JPH0622172A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JPH0622172A JPH0622172A JP4196586A JP19658692A JPH0622172A JP H0622172 A JPH0622172 A JP H0622172A JP 4196586 A JP4196586 A JP 4196586A JP 19658692 A JP19658692 A JP 19658692A JP H0622172 A JPH0622172 A JP H0622172A
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- signal
- circuit
- image pickup
- gain
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- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/44—Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards
- H04N5/52—Automatic gain control
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/78—Readout circuits for addressed sensors, e.g. output amplifiers or A/D converters
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
- H04N5/16—Circuitry for reinsertion of dc and slowly varying components of signal; Circuitry for preservation of black or white level
- H04N5/18—Circuitry for reinsertion of dc and slowly varying components of signal; Circuitry for preservation of black or white level by means of "clamp" circuit operated by switching circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Picture Signal Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 撮像出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器のダイナミックレンジを常に有効に使用できる撮
像装置を得る。 【構成】 撮像素子１の出力をＡＧＣ回路２に通じ、加
算器４で黒レベルをクランプした後Ａ／Ｄ変換器５に加
え、そのディジタル出力と目標値６とを減算し、さらに
ゲート１０で黒レベル期間を抽出して誤差信号を得、こ
れを平均回路１１、積分回路１０で平均した信号をクラ
ンプ信号としてフィードバックするものにおいて、ＡＧ
Ｃ回路２のゲインを制御する制御回路３からのゲインに
応じた信号により目標値６を変更する。 【効果】 ゲインが大きいとき平均値を求める際に目標
値を上げることにより、負方向ノイズがカットされない
ので正確な平均値が求められる。
変換器のダイナミックレンジを常に有効に使用できる撮
像装置を得る。 【構成】 撮像素子１の出力をＡＧＣ回路２に通じ、加
算器４で黒レベルをクランプした後Ａ／Ｄ変換器５に加
え、そのディジタル出力と目標値６とを減算し、さらに
ゲート１０で黒レベル期間を抽出して誤差信号を得、こ
れを平均回路１１、積分回路１０で平均した信号をクラ
ンプ信号としてフィードバックするものにおいて、ＡＧ
Ｃ回路２のゲインを制御する制御回路３からのゲインに
応じた信号により目標値６を変更する。 【効果】 ゲインが大きいとき平均値を求める際に目標
値を上げることにより、負方向ノイズがカットされない
ので正確な平均値が求められる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、撮像素子から得られる
映像信号をＡ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換した
後、信号処理を行うようにしたディジタルビデオカメラ
等の撮像装置に関する。
映像信号をＡ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換した
後、信号処理を行うようにしたディジタルビデオカメラ
等の撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来のディジタルビデオカメラを
示すもので、１はＣＣＤ等の撮像素子、２は撮像素子１
から得られる映像信号のレベルを安定化するためのＡＧ
Ｃ回路、３はＡＧＣ回路２の出力レベルに応じてＡＧＣ
回路２のゲインを制御する制御回路、４はＡＧＣ回路２
のＡＧＣ出力の黒レベルを後述するクランプ信号で所定
