JPH03162183A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
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- JPH03162183A JPH03162183A JP1300717A JP30071789A JPH03162183A JP H03162183 A JPH03162183 A JP H03162183A JP 1300717 A JP1300717 A JP 1300717A JP 30071789 A JP30071789 A JP 30071789A JP H03162183 A JPH03162183 A JP H03162183A
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- photoelectric conversion
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- transistor
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は光電変換装置に係り、特に光電変換さ+−1^
g曲九普積可牝ナ戸出轡亦愉薯専私たIラミ也牲み出す
光電変換装置に関する。
g曲九普積可牝ナ戸出轡亦愉薯専私たIラミ也牲み出す
光電変換装置に関する。
[従来の技術]
従来、入射された光を光電変換して、信号電荷として蓄
積し、この信号電荷に対応する信号を取出す光電変換装
置がある。その一つにバイボーラトランジスタのベース
領域に電荷を蓄積し、この蓄積された電荷を増幅してエ
ミッタから取出す充電変換装置がある. 第4図はかかる従来の充電変換装置の回路構成図である
。なお、ここでは4行、4列分のセンサー回路が例示さ
れている。
積し、この信号電荷に対応する信号を取出す光電変換装
置がある。その一つにバイボーラトランジスタのベース
領域に電荷を蓄積し、この蓄積された電荷を増幅してエ
ミッタから取出す充電変換装置がある. 第4図はかかる従来の充電変換装置の回路構成図である
。なお、ここでは4行、4列分のセンサー回路が例示さ
れている。
第5図は、上記光電変換装置の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。
イミングチャートである。
第4図において、lはセンサー画素で、バイボーラトラ
ンジスタTr、ベースに接続する容量C,P型MOSト
ランジスタMで構成される。
ンジスタTr、ベースに接続する容量C,P型MOSト
ランジスタMで構成される。
2は画素のバイボーラトランジスタTrのエミッタに接
続される出力線、3は出力信号を蓄積するための蓄積容
量、4は出力線2と蓄積容量3との間をスイ、ソ手ング
するかめのMlIS}−ランジ又夕5は出力線2をリセ
ットするためのMOS }ランジスタ、6は出力信号を
出力するための水平出力線、7は蓄積容量3の蓄積信号
を水平シフトレジスタHSRから出力に従って水平出力
線6に転送するためのMOS }−ランジスタ、8は水
平出力線6をリセットするためのMOSトランジスタ、
9は画素を駆動するための水平駆動線、10は垂直シフ
トレジスタVSRからの出力に従って駆動される画素の
行を選択するためのバッファ用MOSトランジスタであ
る。Vl,V2,V3,V4は垂直シフトレジスタVS
Rからの出力、PHSは水平シフトレジスタHSRのス
タートパルス、PHI,PH2は水平シフトレジスタH
SRの走査パルスであり、上側の水平シフトレジスタH
SRからの出力Hl,H3は、走査パルスPH1に同期
し、下側の水平シフトレジスタHSRからの出力H2,
H4は走査パルスPH2に同期する。またPTはMOS
トランジスタ4のゲートに印加するパルス、PvCはM
OS }ランジスタ5のゲートに印加するパルス、PR
は駆動パルスである。
続される出力線、3は出力信号を蓄積するための蓄積容
量、4は出力線2と蓄積容量3との間をスイ、ソ手ング
するかめのMlIS}−ランジ又夕5は出力線2をリセ
ットするためのMOS }ランジスタ、6は出力信号を
出力するための水平出力線、7は蓄積容量3の蓄積信号
を水平シフトレジスタHSRから出力に従って水平出力
線6に転送するためのMOS }−ランジスタ、8は水
平出力線6をリセットするためのMOSトランジスタ、
9は画素を駆動するための水平駆動線、10は垂直シフ
トレジスタVSRからの出力に従って駆動される画素の
行を選択するためのバッファ用MOSトランジスタであ
る。Vl,V2,V3,V4は垂直シフトレジスタVS
Rからの出力、PHSは水平シフトレジスタHSRのス
タートパルス、PHI,PH2は水平シフトレジスタH
SRの走査パルスであり、上側の水平シフトレジスタH
SRからの出力Hl,H3は、走査パルスPH1に同期
