JPS59125180A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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Publication number
JPS59125180A
JPS59125180A JP57234236A JP23423682A JPS59125180A JP S59125180 A JPS59125180 A JP S59125180A JP 57234236 A JP57234236 A JP 57234236A JP 23423682 A JP23423682 A JP 23423682A JP S59125180 A JPS59125180 A JP S59125180A
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JP
Japan
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signal
period
light receiving
solid
vertical
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Application number
JP57234236A
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English (en)
Inventor
Kakuji Kunii
国井 嘉久治
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/74Circuitry for scanning or addressing the pixel array

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電荷結合素子(CCD : Charge 
C。
upled Device)等め電荷転送素子にて形成
した固体イメージセン丈をイメージヤとして用いた固体
撮像装置に関し、特に、フレームスチル撮像合行なう固
体撮像装置に関する。
〔背景技術とその問題点〕
従来よシCCDイメージ七ン丈等の固体イメージセンサ
ケ用いた固体装置は、撮像光音イメージ七ンプの各受光
部に常時照射しておき、■フィールド期間あるいはlフ
レーム期間毎に撮像出力信号ケ読l出すことによシ、連
続的な撮像動作ケ行ないテレビジョン信号勿出力する所
謂ビデオカメラとして使用するようにした各種構成のも
のが提案さねでいる。上記テレビジョン信号ケ得るため
のビデオカメラでは、テレビジョン信号の1フィールド
期間(1/60秒〕あるい(は1フレ一ム期間(1/3
0秒つに等制約に固定さitた露光期間にイメージセン
サの各受光部に得らねる信号電荷が撮像出力信号として
読出されるようになっている。
ここで、例えば高速で移動する被写体をメチル撮像して
、上記被写体の動作分析を行なう場合には、上述の如く
一般に1/60秒あるいは1/30秒に固定されている
露光期間金短くする必要がある。すなわち、動きのある
被写体乞1/60秒あるいは1/30秒の長時間露光に
よシ撮像したのでは、上記被写体の動きニジ画像がぼけ
てし葦い、鮮明な画像金得ることができない。上述の如
き固体イメージセンv′?r:用いた固体撮像装置にて
扱写体金短時間露光で撮像するには、一般的な光学カメ
ラと同様にシャンク機構を設けたり、あるいはストロボ
撮影4行なう等の方法が考えらねる。
ところで、チービジョン信号は2フイールドで1フレー
ムの画像全構成するようになっておシ、動きのある被写
体をステル撮像する場合には、同一露光期間中に各フィ
ールドの映像信号?得る工うにしないと、画像にフリッ
