KR19990045660A - 고체 화상 픽업 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

고체 화상 픽업 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

고체 화상 픽업 장치는 서로 인접하도록 배치된 적어도 2개의 센서열을 가지는 화상 픽업 수단, 및 화상 픽업 수단에 인접하도록 배치되고 적어도 2개의 센서열 각각에 대응해서 제공되는 적어도 2개의 수평 레지스터를 가지고 있는 수평 전하 전송 수단을 포함한다. 고체 화상 픽업 장치 구동 방법은 센서열의 각 화소에서 픽업된 전하를 대응하는 수평 레지스터에 전송한다. 센서열의 각 화소에서 픽업된 모든 전하가 수평 레지스터에 전송된 후에 전하는 수평 방향으로 순차 전송된다.

Description

고체 화상 픽업 장치 및 그 구동 방법
본 발명은 화소열에서 픽업된 전하를 전송해서 화상 신호를 얻기 위한 고체 화상 픽업 장치 및 고체 화상 픽업 장치를 구동하는 방법에 관한 것이다.
하나의 칩에 복수의 센서열을 가지고 있는 고체 픽업 장치(이후에는 "CCD" 센서라 부름)에서 센서열의 각 화소에서 픽업된 신호 전하를 전하 전압 변환기에서 독출하기 위해 전하 전송용 수평 레지스터가 각 센서열에 제공된다.
도 1은 종래 CCD 센서의 구성을 모식적으로 도시하는 평면도이다. 즉, CCD 센서는 예를 들면 R(적), G(녹), 및 B(청)의 3 원색에 대응하는 센서열 (e), (f), 및 (g)와 수평 레지스터 (h), (i), (j), (k), (l), 및 (m)를 포함하는데, 여기에서 수평 레지스터들 중 각 2개는 각 센서열 (e), (f), 및 (g)의 양쪽에 배치되어 각 센서열 (e), (f), 및 (g)의 각 화소의 even측 전하와 odd측 전하를 분리해서 전송한다.
그러한 CCD 센서에서, 입력광에 대응하는 전하는 각 센서열 (e), (f), 및 (g)의 각 화소에서 픽업되고, 그리고 나서 각 센서열 (e), (f), 및 (g)의 even측 화소에 대응하는 전하가 각 수평 레지스터 (h), (j), 및 (l)에 전송된다. 그런 후, 각 센서열 (e), (f), 및 (g)의 odd측 화소에 대응하는 전하는 각 수평 레지스터 (i), (k), 및 (m)에 전송된다. 모든 화소의 전하가 수평 레지스터 (h), (i), (j), (k), (l), 및 (m)에 전송된 후에 전압은 øh1, øh2에 순차적으로 인가되어 전하를 수평 방향으로 순서대로 전송한다. 그렇게 해서 전송된 전하는 전하 전압 변환기(도시하지 않음)에 의해 출력 신호로 취출된다.
그러나, 상기 기술한 종래 CCD 센서에서 각 센서열 사이에 전하 전송 수평 레지스터가 배치되기 때문에 각 센서의 화소들 중심간 거리는 센서 크기의 수 배임에 틀림없다. 특히, 전하를 odd측과 even측으로 분리해서 전하를 전송하는 CCD 센서에서는 2개의 수평 레지스터는 각 센서들 사이에 배치되고, 그 결과 화소의 중심들간의 거리는 더 증가하게 된다.
예를 들면, 도 1의 경우에, 센서열 (e)와 (f)의 간격 및 센서열 (f)와 (g)의 간격은 8 라인에 대응하는 거리로 설정된다. 그래서, 화상이 픽업된 경우, 동일 타이밍에서 픽업된 각 센서열의 출력 신호는 서로간에 공간적으로 변위되고(도 1의 경우에 변위량은 8 라인에 대응함), 그 결과 칼라 변위 등의 여러가지 단점이 나타나게 된다.
그래서, 센서열의 출력 신호들간의 그러한 공간적 변위를 막기 위해서, 전하 전압 변환기의 후단에 출력 신호를 메모리에 일시적으로 저장한 후 출력 신호를 취출함으로써 공간적 변위를 정정하기 위한 메모리가 제공될 필요가 있다. 그러나, 센서열간의 간격이 증가함에 따라 요구되는 메모리 용량은 더 증가하고 결과적으로 비용의 증가를 초래한다.
본 발명은 상기 기술한 기술의 문제점을 해결하기 위해서 구현된 것으로 고체 화상 픽업 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 고체 화상 픽업 장치는 서로 인접하도록 배치된 제1 화소열과 제2 화소열을 가지고 있는 화상 픽업 수단 및 화상 픽업 수단에 인접하도록 배치되는 제1 수평 전하 전송 수단을 포함하는데, 여기에서 제1 수평 전하 전송 수단은 제1 및 제2 화소열에 대응하는 제1 및 제2 수평 전하 전송열을 가지고 있다.
본 발명의 제2 측면을 따르면, 본 발명의 제1 측면의 고체 화상 픽업 장치에서는 제1 및 제2 수평 전하 전송열은 이 순서로 제2 화소열에 인접하도록 배치되고, 제1 수평 전하 전송열에 인접하지 않은 제1 화소열의 각 화소로부터 각 전하를 제1 수평 전하 전송열에 전송하기 위한 수직 전하 전송 수단이 제공된다.