し、下側の水平シフトレジスタHSRからの出力H2,
H4は走査パルスPH2に同期する。またPTはMOS
トランジスタ4のゲートに印加するパルス、PvCはM
OS }ランジスタ5のゲートに印加するパルス、PR
は駆動パルスである。
以下、第5図に従ってセンサー動作を説明するd
まず、出力V1がHighレベルとなって、センサー画
素の第1行が選択されるとき、パルスPTを旧ghレベ
ル、パルスPVCをLOWレベルとして、出力線2及び
蓄積容量3を浮遊状態とし、駆動パルスPRをHigh
レベルとし、第1行画素の読出しを行う.奇数列にある
画素の信号は、上側の蓄積容量3に、偶数列にある画素
の信号は下側の蓄積容量3に蓄積される。上側の水平出
力線6には走査パルスPH1に同期して信号が転送され
、走査パルスPH2に同期して、上側の水平出力線6が
リセットされる。下側の水平出力線6には走査パルスP
H2に同期して信号が転送され、走査パルスPH1に同
期して下側の水平出力線6がリセットされる。この水平
走査の間、駆動パルスPRはLOWレベルとなって、第
1行の画素のバイボーラトランジスタTrのベースは、
GNDとなる。水平走査終了後、駆動パルスPRは}I
ighレベルとなって、ベース電位は容量結合を通して
正電位になり、MOS }ランジスタ5を通してGND
に固定されている出力線2に、順方向電流が流れ込み、
ベース電位はある一定レベルまで下がる。駆動パルスP
RがMIDDLEレベルになると、画素のエミッターベ
ース間は、逆バイアスとなって、光電荷の蓄積が始まる
。出力VlがLOWレベルとなり、出力v2がHigh
レベルとなって、第2行が選択されると、第2行の画素
において、同様の動作が繰り返され、結局、画素からの
増幅された信号出力は、上下のアンプから順次出力され
ることになる。
素の第1行が選択されるとき、パルスPTを旧ghレベ
ル、パルスPVCをLOWレベルとして、出力線2及び
蓄積容量3を浮遊状態とし、駆動パルスPRをHigh
レベルとし、第1行画素の読出しを行う.奇数列にある
画素の信号は、上側の蓄積容量3に、偶数列にある画素
の信号は下側の蓄積容量3に蓄積される。上側の水平出
力線6には走査パルスPH1に同期して信号が転送され
、走査パルスPH2に同期して、上側の水平出力線6が
リセットされる。下側の水平出力線6には走査パルスP
H2に同期して信号が転送され、走査パルスPH1に同
期して下側の水平出力線6がリセットされる。この水平
走査の間、駆動パルスPRはLOWレベルとなって、第
1行の画素のバイボーラトランジスタTrのベースは、
GNDとなる。水平走査終了後、駆動パルスPRは}I
ighレベルとなって、ベース電位は容量結合を通して
正電位になり、MOS }ランジスタ5を通してGND
に固定されている出力線2に、順方向電流が流れ込み、
ベース電位はある一定レベルまで下がる。駆動パルスP
RがMIDDLEレベルになると、画素のエミッターベ
ース間は、逆バイアスとなって、光電荷の蓄積が始まる
。出力VlがLOWレベルとなり、出力v2がHigh
レベルとなって、第2行が選択されると、第2行の画素
において、同様の動作が繰り返され、結局、画素からの
増幅された信号出力は、上下のアンプから順次出力され
ることになる。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、上記従来の光電変換装置では、蓄積容量
3と水平出力線6との間の容量分割で水平出力線6に転
送された出力信号は、必ずリセットされなければならず
、この水平出力線6のリセット動作のために、第4図及
び第5図で説明したように、1つの行の画素の信号を順
次取出すたht:−t+東srt中++1−自z ト仰
1 ) T ([1+1 Lm O L+ f 巾力
1、なければならない。特に、カラーセンサーのように
2行分の信号を転送しなければならない場合、上記従来
の光電変換装置による信号転送方法は難しくなる。さら
に、水平出力線6への信号転送は容量分割によるため、
水平出力線6に表れる信号電圧は、蓄積容量3で蓄積さ
れた信号電圧よりも下がってしまうという課題があった
。
3と水平出力線6との間の容量分割で水平出力線6に転
送された出力信号は、必ずリセットされなければならず
、この水平出力線6のリセット動作のために、第4図及
び第5図で説明したように、1つの行の画素の信号を順
次取出すたht:−t+東srt中++1−自z ト仰
1 ) T ([1+1 Lm O L+ f 巾力
1、なければならない。特に、カラーセンサーのように
2行分の信号を転送しなければならない場合、上記従来
の光電変換装置による信号転送方法は難しくなる。さら
に、水平出力線6への信号転送は容量分割によるため、
水平出力線6に表れる信号電圧は、蓄積容量3で蓄積さ
れた信号電圧よりも下がってしまうという課題があった
。
[課題を解決するための手段]
