JP2003023549A - 信号直流電圧安定化回路およびそれを用いた映像機器 - Google Patents
信号直流電圧安定化回路およびそれを用いた映像機器Info
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Abstract
る黒基準期間の直流電圧の変動は緩和され、安定なもの
にする。 【解決手段】 A/Dコンバータ3の出力デジタル信号
の上位ビットをクリップ回路5でクリップした信号にお
ける黒基準期間内の少なくとも2以上のバイナリ数のデ
ータの加算平均を加算平均回路6で求め、この平均値と
クランプレベル設定値との差をD/Aコンバータ9でD
/A変換した値と、このD/Aコンバータ9の基準電圧
の中間電圧とを比較した結果の大小に従ってコンデンサ
13に充放電を行い、このコンデンサ13の電圧に従っ
てA/Dコンバータ3に入力する信号における黒基準期
間の直流電圧を制御するループを構成する。
Description
ge Coupled Devices)エリアセンサの出力信号、CCD
リニアセンサの出力信号、CMOSセンサの出力信号、
テレビジョン信号、ビデオ信号、RGB信号等の映像系
信号をA/D変換する際の信号直流電圧安定化を行う信
号直流電圧安定化回路および、信号直流電圧安定化回路
を具備したCCDカメラ、複写機、イメージスキャナ装
置、テレビジョン装置、ビデオテープレコーダ装置およ
びその他の映像機器に関するものである。
は、図5に示すような回路が使用されている。この図5
に示す信号直流電圧安定化回路は、入力アナログ映像信
号を増幅する増幅器51と、制御端子52aに与える電
圧に従って増幅器51の出力アナログ映像信号の直流電
圧を規定する直流制御回路52と、入力クロックに従っ
た変換速度で直流制御回路52から出力されるアナログ
映像信号をNビットのデジタル信号に変換してクロック
に同期して出力するNビットA/Dコンバータ53と、
アクティブ期間が入力アナログ映像信号の水平ブランキ
ング期間における黒基準期間に存在するクランプパルス
のアクティブ期間において、任意に設定されるクランプ
レベル設定電圧55から直流制御回路52の出力信号を
引き算した引き算結果に従って充放電されるコンデンサ
56を有し、このコンデンサ56の電圧に比例して直流
制御回路52の制御端子電圧を発生する引き算回路54
で構成される。
7にて振幅を調整した状態で引き算回路54へ与えられ
る。
ルスの振幅調整は例えば以下の理由で行われる。一般的
にクランプパルスは、電源〜GNDの振幅で入ってくる
ので、引き算回路が図3のような電流駆動構成の場合、
その差動ペアに流したい電流量になる振幅に調整する。
したがって、引き算回路が他の構成、例えばクランプパ
ルスでアナログスイッチをオンオフさせるような場合、
振幅をそのまま受け入れるため、振幅調整回路は必要な
くなる。
52の出力信号における直流電圧がクランプレベル設定
電圧55に等しくなるように制御される。
号直流電圧安定化回路では、A/Dコンバータ53の基
準電圧のバラツキや電源電圧変動ならびにA/Dコンバ
ータ53固有の変換誤差等により、A/Dコンバータ5
3の出力デジタル信号における黒基準期間の直流電圧は
上記クランプレベル設定電圧55に対して誤差を持つと
いう問題を有する。この誤差は映像の黒ズレとして現れ
る。
基準期間にはノイズが存在し、そのノイズ振幅は増幅器
51で増幅され、A/Dコンバータ53に入力される。
A/Dコンバータ53の変換クロックのデータ取り込み
タイミングがこのノイズの存在するタイミングと一致す
ると、A/Dコンバータ53の出力デジタル信号(D9
〜D0)における黒基準期間の直流電圧はこのノイズ分
の誤差が生じる。
ると、その利得に従ってA/Dコンバータ53に入力さ
れるノイズ振幅も変化するので、出力における誤差量も
変化する。すなわち増幅器51の利得変化によって映像
の黒レベルが変化してしまう問題を有する。
回路も提案されている。この図6は、米国特許明細書第
4525741号に開示されているものである。図6に
おいて、61は増幅器、62は直流制御回路、63はA
/Dコンバータ、64はデジタル比較器、65はカウン
タイネーブルロジック、66はアップダウンカウンタ、
67はD/Aコンバータである。
ンバータ63の出力デジタル信号(D9〜D0)とクラ
ンプレベル設定値(DF9〜DF0)とを比較し、その
比較結果の黒基準期間における値に従って、アップダウ
ンカウンタ66の出力値を増減させ、これをD/A変換
して、直流制御回路62の制御端子電圧として与える一
連の制御ループを構成しているので、A/Dコンバータ
63の出力デジタル信号(D9〜D0)における黒基準
期間の直流電圧は常にクランプ設定値と一致する。
度がアップダウンカウンタ66の速度、すなわち1水平
期間ごとに変化するので、入力アナログ映像信号の黒基
準期間にノイズがある場合、それに従って1水平期間ご
とに信号の直流電圧が相補的に増減し、結果として映像
に横方向のランダムなノイズが発生する問題を有する。
制御端子電圧が増減して、その出力信号、ひいてはA/
Dコンバータ63の出力デジタル信号の黒基準期間のデ
ータを、クランプレベル設定値にする一連の制御ループ
の時定数は、アップダウンカウンタ66の速度、すなわ
ち、1水平期間の時定数になるので、A/Dコンバータ
63の出力デジタル信号の黒基準期間のデータが1水平
期間毎に微妙に変化するので、結果として映像に横方向
のノイズが発生するという問題が発生する。
が、A/Dコンバータ63の出力信号のデータ毎である
ので、もしもこのA/Dコンバータ63の出力信号にノ
イズが存在すると、その分の誤差が生じてしまうという
問題を有する。
タル信号が直接デジタル比較器64に入力されるので、
デジタル比較器64はA/Dコンバータ63と同じビッ
