Rechtsprechung / BPatG / 2002
BPatG Beschluss vom 19.11.2002 – 17 W (pat) 45/01
17. Senat
BUNDESPATENTGERICHT
_______________
(Aktenzeichen)
Verkündet am
19. November 2002
…
B E S C H L U S S
In der Beschwerdesache
…
betreffend die Patentanmeldung 43 10 092.9-53
hat der 17. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf
die mündliche Verhandlung vom 19. November 2002 unter Mitwirkung des
Richters Dipl.-Phys. Dr. Greis als Vorsitzender sowie der Richter Dr. Schmitt,
Dipl.-Ing. Prasch und Dipl.-Ing. Schuster
Die Beschwerde wird zurückgewiesen.
beschlossen: 6.70
G r ü n d e
I.
Die vorliegende Patentanmeldung ist beim Deutschen Patent- und Markenamt
unter der Bezeichnung:
"Vorrichtung und Verfahren zum Abtasten und Verarbeiten von Bildern“
angemeldet worden.
Sie wurde von der Prüfungsstelle für Klasse G 06 T des Deutschen Patent- und
Markenamts durch Beschluss vom 2. Mai 2001 mit der Begründung zurückgewiesen, dass die beanspruchte Vorrichtung nicht auf erfinderischer Tätigkeit beruhe.
Die Anmelderin hat Beschwerde eingelegt mit dem Antrag,
den angefochtenen Beschluss aufzuheben und das nachgesuchte
Patent mit folgenden Unterlagen zu erteilen:
Patentanspruch 1 vom 26. April 2001,
hilfsweise in der in der mündlichen Verhandlung überreichten Fassung,
Patentansprüche 2 bis 6 vom 15. Oktober 1998, eingegangen am
19. Oktober 1998,
Beschreibung mit zu verschiedenen Zeitpunkten eingereichten
Seiten, Zeichnungen mit zu verschiedenen Zeitpunkten eingereichten Figuren 1 bis 19.
Der geltende Anspruch 1 nach Hauptantrag lautet:
"Vorrichtung zum Abtasten und Verarbeiten von Bildern mit
einer matrixförmigen Anordnung (1) von Fotodetektoren (2) variabler Empfindlichkeit, und
einer Steuerschaltung (4) zum Zuführen einer Spannung an die
Fotodetektoren (2) zur Empfindlichkeitssteuerung, wobei die
Empfindlichkeit der Fotodetektoren (2) eine Funktion von der angelegten Spannung ist,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,
daß durch die Steuerschaltung (4) jeder Reihe der Anordnung (1)
selektiv eine Spannung zuführbar ist,
die Empfindlichkeit der Fotodetektoren (2) sowohl positive als
auch negative Werte annehmen kann und ein neuronales Netzwerk (5) vorgesehen ist zur Verarbeitung des von Spalten der Anordnung (1) nach Erde fließenden Stromes."
Der Patentanspruch 1 nach dem Hilfsantrag lautet:
"Vorrichtung zum Abtasten und Verarbeiten von Bildern mit einem
Bildsensor und einem neuronalen Netzwerk zur Verarbeitung der
von dem Bildsensor abgetasteten Bilder, wobei der Bildsensor
aufweist:
eine matrixförmige Anordnung (1) von Fotodetektoren (2) variabler
Empfindlichkeit, und
einer Steuerschaltung (4) zum Zuführen einer Spannung an die
Fotodetektoren (2) zur Empfindlichkeitssteuerung, wobei die
Empfindlichkeit der Fotodetektoren (2) eine Funktion von der angelegten Spannung ist, wobei durch die Steuerschaltung (4) jede
Reihe der Anordnung (1) selektiv eine Spannung zuführbar ist,
und die Empfindlichkeit der Fotodetektoren (2) sowohl positive als
auch negative Werte annehmen kann und wobei das neuronale
Netzwerk (5) vorgesehen ist zur Verarbeitung des von Spalten der
Anordnung (1)nach Erde fließenden Stromes."