本発明の光電変換装置は、光電変換された電荷を蓄積可
能な光電変換要素の信号出力側にダーリントン型トラン
ジスタの制御電極を電気的に接続し、該ダーリントン型
トランジスタの一方の主電極に負荷手段を電気的に接続
して、エミッタフォロア回路を構成し、該主電極から信
号を読み出すことを特徴とする。
能な光電変換要素の信号出力側にダーリントン型トラン
ジスタの制御電極を電気的に接続し、該ダーリントン型
トランジスタの一方の主電極に負荷手段を電気的に接続
して、エミッタフォロア回路を構成し、該主電極から信
号を読み出すことを特徴とする。
〔作 用]
本発明は、光電変換要素の信号出力側にダーリントン型
トランジスタの制御電極を電気的に接続し、該ダーリン
トン型トランジスタの一方の主電極番こ角浦半ff9を
雷悟的に培縛1,て一工S・ソタフナロア回路を構成す
ることにより、主電極と接続される信号出力線のリセッ
トを不要とし、1本の信号出力線から、リセット動作を
はさまずに、複数の光電変換要素から逐次信号が出力す
ることを可能としたものである。
トランジスタの制御電極を電気的に接続し、該ダーリン
トン型トランジスタの一方の主電極番こ角浦半ff9を
雷悟的に培縛1,て一工S・ソタフナロア回路を構成す
ることにより、主電極と接続される信号出力線のリセッ
トを不要とし、1本の信号出力線から、リセット動作を
はさまずに、複数の光電変換要素から逐次信号が出力す
ることを可能としたものである。
[実施例]
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。
する。
第1図は、本発明の光電変換装置の第l実施例の回路構
成図である。
成図である。
なお、第4図に示した構成部材と共通するものについて
は、同一符号を付し、説明を省くものとする。
は、同一符号を付し、説明を省くものとする。
第1図において、1lはダーリントン型バイボーラトラ
ンジスタであり、ベース領域は、蓄積容量3と接続され
ている。12は負荷抵抗であり、MOS }ランジスタ
7がON状態となった時に、ダーリントン型バイボーラ
トランジスタ11とともにエミッタフォロワが形成され
る。
ンジスタであり、ベース領域は、蓄積容量3と接続され
ている。12は負荷抵抗であり、MOS }ランジスタ
7がON状態となった時に、ダーリントン型バイボーラ
トランジスタ11とともにエミッタフォロワが形成され
る。
センサー画素の動作については、第4図及び第5図で説
明した従来例と同じであるが、蓄積容量3に信号が蓄積
された後は、水平シフトレジスタHSRからの出力によ
ってON状態となったMOSトランジスタ7を通して、
エミッタフォロワ動作によって、水平出力線6に信号が
出力される。エミッタフォロワ動作時、ベースは浮遊状
態にあるが、ダーリントン型バイボーラトランジスタ1
1の電流増幅率は、きわめて高いため、ベース電位の下
降は十分無視できる。このような信号読み出しは、従来
のような水平出力線6のリセットは不要であり、走査パ
ルスPHI,PH2の両方の同期出力を出すシフトレジ
スタを使い、1行の画素の信号を1本の水平出力線から
出力できる。
明した従来例と同じであるが、蓄積容量3に信号が蓄積
された後は、水平シフトレジスタHSRからの出力によ
ってON状態となったMOSトランジスタ7を通して、
エミッタフォロワ動作によって、水平出力線6に信号が
出力される。エミッタフォロワ動作時、ベースは浮遊状
態にあるが、ダーリントン型バイボーラトランジスタ1
1の電流増幅率は、きわめて高いため、ベース電位の下
降は十分無視できる。このような信号読み出しは、従来
のような水平出力線6のリセットは不要であり、走査パ
ルスPHI,PH2の両方の同期出力を出すシフトレジ
スタを使い、1行の画素の信号を1本の水平出力線から
出力できる。
また、出力はMOS トランジスタ7のON抵抗と、負
荷抵抗12との抵抗分割によって、蓄積容量3に蓄積さ
れた信号よりも下がるが、MOS トランジスタ7のO
N抵抗を十分小さくすることは容易であり、従来の容量
分割による方法よりもはるかに高レベルの信号を水平出
力線6に出力することができる。
荷抵抗12との抵抗分割によって、蓄積容量3に蓄積さ
れた信号よりも下がるが、MOS トランジスタ7のO
N抵抗を十分小さくすることは容易であり、従来の容量
分割による方法よりもはるかに高レベルの信号を水平出
力線6に出力することができる。
第2図は、本発明の光電変換装置の第2実施例の信号の
水平転送部の回路構成図である。
水平転送部の回路構成図である。
同図において、13はON状態になった時にエミッタフ
ォロワの負荷抵抗として働< MOSトランジスタであ
る。MOS トランジスタl3は、各ダーリントン型バ
イボーラトランジスタl1に接続されている。かかる水
平転送部の動作は、第1図の場合と同じであるが、本実
施例での出力は、抵抗分割もないため、蓄積容量3にお
ける信号が、まったく降下せずに、水平出力線6に現わ