ト数の回路が必要であるため、ビット数の増大に従って
回路規模が大きく、IC化の時の面積が大きくなる問題
を有する。
で、その目的とするところは回路素子の特性バラツキ、
A/Dコンバータの基準電圧のバラツキ、A/Dコンバ
ータ固有の変換誤差、電源電圧変動、入力信号における
黒基準期間のノイズ等にかかわらず、直流電圧を調整し
なくても、常にA/Dコンバータの出力デジタル信号に
おける黒基準期間の直流電圧を任意に設定した値に制御
でき、しかも回路規模を比較的小さく実現可能な信号直
流電圧安定化回路ならびにそれを具備した映像機器を提
供することである。
に本発明は、A/Dコンバータの出力デジタル信号をそ
のまま、もしくはその上位ビットをクリップした信号に
おける黒基準期間内の少なくとも2以上のバイナリ数の
データの加算平均を求め、この平均値とクランプレベル
設定値との差をD/A変換した値と所定の基準電圧とを
比較した結果の大小に従ってコンデンサに充放電を行
い、このコンデンサの電圧に従ってA/Dコンバータに
入力するアナログ映像信号における黒基準期間の直流電
圧を制御するループを構成することを特徴とする。
に対して、A/Dコンバータの出力デジタル信号におけ
る黒基準期間の直流電圧が、設定された値にある時定数
を持って常に一致するように作用する。
化回路は、入力アナログ映像信号を増幅する増幅器と、
制御端子に与えられる制御端子電圧に従って増幅器の出
力アナログ映像信号の直流電圧を規定する直流制御回路
と、所定の変換周期で直流制御回路より出力されるアナ
ログ映像信号をNビットデジタル信号に変換して出力す
るA/Dコンバータと、A/Dコンバータより出力され
るNビットデジタル信号を入力アナログ映像信号の水平
ブランキング期間における黒基準期間にアクティブ期間
が存在するクランプパルスのアクティブ期間に抽出して
クランプパルスの周期を持つNビットデジタル信号とし
て出力するデータ抽出回路と、任意に設定されるクラン
プレベル設定コードに対して所定のデジタル値を加えた
Nビットデータからデータ抽出回路より出力されるNビ
ットデジタル信号を引き算するデジタル引き算回路と、
デジタル引き算回路より出力されるNビットデジタルデ
ータを所定の上側基準電圧および下側基準電圧の範囲内
でアナログデータに変換するD/Aコンバータと、クラ
ンプパルスのアクティブ期間にD/Aコンバータより出
力されるアナログデータから所定のデジタル値に対応し
た電圧を引き算した引き算結果に従って充放電されるコ
ンデンサを有し、コンデンサの電圧に比例して直流制御
回路の制御端子電圧を発生する引き算回路とを備えてい
る。
ける黒基準期間における信号レベルに相当する複数のN
ビットデジタル信号を加算平均したデータに基づいて直
流制御回路の制御端子電圧を変化させているので、回路
素子の特性バラツキ、A/Dコンバータの基準電圧のバ
ラツキ、A/Dコンバータ固有の変換誤差、電源電圧変
動、入力信号における黒基準期間のノイズ等にかかわら
ず、直流電圧を調整しなくても、A/DコンバータのN
ビットデジタル信号における黒基準期間の直流電圧が、
設定された値にある時定数を持って常に一致させること
ができる。
化回路は、請求項1記載の信号直流電圧安定化回路にお
いて、クランプレベル設定コードは(N−1)ビットで
あって、所定のデジタル値はクランプレベル設定コード
のMSB側に付加された値“1”の一つのビットであ
り、所定のデジタル値に対応した電圧は、上側基準電圧
から下側基準電圧までの範囲の中央の電圧である。
ンプレベル設定コードに対して所定のデジタル値を加え
てNビットデータを作成するための構成が簡単になる。
化回路は、請求項1または2記載の信号直流電圧安定化
回路において、データ抽出回路が、アクティブ期間が入
力アナログ映像信号の水平ブランキング期間における黒
基準期間に存在するクランプパルスの前エッジを始点と
して所定数の変換周期分だけA/Dコンバータより出力
されるNビットデジタル信号を加算平均してクランプパ
ルスの周期を持つNビットデジタル信号として出力する
加算平均回路からなる。
流電圧レベルに対応した複数のNビットデジタル信号を
加算平均しているので、入力信号における黒基準期間の
ノイズによる影響を小さくすることができ、A/Dコン
バータのNビットデジタル信号における黒基準期間の直
流電圧をいっそう安定させることができる。
化回路は、入力アナログ映像信号を増幅する増幅器と、
制御端子に与えられる制御端子電圧に従って増幅器の出
力アナログ映像信号の直流電圧を規定する直流制御回路
と、所定の変換周期で直流制御回路より出力されるアナ
ログ映像信号をNビットデジタル信号に変換して出力す
るA/Dコンバータと、A/Dコンバータより出力され
るNビットデジタル信号をNビットより少ないMビット
で信号クリップしてMビットデジタル信号として出力す
るクリップ回路と、A/Dコンバータより出力されるM
ビットデジタル信号を入力アナログ映像信号の水平ブラ
ンキング期間における黒基準期間にアクティブ期間が存
在するクランプパルスのアクティブ期間に抽出してクラ
ンプパルスの周期を持つMビットデジタル信号として出
力するデータ抽出回路と、任意に設定されるクランプレ
ベル設定コードに対して所定のデジタル値を加えたMビ
ットデータからデータ抽出回路より出力されるMビット
デジタル信号を引き算するデジタル引き算回路と、デジ
タル引き算回路より出力されるMビットデジタルデータ
を所定の上側基準電圧および下側基準電圧の範囲内でア
ナログデータに変換するD/Aコンバータと、クランプ
パルスのアクティブ期間にD/Aコンバータより出力さ
れるアナログデータから所定のデジタル値に対応した電
圧を引き算した引き算結果に従って充放電されるコンデ
ンサを有し、コンデンサの電圧に比例して直流制御回路