Zur Begründung ihrer Beschwerde führt die Anmelderin aus, dass bei den bisher
bekannten Vorrichtungen die Erfassung und die Verarbeitung eines Bildes in voneinander getrennten Vorrichtungen durchgeführt werde. Bei der Vorrichtung nach
dem Anspruch 1 gemäß Hauptantrag würden beide Funktionen von einer Vorrichtung ausgeführt. Eine solche Vorgehensweise sei durch den entgegengehaltenen Stand der Technik nicht nahegelegt. Insbesondere zeige die im Zurückweisungsbeschluss genannte Druckschrift 3 (Aufsatz von Nitta ua) keine Verschaltung im Sinne des Anspruchs 1, wie sich aus den überreichten Schaltungsbildern
ergebe. Es sei daher anzuerkennen, dass die beanspruchte Vorrichtung auf erfinderischer Tätigkeit beruhe. Mit dem Patentanspruch 1 gemäß dem Hilfsantrag
werde noch deutlicher herausgestellt, dass Bildsensor und neuronales Netzwerk
eine Einheit bildeten.
II.
Die in rechter Frist und Form erhobene Beschwerde ist zulässig. Die Beschwerde
1. Die Anmeldung betrifft eine Vorrichtung zum Abtasten und Verarbeiten von Bildern. Gemäß der in der Beschreibung genannten Aufgabenstellung soll eine solche Vorrichtung so verbessert werden, dass verschiedene visuelle Informationen
mit hoher Geschwindigkeit aufgenommen und verarbeitet werden können (vgl S
16, Abs 3 der Beschreibung vom 14. November 2002).
2. Der Patentanspruch 1 nach dem Hauptantrag lehrt hierzu, Fotodetektoren, deren Empfindlichkeit eine Funktion einer (an einem Eingang) angelegten Spannung
ist, in Form einer Matrix anzuordnen.
Die Empfindlichkeit der Fotodetektoren wird von einer Steuerschaltung gesteuert,
deren Ausgänge jeder Reihe (Zeile) der Fotodetektoren der Matrix selektiv eine
bestimmte Spannung zuführen. Abhängig von dieser Spannung kann die Empfindlichkeit der Fotodetektoren einer Reihe sowohl positive wie negative Werte annehmen, dh bei einer bestimmten Lichtintensität einen positiven oder negativen
Strom liefern.
Die Ausgänge der Fotodetektoren sind spaltenweise verbunden und werden den
Eingängen eines neuronalen Netzwerks zur Verarbeitung zugeführt.
Angaben über die Art der Verarbeitung durch das neuronale Netzwerk oder über
die von der Steuerschaltung an die Reihen der Fotodetektormatrix ausgegebenen
Spannungen enthält der Patentanspruch 1 nicht. Es ist daher davon auszugehen,
dass im Vordergrund des Anspruchs nicht die Durchführung einer bestimmten
Verarbeitungsoperation steht, die mit der Vorrichtung besonders vorteilhaft ausführbar sein soll, sondern die Verschaltung der Fotodetektormatrix in der dargelegten Weise und die weitere Verarbeitung von deren Ausgangsignalen durch ein
neuronales Netzwerk.
3. Die Vorrichtung nach dem Anspruch 1 gemäß Hauptantrag ist durch den Stand
der Technik nahegelegt.
Im Aufsatz von C.C. Sun ua "A New Semiconductor Device-The Gate-Controlled
Phododiode: Device Concepts and Experimental Results", veröffentlicht im IEEE
Journal of Quantum Electronics, Vol. 25, No. 5, Mai 1989, S 896 – 903 (D 4), wird
ein Fotodetektor (Gate-Controlled Phododiode, "GCPD") vorgestellt, dessen
Empfindlichkeit (Quantum efficiency) durch Anlegen einer Spannung an einem
Eingang (gate) variabel gesteuert werden kann. In der Einleitung auf S 896 ist erläutert, dass derartige Fotodetektoren (GCPD) in einer zweidimensionalen Matrix
(array) angeordnet werden können und Anwendung bei der optischen Signalverarbeitung, bspw der optischen Matrix-Multiplikation oder Matrix-Inversion finden.
