(57)【要約】【課題】　電荷転送レジスタを共有する複数行のフォトセンサを有するフォトセンサアセンブリを提供する。【解決手段】　光収集領域が比較的小さい少なくとも１つのフォトセンサの第１の行１００と、光収集領域が比較的大きい少なくとも１つのフォトセンサの第２の行１０２と、第１の行１００に結合した電荷転送レジスタ１０４とを備えている。第２の行１０２から電荷転送レジスタ１０４に電荷を転送する時に電荷が第２の行１０２から第１の行１００を通過して流れる。これによって電荷転送レジスタ１０４において第２の行１０２からの電荷が第１の行１００からの電荷に加算される。【選択図】　図１
2004064096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　少なくとも１つの第１のフォトセンサと、少なくとも１つの第２のフォトセンサと、前記第１のフォトセンサに結合した電荷転送レジスタとを具備し、
　前記第２のフォトセンサから前記電荷転送レジスタに電荷を転送する時に電荷が前記第２のフォトセンサから前記第１のフォトセンサを通過して流れ、これにより、前記電荷転送レジスタにおいて前記第２のフォトセンサからの電荷が前記第１のフォトセンサからの電荷に加算されるフォトセンサアセンブリ。
【請求項２】
　前記第２のフォトセンサは、前記第１のフォトセンサより広い面積を有する、請求項１に記載のフォトセンサアセンブリ。
【請求項３】
　前記第２のフォトセンサを電荷排出することができる、前記第２のフォトセンサに隣接する電子シャッタをさらに具備する、請求項２に記載のフォトセンサアセンブリ。
【請求項４】
　前記電子シャッタは、前記第２のフォトセンサと前記第１のフォトセンサとの間に位置する、請求項３記載のフォトセンサアセンブリ。
【請求項５】
　フォトセンサアセンブリに対して光学サンプリングレートを選択するステップと、小さいフォトセンサから電荷転送レジスタに電荷を転送するステップと、高い光学サンプリングレートが選択される時、大きいフォトセンサから電荷を排出するステップと、低い光学サンプリングレートが選択される時、前記大きいフォトセンサから前記小さいフォトセンサを通して前記電荷転送レジスタに電荷を転送するステップとを含む方法。
【請求項６】
　前記低い光学サンプリングレートが選択される時、前記小さいフォトセンサから前記電荷転送レジスタに電荷を転送し、これにより、前記小さいフォトセンサからの電荷および大きいフォトセンサからの電荷が前記電荷転送レジスタにおいてともに加算される、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、概して共有電荷転送レジスタを備えたフォトセンサアレイに関し、特に、光学イメージセンサに対し一般に使用されるリニアアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
　イメージスキャナは、文書または写真上の可視イメージもしくは透明媒体のイメージを、コンピュータによってコピーし、保存しまたは処理するために適した電子形態に変換する。イメージスキャナは、単独の装置である場合があり、あるいはコピー機の一部、ファクシミリ装置の一部、または複合機の一部である場合がある。概して、反射型イメージスキャナは、制御された光源を有し、光は文書の表面から反射して光学系を通過し感光デバイスのアレイ上に到達する。感光デバイスは、受取った光の強度を電子信号に変換する。透過型イメージスキャナでは、光は透明なイメージ、たとえば写真のポジスライドを通過し、光学系を通過した後、感光デバイスのアレイに到達する。
【０００３】
　各感光素子は、スキャナ光学系と関連して、スキャンされているイメージ上の絵の要素（画素）を画定する文書上の有効領域からの光の強度を測定する。光学サンプリングレートは、しばしば、スキャンされている文書（または物体、または透過原稿）上で測定される１ｍｍ（または１インチ）当たりの画素として表現される。
【０００４】
　一般的なフォトセンサテクノロジーには、電荷結合素子（ＣＣＤ）、電荷注入素子（ＣＩＤ）、相補型金属酸化膜（ＣＭＯＳ）素子および太陽電池が含まれる。通常、ＣＩＤまたはＣＭＯＳアレイの場合、各感光素子はアドレス指定可能である。対照的に、ＣＣＤリニアアレイは、通常、電荷を測定可能な電圧に変換するために、感光素子の各ラインアレイから少数のセンスノードにすべての電荷をバケツリレー方式で転送する。本特許書類は、第一に、逐次読出しレジスタとも呼ばれる逐次電荷転送レジスタを有するフォトセンサアレイに関する。
