JP3141485B2 - カラー撮像装置 - Google Patents
カラー撮像装置Info
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- JP3141485B2 JP3141485B2 JP04028439A JP2843992A JP3141485B2 JP 3141485 B2 JP3141485 B2 JP 3141485B2 JP 04028439 A JP04028439 A JP 04028439A JP 2843992 A JP2843992 A JP 2843992A JP 3141485 B2 JP3141485 B2 JP 3141485B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カラーリニアセンサ等
のカラー撮像装置に関する。
のカラー撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、カラーリニアセンサは、例えば青
色フィルタを上面に有した複数の受光素子からなる青色
用センサ部(即ち青色用センサ列)と、赤色フィルタを
上面に有した複数の受光素子からなる赤色用センサ部
(即ち赤色用センサ列)と、緑色フィルタを上面に有し
た複数の受光素子からなる緑色用センサ部(即ち緑色用
センサ列)とを互に平行に配し、各センサ部の一側に夫
々対応するCCD構造の青色用、赤色用及び緑色用の複
数の電荷転送レジスタ部を配し、さらに、各電荷転送レ
ジスタの終段に夫々信号電荷を電圧に交換するためのフ
ローティングディフュージョン部を介して出力回路を接
続して構成される。
色フィルタを上面に有した複数の受光素子からなる青色
用センサ部(即ち青色用センサ列)と、赤色フィルタを
上面に有した複数の受光素子からなる赤色用センサ部
(即ち赤色用センサ列)と、緑色フィルタを上面に有し
た複数の受光素子からなる緑色用センサ部(即ち緑色用
センサ列)とを互に平行に配し、各センサ部の一側に夫
々対応するCCD構造の青色用、赤色用及び緑色用の複
数の電荷転送レジスタ部を配し、さらに、各電荷転送レ
ジスタの終段に夫々信号電荷を電圧に交換するためのフ
ローティングディフュージョン部を介して出力回路を接
続して構成される。
【0003】各色に対応する夫々の電荷転送レジスタ部
同士、フローティングディフュージョン部同士及び出力
回路同士は、同じ構造で設計されている。
同士、フローティングディフュージョン部同士及び出力
回路同士は、同じ構造で設計されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のカラーリニアセ
ンサにおいては、赤、緑、青の各色フィルタの分光特性
の違いから赤、緑、青の各色の感度(いわゆる出力電
圧)が異なる。通常、緑、赤、青の順に感度が高くな
る。このため、飽和光量は、一番感度のよい色信号によ
り制約され、他の色信号はS/Nの点で不利になる。
ンサにおいては、赤、緑、青の各色フィルタの分光特性
の違いから赤、緑、青の各色の感度(いわゆる出力電
圧)が異なる。通常、緑、赤、青の順に感度が高くな
る。このため、飽和光量は、一番感度のよい色信号によ
り制約され、他の色信号はS/Nの点で不利になる。
【0005】即ち、例えば緑が一番感度がよく飽和出力
電圧まで使用した場合、これ以上の光量は使えず、一番
感度の悪い青は飽和出力電圧の1/4程度しか使用でき
ず、S/Nの点で極めて悪い画質が再生されることにな
る。
電圧まで使用した場合、これ以上の光量は使えず、一番
感度の悪い青は飽和出力電圧の1/4程度しか使用でき
ず、S/Nの点で極めて悪い画質が再生されることにな
る。
【0006】一方、各色フィルタの分光特性から生じる
赤、緑、青の各色の感度差を均等化する従来方法とし
て、例えば感度差に応じて各色の受光素子、従ってセン
サ部の面積を変える方法がある。しかし、この方法で
は、各色ごとに副走査方向(センサ列の方向と直交する
方向)の解像度が異なり、画質の劣化を招く。
赤、緑、青の各色の感度差を均等化する従来方法とし
