JPS63214085A - 固体撮像装置およびその駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置およびその駆動方法Info
- Publication number
- JPS63214085A JPS63214085A JP62047137A JP4713787A JPS63214085A JP S63214085 A JPS63214085 A JP S63214085A JP 62047137 A JP62047137 A JP 62047137A JP 4713787 A JP4713787 A JP 4713787A JP S63214085 A JPS63214085 A JP S63214085A
- Authority
- JP
- Japan
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- section
- transfer
- charges
- signal
- unnecessary
- Prior art date
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- Pending
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- Solid State Image Pick-Up Elements (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。
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
本発明はビデオカメラなどの撮像部分に用いることがで
きる固体撮像装置およびその駆動方法に関するものであ
る。
きる固体撮像装置およびその駆動方法に関するものであ
る。
従来の技術
近年、固体撮像装置は、ビデオカメラの撮像素子として
用いられている。
用いられている。
固体撮像素子はＭＯ８型ＣＣＤ型などがあるが、中でも
インターライン転送方式ＣＣＤ（以下ＩＴ−ＣＣＤと略
す）は、低雑音、低スミアの点で優れており、最も実用
化が進んでいる。しかし、さらに高画質が要望されてお
シ、特にダイナミックレンジの拡大が強く要請されてい
る。ＩＴ−ＣＯＤでは方式上の限界があるため、ＩＴ−
ＣＯＤを改良したライン転送方式Ｃ０Ｄ（以下ＬＴ−Ｃ
ＯＤと略）が提案されている（例えば特開昭５７−２０
２１８３号公報）。以下図面を参照しながらこのような
従来の固体撮像装置について説明する。
インターライン転送方式ＣＣＤ（以下ＩＴ−ＣＣＤと略
す）は、低雑音、低スミアの点で優れており、最も実用
化が進んでいる。しかし、さらに高画質が要望されてお
シ、特にダイナミックレンジの拡大が強く要請されてい
る。ＩＴ−ＣＯＤでは方式上の限界があるため、ＩＴ−
ＣＯＤを改良したライン転送方式Ｃ０Ｄ（以下ＬＴ−Ｃ
ＯＤと略）が提案されている（例えば特開昭５７−２０
２１８３号公報）。以下図面を参照しながらこのような
従来の固体撮像装置について説明する。
第４図は、従来の固体撮像装置ＬＴ−ＣＣＤの概略図を
示す。同図中１は光電変換するフォトダイオード、２は
フォトダイオード１の信号を読み出す読み出しゲート、
３は電荷を運送する垂直転送部、４は垂直転送部の転送
を制御する垂直転送ゲート、５は読み出しパルスを供給
する読み出しパルス伝送線、６は垂直転送部に転送パル
スを供給する転送パルス伝送線、９は信号電荷を転送す
る信号電荷転送パルス発生用シフトレジスタ、１０は読
み出しゲート２に印加するパルスを発生する信号電荷読
み出しパルス発生用シフトレジスタ、１２は信号電荷を
水平方向に転送する水平転送部、１３は信号電荷を出力
する出力部である。