れる。
ォロワの負荷抵抗として働< MOSトランジスタであ
る。MOS トランジスタl3は、各ダーリントン型バ
イボーラトランジスタl1に接続されている。かかる水
平転送部の動作は、第1図の場合と同じであるが、本実
施例での出力は、抵抗分割もないため、蓄積容量3にお
ける信号が、まったく降下せずに、水平出力線6に現わ
れる。
また、第l図に示した第1実施例では、MoSトランジ
スタ7のON抵抗のばらつきによって、水平出力線6の
出力がばらつくが、本実施例ではMOS トランジスタ
13のON抵抗ばらつきのエミッタフォロワ出力ばらつ
きへの寄与は小さい。
スタ7のON抵抗のばらつきによって、水平出力線6の
出力がばらつくが、本実施例ではMOS トランジスタ
13のON抵抗ばらつきのエミッタフォロワ出力ばらつ
きへの寄与は小さい。
第3図は、本発明を適用した固体撮像装置の概略的構成
図である。
図である。
同図において、光センサがエリア状に配列された撮像素
子201は、垂直走査部202及び水平走査部203に
よってテレビジョン走査が行なわれる。
子201は、垂直走査部202及び水平走査部203に
よってテレビジョン走査が行なわれる。
水平走査部203から出力された信号は、処理回路20
4を通して標準テレビジョン信号として出力される。
4を通して標準テレビジョン信号として出力される。
垂直および水平走査部202及び203の駆動バノレス
φMm, φs++ φH!I φvs. φv+
. φv2等はドライバ205によって供給される。ま
たドライバ205はコントローラ206によって制限さ
れる。
φMm, φs++ φH!I φvs. φv+
. φv2等はドライバ205によって供給される。ま
たドライバ205はコントローラ206によって制限さ
れる。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明の光電変換装置によれば、
光電変換要素の信号出力側にダーリントン型トランジス
タの制御電極を電気的に接続し、該ダーリントン型トラ
ンジスタの一方の主電極に負荷手段を電気的に接続して
、エミッタフォロア回路を構歳することにより、主電極
と接続される信号出力線のリセットを不要とし、1本の
信号出力線から、リセット動作をはさまずに、複数の光
電変換要素から逐次信号を出力することができる。また
、従来のような信号の容量A I’ll <、frいか
め、ベースに蓄積された信号をそのまま信号出力線に出
力することができる。
光電変換要素の信号出力側にダーリントン型トランジス
タの制御電極を電気的に接続し、該ダーリントン型トラ
ンジスタの一方の主電極に負荷手段を電気的に接続して
、エミッタフォロア回路を構歳することにより、主電極
と接続される信号出力線のリセットを不要とし、1本の
信号出力線から、リセット動作をはさまずに、複数の光
電変換要素から逐次信号を出力することができる。また
、従来のような信号の容量A I’ll <、frいか
め、ベースに蓄積された信号をそのまま信号出力線に出
力することができる。
第l図は、本発明の光電変換装置の第1実施例の回路構
成図である。 第2図は、本発明の光電変換装置の第2実施例の信号の
水平転送部の回路構成図である。 第3図は、本発明を適用した固体撮像装置の概略的構成
図である. 第4図は、従来の光電変換装置の回路構成図である。 第5図は、上記充電変換装置の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。 l:センサー画素、2:出力線、3:蓄積容量、4:M
OS}ランジスタ、5:MOS}−ランジスタ、6:水
平出力線、7:MOSトランジスタ、8:MOSトラン
ジスタ、9:水平駆動線、lo:MOSトランジスタ、
11:ダーリントン型バイボーラトランジスタ、12:
負荷抵抗、13:1i103 トランジスタ、HSR:
水平シフトレジスタ、VSR:垂直シフトレジスタ、A
MP:前置増幅器。
成図である。 第2図は、本発明の光電変換装置の第2実施例の信号の
水平転送部の回路構成図である。 第3図は、本発明を適用した固体撮像装置の概略的構成
図である. 第4図は、従来の光電変換装置の回路構成図である。 第5図は、上記充電変換装置の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。 l:センサー画素、2:出力線、3:蓄積容量、4:M
OS}ランジスタ、5:MOS}−ランジスタ、6:水
平出力線、7:MOSトランジスタ、8:MOSトラン
ジスタ、9:水平駆動線、lo:MOSトランジスタ、
11:ダーリントン型バイボーラトランジスタ、12:
負荷抵抗、13:1i103 トランジスタ、HSR:
水平シフトレジスタ、VSR:垂直シフトレジスタ、A
MP:前置増幅器。
Claims (2)
- (1)光電変換された電荷を蓄積可能な光電変換要素の