본 발명의 제3 측면을 따르면, 본 발명의 제1 측면의 고체 화상 픽업 장치에서는 수평 전하 전송 수단은 제1 및 제2 화소열의 어느 하나 또는 제1 및 제2 화소열 양쪽의 각각에 대한 2개의 수평 전하 전송 수단을 가지고 있다.
본 발명의 제4 측면을 따르면, 본 발명의 제1 측면의 고체 화상 픽업 장치에서는 화상 픽업 수단은 제2 화소열의 반대측에서 제1 화소열에 인접하도록 배치되는 제3 화소열을 더 포함하고, 고체 화상 픽업 장치는 화소 픽업 수단의 제2 화소열에 인접하도록 배치되고 제1 및 제2 화소열에 각각 연관되어 제공된 제1 및 제2 전하 전송열을 가지고 있는 제1 수평 전하 전송 수단, 화상 픽업 수단의 제3 화소열에 인접하도록 배치되고 제3 화소열에 연관되도록 제공되는 제3 수평 전하 전송열을 가지고 있는 제2 수평 전하 전송 수단, 및 제1 화소열의 각 화소로부터 제1 수평 전송열에 각 전하를 전송하기 위한 수직 전하 전송 수단을 포함한다.
본 발명의 제5 측면을 따르면, 본 발명의 제4 측면의 고체 픽업 장치에서는 제1 수평 전하 전송열, 제2 수평 전하 전송열, 및 제3 수평 전하 전송열은 대응하는 제1 화소열, 제2 화소열, 및 제3 화소열의 각 화소에 있어서 하나 걸러 이루어진 2개의 다른 화소 집합에 각각 대응하는 2개의 수평 전하 전송열을 가지고 있다.
본 발명의 제6 측면에 따르면, 고체 화상 픽업 장치는 서로 인접하게 이 순서로 배치되는 제1 화소열, 제2 화소열, 및 제3 화소열을 포함하는 화상 픽업 수단; 화상 픽업 수단의 제1 화소열과 제3 화소열에 인접하도록 각각 배치되고 제2 화소열의 각 화소에서 하나 걸러 이루어진 2개의 다른 화소 집합에 각각 대응하는 2개의 수평 전하 전송열로 이루어지는 제2 수평 전하 전송 수단; 화상 픽업 수단의 제1 화소열에 인접하도록 배치되는 제2 수평 전하 전송 수단의 수평 전송 수단의 하나에 인접하도록 배치되고 제1 화소열의 각 화소에서 하나 걸러 이루어진 2개의 다른 화소 집합에 각각 대응하는 2개의 수평 전하 전송열을 포함하는 제1 수평 전하 전송 수단; 화상 픽업 수단의 제3 화소열에 인접하도록 배치된 제2 수평 전하 전송 수단의 다른 수평 전송열에 인접하도록 배치되고 제3 화소열의 각 화소에서 하나 걸러 이루어진 2개의 다른 화소 집합에 각각 대응하는 2개의 수평 전하 전송열을 포함하는 제3 수평 전하 전송 수단; 및 화상 픽업 수단1의 제2 화소열의 각 화소로부터 제2 수평 전하 전송 수단에 대응하는 2개의 수평 전하 전송열 각각에 전하를 전송하기 위한 수직 전하 전송 수단을 포함한다.
본 발명의 제7 측면에 따르면, 서로 인접하도록 배치된 제1 및 제2 화소열을 가진 화상 픽업 수단 및 화상 픽업 수단에 인접하도록 배치되고 적어도 제1 및 제2 화소열에 각각 대응하는 제1 및 제2 수평 전하 전송열을 가지고 있는 수평 전하 전송 수단을 포함하는 고체 화상 픽업 장치를 구동하는 방법은 제1 및 제2 화소열의 각 화소에서 전하를 픽업하는 제1 단계, 제1 및 제2 화소열의 일부 또는 모든 화소에서 픽업된 전하를 대응하는 제1 및 제2 수평 전하 전송열에 전송하는 제2 단계, 및 제2 단계에서 제1 및 제2 수평 전하 전송열에 전송된 전하를 수평 방향으로 연속적으로 전송하는 제3 단계를 포함한다.
본 발명의 제8 측면에 따르면, 본 발명의 제7 측면의 고체 화상 픽업 장치 구동 방법은 수평 전하 전송 수단에 인접하지 않은 제1 화소열의 일부 또는 전체 화소에서 픽업된 전하를 제1 단계 후 제2 단계 전에 수직 전하 전송 수단에 전송하고, 제2 화소열의 일부 또는 전체 화소에서 픽업된 전하를 제2 수평 전하 전송열의 이전 단계에 전송하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 제9 측면에 따르면, 본 발명의 제7 측면에 따른 고체 화상 픽업 장치 구동 방법에서 제1 및 제2 화소열의 일부 화소들은 odd 화소 또는 even 화소 중 어느 하나를 의미한다.
도 1은 종래 CCD 센서의 구조를 모식적으로 도시하는 평면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예를 모식적으로 도시하는 다이어그램.