の制御端子電圧を発生する引き算回路とを備えている。
ける黒基準期間における信号レベルに相当する複数のM
ビットデジタル信号を加算平均したデータに基づいて直
流制御回路の制御端子電圧を変化させているので、回路
素子の特性バラツキ、A/Dコンバータの基準電圧のバ
ラツキ、A/Dコンバータ固有の変換誤差、電源電圧変
動、入力信号における黒基準期間のノイズ等にかかわら
ず、直流電圧を調整しなくても、A/DコンバータのN
ビットデジタル信号における黒基準期間の直流電圧が、
設定された値にある時定数を持って常に一致させること
ができる。さらに、クリップ回路を設けてデジタル信号
のビット数を少なくしているので、直流制御回路の制御
端子電圧を調整するための回路規模をさらに小さくでき
る。
化回路は、請求項4記載の信号直流電圧安定化回路にお
いて、クランプレベル設定コードは(M−1)ビットで
あって、所定のデジタル値はクランプレベル設定コード
のMSB側に付加された値“1”の一つのビットであ
り、所定のデジタル値に対応した電圧は、上側基準電圧
から下側基準電圧までの範囲の中央の電圧である。
ンプレベル設定コードに対して所定のデジタル値を加え
てMビットデータを作成するための構成が簡単になる。
化回路は、請求項4または5記載の信号直流電圧安定化
回路において、データ抽出回路が、アクティブ期間が入
力アナログ映像信号の水平ブランキング期間における黒
基準期間に存在するクランプパルスの前エッジを始点と
して所定数の変換周期分だけクリップ回路より出力され
るMビットデジタル信号を加算平均してクランプパルス
の周期を持つMビットデジタル信号として出力する加算
平均回路からなる。
流電圧レベルに対応した複数のMビットデジタル信号を
加算平均しているので、入力信号における黒基準期間の
ノイズによる影響を小さくすることができ、A/Dコン
バータのMビットデジタル信号における黒基準期間の直
流電圧をいっそう安定させることができる。
化回路は、請求項3または6記載の信号直流電圧安定化
回路において、加算平均回路で加算平均するMビットデ
ジタル信号の個数は加算平均回路に設けられた加算数設
定端子に与えられる値に応じて任意に設定されることを
特徴とする。
力信号における黒基準期間に存在するノイズの位置に応
じて、そのノイズが存在するデータを加算平均に含めな
いような選択が可能となる。
化回路は、請求項7記載の信号直流電圧安定化回路にお
いて、加算数設定端子へ与えられる値はバイナリ数であ
ることを特徴とする。
平均演算がビットシフト動作で実現でき、回路構成がい
っそう簡単になる。
アナログ映像信号を増幅する増幅器と、制御端子に与え
られる制御端子電圧に従って増幅器の出力アナログ映像
信号の直流電圧を規定する直流制御回路と、所定の変換
周期で直流制御回路より出力されるアナログ映像信号を
Nビットデジタル信号に変換して出力するA/Dコンバ
ータと、A/Dコンバータより出力されるNビットデジ
タル信号を入力アナログ映像信号の水平ブランキング期
間における黒基準期間にアクティブ期間が存在するクラ
ンプパルスのアクティブ期間に抽出してクランプパルス
の周期を持つNビットデジタル信号として出力するデー
タ抽出回路と、任意に設定されるクランプレベル設定コ
ードに対して所定のデジタル値を加えたNビットデータ
からデータ抽出回路より出力されるNビットデジタル信
号を引き算するデジタル引き算回路と、デジタル引き算
回路より出力されるNビットデジタルデータを所定の上
側基準電圧および下側基準電圧の範囲内でアナログデー
タに変換するD/Aコンバータと、クランプパルスのア
クティブ期間にD/Aコンバータより出力されるアナロ
グデータから所定のデジタル値に対応した電圧を引き算
した引き算結果に従って充放電されるコンデンサを有
し、コンデンサの電圧に比例して直流制御回路の制御端
子電圧を発生する引き算回路とを備えた信号直流電圧安
定化回路を具備している。
ける黒基準期間における信号レベルに相当する複数のN
ビットデジタル信号を加算平均したデータに基づいて直
流制御回路の制御端子電圧を変化させているので、回路
素子の特性バラツキ、A/Dコンバータの基準電圧のバ
ラツキ、A/Dコンバータ固有の変換誤差、電源電圧変
動、入力信号における黒基準期間のノイズ等にかかわら
ず、直流電圧を調整しなくても、A/DコンバータのN
ビットデジタル信号における黒基準期間の直流電圧が、
設定された値にある時定数を持って常に一致させること
ができる。
求項9記載の映像機器において、クランプレベル設定コ
ードは(N−1)ビットであって、所定のデジタル値は
クランプレベル設定コードのMSB側に付加された値
“1”の一つのビットであり、所定のデジタル値に対応
した電圧は、上側基準電圧から下側基準電圧までの範囲
の中央の電圧である。
ンプレベル設定コードに対して所定のデジタル値を加え
てNビットデータを作成するための構成が簡単になる。
求項9または10記載の映像機器において、データ抽出
回路が、アクティブ期間が入力アナログ映像信号の水平
ブランキング期間における黒基準期間に存在するクラン
プパルスの前エッジを始点として所定数の変換周期分だ
けA/Dコンバータより出力されるNビットデジタル信
号を加算平均してクランプパルスの周期を持つNビット
デジタル信号として出力する加算平均回路からなる。
流電圧レベルに対応した複数のNビットデジタル信号を
加算平均しているので、入力信号における黒基準期間の
ノイズによる影響を小さくすることができ、A/Dコン
バータのNビットデジタル信号における黒基準期間の直
流電圧をいっそう安定させることができる。
力アナログ映像信号を増幅する増幅器と、制御端子に与
えられる制御端子電圧に従って増幅器の出力アナログ映
像信号の直流電圧を規定する直流制御回路と、所定の変
換周期で直流制御回路より出力されるアナログ映像信号
