JP3018710B2 - Ccd遅延線装置 - Google Patents
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Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電荷転送装置、特に複
数個の電荷転送素子を有する信号処理用CCD遅延線や
CCD固体撮像装置に用いて好適なものである。
数個の電荷転送素子を有する信号処理用CCD遅延線や
CCD固体撮像装置に用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、CCDは、光を信号電荷に変換
して、感光蓄積と転送ができるため、自己走査型撮像デ
バイスに適しているほか、アナログ信号処理の分野での
応用が盛んになってきている。
して、感光蓄積と転送ができるため、自己走査型撮像デ
バイスに適しているほか、アナログ信号処理の分野での
応用が盛んになってきている。
【0003】即ち、CCDを用いると、低コストで消費
電力も少なく、用途によっては一般的なデジタル技術を
用いるより特性の良いものが得られるからであり、通常
のデジタル・フィルタに比べると、CCDは、A/D変
換器、D/A変換器が不用であることと、部品点数が大
幅に減少することでコストの低廉化が期待できる。
電力も少なく、用途によっては一般的なデジタル技術を
用いるより特性の良いものが得られるからであり、通常
のデジタル・フィルタに比べると、CCDは、A/D変
換器、D/A変換器が不用であることと、部品点数が大
幅に減少することでコストの低廉化が期待できる。
【0004】特に、CCDの遅延線は、入力信号を各ク
ロック・サイクル毎にサンプルができるので、信号帯域
幅はfc/2が得られる。また、クロック周波数を変化
させて、電気的可変遅延線とすることができる。このC
CD遅延線は、現在、オーディオやビデオの信号の遅延
処理に用いられ、VTR用ジッタ補正装置やTV受信の
ゴースト消去にも応用が進められている。
ロック・サイクル毎にサンプルができるので、信号帯域
幅はfc/2が得られる。また、クロック周波数を変化
させて、電気的可変遅延線とすることができる。このC
CD遅延線は、現在、オーディオやビデオの信号の遅延
処理に用いられ、VTR用ジッタ補正装置やTV受信の
ゴースト消去にも応用が進められている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記CCD
遅延線の出力信号波形としては、図5に示すように、プ
リチャージ成分(DC成分)Spと信号成分Ssが存在
する。この場合、CCD遅延線を構成する電荷転送素子
が1個の場合は、後段の信号処理回路で扱う信号が1種
類であることから問題はないが、電荷転送素子が複数存
在する場合、各電荷転送素子間の出力信号、特にプリチ
ャージ成分Spにばらつきが生じる。この現象を一般に
DC段差と称している。
遅延線の出力信号波形としては、図5に示すように、プ
リチャージ成分(DC成分)Spと信号成分Ssが存在
する。この場合、CCD遅延線を構成する電荷転送素子
が1個の場合は、後段の信号処理回路で扱う信号が1種
類であることから問題はないが、電荷転送素子が複数存
在する場合、各電荷転送素子間の出力信号、特にプリチ
ャージ成分Spにばらつきが生じる。この現象を一般に
DC段差と称している。
【0006】このDC段差によって、信号成分の信号レ
ベルが浮遊するため、この信号レベルの浮遊を除去する
ための回路が新たに必要になり、外部に接続される信号
処理回路の回路構成が複雑になるという問題があった。
ベルが浮遊するため、この信号レベルの浮遊を除去する
ための回路が新たに必要になり、外部に接続される信号
処理回路の回路構成が複雑になるという問題があった。
【0007】そこで、従来では、上記DC段差が、各電
荷転送素子の配置や駆動回路と各電荷転送素子間を電気
的に接続する配線の引き回しの違いに起因することか
ら、各電荷転送素子の配置及び上記配線の引き回しを同
一にすることにより、DC段差をなくす対応をとってい