カ等の画質劣化金主じてしまう。また、一般に固体イメ
ージ七ン丈では、受光部に得らねる信号電荷を垂直転送
部にて垂直転送して水平転送部をブトして読出す構成と
なっておシ、高輝度の撮像光が照射された場合に、−上
記高輝度の撮像光によシ発生される電荷が垂直転送部に
漏洩して上記垂直転送部にて転送される正規の信号電荷
に不要電荷が混入する所謂スミア現象に工って、画質の
劣化ケ生ずることが知られている。上記スミア現象によ
る画質の劣化は、例えば局所的な輝点r有す被写体に対
して上記輝点?通る垂直線となって現わI″L1画像全
体では垂直方向にずれたゴースト状の画像となって現わ
れる。
上記固体イメージセンナにおけるスミア現象によって生
ずる不要電荷は、単にゴーストによる画質劣化の要因と
なるばかってなく、上述の如く動きのある被写体の動作
分析4行なう場合に、その分析処理を困難にする要因と
なっている。
〔発明の目的〕
そこで、本発明は上述の如き問題点に鑑み、固体イメー
ジ七ン丈に生ずるスミア現象による不要電荷が正規の信
号電荷に悪影響?及はさないようにしたフレームスチル
現象を行ない、品質の高いフレームスチル撮像出力信号
(r得られる固体撮像装置?提供するものである。
〔発明の概要〕
本発明に係る固体撮像装置は、上述の目的を達成するた
めに−フレーム分の各絵素に対応した各受光部にて得ら
れる信号電荷ケ各フィールド用のトランスファケート2
弁して垂直転送部に移し、−フレーム分の信号電荷を撮
像出力映像1言としてインターレース読出しするように
した固体イメージセン−Fk備えた固体撮像装置におい
て、一方のフィールドのトランスファゲートを開成する
タイミングから撮像出力映像1言号の1垂直走食期間1
vと垂直グランキング期間とを加えた期間に相当する期
間内の露光期間中に冬受光部撮f象光勿照射するととも
に、各フィールドの各受光部の電荷蓄積期間を3垂直走
査期間3vにして、上記露光期間中に他方のフィールド
の谷受光部にて得られる信号電荷?上記露光期間の開始
タイミングから2V期間経過後に読出し、上記露光期間
中に一方のフィールドの各受光部にて得られる信号亀荷
紫上記露光期間の開始タイミングから3V期間経過後に
読出し、−フレーム分のスチル撮像出力映像信号を得る
ようにしたこと2%徴とするものであるO E実施例〕 以下、本発明に係る固体撮像装置の一実施例について図
面に従い詳細に説明する。
第1図に示す実施例は、固体イメージセンv9にてスチ
ル画r象ケ撮像し、その画像情報を回転磁気ティスフ1
2に^C録するようにした電子スチルカメラに本発明?
適用し1こものである。この実施例において、カメラ筐
体1内には、通常の光学フィルム式カメラと同様に、レ
ンズ系2、アイリス機構3、シャッター機構4、ミラー
数、ビューファインダ8、シャッタ操作部拐5等が配設
ざノ1ている。そして、光学フィルムの代わ9に、被写
体数の画像情報を電気信号に変換して記録する固体イメ
ージ七ン丈9と磁気記録部20と勿備えているO 上記磁気記録部20は磁気記録媒体として回転磁気ディ
スク12ケ用いたもので、この回転磁気ディスク12を
収納したジャケット14がカメラ筺体1に着脱自在に装
Hさね、上記カメラ筐体1内に設けた駆動モーター3に
て上記回転磁気ディスク12ケ定速回転せしめ、磁気ヘ
ッド11にて画像清報を磁気記録するようになっている
○上記イ激気ヘッド11には、固体イメージセンサ悸に
て電気信号に変換さt″した画像清報が信号記録回路1
0ケ介して供給されるようになっている。
ここで、上記シャンク機構4の駆動回路40、固体イメ
ージ七ン+j9の駆動回路50、駆動モーター3の駆動
回路60は、上記シャッタ操作部材5の操作により動作
状態となる制御回路γ0にて互いに連動して作動するよ
うに制御されており、後述する如く撮像ノ作時に、シャ
