评析“具有全局电子快门控制的条形码读取装置”发明专利无效案

评析“具有全局电子快门控制的条形码读取装置”发明专利无效案

　　针对请求人福建新大陆自动识别技术有限公司就专利权人码捷（苏州）科技有限公司的发明专利权（专利号：ZL200680016023.5）提出的两次专利权无效宣告请求，国家知识产权局专利复审委员会（下称专利复审委员会）经合案审理作出审查决定，宣告涉案专利权部分无效。

　　在上述无效宣告案中，双方当事人的争议焦点之一在于涉案专利权利要求所请求保护的技术方案与作为最接近对比文件公开的技术方案的事实认定。笔者通过对创造性判断的过程进行具体分析，希望对解决此类争议有所裨益。

　　回归技术本质 准确认定事实

　　在创造性的判断过程中，准确进行事实认定是客观公正地评价创造性的前提和保障，而事实认定不仅包括对专利文件的正确理解，还包括对最接近的现有技术的正确理解。不同的事实认定不仅仅会影响到整个审查过程中的说理和论述，甚至可能影响到审查结论的准确性。可以说，对于专利文件和对比文件事实的正确认定，是审查结论正确与否的关键因素。如何准确地对专利文件和对比文件中所公开的内容进行正确理解，是值得探讨的问题。下文中笔者将结合上述无效宣告案对创造性判断中的事实认定提供一种可借鉴的判断思路和处理方式。

　　涉案专利涉及一种条形码扫描器。条形码扫描器是用于读取条码所包含信息的阅读设备，其工作原理是：使用者将条形码扫描器的镜头对准物体上的条形码标签，按动快门，快门激发扫描器的光源发出光线，光线照射到条形码标签后反射回镜头中从而在镜头后的图像传感器上成像，成像所获得光电信号经接口电路传送给后端数据处理电路进行处理，从而解码出形码标签中所包含的信息，并在与条形码扫描器上或与条形码扫描器相连的计算机屏幕上进行显示。

　　现有技术中条形码扫描器通常采用具有卷帘式快门的图像传感器，卷帘式快门采用逐行曝光的方式从上到下逐行曝光每个像素行。这种逐行曝光的曝光方式由于采用从上到下的方式对像素行进行曝光，因此在对快速运动的物体进行拍照时，由于被拍摄物体与镜头间的快速相对移动而容易发生图像失真或图像变形，这对使用者来说是不希望看到的,成为条形码扫描仪的技术发展瓶颈。

　　针对上述技术缺陷，涉案专利采用了具有与卷帘式快门相对的全局快门的图像传感器。这种全局快门能够同时曝光图像传感器阵列中的所有像素，从而避免现有技术中逐行曝光所产生的图形失真和图像变形的问题，因此这种全局快门曝光技术将是未来条形码扫描器的发展方向以及核心技术。除了上述提到的全局曝光控制方式，涉案专利的说明书还对所述全局快门的图像传感器阵列中的像素结构进行了详细论述，每个像素都包括用于感光的光敏区，用于对感光后的光电数据进行处理放大的放大器，以及用于对曝光后的光电数据进行存储的绝光屏蔽数据存储区域。

　　在专利权无效宣告请求程序中，作为最接近现有技术的对比文件1涉及一种编码数据的扫描装置，其包括一采用冻结帧快门类型的图像传感器。

　　技术抽丝剥茧 确定关键问题

　　因为涉案专利中针对背景技术的卷帘式快门的缺陷而提出采用全局快门，且专利权人也声称其对现有技术作出的最大技术改进点在于利用全局快门代替背景技术中的卷帘式快门，因此涉案专利中的全局快门与对比文件1 中的冻结帧快门之间的关系就成了该无效宣告请求案的争议焦点。

　　关于冻结帧快门，对比文件1 中有下述记载：“图像传感器有益地为冻结帧类型而不是卷帘式快门类型，以避免连续扫描线之间的偏斜。”请求人主张对比文件1 中的冻结帧快门就是涉案专利中的全局快门。对此，专利权人认为：上述效果仅是对比文件1 中的笼统描述，其具体技术方案无法实现其所声称的技术效果，因此冻结帧快门并非涉案专利中的全局快门。由此可见，案件的争议焦点集中在“全局快门”与“冻结帧快门”是否相同这一事实的认定上。