の目標値にクランプするための加算器、５はクランプさ
れた信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、６
は上記クランプする黒レベルの目標値、７はＡ／Ｄ変換
器５からのディジタル信号から上記目標値６を減算する
減算器、８は減算器７の出力に基いて所定の処理を行う
ことにより所定方式の映像信号を生成する映像信号処理
回路、９は上記生成された映像信号の出力端子である。
示すもので、１はＣＣＤ等の撮像素子、２は撮像素子１
から得られる映像信号のレベルを安定化するためのＡＧ
Ｃ回路、３はＡＧＣ回路２の出力レベルに応じてＡＧＣ
回路２のゲインを制御する制御回路、４はＡＧＣ回路２
のＡＧＣ出力の黒レベルを後述するクランプ信号で所定
の目標値にクランプするための加算器、５はクランプさ
れた信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、６
は上記クランプする黒レベルの目標値、７はＡ／Ｄ変換
器５からのディジタル信号から上記目標値６を減算する
減算器、８は減算器７の出力に基いて所定の処理を行う
ことにより所定方式の映像信号を生成する映像信号処理
回路、９は上記生成された映像信号の出力端子である。
【０００３】１０は減算器７の出力から黒レベル期間の
信号をＯＢパルスにより抽出するゲート、１１はゲート
１０の出力を一定期間に平均する平均回路、１２は平均
化された信号を積分する積分回路、１３は積分出力をア
ナログ信号に変換してクランプ信号として加算器４にフ
ィードバックするＤ／Ａ変換器である。
信号をＯＢパルスにより抽出するゲート、１１はゲート
１０の出力を一定期間に平均する平均回路、１２は平均
化された信号を積分する積分回路、１３は積分出力をア
ナログ信号に変換してクランプ信号として加算器４にフ
ィードバックするＤ／Ａ変換器である。
【０００４】次に上記構成による動作について説明す
る。
る。
【０００５】撮像素子１で撮像された映像は電気的な映
像信号に変換されてＡＧＣ回路２に加えられレベルを制
御される。制御回路３はＡＧＣ回路２のＡＧＣ出力レベ
ルを監視し、ＡＧＣ出力レベルが大きくなればＡＧＣ回
路２のゲインを下げ、ＡＧＣ出力レベルが小さくなれば
上記ゲインを下げる制御信号をＡＧＣ回路２に加える。
像信号に変換されてＡＧＣ回路２に加えられレベルを制
御される。制御回路３はＡＧＣ回路２のＡＧＣ出力レベ
ルを監視し、ＡＧＣ出力レベルが大きくなればＡＧＣ回
路２のゲインを下げ、ＡＧＣ出力レベルが小さくなれば
上記ゲインを下げる制御信号をＡＧＣ回路２に加える。
【０００６】上記ＡＧＣ出力は加算器４においてクラン
プ信号により、その黒レベルをＡ／Ｄ変換器５の入力レ
ンジの略下限に相当するレベル（略ゼロレベル）にクラ
ンプされた後Ａ／Ｄ変換器５に加えられる。このように
してクランプされることによりＡ／Ｄ変換器５のダイナ
ミックレンジが有効に使用される。
プ信号により、その黒レベルをＡ／Ｄ変換器５の入力レ
ンジの略下限に相当するレベル（略ゼロレベル）にクラ
ンプされた後Ａ／Ｄ変換器５に加えられる。このように
してクランプされることによりＡ／Ｄ変換器５のダイナ
ミックレンジが有効に使用される。
【０００７】Ａ／Ｄ変換器５から得られるディジタル信
号は減算器７において目標値６が減算された後、映像信
号処理回路８及びゲート１０に加えられる。ゲート１０
では減算器７の出力から黒レベル期間の信号が抽出され
る。この信号は上記ディジタル信号の黒レベル部分から
目標値６を減算した値であり、Ａ／Ｄ変換器５が実際に
変換した黒レベルの値と目標値との誤差を示す誤差信号
となる。
号は減算器７において目標値６が減算された後、映像信
号処理回路８及びゲート１０に加えられる。ゲート１０
では減算器７の出力から黒レベル期間の信号が抽出され
る。この信号は上記ディジタル信号の黒レベル部分から
目標値６を減算した値であり、Ａ／Ｄ変換器５が実際に
変換した黒レベルの値と目標値との誤差を示す誤差信号
となる。
【０００８】この誤差信号にはランダムノイズが含まれ
ているため、これを平均回路１１及び積分回路１２に加
えて１フィールド期間の平均値を求め、さらに反転した
後、Ｄ／Ａ変換器１３でアナログのクランプ信号に変換
して加算器４にフィードバックされる。
ているため、これを平均回路１１及び積分回路１２に加
えて１フィールド期間の平均値を求め、さらに反転した
後、Ｄ／Ａ変換器１３でアナログのクランプ信号に変換
して加算器４にフィードバックされる。
【０００９】なお、映像信号処理回路８は減算器７の出
力を処理して所定方式の映像信号を生成し、出力端子９
より出力する。
力を処理して所定方式の映像信号を生成し、出力端子９
より出力する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のディジ
タルビデオカメラでは、黒レベルの目標値６を、Ａ／Ｄ
変換器５のダイナミックレンジを有効に使うように、ゼ
ロレベルに近い所に設定するようにしている。このた
め、ＡＧＣ回路２のゲインが大きくなった場合、ランダ
ムノイズの振巾も大きくなり、所定の設定値を越えるこ
とがある。このとき負方向のノイズは全てゼロレベル付
近でカットされ、正方向のノイズのみとなる。このため
