１０５は合成画像信号Ｓmixの出力端子である。
【０００５】図２６に長時間露光信号Ｓlongと短時間露光信号Ｓshortの入射光量と信号レベルの関係を実線で示す。図２６において、横軸は入射光量、縦軸は信号レベルである。長時間露光信号Ｓlongは露光量の大きい信号であり、短時間露光信号Ｓshortは露光量の小さい信号である。長時間露光信号Ｓlongは露光量が大きいため入射光量の小さい暗い被写体でも信号レベルは高くなるが、入射光量がある程度大きくなると信号レベルが飽和レベルＳsatで飽和する。短時間露光信号Ｓshortは露光量が小さいため、入射光量が小さい暗い被写体では信号レベルは小さいが、入射光量が大きい明るい被写体でも信号が飽和しにくい。
【０００６】 入力端子１０１ｂより入力された
露光量の小さい短時間露光信号Ｓshortは、増幅回路１０２に入力され、長時間露光信号Ｓlongと短時間露光信号Ｓshortの露光量の比に相当する増幅率で信号レベルの補正が行われ、レベル補正後の短時間露光信号Ｓshort2として出力される
長時間露光信号Ｓlongとレベル補正後の短時間露光信号Ｓshort2とは、長時間露光信号Ｓlongが飽和する前の入射光量の小さい範囲では信号レベルが同じになっている
【０００７】 制御信号生成手段１０３は長時間露光信号Ｓlongを入力し、その長時間露光信号Ｓlongの信号レベルに応じた制御信号Ｋを出力する。図２６に、入力した長時間露光信号Ｓlongと制御信号Ｋの関係を示す。
制御信号Ｋは入力した長時間露光信号Ｓlongが大きくなれば大きく、小さくなれば小さくなるように設定されている
【０００８】 画像合成手段１０４では、
長時間露光信号Ｓlongとレベル補正後の短時間露光信号Ｓshort2と制御信号Ｋを入力し、制御信号Ｋが０〜１の範囲で大きい場合はレベル補正後の短時間露光信号Ｓshort2の重みを大きくし、制御信号Ｋが０〜１の範囲で小さい場合には長時間露光信号Ｓlongの重みを大きくするようにして、２つの入力信号を加重平均により合成することにより合成画像信号Ｓmixを得ている
【０００９】 入射光量が小さいＰ１の範囲では、制御信号Ｋは０であり、合成画像信号Ｓmixとしては長時間露光信号Ｓlongのみを使用し、レベル補正後の短時間露光信号Ｓshort2は使用しない。入射光量が大きいＰ３の範囲では、制御信号Ｋは１であり、合成画像信号Ｓmixとしてはレベル補正後の短時間露光信号Ｓshort2のみを使用し、長時間露光信号Ｓlongは使用しない。入射光量が中間のＰ２の範囲では、制御信号Ｋは０から１までの値を長時間露光信号Ｓlongのレベルに応じて比例的に変化させるようになっており、レベル補正後の短時間露光信号Ｓshort2に制御信号Ｋを重み付け係数として乗算し、長時間露光信号Ｓlongに（１−Ｋ）を乗算し、それらを加算したものを合成画像信号Ｓmixとしている。すなわち、
Ｓmix＝Ｓshort2×Ｋ＋Ｓlong×（１−Ｋ）
である。なお、この式で示す関係は、範囲Ｐ１でもＰ３でも当てはまる。ちなみに、範囲Ｐ１では、Ｋ＝０であるので、Ｓmix＝Ｓlongであり、範囲Ｐ３では、Ｋ＝１であるので、Ｓmix＝Ｓshort2である。
【００１０】 以上のような構成により、入射光量が小さい場合は長時間露光信号Ｓlongを使用し、入射光量が大きい場合はレベル補正後の短時間露光信号Ｓshort2を使用することになるので、暗い被写体では長時間露光信号Ｓlongを使用し、信号量が大きいためＳ／Ｎが高く、また、明るい被写体ではレベル補正後の短時間露光信号Ｓshort2を使用し、飽和しない
ダイナミックレンジの広い信号が得られる
　　
「【００１５】このように、上記のような構成では、
撮像素子などで、長時間露光信号Ｓlongと短時間露光信号Ｓshortを露光期間が異なる２度の露光によって得るような場合
　　
「【図２５】
」
「【図２６】
」
　　
（２）引用文献１に記載された発明
　段落【０００４】、図２５には、
「露光時間が長い長時間露光信号Ｓlongの入力端子１０１ａ、前記長時間露光信号Ｓlongよりも露光時間が短い短時間露光信号Ｓshortの入力端子１０１ｂ、短時間露光信号Ｓshortの信号レベルを長時間露光信号Ｓlongの信号レベルまで増幅してレベル補正後の短時間露光信号Ｓshort2を出力するゲイン調整手段としての増幅回路１０２、長時間露光信号Ｓlongに対してレベル補正後の短時間露光信号Ｓshort2を合成するときの重み付け係数としての制御信号Ｋを長時間露光信号Ｓlongに基づいて生成する制御信号生成手段１０３、長時間露光信号Ｓlongとレベル補正後の短時間露光信号Ｓshort2とを制御信号Ｋに基づいて合成し合成画像信号Ｓmixとして出力する画像合成手段１０４、合成画像信号Ｓmixの出力端子１０５を備える画像合成回路」