示す。同図中１は光電変換するフォトダイオード、２は
フォトダイオード１の信号を読み出す読み出しゲート、
３は電荷を運送する垂直転送部、４は垂直転送部の転送
を制御する垂直転送ゲート、５は読み出しパルスを供給
する読み出しパルス伝送線、６は垂直転送部に転送パル
スを供給する転送パルス伝送線、９は信号電荷を転送す
る信号電荷転送パルス発生用シフトレジスタ、１０は読
み出しゲート２に印加するパルスを発生する信号電荷読
み出しパルス発生用シフトレジスタ、１２は信号電荷を
水平方向に転送する水平転送部、１３は信号電荷を出力
する出力部である。
以上のように構成された従来の固体撮像装置について以
下その動作を説明する。
下その動作を説明する。
まずフォトダイオード１で蓄積された信号電荷は信号電
荷読み出しパルス発生用シフトレジスタ１０によりｎ行
目の読み出しゲート２を通って垂直転送部３に転送され
る。つぎに信号電荷転送パルス発生用シフトレジスタ９
により信号電荷は水平転送部１２に転送され出力部１３
より出力される。以上の動作を１水平期間（約６３μ秒
）の間に行なう。そして次の水平期間で（−＋１）行の
読み出しゲート２を読み出し順次転送を行なう。
荷読み出しパルス発生用シフトレジスタ１０によりｎ行
目の読み出しゲート２を通って垂直転送部３に転送され
る。つぎに信号電荷転送パルス発生用シフトレジスタ９
により信号電荷は水平転送部１２に転送され出力部１３
より出力される。以上の動作を１水平期間（約６３μ秒
）の間に行なう。そして次の水平期間で（−＋１）行の
読み出しゲート２を読み出し順次転送を行なう。
さらに（ｎ＋２ ）行、（ｎ＋３）行と同様に進められ
、やがてｎ行目の７オトダイオード１に一巡される、こ
の間ｎ行目のフォトダイオード１は蓄積を続けているこ
とになる。
、やがてｎ行目の７オトダイオード１に一巡される、こ
の間ｎ行目のフォトダイオード１は蓄積を続けているこ
とになる。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記のような構成では、フォトダイオー
ドの読み出しのサイクルは１フイールドもしくは１フレ
ームで１回が完了することになり、蓄積時間は固定され
ている。つまシ、その蓄積時間ば１フイールドで１／６
０秒になる。
ドの読み出しのサイクルは１フイールドもしくは１フレ
ームで１回が完了することになり、蓄積時間は固定され
ている。つまシ、その蓄積時間ば１フイールドで１／６
０秒になる。
この蓄積している間に被写体の移動すると像にプレが生
じることになり動的被写体の解像度が劣化し、画質を著
しく低下させるという欠点を有していた。
じることになり動的被写体の解像度が劣化し、画質を著
しく低下させるという欠点を有していた。
本発明は上記欠点に鑑み、フォトダイオードの蓄積時間
可変にすることのできる固体撮像装置を提供することを
目的とするものである。
可変にすることのできる固体撮像装置を提供することを
目的とするものである。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために、本発明の固体撮像装置は
、受光素子が２次元状に配列された受光部と、読み出し
ゲート部と、垂直転送部と前記垂直転送部の複数の電荷
を異なる方向に転送する第１、第２のパルスおよびライ
ンをアドレスするパルスを発生するラインアドレス部と
、水平転送部と、出力部とから構成されている。
、受光素子が２次元状に配列された受光部と、読み出し
ゲート部と、垂直転送部と前記垂直転送部の複数の電荷
を異なる方向に転送する第１、第２のパルスおよびライ
ンをアドレスするパルスを発生するラインアドレス部と
、水平転送部と、出力部とから構成されている。
作 用
この構成によって、受光素子の信号を読み出す前に、受
光素子の不要信号電荷を、信号電荷の転送方向とは異な
