JP2003169261A - 駆動用集積回路 - Google Patents

駆動用集積回路

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JP2003169261A
JP2003169261A JP2001364790A JP2001364790A JP2003169261A JP 2003169261 A JP2003169261 A JP 2003169261A JP 2001364790 A JP2001364790 A JP 2001364790A JP 2001364790 A JP2001364790 A JP 2001364790A JP 2003169261 A JP2003169261 A JP 2003169261A
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JP2001364790A
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Jun Hasegawa
潤 長谷川
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Fujifilm Holdings Corp
Fujifilm Microdevices Co Ltd
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Fujifilm Microdevices Co Ltd
Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電力の低減をはかることの出来る駆動用
集積回路を提供する。 【解決手段】 駆動用集積回路は、入力された第1の制
御信号の状態に応じて2つの状態のいずれかを選択して
出力する比較回路と、入力された第2の制御信号に応じ
て所定の期間のみ前記比較回路の消費電流を低減する消
費電流低減手段と、前記第2の制御信号に応じて、前記
所定の期間のみ前記比較回路の出力をハイインピーダン
ス状態にする出力制御手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動用集積回路に
関し、より詳しくは、CCDエリアセンサの垂直転送電
極の駆動用集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、CCD(Charge Cou
pled Device)とその周辺回路の構成を表す
ブロック図である。
【0003】CCD1は、電荷結合型(CCD)固体撮
像素子等を含み、少なくとも、入射する光の光量に応じ
て電荷を生じさせる光電変換部、及び光電変換部におい
て生じた電荷を転送するための垂直転送電極と水平転送
電極を有するものである。
【0004】ASP(Analog Signal P
rocessor)2は、CCD1から出力されるアナ
ログの画像信号を基準電位部分と信号電位部分との2箇
所で相関2重サンプリングし、差分に適切なゲインをか
けてA/D(Analogto Degital)変換
してデジタルの画像信号として出力する。
【0005】DSP(Digital Signal
Processor)3は、ASP2から出力されるデ
ジタルの画像信号に対して、各種処理を行う。
【0006】TG(Timing Generato
r)4は、CCD1に対して水平電極を駆動するための
タイミング信号を出力する。また、ASP2に対してタ
イミングパルスを出力し、DSP3に対して、同期を取
るためのタイミングパルスを出力している。さらに、垂
直転送電極の駆動用回路(DRV)5に対してもタイミ
ングパルスを出力する。
【0007】DRV5は、CCD1の垂直転送電極を駆
動するための集積回路(IC)である。CCD1の垂直
転送電極は電荷転送と電荷読み出しを行う。電荷読み出
しは高電圧を必要とする。駆動IC(DRV)5は、一
般的に負電圧を含む3つの電圧、例えば、+16V、0
V、−8Vなどの電圧を出力する。このためDRV5の
電源電圧も高く高耐圧MOSトランジスタが用いられ
る。
【0008】上記のASP2、DSP3、及びTG4で
は、電源電圧は、3V等の低い電圧であるが、DRV5
の電源電圧は、上述のようにCCD1の垂直転送電極を
駆動するため、+16V/−8Vの高い電圧が必要であ