て、例えば感度差に応じて各色の受光素子、従ってセン
サ部の面積を変える方法がある。しかし、この方法で
は、各色ごとに副走査方向(センサ列の方向と直交する
方向)の解像度が異なり、画質の劣化を招く。
【0007】本発明は、上述の点に鑑み、赤、緑、青の
各色の感度を均等化させたカラー撮像装置を提供するも
のである。
各色の感度を均等化させたカラー撮像装置を提供するも
のである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、色フィルタを
通して受光されるセンサ部3B,3R,3Gと、各色に
対応する複数の電荷転送レジスタ部4B,4R,4Gを
有し、各電荷転送レジスタ部4B,4R,4Gの終段に
電荷電圧変換部5B,5R,5Gを介して出力回路6
B,6R,6Gが接続されてなるカラー撮像装置におい
て、各電荷電圧変換部5B,5R,5Gの電荷−電圧変
換効率を各色信号に応じて変えて各色の感度を均等化す
るように構成する。また、上記カラー撮像装置におい
て、さらに利得を各色信号に応じて変える出力回路が設
けられた構成を可とする。
通して受光されるセンサ部3B,3R,3Gと、各色に
対応する複数の電荷転送レジスタ部4B,4R,4Gを
有し、各電荷転送レジスタ部4B,4R,4Gの終段に
電荷電圧変換部5B,5R,5Gを介して出力回路6
B,6R,6Gが接続されてなるカラー撮像装置におい
て、各電荷電圧変換部5B,5R,5Gの電荷−電圧変
換効率を各色信号に応じて変えて各色の感度を均等化す
るように構成する。また、上記カラー撮像装置におい
て、さらに利得を各色信号に応じて変える出力回路が設
けられた構成を可とする。
【0009】
【0010】
【作用】本発明においては、電荷電圧変換部5B,5
R,5Gでの電荷−電圧変換効率を各色に応じて変え、
即ち、例えば電荷電圧変換部5B,5R,5Gの面積を
異ならして低い感度の色信号に対応する電荷−電圧変換
効率を他より相対的に上げることにより、各色フィルタ
の特性の違いから生じる各色の感度差が相殺され、各色
の感度が均等化される。
R,5Gでの電荷−電圧変換効率を各色に応じて変え、
即ち、例えば電荷電圧変換部5B,5R,5Gの面積を
異ならして低い感度の色信号に対応する電荷−電圧変換
効率を他より相対的に上げることにより、各色フィルタ
の特性の違いから生じる各色の感度差が相殺され、各色
の感度が均等化される。
【0011】また、本発明においては、各電荷転送レジ
スタ部4B,4R,4Gに接続した出力回路6B,6
R,6Gが、利得を各色信号に応じて変え、各色の感度
を均等化させることにより、即ち感度の低い色信号に対
する出力回路6B,6R,6Gの利得を他より相対的に
上げることにより、各色フィルタの特性の違いから生じ
る各色の感度差が相殺され、各色の感度が均等化され
る。
スタ部4B,4R,4Gに接続した出力回路6B,6
R,6Gが、利得を各色信号に応じて変え、各色の感度
を均等化させることにより、即ち感度の低い色信号に対
する出力回路6B,6R,6Gの利得を他より相対的に
上げることにより、各色フィルタの特性の違いから生じ
る各色の感度差が相殺され、各色の感度が均等化され
る。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例をカラ
ーリニアセンサに適用した場合について説明する。
ーリニアセンサに適用した場合について説明する。
【0013】図1は本発明に適用されるカラーリニアセ
ンサの一例を示す。
ンサの一例を示す。
【0014】本例においては、青色フィルタを上面に有
して複数の受光素子2Bを一方向に配列した青色センサ
部(即ち青色センサ列)3Bと、赤色フィルタを上面に
有して複数の受光素子2Rを一方向に配列した赤色セン
サ部(即ち赤色センサ列)3Rと、緑色フィルタを上面
に有して複数の受光素子2Gを一方向に配列した緑色セ
ンサ部(即ち緑色センサ列)3Gとが互に平行に配さ
れ、各センサ列3B,3R,3Gの一側に夫々CCD構
造の青色用、赤色用及び緑色用の電荷転送レジスタ部4
B,4R及び4Gが配される。さらに、各電荷転送レジ
スタ部4B,4R及び4Gの終段に夫々信号電荷を電圧