　　仅从字面上理解，对比文件1 中所述的冻结帧快门是一个形象称谓，冻结帧，顾名思义，如同将一帧图像冻结了一样，因此无论是运动场景还是静止场景，图像传感器捕获的是将该帧画面冻结的那一刻的情形，因此能够避免卷帘式快门因逐行扫描像素行导致的图像失真和图像变形的问题。但对比文件1 的确未明确以文字方式记载该冻结帧快门“同时曝光”图像传感器阵列中的整帧像素，因此需进一步确认冻结帧快门与全局快门的关系。此外，对比文件1 中还对采用冻结帧快门的图像传感器的控制时序进行了详细介绍，双方当事人对该时序控制是否公开了冻结帧快门同时曝光图像传感器的整帧像素产生了极大争议。对此，合议组除对对比文件1 中的控制时序进行认真分析外，采取了从技术本质出发来确定涉案专利中的全局快门和对比文件1 中的冻结帧快门之间关系的思路。

　　从工作原理进行分析可知，图像传感器阵列的像素在曝光后对产生的光电数据进行读取以进一步识别，由于卷帘式快门的后续数据读取能力仅支持一行一行的读取，因此受限于后续数据读取能力，卷帘式快门仅能一行一行地曝光，如果提前同时曝光整个图像传感器阵列，那么读取在上的像素行时，入射光线会覆盖在下的像素行，因此提前曝光整个图像传感器阵列是没有意义的。对于全局快门的图像传感器而言，其后续的数据读取能力相较于卷帘式快门并无改进，但其改进点在于全局快门图像传感器阵列中的每一个像素都具有一像素内的存储元件，可以将曝光后的光电数据先暂存在像素内的存储元件中，以便再后续逐行进行读取，因此全局快门可以同时曝光图像传感器的整帧像素，从而克服卷帘式快门的技术缺陷。基于上述分析可知，对于图像传感器而言，像素内存储元件意味着该图像传感器具有同时曝光整帧像素的能力，相对应地，受限于现有的数据读取能力的限制，要想同时曝光整帧像素，就要求图像传感器阵列中的每个像素都具有像素内的存储元件。涉案专利正是依托像素阵列中的每一个像素内都具有一个存储元件的硬件基础，才具备了同时曝光整帧像素的能力。

　　对于对比文件1，其明确记载了该冻结帧快门的图像传感器阵列中的每个像素都具有用于感光的光敏二极管、用于对感光后的光电数据进行处理放大的放大器和用于对曝光后的光电数据进行存储的存储电容。由此可以确定，对比文件1 中的具有冻结帧快门的图像传感器因其每个像素内具有一存储元件，因此其具有了同时曝光整帧像素的能力，结合对比文件1 中的明确记载“图像传感器有益地为冻结帧类型而不是卷帘式快门类型，以避免连续扫描线之间的偏斜”，以及该冻结帧快门的控制时序，本领域技术人员可以确定对比文件1 中的冻结帧快门与涉案专利中的全局快门就是同一技术特征的不同称谓，体现了同一技术实质，也就是说，对比文件1 公开了采用全局快门控制的图像传感器。

　　借助关联特征 辅助推理判断

　　对于创造性判断，很多看似复杂难以直接得出结论的情况，只要从技术本质对其进行分析，会发现很多疑难问题迎刃而解，该案的审查过程就很好地体现了这种情形。
　
　　技术方案是由多个技术特征组成的，可以从技术本质出发厘清技术方案的特定技术特征之间是否存在某种特定的关联关系。在对一项权利要求进行创造性判断时，如果该方案的某一特征与对比文件中对应特征的对比关系不够明确或需要进一步确认时，可以借助与该组特征有关联的另一组特征进行推理判断，以此获得更准确的判断结果。该案中，正是基于图像传感器阵列中的像素内存储元件与该图像触感器具有同时曝光整帧像素之间的特定关系，通过涉案专利中像素内绝光屏蔽存储区域与对比文件1 中像素内存储电容的对比，同时结合对比文件1 中给出的其他技术启示，因此确定了涉案专利中的全局快门与对比文件1 中的冻结帧快门的对应关系，通过回归技术本质，使得复杂问题简单化。（来源：中国知识产权报　作者：国家知识产权局专利复审委员会　曲颖）

具有全局电子快门控制的条形码读取装置

  发明授权

申请号：CN200680016023.5 申请日：2006-03-07 

申请(专利权)人：码捷(苏州)科技有限公司

公开(公告)号：CN101171597B 公开(公告)日：2011-09-28 IPC分类号：G06K7/10

发明人：印军·王，威廉姆·H·海温斯

受理局：中国

摘要：本发明的特性为一种图像读取器和相应的用于捕捉诸如一维或者二维条形码的目标的清晰不失真图像的方法。在一个实施例中，图像读取器包括基于二维CMOS的图像传感器阵列、定时模块、照明模块、控制模块。照射目标的期间称为照明期。图像传感器阵列捕捉图像由定时模块驱动，在一个实施例中，定时模块能够同时曝光阵列中基本上所有的像素。共同激活像素以将光入射光光转换为电荷的周期确定了传感器阵列的曝光周期。在一个实施例中，在照明周期内发生曝光周期的至少一部分。