【０００５】
　一般に、目下、解像度および速度を向上させ、色品質および画質を改良し、コストを低減したい、という要求がある。これらの要求は、しばしばまったく相容れずトレードオフが必要である。徐々に変化する色、特に暗い色を有するイメージの領域では、元のイメージの滑らかな色調およびテクスチャを正確に再現するために、ビット深さが深く信号対雑音比が大きいことが必要であるが、イメージに高周波数情報がないため高サンプリングレートは必要でない。色が急速に変化するイメージの領域、たとえば森林の景色または多色織物のクローズアップ写真等では、高周波数情報を取込むために高サンプリングレートが必要であるが、深いビット深さおよび大きな信号対雑音比は必要ではない。すなわち、高周波数情報に対して、各個々の画素の色精度はそれほど重要でない。比較的小さい面積を有する（相応じてピッチが小さい）センサは、高サンプリングレートを提供するが、通常は、比較的小さい信号対雑音比と、比較的低いビット深さと、比較的低いスキャン速度とを有する。センサ面積が大きいと、大きな信号対雑音比、深いビット深さおよび高速度を実現するが、高サンプリングレートを実現することができない。
【０００６】
　米国特許出願第０９／４３０，４７１号（日本国特許出願公開２００１−１６９０５０号）は、複数の行のセンサを有し、比較的小さいセンサ面積を有する行があれば比較的大きいセンサ面積を有する行もあるフォトセンサアセンブリを開示している。各スキャンの必要性に応じて、異なるスキャンに対して異なる行を使用することができる。米国特許出願第０９／７０３，９６０号および同第１０／０８０，２１７号は、複数行の種々のサイズのセンサを備え、複数行によってあらゆる構造が共有され、それによりサイズおよびコストが低減される、フォトセンサアセンブリを開示している。フォトセンサアレイのさらなる改良が必要である。
【特許文献１】特開２００１−１６９０５０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
　本発明の目的は、電荷転送レジスタを共有する複数行のフォトセンサを有するフォトセンサアセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　フォトセンサの１つの行からの電荷は、フォトセンサの他の行を通って電荷転送レジスタに転送され、フォトセンサの両方の行からの電荷は、任意選択で電荷転送レジスタにおいて互いに加算される。２つの行のフォトセンサは、異なる光収集領域を有してよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
　図１において、フォトセンサアセンブリは、比較的小さい（光収集領域が小さい）フォトセンサの第１の行１００と、比較的大きい（光収集領域が大きい）フォトセンサの第２の行１０２と、電荷転送レジスタ１０４とを有する。行１００または行１０２からの電荷は、電荷転送レジスタ１０４に転送され、その後増幅器１０６に逐次転送され、後にデジタル値に変換される（図示しないアナログデジタル変換器）。電荷転送ゲート１０８のセットは、行１００から電荷転送レジスタ１０４への電荷の転送を制御する。電荷転送ゲート１１０のセットは、行１０２から行１００への電荷の転送を制御する。
【００１０】
　光が強いか露光時間が長い場合、フォトセンサ電荷ウェルが飽和する可能性があり、過剰な電荷は溢れ出て、隣接するフォトセンサ電荷ウェルに入り込む可能性があり、それによりブルーミングがもたらされる（その結果、デジタルイメージでは、明るい領域が実際の領域より大きくなる）。ＣＣＤアレイでは、ブルーミングを防止するために、いかなる過剰な電荷も排出する電子ゲートを提供することが一般的である。ゲートのポテンシャル障壁高さが可変である場合、ゲートは一般的に電子シャッタと呼ばれる。ポテンシャル障壁が固定である場合、ゲートは一般にオーバフロードレイン（またはアンチブルーミング（antibloom）ドレイン）と呼ばれる。電子シャッタを、外部電圧により、可変積分時間を提供するかまたは１つまたは複数のフォトセンサを完全に電荷排出するように制御してよい。