が記載されている。
　段落【０００２】によると、画像合成回路は、露光量の異なる画像を合成してダイナミックレンジの広い映像信号を得るためのものである。
　また、段落【０００１】、【００１５】によると、露光時間が長い長時間露光信号Ｓlong、前記長時間露光信号Ｓlongよりも露光時間が短い短時間露光信号Ｓshortは、撮像素子からの信号である。　
　さらに、段落【０００４】における「増幅回路１０２」は、段落【０００６】によると、「長時間露光信号Ｓlongと短時間露光信号Ｓshortの露光量の比に相当する増幅率で信号レベルの補正が行われ」るものである。
　　
　段落【０００９】によると、合成画像信号Ｓmixは、次式で計算される。
　
　Ｓmix＝Ｓshort2×Ｋ＋Ｓlong×（１−Ｋ）
　　
　ここで、制御信号Ｋは、入射光量が小さい範囲では０であり、入射光量が大きい範囲では１であり、入射光量が中間の範囲では０から１までの値を長時間露光信号Ｓlongのレベルに応じて比例的に変化させるものである。
　　
　以上の画像合成回路の動作を方法の発明（以下「引用発明」という。）として認定すると、次のとおりである。
　　
（引用発明）
（ａ）撮像素子からの露光時間が長い長時間露光信号Ｓlongを入力し、
（ｂ）撮像素子からの前記長時間露光信号Ｓlongよりも露光時間が短い短時間露光信号Ｓshortを入力し、
（ｃ）前記短時間露光信号Ｓshortの信号レベルを、長時間露光信号Ｓlongと短時間露光信号Ｓshortの露光量の比に相当する増幅率で、前記長時間露光信号Ｓlongの信号レベルまで増幅してレベル補正後の短時間露光信号Ｓshort2を生成し、
（ｄ）合成画像信号Ｓmixを次式により計算する、
　　
　Ｓmix＝Ｓshort2×Ｋ＋Ｓlong×（１−Ｋ）
　　
（ｄ-1）ここで、Ｋは、制御信号であって、入射光量が小さい範囲では０であり、入射光量が大きい範囲では１であり、入射光量が中間の範囲では０から１までの値を長時間露光信号Ｓlongのレベルに応じて比例的に変化させるものである、
（ｅ）ダイナミックレンジの広い映像信号を得るための画像信号合成方法。
　　
　なお、（ａ）〜（ｅ）は、構成を識別するために付与した。以下各構成を「構成ａ」〜「構成ｅ」という。
　　
２　引用文献２
（１）引用文献２の記載事項
　当審拒絶理由に引用された引用文献２（特開２００８−２７７８９４号公報）には、「撮像装置、撮像方法および集積回路」（発明の名称）に関し、図面と共に次に掲げる事項が記載されている（下線は当審が付与した。）。
　　
「【０００１】
　本発明は、撮像素子の駆動方法と信号処理の組み合わせにより、解像度の劣化がなく、動画に対応でき、
ダイナミックレンジを拡大することができる
集積回路
　　
「【００１６】
　第９の発明は、
撮像部と、電荷蓄積時間設定部と、駆動部と、Ｌ／Ｓ分離部と、飽和検出部と、補正値算出部と、乗算部と、第１補間部と、第１選択部と、第２補間部と、差レベル検出部と、第１選択部と、第３補間部と、第２選択部と、Ｌ／Ｓ合成部と、を備える集積回路
　これにより、第１の発明と同様の効果を奏する
集積回路
　　
「【００２８】
　＜撮像装置の動作＞
　以上のように構成された撮像装置１００の動作について、図１から図３を用いて説明する。
　図３は、図１に示した撮像装置１００の各点（ａ点〜ｌ点）における信号波形を示したタイミングチャート図である。図３の縦軸は信号レベル、横軸は時間である。
　まず、図２の
撮像部１（ＣＭＯＳ型イメージセンサー）において、奇数列の画素についての電荷蓄積時間が長くなるように設定し、偶数列の画素についての電荷蓄積時間が短くなるように設定する
　【００２９】
　
奇数列の画素から取得された電荷蓄積時間の長い信号および偶数列の画素から取得された電荷蓄積時間の短い信号
　図３において、最上段に記載している番号が奇数番号である部分の信号は、電荷蓄積時間の長いｌｏｎｇ信号を示し、偶数番号である部分の信号は、電荷蓄積時間の短いｓｈｏｒｔ信号を示す。撮像部１からの出力信号は、Ｌ／Ｓ分離部３により、ｌｏｎｇ信号とｓｈｏｒｔ信号とに分離される。図３（ｂ）にＬ／Ｓ分離部３で分離されたｌｏｎｇ信号を、図３（ｃ）にＬ／Ｓ分離部３で分離されたｓｈｏｒｔ信号を示す。
　【００３０】