た。しかし、この方法は、プロセス上並びに回路設計上
の自由度を狭めることになり、種々のCCD遅延線に対
処することができないという不都合がある。
荷転送素子の配置や駆動回路と各電荷転送素子間を電気
的に接続する配線の引き回しの違いに起因することか
ら、各電荷転送素子の配置及び上記配線の引き回しを同
一にすることにより、DC段差をなくす対応をとってい
た。しかし、この方法は、プロセス上並びに回路設計上
の自由度を狭めることになり、種々のCCD遅延線に対
処することができないという不都合がある。
【0008】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、回路的に段差をなくすことができ、外部
に接続される信号処理回路の回路構成の簡略化を容易に
実現させることができるCCD遅延装置を提供すること
を課題とする。
されたもので、回路的に段差をなくすことができ、外部
に接続される信号処理回路の回路構成の簡略化を容易に
実現させることができるCCD遅延装置を提供すること
を課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、下記の手段を備えたCCD遅延線装置を
提供する。即ち、入力信号を複数系列の電荷転送素子に
分配して入力し、該複数系列の電荷転送素子から出力さ
れるプリチャージ成分と信号成分を含む信号中の信号成
分をスイッチング回路により交互に抽出して合成した出
力を出すCCD遅延線装置であって、上記複数系列の各
電荷転送素子の後段に個別にクランプ回路(11、1
2)を設け、それら複数個のクランプ回路を共通のリフ
ァレンス電源(15)に接続して、電荷転送素子の出力
信号中のプリチャージ成分のレベルを予め定められた共
通の一定電位にクランプし、 上記電荷転送素子、クラ
ンプ回路、及びスイッチング回路の駆動パルスを発生す
るパルス発生器(3)を設け、上記複数系列の電荷転送
素子及びクランプ回路に互いに周期をずらした駆動パル
スを供給するとともに、上記スイッチング回路に同期パ
ルスを供給して、スイッチング回路の出力にプリチャー
ジ成分レベルが一定な信号成分を出力するようにしたC
CD遅延線装置を提供する。
に、本発明は、下記の手段を備えたCCD遅延線装置を
提供する。即ち、入力信号を複数系列の電荷転送素子に
分配して入力し、該複数系列の電荷転送素子から出力さ
れるプリチャージ成分と信号成分を含む信号中の信号成
分をスイッチング回路により交互に抽出して合成した出
力を出すCCD遅延線装置であって、上記複数系列の各
電荷転送素子の後段に個別にクランプ回路(11、1
2)を設け、それら複数個のクランプ回路を共通のリフ
ァレンス電源(15)に接続して、電荷転送素子の出力
信号中のプリチャージ成分のレベルを予め定められた共
通の一定電位にクランプし、 上記電荷転送素子、クラ
ンプ回路、及びスイッチング回路の駆動パルスを発生す
るパルス発生器(3)を設け、上記複数系列の電荷転送
素子及びクランプ回路に互いに周期をずらした駆動パル
スを供給するとともに、上記スイッチング回路に同期パ
ルスを供給して、スイッチング回路の出力にプリチャー
ジ成分レベルが一定な信号成分を出力するようにしたC
CD遅延線装置を提供する。
【0010】上記クランプ回路11及び12は、電荷転
送素子1及び2の出力線Loとリファレンス電源15間
に接続され、出力信号S1及びS2のプリチャージ成分
Spの出力タイミングに同期したクランプパルスPc1
及びPc2によって動作するスイッチング回路(MOS
型FET(Q))を設けて構成することができる。
送素子1及び2の出力線Loとリファレンス電源15間
に接続され、出力信号S1及びS2のプリチャージ成分
Spの出力タイミングに同期したクランプパルスPc1
及びPc2によって動作するスイッチング回路(MOS
型FET(Q))を設けて構成することができる。
【0011】
【作用】上述の本発明の構成によれば、各電荷転送素子
1及び2からの出力信号S1及びS2中、DC成分であ
るプリチャージ成分Spを一定のリファレンス電圧(レ
ベル)Vrに保持させることができ、各電荷転送素子1