Die Anwendung als Matrix-Vektor-Multiplizierer wird im Abschnitt "V. Potential
Applications" (S 902 u 903) an Hand der Figur 12 näher erläutert. Die für diese
Verarbeitungsoperation vorgeschlagene Verschaltung der Fotodetektoren zu einer
Matrix stimmt - abgesehen von einer Vertauschung der Bezeichnungen von Spalten und Reihen (Zeilen) - mit der nach dem Patentanspruch 1 überein. Von einer
nicht dargestellten Steuerschaltung wird jeder Reihe (column) der matrixförmigen
Anordnung selektiv eine Spannung (X1, X2, X3) zur Empfindlichkeitssteuerung zugeführt. Die an den Ausgängen der Fotodetektoren auftretenden Fotoströme werden spaltenweise (row) zusammengefasst und liefern das Produkt (Y1...Y3) der
momentan an der Fotodetektormatrix auftretenden Intensitäten (A11...A33) mit dem
zur Empfindlichkeitssteuerung zugeführten Spannungsvektor (X1...X3).
Von dieser bekannten Vorrichtung zum Abtasten und Verarbeiten von Bildern unterscheidet sich der Gegenstand des Patentanspruchs 1 zum einen dadurch, dass
dort Fotodetektoren verwendet werden, deren Empfindlichkeit, abhängig von der
angelegten Spannung, sowohl positive als auch negative Werte annehmen kann,
und zum anderen dadurch, dass das an den Spalten anliegende Ergebnis durch
ein neuronales Netzwerk weiter verarbeitet werden kann.
Eine Anregung in Hinblick auf diese Maßnahmen erhält der Fachmann, ein Informatiker oder Datenverarbeitungsingenieur mit mehrjähriger Erfahrung auf dem
Gebiet der Bildverarbeitung, jedoch aus dem ebenfalls entgegengehaltenen Aufsatz von Y. Nitta ua "Variable-sensitivity photodetector that uses a metalsemiconductor-metal structure for optical neural networks", veröffentlicht in Optics
Letters, Vol. 16, No. 8, 15. April 1991, S 611 bis 613 (D 3).
Dort wird die Entwicklung eines neuen Fotodetektors vorgestellt, dessen Empfindlichkeit (sensitivity) auf Grund seiner symmetrischen Metall-Halbleiter-Metall
(MSM)-Struktur sowohl positive als auch negative Werte annehmen kann (vgl S
611, linke Spalte, letzter Abs). Wie im letzten Absatz dieses Aufsatzes auf S 613
erläutert, kann dieser neue Fotodetektor auch in einer zweidimensionalen Matrix
(array) angeordnet und als Vektor-Matrix-Multipizierer verwendet werden. Es wird
weiter ausgeführt, dass eine solche Matrix eine bedeutende Rolle bei der optischen Signalverarbeitung, besonders mit neuronalen Netzwerken (neural networks) spielt.
Diese Ausführungen legten es dem Fachmann zum einen nahe, bei einer matrixförmigen Anordnung zur Verarbeitung von Bildern, wie sie aus dem Aufsatz von C.
Sun (D 4) bekannt war, die neu entwickelten Fotodetektoren mit positiver und negativer Empfindlichkeit einzusetzen. Denn er konnte ohne weiteres absehen, dass
der Einsatz dieser neuen Detektoren gegenüber den älteren den Vorteil mit sich
brachte, nicht nur positive, sondern auch negative Werte verarbeiten zu können.