　Ｌ／Ｓ分離部３から出力されたｓｈｏｒｔ信号は、乗算部６で、補正値算出部５により算出された補正係数（＝（長い方の電荷蓄積時間）／（短い方の電荷蓄積時間））を乗算されることにより、修正ｓｈｏｒｔ信号に変換される。図３（ｅ）に修正ｓｈｏｒｔ信号を示す。
　次に、修正ｓｈｏｒｔ信号は、第１補間部７で補間され、Ｌ／Ｓ分離部３から出力されるｌｏｎｇ信号と同タイミングの信号に変換される。この変換された信号が補間ｌｏｎｇ信号である。図３（ｆ）にこの補間ｌｏｎｇ信号を示す。なお、ここで、第１補間部７は、例えば、前後２つの修正ｓｈｏｒｔ信号を平均した信号を生成し、その生成した信号のタイミングをｌｏｎｇ信号と一致させることで、補間ｌｏｎｇ信号を生成する。具体的には、図３の（２）の部分の修正ｓｈｏｒｔ信号と（４）の部分の修正ｓｈｏｒｔ信号とを加算平均した信号を生成し、その信号のタイミングを、（３）の部分のｌｏｎｇ信号と一致させることで、補間ｌｏｎｇ信号を作成する。なお、これ以外にも修正ｓｈｏｒｔ信号を単にディレーさせて、ｌｏｎｇ信号とタイミングを一致させることで生成した信号を、補間ｌｏｎｇ信号としてもよい。
　【００３１】
　第１選択部８により、Ｌ／Ｓ分離部３から出力されるｌｏｎｇ信号および第１補間部７から出力される補間ｌｏｎｇ信号が、飽和検出部４の検出結果（図３（ｄ３）に示す信号がこれに相当。）に基づいて選択されることで、最終ｌｏｎｇ信号が生成される。これについて、図３を用いて説明する。図３において、図３に点線で示した信号レベルを所定値として説明する。ｌｏｎｇ信号が所定値を超えていない（１）、（３）、（５）、（７）、および（９）の部分においては、第１選択部８によりｌｏｎｇ信号が選択され、ｌｏｎｇ信号が最終ｌｏｎｇ信号として出力される。ｌｏｎｇ信号が所定値を超える（１１）、（１３）、および（１５）の部分においては、第１選択部８により補間ｌｏｎｇ信号が選択され、補間ｌｏｎｇ信号が修正ｌｏｎｇ信号として出力される。図３（ｇ）に、この最終ｌｏｎｇ信号を示す。
　【００３２】
　次に、ｌｏｎｇ信号は、第２補間部９で補間され、乗算部６から出力される修正ｓｈｏｒｔ信号と同タイミングの信号に変換される。この変換された信号が補間ｓｈｏｒｔ信号である。図３（ｈ）にこの補間ｓｈｏｒｔ信号を示す。なお、ここで、第２補間部９は、例えば、前後２つのｌｏｎｇ信号を平均した信号を生成し、その生成した信号のタイミングを修正ｓｈｏｒｔ信号と一致させることで、補間ｓｈｏｒｔ信号を生成する。具体的には、図３の（１）の部分のｌｏｎｇ信号と（３）の部分のｌｏｎｇ信号とを加算平均した信号を生成し、その信号のタイミングを、（２）の部分の修正ｓｈｏｒｔ信号と一致させることで、補間ｓｈｏｒｔ信号を作成する。なお、これ以外にもｌｏｎｇ信号を単にディレー（遅延）させて、修正ｓｈｏｒｔ信号とタイミングを一致させることで生成した信号を、補間ｓｈｏｒｔ信号としてもよい。
　【００３３】
　修正ｓｈｏｒｔ信号および補間ｓｈｏｒｔは、差レベル検出部１０および第２選択部１２に入力される。
　差レベル検出部１０により、修正ｓｈｏｒｔ信号の信号レベルと補間ｓｈｏｒｔ信号の信号レベルと差が検出され、その差が所定値を超えているか否かが検出される。そして、差レベル検出部１０での検出結果を示す信号が第２選択部１２に出力される。
　また、第３補間部により、飽和検出部４からの出力信号は、補間ｓｈｏｒｔ信号および修正ｓｈｏｒｔ信号のタイミングに一致するようにタイミング調整され、第２選択部１２に出力される。第３補間部からの出力信号を図３（ｊ）に示す。
　第３補間部により、ｌｏｎｇ信号が所定レベルを超えていると判断された場合、第２選択部１２により、修正ｓｈｏｒｔ信号が選択され、修正ｓｈｏｒｔ信号が最終ｓｈｏｒｔ信号として出力される。また、第３補間部により、ｌｏｎｇ信号が所定レベルを超えていないと判断された場合であって、差レベル検出部１０により、修正ｓｈｏｒｔ信号の信号レベルと補間ｓｈｏｒｔ信号の信号レベルと差が所定値を超えていると判断されたときは、第２選択部１２により、修正ｓｈｏｒｔ信号が選択され、修正ｓｈｏｒｔ信号が最終ｓｈｏｒｔ信号として出力される。そして、第３補間部により、ｌｏｎｇ信号が所定レベルを超えていないと判断された場合であって、差レベル検出部１０により、修正ｓｈｏｒｔ信号の信号レベルと補間ｓｈｏｒｔ信号の信号レベルと差が所定値を超えていないと判断されたときは、第２選択部１２により、補間ｓｈｏｒｔ信号が選択され、補間ｓｈｏｒｔ信号が最終ｓｈｏｒｔ信号として出力される。図３（ｉ）に差レベル検出部１０の出力信号を、図３（ｋ）に最終ｓｈｏｒｔ信号を、それぞれ示す。
　【００３４】