上記誤差信号の平均値を計算すると、実際の平均値より
大きくなってしまい、その平均値でクランプするとＡ／
Ｄ変換器５のダイナミックレンジがせばめられて出力の
波形歪みが生じる等の問題があった。
タルビデオカメラでは、黒レベルの目標値６を、Ａ／Ｄ
変換器５のダイナミックレンジを有効に使うように、ゼ
ロレベルに近い所に設定するようにしている。このた
め、ＡＧＣ回路２のゲインが大きくなった場合、ランダ
ムノイズの振巾も大きくなり、所定の設定値を越えるこ
とがある。このとき負方向のノイズは全てゼロレベル付
近でカットされ、正方向のノイズのみとなる。このため
上記誤差信号の平均値を計算すると、実際の平均値より
大きくなってしまい、その平均値でクランプするとＡ／
Ｄ変換器５のダイナミックレンジがせばめられて出力の
波形歪みが生じる等の問題があった。
【００１１】この発明は上記の問題を解決するために成
されたもので、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジを有
効に使用できる撮像装置を提供することを目的としてい
る。
されたもので、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジを有
効に使用できる撮像装置を提供することを目的としてい
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は、撮像素子か
ら得られる信号をＡＧＣ回路に加え、このＡＧＣ回路の
出力信号の黒レベルをクランプ信号によりクランプした
後、Ａ／Ｄ変換器に加え、そのＡ／Ｄ変換出力の上記黒
レベル期間の信号と黒レベルをクランプする目標値との
誤差信号を一定期間平均化した信号を上記クランプ信号
として用いるようにした撮像装置であって、上記目標値
を上記ＡＧＣ回路のゲインに応じて制御するようにした
ものである。
ら得られる信号をＡＧＣ回路に加え、このＡＧＣ回路の
出力信号の黒レベルをクランプ信号によりクランプした
後、Ａ／Ｄ変換器に加え、そのＡ／Ｄ変換出力の上記黒
レベル期間の信号と黒レベルをクランプする目標値との
誤差信号を一定期間平均化した信号を上記クランプ信号
として用いるようにした撮像装置であって、上記目標値
を上記ＡＧＣ回路のゲインに応じて制御するようにした
ものである。
【００１３】
【作用】ＡＧＣ回路のゲインが所定値を越えるまでは目
標値を一定と成し、上記ゲインが所定値を越えたらゲイ
ンに比例して目標値が大きくなるように制御することに
より、負方向のノイズも平均化されるので、黒レベルの
平均値を正確に求めることできる。
標値を一定と成し、上記ゲインが所定値を越えたらゲイ
ンに比例して目標値が大きくなるように制御することに
より、負方向のノイズも平均化されるので、黒レベルの
平均値を正確に求めることできる。
【００１４】
【実施例】図１においては、図５と同一部分には同一符
号を付して説明を省略する。
号を付して説明を省略する。
【００１５】本実施例においては、目標値６は可変とな
っており、その値を制御回路３からの制御信号により変
更するように成されている。
っており、その値を制御回路３からの制御信号により変
更するように成されている。
【００１６】図２は制御回路３の構成を示すもので、前
記ＡＧＣ回路２のＡＧＣ出力はＡ／Ｄ変換器３ａでディ
ジタル化されてＣＰＵ３ｂに加えられる。ＣＰＵ３ｂは
ＡＧＣ出力レベルに応じてＡＧＣ回路２にゲイン制御信
号を加えると共に目標値６に目標値変更信号を加えるよ
うに成されている。
記ＡＧＣ回路２のＡＧＣ出力はＡ／Ｄ変換器３ａでディ
ジタル化されてＣＰＵ３ｂに加えられる。ＣＰＵ３ｂは
ＡＧＣ出力レベルに応じてＡＧＣ回路２にゲイン制御信
号を加えると共に目標値６に目標値変更信号を加えるよ
うに成されている。
【００１７】次に制御回路３の動作について図２、図３
及び図４と共に説明する。
及び図４と共に説明する。
【００１８】図２において、ＡＧＣ回路２のＡＧＣ出力
は、Ａ／Ｄ変換器３ａでディジタル信号に変換された
後、ＣＰＵ３ｂで図３のステップＳ１によりＡＧＣ出力
レベルを調べ、レベルが小さければ、ステップＳ２でＡ
ＧＣ回路２のゲインを１段上げる。次にステップＳ３で
ＡＧＣ回路２のゲインを調べ、ゲインがある一定値より
も小さければ、目標値６は変更せずステップＳ１に戻
る。ゲインが一定値より大きければ、ステップＳ４で目
標値６を１段上げる。また、上記ステップＳ１でＡＧＣ
出力レベルが大きければ、ステップＳ５によりゲインを
１段下げる。次にステップＳ６でゲインの大きさを調
べ、一定値よりも小さければ、目標値６は変更せず、ス
テップＳ１に戻る。ゲインが一定値より大きければステ
ップＳ７で目標値６を１段下げる。このようにして図３
のようなループを組み常に制御をかけている。
は、Ａ／Ｄ変換器３ａでディジタル信号に変換された
後、ＣＰＵ３ｂで図３のステップＳ１によりＡＧＣ出力
レベルを調べ、レベルが小さければ、ステップＳ２でＡ
ＧＣ回路２のゲインを１段上げる。次にステップＳ３で
ＡＧＣ回路２のゲインを調べ、ゲインがある一定値より
も小さければ、目標値６は変更せずステップＳ１に戻
る。ゲインが一定値より大きければ、ステップＳ４で目
標値６を１段上げる。また、上記ステップＳ１でＡＧＣ
出力レベルが大きければ、ステップＳ５によりゲインを
