JP6059438B2 - 量子ｄｏｔイメージャを有するイメージングおよび復号化装置 - Google Patents

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関連出願に関する相互参照
[0001] 本出願は、2011年3月4日に出願の「Imaging and Decoding Device With Quantum Dot Imager」と題する米国特許出願番号第13/040,737号に対する優先権を主張する。上記の出願は全体的に本願明細書にリファレンスとして組み入れられる。
[0002] 本発明は、一般にイメージングの装置およびイメージの解読復号可能なフィーチャーに関する。
[0003] 証印読取端末、および、復号可能な証印を読み込んで、復号化するための復号化イメージャが、多数の種類において利用できる。例えば、キーボードおよびディスプレイを欠いた最小限のフィーチャー証印読取端末、販売用途においては一般的である。キーボードおよび表示を欠いた証印読取端末は、人さし指によって、作動できるハンドルおよびトリガー・ボタン（トリガー）を有する認識可能ガンスタイル・フォームファクタにおいて利用できる。キーボードおよびディスプレイを有する証印読取端末もまた利用できる。キーボードおよびディスプレイを備えた証印読取端末は、輸送および倉庫アプリケーションで共通して使われ、ディスプレイおよびキーボードを組み込んでいるフォームファクタにおいて利用できる。キーボードおよびディスプレイ搭載証印読取端末では、復号化メッセージの出力を作動させるためのトリガーボタンが、オペレータの親指によって、作動を可能にするために、かかる場所に典型的に設けられる。キーボードおよびディスプレイを欠いたまたはキーボードおよびディスプレイを備えた形式の証印読出端末は、販売用途、輸送用途、貨物保管用途、セキュリティ・チェック・ポイント用途および寛容な介護用途を含む様々なデータ収集用途用途で共通して使われる。いくつかの証印読取端末は、一つ以上の１次元（1D）バーコード、スタックされた1Dバーコードおよび２次元（2D）バーコードを含むバーコード・シンボルを読み込むのに適している。他の証印読取端末が、標準の文字を読むために光学文字認識（OCR）を使用するのに適し、更に他の証印読取端末は、バーコード・シンボルおよびOCR文字を読むための能力がある。スマートフォン、タブレットコンピュータおよび他のフォーマットのモバイル・コンピュータのようなイメージング・サブシステムを有するデジタルデバイスはまた、例えば、文字、ワード、文、１次元（1D）バーコード、スタックされた1Dバーコードおよび２次元（2D）バーコード、それらの種々のフォーマットのような１以上の復号可能なフィーチャーを備えたイメージ・フレームを捕捉し、試みられる復号化を実行するために使うことができる。
[0004] いくつかの証印読取端末および復号化イメージャは、電荷結合素子（CCD）ベースのイメージ・センサを使用する。CCDベースのイメージ・センサは、入射光エネルギーを電荷のパケットに変換する電気的に結合した光感度が高いフォトダイオードのアレイを含む。作動中に、チャージパケットは、次の処理のためにCCDイメージャセンサから移される。
[0005] いくつかの証印読取端末および復号化イメージャは、代わりのイメージング技術として相補型金属-酸化物半導体（CMOS）ベースのイメージ・センサを使用する。CCDと同様に、CMOSベースのイメージ・センサは、入射光エネルギーを電荷に変換する光感度が高いフォトダイオードのアレイを含む。しかし、CCDと異なり、CMOSベースのイメージ・センサによって、二次元のアレイの各々のピクセルが直接アドレスされることができる。これの１つの効果は、画像データのフルフレームのサブ領域が、画像データのクロップトフレーム又はウインドウ化フレームのために、独立してアクセスされる。CMOSベースのイメージ・センサの他の効果は、一般に、それらがピクセル当たりより安いコストであるということである。これは、主にCMOSイメージ・センサが一般の集積回路（例えばマイクロプロセッサなど）を生産する高いボリューム・ウェーハ製造装置の標準のCMOSプロセスによって作られるという事実による。より安いコストに加えて、共通の製造方法は、CMOSピクセルアレイが他の標準の電子装置（例えばクロックドライバ、デジタルロジック、アナログ/デジタルコンバータなど）を有する単一の回路に集積されることができることを意味する。これは、順番に更なるスペース必要条件を減らし、パワー使用を低下させる効果がある。
[0006] CMOSベースの画像リーダは、センサーアレイのピクセルをさらすためにローリングシャッタを伝統的に使用してきた。ローリングシャッタ・アーキテクチャにおいて、ピクセルの行は、活性化して、順番にリードアウトされる。ピクセルのための露出または統合時間は、リセットされているピクセルと読み出されているその値との間の時間である。典型的実施形態で、データのフレームの捕捉の間、数百行のピクセルが露出され、読まれなければならないので、ピクセルの隣接した行のための露出期間は実質的に重なるのが典型的である。その重なり合う露出期間を有するローリングシャッタアーキテクチャは、照明光源が、データのフレームを捕えることを要求する実質的に全ての時間の間、残り、その結果、照明が全ての行のために提供されるように、要求する。作動中に、ローリングシャッタアーキテクチャもまた、イメージ歪みおよびイメージのぼやけという少なくとも２つのイメージングの不利な点の被害を被る。イメージの歪みは、ピクセルの各々の列がさらされる異なる時間の人工産物である。速い可動オブジェクトが視覚的に記録されるとき、イメージ歪曲の影響は最も顕著であり、オブジェクトが異なる位置にあると共に、オブジェクトの異なるパーツが撮像され、その結果、オブジェクトはイメージにおいて、ゆがめられる。イメージのぼけは、イメージリーダのローリングシャッタ・アーキテクチャにおいて、要求される長い露出期間の人工産物であるのが典型的である。上記のように、ローリングシャッタアーキテクチャにおいて、照明光源は、データのフレームを捕えることを要求する実質的に時間の全ての間、残らなければならない。電池および／または照明光源限界のために、データの全フレームの捕捉の間、提供される光は、通常短い露出時間のために適切でない。短い露出時間なしで、ぼけ誘導の影響は、はっきりしてくる。例えば、効果を誘導しているぼけの一般の実施形態は、携帯画像入力装置を有するユーザの手の不安定のために、イメージ・センサの置き換えを含む。
[0007] バーコード・スキャナおよび他のイメージャにおいて、使用されるイメージャの画素密度が増加するにつれて、解像度に対する大きなトレードオフは、減少するピクセル・サイズのための感度の損失である。典型的なVGA CMOSイメージャピクセル・サイズは、1.1ミクロンと同程度小さいピクセルを有することができるメガピクセルイメージャと比較して、５乃至６ミクロンであってもよい。その結果、解像度としての感度が上がると主張することは、非常に大きいチャレンジになる。
[0008] 典型的なCMOSイメージャピクセルは、各々一時的に読み出しの前のそのピクセルからのイメージング・データを格納し、光を吸収するのに役立たなくて、したがって、ピクセルのものを減らす感光性の領域および不透明な保護されたデータ記憶領域に要因およびその感度を満たさせる。典型的CMOSイメージ・センサも、１０乃至２０パーセントの範囲であり得るピクセル間のクロストークを有する。
[0009] 高い強度照明で場面を一様に明るくすることは、常にアプリケーションを走査している典型的バーコードのチャレンジである。非常に明るい照明は、十分な運動耐性のために必要とされる短い露出時間で、高いコントラスト・イメージを成し遂げることを必要とする。これは多数の光源（それはスキャナの寸法を増して、より高い電流の必要条件を賦課する）を使用することを含むことができ、より大きなパワー要求および熱の密接な関係に結果としてなる。照明光源とより高いパワー要求の複合は、小型統合したバーコード・スキャナ上の設計チャレンジを強要する。
[00010] 上の議論は、単に提供された一般の背景情報だけであって、請求された内容の範囲を決定する際の援助として使われることを目的としない。
[00011] デバイス、システムおよび方法は、量子ドットとして機能する半導体ナノクリスタルに基づく証印読取装置でイメージングし、イメージの復号可能なフィーチャーを復号化するために開示される。本実施形態では、装置はイメージング・サブシステム、データストレージエレメントおよびプロセッサを含む。イメージング・サブシステムは、イメージをイメージ・センサアレイに焦点合わせさせるためのイメージ・センサアレイおよびイメージング光学アセンブリを含む。イメージ・センサアレイは、ピクセルが一つ以上のナノクリスタルから成る感光性の部分、および、１以上のナノクリスタルで入射光を代表する入射光データを中継できるリードアウト部分を含む複数のピクセルを含む。データストレージエレメントは、イメージング作動中、少なくともいくつかのピクセルのリードアウト部分を介して通信されるデータから成る画像データの格納フレームができる。
プロセッサは、データストレージエレメントから画像データのフレームの一つ以上を受信し、画像データのフレームのうちの少なくとも１つにおいて代表される復号可能なフィーチャーの試みられた復号化を実行するために復号化オペレーションのための動作を試みる。
[00012] この概要は、更に詳細な説明で後述する単純化された形式の概念のより抜きを導くのに提供される。この概要はキーフィーチャーまたは請求された内容の基本的フィーチャーを識別することを目的としないし、それは請求された内容の範囲を決定する際の援助として使われることを目的としない。請求された内容は、バックグラウンドで強調した不利な点を解決するが、かかる実施態様に限られない。
[00013] 本願明細書において、記載されている特徴は、後述する図面を参照してよりよく理解されることができる。図面が必ずしも一定の比率であるというわけではなく、その代わりに一般にさまざまな例示の実施形態の原理を例示するために強調される。図面において、種々の図面を通して同じパーツを示すように同様の参照番号が用いられる。
[00014] 図１は、例示の実施形態による証印読取デバイスの斜視図を表す。 [00015] 図２は、例示の実施形態による証印読取デバイスのイメージング・モジュールの分解斜視図を表す。 [00016] 図３は、例示の実施形態による証印読取デバイスのブロック図を表す。 [00017] 図4は、例示の実施形態による量子ドットベース・イメージング・ピクセルの簡略ブロック図を表す。