及び2間のDC段差をなくすことができる。
1及び2からの出力信号S1及びS2中、DC成分であ
るプリチャージ成分Spを一定のリファレンス電圧(レ
ベル)Vrに保持させることができ、各電荷転送素子1
及び2間のDC段差をなくすことができる。
【0012】従って、外部に接続される信号処理回路に
てDC段差を考慮した回路を組む必要がなくなり、該信
号処理回路の回路構成を簡略化することができる。ま
た、上記クランプ回路11及び12は、疑似CDS回路
(相関二重サンプリング回路)を構成するため、電荷転
送素子1及び2等で発生する1/fノイズ等の低減にも
利用することができる。
てDC段差を考慮した回路を組む必要がなくなり、該信
号処理回路の回路構成を簡略化することができる。ま
た、上記クランプ回路11及び12は、疑似CDS回路
(相関二重サンプリング回路)を構成するため、電荷転
送素子1及び2等で発生する1/fノイズ等の低減にも
利用することができる。
【0013】
【実施例】以下、図1〜図4を参照しながら本発明の実
施例を説明する。図1は、本実施例に係るCCD遅延線
を示すブロック線図である。
施例を説明する。図1は、本実施例に係るCCD遅延線
を示すブロック線図である。
【0014】このCCD遅延線は、図示するように、2
つの電荷転送素子(第1及び第2の電荷転送素子1及び
2)を有する。これら電荷転送素子1及び2は、パルス
発生器3からの2相の駆動パルス信号φ1及びφ2が供
給されて、入力信号Siが各半周期毎にサンプルされる
ように半周期ずらして動作する。尚、パルス発生器3
は、クロック発生器4からのクロック信号Sc(周波数
fc)に基いて上記2相の駆動パルス信号φ1及びφ2
のほか、種々のパルス信号を作成し出力する。
つの電荷転送素子(第1及び第2の電荷転送素子1及び
2)を有する。これら電荷転送素子1及び2は、パルス
発生器3からの2相の駆動パルス信号φ1及びφ2が供
給されて、入力信号Siが各半周期毎にサンプルされる
ように半周期ずらして動作する。尚、パルス発生器3
は、クロック発生器4からのクロック信号Sc(周波数
fc)に基いて上記2相の駆動パルス信号φ1及びφ2
のほか、種々のパルス信号を作成し出力する。
【0015】また、各電荷転送素子1及び2の前段に
は、例えば低域通過フィルタ5(周波数fc/2)とバ
ッファ回路6が接続され、各電荷転送素子1及び2の後
段には、スイッチング回路7とバッファ回路8及びサン
プリング・ホールド回路(以下、単にS/H回路と記
す)9が接続される。
は、例えば低域通過フィルタ5(周波数fc/2)とバ
ッファ回路6が接続され、各電荷転送素子1及び2の後
段には、スイッチング回路7とバッファ回路8及びサン
プリング・ホールド回路(以下、単にS/H回路と記
す)9が接続される。
【0016】しかして、本例においては、各電荷転送素
子1及び2とスイッチング回路7間に、夫々第1及び第
2のクランプ回路11及び12を接続して構成する。
尚、各クランプ回路11及び12と、対応する電荷転送
素子1及び2間には、夫々第1及び第2のバッファ回路
13及び14が接続される。
子1及び2とスイッチング回路7間に、夫々第1及び第
2のクランプ回路11及び12を接続して構成する。
尚、各クランプ回路11及び12と、対応する電荷転送
素子1及び2間には、夫々第1及び第2のバッファ回路
13及び14が接続される。
【0017】上記第1及び第2のクランプ回路11及び
12は、代表的に第1のクランプ回路11のみを示す
と、例えば図3に示すように、電荷転送素子1の出力信
号S1が送出される出力線Loに接続され、不要なバイ
アス成分を除去するカップリング・コンデンサCcと、
該出力線Loとリファレンス電源15間に接続される例
えばMOS型FET(Q)で構成される。このMOS型
FET(Q)は、ゲートに供給されるクランプパルスP
c1に基いて動作し、オンとなったとき、出力線Loを
リファレンス電圧(レベル)Vrに保持する。
12は、代表的に第1のクランプ回路11のみを示す
と、例えば図3に示すように、電荷転送素子1の出力信
