[发明专利]采用具有交错像素的多个芯片的扫描成像器

说明书

连续申请数据

本申请是2002年5月7日早先共同未决的专利申请No.10,141,008现在为美国专利6,911,639的部分继续申请，该美国专利主张现在被放弃的2001年5月7日的美国临时申请No.60/289,076的优先权。上述申请或专利引用结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及固态成像器和图像捕获系统，且尤其涉及将像素配置成两个或更多的像素系列的偏移或交错布置的像素的改善配置。本发明更具体而言涉及一种配置，该配置采用了两个或更多的端对端对接的成像器芯片，且该配置避免了芯片之间的不希望的增益差异。希望使用低功率CMOS成像器技术和偏移的像素系列来实施本发明。

背景技术

固态图像传感器被用在各种应用中，且对于这些应用而言，在追求低成本、高分辨率、高可靠性图像传感器方面具有浓厚的兴趣。因为CMOS仅需要单个电源电压、它的耐用性以及它本质上的低功耗，CMOS成像器技术是有利的。在需要增强像素密度获得极高分辨率方面也具有极大的兴趣。

扫描系统被用于各种图像捕获应用，例如，网络检查和文档复制和归档。常规地，这类扫描器使用接触式图像传感器(CIS)模块或CCD来捕获图像信息。在这种扫描系统中，CCD成像器在尺寸上受到限制，仅为例如相片或文本的扫描对象的宽度的一部分。这种尺寸限制是由于长距离上(即在和页面宽度相当的距离上)的电荷传递困难。这需要聚焦文档的图像以将其减小到成像器的尺寸。尽管可能希望端到端连接很多CCD成像器以达成单个长的图像捕获设备，但存在很多缺点使其不实际。

图1示出了采用了CCD固态成像器12的现有技术扫描器布置或扫描系统10。聚焦透镜系统14置为在CCD成像器12上聚焦待扫描对象例如一页文本16的缩小图像。在很多实际的扫描器布置中可以采用反射镜(此处未示出)。输出缓冲器18耦合到CCD成像器12且通过柔性电缆被应用以驱动专用集成电路(ASIC)22。输入缓冲器20也耦合到CCD成像器12且用于连接被模拟-数字转换器(A/D)数字化的捕获的图像数据到主机计算机、网络或者例如打印机或调制解调器的其他外围设备，或者在某些情况下，具有图像处理功能的多功能外围设备(MFP)、马达控制、光控制、纸张供给器以及(多个)用户接口ASIC设备的全部或其中一部分。桌面系统还包含马达和光源以移动被扫描的移动文件16下的成像器。可以使用诸如荧光管和LED的各种不同光源以及诸如步进马达和同步马达的各种不同驱动马达。这些是众所周知的且在这里没有示出，但应当理解被包括在该扫描器系统中。CCD成像器具有很多缺点和限制，例如由于电荷传输效率限制引起的速度限制，以及高的功耗，以及将其他功能集成到像素阵列的能力受到严重受限。此外，在CCD成像器中，像素必须以固定顺序读取，这不允许像素信息被跳过。

在图2中示出了常规的基于CIS的扫描系统30。在该系统中，存在端对端相接的多个CIS模块32(1)～32(N)。CIS模块32(1)～32(N)彼此紧密相邻以构造与捕获的图像一样宽的长传感器连续阵列。光学耦合器34置为面对扫描对象36并将其图像聚焦到CIS模块的阵列上。因为模块32(1)～32(N)阵列需要和扫描对象36一样宽，该阵列必须很大。CIS模块32(1)～32(N)的准确放置要求在对象的宽度上拾取整个图像而没有缝隙或跳跃，这使得基于CIS的系统的构造十分昂贵。而且，各种独立的CIS传感器每一个都具有需要校正的独立的电压偏移，这也增加了系统的复杂度。

如在Pace等的美国专利No.6,084,229中号公开的，最近发展了一种有源列传感器(ACS)结构，它允许CMOS图像传感器被构造为单个芯片视频照相机，具有等于或优于CCD或CID成像器可以获得的性能。ACS成像器具有很小的固定模式噪声。Pace等的该专利中公开和阐述的原理可以有利地结合到扫描应用中采用的成像器中，且引用结合于此作为参考。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种固态成像器，它可以用在扫描系统中并且避免了现有技术的缺点。

本发明的另一目的是提供一种成像器，它在足够用于扫描文本文档的宽度上是经济和有效的。

本发明的另一目的是改善单色或彩色成像器的有效分辨率。