[00018] 図１は、例示の実施形態による量子ドットベースイメージングサブシステム299を使用する証印読取装置1000の斜視図を表す。証印読取装置1000は、基板242に復号可能なフィーチャー15を撮像しまたはスキャンすることを表す。図２は、例示の実施形態による量子ドットベースのイメージ・センサアレイ1033を含む量子ドットベースのイメージング・サブシステム299の分解斜視図を表す。図３は、例示の実施形態によれば、量子ドットベースのイメージ・センサアレイ1033を有するイメージング・サブシステム299を含む証印読取装置1000のブロック図を表す。図４は、例示の実施形態による量子ドットベースのイメージング・ピクセル1043の簡略ブロック図を表し、イメージ・センサアレイ1033において使うことができる。
[00019] イメージ・センサアレイ1033の量子ドットベースイメージングピクセル1043の使用は、ほぼ１００％フィルファクターに近く、および、ほぼ９０％量子効率に近く提供され、それによって、CMOSまたはバック照明センサのような他のピクセル技術と比較して、ピクセルの同じ表面積に関してかなり強化された光感度を提供する。その上、量子ドットベースのイメージ・センサアレイ1033を備えた増大したセンサ感度およびＳＮ比／レゾリューションは、複数の照明光源の必要性をオフセットでき、その結果、照明サブシステム800は、多数のＬＥＤのバンクではなく単一のＬＥＤランプのような、単一の照明光源だけを含むことができ、例示的な実施形態では、高い電流およびで高い電流ドライブの必要性を減らす。量子ドットベースのイメージ・センサアレイ1033は、それによって、証印読取装置1000が、例えばCMOSまたはCCD技術を使用している従来のイメージ・センサアレイを使用することと、比較して、パフォーマンスの損失なしで、より小さい照明サブシステム、より小さくてより低い電流パワーサブシステムおよびより小さいサイズおよびマスオーバーオールを有することを可能にする。別の実施形態では、多数のＬＥＤを有する従来の照明サブシステムおよびより高い電流パワーシステムが、量子ドットベースのイメージ・センサアレイ1033と連動して使うことができ、量子ドットベースイメージ・センサアレイなしで匹敵するデバイスよりも大きな証印読取装置1000のダイナミックレンジを提供する。
[00020] 量子ドットベースのイメージ・センサアレイ1033はまた、本実施形態では、ピクセルの感光性部分の下で、入って来る光のパスの外で、ピクセルの各々または実質的に各々のピクセルの（in-pixel）データストレージ部分を使用可能にすることができ、その結果、入って来る光の領域のいずれもブロックしない。量子ドットベースのイメージ・センサアレイ1033はまた、選択的にアドレス指定され同時に活性化されるピクセルまたはピクセルのサブセットを利用可能にし、ピクセル内に局所的にストアされる各ピクセルのデータに関して、同時にイメージングを開始し、同時にイメージングを停止し、次いで必要に応じてアクセスされ、全てのピクセルまたはピクセルの所望のサブセットにわたって電子的に同時にシャッターを可能にする。これは、ローリングシャッタを有するCMOSイメージャのような従来のイメージング技術で有効なタイプのスキューおよび歪みを除去することができる。
[00021] 例示の実施形態によれば、証印読取装置1000は、量子ドットベースのイメージング・モジュール299を含む。証印読取装置1000は、基板242上の証印15を読み込んで表され、それは紙、ラベル、箱、パッケージ、製品、記号または他のいかなる種類もの基板であってもよい。証印15は、一次元のバーコードとして描かれるが、例えば、また、文字、語、文、１次元（1Ｄ）バーコード、スタックされた1Dバーコード、および、二次元の（2D）バーコードのような様々なフォーマットのいずれかであってもよい。量子ドットベースのイメージ・センサアレイ1033の電子的な同時のシャッタを用いた歪みおよびスキューの除去は、例えば、イメージング動作中、証印読取装置1000のイメージング・モジュール299と復号可能なフィーチャーとの間の相対運動のためにこれらの復号可能なフィーチャーのイメージの歪みの影響を除去することにより、これらの1Dバーコードおよび2Dバーコードおよび記載されたキャラクタのような復号可能なフィーチャーをイメージング及びデコードするために特に有用である。
[00022] 図２は、図１に示すような証印読取装置1000と一致する例示の実施形態による証印読取装置1000のイメージング・モジュール299の分解斜視図を表す。図３は、図２に示すような図１およびイメージング・モジュール299に示すような証印読取装置1000に対応する例示の実施形態による証印読取装置1000のブロック図を表す。図１乃至３を参照すと、これらの図の一つ以上において、表されるさまざまな示されたフィーチャーについては、イメージング・モジュール299、ハンドヘルドハウジング1014、メモリ1085およびプロセッサ1060を有する新規な証印読取装置1000であり、イメージング・モジュール299は、イメージング照明サブシステム800、照準サブシステム1208、量子ドットベースイメージング・サブシステム900を含む。イメージング照明サブシステム800は、照射パターンを投影するために作動し得る。イメージング・サブシステム900は、イメージをイメージ・センサアレイ1033に焦点合わせさせるように作動するイメージング光学アセンブリ200および量子ドットベースイメージ・センサアレイ1033を包含する。この例示の実施形態では、ハンドヘルドハウジング1014は、イメージング照明サブシステム800およびイメージング・サブシステム900を封入する。メモリ1085は、画像データの一つ以上のフレームをストアすることができ、画像データのフレームは、量子ドットベースイメージ・センサアレイ1033の入射光を表すことができる。プロセッサ1060は、メモリ1085をアドレス指定し、画像データのフレームを処理するように作動し、例えば、画像データに表される復号可能な証印を復号化することを試みるために処理される。
[00023] 証印読取装置1000は、図１の端末を証印読取として描かれるが、イメージを捕え、イメージをイメージの復号可能なフィーチャーを復号化することを試みるためのオペレーションを復号化することをさせることができるいかなるタイプのデバイスの形態をとることができる。証印読取デバイスのさまざまな実施形態は、スマートフォン、携帯電話、タブレットコンピュータ、携帯モバイル・コンピュータ、タブレットコンピュータ、ノートコンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、e-ブックリーダまたはさまざまな実施形態のイメージング・サブシステムを有するデジタルデバイスの広範囲にわたる他のタイプのいずれかを含むことができる。図１の例示の実施形態では、装置1000は、ハウジング1014の共通の側に配置されている、トリガー1220、ディスプレイスクリーン1222、ポインタ機構1224およびキーパッド1226を含むユーザ・インタフェースエレメントを含む。ディスプレイスクリーン1222は、実施形態において、ナビゲーションおよびバーチャル・アクチュエータセレクションのためのタッチパネルを組み込むことができ、その結果、ディスプレイスクリーン1222は装置1000のユーザー入力装置およびユーザ出力装置として役立つ。実施形態において、ディスプレイスクリーン1222およびポインタ機構1224は、ユーザ・インタフェース要素または装置1000のユーザ入出力構成要素として作動する。デバイス1000のさまざまな実施形態はまた、例えば、他のキー、スライドアウト（slide-out）または固定キーボード、トリガーおよび／または、他のユーザ入出力コンポーネントを含むことができる。
[00024] 図１は、復号可能なフィーチャー15を有するターゲット110を撮像するのに用いるデバイス1000のイメージング・サブシステム299を表す。装置1000は、イメージング・サブシステム299の視野1240のイメージ・フレームの流れを捕えることができ、復号可能なフィーチャー15の復号化の試みを実行するためのイメージ・フレームを処理する。イメージング・サブシステム299は、この例示の実施形態において、視野1240を囲むように照明フィールド1260を投影する照明サブシステム800を含む。復号可能なフィーチャー15は、この例では一次元のバーコードであり、デバイス1000によりスキャンされる他の復号可能なフィーチャーは、二次元のバーコード、ワードおよび英字または他のいかなる種類もの復号可能なシンボルで書かれた文を含むことができる。他の復号可能なフィーチャーは、いかなる種類のキャラクタ、数、式、いかなるフォーマットまたは標準の１次元または２次元バーコード、または他のいかなる種類の表示シンボルをも含む。
[00025] デバイス1000は、ターゲットおよび復号可能なフィーチャーを捕えて、表示することの用途だけでなく実行するためにも、復号可能なフィーチャーを復号化して、それらが表す情報を得る。例えば、デバイス1000は、復号可能なフィーチャー15（すなわち、英文字を表しているアルファベットの文字）の代表のフォーマットを認識し、テキストにおいて表される語を習得する一つ以上の光学文字認識（OCR）プロセスを適用する復号化サブシステムを有する。他の復号化プロセスは、例えば、二次元バーコードのイメージに対するバーコード復号化アルゴリズム、または、文書を走査して、保存するための文書キャプチャプログラムのような復号可能なフィーチャーの他の形式に適用されることができる。装置1000はまた、出力テキストまたは他のデコードされた情報を表示し、若しくは、復号化可能なフィーチャー15からの復号化な情報に基づいてディスプレイスクリーン1222上の出力を生成できる。復号化可能フィーチャーの復号化成功によって生成される復号化情報は、例えば、他の言語へのテキスト翻訳、テキストtoスピーチ音声出力、または、他のデバイス、ネットワークノードまたは、例えば、他のコンピューティング環境リソースに対する送信のような出力の他のいかなるフォーマットにもおいて提供されることができる。