電子シャッタを、電荷ウェルの下に作製してもよく（縦型（vertical）電子シャッタと呼ばれる）、フォトセンサに隣接して作製してもよい（横型（lateral）電子シャッタと呼ばれる）。概して、電子シャッタについて説明する以下の論考では、代替物としてオーバフロードレインを使用することができる。電子シャッタは、フォトセンサを完全に電荷排出することができるという利点を有するが、オーバフロードレインは、幾分かの残留電荷を残し、それらの残留電荷は除去する必要がある（たとえば、残留電荷を電荷転送レジスタに転送しそれをシフトアウトすることによる）。図１において、行１００からの電荷のみが必要である場合、フォトセンサ行１０２からの電荷は横型電子シャッタ１１２によって排出される。
【００１１】
　図２は、図１のアセンブリの一部を示し、さらに高サンプリングレートの場合の電荷の流れを示す。電荷転送ゲート１０８は、行１００の各フォトセンサがその電荷を電荷転送レジスタ１０４に転送するのを可能にする。電荷転送ゲート１１０は、行１０２における１つの例示されたフォトセンサからの電荷が行１００のフォトセンサに電荷を転送しないようにする。行１０２における１つの例示されたフォトセンサからの電荷は、電子シャッタ１１２によって排出される。
【００１２】
　図３は、図１のアセンブリの一部を示し、さらに低サンプリングレートの場合の電荷の流れを示す。電荷転送ゲート１０８は、行１００の各フォトセンサがその電荷を電荷転送レジスタ１０４に転送するのを可能にする。電荷転送ゲート１１０は、行１０２における１つの例示されたフォトセンサからの電荷がその電荷を行１００のフォトセンサに転送し、それから電荷転送レジスタ１０４に転送するのを可能にする。電荷の電荷レジスタへの転送は、独立していてよい。すなわち、行１００のフォトセンサからの電荷を、最初に転送することができる。そして、転送レジスタ１０４におけるすべての電荷を、変換のために増幅器１０６にシフトさせることができる。代替的に、電荷転送レジスタ段の数が２倍である場合、行１００のフォトセンサからの電荷を電荷転送レジスタに転送することができ、その後電荷転送レジスタは１段シフトすることができ、その後行１０２のフォトセンサからの電荷を行１００を通して電荷転送レジスタ１０４に転送し、行１００および１０２からの電荷を有効にインタリーブすることができる。しかしながら、低サンプリングレートの場合、行１００および１０２のフォトセンサの結合された領域および電荷を使用することが好ましい場合があり、それにより行１００のフォトセンサからの電荷が行１０２のフォトセンサからの電荷に加算される。結合された電荷が必要とされる場合、行１０２のフォトセンサからの電荷は、行１００のフォトセンサを流れ（そこで電荷の幾分かの混合が発生することができる）、行１００と行１０２との両方からの電荷が、電荷転送レジスタ１０４の転送レジスタ段において蓄積する。低サンプリングレートに対し結合された領域が必要とされる場合、図１に示す構成では、電荷転送レジスタ１０４からの４つの電荷のシーケンスを、アナログ・デジタル変換前のアナログプロセスとして共に加算してよく、あるいは電荷転送レジスタからの４つの個々の電荷のシーケンスをデジタル化した後にデジタルに加算してよい。
【００１３】
　図４は、代替的な実施形態例を示し、電子シャッタ（１つまたは複数）に対する代替位置を示す。図４において、フォトセンサアセンブリは、比較的小さい（光収集領域が小さい）フォトセンサの第１の行２００と、比較的大きい（光収集領域が大きい）フォトセンサの第２の行２０２と、電荷転送レジスタ２０４とを有する。行２０２または行２０２からの電荷は、電荷転送レジスタ２０４に転送され、その後増幅器２０６に逐次転送され、後にデジタル値に変換される（図示しないアナログデジタル変換器）。電荷転送ゲート２０８のセットは、行２００から電荷転送レジスタ２０４への電荷の転送を制御する。電荷転送ゲート２１０のセットは、行２０２から行２００への電荷の転送を制御する。電子シャッタ２１２は、フォトセンサ行２０２のフォトセンサ間に配置される。
【００１４】
