JPH07298141A - 自動可変アンチ−ブルーミングバイアス回路 - Google Patents

自動可変アンチ−ブルーミングバイアス回路

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JPH07298141A
JPH07298141A JP6106269A JP10626994A JPH07298141A JP H07298141 A JPH07298141 A JP H07298141A JP 6106269 A JP6106269 A JP 6106269A JP 10626994 A JP10626994 A JP 10626994A JP H07298141 A JPH07298141 A JP H07298141A
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voltage
blooming
input
signal
blooming bias
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JP6106269A
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Sung Min Lee
ソン・ミン・リ
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SK Hynix Inc
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LG Semicon Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光の強さに基づいてアンチ−ブルーミングバ
イアスを自動に可変させることにより、弱い光では光感
度を向上させ、強い光ではブルーミング現象を防止し得
る自動可変アンチ−ブルーミングバイアス回路を提供す
る。 【構成】 自動可変アンチ−ブルーミングバイアス回路
は、入力端子と出力端子とを有するCCD映像センサに
おいて、CCD映像センサの出力端子から信号を入力
し、入力されたCCD映像センサの出力信号の平均値を
求めて直流電圧を発生するための直流電圧発生部と、前
記直流電圧発生部から出力された直流電圧を入力し、該
直流電圧に基づく可変入力電圧を出力するための入力電
圧発生部と、前記入力電圧発生部から出力された可変入
力電圧と基準電圧を入力し、入力された両信号を比較し
てアンチ−ブルーミングバイアスとして前記CCD映像
センサの入力端子に出力するためのアンチ−ブルーミン
グバイアス発生部とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CCD映像センサに関
するもので、特に、CCD映像センサのアンチ−ブルー
ミングバイアスを光の強さにより自動的に可変させる自
動可変アンチ−ブルーミングバイアス回路に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図1は、一般的なCCD映像センサの断
面図を示すものである。一般的に、CCD映像センサ6
0は、n型基板61と、n型基板61上に形成されたp
型ウエル62と、p型ウエル62上に形成された信号電
荷生成用n+ 型フォトダイオード63と、上記フォトダ
イオード63と一定間隔を置いてp型ウエル62に形成
され、フォトダイオード63から転送されてきた信号電
荷をHCCD領域(図示せず)に出力するn+ 型VCC
D領域64と、フォトダイオード63の表面に形成され
たポテンシャルバリア形成用p++層65と、フォトダイ
オード63から発生された信号電荷をVCCD領域64
へ転送させるためのトランスファーゲート66と、VC
CD64からの信号電荷を出力アンプ(図示せず)に出
力するHCCD領域と、水平HCCD領域からの信号電
荷を入力し映像信号Voutを出力するための出力アン
プ(図示せず)と、VCCD領域64からの信号電荷を
HCCD領域(図示せず)に転送させるためのポリゲー
ト67と、ポリゲート67とトランスファーゲート66
とを絶縁させるために、これらの間の基板61上に形成
された絶縁層68及び高いポテンシャルバリアを形成し