Entgegen der Auffassung der Anmelderin legten diese Ausführungen dem Fachmann auch nahe, die Ausgänge der matrixförmigen Anordnung einem neuronalen
Netzwerk zur weiteren Verarbeitung zuzuführen. Denn da der Anspruch nicht auf
die (vorteilhafte) Durchführung einer bestimmten Verarbeitungsoperation gerichtet
ist, sondern generell auf die Abtastung und Verarbeitung von Bildern, musste der
Fachmann die matrixförmige Anordnung als Teil einer umfangreicheren optischen
Verarbeitungsvorrichtung begreifen, für die - wie im Aufsatz von Y. Nitta (D3) dargestellt - neuronale Netzwerke besonders gut geeignet sind. Es lag daher nahe,
die Ausgangssignale der matrixförmigen Anordnung einem neuronalen Netzwerk
zur weiteren Verarbeitung zuzuführen, bspw um einen der in der Beschreibung an
Hand der Figuren 6 bis 9 erläuterten konkreten Bilderkennungsprozesse durchzuführen.
Die Vorrichtung nach dem Patentanspruch 1 gemäß dem Hauptantrag beruht sonach nicht auf erfinderischer Tätigkeit.
4. Der Patentanspruch 1 in der Fassung nach dem Hilfsantrag unterscheidet sich
vom Hauptantrag durch die Aufnahme des Merkmals, dass die Vorrichtung aus einem Bildsensor und einem neuronalen Netzwerk zur (weiteren) Verarbeitung der
von dem Bildsensor abgetasteten Bilder besteht.
Der Auffassung der Anmelderin nach soll mit dieser Fassung klar zum Ausdruck
gebracht werden, dass - abweichend vom Stand der Technik - die Abtastung und
Verarbeitung der Bilder von einer einzigen aus Bildsensor und neuronalem Netzwerk bestehenden Einheit geleistet wird, wodurch die Verarbeitung visueller Informationen mit hoher Geschwindigkeit erfolgen könne.
Diese Argumentation vermag nicht durchzugreifen. Denn der von der Anmelderin
hierbei unterstellte Stand der Technik, wie er auf den S 8, Abs 2 bis S 10 Abs 1
der Beschreibungseinleitung iVm Fig 1 und 2 als CCD-Kamera mit Bildzwischenspeicher und serieller Verarbeitung mit einem Rechner dargestellt ist, entspricht
nicht dem für die Betrachtung der erfinderischen Tätigkeit objektiv zugrunde zu legenden relevanten Stand der Technik. Dieser ergibt sich aus den beiden vorveröffentlichten Aufsätzen von C.C. Sun (D 4) und Y. Nitta (D 3). Diesen beiden Aufsätzen entnimmt der Fachmann bereits Vorrichtungen, bei denen eine matrixförmige Anordnung von Fotodetektoren nicht nur die Funktion der Bildabtastung,
sondern zugleich auch die einer (Vor-) Verarbeitung ausführt und zudem Ausgangssignale parallel zu einer Weiterverarbeitung durch ein neuronales Netzwerk
ausgibt. Der Vorteil der höheren Verarbeitungsgeschwindigkeit, den die Anmelderin als Aufgabe nennt, ist daher auch diesen beiden bekannten Vorrichtungen zu
eigen.
Auch die Vorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 nach dem Hilfsantrag beruht
sonach gegenüber dem aus diesen beiden Aufsätzen entnehmbaren Stand der
Technik nicht auf erfinderischer Tätigkeit.
Nachdem die Vorrichtung nach dem Patentanspruch 1 weder in der Fassung nach
dem Hauptantrag noch nach dem Hilfsantrag auf erfinderischer Tätigkeit beruht,
war die Beschwerde der Anmelderin gegen den Zurückweisungsbeschluss der
Prüfungsstelle für Klasse G 06 T des Deutschen Patent- und Markenamts zurückzuweisen.
Dr. Geis
Dr. Schmitt
Prasch
Schuster
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