号S1が送出される出力線Loに接続され、不要なバイ
アス成分を除去するカップリング・コンデンサCcと、
該出力線Loとリファレンス電源15間に接続される例
えばMOS型FET(Q)で構成される。このMOS型
FET(Q)は、ゲートに供給されるクランプパルスP
c1に基いて動作し、オンとなったとき、出力線Loを
リファレンス電圧(レベル)Vrに保持する。
【0018】次に、上記本例に係るCCD遅延線の動作
を図2の波形図も参照しながら説明する。
を図2の波形図も参照しながら説明する。
【0019】まず、第1及び第2の電荷転送素子1及び
2からは、2相の駆動パルス信号φ1及びφ2によっ
て、夫々半周期ずれた第1及び第2の出力信号S1及び
S2が出力される。各出力信号S1及びS2は、図2に
示すように、プリチャージ成分(DC成分)Spと信号
成分Ssから構成される。
2からは、2相の駆動パルス信号φ1及びφ2によっ
て、夫々半周期ずれた第1及び第2の出力信号S1及び
S2が出力される。各出力信号S1及びS2は、図2に
示すように、プリチャージ成分(DC成分)Spと信号
成分Ssから構成される。
【0020】そして、パルス発生器3からの第1及び第
2のクランプパルスPc1及びPc2に基いて第1及び
第2のクランプ回路11及び12が動作し、各電荷転送
素子1及び2からの出力信号S1及びS2中、プリチャ
ージ成分Spをリファレンス電圧(レベル)Vrに保持
する。
2のクランプパルスPc1及びPc2に基いて第1及び
第2のクランプ回路11及び12が動作し、各電荷転送
素子1及び2からの出力信号S1及びS2中、プリチャ
ージ成分Spをリファレンス電圧(レベル)Vrに保持
する。
【0021】即ち、第1のクランプ回路11は、第1の
電荷転送素子1からの出力信号S1中、プリチャージ成
分Spの出力タイミングに同期した第1のクランプパル
スPc1がパルス発生器3から供給され、第2のクラン
プ回路12は、第2の電荷転送素子2からの出力信号S
2中、プリチャージ成分Spの出力タイミングに同期し
た第2のクランプパルスPc2がパルス発生器3から供
給されることから、各出力信号S1及びS2のプリチャ
ージ成分Spは、夫々一定のリファレンス電圧(レベ
ル)Vrに保持される。
電荷転送素子1からの出力信号S1中、プリチャージ成
分Spの出力タイミングに同期した第1のクランプパル
スPc1がパルス発生器3から供給され、第2のクラン
プ回路12は、第2の電荷転送素子2からの出力信号S
2中、プリチャージ成分Spの出力タイミングに同期し
た第2のクランプパルスPc2がパルス発生器3から供
給されることから、各出力信号S1及びS2のプリチャ
ージ成分Spは、夫々一定のリファレンス電圧(レベ
ル)Vrに保持される。
【0022】これにより、各電荷転送素子1及び2間の
プリチャージ成分Spのばらつき、即ちDC段差が除去
されると共に、各電荷転送素子1及び2等で発生する1
/fノイズ等に起因するDCレベルの変動がなくなる。
従って、このクランプ回路11及び12は、疑似的なC
DS(相関二重サンプリング)回路を構成するものであ
る。
プリチャージ成分Spのばらつき、即ちDC段差が除去
されると共に、各電荷転送素子1及び2等で発生する1
/fノイズ等に起因するDCレベルの変動がなくなる。
従って、このクランプ回路11及び12は、疑似的なC
DS(相関二重サンプリング)回路を構成するものであ
る。
【0023】次に、スイッチング回路7は、図4に示す
ように、2つのMOS型FET(第1及び第2のMOS
型FET(Q1及びQ2))とコンデンサCとから構成
される。そして、パルス発生器3からの比較的長いパル
ス幅を有する第1及び第2の選択パルスPs1及びPs
2に基いて第1及び第2のMOS型FET(Q1及びQ
2)が動作し、各電荷転送素子1及び2からの出力信号
S1及びS2中、選択パルスPs1及びPs2のパルス
幅に応じた信号成分Ssが出力信号Sとして後段のバッ
ファ回路8側に送出される。その結果、バッファ回路8
側には、第1及び第2の電荷転送素子1及び2からの各
信号成分Ssが互い違いに、かつシリーズに供給される
ことになる。