[00026] 図４の例示の実施形態に示されるように、量子ドットベースのピクセル1043は、カラーフィルタ31、ナノクリスタル層32、第２のピクセル電極33、第１のピクセル電極34、半導体基板35、および、インピクセル（in-pixel）データストレージ部36とを備える。ナノクリスタル層32は、ピクセル1043の感光性の部分として役立ち、量子ドットとして機能する半導体ナノクリスタルを含む。個々の半導体ナノクリスタルは、例えば約1マイクロメートル以下の寸法で、精密に例えば、ナノスケールのスケールに大きさを設定するシリコンのような半導体を含むことができ、そのエッジで不連続な境界線を有する内部結晶構造を有する。例えば、半導体基板35およびインピクセル（in-pixel）データ記憶部36は、シリコン・ウェーハの上に形成されることができる。第１のピクセル電極34および第２のピクセル電極33は、様々なリソグラフィ製造法のいずれかによって基板35に定められ得る。ナノクリスタル層32は、コロイド状にポリマー基板に浮遊されることができ、スピンコーティングによって適用され、若しくは、インプリンティングによって、または、さまざまな例示の実施形態のいかなるほかの応用技術によって適用される。量子ドットベースのピクセル1043を使用している量子ドットベースのイメージ・センサアレイ1033は、可能な大量生産を考慮に入れた半導体製造法を使用して、それにより製造されることができる。量子ドットベースのピクセルの様々な他のアレンジおよび実施形態が、電極の他のアレンジメントのように、他の実施形態では使うことができる。第１のピクセル電極34および第２のピクセル電極33は、イメージ・センサアレイ1033の他のピクセルを有する行回路および列回路に接続され、それによって、制御信号を受信し、各々のピクセルにおいて集められたイメージング・データを送ることを可能にする。
[00027] 感光性のナノクリスタル層32は、アニールされまたは隣接したナノクリスタルの中で半導体接触を有するようにネットワーク化される多くの半導体ナノクリスタルを含むことができる。それらが充分であるが、あまり多産でない限り、各々の個々の半導体ナノクリスタルの量子ドット性質を破壊せずに、隣接したナノクリスタルとのかかる接触は、ナノクリスタル層32を介した伝導電荷キャリアの伝播を許容する。隣接したナノクリスタルの中の伝導の接触の適当な程度は、適度にナノクリスタルが感度が高い光の特性波長を増やすために僅かにそうすることができる。所望の感度が高い波長のために最適化する感光層において、使用されるナノクリスタル・サイズを計画することのナノクリスタル・サイズと一緒に、これのような第２の効果を、説明できる。
[00028] さまざまな例示の実施形態において、感光性のナノクリスタル層32は、ピクセル1043につき少なくとも１ピクセルの電極を有する電極アレイの上に配置されることができる。さまざまな実施形態において、代表的なピクセルは、ピクセル1043の中で回路を完了する第１のピクセル電極34および第２のピクセル電極33の両方を備えていることができる。さまざまな実施形態において、代表的なピクセルは、単一のピクセル電極だけを備え、単一のピクセル電極を代表的なピクセルに含んでいる多数の単一のピクセル電極を有する回路を完了するピクセルの外側で、アレイ電極の対応するものを有することができる。ピクセルあたりの単一の電極およびピクセルあたりの対の電極の両方を含むさまざまな他の実施形態において、例えば、電極は、バイアス電圧によってバイアスされ得る。
[00029] ピクセル電極は、ナノクリスタル層32を電気的にバイアスし、電界をつくる。ナノクリスタル層32のナノクリスタルの感度の範囲の波長を有する光子がピクセル1043にぶつかるとき、それは電荷キャリア対（例えばナノクリスタル層32内のナノクリスタルの電子-正孔対）を励起する。例示の実施形態で、ナノクリスタル層32は、可視光にわたる波長に対して感光性であるのが好ましいナノクリスタル・サイズの範囲を有することができる。電界がある場合には、電荷担体はピクセル電極にナノクリスタル層32のナノクリスタルによって、伝播することができる。この伝播は、電極バイアスによって、容易になり得る。隣接したナノクリスタルが伝導の接続を各々と共有する領域で、この伝播は多数のナノクリスタル全体に起こることができる。光励起状態の電荷担体は、それらのコレクタ電極の方へ伝播することができ、本質的に仮想ピクセル構造を強要する。ナノクリスタル層32は、拡散長を有するように、電荷担体（例えば電子および／または正孔）がグリッドラインのいずれの側にもそれを作ることができ、うまく集められることを確実にするように設計され得る。これは２パーセントのクロストークを導き、典型的には、１０乃至２０パーセントのレンジのクロストークがあった既存のイメージ・センサを超える相当な改良である。ピクセルベースのナノクリスタル層32が、100パーセント近いフィルファクタを提供し、種々の実施形態では、約90パーセントの量子効率を提供する。
[00030] ナノクリスタルが感光性である光子波長の範囲は、例えば、個々のナノクリスタルの寸法、個々のナノクリスタルの形状、多数のナノクリスタルの寸法の範囲、隣接したナノクリスタルの間の量子トンネリング伝播のための隣接したナノクリスタルの近く、および、隣接したナノクリスタルの間の伝導の伝播のための隣接したナノクリスタルの中の接続の伝導度のような、半導ナノクリスタルの物理的な特性で測定されることができる。例えば、所定のナノクリスタルのサイズは、入って来る光子が、ナノクリスタルの価電子帯から伝導帯までのバンドギャップを超えて電荷担体を励起するような方法で、ナノクリスタルと相互に作用する感光性、または、所定の波長の確率の波長の主要決定要素である。ナノクリスタルは、波長がおよそ390乃至750ナノメートルの範囲の可視スペクトルの範囲内のスペクトルの特定の波長または断面に対して、若しくは、可視光に対して影響されるバンドギャップを有するようなサイズを設定されることができる。所定のナノクリスタルから隣接したナノクリスタルへの接続の伝導度はまた、ナノクリスタルの電荷担体の波動関数の閉じ込めを侵食することによって、ナノクリスタルの感光性の波長スペクトルに影響を及ぼし、それはナノクリスタルが感光性である光子の波長を下にする傾向がある。
[00031] ナノクリスタル層32のナノクリスタルの寸法の範囲はまた、ナノクリスタル層の感光性のスペクトルに影響を及ぼすことができる。さまざまな例示の実施形態において、感光性のナノクリスタルの異なる寸法の範囲は、感光性のナノクリスタル層に含まれることができ、それは感光性のナノクリスタル層が感度が高い波長の範囲を増やすことができ、および／または、重要な波長の範囲全体の感光性のナノクリスタル層の総量子効率を増やすことができる。さまざまな例示の実施形態において、感光性のナノクリスタル層32は、単一の層の範囲内で均一に混合されるナノクリスタルの寸法の範囲を含むことができる。さまざまな他の例示の実施形態において、感光性のナノクリスタル層は、2つ以上のサブレイヤーを含むことができ、サブレイヤーの各々はナノクリスタルのそれ自身の特性寸法またはナノクリスタルの寸法の範囲を有する。例えば、ナノクリスタル・サイズの勾配を層の減少中で使うことができ、それは重要な波長の範囲全体の全体の層の量子効率を増やすかまたは最適化するために用いることができる。さまざまな他の物理的な特性はまた、異なるサブレイヤー（例えばナノクリスタルの間の特性距離または隣接したナノクリスタルの中の伝導の接続の特性程度）の間で差別化されることができる。
[00032] さまざまな追加的な実施形態において、異なる特性（例えば層につき異なる波長）に、感度を有する各々の上に積み重ねられる２つ以上のサブレイヤー電極については、感光性のナノクリスタル層の三次元レゾリューションを生成するために、電極はまた、感光性のナノクリスタル層の２つ以上のサブレイヤーの中で階層化されることができる。フルカラー・スペクトル（感光性の配列の領域の異なる部分にわたる異なるカラーフィルタを使う従来の習慣の代わりに）のための感光性のナノクリスタル層の全ての表面を使用すると共に、例えば、入って来る光のためにフルカラー・データを集めるために使うことができ、それは本質的にカラー・イメージング能力のための全体的な感光性の効率の減少を利用する。
[00033] 例えば、本実施形態では、感光性のナノクリスタル層は３つの別々のサブレイヤーで層にされることができ、各々がナノクリスタルの異なる特性寸法を有し、その結果、第１のサブレイヤーは第１の色に集中する波長に、最も影響されるような大きさを設定されるナノクリスタルを有し、第２サブレイヤーは、第２の色に集中する波長に最も影響されるような大きさを設定されるナノクリスタルを有し、第３のサブレイヤーは第３の色に集中する波長に最も影響されるような大きさを設定されるナノクリスタルを有する。第１、第２および第３の色は、バランスのよい三色のパレットを例えばフルカラーのイメージ（例えばシアン、マゼンタおよび黄色）を表すように提供するように選ばれることができる。例えば、３つのサブレイヤーは、層の各々の上にスタックされることができる。層は各々の３つのサブレイヤーで別々の電極を提供できる電極タワーを含むことができるリードアウト基板に配置されることができ、層の表面の単一の部分の下で、３つの垂直にスタックされたピクセルの１ピクセルのスタックを定める。各々のサブレイヤーの範囲内のナノクリスタルは、サブレイヤーの範囲内のナノクリスタルの中の電気伝導接続を提供し、そのサブレイヤーのための電極にサブレイヤーのナノクリスタルを接続することを伝導するために併合されることができ、同時に、１つのサブレイヤーのナノクリスタルは電気的に隣接したサブレイヤーのナノクリスタルまたはピクセル・スタックのサブレイヤーから分離される。したがって、サブレイヤーは電気的に各々から分離されることができ、その一方で、入って来る光にサブレイヤーの透過率に影響を及ぼさない。
[00034] 本実施形態では、所定のピクセル・スタックは、最も小さいナノクリスタルを有するピクセルの表面で、シアン波長光子に感光性に集中する、第１のサブレイヤーと、黄色の波長光子に感光性に集中して、第１および第３のサブレイヤーに対して中間のサイズのナノクリスタルを有し、ピクセルの中央において第２のサブレイヤーと、マゼンタ-波長光子に感光性に集中して、最大のナノクリスタルを有し、ピクセルの表面で、第３のサブレイヤーと、配置されることができる。各々の層内のナノクリスタルのサイズ範囲は、ある程度に重なることができるかまたは重なることができない。各々のサブレイヤーの厚さは、層の総量子効率を促進または最適化し、サブレイヤー間の波長収集の分布を促進または最適化するように調整されることができる。