信号出力側にダーリントン型トランジスタの制御電極を
電気的に接続し、該ダーリントン型トランジスタの一方
の主電極に負荷手段を電気的に接続して、エミッタフォ
ロア回路を構成し、該主電極から信号を読み出す光電変
換装置。 - (2)前記光電変換要素が、半導体トランジスタの制御
電極領域に光電変換された電荷を蓄積し、該半導体トラ
ンジスタの一方の主電極領域から増幅された信号を取出
す光電変換素子である請求項1記載の光電変換装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1300717A JP2582168B2 (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | 光電変換装置 |
US07/618,361 US5146339A (en) | 1989-11-21 | 1990-11-21 | Photoelectric converting apparatus employing Darlington transistor readout |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1300717A JP2582168B2 (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | 光電変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03162183A true JPH03162183A (ja) | 1991-07-12 |
JP2582168B2 JP2582168B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=17888254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1300717A Expired - Fee Related JP2582168B2 (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2582168B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0577391A2 (en) * | 1992-06-30 | 1994-01-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup apparatus |
KR100236797B1 (ko) * | 1991-12-26 | 2000-01-15 | 이데이 노부유끼 | 이미지센서용 소스종동회로 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01288181A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-20 | Seiko Instr Inc | 半導体イメージセンサ装置 |
-
1989
- 1989-11-21 JP JP1300717A patent/JP2582168B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01288181A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-20 | Seiko Instr Inc | 半導体イメージセンサ装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100236797B1 (ko) * | 1991-12-26 | 2000-01-15 | 이데이 노부유끼 | 이미지센서용 소스종동회로 |
EP0577391A2 (en) * | 1992-06-30 | 1994-01-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup apparatus |
EP0577391A3 (en) * | 1992-06-30 | 1994-06-08 | Canon Kk | Solid state image pickup apparatus |
US6049357A (en) * | 1992-06-30 | 2000-04-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus including signal accumulating cells |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2582168B2 (ja) | 1997-02-19 |
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