１段下げる。次にステップＳ６でゲインの大きさを調
べ、一定値よりも小さければ、目標値６は変更せず、ス
テップＳ１に戻る。ゲインが一定値より大きければステ
ップＳ７で目標値６を１段下げる。このようにして図３
のようなループを組み常に制御をかけている。
【００１９】この関係を示したものが図４（ａ）、
（ｂ）である。同図（ａ）はＡＧＣ出力レベルとＡＧＣ
回路２のゲインとの関係を示し、同図（ｂ）は上記ゲイ
ンと黒レベルの目標値６との関係を示す。同図（ｂ）に
示すようにゲインが一定値よりも小さい場合は、目標値
６はゼロ付近の一定の値に設定されているが、ゲインが
一定値を越えて上がっていく場合は、目標値６も上げて
いき、ノイズ成分の負側の振幅がゼロレベルでカットさ
れるの防ぐようにしている。ここで、ＡＧＣ回路２のゲ
イン設定は図２におけるＤ／Ａ変換器３ｃからのアナロ
グのゲイン制御信号で行い、目標値６の変更はＣＰＵ３
ｂからのディジタルの目標値変更信号で行うように成さ
れている。
（ｂ）である。同図（ａ）はＡＧＣ出力レベルとＡＧＣ
回路２のゲインとの関係を示し、同図（ｂ）は上記ゲイ
ンと黒レベルの目標値６との関係を示す。同図（ｂ）に
示すようにゲインが一定値よりも小さい場合は、目標値
６はゼロ付近の一定の値に設定されているが、ゲインが
一定値を越えて上がっていく場合は、目標値６も上げて
いき、ノイズ成分の負側の振幅がゼロレベルでカットさ
れるの防ぐようにしている。ここで、ＡＧＣ回路２のゲ
イン設定は図２におけるＤ／Ａ変換器３ｃからのアナロ
グのゲイン制御信号で行い、目標値６の変更はＣＰＵ３
ｂからのディジタルの目標値変更信号で行うように成さ
れている。
【００２０】以上によれば、ゲート１０の出力から誤差
信号の平均値を求める場合に、負方向のノイズと正方向
のノイズとが平均化され、正確な平均値を得ることがで
きる。
信号の平均値を求める場合に、負方向のノイズと正方向
のノイズとが平均化され、正確な平均値を得ることがで
きる。
【００２１】なお、上記実施例では、制御回路３はＣＰ
Ｕ３ｂを用いたマイクロコンピュータ構成になっている
が、通常のＡＧＣ回路２は簡単なアナログ回路のフィー
ドバックループで構成されているため、そこから、アナ
ログ的な制御出力を目標値６へ送るようにすると共に、
目標値６では数段階の目標値のテーブルを用意してお
き、上記ゲイン出力に応じてテーブルがセレクトされる
ようなハードウェアによる構成でも実現できる。
Ｕ３ｂを用いたマイクロコンピュータ構成になっている
が、通常のＡＧＣ回路２は簡単なアナログ回路のフィー
ドバックループで構成されているため、そこから、アナ
ログ的な制御出力を目標値６へ送るようにすると共に、
目標値６では数段階の目標値のテーブルを用意してお
き、上記ゲイン出力に応じてテーブルがセレクトされる
ようなハードウェアによる構成でも実現できる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、黒レベルの目標値を可
変にし、ＡＧＣ回路のゲインに応じて目標値を制御する
ようにしたので黒レベルの平均値を正確に計算でき、こ
のためＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジを常に有効に
使うことができる効果がある。
変にし、ＡＧＣ回路のゲインに応じて目標値を制御する
ようにしたので黒レベルの平均値を正確に計算でき、こ
のためＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジを常に有効に
使うことができる効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】制御回路のブロック図である。
【図３】制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図４】ＡＧＣ回路の特性及び目標値の変更特性を示す
特性図である。
特性図である。
【図５】従来のディジタルビデオカメラの構成を示す図
である。
である。
１ 撮像素子 ２ ＡＧＣ回路 ３ 制御回路 ４ 加算器 ５ Ａ／Ｄ変換器 ６ 目標値 ７ 減算器 １０ ゲート １１ 平均回路 １２ 積分回路
Claims (1)
- 【請求項１】 撮像素子から得られる信号をＡＧＣ回路
に加え、このＡＧＣ回路の出力信号の黒レベルをクラン
プ信号によりクランプした後、Ａ／Ｄ変換器に加え、そ
のＡ／Ｄ変換出力の上記黒レベル期間の信号と黒レベル
をクランプする目標値との誤差信号を一定期間平均化し
た信号を上記クランプ信号として用いるようにした撮像
装置であって、 上記目標値を上記ＡＧＣ回路のゲインに応じて制御する
ようにした撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19658692A JP3264698B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 撮像装置 |