[00035] 全面カラーイメージングのためにスタックされた感光性のナノクリスタル層は、したがって、実現可能な技術を使用して製造され、例えば、半導体製造技術を使用して３階電極タワーを有するリードアウト基板をつくり、次いで、３つの別々の感光性のナノクリスタルサブレイヤーを適用するステップを含むことができる。例えば、各々の感光性のナノクリスタルサブレイヤーは、ポリマー溶液の所定のサブレイヤーに関して特徴付けられたサイズのナノクリスタルのコロイド状の浮遊、および、リードアウト基板の上のポリマー溶液のスピンコーティングとして準備され、マゼンタ中心（magenta-centered）のナノクリスタルに関する第１のコロイドポリマー溶液が最初に適用され、続いて、黄色中心（yellow-centered）のナノクリスタルに関する第２のコロイドポリマー溶液が適用され、最後にシアン中心（cyan-centered）のナノクリスタルに関する第３のコロイドポリマー溶液が適用される。各々のサブレイヤーは、一緒に３つのサブレイヤーの総量子効率を最大にする制約の範囲内で、そのカラー・レンジのためのそのサブレイヤーの感光性を最適化するために予定される厚みにより適用されることができ、その３階電極タワーのサブレイヤー電極の各々がその目標とされたサブレイヤーと接触してある適当な高い所にあるように、電気的に他の２つのサブレイヤーから絶縁されると共に、リードアウト基板は加工品に仕上げられることが可能である。
[00036] 図３に戻ると、図３のブロック図にて図示するように、証印読取装置1000の例示の実施形態は本願明細書において、様々な例示の実施形態よって記載されている動作のサポートのためのさまざまな追加的なハードウェア・プラットフォーム機能を例示する。例えば、プロセッサ1060は、実例であり、または、中央演算処理装置（ＣＰＵ）は図１および３の証印読取装置1000の実施形態に含まれる。プロセッサ1060は、実例であり、または、さまざまな実施形態によれば、結合プログラム可能論理装置（CPLD）、特定用途向け集積回路（ASIC）、フィールド・プログラム可能ゲート・アレイ（FPGA）またはいかなる種類ものプロセスロジックオペレーションができる回路を含む。
[00037] 本実施形態では、イメージング照明サブシステム800およびイメージング・サブシステム900のエレメントは、実例として、図1、2および3において表されるように、イメージング・モジュール299に組み込まれることができる。イメージング・モジュール299は、さまざまな実施形態の潜在的に追加的な要素と同様に図2および3にて図示するように、さまざまな要素を含むことができる。典型的なイメージング・モジュール299は、イメージ・センサアレイ1033を有するイメージ・センサ集積回路1040を搭載している印刷回路基板を含むことができる。典型的なイメージング・モジュール299は、支持アセンブリで支えられるイメージング光学アセンブリ200を含むことができる。イメージング・モジュール299を完全にまたは部分的に含むイメージング・サブシステム900は、イメージング光学アセンブリ200と組み合わせてイメージ・センサ集積回路1040上へ統合されることができるイメージ・センサアレイ1033から成ることができる。
[00038] 証印読取装置1000は、関連する列回路1034および行回路1035から成る行列ピクセルに配置された量子ドットベースピクセルを備えた多数のピクセルイメージセンサーアレイ1033からなるイメージ・センサ1032を含むことができる。アンプ回路1036（アンプ）および画像情報を変換するアナログディジタル変換器1037は、デジタル信号の形で画像情報にイメージ・センサアレイ1033のアナログ信号リードアウトの形で、イメージ・センサ1032と関係している。イメージ・センサ1032はまた、例えば、イメージ・センサ1032の露出期間（アンプ1036に適用されるゲイン）を制御するのに用いるために関連するタイミングおよびコントロール回路1038を備える。有名な回路コンポーネント1032、1036、1037および1038は、一般のイメージ・センサ集積回路1040にパッケージされることができる。イメージ・センサ集積回路1040は、有名な数のコンポーネントより少なく組み込みできる。
[00039] ある実施形態では、イメージ・センサ集積回路1040は、例えば、カリフォルニア州メンローパークのInVisage Technologies, Inc.からのQuantumFilm量子ドットベースのピクセルアレイイメージ・センサ集積回路によって提供されることができる。ある実施形態では、イメージ・センサ集積回路1040は、バイエル・パターン・フィルタを組み込むことができ、その結果、赤いピクセル位置の赤いピクセル、緑のピクセル位置の緑のピクセルおよび青いピクセル位置の青いピクセルについては、特定の着色したピクセル位置はイメージ・センサアレイで定められることが可能である。他の種類のカラーフィルタアレイが、さまざまな実施形態において、使うことができる。バイエル・パターンを組み込んでいるこの種のイメージ・センサアレイを利用して提供されるフレームは、青いピクセル位置で赤いピクセル位置、緑のピクセル位置の緑のピクセル値および青いピクセル値で赤いピクセル値を含むことができる。バイエル・パターン・イメージ・センサアレイを組み込んでいる実施形態において、フレームを更なる処理に従属させることより前のプロセッサ1060は、緑のピクセル値を画像データでモノクロ・フレームの開発のために利用している緑のピクセル位置で中間のフレーム・ピクセル位置で、ピクセル値を補間することができる。あるいは、更なる処理のためのフレームを従属させることより前のプロセッサ1060は、赤いピクセル値を画像データでモノクロ・フレームの開発のために利用している赤いピクセル位置で中間のピクセル値を補間することができる。プロセッサ1060は、別の実施形態では、更なる処理のためのフレームを従属させる前に青いピクセル値を利用している青いピクセル位置で中間のピクセル値を補間することができる。
[00040] 装置1000の作動中に、イメージ信号はイメージ・センサ1032のリードアウトされ、変換され、RAM 1080を実例として含んでいるシステム・メモリ1085に格納される。さまざまな実施形態において、装置1000のメモリ1085は、RAM 1080、EPROM 1082のような不揮発性メモリ、フラッシュメモリまたはハードディスク・メモリおよび／またはさまざまな他の種類のメモリコンポーネントのようなメモリデバイス1084を含むことができる。ある実施形態では、装置1000は、メモリ1080に格納される画像データをリードアウトし、この種の画像データをさまざまな画像処理アルゴリズムに従属させるのに適していることがありえるプロセッサ1060を含むことができる。装置1000は、RAM 1080への変換に従属したイメージ・センサ1032から読み出した画像情報を送るための直接的なメモリ・アクセス装置（DMA）1070を含むことができる。別の実施形態では、装置1000は中央ＤＭＡコントローラの必要性をこのように除去しているバス仲裁メカニズム（例えばＰＣＩバス）を提供しているシステムバスを使用できる。システムバス・アーキテクチャおよび／またはダイレクトメモリ・アクセスコンポーネントの多種多様な他の実施形態は、本発明の範囲内でイメージ・センサ1032およびRAM 1080間の効果的なデータ転送を提供できる。
[00041] 装置1000の更なる態様を参照すると、イメージング光学アセンブリ200は、イメージ・センサアレイ1033上へ、基板242上の視野1240の中で位置する復号可能な証印15のイメージを集中させることに適していることがありえる。装置1000の視野1240の紙スペースのサイズは、多くの代わりの方法で変化できる。視野1240のターゲットスペースのサイズは、例えば、端末を目標距離に変え、結像レンズセッティングを変え、リードアウトに従属するイメージ・センサアレイ1033の多くのピクセルを変えることにより変化される。イメージング光線は、イメージング軸線25を中心に送信されることができる。イメージング光学アセンブリ200は、光学焦点（最適焦点距離）の多数の焦点距離および多数の平面ができるのに適していることがありえる。
[00042] 装置1000は、図１に記載の目標（例えば基板242）の照明に関し、および、照射パターン1260の投影に関するイメージング照明サブシステム800を含むことができる。照射パターン1260は、図示した実施形態で、視野1240によって定義される領域よりも広いがそれに近いが、視野1240により定義される領域より小さい領域において投影されることができる。
[00043] さまざまな例示の実施形態において、イメージング照明サブシステム800は、さまざまな例示の実施形態による一つ以上の光源を含むことができるイメージング照明光学源アセンブリ700を含むことができる。イメージング照明光学源アセンブリ700は、例えば、各々一つ以上の光源から成る、一つ以上の光源バンクを更に含むことができる。例示の実施形態で、この種の光源は、実例として発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むことができる。多種多様な波長およびフィルタのいずれかまたは波長またはフィルタの組合せを有するＬＥＤを、さまざまな実施形態において使うことができる。他の種類の光源をまた、他の実施形態において、使うことができる。光源は、実例としてプリント回路基板に取り付けられることが可能である。これは、イメージ・センサアレイ1033を有するイメージ・センサ集積回路1040が実例として載置されることができる同じプリント回路基板であってもよい。
[00044] さまざまな例示の実施形態において、図２および３の実施形態に示されているように、イメージング照明サブシステム800は、イメージング照明光学アセンブリ701を含むことができる。イメージング照明光学アセンブリ701またはイメージング照明サブシステム800の他の一部には、様々な光学エレメント（例えば一つ以上のレンズ、一つ以上の拡散器、一つ以上の鏡）のいずれかが例示として、一つ以上のプリズムなどを含めることができる。イメージング照明光学アセンブリ701は、ターゲットエリアの方へそれによって、集中させることができるか、拡散できるか、形づくることができるかまたは一方照明を投影できる。イメージング照明サブシステム800は、それによって、照射パターンをターゲットエリアに映すことができる。このように突設される照射パターンは、いかなるタイプもまたは異なる実施形態の照明のパターンを含むことができる。
[00045] 使用中に、装置1000は、照射パターン1260が復号可能な証印15に投影されるような方法の復号可能な証印15を支えている基板242（例えばペーパー、パッケージまたは他のいかなるタイプの基板）に関して、オペレータによって、正しい位置に置かれることができる。図１および２の例示において、復号可能な証印15は、１次元（１Ｄ）バーコード・シンボルにより提供される。復号可能な証印15は、1Dバーコード・シンボル、2Dバーコード・シンボル、光学文字認識（OCR）文字または他の種類のさまざまな例示の実施形態の復号可能な証印により提供されることができる。