てセル間を絶縁させるためのp++型チャネルストップ領
域69とから成っている。
【0003】図1のような構造を有するCCD映像セン
サは、フォトダイオード63に光が入射すると、入射し
た光の強さに対応して信号電荷を発生し、フォトダイオ
ード63から発生した信号電荷はトランスファーゲート
66に印加される信号によりVCCD領域64へ転送さ
れる。該VCCD領域64へ転送された信号電荷はポリ
ゲート67に印加される信号によりHCCD領域へ転送
され、HCCD領域に印加される信号により出力アンプ
に印加されて、最終的にビデオ信号として出力される。
【0004】しかしながら、フォトダイオード63に入
射される光の強さが大き過ぎると、フォトダイオード6
3から過剰の信号電荷が発生される。この過剰の信号電
荷が映像信号に出力され、ブルーミング現象が生じる。
このような過剰の信号電荷を除去させる方法としては、
チャネルストップ領域69とフォトダイオード63との
間にオーバーフロードレイン領域を形成し、しきい値以
上の信号電荷がそのオーバーフォロアドレイン領域を通
じてVCCD領域64とは反対方向に抜け出るようにす
る方法と、基板61にアンチ−ブルーミングバイアスを
印加して、しきい値以上の信号電荷が基板側に抜け出る
ようにする方法などがある。
【0005】一般的に、集積化させた固体映像素子の基
板にバイアスを印加して、ブルーミング現象を制御す
る。そのアンチ−ブルーミングバイアスVOFD は通常5
V以上、18V以下の直流(DC)電圧である。しか
し、光蓄積時間を調節するために、パルスの大きさが2
0V以上である電子シャッターパルスが印加されること
もある。
【0006】図2は、従来の手動可変アンチ−ブルーミ
ングDCバイアス回路図である。
【0007】従来の手動可変アンチ−ブルーミングDC
バイアス回路は、分圧抵抗R11、R12と可変抵抗VR11
とからなり、ユーザが可変抵抗VR11を調整してCCD
映像センサ60に所望するアンチ−ブルーミングバイア
ス電圧を印加するものである。即ち、24Vの電圧は抵
抗R11、R12及びユーザにより調整された可変抵抗VR
11によって分割され、CCD映像センサ60に基板SU
Bに印加される。そのため、ユーザは初期に可変抵抗V
11を調整して、各CCD映像センサごとに必要なアン
チ−ブルーミングバイアスを印加することにより、過度
な光の入射によるブルーミング現象を防止することがで
きる。
【0008】図2においては、24Vの電源は15Vの
電源と0〜9Vパルスを回路的に結合して作ったもので
あるため、やや不安的なことがあるが、図3のように回
路を構成することによって、安定な電源をCCD映像セ
ンサに供給することが可能である。
【0009】図3は、図2に示した手動可変アンチ−ブ
ルーミングバイアス回路の応用例を示すものである。
【0010】図3の回路は、安定な電源15Vが手動可
変アンチ−ブルーミングバイアス回路20に印加される
と、抵抗R13、R14により分割された一定電圧がトラン
ジスタQ11のベース端子に印加される。また、垂直駆動
部40から印加される24Vの電圧は、可変抵抗VR11
により調整され、トランジスタQ12のベース端子に印加
される。トランジスタQ11の駆動により、ユーザが所望
するアンチ−ブルーミングバイアスがトランジスタQ13
を介してCCD映像センサ60の入力端子SUBに印加
される。
【0011】この時、24Vの電源が不安定である場合
は、トランジスタQ11に流れる一定電流によりトランジ
スタQ12に流れる電流が一定に誘導されるので、固定さ
れたアンチ−ブルーミングバイアスがCCD映像センサ
60の入力端子SUBに供給される。
【0012】従って、CCD映像センサ60は、アンチ
−ブルーミングバイアスを入力し、それに基づく出力電
圧Voutを出力端子OUTを介して信号処理器80へ
出力し、それにより、信号処理器80はCCD映像セン
サ60から印加された信号を処理して、ビデオ信号VI
DEOを出力する。
【0013】一方、垂直駆動部40の入出力端子Vsu
bから15V以上のパルスが出力した場合、アンチ−ブ
ルーミングバイアス回路20から出力されるアンチ−ブ
ルーミングにかかわらず、ダイオードD11によって15