る。
【0009】図7は、従来のDRV5の回路図である。
【0010】DRV5は、例えば、複数のレベルシフト
用コンパレータ7、3値ドライバー回路8、2値ドライ
バー回路9及び抵抗分圧回路10を含んで構成される。
【0011】CCDの垂直転送電極の駆動には、読み出
しゲートを兼ねる垂直転送電極を駆動する3値駆動(+
16V、0V、−8V)と転送のみを行う転送電極を駆
動する2値駆動(0V、−8V)がある。図7では、そ
れぞれ1チャンネル分の3値ドライバー回路8、及び2
値ドライバー回路9のみを示すが、例えば、3値ドライ
バー回路8及び2値ドライバー回路9を各2チャンネル
ずつ設けたり、3値ドライバー回路8を6チャンネル、
2値ドライバー回路9を4チャンネル分設けたり、必要
に応じて複数のドライバー回路を設ける。
【0012】3値ドライバー回路8は、1つの出力に対
して2つのレベルシフト用コンパレータ7からの入力が
あり、2値ドライバー回路9は、1つの出力に対して2
つのレベルシフト用コンパレータ7からの入力がある。
【0013】TG4からTIm及びPGmに入力される
例えば3Vレベルの信号は、それぞれ図8に示す差動入
力型のレベルシフト用コンパレータ7を介して、+16
V又は−8Vレベルの信号として3値ドライバー回路8
に送られる。また、BInに入力される、例えば、3V
レベルの信号は、レベルシフト用コンパレータ7を介し
て、+16V又は−8Vレベルの信号として2値ドライ
バー回路9に送られる。すなわち、レベルシフト用コン
パレータ7は、3.3V系のICであるTG4の出力を
DRV5内部の+16V/−8Vの振幅にレベルを変換
するレベルシフタである。なお、レベルシフタとして、
図8に示すレベルシフト用コンパレータ7以外の回路構
成を用いることも出来る。
【0014】レベルシフト用コンパレータ7で+16V
/−8Vの振幅にレベルシフトされた信号は、3値ドラ
イバー回路8及び2値ドライバー回路9に入力され、真
理表に基づきCCD1を駆動するためのクロック信号
を、それぞれTOn、BOnから出力する。
【0015】抵抗分圧回路10は、3VのVDDから、
レベルシフト用コンパレータ7で用いるための1.5V
の参照電圧Vrefを出力する。
【0016】図9(A)は、3値ドライバー回路8の回
路図であり、図9(B)は、図9(A)に示す3値ドラ
イバー回路8で用いられる真理表である。
【0017】3値ドライバー回路8は、+16Vの電源
VH、0Vの電源VM及び−8Vの電源VLに接続され
ている。レベルシフト用コンパレータ7からの出力H_
PGm及びH_TIm及び図9(B)に示す真理表に基
づき、CCD1を駆動するための3種類の電圧による駆
動信号TOm(VH(+16V)、VM(0V)、VL
(−8V))を出力する。
【0018】図10(A)は、2値ドライバー回路9の
回路図であり、図10(B)は、図10(A)に示す2
値ドライバー回路9で用いられる真理表である。
【0019】2値ドライバー回路9は、0Vの電源VM
及び−8Vの電源VLに接続されている。レベルシフト
用コンパレータ7からの出力H_BIn及び図10
(B)に示す真理表に基づき、CCD1を駆動するため
の2種類の電圧による駆動信号BOn(VH(+16
V)、VL(−8V))を出力する。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】CCD1の垂直転送電
極の駆動は、水平ブランキング期間に行われるが、従来
のDRV5においては、消費電力のことはほとんど考慮
されていないため、図8に示す差動入力型のレベルシフ
ト用コンパレータ7では、水平ブランキング期間以外に
もバイアス電流が消費されている。
【0021】このために、不要な期間(水平ブランキン
グ期間以外)にも無駄な電流が消費され、デジタルカメ
ラ等の用途にDRV5を用いると、消費電力が大きくな
り、電池の消耗が激しくなってしまう。
【0022】本発明の目的は、消費電力の低減をはかる
ことの出来る駆動用集積回路を提供することである。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、駆動用集積回路は、入力された第1の制御信号の状
態に応じて2つの状態のいずれかを選択して出力する比
較回路と、入力された第2の制御信号に応じて所定の期
間のみ前記比較回路の消費電流を低減する消費電流低減