[00046] 装置1000の更なる態様を参照すると、イメージング光学アセンブリ200は、エネルギーをイメージング光学アセンブリ200の最適焦点の平面を変えることに提供する電力入力装置1202の使用により制御されることができる。ある実施形態では、電力入力装置1202は、制御電源として、そして、もう一つの実施形態では制御電流源として作動できる。照明サブシステム光線源アセンブリ700は、光源制御回路1206の使用により制御されることができる。電力入力装置1202は、例えば、イメージング光学アセンブリ200の焦点距離、および／または、（最適条件の平面が、焦点に集まる）最高の焦点距離の光学特性を変えるためにイメージング光学アセンブリ200の光学特性を変更する信号を適用できる。光源制御回路1206は、例えば、照射パターン光線源アセンブリ700によって、照明出力のレベルを変えるための照射パターン光線源アセンブリ700に、信号を送ることができる。
[00047] イメージング光学アセンブリ200としての用途のためのレンズ装置のためのさまざまな実施形態は、次のように更に記載されている。図３の実施形態において、イメージング光学アセンブリ200は、流体レンズ202から成ることができる。流体レンズ202は、実施形態において、複数の混ざらない光学流体から成るelectrowetting流体レンズであってよい。流体レンズ202は、実施形態では、フランスのリヨンのVARIOPTIC社から入手可能なタイプのARCTIC 314またはARCTIC 316の流体レンズによって提供されることができる。流体レンズ202は、あるいは、変形可能な表面を有するタイプの流体レンズであってよく、パワー入力ユニット1202に連結する機械アクチュエータアセンブリ（図示せず）に関連して提供されることができる。さまざまな他の実施形態で、レンズおよび／または他の光学エレメントのさまざまな他のタイプはまた、イメージング光学アセンブリ200に含まれることができる。
[00048] 装置1000はまた、フレーム読み出しおよび／または特定の復号化プロセスを活性化させるためのトリガ信号を活性化させるために用いることができるトリガー1220のような多くの周辺装置を含むことができる。トリガー1220の活性化がトリガ信号を活性化させ、復号化の試みを初期化するように、装置1000は適用される。具体的には、トリガ信号の活性化に応答して、フレームの継承が読み出されることができ、（典型的には、アナログ信号の形で）イメージ・センサアレイ1033からの画像情報のリードアウトとして捕えられ、次いで、（与えられた時間にフレームの継承の一つ以上を緩衝できる）メモリ1080への変換の後、画像情報の記憶ために、装置1000は作動する。プロセッサ1060は、フレームの継承の一つ以上を復号化の試みに従属させるよに作動可能である。
[00049] バーコード・シンボル（例えば、１次元のバーコード・シンボル）を復号化することを試みるために、プロセッサ1060は、明暗セルの空間パターンを決定するようにピクセル位置（例えば、ピクセル位置の行、列または斜めのセット）のラインに対応するフレームの画像データを処理することができ、決定された各明暗セルパターンをテーブルルックアップを介して文字または文字列に変換できる。復号可能な証印の代表は2Dバーコードシンボルであり、復号化の試みは、フィーチャー検出アルゴリズムを使用しているファインダ・パターンの位置を決め、ファインダ・パターンを有する予め定められた関係によれば、ファインダ・パターンと交差しているマトリックス線の位置を決めて、マトリックス線に沿った明暗セルのパターンを決定して、図示する実施形態として、各々の光パターンをテーブルルックアップを介して文字または文字列に変換するステップを含むことができる。
[00050] 装置1000は、システムバス1500にまた、連結するプロセッサ1060との通信のために、システム・アドレス/データバス（システムバス）1500に周辺装置のさまざまな結合のためのさまざまなインタフェース回路を含むことができる。装置1000は、システムバス1500にシステムバス1500、システムバス1500に対する結合電力入力装置1202のためのインタフェース回路1102、システムバス1500に対する結合照明光学源バンク・コントロール回路1206のためのインタフェース回路1106および結合トリガー1220のためのインタフェース回路1120にカップリング・イメージ・センサ・タイミングおよびコントロール回路1038のためのインタフェース回路1028を含むことができる。装置1000はまた、インタフェース1122を介して、システムバス1500に、そして、プロセッサ1060と連通して連結されるディスプレイ1222を含むことができ、ポインタ機構1224と同様にインタフェース1124を介してプロセッサ1060と連通してシステムバス1500に接続している。
[00051] 装置1000はまた、インタフェース1108を介してシステムバス1500に連結するエィマ（aimer）サブシステム1208を含むことができる。図２および３に示すように、エィマ（aimer）サブシステム1208は、実例としてエィマ（aimer）光源1281およびエィマ（aimer）光学エレメント1283および1285を含むことができる。例えばエィマ（aimer）光源1281には、一つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）やエィマ（aimer）光学エレメントが一つ以上の開口1283および球面レンズ、非球面レンズ、円柱状レンズまたは例えばanimorphicなレンズであってもよい一つ以上のレンズ1285を含むことができると共に、レーザーの狙いを定めることなどを含めることができる。エィマ（aimer）サブシステム1208は、開口1283および光学1285によるエィマ（aimer）光源1281から、光をイメージ・センサアレイ1033を有する目標のイメージを捕える際に援助するためにターゲット上へ狙いをつけているパターンを提供するように投影する。例えば、エィマ（aimer）光源1281は、光を半球状のパターンに向かって投影できる。ＬＥＤ光源の前面は、ＬＥＤを残す光の角発散を減らすように設計されている統合した凸面レンズ面を含むことができる。できるだけ多くの光が、エィマ（aimer）開口1283を介して差し向けられ、更にエィマ（aimer）光学1285を通過するように差し向けられる。エィマ（aimer）光学1285は、ターゲット（例えば基板242）に置かれる証印上のエィマ（aimer）開口のイメージを作成するように設計されていてもよい。他の実施形態では、エィマ（aimer）サブシステム1208は、例えば、レーザーおよびレーザー・コリメータを含むことができる。
[00052] 捕捉されることができる画像データのフレームの継承、および、記載されているプロセスへの従属は、（装置1000の作動中、イメージ・センサアレイ1033の各々のピクセルに対応するピクセル値、または、アレイ1033からリードアウトされる最大数のピクセルを含む）完全なフレームであってよい。捕捉されることができる画像データのフレームおよび記載されているプロセスへの服従はまた、イメージ・センサアレイ1033のピクセルの完全なフレームより少ないものに対応するピクセル値から成る「ウィンドウ化されたフレーム」であってよい。捕捉されることができる画像データのフレームおよび記載されている処理への服従はまた、完全なフレームおよびウィンドウ化されたフレームの組合せから成ることができる。
[00053] 完全なフレームは、選択的に完全なフレームに対応するイメージ・センサアレイ1033を有するイメージ・センサ1032のリードアウトピクセルのためのアドレス指定によって、捕捉されることが可能である。ウィンドウ化されたフレームは、選択的にウィンドウ化されたフレームに対応するイメージ・センサアレイ1033を有するイメージ・センサ1032のリードアウトピクセルのためのアドレス指定によって、捕捉されることが可能である。ある実施形態では、アドレス指定およびリードアウトを受ける多くのピクセルは、フレームの画像寸法を決定する。したがって、完全なフレームは第１の比較的より大きな画像サイズを有すると、考えられることが可能であり、ウィンドウ化されたフレームは完全なフレームの画像寸法と関連して、比較的より小さい画像サイズを有すると、考えられることが可能である。ウィンドウ化されたフレームの画像寸法は、アドレス指定を受けるピクセルの数およびウィンドウ化されたフレームの捕捉のためのリードアウトに従い変化できる。例えば、証印読取装置1000は、多数のペーパーが機械可読の証印を有する装置1000のイメージング目標領域において、繰り返し配置される機械であり、または、他のマウントを載置されることができ、または、他の復号可能なフィーチャーは、予測された通り繰り返し可能に装置1000のイメージングターゲットエリアに位置に置かれる。例えばこれのようなケースでは、証印読取装置1000またはプロセッサ1060のようなプロセッサは、完全なイメージングアレイから選ばれるピクセルのこのウィンドウ化された部分上の復号化プロセスを各々の一連のイメージング上の面積が目標とするイメージングの範囲内で、この予測可能な位置をカバーしているピクセルを対象にするだけにプログラムされることができ、それからダウンロードするだけで、実行する。他の例では、証印読取装置1000は、その選択されたイメージングターゲットエリアから一つ以上の完全な最初の画像を撮ることができ、それらをちょうどイメージングエリアのいかなる候補復号可能なフィーチャーを検出し、位置を決めるための予め処理ステップに従属させることができ、復号可能な候補により定義されるターゲットエリアがフィーチャーするイメージングの断面または断面を選ぶことができ、それから、ダウンロードすることができるだけであるかまたはイメージング・データを読み込むことができ、または、試みられる実行の次の完全な画像処理のためのそれらの選択されたイメージングターゲットエリアは候補復号可能なフィーチャー上で動作を復号化する。重要なターゲットからの画像データをイメージングのレートを増やす領域が助けることができるこの種のウィンドウ化されたイメージングを選び、ダウンロードし、そして、処理し、処理負荷および証印読取装置1000での消費電力値を減らすことを助けることができる。