Vの電圧が設定された状態で、CCD映像センサ60の
入力端子SUBに直流15Vのシャッターパルスが印加
される。
【0014】図4は、図1のCCD映像センサにおいて
アンチ−ブルーミングバイアスVOF D による電位分布図
を示すものである。
【0015】アンチ−ブルーミングバイアスVOFD が大
きいほど基板61側へのポテンシャルバリアが低くな
り、フォトダイオード63に蓄積される信号電荷の量、
即ち信号飽和量は少なくなる。
【0016】図5は、図1のCCD映像センサにおい
て、アンチ−ブルーミングバイアスVOFD とスミアノイ
ズとの関係を示すグラフである。アンチ−ブルーミング
バイアスVOFD が大きくなると、即ち、フォトダイオー
ドの信号飽和量が少なくなると、スミアノイズが増加す
ることになる。
【0017】図6は、アンチ−ブルーミングバイアスに
よる光の強さと図1のCCD映像センサの出力電圧との
関係を示すグラフである。アンチ−ブルーミングバイア
スVOFD が大きくなるほど基板側にポテンシャルバリア
が低く形成され信号飽和量量が少なくなるので、少量の
光が入射される場合には所望する出力電圧Voutを得
るのが不可能になる。アンチ−ブルーミングバイアスV
OFD が小さくなるほど基板側にポテンシャルバリアが高
く形成され信号飽和量が大きくなるので、少量の光でも
所望する出力電圧Voutを得ることが可能になる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】図4ないし図6を参照
すれば、ユーザが図2の可変抵抗VR11を調整してアン
チ−ブルーミングバイアスVOFD を大きい値のVOFD1
あらかじめ固定させておけば、光が過多に入射されると
きにはフォトダイオード63から過剰の信号電荷が発生
しても過剰の信号電荷を基板61へ十分に抜け出るよう
にして、ブルーミング現象を防止することはできる。
【0019】しかし、大きい値のアンチ−ブルーミング
バイアスVOFD1によってスミアノイズが増加することに
なるという問題点がある。また、少量の光が入射すると
きには、所定量の信号電荷が発生されるにもかかわら
ず、大きい値のアンチ−ブルーミングバイアスにより基
板側にポテンシャルバリアが低く形成され電荷飽和量が
少ないため、信号電荷が基板側へ抜け出ることによっ
て、所望のビデオ信号を得ることが不可能であるという
問題点がある。
【0020】一方、図2の可変抵抗VR11を調整してア
ンチ−ブルーミングバイアスVOFDを小さい値のVOFD3
にあらかじめ固定させておく場合には、アンチ−ブルー
ミングバイアスVOFD が小さくなって、スミアノイズは
減少させることができる。
【0021】しかし、アンチ−ブルーミングバイアスV
OFD が小さくて基板側へのポテンシャルバリアが高く形
成され過剰の信号電荷が基板61へ抜け出なくなり、V
CCD領域64へ転送される。そのため、ブルーミング
現象が生じるという問題点がある。
【0022】本発明の目的は、上記したような問題点を
解決するためになされたもので、光の強さに基づいてア
ンチ−ブルーミングバイアスを自動に可変させることに
より、弱い光では光感度を向上させ、強い光ではブルー
ミング現象を防止し得る自動可変アンチ−ブルーミング
バイアス回路を提供することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の自動可変アンチ−ブルーミングバイアス回路
は、入力端子と出力端子とを有するCCD映像センサに
おいて、CCD映像センサの出力端子からフィードバッ
クされる信号を入力し、入力されたCCD映像センサの
出力信号の平均値を求めて直流電圧を発生するための直
流電圧発生部と、前記直流電圧発生部から出力された直
流電圧を入力し、該直流電圧に基づく可変入力電圧を出
力するための入力電圧発生部と、前記入力電圧発生部か
ら出力された可変入力電圧と基準電圧を入力し、入力さ
れた両信号を比較してアンチ−ブルーミングバイアスと
して前記CCD映像センサの入力端子に出力するための
アンチ−ブルーミングバイアス発生部とを含むことを特
徴とする。
【0024】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づい
て、詳細に説明する。