手段と、前記第2の制御信号に応じて、前記所定の期間
のみ前記比較回路の出力をハイインピーダンス状態にす
る出力制御手段とを有する。
【0024】また、本発明の他の観点によれば、駆動用
集積回路は、入力された第1の制御信号の状態に応じて
2つの状態のいずれかを選択して出力する比較回路と、
入力された第2の制御信号に応じて所定の期間のみ前記
比較回路の消費電流を低減する消費電流低減手段と、前
記第2の制御信号に応じて、前記所定の期間のみ前記比
較回路の出力をハイインピーダンス状態にする出力制御
手段と、前記第2の制御信号によって消費電流を低減す
ると同時に直前までの前記比較回路の出力状態を保持す
る出力状態保持手段とを有する。
【0025】また、本発明のさらに他の観点によれば、
駆動用集積回路は、参照電圧を発生する参照電圧発生手
段と、入力された第1の制御信号と前記参照電圧のレベ
ルを比較して、2つの状態のいずれかを選択して出力す
る比較回路と、入力された第2の制御信号に応じて所定
の期間のみ前記比較回路の消費電流を低減する消費電流
低減手段と、前記第2の制御信号に応じて、前記所定の
期間のみ前記比較回路の出力をハイインピーダンス状態
にする出力制御手段とを有する。
【0026】また、本発明のさらに他の観点によれば、
駆動用集積回路は、参照電圧を発生する参照電圧発生手
段と、入力された第1の制御信号と前記参照電圧のレベ
ルを比較して、2つの状態のいずれかを選択して出力す
る比較回路と、入力された第2の制御信号に応じて所定
の期間のみ前記比較回路の消費電流を低減する消費電流
低減手段と、前記第2の制御信号に応じて、前記所定の
期間のみ前記比較回路の出力をハイインピーダンス状態
にする出力制御手段と、前記第2の制御信号によって消
費電流を低減すると同時に直前までの前記比較回路の出
力状態を保持する出力状態保持手段とを有する。
【0027】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施例によるC
CD1とその周辺回路の構成を表すブロック図である。
なお、DRV15以外のCCDとその周辺回路について
は、図6に示す従来技術と同様の構成であるので、説明
を省略する。
【0028】図2は、本発明の実施例によるCCDの垂
直転送電極の駆動用集積回路(DRV)15の回路図で
ある。
【0029】DRV15は、例えば、EN(イネーブ
ル)信号発生用のコンパレータ37、ドライバー回路へ
の入力用のレベルシフト用コンパレータ17、3値ドラ
イバー回路8、2値ドライバー回路9、参照電圧発生回
路20、インバータ21、ラッチ(Latch)回路2
2を含んで構成される。なお、3値ドライバー回路8、
2値ドライバー回路9は、図7に示す従来技術と同様の
構成である。
【0030】また、EN信号発生用コンパレータ37
は、入力される水平ブランキング(HBLNK)信号を
+16Vレベル若しくは−8Vレベルのイネーブル(E
N)信号に変換して出力するための差動コンパレータで
あり、回路構成は従来のレベルシフト用コンパレータ7
と同様である。
【0031】参照電圧(Vref)発生回路20は、N
−chトランジスタ23と電流源24で構成され、N−
chトランジスタ23は、DrainがVH(+16
V)、Sourceが電流源24に、そしてGateが
VDD(+3V)に接続されている。
【0032】このN−chトランジスタ23の閾値電圧
(Vth)は約1.5Vで、電流源24の電流値は数1
0μA以下という小さい値になっているため、出力され
るVrefは、Gateに印加された電圧(+3V)か
ら、Vth分(約1.5V)だけ降下した電圧(1.5
V)となる。
【0033】図7に示す従来のDRV5では、Vref
の生成に抵抗分圧回路10を用いていたために電流を消
費していたが、本実施例のようにN−chトランジスタ
23と電流源24で参照電圧(Vref)発生回路20
を構成することにより、消費電力を抑えることが出来
る。
【0034】さらに、抵抗分圧回路10を用いた場合
は、VDDが投入されていなければ、VDD=0V、V
ref=0Vとなり、TG4からの入力が0Vの時に、
EN信号発生用コンパレータ37又はレベルシフト用コ
ンパレータ17のそれぞれの2つの入力が等しくなって
しまい、動作が不安定になってしまうという問題があっ
た。しかし、本実施例による参照電圧発生回路20を用