に変換するためのフローティングディフュージョン部5
B,5R,5Gを介して出力回路6B,6R,6Gが接
続される。
して複数の受光素子2Bを一方向に配列した青色センサ
部(即ち青色センサ列)3Bと、赤色フィルタを上面に
有して複数の受光素子2Rを一方向に配列した赤色セン
サ部(即ち赤色センサ列)3Rと、緑色フィルタを上面
に有して複数の受光素子2Gを一方向に配列した緑色セ
ンサ部(即ち緑色センサ列)3Gとが互に平行に配さ
れ、各センサ列3B,3R,3Gの一側に夫々CCD構
造の青色用、赤色用及び緑色用の電荷転送レジスタ部4
B,4R及び4Gが配される。さらに、各電荷転送レジ
スタ部4B,4R及び4Gの終段に夫々信号電荷を電圧
に変換するためのフローティングディフュージョン部5
B,5R,5Gを介して出力回路6B,6R,6Gが接
続される。
【0015】このカラーリニアセンサ1では、各センサ
列3B,3R,3Gの受光素子2B,2R,2Gに受光
量に応じた信号電荷が蓄積され、各受光素子2B,2
R,2Gの信号電荷が夫々対応する電荷転送レジスタ部
4B,4R,4Gに転送された後、各電荷転送レジスタ
部4B,4R,4G内を転送され、夫々フローティング
ディフュージョン部5B,5R,5Gで電荷−電圧変換
されて夫々の出力回路6B,6R,6Gを通して出力さ
れる。
列3B,3R,3Gの受光素子2B,2R,2Gに受光
量に応じた信号電荷が蓄積され、各受光素子2B,2
R,2Gの信号電荷が夫々対応する電荷転送レジスタ部
4B,4R,4Gに転送された後、各電荷転送レジスタ
部4B,4R,4G内を転送され、夫々フローティング
ディフュージョン部5B,5R,5Gで電荷−電圧変換
されて夫々の出力回路6B,6R,6Gを通して出力さ
れる。
【0016】しかして、本例では、色フィルタの分光特
性の違いから緑、赤、青の順に感度が高い(緑が最も高
く、青が最も低い)ことに基づき、フローティングディ
フュージョン部5B,5R,5Gの電荷−電圧変換効率
を、各色信号ごとに制御する。
性の違いから緑、赤、青の順に感度が高い(緑が最も高
く、青が最も低い)ことに基づき、フローティングディ
フュージョン部5B,5R,5Gの電荷−電圧変換効率
を、各色信号ごとに制御する。
【0017】即ち、図3に示すように、例えばN形半導
体基板11上のP形ウエル領域12にN+ 拡散層による
フローティングディフュージョン部5が形成され、この
フローティングディフュージョン部5が出力回路6即ち
その駆動用MOSトランジスタ14と負荷用MOSトラ
ンジスタ15からなるソースフォロア回路16を有する
出力バッファ17が接続されるが、このフローティング
ディフュージョン部5ではその面積を小さくすることに
より、その分、寄生容量(接合容量)Cjが小さくなり
電荷−電圧変換効率が大きくなる。
体基板11上のP形ウエル領域12にN+ 拡散層による
フローティングディフュージョン部5が形成され、この
フローティングディフュージョン部5が出力回路6即ち
その駆動用MOSトランジスタ14と負荷用MOSトラ
ンジスタ15からなるソースフォロア回路16を有する
出力バッファ17が接続されるが、このフローティング
ディフュージョン部5ではその面積を小さくすることに
より、その分、寄生容量(接合容量)Cjが小さくなり
電荷−電圧変換効率が大きくなる。
【0018】このことから、一番感度の低い青色用のフ
ローティングディフュージョン部5Bを最も良い電荷−
電圧変換効率が得られる面積に設定し、この青色用のフ
ローティングディフュージョン部5Bの面積を基準に、
之より感度の良い赤色用及び緑色用のフローティングデ
ィフュージョン部5R,5Gの面積比をその感度に相応
して大きくし、赤色用、緑色用のフローティングディフ
ュージョン部5R,5 Gでの電荷−電圧変換効率を相対
的に下げるようになす。
ローティングディフュージョン部5Bを最も良い電荷−
電圧変換効率が得られる面積に設定し、この青色用のフ
ローティングディフュージョン部5Bの面積を基準に、
之より感度の良い赤色用及び緑色用のフローティングデ
ィフュージョン部5R,5Gの面積比をその感度に相応