　図５は、図４のアセンブリの一部を示し、さらに高サンプリングレートの場合の電荷の流れを示す。電荷転送ゲート２０８は、行２００の各フォトセンサがその電荷を電荷転送レジスタ２０４に転送するのを可能にする。電荷転送ゲート２１０は、行２０２の１つの例示されるフォトセンサからの電荷が行２００のフォトセンサに電荷を転送しないようにする。行２０２のフォトセンサからの電荷は、電子シャッタ２１２によって排出される。
【００１５】
　図６は、図４のアセンブリの一部を示し、さらに低サンプリングレートの場合の電荷の流れを示す。電荷転送ゲート２０８は、行２００の各フォトセンサがその電荷を電荷転送レジスタ２０４に転送するのを可能にする。電荷転送ゲート２１０は、行２０２の各フォトセンサからの電荷が、電荷を行２００のフォトセンサに、それから電荷転送レジスタ２０４に転送するのを可能にする。電荷レジスタへの電荷の転送は独立していてもよい。図７は、他の代替的な実施形態例を示す。図７において、フォトセンサアセンブリは、比較的小さい（光収集領域が小さい）フォトセンサの第１の行３００と、比較的大きい（光収集領域が大きい）フォトセンサの第２の行３０２と、電荷転送レジスタ３０４と、を有する。行３００または行３０２からの電荷は、電荷転送レジスタ３０４に転送され、その後増幅器３０６に逐次転送され、後にデジタル値に変換される（アナログデジタル変換器を図示せず）。電荷転送ゲート３０８のセットは、電荷の行３００から電荷転送レジスタ３０４への転送を制御する。電荷転送ゲート３０８は、図８に関してより詳細に説明するように、偶数ゲートと奇数ゲートとに論理的に分離される。
【００１６】
　図７の実施形態例では、フォトセンサ行３０２の各フォトセンサに対し、行３０２の各フォトセンサがその電荷を行３００のフォトセンサを通して電荷転送レジスタ３０４に転送するのを可能にする電荷転送ゲート３１０がある。さらに、フォトセンサ行３０２の各フォトセンサに対し、フォトセンサの電荷転送ゲート３１０と同じ側に配置された電子シャッタ３１２がある。図１、図４および図７に示す電子シャッタに対する３つの代替位置のうち、大きいフォトセンサ面積に対しては、図７に示す位置が好ましい場合がある。時に、大面積のＣＣＤフォトセンサの場合、電荷を電荷転送ゲートに向わせるのを助けるために、一方の側から他方の側に定常状態の電位差がある。かかる電位差がある場合、電子シャッタを通る電荷排出を助けるために電位差を利用するために、電子シャッタを電荷転送ゲートと同じ側に配置することが好ましい。
【００１７】
　スキャナによっては、不透明な文書をスキャンしおよびフィルムネガストリップおよびスライド等の透明媒体もスキャンする能力を備える。通常は、フィルムストリップおよびスライドに必要な光学サンプリングレートは、不透明文書に必要なサンプリングレートよりずっと高い。したがって、図１、図４および図７に示すようなフォトセンサアセンブリの場合、透明媒体に対して小さいフォトセンサの行を使用してよく、不透明媒体に対してすべてのフォトセンサを使用してよい。スキャナが殆ど常に不透明媒体に対して使用される場合、透明媒体に対する性能を犠牲にして不透明媒体の性能を向上させることは、許容可能なトレードオフとなり得る。図７の実施形態例では、行３００にあるフォトセンサの数の半分の電荷転送レジスタ段しかない。電荷転送レジスタ段の数を低減することにより、各スキャンラインに対する必要なシフトが少なくなるため、低サンプリングレートに対する性能が向上する。高サンプリングレートの場合、行３００のフォトセンサの半分（たとえば、行３００における偶数フォトセンサ）が電荷を電荷転送レジスタに転送することができ、それら電荷をシフトアウトして変換することができ、その後電荷の残りの半分を転送してシフトさせることができる。
【００１８】
　図８は、図７のアセンブリの一部を示し、さらに高サンプリングレートの場合の電荷の流れを示す。説明の目的のために、フォトセンサ３００と電荷転送ゲート３０８とに、増幅器３０６に最も近接するフォトセンサおよび電荷転送ゲートに対して数字０で開始して、番号が付されているものとする。偶数の電荷転送ゲート３０８がイネーブルとなる場合、図８において実線の矢印によって示すように、偶数フォトセンサ３００からの電荷が電荷転送レジスタ３０４に転送される。奇数の電荷転送ゲート３０８がイネーブル(enable)となる場合、図８において破線の矢印によって示すように、奇数のフォトセンサ３００からの電荷が電荷転送レジスタ３０４に転送される。電荷転送ゲート３１０は、行３０２のフォトセンサからの電荷が行３００のフォトセンサに電荷を転送しないようにする。行３０２のフォトセンサからの電荷は、電子シャッタ３１２によって排出される。