【0025】図7は、本発明の実施例による自動可変ア
ンチ−ブルーミングバイアス回路のブロック図を示すも
のである。
【0026】図7を参照すれば、自動可変アンチ−ブル
ーミングバイアス回路70は、CCD映像センサ60か
らフィードバックされる信号Voutをあらかじめ設定
された基準電圧Vrefと比較して、自動的にアンチ−
ブルーミングバイアスを可変させるための回路であっ
て、CCD映像センサ60からの出力信号Voutを処
理するための信号処理器80の中間出力信号VIRISを積
分し、直流電圧を発生するための直流電圧発生部71
と、前記直流電圧発生部71から出力された直流電圧に
基づいて可変入力電圧を出力するための入力電圧発生部
72と、前記入力電圧発生部72の出力と基準電圧とを
入力信号とし、入力電圧発生部72から出力された可変
入力電圧に基づいてアンチ−ブルーミングバイアスを可
変させ、CCD映像センサ60の入力端子SUBに出力
するアンチ−ブルーミングバイアス発生部73とを含ん
でなる。
【0027】図8は、図7のアンチ−ブルーミングバイ
アス回路70の詳細図を示すものである。
【0028】図8を参照すれば、直流電圧発生部71
は、直列連結された2つの積分器(低域通過フィルタ)
IT21、IT22から構成され、信号処理器80から出力
される信号VIRISの平均値を求めてDC化された電圧を
出力する。各積分器IT21、IT22は、それぞれ抵抗と
コンデンサR21、C21及びR22、C22から構成されてい
る。
【0029】入力電圧発生部72は、直流電圧発生部7
1から出力される直流電圧により可変される入力電圧を
アンチ−ブルーミングバイアス発生部73に印加するた
めのものであって、直流電圧発生部71の出力信号がベ
ース端子に印加されるトランジスタQ21と、上記トラン
ジスタQ21のコレクタとエミッタとにそれぞれ連結さ
れ、トランジスタQ21の駆動により電源電圧24を分圧
して、可変入力電圧Vinを出力するための抵抗R23
24とから構成されている。
【0030】アンチ−ブルーミングバイアス発生部73
は、可変入力電圧Vinと基準電圧Vrefとの差に基
づいて可変されるアンチーブルミングバイアスVOFD
出力するためのものであって、基準電圧Vrefと入力
電圧発生部72からの可変入力電圧Vinとがそれぞれ
のベース端子に印加される差動増幅用トランジスタ
22、Q23と、上記トランジスタQ22、Q23のコレクタ
にそれぞれ連結された電流駆動用トランジスタQ24、Q
25と、トランジスタQ22、Q23を介して差動増幅された
信号により駆動され、アンチ−ブルーミングバイアスV
OFD をCCD映像センサ60に出力するためのトランジ
スタQ26とから構成されている。
【0031】上記の構造を有する本発明の自動可変アン
チ−ブルーミングバイアス回路の動作を説明すれば、次
の通りである。
【0032】CCD映像センサ60の出力信号Vout
は信号処理器80に印加され、信号処理器80の中間出
力信号VIRISは自動可変アンチ−ブルーミングバイアス
回路70の直流電圧発生部71に印加される。
【0033】直流電圧発生部71は、それぞれ抵抗とコ
ンデンサR21、C21及びR22、C22から構成された2つ
の積分器IT21、IT22を介して信号処理器80の中間
出力信号VIRISを積分し、平均値を求める。直流電圧発
生部71で求められた直流電圧は、入力電圧発生部72
のトランジスタQ21のベース端子に印加される。
【0034】トランジスタQ21は、ベース端子に印加さ
れる直流電圧発生部71の出力信号によって駆動される
が、CCD映像センサ60への入射光量が少ないため信
号処理器80の中間出力信号VIRISが大きい場合には、
小さいアンチ−ブルーミングバイアスをCCD映像セン
サ60に印加する。信号処理器80の中間出力信号V
IRISが大きいため、直流電圧発生部71の出力信号が大
きくなって、トランジスタQ21を十分に駆動させること
が可能になる。
【0035】電源電圧24Vは抵抗R23、R24により分
圧され、アンチ−ブルーミングバイアス発生部73のト
ランジスタQ23のベース端子に可変入力信号Vinとし
て印加される。アンチ−ブルーミングバイアス発生部7
3には、小さい可変入力信号Vinが入力され、基準電