をNビットデジタル信号に変換して出力するA/Dコン
バータと、A/Dコンバータより出力されるNビットデ
ジタル信号をNビットより少ないMビットで信号クリッ
プしてMビットデジタル信号として出力するクリップ回
路と、A/Dコンバータより出力されるMビットデジタ
ル信号を入力アナログ映像信号の水平ブランキング期間
における黒基準期間にアクティブ期間が存在するクラン
プパルスのアクティブ期間に抽出してクランプパルスの
周期を持つMビットデジタル信号として出力するデータ
抽出回路と、任意に設定されるクランプレベル設定コー
ドに対して所定のデジタル値を加えたMビットデータか
らデータ抽出回路より出力されるMビットデジタル信号
を引き算するデジタル引き算回路と、デジタル引き算回
路より出力されるMビットデジタルデータを所定の上側
基準電圧および下側基準電圧の範囲内でアナログデータ
に変換するD/Aコンバータと、クランプパルスのアク
ティブ期間にD/Aコンバータより出力されるアナログ
データから所定のデジタル値に対応した電圧を引き算し
た引き算結果に従って充放電されるコンデンサを有し、
コンデンサの電圧に比例して直流制御回路の制御端子電
圧を発生する引き算回路とを備えた信号直流電圧安定化
回路を具備している。
ける黒基準期間における信号レベルに相当する複数のM
ビットデジタル信号を加算平均したデータに基づいて直
流制御回路の制御端子電圧を変化させているので、回路
素子の特性バラツキ、A/Dコンバータの基準電圧のバ
ラツキ、A/Dコンバータ固有の変換誤差、電源電圧変
動、入力信号における黒基準期間のノイズ等にかかわら
ず、直流電圧を調整しなくても、A/DコンバータのN
ビットデジタル信号における黒基準期間の直流電圧が、
設定された値にある時定数を持って常に一致させること
ができる。さらに、クリップ回路を設けてデジタル信号
のビット数を少なくしているので、直流制御回路の制御
端子電圧を調整するための回路規模をさらに小さくでき
る。
求項12記載の映像機器において、クランプレベル設定
コードは(M−1)ビットであって、所定のデジタル値
はクランプレベル設定コードのMSB側に付加された値
“1”の一つのビットであり、所定のデジタル値に対応
した電圧は、上側基準電圧から下側基準電圧までの範囲
の中央の電圧である。
ンプレベル設定コードに対して所定のデジタル値を加え
てMビットデータを作成するための構成が簡単になる。
求項12または13記載の映像機器において、データ抽
出回路が、アクティブ期間が入力アナログ映像信号の水
平ブランキング期間における黒基準期間に存在するクラ
ンプパルスの前エッジを始点として所定数の変換周期分
だけクリップ回路より出力されるMビットデジタル信号
を加算平均してクランプパルスの周期を持つMビットデ
ジタル信号として出力する加算平均回路からなる。
流電圧レベルに対応した複数のMビットデジタル信号を
加算平均しているので、入力信号における黒基準期間の
ノイズによる影響を小さくすることができ、A/Dコン
バータのMビットデジタル信号における黒基準期間の直
流電圧をいっそう安定させることができる。
求項11または14記載の映像機器において、加算平均
回路で加算平均するMビットデジタル信号の個数は加算
平均回路に設けられた加算数設定端子に与えられる値に
応じて任意に設定される。
力信号における黒基準期間に存在するノイズの位置に応
じて、そのノイズが存在するデータを加算平均に含めな
いような選択が可能となる。
求項15記載の映像機器において、加算数設定端子へ与
えられる値はバイナリ数である。
平均演算がビットシフト動作で実現でき、回路構成がい
っそう簡単になる。
を参照して説明する。図1は本発明にかかる信号直流電
圧安定化回路の実施の形態を示すブロック図である。本
実施の形態では10ビットA/Dコンバータと8ビット
クリップ回路の例を示す。図1において、1は増幅器、
2は直流制御回路、3はA/Dコンバータ、4は位相調
整回路、5はクリップ回路、6はデータ抽出回路として
の加算平均回路、7は位相調整回路、8はデジタル引き
算回路、9はD/Aコンバータ、10は振幅調整回路、
11は引き算回路、12は上側基準電圧から下側基準電
圧までの範囲の中央の電圧、13はコンデンサである。
示すタイミング図を示す。
り、その1水平期間には映像信号が存在する有効期間
と、映像信号が存在しない水平ブランキング期間とが存
在し、この水平ブランキング期間の中には黒の基準とな
る黒基準期間が存在する。また、後程記述するクランプ
パルスは、図4の通りそのアクティブ期間は入力アナロ
グ映像信号の黒基準期間に存在する。
り、固定利得あるいは可変利得の増幅器1で振幅されて
振幅が最適化され、さらに制御端子2aに与える制御端
子電圧に従って増幅器1の出力アナログ映像信号の直流
電圧を規定する直流制御回路2にて直流電圧が最適化さ
れる。そして、入力アナログ映像信号は、10ビットA
/Dコンバータ3にて、入力クロックに従った変換速度
でLSBのD0からMSBのD9までの10ビットデジ
タル信号に変換されてクロックに同期して出力される。
このクロックと入力アナログ映像信号との関係は図4の
通りである。
ブランキング期間における黒基準期間の直流電圧レベル
を検出するに当たり、動作の定常状態ではそのレベルは
少なくともフルスケールの4分の1を超えることはあり
えないので、クリップ回路5にてMSB側2ビットをク
リップしてD0からD7の8ビットデジタル信号にして
8ビットの加算平均回路6に入力する。
通り、A/Dコンバータ3の10ビットデジタル信号
(D0〜D9)をそれぞれ入力とする10個のDフリッ
プフロップと、MSB側の2ビット分のDフリップフロ
ップのQ出力の論理和をとってLSB側の8ビット分の
DフリップフロップにS入力として与えるOR回路から
なる。