【００１９】
　図９は、図７のアセンブリの一部を示し、さらに低サンプリングレートの場合の電荷の流れを示す。電荷転送ゲート３０８は、行３００の各フォトセンサがその電荷を電荷転送レジスタ３０４に転送するのを可能にする。行３００および３０２からの電荷が電荷転送レジスタにおいて加算されると、行３００からのすべての電荷が同時に移動することができる。電荷転送ゲート３１０は、行３０２の各フォトセンサからの電荷が、電荷を行３００の１つのフォトセンサを通ってその後電荷転送レジスタ３０４に転送するのを可能にする。
【００２０】
　さらなる行を追加してよい。たとえば、図１０において、フォトセンサの第１の行４００と、フォトセンサの第２の行４０２と、フォトセンサの第３の行４０４とがあり、それらはすべて電荷転送レジスタ４０６を共有する。電荷転送レジスタ４０６からの電荷は、後にデジタル値に変換されるために増幅器４０８にシフトされる。電荷転送ゲート４１０のセットは、行４００から電荷転送レジスタ４０６への電荷の転送を制御する。電荷転送ゲート４１２のセットは、行４０２から行４００への電荷の転送を制御する。電荷転送ゲート４１４のセットは、行４０２と行４０４との間の電荷の転送を制御する。行４０４からまたは行４０２と４０４との両方からの電荷は、後により詳細に論考するように、横型電子シャッタ４１６によって排出される。
【００２１】
　最低光学サンプリングレートが使用される場合、行４０４からの電荷は行４０２を通して転送され、行４０２からの電荷は行４００を通して転送され、すべての電荷が、任意に電荷転送レジスタ４０６において互いに加算される。中間の光学サンプリングレートが使用される場合、行４０２からの電荷は行４００を通って電荷転送レジスタ４０６に転送され、行４０４からの電荷は電子シャッタ４１６によって排出される。最高光学サンプリングレートが使用される場合、行４００からの電荷は電荷転送レジスタ４０６に転送され、行４０４からの電荷は電子シャッタ４１６によって排出され、行４０２からの電荷は行４０４に移動するかまたはオーバフローし、後に電子シャッタ４１６によって排出される。電子シャッタ４１６は、代替的に、図４に示すように大きいフォトセンサ間に配置されてよく、あるいは図７に示すように電荷転送ゲートに隣接して配置されてよい。代替的に、電子シャッタを、行４０２のみによって使用されるように配置してよく、あるいは行４０２と４０４との両方に対して設けてよい。
【００２２】
　カラーイメージをスキャンする文書スキャナでは、少なくとも３つの異なる波長の光、たとえば赤、緑および青を受け取るフォトセンサの少なくとも３つの別個の行、または行のセットを設けることが一般的である。文書スキャナによっては、レンズのアレイを使用して、スキャンされている文書上の複数のスキャンラインからの光をフォトセンサの行の上に集束させるか、または、色分離器を使用して複数のスキャンラインからの光をフォトセンサの行に集束させてよい。図１において、行１０２の大きいフォトセンサからの電荷が行１００の小さいフォトセンサからの電荷と結合される場合、行１００および行１０２が物理的に互いに近接していることが好ましく、それによりそれらはスキャンされている文書の上の単一スキャンラインを有効に画像形成する。さらに、コストおよびサイズを低減するために、電荷転送レジスタ等の構造を共有することが好ましい。
【００２３】
　図１１において、図１におけるような構成を、３つの帯域幅の光を受け取るアセンブリに対して使用する。例示を簡略化するために、転送ゲート、増幅器および他の詳細は含めていない。図１１において、赤い光を受け取る比較的小さいフォトセンサ５００の行と、赤い光を受取る比較的大きいフォトセンサ５０２の行とは、電荷転送レジスタ５０４を共有している。緑の光を受け取る比較的小さいフォトセンサ５０６の行と、緑の光を受取る比較的大きいフォトセンサ５０８の行とは、電荷転送レジスタ５１０を共有している。同様に、青い光を受取る比較的小さいフォトセンサ５１２の行と、青い光を受取る比較的大きいフォトセンサ５１４の行とは、電荷転送レジスタ５１６を共有している。なお、フォトセンサの６つの行に対し３つの電荷転送レジスタ５０４、５１０、５１６のみが必要とされ、また同じ色の光（５００、５０２）、（５０６、５０８）、（５１２、５１４）を受取る行は物理的に互いに近接している。