圧Vrefとの差が小さく、これにより、トランジスタ
26を介して小さい値のアンチ−ブルーミングバイアス
OFD がCCD映像センサ60の入力端子SUBに印加
される。
【0036】この時、基準電圧Vrefは、可変抵抗を
用いて、ユーザがあらかじめ設定する。それ故、少量の
光がCCD映像センサ60に入射される場合には、CC
D映像センサ60の出力信号Voutを信号処理器80
を介してフィードバックして入力し、CCD映像センサ
60の出力信号により自動的に得られる小さいアンチ−
ブルーミングバイアスVOFD が、CCD映像センサ60
に転送される。
【0037】それとは異なり、CCD映像センサ60に
過量の光が入射されて、信号処理器80の中間出力信号
IRISが小さい場合には、大きいアンチ−ブルーミング
バイアスがCCD映像センサ60に印加される。
【0038】この場合には、信号処理器80の中間出力
信号VIRISが小さいため、直流電圧発生部71の出力信
号が小さくなり、トランジスタQ21を十分に駆動させる
ことが不可能になる。電源電圧24Vは抵抗R23を介し
てアンチ−ブルーミングバイアス発生部73のトランジ
スタQ23のベース端子に可変入力信号Vinとして印加
される。
【0039】アンチ−ブルーミングバイアス発生部73
には大きい可変入力信号Vinが入力される。これは基
準電圧Vrefとの差が大きく、それにより、トランジ
スタQ26を介して大きい値のアンチ−ブルーミングバイ
アスVOFD がCCD映像センサ60の入力端子SUBに
印加される。そのため、過量の光がCCD映像センサ6
0に入射される場合には、CCD映像センサ60の出力
信号Voutを信号処理器80を介してフィードバック
して入力し、CCD映像センサ60の出力信号Vout
により自動的に得られる大きいアンチ−ブルーミングバ
イアスVOFD がCCD映像センサ60に出力される。
【0040】一方、中間あるいはやや明るい程度の光が
入射される場合にも、それに対応して適当なアンチ−ブ
ルーミングバイアスVOFD を自動的に設定することがで
きる。
【0041】図9は、図7の自動可変アンチ−ブルーミ
ングバイアス回路の応用例を示すものである。
【0042】自動可変アンチ−ブルーミングバイアス回
路70に電源電圧15Vが印加されると、ユーザが可変
抵抗VR21を調整して基準電圧Vrefをあらかじめ設
定する。この時、CCD映像センサ60の出力信号Vo
utを入力信号とする信号処理器80の出力信号VIRIS
が本発明の自動可変アンチ−ブルーミングバイアス回路
70に印加されると、本発明の自動可変アンチ−ブルー
ミングバイアス回路70は信号処理器80の出力信号V
IRISにより適当なアンチ−ブルーミングバイアスVOFD
をCCD映像センサ60の入力端子SUBに出力する。
それから、CCD映像センサ60は、自動可変アンチ−
ブルーミングバイアス回路70から印加される適切なア
ンチ−ブルーミングバイアスVOFD に基づいて所望する
出力信号を出力することになる。
【0043】一方、垂直駆動部40の入出力端子Vsu
bから15V以上のパルスが出力される場合、本発明の
自動可変アンチ−ブルーミングバイアス回路70から出
力されるアンチ−ブルーミングバイアスによらずにダイ
オードD21で15Vの電圧が設定された状態で、CCD
映像センサ60の入力端子SUBに直流15Vのシャッ
ターパルスが印加される。
【0044】
【発明の効果】上記したような本発明の自動可変アンチ
−ブルーミングバイアス回路によれば、CCD映像セン
サから出力される信号をフィードバックし、フィードバ
ック信号により自動的にアンチ−ブルーミングバイアス
を調整することによって、弱い光ではアンチ−ブルーミ
ングバイアスを減少させ光感度を向上させ、非常に強い
光ではアンチ−ブルーミングバイアスを増加させブルー
ミング減少能力を向上させ、中間あるいはやや明るい光
ではそれに適切なアンチ−ブルーミングバイアスを設定
することによって、従来よりもスミア現象を減少させ
て、画質の鮮明度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一般的なCCD映像センサの断面図である。
【図2】 従来の手動可変アンチ−ブルーミング回路図