いることにより。VDDが投入されていない時(VDD
=0V)にTG4からの入力が0Vであっても、Vre
f=−1.5Vになるので、TG4からの入力が0Vの
時でも、出力がHighLevelに確定し、動作が安
定する。
【0035】図2に示すように、本実施例では、HBL
NK信号をTG4(図6)から入力し、EN信号発生用
コンパレータ37により、HighLevel(+16
V)又はLowLevel(−8V)のイネーブル(E
N)信号及びEN信号の反転信号であるイネーブルバー
(_EN)信号を発生している。
【0036】HBLNK信号は、水平ブランキング期間
を表すための信号であり、例えば、図3に示すようなタ
イミングで、CCD1の垂直転送電極の駆動が行われ
る。すなわち、通常、この水平ブランキング期間にの
み、CCD1の垂直転送電極の駆動が行われる。
【0037】ここで発生したEN信号は、レベルシフト
用コンパレータ17に送られ、レベルシフト用コンパレ
ータ17の電流のオン・オフに用いられる。なお、イン
バータ21により反転させられた_EN信号は、後述す
るラッチ回路22にも入力される。
【0038】従来のレベルシフト用コンパレータ7で
は、常に定電流源をオンにした状態であるために、水平
ブランキング期間以外の動作していない時にも電流を消
費していた。本実施例のレベルシフト用コンパレータ1
7では、EN信号により、それらの電流を水平ブランキ
ング期間以外では停止して、消費電力の低減をはかって
いる。
【0039】本実施例では、さらに、ラッチ回路22を
各レベルシフト用コンパレータ17の後段にそれぞれ設
けている。このラッチ回路22は、HighLevel
の_EN信号が入力されると同時に、すなわち、レベル
シフト用コンパレータ17の電流がオフにされると同時
に、直前までの出力を保持することが出来る。
【0040】ラッチ回路22からの出力であるHigh
Level(+16V)又はLowLevel(−8
V)のH_TIm及びH_PGmは、3値ドライバー8
に入力され、HighLevel(+16V)又はLo
wLevel(−8V)のH_BInは、2値ドライバ
ー9に入力される。
【0041】3値ドライバー回路8は、+16Vの電源
VH、0Vの電源VM及び−8Vの電源VLに接続され
ている。ラッチ回路22からの出力H_PGm及びH_
TIm及び図9(B)に示す真理表に基づき、CCD1
を駆動するための3種類の電圧による駆動信号TOm
(VH(+16V)、VM(0V)、VL(−8V))
を出力する。
【0042】2値ドライバー回路9は、+16Vの電源
VH及び−8Vの電源VLに接続されている。ラッチ回
路22からの出力H_BIn及び図10(B)に示す真
理表に基づき、CCD1を駆動するための2種類の電圧
による駆動信号BOn(VH(+16V)、VL(−8
V))を出力する。
【0043】図3に示す垂直転送のタイミング図から明
らかなように、HBLNK信号がLowLevelとな
ると、3値ドライバー回路8及び2値ドライバー回路9
の入力はHBLNK信号の立下りの前の状態を維持し、
再びHBLNK信号がHighLevelになるとTG
4からの信号を受付けるようになる。
【0044】つまり、HBLNK信号がLowLeve
lの間は、EN信号がLowLevelになりレベルシ
フト用コンパレータ17の電流がカットされる。よっ
て、Vref発生回路20とEN信号発生用コンパレー
タ37に流れる電流が消費されるのみである。また、一
般的にHBLNK信号のDutyは0.5よりもはるか
に小さく、HBLNK信号を用いてEN信号を生成した
としても、電流削減の効果は大きいと考えられる。
【0045】図4は、本実施例によるレベルシフト用コ
ンパレータ17の回路図である。
【0046】本実施例のレベルシフト用コンパレータ1
7は、電流源25とVL電源の間にN−chトランジス
タ26を配置し、該N−chトランジスタ26のGat
eにEN信号を供給することで、電流の遮断が可能な構
成になっている。すなわち、LowLevelのEN信
号が供給されると、電流を遮断する構成になっている。
【0047】また、出力段のP−chトランジスタ27
aのGateに電流遮断用のP−chトランジスタ27
bが付加されている。この電流遮断用のP−chトラン
ジスタ27bのGateにもEN信号が供給されてい
る。HighLevelのEN信号が供給されると出力