[00054] 装置1000は、フレームレートとして公知のレートで、画像データのフレームを捕捉することができる。図示するフレームレートは、例示の実施形態で、16.6ミリ秒（ms）のフレーム時間（フレーム期間）まで並進する60のフレーム／秒（FPS）であってもよい。図示するフレーム他のレートは、例示の実施形態で、33.3のms／フレームのフレーム時間（フレーム期間）まで並進する30のフレーム／秒（FPS）であってもよい。他の例示の実施形態において、1秒あたり1,000のフレームのフレームレートが、1ミリ秒のフレーム期間で用いられ得る。多種多様なフレーム期間およびフレームレートのいずれかを、異なる実施形態において、使うことができる。フレーム期間はまた、例えば、１つのフレームから次まで異なってもよく、照らされた露出フレーム、および、より長く次の照らされてない露出フレームより短くてもよい。装置1000のフレームレートは、例えば、フレーム画像サイズが減少することによって、増加（フレーム時間は減少）し得る。
[00055] 各フレーム期間は、実例として、露出に事前の動作を含むことができ、露出および関連する同時の動作、および、露出の後の動作を実行する。実例として、露出の後の動作は、イメージ・センサ1032の外のデータを読むステップ；ポスト-露出フリッカー修正照明をイメージング照明サブシステム800に提供するステップ；システム・メモリ1085にデータを変換し、格納しバッファするステップ；復号可能な証印を復号化することを試みるためのプロセスのような、プロセッサ1060によって格納されるかまたはバッファされるフレームを処理するステップ；のいずれか又は全てのプロセスを含むことができる。本実施形態では、イメージ・センサ1032および／または提供しているポスト-露出フィリッカー修正照明からの読出データは、フレーム期間のポスト-露出部分の範囲内で実行されることができ、その一方で、少なくとも、データおよび処理格納され、または、バッファされたデータ（例えば復号可能な証印を復号化することを試みるための処理）を変換するか、格納するかまたはバッファリングする追加的なステップの一部はデータでフレームが捕捉さられた露出のフレーム期間過ぎに伸びることができ、一つ以上の次のフレームの後、期間は始まる。
[00056] 例示の実施形態に従う装置1000の例示する物理的なフォームファクタを図１に示す。トリガー1220、ディスプレイ1222、ポインタ機構1224およびキーボード1226は、図１に示すようにハンドヘルドハウジング1014の共通の側面に配置されていることがありえる。ディスプレイ1222およびポインタ機構1224は、共に装置1000のユーザ・インタフェース要素と考えることが可能である。ディスプレイ1222は、実施形態において、ナビゲーションおよびバーチャル・アクチュエータセレクションのためのタッチパネルを組み入れることができ、かかるケースでは、装置1000のユーザ・インタフェースが、ディスプレイ1222によって設けられることができる。装置1000のユーザ・インタフェースは、また、作動中の装置1000をプログラム・バーコード・シンボルの中で復号化することによって、再プログラムされるように構成することにより提供されることができる。イメージ・センサアレイ1033およびイメージング光学アセンブリ200を含むイメージング・モジュール299は、ハンドヘルドハウジング1014に組み入れることが可能である。装置1000のためのハンドヘルドハウジング1014は、さまざまな例示の実施形態のディスプレイが欠けていてもよい。装置1000のためのハンドヘルドハウジング1014は、さまざまな例示の実施形態のガンスタイル・フォームファクタであってもよい。例えば、他の種類のハウジングを、固定マウント・ハウジングのような他の実施形態において使うことができる。他のフォームファクタおよびフィーチャーおよびコンポーネントの集合を、他の実施形態において、使うことができる。
[00057] 装置1000を参照すると、装置1000が、少なくとも第１の露出と結果としてなる画像データのフレームとの間、および、第２の露出と結果としてなる画像データフレームとの間でイメージング照明サブシステム800およびイメージング・サブシステム900の設定または状態を変更するように作動することができる。第２のフレームは、第１のフレームに関する連続したフレームまたは第１のフレームに関して非連続の次のフレームでありえる。異なる例示の実施形態で、単一のトリガ信号起動期間（復号化セッション）の間、または、別々のトリガ信号起動期間（復号化セッション）の間に、画像データの第１および第２のフレームは、露出され、捕捉され、処理されることができる。上記のように、読み込みの試みは、トリガーの低下から生じるトリガ信号の活性化によって、始められることができ、トリガーの解放から、例えば起こっているトリガ信号の非活性化によって、やめられることが可能である。
[00058] 装置1000が、手動で入力を活性化させているユーザによる解読イメージング動作のために使うことができるか、または、異なる実施態様で、オートメーション化した活性化信号によって活性化させることができる。手動入力は物理的な構成要素（例えば、それは物理的に押し下げられることが可能であるか、引くことができるかまたは例えばタッチすることができる装置1000のトリガ1220）を介してよく、または、それはタッチされるタッチスクリーン（例えば装置1000のディスプレイ1222）上の装置であってもよく、または、さまざまな実施形態において、ユーザ入力の他の形態であってもよい。装置1000は、次いで、開ループベースのトリガー起動信号がオンまたは活性化されており、トリガ信号が、（例えば、トリガーの解放、タイムアウト期間の満了、または、例えば復号化の成功によって）止まるかまたはもはや活性化でないとき、終わることができる。これらの例示の実施形態が、手動のトリガー・モードを含むと共に、さまざまな実施形態はまた、自動のトリガー・モードを使用できる。
[00059] 一つ以上のパラメータ判定露出時間は、イメージの一つ以上の復号化露出時間の前にフレームを作ることが可能である試み動作で復号化する。パラメータ判定露出時間が、未遂の復号化のための画像データのフレームを実際に得るために次の露出時間の実施パラメータを決定するのに使うことができる。これらのパラメータ判定露出時間は、露出されることができ、パラメータ（例えば復号化している未遂の証印のための次の復号化露出時間のための焦点および照明持続期間のパラメータ）を決定する際に使われる目標距離および環境照明を決定するために処理されることができる。装置1000のエィマ（aimer）サブシステム1208はまた、イメージング・サブシステムの狙いを定めるためのエィマ（aimer）照射パターンを投影するために用いることができる。復号化露出は、同時に、イメージング・サブシステム900にイメージング照明サブシステム800および露出起動信号にイメージングに照明起動信号を送信している制御処理装置および装置1000のイメージング・サブシステム900がイメージ・センサアレイ1033上へ画像データのフレームを公開する同じ時間に、照射パターンを投影する装置1000のイメージング照明サブシステム800を含むことができる。
[00060] 復号化露出からの画像データのフレームは、イメージ・センサアレイ1033から、試みられた復号を実行するためのプロセスのためのプロセッサまたはデータ格納バッファまでダウンロードされることができる。画像データで多数のフレームは、１以上のデータ記憶バッファ部品で、同時に、バッファされ、画像データの多数のフレームは、１以上のプロセッサによって、同時に、処理されることができる。画像データのいかなるサブセットもまた、インピクセル（in-pixel）データ記憶部を使用しているさまざまな実施形態で、画像データのウィンドウ化されたフレームを処理するためのピクセルのサブセットのインピクセル（in-pixel）データ記憶部分から、それぞれに接近されることができる。他の実施形態は、インピクセル（in-pixel）データ記憶部なしで使うことができる。画像データで各々のフレームは、それが得られる露出期間の終わりに、イメージ・センサアレイ1033からバッファにまたは直接プロセッサにダウンロードされることができる。これは、画像データのフレームのうちの少なくとも１つで復号化を試みることを実行することによって続く。画像データのフレームのうちの少なくとも１つは、画像データの少なくとも一つ以上のフレームから証印の復号化を試みる際に、１以上のプロセッサによって、同時に分析されることができる。
[00061] 進行中の一連の復号化の露出は、例示の実施形態では、ターゲット証印の復号化の成功の後、結論に至ることができる。証印を復号化することを試みるステップは、新規な露出を得る進行中の動作と並列に動作し続けることができ、証印を復号化することを試みることは、さまざまな実施形態で、証印がフレームのいかなる一つにおいても復号化されるまで、多数の露出フレームを使用して、同時に、画像データの多数のフレームで作動し続ける。
[00062] いずれのまたはいくつかの復号化露出は、装置1000により実行されることができる。装置1000は、設定された数が終わって、早く止まる前に、それが証印を復号化しない限り、復号化露出の特定の数を実行するためにセットされ、若しくは、装置1000は、証印復号化が生じ、次いで停止するまで、オープンエンドベースで復号化露出を実行し続けるためにセットされ、若しくは、さまざまな設定または実施態様で、装置1000は、１以上の証印復号化が起こったあと、進行中のオープンエンドベースで復号化露出を実行し続けるためにセットされることができる。これらのような異なる作動中の設定は、ユーザ入力により決定されることができ、または、異なる例示の実施態様のデフォルトまたはオートメーション化したプロセスによってセットされることができる。本実施形態では、装置1000は、メニューセレクションを介して、または、例えば、XMLベース構成ファイルによって任意のいくつかのオペレーティング・モードのいずれかのために構成されることができるように作動する。XMLファイルは、モバイル・デバイス1000で販売されることができ、ウェブサイト上でダウンロードで提供されることができ、または、異なる例示の実施形態で利用できるようにされることができるソフトウェア開発キット（SDK）の適切なエディタを使用して編集されることができる。構成ファイルはいくつかのセクションを含むことができ、それぞれはイメージングの作動中のパラメータを定め、復号可能なフィーチャーの復号化の試みを実行するキーを含むことができる。異なる構成オプションがディスプレイスクリーン1222上にメニューを表示するように装置1000は作動される。モバイルデバイス1000のユーザ・インタフェースはまた、装置1000によって走査されおよび複合化される、プログラム・バーコード・シンボルの復号化によって、再プログラムされるように作動されるべき装置1000を構成することによって提供され、復号化情報は、装置1000のためのプログラミング命令として受け取られる。