である。
【図3】 図2の手動可変アンチ−ブルーミングバイア
ス回路の応用例である。
【図4】 図1のCCD映像センサにおいてアンチ−ブ
ルーミングバイアスVOFD による電位分布図である。
【図5】 CCD映像センサにおいてアンチ−ブルーミ
ングバイアスVOFDとスミアノイズとの関係を示すグラ
フである。
【図6】 アンチ−ブルーミングバイアスVOFD による
光の強さとCCD映像センサの出力電圧との関係を示す
グラフである。
【図7】 本発明の自動可変アンチ−ブルーミングバイ
アス回路のブロック図である。
【図8】 図7の自動可変アンチ−ブルーミングバイア
ス回路の詳細図である。
【図9】 図7の自動可変アンチ−ブルーミングバイア
ス回路の応用例である。
【符号の説明】
60…CCD映像センサ、71…直流電圧発生部、72
…入力電圧発生部、73…アンチ−ブルーミングバイア
ス発生部、80…信号処理器。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力端子(SUB)と出力端子(OU
    T)とを有するCCD映像センサ(60)において、 CCD映像センサ(60)の出力端子(OUT)から信
    号(Vout)を入力し、入力されたCCD映像センサ
    の出力信号の平均値を求めて直流電圧を発生する直流電
    圧発生部(71)と、 前記直流電圧発生部(71)から出力された直流電圧を
    入力し、該直流電圧に基づく可変入力電圧(Vin)を
    出力する入力電圧発生部(72)と、 前記入力電圧発生部(72)から出力された可変入力電
    圧(Vin)と基準電圧(Vref)を入力し、入力さ
    れた両信号を比較してアンチ−ブルーミングバイアスと
    して前記CCD映像センサ(60)の入力端子(SU
    B)に出力するためのアンチ−ブルーミングバイアス発
    生部(73)とを含むことを特徴とする自動可変アンチ
    −ブルーミングバイアス回路。
  2. 【請求項2】 前記直流電圧発生部(71)は、それぞ
    れ抵抗とコンデンサ(R21、C21、R22、C22)から構
    成される2つの積分器(IT21、IT22)からなること
    を特徴とする請求項1に記載の自動可変アンチ−ブルー
    ミングバイアス回路。
  3. 【請求項3】 前記入力電圧発生部(72)は、前記直
    流電圧発生部(71)から出力される直流電圧をベース
    端子の入力信号とし、この直流電圧に基づいて駆動され
    るトランジスタ(Q21)と、 前記トランジスタ(Q21)のコレクタとエミッタとにそ
    れぞれ連結され、トランジスタ(Q21)の駆動により可
    変入力電圧(Vin)を出力する抵抗(R23、R24)と
    からなることを特徴とする請求項1に記載の自動可変ア
    ンチ−ブルーミングバイアス回路。
  4. 【請求項4】 上記アンチ−ブルーミングバイアス発生
    部(73)は、基準電圧(Vref)と入力電圧発生部
    (72)から出力される可変入力電圧(Vin)とをそ
    れぞれベース端子の入力信号とするトランジスタ
    (Q22、Q23)と、 上記トランジスタ(Q22、Q23)のコレクタにそれぞれ
    連結された電流駆動用トランジスタ(Q24、Q25)と、 上記トランジスタ(Q22、Q23)の両入力信号(Vre
    f、Vin)の差により作動増幅された信号をベース端
    子の入力信号とし、作動増幅された信号により駆動さ
    れ、CCD映像センサ(60)の入力端子(SUB)に
    アンチ−ブルーミングバイアス(VOFD) を出力するた
    めのトランジスタ(Q26)とからなることを特徴とする
    請求項1に記載の自動可変アンチ−ブルーミングバイア
    ス回路。
JP6106269A 1994-04-22 1994-04-22 自動可変アンチ−ブルーミングバイアス回路 Pending JPH07298141A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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