ッタ操作部材5を操作すると、固体イメージセンサ9に
よる撮像動作に同期して記録部20にて記録動作2行な
い得るように回転磁気ディスク12の回転位相および回
転速度が安定してから天動的なシャッタ動作2行なうよ
うになっている。なお、上記記録部20の回転磁気ディ
スク12には、1砿録トランク毎に1枚のスチル画像の
画像清報が同心円状にad録される。そして、上記磁気
ディスク12に磁気記録した画像清報4メ示しない再生
装置にて再生することにニジ、通常のテレビジョン受像
機の画面にてスチル画像をモニターするようになってい
る0 この実施例(でおける上記固体イメージセン?9として
は、例えば第2図に示す如き構造のインターライントラ
ンスファ型CODイメージセンプが用いられる。第2図
において、91は第Iフィールドの谷絵素に対応してマ
lクス状に配設された各受光部であシ、また、92は第
2フイールド各絵素に対応してマトリクス状に配設され
た各受光部であシ、93i−j:上記各受光部91.9
2の垂直列に沿って設、けられた各垂直転送レジスフ部
であシ、94は上記垂直転送レジスタ部93の一端側に
設けられた水平転送レジスタ部であシ、96゜9γは上
記各受光部91.92と垂直転送レジスタ部93との間
に設けらねた各トランスファフート部である。
第3図はこの実施例の原理的な動作ケ示すタイムチャー
トであり、上記シャッタ機構4と固体イメージセン″t
j9は、第3図Aに示す垂直同期信号V 5yncに同
期して、次のように駆動される。
先ず、シャッタ機構4は、常閉のものが用いられ、上記
シャッタ操作部材5の操作により上記固体イメージ七ン
丈9の一方のフィールドのトランス7アゲートを開成す
るタイミングt。ケ基阜として垂直走査期間1vと垂直
ブランキング期間TBLK k加えた期間に相当する期
間内の露光期間TSだけ開成さ汎る。すなわち、上記シ
ャッタ機構4の駆動回路40は、上記シャッタ操作部材
5が操作されることによシ制御回路10から列えは第3
図Bに示すようにtSなるタイミングでシャッタ操作部
材Ssが供給さねると、該シャンクj東作信号S8に応
答して、最初に例えば第2フイールドの各受光部92の
トランスファゲート9γケ開成するタイミングtTRE
o  で上記シャッタ機構4を開成し、上記露光期間T
8経過後に上記シャンク機構4を閉成する工うになって
いる。上記シャッタ機構4の動作状態を第3図Cに示し
である。
また、固体イメージセンv9は第1フイールドの各受光
部91の動作状態を第3図りに示し、第2フイールドの
各受光部92の動作状態を第3図Eに示しであるように
、通常各フィールドの各受光部91,92が2垂直走査
期間の電荷蓄積期間T’1 +  Te3にて駆動きれ
ておシ、上記シャッタ操作部材5の操作によシ、各受光
部91.92が上記露光期間T8に含む3垂直走査期間
の電荷蓄積期間T。Is 、 TC2Sにて駆動される
すなわち、上記固体イメージ七ン+j9の駆動回路50
は、垂i!同期信号VsyncKloJ期して垂直フラ
ンキング期間TBLK中のタイミングtTRo 、 t
rRz毎に谷゛トランスファゲート96.97’に交互
に開成する動作を通常行っており、上述のシャック操作
部拐4の操作タイミングtsにてシャッタ操作信号SS
が供給されると、上記シャッタ操作信号SS に応答し
て各トランスファケート96.97の最初のゲートタイ
ミングtTRoo   tTRgoから3垂直走査期間
3v後の各タイミングt TR0I  l trREr
に上記各トランスファグー)9bi、91ケ開成するよ
うになっている。そして、上記固体イメージ七ン丈9は
、垂直同期信号Vsync(第3図A参照〕に同期して
垂直グランキング期間T IILK中のタイミングtT
Ro 、 tTRi毎に各 トランスファグ−)96.