도 3a 내지 3c는 제1 실시예의 주요부의 전송 공정을 모식적으로 도시하는 다이어그램.
도 4는 제1 실시예에서 전송의 타이밍 챠트.
도 5는 본 발명에 따른 제2 실시예를 모식적으로 도시하는 평면도.
도 6a 및 6b는 제2 실시예의 주요부의 단계적인 전송 공정의 다이어그램(부분 1).
도 7a 및 7b는 제2 실시예의 주요부의 전송 공정의 다이어그램(부분 2).
도 8은 제2 실시예의 주요부의 전송 공정의 다이어그램(부분 3).
도 9는 제2 실시예에서 전송의 타이밍 챠트.
도 10은 본 발명에 따른 제3 실시예를 모식적으로 도시하는 평면도.
도 11a 내지 11c는 제3 실시예의 주요부의 단계적인 전송 공정의 다이어그램(부분 1).
도 12a 내지 12c는 제3 실시예의 주요부의 전송 공정의 다이어그램(부분 2).
도 13은 제3 실시예에서 전송의 타이밍 챠트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
e : 센서열
f : 센서열
g : 센서열
h : 수평 레지스터
i : 수평 레지스터
j : 수평 레지스터
k : 수평 레지스터간 전송용 레지스터
n : 수직 레지스터
본 발명의 양호한 실시예에 따른 고체 화상 픽업 장치와 그 구동 방법은 동반하는 도면을 참고로 해서 이후에 기술될 것이다. 이후의 실시예에서, 본 발명은 주로 3개의 라인으로 된 센서열이 제공된 CCD 센서에 적용된다.
도 2는 제1 실시예를 도시하는 모식도이다. 도 2에 도시된 CCD 센서는 R(적), G(녹), 및 B(청)의 3 원색에 대응해서 이 순서로 서로 인접하도록 배치된 센서열, 센서열(e)에 인접하도록 배치되고 센서열(e)의 각 화소로부터 전하를 수신하고 전송하는 수평 레지스터(h), 센서열(g)에 인접하도록 배치되고 센서열(f)의 각 화소로부터 전하를 수신하고 전송하는 수평 레지스터(i), 수평 레지스터(i)에 인접하도록 배치되고 센서열(g)의 각 화소로부터 전하를 수신하고 전송하는 수평 레지스터(j)를 포함한다.
본 실시예 1의 CCD 센서는 중앙에 배치된 센서열(f)의 각 화소로부터 수평 레지스터(i) 및 수평 레지스터(i)와 수평 레지스터(j) 사이에 배치된 수평 레지스터간 전송용 레지스터(k)에 전하를 전송하기 위한 수직 레지스터(n)가 제공된다.
2개 위상 구동 전압 øh1, øh2이 수평 레지스터 (h), (i), (j)의 각각에 인가되어 전하를 수평 방향으로 순차 전송한다. 또한, 전압 øhh1은 수평 레지스터간 전송용 레지스터(k)에 인가되어 수평 레지스터(i)로부터 수평 레지스터(j)로의 전하 흐름을 제어한다.
전송 게이트는 센서열(e)의 각 화소와 수평 레지스터(h) 사이, 및 센서열(g)의 각 화소와 수평 레지스터(i)사이에 제공되고, ør1의 전압이 이들 전송 게이트에 인가되고 그 결과 각 화소에서 픽업된 전하는 수평 레지스터(h)와 수평 레지스터(i)에 전송될 수 있다.
또한, 2개 위상 구동 전압 øv1, øv2는 수직 레지스터(n)에 인가되고 그 결과 센서열(f)의 각 화소에서 픽업된 전하는 수평 레지스터(i)에 전송될 수 있다.
본 실시예에서 3개의 센서열(e), (f), 및 (g)는 상기 기술한 대로 서로 인접하도록 이 순서로 배열되어 픽업 전하의 독출에서의 공간적 변위는 매우 작은 수준으로 억제될 수 있다. 그러나, 3개의 센서열(e), (f), 및 (g)이 서로 인접하도록 배치되는 것이 바람직하나 반드시 서로가 완전히 인접할 필요는 없다. 예를 들면, 그들은 서로 떨어져서 예를 들면 2개 내지 3개 라인의 간격으로 배치될 수 있다.
다음으로 CCD 센서의 구체적인 구동 방법이 기술될 것이다.
도 3a 내지 도 3c는 주요부의 전송 공정을 단계순으로 도시하는 모식적인 다이어그램이고 도 4는 전송의 타이밍 다이어그램이다. 도 3a 내지 3c는 센서열(f) 및 (g)에 축적된 전하의 전송 공정을 도시한다. 도 4에서 전하는 설명의 편이상 타원 모양으로 도시된다.
우선, 도 4의 (a)에 의해 도시된 타이밍과 같이 øh1을 Low, øh2를 High, øhh1을 High, ør1을 High, øv1을 High, 및 øv2를 Low로 각각 설정한 경우, 도 3a에 도시된 것처럼, 전하는 센서열(f)의 각 화소로부터 수직 레지스터(n)로 전송되고, 전하는 센서열(g)의 각 화소로부터 수평 레지스터간 전송용 레지스터(k)에 전송된다.