して大きくし、赤色用、緑色用のフローティングディフ
ュージョン部5R,5 Gでの電荷−電圧変換効率を相対
的に下げるようになす。
【0019】このカラーリニアセンサの構成によれば、
感度の最も高い緑色用のフローティングディフュージョ
ン部5Gに対して、之より感度の低い赤色用、青色用の
フローティングディフュージョン部5R,5Bの面積比
を相対的に小さくして、赤色信号、青色信号の電荷−電
圧変換効率を大きく形成することにより、各色フィルタ
の分光特性から生じる各色の感度差が相殺され、各色の
感度を均等化することができる。したがって各色信号出
力ともに飽和出力電圧付近まで使用でき、S/Nのよい
画質を再現することができる。
感度の最も高い緑色用のフローティングディフュージョ
ン部5Gに対して、之より感度の低い赤色用、青色用の
フローティングディフュージョン部5R,5Bの面積比
を相対的に小さくして、赤色信号、青色信号の電荷−電
圧変換効率を大きく形成することにより、各色フィルタ
の分光特性から生じる各色の感度差が相殺され、各色の
感度を均等化することができる。したがって各色信号出
力ともに飽和出力電圧付近まで使用でき、S/Nのよい
画質を再現することができる。
【0020】また、各色センサ列3B,3R,3Gの面
積を変えることがないので、各色ごとの副走査方向の解
像度は同じであり画質劣化は生じない。
積を変えることがないので、各色ごとの副走査方向の解
像度は同じであり画質劣化は生じない。
【0021】又、他の例としては、各出力回路6B,6
R,6Gのアンプの利得を各色信号に応じて制御する。
R,6Gのアンプの利得を各色信号に応じて制御する。
【0022】即ち、フローティングディフュージョン部
5に接続される出力回路6としては、例えば図4に示す
ように前段バッファ回路17、インバータアンプ18及
び後段バッファ回路19等が順次接続されて構成される
が、例えば感度の高い緑信号に対応する出力回路6Gの
アンプ18の利得を低く設定し、感度の低い青色信号に
対応する出力回路6Bのアンプ18の利得を高く設定す
る。
5に接続される出力回路6としては、例えば図4に示す
ように前段バッファ回路17、インバータアンプ18及
び後段バッファ回路19等が順次接続されて構成される
が、例えば感度の高い緑信号に対応する出力回路6Gの
アンプ18の利得を低く設定し、感度の低い青色信号に
対応する出力回路6Bのアンプ18の利得を高く設定す
る。
【0023】かかる構成によれば、出力回路6B,6
R,6Gの夫々のアンプ18の利得を各色信号ごとに設
定することにより、各色フィルタの分光特性から生ずる
各色の感度差が相殺され、各色の感度を均等化すること
ができる。従って、この場合も、各色信号出力ともに飽
和出力電圧付近まで使用でき、S/Nのよい画質が再現
される。また各色ごとの副走査方向の解像度は同じであ
り画質劣化は生じない。
R,6Gの夫々のアンプ18の利得を各色信号ごとに設
定することにより、各色フィルタの分光特性から生ずる
各色の感度差が相殺され、各色の感度を均等化すること
ができる。従って、この場合も、各色信号出力ともに飽
和出力電圧付近まで使用でき、S/Nのよい画質が再現
される。また各色ごとの副走査方向の解像度は同じであ
り画質劣化は生じない。
【0024】さらに、他の例としては、上述したフロー
ティングディフュージョン部における変換効率の制御
と、出力回路のアンプの利得の制御とを併用し、各色フ
ィルタの分光特性から生じる各色の感度差を相殺し各色
の感度を均等化するように構成することもできる。
ティングディフュージョン部における変換効率の制御
と、出力回路のアンプの利得の制御とを併用し、各色フ
ィルタの分光特性から生じる各色の感度差を相殺し各色
の感度を均等化するように構成することもできる。
【0025】上述の各実施例は全て電圧の段階での制御
である。このため、赤、緑、青の各色信号ごとの電荷転
送レジスタ部の取扱い電荷量は異なり、各色信号ごとに
電荷転送レジスタ部の最適設計が可能となる。従って、
消費電力、チップ面積等を小さく抑えることができる。
である。このため、赤、緑、青の各色信号ごとの電荷転