る方向に転送して掃き出すことにより、受光素子の蓄積
時間を１フイールドより短くすることができ、また前記
不要信号電荷を掃き出すタイミングを変えることにより
、蓄積時間を制御することができる。
光素子の不要信号電荷を、信号電荷の転送方向とは異な
る方向に転送して掃き出すことにより、受光素子の蓄積
時間を１フイールドより短くすることができ、また前記
不要信号電荷を掃き出すタイミングを変えることにより
、蓄積時間を制御することができる。
実施例
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第１図は本発明の一実施例における固体撮像装置の概略
図を示すものである。第１図において、１は信号電荷を
蓄積するフォトダイオード、２はフォトダイオード１で
蓄積した電荷を読み出しする読み出しゲート、３は電荷
を垂直方向に転送する垂直転送部、４は電荷の転送を制
御する垂直転送ゲート、５は読み出しゲートを接続する
読み出しパルス伝送線、６は垂直転送ゲートを接続する
転送パルス伝送線、７は不要電荷を転送するパルスを発
生する不要電荷転送シフトレジスタ、８は不要電荷の読
み出しを行なうパルスを発生する不要電荷読み出しシフ
トレジスタ、９は不要電荷を転送するパルスを発生する
不要電荷転送シフトレジスタ、１１は不要電荷を掃き捨
てる掃き出しドレイン、１２は水平転送部、１３は出力
部である。
図を示すものである。第１図において、１は信号電荷を
蓄積するフォトダイオード、２はフォトダイオード１で
蓄積した電荷を読み出しする読み出しゲート、３は電荷
を垂直方向に転送する垂直転送部、４は電荷の転送を制
御する垂直転送ゲート、５は読み出しゲートを接続する
読み出しパルス伝送線、６は垂直転送ゲートを接続する
転送パルス伝送線、７は不要電荷を転送するパルスを発
生する不要電荷転送シフトレジスタ、８は不要電荷の読
み出しを行なうパルスを発生する不要電荷読み出しシフ
トレジスタ、９は不要電荷を転送するパルスを発生する
不要電荷転送シフトレジスタ、１１は不要電荷を掃き捨
てる掃き出しドレイン、１２は水平転送部、１３は出力
部である。
以上のように構成された固体撮像装置について以下その
動作を説明する。まず不要電荷読み出しシフトレジスタ
８の出力が読み出しパルス伝送線５を通って読み出しゲ
ート２に印加され、ｎ行目のフォトダイオード１の不要
電荷が垂直転送部３に転送される、つぎに不要電荷転送
シフトレジスタ７より出力されるパルスが転送パルス伝
送線６を通って垂直転送ゲート４に印加され不要電荷は
順次転送され掃き出しドレイン部１１に掃き捨てられる
、その１水平期間後に信号読み出しレジスタ１ｏの出力
が読み出しパルス伝送線６を通って読み出しゲート２に
印加されてｎ行目のフォトダイオード１の信号電荷が垂
直転送部３に転送される。つぎに信号転送シフトレジス
タ９により信号電荷は水平転送部１２に転送され出力部
１３より順次出力される、ま念このとき同時刻に不要電
荷読み出しシフトレジスタ８は１段シフトしてｎ＋１行
目の不要電荷を読み出し、掃き出しドレイン１１に向っ
て転送する、このとき信号電荷と不要電荷は転送する方
向が異なるので混り合うことかなく転送できる。
動作を説明する。まず不要電荷読み出しシフトレジスタ
８の出力が読み出しパルス伝送線５を通って読み出しゲ
ート２に印加され、ｎ行目のフォトダイオード１の不要
電荷が垂直転送部３に転送される、つぎに不要電荷転送
シフトレジスタ７より出力されるパルスが転送パルス伝
送線６を通って垂直転送ゲート４に印加され不要電荷は
順次転送され掃き出しドレイン部１１に掃き捨てられる
、その１水平期間後に信号読み出しレジスタ１ｏの出力
が読み出しパルス伝送線６を通って読み出しゲート２に
印加されてｎ行目のフォトダイオード１の信号電荷が垂
直転送部３に転送される。つぎに信号転送シフトレジス