【００２４】
　図１２は、スキャナ６００の例の一部を示す。スキャナ６００は、透明なプラテン６０２と、光源６０４と、レンズアレイ６０６と、フォトセンサアセンブリ６０８とを有する。スキャンされる文書を、プラテン６０２の上面に配置することができる。カラースキャニングの場合、フォトセンサアセンブリ６０８は、たとえば図１１に示すように、３つの異なる波長を感知するフォトセンサの行の少なくとも３つのセットを含んでよい。レンズアレイ６０６は、少なくとも３つのスキャンラインを、スキャンされている文書からフォトセンサアセンブリ６０８上に集束させる。図１１に示すようなフォトセンサアセンブリの場合、文書上の各スキャンラインを、フォトセンサの２つの行、たとえば図１１の行５００、５０２上に集束させることができる。
【００２５】
　図１３は、代替的なスキャナ７００の例を示す。スキャナ７００は、透明なプラテン７０２と、不透明な文書のための光源７０４と、透明媒体のための光源７０６と、レンズアレイ７０８と、フォトセンサアセンブリ７１０とを有する。スキャンされる文書を、プラテン７０２の上面に配置することができる。カラースキャニングの場合、光源７０４は、第１の帯域幅を有する光（たとえば赤）を提供してよく、選択されたフォトセンサ電荷を、アナログデジタル変換器にシフトさせることができる。そして、光源７０４は、第２の帯域幅を有する光（たとえば緑）を提供してよく、選択されたフォトセンサ電荷を、アナログデジタル変換器にシフトさせることができる。そして、光源７０４は、第３の帯域幅を有する光（たとえば、青）を提供してよく、選択されたフォトセンサ電荷を、アナログデジタル変換器にシフトさせることができる。光源７０４は、たとえば、赤、緑および青の発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイであってよい。透明媒体の場合、光源７０６は、同様の役割を提供し、媒体を通過する光を提供する。図１３に示す実施形態の場合、図７におけるようなフォトセンサアセンブリは、図７に関して論考した理由により特に適している。
【００２６】
　図１４は、本発明による方法の実施形態例を示す。ステップ８００において、光学サンプリングレートが選択される。図１４では２つのサンプリングレートのみを示すが、たとえば図１０において例示するように３つ以上あってもよい。高サンプリングレートの場合、ステップ８０２において、高サンプリングレートに対するフォトセンサからの電荷が電荷転送レジスタに転送され、ステップ８０４において、低サンプリングレートに対してのみ使用されるフォトセンサからの電荷が、最初の蓄積後に連続的に排出されるかまたはオーバフローする。低サンプリングレートの場合、ステップ８０６において、高サンプリングレートに対するフォトセンサからの電荷は電荷転送レジスタに転送される。電荷の加算が必要でない場合（判断８０８）、高サンプリングレート電荷はアナログデジタル変換器にシフトされ変換される（ステップ８１０）。電荷転送レジスタが空にされた後、低サンプリングレート電荷が電荷転送レジスタに転送される（ステップ８１２）。電荷の加算が必要である場合、ステップ８１４において、低サンプリングレートに対してのみ使用されるフォトセンサからの電荷が、高サンプリングレートのためのフォトセンサを介して転送され、ステップ８１６において電荷は電荷転送レジスタに蓄積される。
【００２７】
　図１、図４、図７および図１０に示すアセンブリは、例示を簡単にするために行毎に数個のフォトセンサしか有していない。文書スキャナは、たとえば行毎に２，５００〜１０，０００個のフォトセンサを有してよい。フォトセンサ行アレイを湾曲させることによりレンズ歪みを補償してよい。米国特許出願第０９／７０３，９６０号において教示するように、他の目的のためにさらなる行を追加してよい。
【００２８】