[00063] 同時に露出を開始して、同時に露出を終えるように指示されるピクセルに関し、および、それ自身のデータをそれ自身のインピクセル（in-pixel）データ記憶部に格納する各々のピクセルに関する能力は、従来のローリングシャッタの代わりに電子的同時のシャッタの使用を可能にする。同時のシャッタは、２次元のアレイのピクセルの全てまたは実質的に全てまたはサブセットを同時にさらすことができる。ある実施形態では、電子的同時のシャッタ制御モジュールは、タイミング・モジュールを含む。行列アドレスおよび復号化モジュールは、収集活性化、電子的同時のシャッタ・データストレージおよびデータリードアウトのような種々のオペレーションに関する特定のピクセルを選択するのに用いられる。リードアウトモジュールは、センサーアレイからデータを読み出すことを編成し、処理できる。さまざまな実施形態において、センサーアレイ制御モジュールはまた、イメージ・センサアレイのピクセルの種類を順番にさらし、読み出すことができるローリングシャッタ制御モジュールを含むことができる。
[00064] ピクセルの中で電気信号を処理し、例えば、入射光および結果として生じる光励起状態の電荷担体から生じる充電において、測定されるにつれて、例えば、画像データを生産することは入射光から発生するデータを拡大することを含むことができる。プロセスは、生成された画像データ値をピクセルの各々の複数のインピクセル（in-pixel）データ記憶部分に格納することを更に含むことができる。プロセスは更に、複数のピクセルから格納された画像データ値を読み出し、処理することを含む。プロセスは、入射光から発生するデータを拡大して、生成されたデータをデジタル信号に変換することを含むことができる。プロセスはまた、画像データのフレームとしてイメージ・センサーアレイ・モジュール182のピクセルの複数の入射光に対応する一組のデジタル信号の値を格納することを含むことができる。装置1000は、複数のN-ビット（グレースケール）ピクセル値を含む画像データのフレームをメモリモジュールに保存でき、ある例示の実施形態で、各々のピクセル値が、複数のピクセル一つで入射光を表す。ある実施形態では、複数のピクセルのリードアウトは、センサーアレイ制御モジュールのリードアウトモジュールによって生成されるリードアウトタイミング制御パルスにより制御される。ある実施形態では、リードアウトタイミング制御パルスは、複数のピクセルの各々に送信される複数のパルスを含む。ある実施形態では、少なくとも一部の照明制御タイミング・パルスは、露出制御タイミング・パルスの間に発生する。かかる実施形態において、グローバル電子的シャッタ制御モジュールを有するセンサーアレイ制御モジュールを含むイメージ収集モジュールのオペレーションは、照明および露出制御タイミング信号の重複を成し遂げるために制御モジュールによって、照明制御モジュールを含む照明モジュールのオペレーションで調整される。さまざまな実施形態において、装置1000は、ローリングシャッタ・モードまたは同時のシャッタ・モードで作動できる。かかる実施形態では、ローリングシャッタ・モードが自動焦点合わせ動作の一部として使われ、一旦適当な焦点が決定されるならば、グローバル電子的シャッタ・モードは画像データを収集するのに用いられる。
[00065] 復号可能なフィーチャーを復号化するのを試みるプロセスは、UPC/EAN, Code 11, Code 39, Code 128, Codabar, Interleaved 2 of 5, MSI, PDF417, MicroPDF417, Code 16K, Code 49, MaxiCode, Aztec, Aztec Mesa, Data Matrix, Qcode, QR Code, UCC Composite, Snowflake, Vericode, Dataglyphs, RSS, BC 412, Code 93, Codablock, Postnet (US), BPO4 State, Canadian 4 State, Japanese Post, KIX (Dutch Post), Planet Code, OCR A, OCR Bおよび復号化可能なフィーチャーに関するプロトコルまたは他のタイプのような１次元および２次元バーコードのようなターゲットデータを復号化するのに用いられる。さまざまな実施形態において、デコーダ・モジュールはまた、それが自動的に複数のバーコード（例えばそれらの一覧を示す上記、複数の書かれた人間の言語、複数のコンピュータ・プログラミング言語、数学的表記法および他の復号可能なフィーチャー）を区別できる全自動読取機能を含むことができる。
[00066] 電気および電子装置の多くの機能は、ハードウェア（例えば配線ロジック）において、ソフトウェア（例えば多目的プロセッサに作用しているプログラムでコード化されるロジック）でおよび／またはファームウェア（例えば必要に応じてプロセッサ上の動作のために呼び出される不揮発性メモリにおいて、コード化されるロジック）で実装されることができる。ハードウェア、ファームウェアおよびソフトウェアの１つの実装は、ハードウェア、ファームウェアおよびソフトウェアの異なる一つを使用している等価機能性の他の実装と置換することができる。実装が、伝達関数によって数学的に表されることができる程度まで、すなわち、例えば、特定の反応が、伝達関数を呈している「ブラックボックス」の入力ターミナルに適用される特定の励起に関する出力端子で生成する程度まで、伝達関数の一部又はセグメントのハードウェア、ファームウェアおよびソフトウェア実装のいかなる組合せをも含む伝達関数の実装は本願明細書において含まれる。
[00067] 本願明細書において記載される装置および方法には以下のものがある：
Ａ１． イメージをイメージセンサアレイ上に焦点合わせさせるように作動するイメージング光学アセンブリおよびイメージングセンサアレイを有するイメージングサブシステムであって、前記イメージセンサアレイが複数のピクセルを有し、ピクセルが１以上のナノクリスタルからなる感光性部分を備え、入射光データをリレーすることが出来るリードアウト部分が１以上のナノクリスタル上で入射光を表すことを特徴とするイメージングサブシステムと、
イメージングオペレーション中、少なくともいくつかのピクセルのリードアウト部分を介して通信されるデータからなるイメージデータのフレームをストアすることが出来るデータストレージエレメントと、
データストレージエレメントからイメージデータの１以上のフレームを受け、イメージデータの少なくとも１つのフレームに表される復号化可能なフィーチャーを復号化することを試みるための復号化オペレーションを実行するように作動するプロセッサと
を有するデバイス。
Ａ２． ピクセルの複数のナノクリスタルが、大部分が半導体材料からなり、ピクセルの少なくともいくつかの隣接したナノクリスタルの間に電気伝導接続を有することを特徴とするＡ１に記載のデバイス。
Ａ３． １以上のナノクリスタルが、可視光に対して敏感なバンドギャップを有することを特徴とするＡ１に記載のデバイス。
Ａ４． 複数のピクセルの各々が、データストレージエレメントに、１以上のナノクリスタルに入射光を表すデータをストアし、１以上のナノクリスタルに入射光に入射光を表すデータを通信することができるインピクセル（in-pixel）データストレージ部分を更に有することを特徴とするＡ１に記載のデバイス。
Ａ５． 複数のピクセルの各々が、レコーディングイメージデータを同時に初期化し、イメージングオペレーション中に、同時にレコーディングイメージデータを終了させるように構成されることを特徴とするＡ４に記載のデバイス。
Ａ６． グローバル電子シャッター制御回路を更に有し、
前記グローバル電子シャッター制御回路が、イメージングオペレーション中に、前記イメージセンサアレイの前記ピクセルの同時露出をさせることを可能にする露出制御タイミングパルスを生成するように構成されることを特徴とするＡ４に記載のデバイス。
Ａ７． 前記デバイスが、第２の複数のピクセルにあるインピクセル（in-pixel）データストレージ部分の独立した第１の複数のピクセルにあるインピクセル（in-pixel）データストレージ部分からイメージデータをリードアウトし、選択的にアドレス指定するように作動することを特徴とするＡ４に記載のデバイス。
Ａ８． 第１の複数の前記ピクセルの独立した第１の複数の前記ピクセルからイメージセンサアレイイメージデータからリードアウトし、選択的にアドレス指定するように作動することを特徴とするＡ１に記載のデバイス。
Ａ９． 前記プロセッサが、ピクセルのサブセットをアドレス指定し、前記ピクセルのサブセットからイメージデータのウィンドウフレームを受け取り、イメージデータのウィンドウフレームに表された復号化可能なフィーチャーを復号化するよう試みるための復号化オペレーションを実行するように更に作動することを特徴とするＡ１に記載のデバイス。
Ａ１０． 前記リードアウト部分が、感光性部分をデータリードアウト構造に両方を接続する少なくとも第１のピクセル電極および第２のピクセル電極を有することを特徴とするＡ１に記載のデバイス。
Ａ１１． 前記リードアウト部分が、感光性部分をデータリードアウト構造に接続する少なくとも第１のピクセル電極を有し、前記イメージングサブシステムが、前記第１のピクセル電極を備えた回路を完了させるピクセルの外側に配置された１以上のアレイ電極を更に有することを特徴とするＡ１に記載のデバイス。
Ａ１２． 代表ピクセルが、複数のピクセルサブレイヤーを有し、前記ピクセルサブレイヤーの各々が、他の（単数または複数の）ピクセルサブレイヤーの平均ナノクリスタルサイズとは異なる平均ナノクリスタルサイズを有することを特徴とするＡ１に記載のデバイス。
Ａ１３． 前記ピクセルサブレイヤーが、前記サブレイヤーの間の波長コレクションの分布と、ピクセルの総量子効率との両方を促進するように寸法決めされることを特徴とするＡ１２に記載のデバイス。
Ａ１４． 前記ピクセルのリードアウト部分が、少なくとも１つのサブレイヤー電極が、ピクセルサブレイヤーの各々と接触するように、複数のサブレイヤー電極を更に有することを特徴とするＡ１２に記載のデバイス。