タ９により信号電荷は水平転送部１２に転送され出力部
１３より順次出力される、ま念このとき同時刻に不要電
荷読み出しシフトレジスタ８は１段シフトしてｎ＋１行
目の不要電荷を読み出し、掃き出しドレイン１１に向っ
て転送する、このとき信号電荷と不要電荷は転送する方
向が異なるので混り合うことかなく転送できる。
以上のように本実施例によれば不要電荷転送用シフトレ
ジスタ７と不要電荷読み出しシフトレジスタ８と掃き出
しドレイン分設けて、信号を読み出す前に１度フォトダ
イオード１の信号を読みだし掃きすてることによりリセ
ットできフォトダイオード１の蓄積時間を短くすること
ができる。本実施例では１水平期間の蓄積時間になるの
でシャッター速度は、６５μ秒＋１７１５７００ 秒
になる。
ジスタ７と不要電荷読み出しシフトレジスタ８と掃き出
しドレイン分設けて、信号を読み出す前に１度フォトダ
イオード１の信号を読みだし掃きすてることによりリセ
ットできフォトダイオード１の蓄積時間を短くすること
ができる。本実施例では１水平期間の蓄積時間になるの
でシャッター速度は、６５μ秒＋１７１５７００ 秒
になる。
また蓄積時間は１水平期間単位ごとに自由に設定できる
。
。
第２図に蓄積時間を２１ Ｈ（６３μｇＸ２１＋１／８
００秒）にした時のタイミング図を示す。第２図におい
てＡ、Ｂ、Ｃは信号読み出しシフトレジスＰより出力さ
れるパルス Ａ／ 、 Ｂ／ 、 Ｃ／は不要電荷読み
出しシフトレジスタより出力されるパルスでそれぞれｎ
行、ｎ＋１行、ｎ＋２行に印加される。ｔは各フォトダ
イオードの不要電荷の読み出しから信号電荷の読み出し
までの時間で約１．３ｍｓになる。
００秒）にした時のタイミング図を示す。第２図におい
てＡ、Ｂ、Ｃは信号読み出しシフトレジスＰより出力さ
れるパルス Ａ／ 、 Ｂ／ 、 Ｃ／は不要電荷読み
出しシフトレジスタより出力されるパルスでそれぞれｎ
行、ｎ＋１行、ｎ＋２行に印加される。ｔは各フォトダ
イオードの不要電荷の読み出しから信号電荷の読み出し
までの時間で約１．３ｍｓになる。
以上のようなタイミングでの動作を説明する。
まず１ ＝ １１のときパルスＡ′が出力されｎ行目の
フォトダイオードの信号が読み出され不要電荷として掃
き出される、１＝１２．１＝１３ のときｆ３ｐ。
フォトダイオードの信号が読み出され不要電荷として掃
き出される、１＝１２．１＝１３ のときｆ３ｐ。
Ｃ′と１買次読み出されて出力される。つぎに１＝ｉ４
のときパルスＡが出力され信号電荷が読み出される、こ
のときｎ行目の蓄積時間ｔは１／８ｏＯ秒（約１．３ｍ
ｓ秒）となる。
のときパルスＡが出力され信号電荷が読み出される、こ
のときｎ行目の蓄積時間ｔは１／８ｏＯ秒（約１．３ｍ
ｓ秒）となる。
以下、本発明の第２の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。
がら説明する。
第３図は、本発明の第２の実施例における固体撮像装置
の概略図を示すものである。同図において、１はフォト
ダイオード、２は読み出しゲート、３は垂直転送部、４
は垂直転送ゲート、１１は掃き出しドレイン、１２は水
平転送部、１３は出力部で、以上は第１図の構成と同様
なものである。
の概略図を示すものである。同図において、１はフォト
ダイオード、２は読み出しゲート、３は垂直転送部、４
は垂直転送ゲート、１１は掃き出しドレイン、１２は水
平転送部、１３は出力部で、以上は第１図の構成と同様
なものである。
第１図の構成と異なるのは、１４の読み出しゲートと垂
直転送ゲートを接続した共用パルス伝送線と各ラインの
アドレスにメモリなどで用いられているものと同様のデ
コーダー１５とＤ０〜Ｄｎはライン番号、Ａｏ−Ａｎは
アドレス端子を設けた点である。
直転送ゲートを接続した共用パルス伝送線と各ラインの