た10ビットデジタル信号が8ビットフルスケールを超
えた時、MSB側2ビットのD8あるいはD9のどちら
か一方が“1”となるので、この時LSB側の8個のD
フリップフロップをセットしてD0からD7を全て
“1”にして出力し、8ビットフルスケールにクリップ
した信号にする。
D9が入力されるDフリップフロップに与えられるクロ
ックは、10ビットA/Dコンバータ3に入力されるの
と同じクロックを位相調整回路4で位相を10ビットデ
ジタル信号に対して最適化したものである。
ブ期間が水平ブランキング期間における黒基準期間に存
在するクランプパルス(図4)の前エッジを始点として
加算数設定端子で規定される少なくとも2以上のバイナ
リ数(2,4,8,…等2のべき乗(2のn乗)の数
値)のクロック周期分だけ10ビットA/Dコンバータ
に入力される変換クロックを位相調整回路4で位相を調
整した入力クロックに従って、クリップ回路5の出力の
8ビットデジタル信号における黒基準期間の信号を加算
平均して、入力クランプパルスの周期を持つLSBのA
D0からMSBのAD7までの8ビットデジタル信号と
して出力し、デジタル引き算回路8に入力する。
定される7ビットのクランプレベル設定コードLSBの
DA0からMSBのDA6に対し、MSB側のDA7に
“1”すなわち80Hexaを付加した8ビットデータ
から、8ビットの加算平均回路6の出力であるLSBの
AD0からMSBのAD7までの8ビットデジタル信号
を引き算した結果を出力し、8ビットのD/Aコンバー
タ9へ与える。
efHおよび下側基準電圧VrefLが与えられること
によって、上記の引き算結果を上記両電圧の範囲内でク
ランプパルスの周期をもつアナログデータに変換し、引
き算回路11に入力する。
クティブ期間において、8ビットD/Aコンバータ9の
出力アナログデータから、8ビットD/Aコンバータ9
に印加される上側基準電圧VrefHから下側基準電圧
VrefLまでの範囲の中央の電圧[(VrefH+V
refL)/2]、言い換えると、上側基準電圧Vre
fHおよび下側基準電圧VrefLの平均値を引き算
し、この引き算結果に従ってコンデンサ13を充放電す
る構成となっており、さらにコンデンサ13の電圧に比
例して直流制御回路2の制御端子電圧を発生し、直流制
御回路2の出力アナログ映像信号の黒基準期間の直流電
圧を決定するようになっている。
るクランプパルスは、加算平均回路6に用いるのと同じ
クランプパルスを位相調整回路7にて位相調整すること
で、クランプパルスのアクティブ期間の位相をD/Aコ
ンバータ9の出力アナログ信号の周期変化の変化点を避
けて安定点にし、さらに振幅調整回路10にて振幅を引
き算回路11に対して最適なものに設定したものであ
る。この振幅調整回路10による振幅調整動作は従来例
で説明したのと同じ目的で行われる。
通りである。この引き算回路11では、コンデンサ13
に発生する電圧が内部基準電圧32と等しい時は、定電
流源33と負荷34とで決まる電圧がバッファ35を通
して直流制御回路2の制御端子に印加される。
が差動ペア31の相手である(VrefH+Vref
L)/2の電圧よりも高ければ、コンデンサ13に充電
して電圧を上昇させ、内部基準電圧32より高くなると
負荷34に流れる電流が増加して直流制御回路2の制御
端子に印加される制御端子電圧が上昇する。
データが差動ペア31の相手である(VrefH+Vr
efL)/2の電圧よりも低ければ、コンデンサ13を
放電させて電圧を下降させ、内部基準電圧32より低く
なると負荷34に流れる電流が減少して直流制御回路2
の制御端子に印加される制御端子電圧が下降する。
ズが存在すると、D/Aコンバータ9の出力アナログデ
ータはクランプパルスの周期、すなわち1水平期間の周
期で差動ペア31の相手である(VrefH+Vref
L)/2近傍で電圧変動することになる。しかし、コン
デンサ13に発生する電圧は差動ペア31のインピーダ
ンスとコンデンサ13の容量値とで決まる時定数の周期
に電圧変動が緩和される。したがって、このコンデンサ
13に発生する電圧に比例して決まる直流制御回路2の
制御端子電圧、直流制御回路2の出力アナログ映像信号
の黒基準期間の直流電圧、ひいてはA/Dコンバータ3
の出力デジタル信号D0からD9における黒基準期間の
直流電圧の変動が緩和され、安定なものになる。
0からD9の黒基準期間の直流電圧の平均が、任意に設
定したクランプレベル設定値DA0からDA6に一致す
ると、加算平均回路6の出力であるLSBのAD0から
MSBのAD7までの8ビットデジタル信号が、任意に
設定する7ビットのクランプレベル設定コードLSBの
DA0からMSBのDA6に一致するので、このデジタ
ル引き算回路8の出力は8ビットフルスケールの中間値
80hexaになるので、これをD/Aコンバータ9で
変換したアナログ出力は、引き算回路11の相手である
(VrefH+VrefL)/2と一致する。
して、引き算回路11の出力電圧の変化は停止してその
時点の電圧で固定され、したがって直流制御回路2の出
力であるアナログ映像信号の黒基準期間の直流電圧も固
定され、これをA/Dコンバータ3で変換した出力デジ
タル信号D0からD9の黒基準期間の直流電圧もクラン
プレベル設定値と一致した値で固定される。
号D0からD9の黒基準期間の直流電圧の平均をVdと
し、本来設定したい直流電圧をV0、種々の変動要因に
より発生した誤差をAとすると Vd=V0+A ・・・ (1) と表される。これは加算平均回路6の出力デジタル信号
AD0からAD7に一致する。デジタル引き算回路8で
はクランプレベル設定値Vrに80Hexaを加えたデ
ータから、この加算平均回路6の出力デジタル信号AD
0からAD7を減算するので、出力は Vr+80Hexa−V0−A ・・・ (2) と表される。80Hexaは、上側基準電圧がVref