97が開成されることにより、電荷蓄積期間T。II 
 Te3に各受光部91.92に蓄積された信号電荷が
各トランスファグー)96,91ケ通じて垂直転送レジ
スタ部93に移さILる。
上記垂直転送レジスタ部93に移された信号電荷は、第
3図Fに示すように48’ @ 読出し期間TR中に、
水平同期信号H5ync に同期した垂直転送りロック
によって)平転送レジスタ部94に1水平走査ル」間I
L毎に一水平ライン分ずつ垂直転送され、上記水平転送
レジスタ部94を介して順次にボし出される。すな、わ
ち、上記露光期間Ts中に谷受光部91.92にて得ら
れる撮像光の光量に応じた信号電荷Vo、V、は、第1
フイールドの各受光部91の信号電荷voが上記露光期
間Tsの開始タイミングtoから2垂直走査期間2v経
過後に読出され、第2フイールドの各受光部92の信号
電荷VEが上記露光期間Tsの開始タイミングtoから
3垂直走査期間3v経過後に続出さね、第3図Gに示す
ように1フレ一ム分のスチル撮像出力映像信号S ou
tとして出力サネるようになっている。
上述の如く露光期間T s k l垂直走査期間1vに
垂直ブランキング期間T BLKを加えた期間に相蟲す
る期間内に設定し、上記固体イメージ七ン丈9の谷フィ
ールドの各受光部91.92の電荷蓄積期間T。ls 
l TC’28 k上記露光期間Tsを含む3垂直走査
期間3vに設定することによって、この実施例では、上
記露光期間Ts中にスミア現象に、r、シ垂直転送しジ
スタ部93に発生する不要電荷成分vslT]。arを
正規の信号電荷VO,VEと分離して第3図Gに示すよ
うに読出すことができる。
すなわち、撮像出力映像信号の一垂直走査期間1v当シ
の水平走査ライン数を262本とし、垂直グランキング
期間T BLKのライン数を21本として、有効水平走
査ライン数?241本とすると、上記有効水平走査ライ
ンの最終ラインに対応する垂直転送レジスタ93 LS
TK発生した不要電荷は、第4図に示すように241H
後に読出さ11ることになシ、上記露光期間Ts中に上
記垂直転送レジスタ93 LSTに発生した不要電荷が
垂直ブランキング期間TBLK中に読出されることにな
る。そこで、上記露光期間Tsだけ各受光部91,92
に撮像光ケ照射すると、上記露光により垂直転送レジス
タ部93に発生した不要電荷成分vsmearが上記露
光期間TSを含む最初の1フレ一ム期間FO中で全て読
出されてしまい、その後、トランスファゲート96を開
成することにx9次のフィールドF1で例えば奇数フィ
ールドの正規の信号電荷成分V。が読出さね、さらにト
ランスファゲート97を開成することにニジさらに次の
フィールドF2で偶数フィールドの正規の信号電荷成分
VEが読出される0 このようにして読出さねた正規の信号電荷成分VO,V
Eによるlフレーム分の撮像出力映像信号が回転磁気デ
ィスク12に磁気記録される。
上述の如き実施例の電子スチルカメラにおいては、シャ
ンク機構4ケ開成することに工9谷フィールド分の受光
部91,911cm同時露光して得らねる信号電荷が固
体イメージセン+j9から読出さねるので、フレームメ
チル画像情報を上記磁気ディスク12に記録することが
できる。また、上記磁気ディスク12に記録される画像
情報は、上述の如く露光期間Tsk設定したことにニジ
スミア現象による不要電荷成分v smear ’に含
まない正規の信号電荷成分V o 、 V Bだけで形
成されているので、極めて品質の高いものとなる。
次に、上述の実施例における固体イメージセンツー9の
駆動制御系の具体例について、その回路構成ケ示す第5
のグロック図と、その動作ケ示す第6図のタイムチャー
トに従い説明する0第5図に示す具体例において、基準
クロック発生器100は、垂直走査周期1vの第6図A
に示す如き垂直同期信号vsynci出力するとともに
、上記垂直同期信号v 5yncに同期した第6図Bに
示す如きフレーム周期IFのフィードパルス信号FP、
第6図Cに示す如き1v周期のセン丈−ゲート信号SG
、第6図りに示す如きIF同周期第1の垂直、駆動信号
ψv1、第6図Eに示す如きIF同周期第2の垂直駆動
信号ψv2を出力する。
ここで、上記ψv1 信号お工びψv2信号は、上記S
G倍信号位相が一致しているとともに、互いに1vに相
当する位相差全有している。
そして、固体イメージ十ン丈9には、上記SG倍信号後