이 타이밍에서 ør1를 High로 설정하면 도 2의 센서열(e)의 각 화소에서의 전하가 수평 레지스터(h)로 전송되게 된다.
다음으로, 도 4의 (b)에 도시된 타이밍과 같이 øh1을 Low, øh2를 Low, øhh1을 High, ør1을 Low, øv1을 Low, 및 øv2를 High로 각각 설정한 경우, 도 3b에 도시된 것처럼, 수직 레지스터(n)에 전송된 전하는 수평 레지스터(i)의 전단에 전송된다.
연이어서, 도 4의 (c)에 도시된 것과 같이 øh1을 High, øh2를 Low, øhh1을 High, ør1을 Low, øv1을 Low, 및 øv2를 High로 각각 설정한 경우, 도 3c에 도시된 것과 같이, 전하는 수직 레지스터(n)으로부터 수평 레지스터(i)에 전송되고 수평 레지스터간 전송용 레지스터(k)에 전송된 전하는 수평 레지스터(j)에 전송된다. 상기 동작을 통해서, 각 센서열의 각 화소에서 픽업된 모든 전하는 대응하는 수평 레지스터로 전송되는 것이 가능하게 된다. 그런 후 øh1 및 øh2를 순차 인가함으로써 전하는 수평 방향으로 전송될 수 있다.
상기 전송 동작을 통해서, 각 센서의 각 화소에서 픽업된 전하는 센서열 간에 시간 지연 없이 출력될 수 있다. 또한, 센서열은 서로 인접하도록 배치되어 있으므로 전하의 독출에서의 공간적 변위가 매우 작은 수준으로 억제될 수 있고 전하 전압 변환기(도시하지 않음)의 후단에 메모리나 정정 회로가 제공되지 않은 경우에도 칼라 변위 등의 발생을 방지할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 제2 실시예가 기술될 것이다.
도 5는 제2 실시예의 CCD 센서를 모식적으로 도시하는 다이어그램이다. CCD 센서는 R(적), G(녹), 및 B(청)의 3 원색과 대응해서 이 순서로 서로 인접하도록 배치되는 센서열 (e), (f), 및 (g), 센서열 (e)에 인접하도록 배치되고 센서열(e)의 odd측 및 even측 각각에서 전하를 수신하고 전송하는 수평 레지스터(h′) 및 (i′), 센서열(g)에 인접하도록 배치되고 센서열(f)의 odd측 및 even측 각각에서 전하를 수신하고 전송하는 수평 레지스터 (j′) 및 (k′), 및 수평 레지스터 (k′)에 인접하도록 배치되고 센서열(g)의 odd측 및 even측 각각에서 전하를 수신하고 전송하는 수평 레지스터 (l′) 및 (m′)를 포함한다.
본 실시예의 CCD 센서에는 중앙에 배치된 센서열(f)의 각 화소로부터 각 수평 레지스터(j′) 및 (k′)로 전하를 전송하기 위한 수직 레지스터(n), 수평 레지스터 (h′)와 (i′) 사이에 배치되는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(o), 수평 레지스터 (j′)와 (k′) 사이에 배치되는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p), 및 수평 레지스터(l′)와 (m′) 사이에 배치되는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(r)이 더 제공된다.
2개 위상 구동 전압 øh1, øh2이 각 수평 레지스터 (h′), (i′), (j′), (k′), (l′), (m′)에 인가되어 전하를 수평 방향으로 순차 전송한다. 또한, øhh1의 전압은 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p)에 인가되고, øhh2의 전압은 수평 레지스터간 전송용 레지스터(q)에 인가되며, øhh3의 전압은 수평 레지스터간 전송용 레지스터(o)와 수평 레지스터간 전송용 레지스터(r)에 인가되어 각 수평 레지스터간의 전하의 흐름을 제어한다.
또한, 전송 게이트가 센서열(e)의 각 화소와 수평 레지스터(i′)의 사이 및 센서열(g)의 각 화소와 수평 레지스터(j′)의 사이에 제공되며, 전송 게이트에 인가된 전압 ør1, ør2에 따라서 각 화소에서 픽업된 전하는 수평 레지스터(i′), (h′) 및 수평 레지스터(l′) 및 (m′) 각각에 전송될 수 있다.
더구나 또 2개 위상 구동 전압 (øv1), (øv2) 및 (øv1), (øv3)가 수직 레지스터(n)에 교차 인가되고 그 결과 센서열(f)의 odd측에서 픽업된 전하와 even측에서 픽업된 전하는 각각 수평 레지스터 (j′) 및 (k′)에 전송될 수 있다.
상기 기술한 것과 같이, 본 실시예에서 제1 실시예의 경우와 마찬가지로 3개의 센서열(e), (f), 및 (g)가 이 순서로 서로 인접하도록 배치되고, 그래서 픽업 전하의 독출에서의 공간적 변위는 매우 작은 수준으로 억제될 수 있다. 3개의 센서열 (e), (f), 및 (g)는 서로 인접하도록 배치되는 것이 바람직하지만, 서로 2 내지 3 라인의 간격으로 이격되어서 배치될 수 있다.
다음으로 CCD 센서의 구체적인 구동 방법이 기술될 것이다.