Hで下側基準電圧がVrefLの8ビットD/Aコンバ
ータで変換すると、出力は (VrefH+VrefL)/2 となるので、デジタル引き算回路8の出力である(2)
式を上側基準電圧がVrefHで下側基準電圧がVre
fLの8ビットD/Aコンバータで変換すると、出力は Vr+(VrefH+VrefL)/2−V0−A ・・・ (3) と表される。引き算回路11では、この8ビットD/A
コンバータの出力である(3)式と (VrefH+VrefL)/2 との差がゼロとなるように働くので、 Vr+(VrefH+VrefL)/2−V0−A−
(VrefH+VrefL)/2=0 すなわち V0=Vr−A ・・・ (4) となる。この(4)式を(1)式に代入すると Vd=Vr−A+A =Vr となる。すなわち、いかなる変動要因AがあろうともA
/Dコンバータ3の出力デジタル信号D0からD9の黒
基準期間の直流電圧Vdは常にクランプレベル設定値V
rと一致する。
によれば、ブランキング期間における黒基準期間におけ
る信号レベルに相当する複数のMビットデジタル信号を
加算平均したデータに基づいて直流制御回路2の制御端
子電圧を変化させているので、回路素子の特性バラツ
キ、A/Dコンバータの基準電圧のバラツキ、A/Dコ
ンバータ3固有の変換誤差、電源電圧変動、入力信号に
おける黒基準期間のノイズ等にかかわらず、直流電圧を
調整しなくても、A/Dコンバータ3のNビットデジタ
ル信号における黒基準期間の直流電圧が、設定された値
にある時定数を持って常に一致させることができる。さ
らに、クリップ回路5を設けてデジタル信号のビット数
を少なくしているので、直流制御回路の制御端子電圧を
調整するための回路規模をさらに小さくできる。
定コードに対して所定のデジタル値を加えてMビットデ
ータを作成するための構成が簡単になる。
に対応した複数のMビットデジタル信号を加算平均回路
6で加算平均しているので、入力信号における黒基準期
間のノイズによる影響を小さくすることができ、A/D
コンバータのMビットデジタル信号における黒基準期間
の直流電圧をいっそう安定させることができる。
ビットシフト動作で実現でき、回路構成がいっそう簡単
になる。
能である。この場合、加算平均回路6以下の回路のビッ
ト数が増えるので、少し回路規模が大きくなる。
化回路について説明をしただけであるが、この信号直流
電圧安定化回路は、CCDカメラ、複写機、イメージス
キャナ装置、テレビジョン装置、VTR装置およびその
他の映像機器に備えられるものである。
電圧安定化回路によれば、いかなる変動要因があろうと
もA/Dコンバータの出力デジタル信号の黒基準期間の
直流電圧は常にクランプレベル設定値と一致するので、
従来必要であった信号直流電圧の調整が不要であり、か
つ入力アナログ映像信号の黒基準期間にノイズがある場
合でもA/Dコンバータの出力デジタル信号における黒
基準期間の直流電圧の変動は緩和され、安定なものにな
る。したがって、映像にはノイズが出ない映像機器を実
現する効果がある。
加算平均するデータ数を選択できるようにすれば、A/
Dコンバータの出力信号における黒基準期間に存在する
ノイズの位置に応じて、そのノイズが存在するデータを
加算平均に含めないような選択が可能となる。ノイズの
存在する期間を避けて安定部分を選択的に処理すること
によりA/Dコンバータの出力デジタル信号における黒
基準期間の直流電圧をより安定なものにし、映像の黒レ
ベルが安定した映像機器を実現する効果がある。
減少させれば、加算平均回路、デジタル引き算回路、D
/Aコンバータが少ないビット数用の回路で構成できる
ので、回路規模が小さく省電力な信号直流電圧安定化回
路を備えた映像機器の実現を可能にする効果を有する。
バイナリ数にすれば、加算後の割り算処理がビットずら
しで実現でき、いっそう回路規模が小さく省電力な信号
直流電圧安定化回路を備えた映像機器の実現を可能にす
る効果を有する。
像機器は上記信号直流電圧安定化回路の奏する効果と同
様の効果を奏する。
成例を示す回路図である。
例を示す回路図である。
ある。
Claims (16)
- 【請求項1】 入力アナログ映像信号を増幅する増幅器
と、 制御端子に与えられる制御端子電圧に従って前記増幅器
の出力アナログ映像信号の直流電圧を規定する直流制御
回路と、 所定の変換周期で前記直流制御回路より出力されるアナ
ログ映像信号をNビットデジタル信号に変換して出力す
るA/Dコンバータと、 前記A/Dコンバータより出力されるNビットデジタル
信号を前記入力アナログ映像信号の水平ブランキング期
間における黒基準期間にアクティブ期間が存在するクラ
ンプパルスのアクティブ期間に抽出して前記クランプパ
ルスの周期を持つNビットデジタル信号として出力する
データ抽出回路と、 任意に設定されるクランプレベル設定コードに対して所
定のデジタル値を加えたNビットデータから前記データ
抽出回路より出力されるNビットデジタル信号を引き算
するデジタル引き算回路と、 前記デジタル引き算回路より出力されるNビットデジタ
ルデータを所定の上側基準電圧および下側基準電圧の範
囲内でアナログデータに変換するD/Aコンバータと、 前記クランプパルスのアクティブ期間に前記D/Aコン
バータより出力されるアナログデータから前記所定のデ
ジタル値に対応した電圧を引き算した引き算結果に従っ
て充放電されるコンデンサを有し、前記コンデンサの電
圧に比例して前記直流制御回路の制御端子電圧を発生す
る引き算回路とを備えた信号直流電圧安定化回路。 - 【請求項2】 前記クランプレベル設定コードは(N−
1)ビットであって、前記所定のデジタル値は前記クラ
ンプレベル設定コードのMSB側に付加された値“1”
の一つのビットであり、前記所定のデジタル値に対応し
た電圧は、前記上側基準電圧から下側基準電圧までの範