　最後に、Ｌ／Ｓ合成部１３により、最終ｓｈｏｒｔ信号と最終ｌｏｎｇ信号とを順次取り出すことで合成された信号が、映像信号として、Ｌ／Ｓ合成部１３から出力される。図３（ｌ）に、この映像信号を示す。図３（ｌ）から分かるように、撮像部１からの出力信号では、信号レベルが飽和していた（１１）、（１３）および（１５）の部分の信号も飽和することなく再現されており、広いダイナミックレンジが実現されている。つまり、この撮像装置１００では、撮像部１のすべての画素の信号が飽和することなく再現されているので、解像度の高い映像信号を得ることができる。
　また、本発明の撮像装置１００では、電荷蓄積時間の長くＳ／Ｎ比の良いｌｏｎｇ信号をできるだけ多く使用し、ｌｏｎｇ信号を使用すると、撮像装置からの出力信号の品質が落ちる可能性がある部分のみをｓｈｏｒｔ信号を使用するという処理を行っている。つまり、本発明の撮像装置１００により取得される映像信号は、Ｓ／Ｎ比が良いものとなる。さらに、１フレーム（またはフィールド）期間内に激しい動きのある映像を、
本発明の撮像装置１００で処理する場合でも、ダイナミックレンジを拡大させる効果を維持しつつ、映像ブレの発生を効果的に抑制することできる
　　
「【００３６】
　また、本発明の撮像装置１００では、ｓｈｏｒｔ信号のレベルを補正する構成としたが、ｌｏｎｇ信号のレベルを補正する構成としても同様の効果が得られるのはいうまでもない。
　［他の実施形態］
　なお、上記実施形態では、フレームを基準に処理する場合について説明したが、フィールドを基準に処理してもよい。
　また、
上記実施形態で説明した撮像装置において、
全部を含むように１チップ化されても良い
　なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。」
　　
「【図１】
」
「【図２】
」
「【図３】
」
　　
（２）引用文献２に記載された技術
　段落【０００１】、【００２８】〜【００３４】によると、引用文献２には、次のとおりの技術（以下「引用文献２に記載された技術」という。）が記載されていると認められる。
　　
（引用文献２に記載された技術）
　「撮像部の奇数列の画素から取得された電荷蓄積時間の長い信号および撮像部の偶数列の画素から取得された電荷蓄積時間の短い信号を用いて、ダイナミックレンジを拡大する技術」
　　
３　周知技術
（１）引用文献３の記載事項
　当審拒絶理由に引用された引用文献３（特開２００６−２８７６１２号公報）には、「固体撮像装置」（発明の名称）に関し、図面と共に次に掲げる事項が記載されている（下線は当審が付与した。）。
　　
「【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
　この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、画質の低下を招くことなく
ダイナミックレンジを拡大できる固体撮像装置
【課題を解決するための手段】
【０００４】
　この発明の一態様に係る固体撮像装置は、光電変換手段と、入射光を前記光電変換手段で光電変換して得た電荷を蓄積する蓄積手段と、前記蓄積手段に蓄積した電荷を、電荷蓄積部を有する検出手段に読み出す読出し手段と、前記検出手段に読み出した電荷を増幅して出力する増幅手段と、前記検出手段をリセットするためのリセット手段とを備えたセルが半導体基板上に二次元的に配置された画素部と、前記増幅手段から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するように構成されたＡＤ変換回路と、前記画素部及び前記ＡＤ変換回路を制御し、１フレームの電荷の蓄積期間における蓄積時間が異なる複数のアナログ信号を前記ＡＤ変換回路でＡＤ変換させる制御回路と、前記ＡＤ変換回路から出力された前記蓄積時間が異なる複数のアナログ信号に対応するデジタル信号を加算するように構成された加算回路とを具備する。
【発明の効果】
【０００５】
　この発明によれば、画質の低下を招くことなく
ダイナミックレンジを拡大できる固体撮像装置
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
　以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。　
　［第１の実施形態］
　
図１は、この発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置について説明するためのもので、増幅型ＣＭＯＳイメージセンサの概略構成を示すブロック図である