のP−chトランジスタ27aのGateにVHが印加
されOUTが解放される。逆にLowLevelのEN
信号が供給されると出力はハイインピーダンス状態にな
る。
【0048】以上のような構成のレベルシフト用コンパ
レータ17を用いることにより、本実施例では、水平ブ
ランキング期間以外でのバイアス電流を遮断し、消費電
力を抑えることが出来る。
【0049】図5は、本実施例によるラッチ回路22の
回路図である。本実施例では、図5(A)に示すラッチ
回路22a若しくは図5(B)に示すラッチ回路22b
のいずれか1つの回路により構成される。
【0050】図5(A)に示すラッチ回路22aは、イ
ンバータ28、フィードバックインバータ29a及びス
イッチ30を含んで構成される。スイッチ30は、Lo
wLevelの_EN信号が入力されると切断され、図
に示す状態になる。この状態では、入力Dはそのまま出
力Qとして出力される。すなわち、_EN信号がLow
Levelの時は、EN信号はHighLevelであ
るので、レベルシフト用コンパレータ17の電流はオン
であり、レベルシフト用コンパレータ17から、通常の
入力があり、それをそのまま出力することになる。
【0051】また、スイッチ30は、HighLeve
lの_EN信号が入力されると接続され、ループを形成
し、フィードバックインバータ29の出力が、インバー
タ28の入力にフィードバックされ、その直前の出力Q
を保持することが出来る。この時EN信号はLowLe
velであるので、レベルシフト用コンパレータ17の
電流は遮断され、入力Dすなわちレベルシフト用コンパ
レータ17の出力は、ハイインピーダンス状態となる。
【0052】図5(B)に示すラッチ回路22bは、イ
ンバータ28及びフィードバックインバータ29bで構
成される。フィードバックインバータ29bは、駆動能
力の弱いインバータであり、直前の出力Qを保持するこ
とが出来る程度の駆動能力を有する。
【0053】水平ブランキング期間の通常の動作では、
レベルシフト用コンパレータ17の出力が変化しようと
する時に、フィードバックインバータ29bがそれを妨
げる方向に働くが、駆動能力が低いためにレベルシフト
用コンパレータ17の出力が勝って出力Qが切り替わ
る。EN信号がLowLevelになると(水平ブラン
キング期間以外)、レベルシフト用コンパレータ17の
出力がハイインピーダンス状態になるので、外部から強
制的にラッチ回路22bの状態を変化させる力が働かな
くなり、直前の出力Qを保持することが出来る。
【0054】以上、本実施例によれば、HBLNK信号
を元にイネーブル信号を発生させ、差動電圧コンパレー
タのバイアス電流を停止することが出来る。すなわち、
本実施例によれば、差動電圧コンパレータの動作が必要
な水平ブランキング期間のみ、該差動電圧コンパレータ
のバイアス電流をオンにすることが出来る。
【0055】このようにすることで、回路構成が単純で
動作電圧範囲の広い簡単な差動電圧コンパレータを用い
て、システム全体の消費電力を低減することが出来る。
【0056】さらに、本実施例によれば、差動コンパレ
ータの後段にラッチ回路を設け、差動コンパレータの電
流停止と同時に、直前までの状態を保持することが出来
る。
【0057】ラッチ回路を設けることにより、直前の出
力状態を保持することが出来るので、水平ブランキング
期間以外のリーク電流などによる誤動作を防ぐことが出
来る。
【0058】また、本実施例によれば、参照電圧をN−
chトランジスタと電流源により構成するので、コンパ
レータの出力が不定になることを防ぐことが出来る。
【0059】なお、本実施例の駆動用集積回路は、CC
Dの垂直転送電極の駆動に限らず液晶表示装置などの転
送電極の駆動回路として用いることが出来る。
【0060】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組合せ等が可能なことは当業者に自明
であろう。
【0061】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
消費電力の低減をはかることの出来る駆動用集積回路を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施例のCCD(Charge Coup
led Device)とその周辺回路の構成を表すブ