| US08/078,115 US5448306A (en) | 1992-06-30 | 1993-06-18 | Image processing apparatus with variable clamping |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19658692A JP3264698B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0622172A true JPH0622172A (ja) | 1994-01-28 |
| JP3264698B2 JP3264698B2 (ja) | 2002-03-11 |
Family
ID=16360205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19658692A Expired - Fee Related JP3264698B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5448306A (ja) |
| JP (1) | JP3264698B2 (ja) |
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| GB2301760B (en) * | 1995-06-01 | 1999-09-22 | Ceramaspeed Ltd | Electric heater |
| JPH09200605A (ja) * | 1996-01-12 | 1997-07-31 | Sanyo Electric Co Ltd | ディジタルビデオカメラ |
| JP3384673B2 (ja) * | 1996-03-12 | 2003-03-10 | 三洋電機株式会社 | ディジタルビデオカメラ |
| US5614948A (en) * | 1996-04-26 | 1997-03-25 | Intel Corporation | Camera having an adaptive gain control |
| JP3618999B2 (ja) * | 1998-01-30 | 2005-02-09 | キヤノン株式会社 | イメージセンサ及びその駆動方法 |
| US6650364B1 (en) * | 1998-05-08 | 2003-11-18 | Cirrus Logic, Inc. | Selectable threshold multimode gain control apparatus and method for setting mutually continuous analog, digital, and shutter gain levels |
| JP3730419B2 (ja) * | 1998-09-30 | 2006-01-05 | シャープ株式会社 | 映像信号処理装置 |
| JP3535406B2 (ja) * | 1999-02-15 | 2004-06-07 | ワテック株式会社 | Ｃｃｄカメラの信号増幅回路 |
| US6774941B1 (en) * | 1999-10-26 | 2004-08-10 | National Semiconductor Corporation | CCD output processing stage that amplifies signals from colored pixels based on the conversion efficiency of the colored pixels |
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| JP2002232821A (ja) * | 2001-02-01 | 2002-08-16 | Canon Inc | 撮像装置および制御方法 |
| JP4086539B2 (ja) * | 2002-04-30 | 2008-05-14 | キヤノン株式会社 | 撮像装置 |
| JP2005236926A (ja) * | 2004-02-23 | 2005-09-02 | Canon Inc | データ出力装置、データ入力装置及び制御方法 |
| JP2005244477A (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Canon Inc | データ出力装置、データ入力装置及び制御方法 |
| JP4649155B2 (ja) * | 2004-09-22 | 2011-03-09 | キヤノン株式会社 | 撮像装置及び撮像方法 |
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| US7297917B2 (en) * | 2005-03-24 | 2007-11-20 | Micron Technology, Inc. | Readout technique for increasing or maintaining dynamic range in image sensors |
| JP2007194899A (ja) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 映像信号クランプ回路 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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