　　
「【００１０】
　上記ＷＤＭ回路１８は、切り替えスイッチ３１、信号なしレベル（ＯＢレベル）の６４ＬＳＢを減算処理する減算回路３２、この減算回路３２の出力を増幅するゲイン（ＧＡＩＮ）回路３３、判定回路３４、スイッチ３５、加算回路３６、ラインメモリＷ３７、及び２０ビットの速度変換用ラインメモリ（ラインメモリＯＵＴ）３８を備えて構成されている。ラッチ回路１５から出力されるデジタル信号ＯＵＴ０〜ＯＵＴ９がＷＤＭ回路１８に入力されると、切り替えスイッチ３１に蓄積時間が長いことを示す信号ＳＴＬが入力されている時は、これらの信号ＯＵＴ０〜ＯＵＴ９はラインメモリＷ３７に入力される。
【００１１】
　一方、切り替えスイッチ３１に蓄積時間が短いことを示す信号ＳＴＳが入力されている時は、信号なしレベル（ＯＢレベル）の６４ＬＳＢを減算回路３２で減算処理してゲイン回路３３で増幅する。本実施形態では、蓄積時間が長い場合の信号ＯＵＴ０〜ＯＵＴ９が１０２４ＬＳＢでクリップしているので、短い場合の信号ＯＵＴ０〜ＯＵＴ９とスムーズに合成できる。
【００１２】
　上記ラインメモリＷ３７の出力は、加算回路３６と判定回路３４へ入力される。判定回路３４でラインメモリＷ３７の出力が１０２３ＬＳＢで飽和していると判定された場合、スイッチ３５をオンにして増幅した信号ＳＴＳを加算回路３６へ入力して信号ＳＴＬと加算する。この加算結果はラインメモリＯＵＴ３８へ入力して１／２の低速で
センサから出力する
　　
「【００３１】
　上述したように、この発明の第１，第２の実施形態に係る
固体撮像装置は、わずかなラインメモリ数とデジタル信号の増幅回路である乗算器と加算回路の２つの信号を加算する加算回路を設けることで、画質の低下を招くことなくダイナミックレンジを拡大できる
　　
（２）引用文献４の記載事項
　当審拒絶理由に引用された引用文献４（特表２０１０−５２０７０７号公報）には、「画像センサのダイナミックレンジを向上及び制御する方法及び装置」（発明の名称）に関し、図面と共に次に掲げる事項が記載されている（下線は当審が付与した。）。
　　
「【００２２】
　一般的には、本発明は、最小合計センサ雑音（minimum aggregate sensor noise、全雑音源の区分求積和（quadrature sum）：画素＋アナログ信号チェーン＋デジタイザ）に対する最大瞬時線形信号振幅（maximum instantaneous linear signal swing、エンドツーエンド信号パスによってサポートされる）の比によって定まる
ダイナミックレンジが、画像センサの典型的な実際の限界を超えて能動的に拡大された自己内蔵型（self-contained）のＣＭＯＳ撮像システムオンチップである
　【００２３】
　本発明は、通常、その一般要求事項（general requirements）が低雑音センサベースの増幅と、オンチップのデジタル化及び信号処理能力とを含むものとして、多くの新たな撮像ＳｏＣ製品（imaging SoC products）に適用することができる。最大の利点は、低雑音のオンチップのデジタル化によって達成され、センサの合計雑音（aggregate noise）は、画素雑音によって支配され、ビデオレートとは殆ど無関係であり、したがって、競合するＣＣＤ画像センサよりも優れている。本発明は、ＣＭＯＳｉＳｏＣによって提供される高速処理能力をフルに活用する。列バッファからの多重化信号を、最終段のビデオバッファの直ぐ近くに配置された１つ又は比較的少ない数の高速Ａ／Ｄ変換器でデジタル化することによって、ｉＳｏＣセンサの性能が、ＣＭＯＳ画素の時間暗雑音（temporal noise floor）によってのみ制限されることを保証する。瞬時ダイナミックレンジが、Ａ／Ｄ変換の誤差（inaccuracy）を含む全雑音に対するＡ／Ｄ変換器の入力における最大信号振幅（maximum signal swing）の比であるのに対し、ダイナミックレンジ強化後の全ダイナミックレンジは、主に、ダイナミックレンジの追加のビットを抽出するオンチップの混合信号処理回路（mixed-signal processing）の精度によって制限される。
【００２４】