ように、2つのMOS型FET(第1及び第2のMOS
型FET(Q1及びQ2))とコンデンサCとから構成
される。そして、パルス発生器3からの比較的長いパル
ス幅を有する第1及び第2の選択パルスPs1及びPs
2に基いて第1及び第2のMOS型FET(Q1及びQ
2)が動作し、各電荷転送素子1及び2からの出力信号
S1及びS2中、選択パルスPs1及びPs2のパルス
幅に応じた信号成分Ssが出力信号Sとして後段のバッ
ファ回路8側に送出される。その結果、バッファ回路8
側には、第1及び第2の電荷転送素子1及び2からの各
信号成分Ssが互い違いに、かつシリーズに供給される
ことになる。
【0024】次に、S/H回路9は、パルス発生器3か
らの比較的短いパルス幅を有するS/Hパルス(第1及
び第2のクランプパルスPc1及びPc2の2倍の周波
数を有する)Pshに基いて、上記出力信号S、即ち互
い違いに送られて来る信号成分中、真の信号成分Sss
(図2のS1及びS2の波形参照)を逐次取り出して出
力端子φoutに供給する。出力端子φoutからは、
各電荷転送素子1及び2からの真の信号成分Sssのみ
が互い違いに、かつシリーズに出力されることになる。
らの比較的短いパルス幅を有するS/Hパルス(第1及
び第2のクランプパルスPc1及びPc2の2倍の周波
数を有する)Pshに基いて、上記出力信号S、即ち互
い違いに送られて来る信号成分中、真の信号成分Sss
(図2のS1及びS2の波形参照)を逐次取り出して出
力端子φoutに供給する。出力端子φoutからは、
各電荷転送素子1及び2からの真の信号成分Sssのみ
が互い違いに、かつシリーズに出力されることになる。
【0025】上述のように、本例によれば、各電荷転送
素子1及び2からの出力信号S1及びS2中、DC成分
であるプリチャージ成分Spを一定のリファレンス電圧
(レベル)Vrに保持させることができ、各電荷転送素
子1及び2間のDC段差をなくすことができる。
素子1及び2からの出力信号S1及びS2中、DC成分
であるプリチャージ成分Spを一定のリファレンス電圧
(レベル)Vrに保持させることができ、各電荷転送素
子1及び2間のDC段差をなくすことができる。
【0026】従って、外部に接続される信号処理回路に
てDC段差を考慮した回路を組む必要がなくなり、該信
号処理回路の回路構成を簡略化することができる。ま
た、上記第1及び第2のクランプ回路11及び12は、
疑似CDS回路(相関二重サンプリング回路)を構成す
るため、電荷転送素子1及び2等で発生する1/fノイ
ズ等の低減にも利用することができる。
てDC段差を考慮した回路を組む必要がなくなり、該信
号処理回路の回路構成を簡略化することができる。ま
た、上記第1及び第2のクランプ回路11及び12は、
疑似CDS回路(相関二重サンプリング回路)を構成す
るため、電荷転送素子1及び2等で発生する1/fノイ
ズ等の低減にも利用することができる。
【0027】上記実施例では、2本の電荷転送素子1及
び2を有するCCD遅延線に適用した例を示したが、も
ちろん3本以上の電荷転送素子を有するCCD遅延線に
も適用することができる。また、CCD遅延線のほか、
2本以上の例えばCCDレジスタを有するCCD固体撮
像装置にも適用することができる。この場合、例えばC
CDレジスタの出力回路として、FDA(フローティン
グ・ディフュージョン・アンプ)を用いた場合における
フィードスルー成分のゆらぎを補正することができ、再
生画面の画質の向上に貢献することができる。
び2を有するCCD遅延線に適用した例を示したが、も
ちろん3本以上の電荷転送素子を有するCCD遅延線に
も適用することができる。また、CCD遅延線のほか、
2本以上の例えばCCDレジスタを有するCCD固体撮
像装置にも適用することができる。この場合、例えばC
CDレジスタの出力回路として、FDA(フローティン
グ・ディフュージョン・アンプ)を用いた場合における
フィードスルー成分のゆらぎを補正することができ、再
生画面の画質の向上に貢献することができる。
【0028】
【発明の効果】本発明に係る電荷転送装置によれば、複