도 6a 내지 8은 주요부의 전하 전송 공정을 단계순으로 도시한 모식도이고, 도 9는 전하 전송 공정의 타이밍 챠트이다. 도 6a 내지 8에서, 센서열(f), (g)에 축적된 전하의 전송이 도시된다. 도 6a 내지 8에서 전하는 설명의 편이상 타원 모양으로 표시된다.
우선, 도 9의 (a)에 도시된 타이밍과 같이 øh1을 High로, øh2를 Low로, øhh1을 High로, øhh2를 High로, øhh3을 High로, ør1을 High로, ør2를 Low로, øv1을 High로, øv2를 Low로, 및 øv3를 Low로 설정한 경우, 도 6a에 도시된 것처럼, 전하는 센서열(f)의 각 화소로부터 전송되고 센서열(g)의 odd측 화소의 전하는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p)에 전송된다.
이 타이밍에서 ør1을 High로 설정하면 도 5의 센서열(e)의 even측 화소의 전하가 수평 레지스터(i′)로 전송된다.
연이어, 도 9의 (b)에 도시된 타이밍과 같이 øh1을 Low로, øh2를 High로, øhh1을 High로, øhh2를 High로, øhh3을 High로, ør1을 Low로, ør2를 High로, øv1을 High로, øv2를 Low로, 및 øv3를 Low로 설정한 경우, 도 6b에 도시된 것처럼, 센서열(g)의 even측 화소의 전하는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p)에 전송된다.
이 타이밍에서 ør2를 High로 설정하면 도 5의 센서열(e)의 odd측 화소의 전하가 수평 레지스터(h′)로 전송된다.
연이어, 도 9의 (c)에 도시된 타이밍과 같이 øh1을 Low로, øh2를 Low로, øhh1을 Low로, øhh2를 Low로, øhh3을 High로, ør1을 Low로, ør2를 Low로, øv1을 Low로, øv2를 High로, 및 øv3를 High로 설정한 경우, 도 7a에 도시된 것처럼, 수직 레지스터(n)에 전송된 전하는 수평 레지스터(j′)의 전단에 전송되고, 또한 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p)에 전송된 전하는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(r)에 전송된다.
연이어서, 도 9의 (d)에 도시된 타이밍과 같이 øh1을 High로, øh2를 Low로, øhh1을 High로, øhh2를 Low로, øhh3을 High로, ør1을 Low로, ør2를 Low로, øv1을 Low로, øv2를 High로, 및 øv3를 Low로 설정한 경우, 도 7b에 도시된 것처럼 수직 레지스터(n)에 전송된 전하에서 odd측에 대응하는 전하만이 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p)에 전송된다.
연이어서, 도 9의 (e)에 도시된 타이밍과 같이 øh1을 Low로, øh2를 High로, øhh1을 Low로, øhh2를 Low로, øhh3을 Low로, ør1을 low로, ør2를 Low로, øv1을 Low로, øv2를 Low로, 및 øv3를 Low로 설정한 경우, 도 8에 도시된 것처럼 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p)에 전송된 전하는 수평 레지스터(k′)로 전송되고, 수직 레지스터(n)에 남아있는 even측 전하는 수평 레지스터(j′)에 전송된다. 뿐만 아니라, 수평 레지스터간 전송용 레지스터(r)에 대기중인 전하에서 odd측에 대응하는 전하는 수평 레지스터(m′)에 전송되고, even측에 대응하는 전하는 수평 레지스터(l′)에 전송된다.
상기 동작을 통해서, 센서열(f), (g)의 화소의 전하는 odd측 전하와 even측 전하로 나누어진 후 수평 레지스터(j′), (k′), (l′), (m′)에 전송된다. 이 상태에서 øh1, øh2를 순차 인가함으로써 각 전하는 수평 방향으로 전송될 수 있다.
상기 전송 동작으로, 각 센서열의 각 화소에서 픽업된 전하는 even측 전하와 odd측 전하로 분리되는 동안 시간 지연없이 출력될 수 있다. 게다가 각 센서는 서로 인접하도록 배치함으로써 전하의 독출시 공간적 변위를 매우 작은 수준으로 억제할 수 있다. 그리고, 전하 전압 변환기(도시하지 않음)의 후단에 메모리나 정정 회로를 제공하지 않고도 칼라 변위 등의 발생을 방지할 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 제3 실시예가 기술될 것이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예를 도시하는 모식도이다. 본 실시예의 CCD 센서는 R(적), G(녹), 및 B(청)의 3 원색에 대응해서 이 순서로 서로 인접하도록 배치되는 센서열(e), (f), 및 (g), 센서열(e)에 인접하도록 배치되어 센서열(f)의 odd측 화소에서 전하를 수신하고 전송하는 수평 레지스터(j″), 수평 레지스터(j″)에 인접하도록 배치되어 센서열(e)의 odd측 및 even측 각각에서 전하를 수신하고 전송하는 수평 레지스터 (i″)및 h″, 센서열(g)에 인접하도록 배치되어 센서열(f)의 even측 화소에서 전하를 수신하고 전송하는 수평 레지스터 (k″), 및 수평 레지스터 (k″)에 인접하도록 배치되어 센서열(g)의 odd측 및 even측 각각에서 전하를 수신하고 전송하는 수평 레지스터 (l″)및 (m″)를 포함한다.