ロック図である。
【図2】 本発明の実施例によるCCDの垂直転送電極
の駆動用集積回路(DRV)15の回路図である。
【図3】 垂直転送のタイミング図である。
【図4】 本実施例によるレベルシフト用コンパレータ
17の回路図である。
【図5】 本実施例によるラッチ回路22の回路図であ
る。
【図6】 CCD(Charge Coupled D
evice)とその周辺回路の構成を表すブロック図で
ある。
【図7】 従来のDRV5の回路図である。
【図8】 従来のレベルシフト用コンパレータ7の回路
図である。
【図9】 3値ドライバー回路8の回路図である。
【図10】 2値ドライバー回路9の回路図である。
【符号の説明】
1…CCD、2…ASP、3…DSP、4…TG、5、
15…DRV、7、17…レベルシフト用コンパレー
タ、8…3値ドライバー、9…2値ドライバー、10…
電圧分割回路、20…参照電圧発生回路、21、28、
29…インバータ、22…ラッチ回路、23、26…N
−chトランジスタ、24、25…電流源、27…P−
chトランジスタ、30…スイッチ、37…EN信号発
生用コンパレータ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力された第1の制御信号の状態に応じ
    て2つの状態のいずれかを選択して出力する比較回路
    と、 入力された第2の制御信号に応じて所定の期間のみ前記
    比較回路の消費電流を低減する消費電流低減手段と、 前記第2の制御信号に応じて、前記所定の期間のみ前記
    比較回路の出力をハイインピーダンス状態にする出力制
    御手段とを有する駆動用集積回路。
  2. 【請求項2】 入力された第1の制御信号の状態に応じ
    て2つの状態のいずれかを選択して出力する比較回路
    と、 入力された第2の制御信号に応じて所定の期間のみ前記
    比較回路の消費電流を低減する消費電流低減手段と、 前記第2の制御信号に応じて、前記所定の期間のみ前記
    比較回路の出力をハイインピーダンス状態にする出力制
    御手段と、 前記第2の制御信号によって消費電流を低減すると同時
    に直前までの前記比較回路の出力状態を保持する出力状
    態保持手段とを有する駆動用集積回路。
  3. 【請求項3】 参照電圧を発生する参照電圧発生手段
    と、 入力された第1の制御信号と前記参照電圧のレベルを比
    較して、2つの状態のいずれかを選択して出力する比較
    回路と、 入力された第2の制御信号に応じて所定の期間のみ前記
    比較回路の消費電流を低減する消費電流低減手段と、 前記第2の制御信号に応じて、前記所定の期間のみ前記
    比較回路の出力をハイインピーダンス状態にする出力制
    御手段とを有する駆動用集積回路。
  4. 【請求項4】 参照電圧を発生する参照電圧発生手段
    と、 入力された第1の制御信号と前記参照電圧のレベルを比
    較して、2つの状態のいずれかを選択して出力する比較
    回路と、 入力された第2の制御信号に応じて所定の期間のみ前記
    比較回路の消費電流を低減する消費電流低減手段と、 前記第2の制御信号に応じて、前記所定の期間のみ前記
    比較回路の出力をハイインピーダンス状態にする出力制
    御手段と、 前記第2の制御信号によって消費電流を低減すると同時
    に直前までの前記比較回路の出力状態を保持する出力状
    態保持手段とを有する駆動用集積回路。
  5. 【請求項5】 前記消費電流低減手段は、前記比較回路
    のバイアス電流を遮断することにより消費電流を低減す
    る請求項1〜4のいずれか1つに記載の駆動用集積回
    路。
  6. 【請求項6】 前記参照電圧発生手段は、定電流源とM
    OSトランジスタの直列接続で構成される請求項3又は
    4記載の駆動用集積回路。
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KR100718646B1 (ko) 2005-08-05 2007-05-15 삼성전자주식회사 아날로그-디지털 변환기 및 이를 포함하는 씨모스 이미지센서, 그리고 씨모스 이미지 센서의 동작 방법
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