　本発明の好ましい実施の形態では、Ａ／Ｄ変換の前のアナログダイナミックレンジを最大にし、それによって、ダイナミックレンジ強化の効果を最大にする自動パターン雑音抑圧回路（automatic pattern noise suppression）を備える。また、タイミングスーパバイザ（timing supervisor）が、ビデオの各ラインの連続した読出及びリセットを含む画像操作を最適に制御するために用いられる。タイミングスーパバイザは、画素の各ラインを、少なくとも、名目上は期間の１つのラインである２回目の露出（second exposure）及びリセット期間（reset interval）を、途切れなくサポートすることによって、ダイナミックレンジ強化を制御する。最後に、ＣＭＯＳ撮像装置は、標準蓄積時間（standard integration epoch）に亘って形成された最初のＮビットサンプルに、短い２回目の露出の間に形成されたＮビットまでの第２のサンプルをデジタル的に混合する埋込信号処理回路（embedded signal processing）を備える。混合データ（combined data）は、ダイナミックレンジを、通常利用可能な普通のＮビットレベルを超えて強化する。ダイナミックレンジを更に強化するために、更なるダイナミックレンジ露出（dynamic range exposure、以下、ＤＲＥという。）を実行してもよい。」
　　
「【００３２】
　図４は、本発明を適用した撮像装置の構成を示すブロック図である。
撮像システムオンチップ
　　
「【００３４】
　安定化ブロック７００は、アナログ回路とデジタル回路の両方を含む混合信号システムオンチップ解決法（mixed-signal System-on-Chip solution）を有し、ダイナミックレンジ強化の前に、アナログ領域の残留雑音を最小にする。安定化ブロック７００の安定化動作は、好ましい実装とともに、引用により本明細書に援用される米国特許出願番号未定、発明の名称「画像センサの黒レベルを安定化する装置及び方法（APPARATUS AND METHOD FOR STABILIZING IMAGE SENSOR BLACK LEVEL）」に開示されている。安定化ブロック７００は、デジタル信号ストリームを、本発明のダイナミックレンジ強化（Dynamic Range Enrichment、以下、ＤＲＥという。）ブロック１００に供給し、ＤＲＥブロック１００は、ＤＲＥサブブロック１０２のデジタル論理回路と、補助ＤＲＥメモリ１０４とを備え、本発明の水平タイミング制御回路８０２によって取得された２つのサンプルを最適に加算する。ＤＲＥブロック１００は、続いて、拡張ビデオストリームを、デジタルプログラマブルゲイン段３１４に供給し、デジタルプログラマブルゲイン段３１４は、最終出力の利得を調整する。このデジタルプログラマブルゲイン段３１４は、例えば、２００３年６月１１日に出願された米国特許出願第１０／４６０，０１４号、発明の名称「ＣＭＯＳ画像センサ用の高分解能を有するデジタルプログラマブルゲイン段（DIGITAL PROGRAMMABLE GAIN STAGE WITH HIGH RESOLUTION FOR CMOS IMAGE SENSORS）」に開示されており、引用により本願に援用される。デジタルデータストリームは、画像センサからＩ／Ｏポート６００を介して出力される。
　【００３５】
　ダイナミックレンジは、ＤＲＥブロック１００において、画素の各ラインの連続した２つのサンプルを用いて強化され、ここにおいて、各ラインは、典型的な画像センサにおいては、互いに１０の係数から１００の係数又は１０００の係数だけ異なる２つの蓄積時間に生成される。なお、蓄積時間の比は、２の累乗で割り切れることが好ましい。
ＣＭＯＳｉＳｏＣにおけるオンチップ集積化
　　
（３）周知技術
　上記２（１）の段落【０００１】、【００１６】、【００３６】及び上記（１）、（２）に記載されているように、画像センサ上にダイナミックレンジを拡大するための回路を設けることは周知技術である。
　　
第３　対比
１　対比
　本願発明と引用発明とを対比する。
　　
（１）構成要件Ａ、Ｂと構成ａ、ｂとを対比する。
　構成ａの「長時間露光信号Ｓlong」、構成ｂの「短時間露光信号Ｓshort」は撮像素子からの信号であって、撮像素子の画素セルの信号であり、サンプリングすることにより得られることは明らかである。したがって、「短時間露光信号Ｓshort」、「長時間露光信号Ｓlong」は、それぞれサンプルといえ、それぞれ「第１のサンプル」、「第２のサンプル」ともいえる。
　構成ａは長時間露光に関する構成であるから、構成要件Ｂに対応し、構成ｂは短時間露光に関する構成であるから構成要件Ａに対応する。
　　
（１−１）構成要件Ａと構成ｂとを対比すると、「第１のサンプルを生成するため１回目に第１の露光時間で第１の画素セル信号をサンプリングすること」として共通する。