본 실시예의 CCD 센서에는 중앙에 배치된 센서열(f)의 odd측 화소의 전하를 수평 레지스터(j″)로 전하를 전송하기 위한 수직 레지스터(n1), even측 전하를 수평 레지스터(k″)에 전송하기 위한 수직 레지스터(n2), 수평 레지스터 (h″)와 (i″) 사이에 배치되는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(o′), 수평 레지스터 (i″)와 (j″) 사이에 배치되는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p′), 수평 레지스터(k″)와 (l″) 사이에 배치되는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(q′), 및 수평 레지스터(l″)와 (m″) 사이에 배치되는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(r′)를 더 포함한다.
2개 위상 구동 전압 øh1, øh2이 각 수평 레지스터 (h″), (i″), (j″), (k″), (l″), (m″)에 인가되어 전하를 수평 방향으로 순차 전송한다. 또한, øhh1의 전압은 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p′) 및 (q′)에 인가되고, øhh2의 전압은 수평 레지스터간 전송용 레지스터(o′) 및 (r′)에 인가되어 각 수평 레지스터간의 전하의 흐름이 제어된다.
또한, 전송 게이트가 센서열(e)의 각 화소와 수평 레지스터(j″)의 사이 및 센서열(g)의 각 화소와 수평 레지스터(k″)의 사이에 제공되며, 이들 전송 게이트에 전압 ør1, ør2를 인가함으로써 각 화소에서 픽업된 전하는 수평 레지스터(h″), (i″) 및 수평 레지스터(l″) 및 (m″) 각각에 전송될 수 있다.
더구나 또 2개 위상 구동 전압 (øv1) 및 (øv2)은 수직 레지스터(n1) 및 (n2)에 인가되어 센서열(f)의 odd측 및 even측에서 픽업된 전하를 수평 레지스터 (j″) 및 (k″)에 전송한다.
상기 기술한 것과 같이, 본 실시예에서 제1 실시예 및 제2 실시예의 경우와 마찬가지로 3개의 센서열(e), (f), 및 (g)이 이 순서로 서로 인접하도록 배치되어 픽업 전하의 독출에서의 공간적 변위는 매우 작은 수준으로 억제될 수 있다. 3개의 센서열(e), (f), 및 (g)은 서로 인접하도록 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 반드시 서로 인접할 필요는 없으며, 서로 2 내지 3 라인의 간격으로 이격되어서 배치될 수 있다.
다음으로 CCD 센서의 구체적인 구동 방법이 기술될 것이다.
도 11a 내지 12c는 본 발명의 주요부의 전하 전송 공정을 단계순으로 도시한 모식도이고, 도 13은 전송 공정의 타이밍 챠트이다. 도 11a 내지 12c에서, 센서열(f), (g)에 저장된 전하의 전송이 도시된다. 또한 도 11a 내지 12c에서 전하는 설명의 편이상 타원 모양으로 표시된다.
우선, 도 13의 (a)에 도시된 타이밍과 같이 øh1을 High로, øh2를 Low로, øhh1을 High로, øhh2를 High로, ør1을 High로, ør2를 Low로, øv1을 High로, 및 øv2를 Low로 설정한 경우, 도 11a에 도시된 것처럼, 센서열(f)의 even측 화소의 전하는 수직 레지스터(n2)로 전송되고, 센서열(g)의 even측 화소의 전하는 수평 레지스터(k″) 및 수평 레지스터간 전송용 레지스터(q′)에 전송된다.
이 타이밍에서 도 10에 도시된 센서열(e)의 even측 화소 전하는 수평 레지스터(j″) 및 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p′)로 전송되고, 센서열(f)의 odd측 화소의 전하는 수직 레지스터(n1)에 전송된다.
연이어, 도 13의 (b)에 도시된 타이밍과 같이 øh1을 Low로, øh2를 Low로, øhh1을 High로, øhh2를 High로, ør1을 Low로, ør2를 Low로, øv1을 High로, 및 øv2를 Low로 설정한 경우, 도 11b에 도시된 것처럼 수평 레지스터(k″)와 수평 레지스터간 전송용 레지스터(q′)에 전송된 전하는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(q′)에 축적된다.
상기 타이밍에서 도 10에 도시된 수평 레지스터(j″)와 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p′)에 전송된 전하는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p′)로 축적된다.
연이어, 도 13의 (c)에 도시된 타이밍과 같이 øh1을 Low로, øh2를 High로, øhh1을 High로, øhh2를 High로, ør1을 Low로, ør2를 High로, øv1을 Low로, 및 øv2를 High로 설정한 경우, 수직 레지스터(n2)에 전송된 전하는 수평 레지스터(k″)의 전단에 전송되고, 센서열(g)의 odd측 화소의 전하는 수평 레지스터(k″) 와 수평 레지스터간 전송용 레지스터(q′)에 전송된다. 그리고, 수평 레지스터간 전송용 레지스터(q′)에 축적된 센서열(g)의 even측 화소의 전하는 수평 레지스터(l″) 및 수평 레지스터간 전송용 레지스터(r′)에 전송된다.