Ａ１５． 代表ピクセルは、ピクセルの表面で第１のピクセルサブレイヤーと、前記第１のピクセルサブレイヤーの下に第２のピクセルサブレイヤーと、前記第２のピクセルサブレイヤーの下に第３のピクセルサブレイヤーとを有し、前記第１のピクセルサブレイヤーが第１の平均ナノクリスタルサイズを有し、前記第２のピクセルサブレイヤーが前記第１の平均ナノクリスタルサイズよりも大きな第２の平均ナノクリスタルサイズを有し、前記第３のピクセルサブレイヤーが前記第２の平均ナノクリスタルサイズよりも大きな第３の平均ナノクリスタルサイズ平均ナノクリスタルサイズを有することを特徴とするＡ１に記載のデバイス。
Ａ１６． 前記第１の平均ナノクリスタルサイズが、可視スペクトルの赤の端よりも青の端に近いピーク吸収波長を有し、前記第３の平均ナノクリスタルサイズが、可視スペクトルの青の端よｒも赤の端に近いピーク吸収波長を有し、前記第２の平均ナノクリスタルサイズが、前記第１の平均ナノクリスタルサイズと前記第３の平均ナノクリスタルサイズのピーク吸収波長の間のピーク吸収波長を有する、ことを特徴とするＡ１５に記載のデバイス。
Ａ１７． イメージングサブシステムを備えたイメージングオペレーションを活性化させるイメージング活性化入力エレメントを更に有することを特徴とするＡ１に記載のデバイス。
Ａ１８． 少なくともイメージングオペレーションの一部の間、照明パターンを投影するために作動する照明サブシステムを更に有することを特徴とするＡ１に記載のデバイス。
Ａ１９． 前記照明サブシステムが、単一の証明源を有することを特徴とするＡ１８に記載のデバイス。
Ａ２０． 前記ナノクリスタルがポリマー媒体にコロイド状に浮遊されることを特徴とするＡ１に記載のデバイス。
Ａ２１． 前記ナノクリスタルが、リードアウト部分にインプリンテドされることを特徴とするＡ１に記載のデバイス。
Ａ２２． イメージセンサアレイおよびイメージング光学アセンブリを包含するイメージングサブシステムを使用するステップであって、前記イメージングセンサアレイ上にイメージを焦点合わせさせ、前記イメージングセンサアレイが複数のピクセルを有し、ピクセルが、少なくともいくつかの隣接するナノクリスタルの間に電気的伝導接続を備えた複数の半導体ナノクリスタルを備えた感光性部分を有し、リードアウト部分が、１以上のナノクリスタルの入射光を表す入射光データをリレーすることができることを特徴とする、イメージングサブシステムを使用するステップと、
複数のピクセルの各々が備えるインピクセル（in-pixel）の複数のピクセルの各々に入射光をストアするステップと、
１以上のピクセルからイメージセンサアレイの外側のデータストレージエレメントへ入射光データを通信するステップと、
データストレージエレメントに、１以上のピクセルから通信される入射光データからなるイメージデータのフレームをストアするステップと、
データストレージエレメントからプロセッサでイメージデータの１以上のフレームを受け取るステップと、
イメージデータの少なくとも１つのフレームに代表される復号化可能なフィーチャーを復号することを試みるように作動する復号を実行するプロセッサを使用するステップと、
を有することを特徴とする方法。
Ａ２３． 複数のピクセルの各々が、イメージングオペレーション中、同時にイメージデータを記録することを初期化し、同時にイメージデータを記録することを終了するように構成されることを特徴とするＡ２２に記載の方法。
Ａ２４． 電子的に同時にシャッターを制御する回路を更に有し、イメージングオペレーション中に、前記電子的に同時に制御する回路が、前記イメージセンサアレイの前記ピクセルの同時の露出を可能にする露出制御タイミングパルスを生成するように構成されることを特徴とするＡ２２に記載の方法。
Ａ２５． 第２の複数のピクセルに設けられたインピクセル（in-pixel）データストレージ部分の第１の複数のピクセルを独立して設けられたインピクセル（in-pixel）データストレージ部分からイメージデータを選択的にアドレス指定し、読み出すように作動することを特徴とするＡ２２に記載の方法。
Ａ２６． イメージングサブシステムをマウントに位置決めするステップと、イメージングサブシステムのイメージングターゲット領域を決定するステップと、前記イメージングターゲット領域をイメージする第１の複数のピクセルに備えられるインピクセル（in-pixel）データストレージ部分からイメージデータを選択的にアドレス指定し、リードアウトするためのプロセッサをプログラミングするステップを更に有することを特徴とするＡ２２に記載の方法。
Ａ２７． １以上の初期イメージを得るステップと、
イメージング領域の候補復号化可能フィーチャーを検出し位置決めするように前処理するように１以上の初期イメージを受けさせるステップと、
候補復号化可能フィーチャーによって画定される１以上の初期イメージに対応するイメージングターゲット領域の１以上のターゲットセクションを選択するステップと、
１以上のターゲットセクションからのイメージングデータを読み取るステップと、
１以上のターゲットセクションに代表される復号化可能フィーチャーを複合化するのを試みる復号化オペレーションを実行するステップと
更に有することを特徴とするＡ２２に記載の方法。
[00068] 本発明が多くの特定の実施形態に関して記載されると共に、本発明の範囲がいかなる具体例にも限定されず、または、実施形態または要素の組合せが図において、表される上記のエレメントを議論したと理解される。更に、かかるデバイス、システム、装置または方法が所定の数のエレメントを有するように記載されるけれども、本願明細書において、かかるデバイス、システム、装置または方法は、例示された特定の数のエレメントよりも少ない又は多い数で実装されてもよいことは理解されるであろう。また、多くの具体例が記載されると共に、各々の具体例に関して記載されていた特徴および態様が、いかなる組合せもおよび他のいかなる実施形態もの態様において、使うことができると理解される。

Claims (9)

  1. イメージをイメージセンサアレイ上に焦点合わせさせるように作動するイメージング光学アセンブリおよびイメージングセンサアレイを有するイメージングサブシステムであって、前記イメージセンサアレイが複数のピクセルを有し、ピクセルが１以上のナノクリスタルからなる感光性部分を備え、入射光データをリレーすることが出来るリードアウト部分が１以上のナノクリスタル上で入射光を表すことを特徴とするイメージングサブシステムと、
    イメージングオペレーション中、少なくともいくつかのピクセルのリードアウト部分を介して通信されるデータからなるイメージデータのフレームをストアすることが出来るデータストレージエレメントと、
    データストレージエレメントからイメージデータの１以上のフレームを受け、イメージデータの少なくとも１つのフレームに表される復号化可能な証印を復号化することを試みるための復号化オペレーションを実行するように作動するプロセッサと
    を有する証印読取装置。
  2. ピクセルの複数のナノクリスタルが、大部分が半導体材料からなり、ピクセルの少なくともいくつかの隣接したナノクリスタルの間に電気伝導接続を有することを特徴とする請求項１に記載の証印読取装置。
  3. 複数のピクセルの各々が、データストレージエレメントに、１以上のナノクリスタルに入射光を表すデータをストアし、１以上のナノクリスタルに入射光に入射光を表すデータを通信することができるインピクセル（in-pixel）データストレージ部分を更に有することを特徴とする請求項１に記載の証印読取装置。
  4. 前記リードアウト部分が、感光性部分をデータリードアウト構造に両方を接続する少なくとも第１のピクセル電極および第２のピクセル電極を有することを特徴とする請求項１に記載の証印読取装置。
  5. 代表ピクセルは、ピクセルの表面で第１のピクセルサブレイヤーと、前記第１のピクセルサブレイヤーの下に第２のピクセルサブレイヤーと、前記第２のピクセルサブレイヤーの下に第３のピクセルサブレイヤーとを有し、前記第１のピクセルサブレイヤーが第１の平均ナノクリスタルサイズを有し、前記第２のピクセルサブレイヤーが前記第１の平均ナノクリスタルサイズよりも大きな第２の平均ナノクリスタルサイズを有し、前記第３のピクセルサブレイヤーが前記第２の平均ナノクリスタルサイズよりも大きな第３の平均ナノクリスタルサイズ平均ナノクリスタルサイズを有することを特徴とする請求項１に記載の証印読取装置。
  6. イメージセンサアレイおよびイメージング光学アセンブリを包含するイメージングサブシステムを使用するステップであって、前記イメージングセンサアレイ上にイメージを焦点合わせさせ、前記イメージングセンサアレイが複数のピクセルを有し、ピクセルが、少なくともいくつかの隣接するナノクリスタルの間に電気的伝導接続を備えた複数の半導体ナノクリスタルを備えた感光性部分を有し、リードアウト部分が、１以上のナノクリスタルの入射光を表す入射光データをリレーすることができることを特徴とする、イメージングサブシステムを使用するステップと、
    複数のピクセルの各々が備えるインピクセル（in-pixel）の複数のピクセルの各々に入射光をストアするステップと、
    １以上のピクセルからイメージセンサアレイの外側のデータストレージエレメントへ入射光データを通信するステップと、
    データストレージエレメントに、１以上のピクセルから通信される入射光データからなるイメージデータのフレームをストアするステップと、
    データストレージエレメントからプロセッサでイメージデータの１以上のフレームを受け取るステップと、
    イメージデータの少なくとも１つのフレームに代表される復号化可能な証印を復号することを試みるように作動する復号を実行するプロセッサを使用するステップと、
    を有することを特徴とする方法。
  7. 複数のピクセルの各々が、イメージングオペレーション中、同時にイメージデータを記録することを初期化し、同時にイメージデータを記録することを終了するように構成されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 電子的に同時にシャッターを制御する回路を更に有し、イメージングオペレーション中に、前記電子的に同時に制御する回路が、前記イメージセンサアレイの前記ピクセルの同時の露出を可能にする露出制御タイミングパルスを生成するように構成されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
  9. 第２の複数のピクセルに設けられたインピクセル（in-pixel）データストレージ部分の第１の複数のピクセルを独立して設けられたインピクセル（in-pixel）データストレージ部分からイメージデータを選択的にアドレス指定し、読み出すように作動することを特徴とする請求項６に記載の方法。
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