　しかしながら、「第１の画素セル信号をサンプリングすること」が、構成要件Ａにおいては、「画像センサの複数の偶数番号のラインまたは奇数番号のラインの」第１の画素セル信号をサンプリングすることであるのに対し、構成ｂにおいては、「画像センサの複数の偶数番号のラインまたは奇数番号のラインの」第１の画素セル信号をサンプリングすることと特定されていない点で相違する。
　　
（１−２）構成要件Ｂと構成ａとを対比すると、「第２のサンプルを生成するため２回目に前記第１の露光時間より長い第２の露光時間で第２の画素セル信号をサンプリングすること」として共通する。
　しかしながら、「第２の画素セル信号をサンプリングすること」が、構成要件Ｂにおいては、「前記画像センサの前記複数の奇数番号のラインまたは偶数番号のラインのうちの他方の」第２の画素セル信号をサンプリングすることであるのに対し、構成ａにおいては、「前記画像センサの前記複数の奇数番号のラインまたは偶数番号のラインのうちの他方の」第２の画素セル信号をサンプリングすることと特定されていない点で相違する。
　　
（２）構成要件Ｃと構成ｃ、ｄ、ｄ-1とを対比する。
　構成ｃによると、「レベル補正後の短時間露光信号Ｓshort2」は、「第１のサンプル」に相当する「短時間露光信号Ｓshort」の信号レベルを、「長時間露光信号Ｓlongと短時間露光信号Ｓshortの露光量の比に相当する増幅率で」増幅したものである。
　構成ｄにおけるＳshort2の係数Ｋは、Ｓshortに適用されているともいえる。
　そして、構成ｄ-1によると、Ｋは関数といえるから、「第１の関数」ともいえ、また、Ｋは、第１の可変重み付け係数ともいえる。
　したがって、構成ｃ、ｄ、ｄ-1におけるＳshort2に係数Ｋを適用することは、「第１の関数に基づいて規定される第１の可変重み付け係数を前記第１のサンプルに適用すること」として、構成要件Ｃと一致する。
　　
（３）構成要件Ｄと構成ｄ、ｄ-1とを対比する。
　構成ｄにおけるＳlongの係数「１−Ｋ」は、Ｓlongに適用されているといえる。
　Ｋは構成ｄ-1によると関数であるから、構成ｄにおけるＳlong（「第２のサンプル」に相当）の係数「１−Ｋ」も関数であって、「第２の関数」ともいえ、また、「１−Ｋ」は第２の可変重み係数といえる。
　したがって、構成ｄ、ｄ-1におけるＳlongに係数「１−Ｋ」を適用することは、「第２の関数に基づいて規定される第２の可変重み付け係数を前記第２のサンプルに適用すること」として、構成要件Ｄと一致する。
　　
（４）構成要件Ｅと構成ｃ、ｄ、ｄ-1とを対比する。
　構成ｃによると、構成ｄにおけるＳshort2は、「前記短時間露光信号Ｓshortの信号レベルを、長時間露光信号Ｓlongと短時間露光信号Ｓshortの露光量の比に相当する増幅率で、前記長時間露光信号Ｓlongの信号レベルまで増幅」したものであるから、「長時間露光信号Ｓlongと短時間露光信号Ｓshortの露光量の比に相当する増幅率」は、構成要件Ｅにおける「前記１回目と前記２回目との間の露光時間の差に依存するスカラ値」、「ｎ」に相当する。そして、構成ｄにおける「Ｓshort2」は、構成要件Ｅにおける「ｎ＊ＳＳＨＯＲＴ（ｉ，ｊ）」に相当する。
　構成ｄにおけるＳmixは、構成要件ＥにおけるＳＣＯＭＢＩＮＥＤ（ｉ，ｊ）に相当し、構成ｄにおける「１−Ｋ」は、構成要件Ｅにおける「Ｍ（ｉ，ｊ）」に相当する。
　したがって、構成要件Ｅと構成ｃ、ｄ、ｄ-1とは、
「重み付けられた前記第１のサンプルと重み付けられた前記第２のサンプルを次式に従って合成することと；
　ＳＣＯＭＢＩＮＥＤ（ｉ，ｊ）＝ＳＬＯＮＧ（ｉ，ｊ）＊Ｍ（ｉ，ｊ）＋ｎ＊ＳＳＨＯＲＴ（ｉ，ｊ）＊（１−Ｍ（ｉ，ｊ））
　但し、ＳＣＯＭＢＩＮＥＤは、（ｉ，ｊ）に位置する画素セルについて、ＳＳＨＯＲＴによって示された前記第１のサンプルと、ＳＬＯＮＧによって示された前記第２のサンプルとの合成を示し、ｎは、前記１回目と前記２回目との間の露光時間の差に依存するスカラ値を示し、Ｍ（ｉ，ｊ）は前記第２の可変重み付け係数を示す」
として一致する。
　　
（５）構成要件Ｆについて
　引用発明は、「重み付けられた前記第１のサンプルと重み付けられた前記第２のサンプルを合成する」ものの、「前記画像センサ上で」合成すると特定されておらず、本願発明と相違する。
　　
（６）構成要件Ｇと構成ｅとを対比すると、「方法」として一致する。
　　
２　一致点、相違点
　以上によると、本願発明と引用発明との一致点、相違点は、次のとおりである。
　なお、共通するものの相違点がある構成要件には、記号に「’」を付与した。