述する第4のANDケート104を介して供給されてい
るとともに、上記ψV、信号とψv2信号が信号切換ス
イッチ120を弁して供給ざわている。丑た、上記基準
クロック発生器100から出力される1記SG信号お工
びEP倍信号第1のANDゲート101に供給されてい
るとともに、v 5ync信号が第2のANDゲート1
02に供給されている。
また、上記第5図において第1のノリノブフロップ11
1のセント入力端子に接続したトリガースイッチ110
は、上述のシャッタ操作部85の操作に連動して閉成さ
れ、上述のタイミングtsにて上記第1のフリノブノロ
ノブ111’Cトリガーする。上記第1のノリノブフロ
ップ111は、第1のANDゲート101の論理積出力
AND。
にてリセットされるようになっておシ、第6図Fに示す
如き肯定出力Q1に上記第1のANDケート101に供
給する。
上記第1のANDケート101は、上記基準クロック発
生器100からのSG倍信号工びEP倍信号土Aじ第1
のノリノブフロップ111のQ□出力との論理積出力A
ND、とじて第6齢示すようにtoのタイミングのSG
信信号比出力、上記タイミングtoにて第1のノリノブ
フロップ111葡リセツトするとともに第2のフリップ
フロングー12にトリガーする0また、上記第1のAN
Dケート101からのA N D 1 出力は、上述の
シャッタ駆動回路40に供給され第6図Hに示す工うに
露光期間Tsだけシャッタ機構4を開成させるようにな
っている。
上記第2のノリノブフロップ112は、上記第1c7)
ANDゲート101のAND1出力にjDt。
なるタイミングでトリガーされ、後述する第4のノリノ
ブフロップ114の肯定出力Q4の立下シのタイミング
t4 でリセットさねる工うKなっている。この第2の
ノリノブフロップ112は、第6図1に示す如き肯定出
力Q2にて第2のANDゲート102のゲート制御全行
なう。上記第2のANDゲート102は、上記基準クロ
ック発生器100からのV 5ync信号と上記第2の
ノリノブフロップ112のQ2出力との論理積出力AN
D2として第6図Jに示す工うにt、  tj2  y
 t3  ?t4のタイミングのVsync信号を出力
し、lv毎の各タイミングF  yt2  jt!  
tj4で第3の7リソブフロノグ106Th)リガーす
る。
上記第3のフリップ70ノブ113は、tV同周期反転
する第6図Kに示す如き肯定出力Q3螢出力する。そし
て、第4の7リングンロノブ115が上記第3のノリノ
ブフロップ113のQ3出の立下シのタイミングj2y
t4毎にトリガーさね、第6図りに示す如き肯定出力Q
4 (f”出力するようになっている。ざらに、上記第
3Qノリツブフロツプ113の否定出力Q8の立下シの
タイミングt1にて第5のフリップフロップ115にセ
クトし、上記第4のノリノブフロップ114のQ4出力
の立下シのタイミングt4にて上記第5のノリノブフロ
ップ115をリセットすることにニジ、上記第5のノリ
ノブフロップ115から第6図Mに示す如き前足出力Q
ak得るようになっている。
そして、上記第3のノリノブフロップ113の肯定出力
Qsと上記第4のフリップフロップ114の否定出力Q
4が、第3のANDゲート103に供給さねている。こ
の第3のANDゲート103は、上記t、なるタイミン
グのセン丈ゲート信号S G k含むパルス幅WO第6
図Nに示す如き論理積出力AND3をインバータ125
を弁じて第4のANDケート104に供給する。上記第
4のANDゲート104は、上記基準クロック発生器7
00から供給される上記セン丈ゲート信号SGから上記
t。のタイミングの信号?除去した第6図Oに示す如き
論理積出力AND4N上4孕−ゲートイδ号SPとして
上記固体イメージ七ン′v−9K供給する。
寸だ、上記第5のノリノブフロッグ115t/′i、そ
の肯定出力Q、ケスイノチ匍J征1信号として切換スイ
ンチア20に供給し、土aCタイミングt1刀)らタイ
ミングt+寸での期間中たけ上記固体イメージセンツー
9の垂直駆動入力を切換える。上記固体イメージ十ン″
9′9には、上記基準クロック発生器100刀jらのψ
V、信号のtlおよびt3のタイミングの信号を除去し
てt2I/、lタイミングに信号ケ付加した第6図Pに
示す如きψv1信号と、上記基準、クロック発生器10
0カ)らのφv2信号のL2のタイミングの信号?除去