　図１、図４、図７および図１０における小さいフォトセンサの大きいフォトセンサに対する割合は、単に例示の目的のためである。割合は１対１であってよく、整数の割合に限定されない。図１における各大きいフォトセンサに対する４つの小さいフォトセンサの例示する割合例の場合、１つの大きいフォトセンサと４つの小さいフォトセンサとの総領域が、およそ正方形であり、１つの小さいフォトセンサの領域の約１６倍であることが有用である。これによって、低サンプリングレートに対して２次元対称が提供され、大きいフォトセンサと小さいフォトセンサとの両方からの電荷を結合しないアセンブリに関連して大きいフォトセンサのサイズが低減される。
【００２９】
　図１、図４、図７および図１０の電荷転送レジスタの個々の段の相対的なサイズもまた、単に例示の目的のためである。たとえば、図１に示す構成の場合、電荷転送レジスタの各段は、１つの小さいフォトセンサからの電荷に１つの大きい転送レジスタからの電荷の１／４を足したものを蓄積するために十分大きい必要がある。
【００３０】
　図１、図４、図７および図１０に示す電荷転送レジスタは、例示のために簡略化している。電荷転送レジスタは、通常は、複数のフェーズに分割されることにより、シフト中に各電荷が、制御された方向で空の段にシフトされる。
【００３１】
　本発明の上述した説明を、例示および説明の目的のために提供した。これは、網羅的であるように、または本発明を開示する厳密な形態に限定するようには、意図されておらず、上記教示に鑑みて、他の変更態様および変形態様が可能であってよい。発明の原理とその実際的な適用を最もよく説明することにより、当業者が、企図された特定の使用に適するよう、本発明をあらゆる実施形態においておよびあらゆる変更態様で最もよく利用することができるように、実施形態を選択し説明した。併記の特許請求項は、従来技術によって限定されることを除き、本発明の他の代替実施形態を包含するように解釈されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るフォトセンサアセンブリのブロック図である。
【図２】電荷の流れをさらに示す図１の部分的拡大図である。
【図３】電荷の流れをさらに示す図１の部分的拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るフォトセンサアセンブリのブロック図である。
【図５】電荷の流れをさらに示す図４の部分的拡大図である。
【図６】電荷の流れをさらに示す図４の部分的拡大図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るフォトセンサアセンブリのブロック図である。
【図８】電荷の流れをさらに示す図７の部分的拡大図である。
【図９】電荷の流れをさらに示す図７の部分的拡大図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係るフォトセンサアセンブリのブロック図である。
【図１１】本発明による複数の帯域の波長をスキャンするためのフォトセンサアセンブリの実施形態を示すブロック図である。
【図１２】本発明によるフォトセンサアセンブリを組込んだスキャナの第１実施形態の一部の断面図である。
【図１３】本発明によるフォトセンサアセンブリを組込んだスキャナの第２実施形態の一部の断面図である。
【図１４】本発明による方法例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
　１００、２００、３００、４００、５００、５０６、５１２　第１の行（第１のフォトセンサ）
　１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、５０８、５１４　第２の行（第２のフォトセンサ）
　１０４、２０４、３０４、４０６、５０４、５１０、５１６　電荷転送レジスタ
　１０６、２０６、３０６、４０８　増幅器
　１０８、１１０、２０８、２１０、３０８、３１０、４１０、４１２、４１４　電荷転送ゲート
　１１２、２１２、３１２、４１６　電子シャッタ
　４０４　第３の行
　６００、７００　スキャナ
　６０２、７０２　プラテン
　６０４、７０４、７０６　光源
　６０６、７０８　レンズアレイ
　６０８、７１０　フォトセンサアセンブリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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