送レジスタ部の取扱い電荷量は異なり、各色信号ごとに
電荷転送レジスタ部の最適設計が可能となる。従って、
消費電力、チップ面積等を小さく抑えることができる。
【0026】図2は本発明に適用されるカラーリニアセ
ンサの他の例を示す。本例においては、赤色フィルタを
上面に有した受光素子2R、緑色フィルタを上面に有し
た受光素子2G及び青色フィルタを上面に有した受光素
子2Bが順次交互に一方向に配列したセンサ部(即ち
赤、緑、青点順次センサ列)7を有し、このセンサ部7
の一側に互に平行するようにCCD構造の青色用電荷転
送レジスタ部4B、赤色用電荷転送レジスタ部4R及び
緑色用電荷転送レジスタ部4Gを配し、各電荷転送レジ
スタ部4B,4R,4Gの終段に夫々フローティングデ
ィフュージョン部5B,5R,5Gを介して出力回路6
B,6R,6Gを接続して構成される。
ンサの他の例を示す。本例においては、赤色フィルタを
上面に有した受光素子2R、緑色フィルタを上面に有し
た受光素子2G及び青色フィルタを上面に有した受光素
子2Bが順次交互に一方向に配列したセンサ部(即ち
赤、緑、青点順次センサ列)7を有し、このセンサ部7
の一側に互に平行するようにCCD構造の青色用電荷転
送レジスタ部4B、赤色用電荷転送レジスタ部4R及び
緑色用電荷転送レジスタ部4Gを配し、各電荷転送レジ
スタ部4B,4R,4Gの終段に夫々フローティングデ
ィフュージョン部5B,5R,5Gを介して出力回路6
B,6R,6Gを接続して構成される。
【0027】このカラーリニアセンサ8では、センサ部
7の各受光素子2R,2G,2Bで受光量に応じて信号
電荷が蓄積されたのち、各受光素子の信号電荷がレジス
タ間転送されて夫々対応する色の電荷転送レジスタ部4
B,4R,4Gに転送され、次いで各信号電荷が夫々の
電荷転送レジスタ部4B,4R,4G内を転送してフロ
ーティングディフュージョン部5B,5R,5Gで電荷
−電圧変換され、夫々の出力回路6B,6R,6Gより
出力される。
7の各受光素子2R,2G,2Bで受光量に応じて信号
電荷が蓄積されたのち、各受光素子の信号電荷がレジス
タ間転送されて夫々対応する色の電荷転送レジスタ部4
B,4R,4Gに転送され、次いで各信号電荷が夫々の
電荷転送レジスタ部4B,4R,4G内を転送してフロ
ーティングディフュージョン部5B,5R,5Gで電荷
−電圧変換され、夫々の出力回路6B,6R,6Gより
出力される。
【0028】このようなカラーリニアセンサ8において
も、上述したように、フローティングディフュージョン
部5B,5R,5Gでの電荷−電圧変換効率を青、赤、
緑の各色信号ごとに設定し、又は、出力回路6B,6
R,6Gのアンプの利得を各色信号ごとに設定し、或
は、之等を併用することにより、各色フィルタの分光特
性から生じる各色の感度差を相殺し、各色の感度を均等
化することができる。従って、S/Nのよい画質が再現
される等、図1と同等の効果を奏する。
も、上述したように、フローティングディフュージョン
部5B,5R,5Gでの電荷−電圧変換効率を青、赤、
緑の各色信号ごとに設定し、又は、出力回路6B,6
R,6Gのアンプの利得を各色信号ごとに設定し、或
は、之等を併用することにより、各色フィルタの分光特
性から生じる各色の感度差を相殺し、各色の感度を均等
化することができる。従って、S/Nのよい画質が再現
される等、図1と同等の効果を奏する。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、各色フィルタの特性の
違いから生じる各色の感度差が均等化される。したがっ
て、各色信号出力ともに飽和出力電圧付近まで使用で
き、S/Nのよい画質を再現することができる。
違いから生じる各色の感度差が均等化される。したがっ
て、各色信号出力ともに飽和出力電圧付近まで使用で
き、S/Nのよい画質を再現することができる。
【0030】また、各色センサ部の面積を変えることが
ないので、各色ごとの副走査方向の解像度は同じであり
画質劣化を招くことはない。
ないので、各色ごとの副走査方向の解像度は同じであり
画質劣化を招くことはない。