囲の中央の電圧である請求項1記載の信号直流電圧安定
化回路。 - 【請求項3】 前記データ抽出回路が、アクティブ期間
が前記入力アナログ映像信号の水平ブランキング期間に
おける黒基準期間に存在するクランプパルスの前エッジ
を始点として所定数の変換周期分だけ前記A/Dコンバ
ータより出力されるNビットデジタル信号を加算平均し
て前記クランプパルスの周期を持つNビットデジタル信
号として出力する加算平均回路からなる請求項1または
2記載の信号直流電圧安定化回路。 - 【請求項4】 入力アナログ映像信号を増幅する増幅器
と、 制御端子に与えられる制御端子電圧に従って前記増幅器
の出力アナログ映像信号の直流電圧を規定する直流制御
回路と、 所定の変換周期で前記直流制御回路より出力されるアナ
ログ映像信号をNビットデジタル信号に変換して出力す
るA/Dコンバータと、 前記A/Dコンバータより出力されるNビットデジタル
信号をNビットより少ないMビットで信号クリップして
Mビットデジタル信号として出力するクリップ回路と、 前記A/Dコンバータより出力されるMビットデジタル
信号を前記入力アナログ映像信号の水平ブランキング期
間における黒基準期間にアクティブ期間が存在するクラ
ンプパルスのアクティブ期間に抽出して前記クランプパ
ルスの周期を持つMビットデジタル信号として出力する
データ抽出回路と、 任意に設定されるクランプレベル設定コードに対して所
定のデジタル値を加えたMビットデータから前記データ
抽出回路より出力されるMビットデジタル信号を引き算
するデジタル引き算回路と、 前記デジタル引き算回路より出力されるMビットデジタ
ルデータを所定の上側基準電圧および下側基準電圧の範
囲内でアナログデータに変換するD/Aコンバータと、 前記クランプパルスのアクティブ期間に前記D/Aコン
バータより出力されるアナログデータから前記所定のデ
ジタル値に対応した電圧を引き算した引き算結果に従っ
て充放電されるコンデンサを有し、前記コンデンサの電
圧に比例して前記直流制御回路の制御端子電圧を発生す
る引き算回路とを備えた信号直流電圧安定化回路。 - 【請求項5】 前記クランプレベル設定コードは(M−
1)ビットであって、前記所定のデジタル値は前記クラ
ンプレベル設定コードのMSB側に付加された値“1”
の一つのビットであり、前記所定のデジタル値に対応し
た電圧は、前記上側基準電圧から下側基準電圧までの範
囲の中央の電圧である請求項4記載の信号直流電圧安定
化回路。 - 【請求項6】 前記データ抽出回路が、アクティブ期間
が前記入力アナログ映像信号の水平ブランキング期間に
おける黒基準期間に存在するクランプパルスの前エッジ
を始点として所定数の変換周期分だけ前記クリップ回路
より出力されるMビットデジタル信号を加算平均して前
記クランプパルスの周期を持つMビットデジタル信号と
して出力する加算平均回路からなる請求項4または5記
載の信号直流電圧安定化回路。 - 【請求項7】 前記加算平均回路で加算平均するMビッ
トデジタル信号の個数は前記加算平均回路に設けられた
加算数設定端子に与えられる値に応じて任意に設定され
ることを特徴とする請求項3または6記載の信号直流電
圧安定化回路。 - 【請求項8】 前記加算数設定端子へ与えられる値はバ
イナリ数であることを特徴とする請求項7記載の信号直
流電圧安定化回路。 - 【請求項9】 入力アナログ映像信号を増幅する増幅器
と、 制御端子に与えられる制御端子電圧に従って前記増幅器
の出力アナログ映像信号の直流電圧を規定する直流制御
回路と、 所定の変換周期で前記直流制御回路より出力されるアナ
ログ映像信号をNビットデジタル信号に変換して出力す
るA/Dコンバータと、 前記A/Dコンバータより出力されるNビットデジタル
信号を前記入力アナログ映像信号の水平ブランキング期
間における黒基準期間にアクティブ期間が存在するクラ
ンプパルスのアクティブ期間に抽出して前記クランプパ
ルスの周期を持つNビットデジタル信号として出力する
データ抽出回路と、 任意に設定されるクランプレベル設定コードに対して所
定のデジタル値を加えたNビットデータから前記データ
抽出回路より出力されるNビットデジタル信号を引き算
するデジタル引き算回路と、 前記デジタル引き算回路より出力されるNビットデジタ
ルデータを所定の上側基準電圧および下側基準電圧の範
囲内でアナログデータに変換するD/Aコンバータと、 前記クランプパルスのアクティブ期間に前記D/Aコン
バータより出力されるアナログデータから前記所定のデ
ジタル値に対応した電圧を引き算した引き算結果に従っ
て充放電されるコンデンサを有し、前記コンデンサの電
圧に比例して前記直流制御回路の制御端子電圧を発生す
る引き算回路とを備えた信号直流電圧安定化回路を具備
した映像機器。 - 【請求項10】 前記クランプレベル設定コードは(N
−1)ビットであって、前記所定のデジタル値は前記ク
ランプレベル設定コードのMSB側に付加された値
“1”の一つのビットであり、前記所定のデジタル値に
対応した電圧は、前記上側基準電圧から下側基準電圧ま
での範囲の中央の電圧である請求項9記載の映像機器。 - 【請求項11】 前記データ抽出回路が、アクティブ期
間が前記入力アナログ映像信号の水平ブランキング期間
における黒基準期間に存在するクランプパルスの前エッ
ジを始点として所定数の変換周期分だけ前記A/Dコン
バータより出力されるNビットデジタル信号を加算平均
して前記クランプパルスの周期を持つNビットデジタル
信号として出力する加算平均回路からなる請求項9また
は10記載の映像機器。 - 【請求項12】 入力アナログ映像信号を増幅する増幅
器と、 制御端子に与えられる制御端子電圧に従って前記増幅器
の出力アナログ映像信号の直流電圧を規定する直流制御
回路と、 所定の変換周期で前記直流制御回路より出力されるアナ