しtlおよびt3のタイミングにイ1号ケ付加した第6
図Qに示す如きψ■2信号が上記信号切換スイッチ12
0ケ弁じて垂直駆動信号として供給される。
そして、上記固体イメージ七ン′tj9は、供給さねる
SP信号とψV、信号おるいはψv2 信号とが一致す
るタイミングt、rno 、 tTnEで各フィールド
のトランスファケート96.97が開成され、第6図R
に示す如き撮像動作を行なう。そして、上記固体イメー
ジセン丈9から読出さ才する撮像出力信号は、上記TI
J、 4 ct)ノリノブフロッグ114のQ4出力に
てゲートfliIJ御さノする第5のANDグー)10
5ThブN、−て正規の信号電荷Vo、V=が信号出力
端子130.1出力される。
〔発明の効果〕
上述CI)実施例V)fj51明から明らかなように本
発明によれば、固体イメージセンブーに生ずるスミア現
象による不要電荷と正規の信号電荷とケ分離して品質の
高いフレームスチル撮像出力信号忙得ることができ、所
期の目的ケ十分達成できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明ケ適用した電子スチルカメラの一実施例
を示す模式的な構成図である。第2図は上記実施例に用
いられる固体イ/−ジセンツ−の構造例r示す模式的な
平面図である0第3図は上記実施例の原理的な動作全説
明する7ζめのタイムチャートである。第4図は上記実
施例の固体イメージセン丈に生ずる不要電荷の読出し状
態全説明するための説明図である。 第5図は上記実施例における固体イメージ七ン丈の駆動
制御系の具体例を示すグロック図である○第6図は上記
具体例の動作全説明するためのタイムチャートである。 4・・・・・  ・・・ シャノタ(炭槽9・ ・・・
・・・・・−・・ 固体イメージセン丈91.92・・
・・ 受光部 93・・・・・・・・・・・ 垂直転送レジスタ部9δ
、97・・・ トランスファク−ト特許出願人 ン二一
株式会社 代理人 弁理士 小 池   晃 同       1) 村  榮  −第1図 第21 94 3LST 第3図 BLK

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一フレーム分の各絵素に対応した各受光部にて得られる
    信号電荷ケ各フィールド用のトランスファゲートを介し
    て垂直転送部に移し、−フレーム分の信号電荷を撮像出
    力映像信号としてインターレース読出しするようにした
    同体イメージセン丈全備えた固体撮像装置において、一
    方のフィールドのトランスファゲートを開成するタイミ
    ングから撮像出力映像信号の1垂直走査期間1vと垂直
    グランキング期間とを加えた期間に相当する期間内の露
    光期間中に各受光部撮像光全照射するとともに、各フィ
    ールドの各受光部の電荷蓄積期間?3垂直走査期間3v
    にして、上記露光期間中に他方のフィールドの各受光部
    にて得られる信号電荷を上記露光期間の開始タイミング
    から2V期間経過後に読出し、上記露光期間中に一方の
    フィールドの各受光部にて得られる信号電荷?上記露光
    期間の開始タイミングから3v期間経過後に読出し、−
    フレーム分のスチル撮像出力映像信号を得るようにした
    こと全特徴とする固体撮像装置。
JP57234236A 1982-12-29 1982-12-29 固体撮像装置 Pending JPS59125180A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05103267A (ja) * 1991-10-07 1993-04-23 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像装置の駆動方法と固体撮像装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH05103267A (ja) * 1991-10-07 1993-04-23 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像装置の駆動方法と固体撮像装置

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