이 타이밍에서, 도 10에 도시된 수직 레지스터(n1)에 전송된 전하는 수평 레지스터(j″)에 전송되고, 센서열(e)의 odd측 화소 전하는 수평 레지스터(j″)와 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p′)에 전송된다. 그리고, 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p′)에 축적된 센서열(e)의 even측 화소 전하는 수평 레지스터(i″)와 수평 레지스터간 전송용 레지스터(o′)에 전송된다.
연이어서, 도 13의 (d)에 도시된 타이밍과 같이 øh1을 Low로, øh2를 Low로, øhh1을 High로, øhh2를 High로, ør1을 Low로, ør2를 Low로, øv1을 Low로, 및 øv2를 High로 설정한 경우, 도 12a에 도시된 것처럼 수평 레지스터(k″)와 수평 레지스터간 전송용 레지스터(q′)에 전송된 전하는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(q′)로 축적되고, 수평 레지스터(l″)와 수평 레지스터간 전송용 레지스터(r′)에 전송된 전하는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(q′)와 수평 레지스터간 전송용 레지스터(r′)로 나눠진다.
이 타이밍에서, 도 10에 도시된 수평 레지스터(j″)와 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p′)에 전송된 전하는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p′)에 축적되고, 수평 레지스터(i″)와 수평 레지스터간 전송용 레지스터(o′)에 전송된 전하는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p′) 및 (o′)로 나눠진다.
연이어서, 도 13의 (e)에 도시된 타이밍에서 øh1을 Low로, øh2를 Low로, øhh1을 Low로, øhh2를 High로, ør1을 Low로, ør2를 Low로, øv1을 Low로, 및 øv2를 High로 설정한 경우, 도 12b에 도시된 것처럼 수평 레지스터간 전송용 레지스터(q′)내의 전하는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(r′)로 축적된다. 이 타이밍에서, 도 10에 도시된 수평 레지스터간 전송용 레지스터(p′)내의 전하는 수평 레지스터간 전송용 레지스터(o′)로 축적된다.
연이어서, 도 13의 (f)에 도시된 타이밍에서 øh1을 High로, øh2를 Low로, øhh1을 Low로, øhh2를 High로, ør1을 Low로, ør2를 Low로, øv1을 Low로, 및 øv2를 Low로 설정한 경우, 도 12c에 도시된 것처럼 수직 레지스터(n2)내의 전하는 수평 레지스터(k″)에 전송되고, 수평 레지스터간 전송용 레지스터(r′)에 축적된 전하 중에서 even측에 관련된 전하가 수평 레지스터(m″)에 전송되는 동안 odd측에 관련된 전하는 수평 레지스터(l″)에 전송된다.
이 타이밍에서, 도 10에 도시된 수직 레지스터(n1)내의 전하는 수평 레지스터 (j″)에 전송되고, 수평 레지스터간 전송용 레지스터(o′)에 축적된 전하 중에서 even측에 관련된 전하가 수평 레지스터(h″)에 전송되는 동안 odd측에 관련된 전하는 수평 레지스터(i″)에 전송된다.
상기 동작을 통해서, 센서열(f), (g)의 화소의 전하는 odd측 전하와 even측 전하로 나누어진 후 수평 레지스터(h″), (j″), (k″), (l″), (m″)에 전송된다. 이 상태에서 øh1, øh2를 순차 인가함으로써 각 전하는 수평 방향으로 전송될 수 있다.
상기 전송 공정으로, 각 센서열의 각 화소에서 픽업된 전하는 even측 전하와 odd측 전하로 분리되는 동안 센서열간의 시간 지연없이 출력될 수 있다. 게다가 각 센서는 서로 인접하도록 배치함으로써 전하의 독출시 공간적 변위를 매우 작은 수준으로 억제할 수 있고, 전하 전압 변환기(도시하지 않음)의 후단에 메모리나 정정 회로를 제공하지 않고도 칼라 변위 등의 발생을 방지할 수 있다.
상기 기술한 실시예에서, 본 발명은 센서열이 주로 3 라인인 CCD 센서에 적용된다. 그러나, 본 발명은 이 모드로 한정되는 것이 아니고 더 많은 수의 센서열을 가진 CCD 센서에 적용할 수 있다.
상기 기술한 것과 같이, 본 발명의 고체 화상 픽업 장치 및 그 구동 방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 얻어질 수 있다. 화소열간 거리는 적어도 2개의 화소열을 서로 인접하도록 배치함으로써 단축시킬 수 있고, 화소열간 거리로 인한 칼라변위는 크게 감소될 수 있다. 따라서, 전하 전압 변환기의 후단에 어떤 메모리도 제공될 필요가 없고, 칼라 변위에 대한 어떤 정정 회로도 필요하지 않다. 그래서, 고체 화상 픽업 장치의 비용은 감소될 수 있다.