ログ映像信号をNビットデジタル信号に変換して出力す
るA/Dコンバータと、 前記A/Dコンバータより出力されるNビットデジタル
信号をNビットより少ないMビットで信号クリップして
Mビットデジタル信号として出力するクリップ回路と、 前記A/Dコンバータより出力されるMビットデジタル
信号を前記入力アナログ映像信号の水平ブランキング期
間における黒基準期間にアクティブ期間が存在するクラ
ンプパルスのアクティブ期間に抽出して前記クランプパ
ルスの周期を持つMビットデジタル信号として出力する
データ抽出回路と、 任意に設定されるクランプレベル設定コードに対して所
定のデジタル値を加えたMビットデータから前記データ
抽出回路より出力されるMビットデジタル信号を引き算
するデジタル引き算回路と、 前記デジタル引き算回路より出力されるMビットデジタ
ルデータを所定の上側基準電圧および下側基準電圧の範
囲内でアナログデータに変換するD/Aコンバータと、 前記クランプパルスのアクティブ期間に前記D/Aコン
バータより出力されるアナログデータから前記所定のデ
ジタル値に対応した電圧を引き算した引き算結果に従っ
て充放電されるコンデンサを有し、前記コンデンサの電
圧に比例して前記直流制御回路の制御端子電圧を発生す
る引き算回路とを備えた信号直流電圧安定化回路を具備
した映像機器。 - 【請求項13】 前記クランプレベル設定コードは(M
−1)ビットであって、前記所定のデジタル値は前記ク
ランプレベル設定コードのMSB側に付加された値
“1”の一つのビットであり、前記所定のデジタル値に
対応した電圧は、前記上側基準電圧から下側基準電圧ま
での範囲の中央の電圧である請求項12記載の映像機
器。 - 【請求項14】 前記データ抽出回路が、アクティブ期
間が前記入力アナログ映像信号の水平ブランキング期間
における黒基準期間に存在するクランプパルスの前エッ
ジを始点として所定数の変換周期分だけ前記クリップ回
路より出力されるMビットデジタル信号を加算平均して
前記クランプパルスの周期を持つMビットデジタル信号
として出力する加算平均回路からなる請求項12または
13記載の映像機器。 - 【請求項15】 前記加算平均回路で加算平均するMビ
ットデジタル信号の個数は前記加算平均回路に設けられ
た加算数設定端子に与えられる値に応じて任意に設定さ
れることを特徴とする請求項11または14記載の映像
機器。 - 【請求項16】 前記加算数設定端子へ与えられる値は
バイナリ数であることを特徴とする請求項15記載の映
像機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001209426A JP4014825B2 (ja) | 2001-07-10 | 2001-07-10 | 信号直流電圧安定化回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001209426A JP4014825B2 (ja) | 2001-07-10 | 2001-07-10 | 信号直流電圧安定化回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2003023549A true JP2003023549A (ja) | 2003-01-24 |
JP4014825B2 JP4014825B2 (ja) | 2007-11-28 |
Family
ID=19045081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001209426A Expired - Lifetime JP4014825B2 (ja) | 2001-07-10 | 2001-07-10 | 信号直流電圧安定化回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP4014825B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006157263A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
JP2006229544A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 映像信号直流電圧安定化回路 |
WO2009148107A1 (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-10 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、撮像装置、電子機器、ad変換装置、ad変換方法 |
-
2001
- 2001-07-10 JP JP2001209426A patent/JP4014825B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP4625685B2 (ja) * | 2004-11-26 | 2011-02-02 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
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US8502899B2 (en) | 2008-06-06 | 2013-08-06 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, imaging device, electronic equipment, A/D converter and A/D conversion method |
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