【図1】本発明に係るカラーリニアセンサの一例を示す
構成図である。
構成図である。
【図2】本発明に係るカラーリニアセンサの他の例を示
す構成図である。
す構成図である。
【図3】本発明に係るフローティングディフュージョン
部及び初段のソースフォロア回路の構成図である。
部及び初段のソースフォロア回路の構成図である。
【図4】本発明に係る出力回路の構成図である。
1,8 カラーリニアセンサ 2R,2G,2B 受光素子 3R,3G,3B,7 センサ部 4R,4G,4B 電荷転送レジスタ部 5R,5G,5B フローティングディフュージョン部 6R,6G,6B 出力回路
Claims (2)
- 【請求項1】 色フィルタを通して受光されるセンサ部
と、各色に対応する複数の電荷転送レジスタ部を有し、
該各電荷転送レジスタ部の終段に電荷電圧変換部を介し
て出力回路が接続されてなるカラー撮像装置において、
上記各電荷電圧変換部の電荷−電圧変換効率を各色信号
に応じて変え、各色の感度を均等化させて成るカラー撮
像装置。 - 【請求項2】 さらに利得を各色信号に応じて変える出
力回路が設けられて成ることを特徴とする請求項1に記
載のカラー撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04028439A JP3141485B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | カラー撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04028439A JP3141485B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | カラー撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05227364A JPH05227364A (ja) | 1993-09-03 |
JP3141485B2 true JP3141485B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=12248708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04028439A Expired - Fee Related JP3141485B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | カラー撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3141485B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10289991A (ja) * | 1997-04-15 | 1998-10-27 | Toppan Printing Co Ltd | リニア型カラー固体撮像素子 |
US7855742B2 (en) | 2006-03-30 | 2010-12-21 | Fujifilm Corporation | Solid state imaging device with horizontal transfer paths and a driving method therefor |
JP4773244B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2011-09-14 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像素子およびその駆動方法 |
-
1992
- 1992-02-14 JP JP04028439A patent/JP3141485B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05227364A (ja) | 1993-09-03 |
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