Claims (9)

  1. 고체 화상 픽업 장치에 있어서,
    서로 인접하도록 배치되어 있는 제1 화소열과 제2 화소열을 가지고 있는 화상 픽업 수단; 및
    상기 화상 픽업 수단에 인접하도록 배치된 제1 수평 전하 전송 수단
    을 포함하고,
    상기 제1 수평 전하 전송 수단은 상기 제1 및 제2 화소열과 대응하는 제1 및 제2 수평 전하 전송열을 구비하는
    것을 특징으로 하는 고체 화상 픽업 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 수평 전하 전송열은 상기 제2 화소열에 인접하도록 순서대로 배치되고, 상기 제1 수평 전하 전송열에 인접하지 않은 상기 제1 화소의 각 화소로부터 상기 제1 수평 전하 전송열에 각 전하를 전송하기 위한 수직 전하 전송 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 고체 화상 픽업 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수평 전하 전송 수단은 상기 제1 및 제2 화소열 중 어느 하나 또는 상기 제1 및 제2 화소열 양쪽에 대해 2개의 수평 전하 전송열을 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 화상 픽업 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 화상 픽업 수단은 상기 제2 화소열의 반대측에 상기 제1 화소열에 인접하도록 배치되는 제3 화소열을 더 포함하고,
    상기 고체 화상 픽업 장치는
    상기 화소 픽업 수단의 상기 제2 화소열에 인접하도록 배치되고, 상기 제1 및 제2 화소열에 관련되어 각각 제공되는 상기 제1 및 제2 전하 전송열를 가지고 있는 상기 제1 수평 전하 전송 수단;
    상기 화상 픽업 수단의 상기 제3 화소열에 인접하도록 배치되고, 상기 제3 화소열에 관련되어 제공되는 제3 수평 전하 전송열을 가지고 있는 제2 수평 전하 전송 수단; 및
    상기 제1 화소열의 각 화소로부터 상기 제1 수평 전송열로 각 전하를 전송하기 위한 수직 전하 전송 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 화상 픽업 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 수평 전하 전송열, 상기 제2 수평 전하 전송열, 및 상기 제3 수평 전하 전송열은 각각 대응하는 상기 제1 화소열, 상기 제2 화소열, 및 상기 제3 화소열의 각 화소에서 하나 걸러 이루어진 2개의 다른 화소 집합에 각각 대응하는 2개의 수평 전하 전송열을 가지는 것을 특징으로 하는 고체 픽업 장치.
  6. 고체 화상 픽업 장치에 있어서,
    서로 인접하도록 순서대로 배치된 제1 화소열, 제2 화소열, 및 제3 화소열을 포함하는 화상 픽업 수단;
    상기 화상 픽업 수단의 상기 제1 화소열과 상기 제3 화소열에 인접하도록 각각 배치되고, 상기 제2 화소열의 각 화소에서 하나 걸러 이루어진 2개의 다른 화소 집합에 각각 대응하는 2개의 수평 전하 전송열을 포함하는 제2 수평 전하 전송 수단;
    상기 화상 픽업 수단의 상기 제1 화소열에 인접하도록 배치되는 상기 제2 수평 전하 전송 수단들 중 하나의 수평 전송열에 인접하도록 배치되고, 상기 제1 화소열의 각 화소에서 하나 걸러 이루어진 2개의 다른 화소 집합에 각각 대응하는 2개의 수평 전하 전송열를 포함하는 제1 수평 전하 전송 수단;
    상기 화상 픽업 수단의 상기 제3 화소열에 인접하도록 배치되는 상기 제2 수평 전하 전송 수단들 중 그외의 수평 전송열에 인접하도록 배치되고, 상기 제3 화소열의 모두 다른 화소의 다른 2개 집합에 각각 대응하는 2개의 수평 전하 전송열를 포함하는 제3 수평 전하 전송 수단; 및
    상기 화상 픽업 수단의 상기 제2 화소열의 각 화소로부터 상기 제2 수평 전하 전송 수단에 대응하는 상기 2개의 수평 전하 전송열의 각각에 상기 전하를 전송하기 위한 수직 전하 전송 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 화상 픽업 장치.
  7. 서로 인접하도록 배치되어진 제1 및 제2 화소열을 가지는 화상 픽업 수단 및 상기 화상 픽업 수단에 인접하도록 배치되고 적어도 상기 제1 화소열 및 제2 화소열에 각각 대응하는 제1 및 제2 수평 전하 전송열을 가지고 있는 수평 전하 전송 수단을 포함하는 고체 화상 픽업 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 제1 및 제2 화소열의 각 화소에서 전하를 픽업하는 제1 단계;
    상기 제1 및 제2 화소열의 일부 또는 전체 화소에서 픽업된 상기 전하를 대응하는 제1 및 제2 수평 전하 전송열에 전송하는 제2 단계; 및
    상기 제2 단계에서 상기 제1 및 제2 수평 전하 전송열에 전송된 상기 전하를 수평 방향으로 순차 전송하기 위한 제3 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 화상 픽업 장치의 구동 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 단계 후 상기 제2 단계 전에 상기 수평 전하 전송 수단에 인접하지 않은 상기 제1 화소열의 상기 화소의 일부분 또는 전체에서 픽업되는 상기 전하를 수직 전하 전송 수단에 전송하고, 상기 제2 화소열의 상기 화소들의 일부 또는 전체에서 픽업된 전하를 상기 제2 수평 전하 전송열의 이전 단계에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 화상 픽업 장치 구동 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2 화소열의 상기 화소들의 일부는 odd 화소 또는 even 화소 중 어느 하나를 의미하는 것을 특징으로 하는 고체 화상 픽업 장치의 구동 방법.
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