　　
（一致点）
（Ａ’）第１のサンプルを生成するため１回目に第１の露光時間で第１の画素セル信号をサンプリングすることと；
（Ｂ’）第２のサンプルを生成するため２回目に前記第１の露光時間より長い第２の露光時間で第２の画素セル信号をサンプリングすることと；
（Ｃ）第１の関数に基づいて規定される第１の可変重み付け係数を前記第１のサンプルに適用することと；
（Ｄ）第２の関数に基づいて規定される第２の可変重み付け係数を前記第２のサンプルに適用することと；
（Ｅ）重み付けられた前記第１のサンプルと重み付けられた前記第２のサンプルを次式に従って合成することと；
　ＳＣＯＭＢＩＮＥＤ（ｉ，ｊ）＝ＳＬＯＮＧ（ｉ，ｊ）＊Ｍ（ｉ，ｊ）＋ｎ＊ＳＳＨＯＲＴ（ｉ，ｊ）＊（１−Ｍ（ｉ，ｊ））
　但し、ＳＣＯＭＢＩＮＥＤは、（ｉ，ｊ）に位置する画素セルについて、ＳＳＨＯＲＴによって示された前記第１のサンプルと、ＳＬＯＮＧによって示された前記第２のサンプルとの合成を示し、ｎは、前記１回目と前記２回目との間の露光時間の差に依存するスカラ値を示し、Ｍ（ｉ，ｊ）は前記第２の可変重み付け係数を示す、
（Ｇ）を備える、方法。
　　　
（相違点１）
　「第１の画像セル信号をサンプリングすること」における「第１の画像セル信号」が、本願発明においては、「画像センサの複数の偶数番号のラインまたは奇数番号のラインの第１の画像セル信号」であるのに対し、引用発明においては、「画像センサの複数の偶数番号のラインまたは奇数番号のラインの第１の画像セル信号」でなく、
　「第２の画像セル信号をサンプリングすること」における「第２の画像セル信号」が、本願発明においては、「前記画像センサの前記複数の奇数番号のラインまたは偶数番号のラインのうちの他方の第２の画素セル信号」であるのに対し、引用発明においては、「前記画像センサの前記複数の奇数番号のラインまたは偶数番号のラインのうちの他方の第２の画素セル信号」でない点
　　
（相違点２）
　「重み付けられた前記第１のサンプルと重み付けられた前記第２のサンプルを合成する」ことが、本願発明においては、「前記画像センサ上で」合成するのに対し、引用発明においては、「前記画像センサ上で」合成すると特定していない点
　　
第４　判断
　各相違点について検討する。
　　
１　相違点１について
　引用発明は、撮像素子からの長時間露光信号Ｓlongと、撮像素子からの短時間露光信号Ｓshortを用いて、ダイナミックレンジの広い映像信号を得るための方法である。
　一方、引用発明と同じ、電荷蓄積時間の長い信号および短い信号を用いてダイナミックレンジを拡大する技術として、上記第２の２のとおり、引用文献２には、「撮像部の奇数列の画素から取得された電荷蓄積時間の長い信号および撮像部の偶数列の画素から取得された電荷蓄積時間の短い信号を用いて、ダイナミックレンジを拡大する技術」が記載されている。
　引用文献２に記載された技術を、引用発明において、撮像素子から長時間および短時間の露光信号を得るための手法として採用することは、当業者にが容易に想到し得ることである。
　したがって、引用発明において、引用文献２に記載された技術を採用し、撮像部の奇数列の画素から取得された電荷蓄積時間の長い信号および撮像部の偶数列の画素から取得された電荷蓄積時間の短い信号を用いて、ダイナミックレンジを拡大するようにすること、すなわち、「第１の画像セル信号」を「画像センサの複数の偶数番号のラインまたは奇数番号のラインの第１の画像セル信号」とし、「第２の画像セル信号」を「前記画像センサの前記複数の奇数番号のラインまたは偶数番号のラインのうちの他方の第２の画素セル信号」とすることは、当業者が容易に想到し得ることである。
　　
２　相違点２について
　画像センサ上にダイナミックレンジを拡大するための回路を設けることは、上記第２の３のとおり周知技術であるから、引用発明に当該周知技術を適用し、引用発明において、画像センサ上で合成を行うようにすることは、当業者が容易に想到し得ることである。
　　
３　効果
　本願発明が奏する効果は、その容易想到である構成から当業者が容易に予測し得る範囲内のものであり、同範囲を超える顕著なものでもない。
　　
第５　むすび
　以上のとおり、本願の請求項１に係る発明は、引用文献１に記載された発明、引用文献２に記載された技術及び周知技術に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができない。 
　　
　したがって、本願は、他の請求項について検討するまでもなく、拒絶すべきものである。
　　
　よって、結論のとおり審決する。