数の電荷転送素子が組み込まれた回路において、各電荷
転送素子間のDC成分のばらつき(DC段差)及びDC
成分にのる低域ノイズを回路的になくすことができ、外
部に接続される信号処理回路の回路構成の簡略化を実現
させることができる。
数の電荷転送素子が組み込まれた回路において、各電荷
転送素子間のDC成分のばらつき(DC段差)及びDC
成分にのる低域ノイズを回路的になくすことができ、外
部に接続される信号処理回路の回路構成の簡略化を実現
させることができる。
【図1】本実施例に係るCCD遅延線の構成を示すブロ
ック線図。
ック線図。
【図2】本実施例に係るCCD遅延線の信号処理を示す
波形図。
波形図。
【図3】本実施例に係るクランプ回路を示す回路図。
【図4】本実施例に係るスイッチング回路を示す回路
図。
図。
【図5】CCD遅延線の出力波形を示す波形図。
1 第1の電荷転送素子 2 第2の電荷転送素子 3 パルス発生器 4 クロック発生器 5 低域通過フィルタ 6,8,13,14 バッファ回路 7 スイッチング回路 9 S/H回路 11 第1のクランプ回路 12 第2のクランプ回路 15 リファレンス電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/30 - 5/335
Claims (1)
- 【請求項1】 入力信号を複数系列の電荷転送素子に分
配して入力し、該複数系列の電荷転送素子から出力され
るプリチャージ成分と信号成分を含む信号中の信号成分
をスイッチング回路により交互に抽出して合成した出力
を出すCCD遅延線装置であって、 上記複数系列の各電荷転送素子の後段に個別にクランプ
回路を設け、それら複数個のクランプ回路を共通のリフ
ァレンス電源に接続して、電荷転送素子の出力信号中の
プリチャージ成分のレベルを予め定められた共通の一定
電位にクランプし、 上記電荷転送素子、クランプ回路、及びスイッチング回
路の駆動パルスを発生するパルス発生器を設け、上記複
数系列の電荷転送素子及びクランプ回路に互いに周期を
ずらした駆動パルスを供給するとともに、上記スイッチ
ング回路に同期パルスを供給して、スイッチング回路の
出力にプリチャージ成分レベルが一定な信号成分を出力
するようにしたCCD遅延線装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4020149A JP3018710B2 (ja) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | Ccd遅延線装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4020149A JP3018710B2 (ja) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | Ccd遅延線装置 |
Publications (2)
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JPH05219448A JPH05219448A (ja) | 1993-08-27 |
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-
1992
- 1992-02-05 JP JP4020149A patent/JP3018710B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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WO1991018474A1 (en) | 1990-05-11 | 1991-11-28 | Eastman Kodak Company | A digital correlated double sampling circuit for sampling the output of an image sensor |
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