アドレスにメモリなどで用いられているものと同様のデ
コーダー１５とＤ０〜Ｄｎはライン番号、Ａｏ−Ａｎは
アドレス端子を設けた点である。
以上のように構成された固体撮像装置について以下その
動作を説明する。まずデコーダのアドレスＡ。−八〇に
より、ラインＤ４をセレクトシ、ソの行のフォトダイオ
ード１の信号電荷を読み出す、つぎにアドレス八〇〜Ａ
ｎによりラインＤ３がらＤｏを順次アドレスすることに
より信号電荷を転送する。
動作を説明する。まずデコーダのアドレスＡ。−八〇に
より、ラインＤ４をセレクトシ、ソの行のフォトダイオ
ード１の信号電荷を読み出す、つぎにアドレス八〇〜Ａ
ｎによりラインＤ３がらＤｏを順次アドレスすることに
より信号電荷を転送する。
以上のようにラインアドレスはデコーダにより任意にア
ドレスでき第１の実施例で行なった動作は容易に実現で
きる。つまりシャッター動作を行なうときは、まず不要
電荷をアドレスしてから信号電荷をアドレスして各々逆
方向にシフトするように順次アドレスをすれば可能であ
る。以上のように本実施例によればデコーダを設けるこ
とにより簡単な構成でできる。
ドレスでき第１の実施例で行なった動作は容易に実現で
きる。つまりシャッター動作を行なうときは、まず不要
電荷をアドレスしてから信号電荷をアドレスして各々逆
方向にシフトするように順次アドレスをすれば可能であ
る。以上のように本実施例によればデコーダを設けるこ
とにより簡単な構成でできる。
発明の効果
以上のように本発明はフォトダイオードの信号蓄積時間
を短かく可変することが可能となり、動的被写体に対す
る解像度を上げることができ、その実用的効果は大なる
ものがある。・
を短かく可変することが可能となり、動的被写体に対す
る解像度を上げることができ、その実用的効果は大なる
ものがある。・
第１図は本発明の一実施例における固体撮像装置の概略
図、第２図はそのパルスタイミング図、第３図は第２図
の実施例における固体撮像装置の概略図、第４図は従来
の固体撮像装置の概略図である。 １・・・・・・フォトダイオード、２・・・・・・読み
出しゲート、３・・・・・・垂直転送部、４・・・・・
・垂直転送ゲート、６・・・・・・読み出しパルス伝送
線、６・・・・・・転送パルス伝送線、７・・・・・・
不要電荷転送シフトレジスタ、８・・・・・・不要電荷
読み出しシフトレジスタ、９・・・・・・信号転送シフ
トレジスタ、１ｏ・・・・・・信号読み出しシフトレジ
スタ、１１・・・・・・掃き出しドレイン、１２・・・
・・・水平転送部、１３・・・・・・出力部、１４・・
・・・・共用パルス伝送線、１５・・・・・・デコーダ
ー、Ａｏ−Ａｎ・・・・・・アドレス端子、Ｄ −Ｄ
・・・・・・ライン番号。 ｎ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名！−
フすトダイオード ２−ａＡ＄ｔ、ゲート ３−会直社遷都 ４−垂直に通ゲート ５−ｐｉ、み出しパルス伝送線 ６− ！１．ｔパルズ伝ｊ１線 ７−・不讐豐荷ｉｃｔシフトレジスタ 第 １ 図 １０− イｉｆ誂μ出し
シフトレジスタＩＩ−掃３山しドレイン １２−木早ｋＡ部 ！３−出方部 Ｉ／ 区 Ｑ −一〜−−′＋−″電＾軸１′″゛ゝ″
１演ゝ鶴へ！！も雰船←訃−二−５Ｋｋ鳴錬 塚 第３図 ！−フォトダイオード ２−ｔ！み出しゲート ３−垂直に還部 ４−會直転ｉケート ５− 読み出しパルス伝道疎 ６− ｋ這パルス伝送朧 ９、−化９転道シフトレジスタ ＩＯ−信号誂み出しシフトレジスタ １２−米子ｋｍ部 第４図 １３−出Ｅ邪
図、第２図はそのパルスタイミング図、第３図は第２図
の実施例における固体撮像装置の概略図、第４図は従来
の固体撮像装置の概略図である。 １・・・・・・フォトダイオード、２・・・・・・読み
出しゲート、３・・・・・・垂直転送部、４・・・・・
・垂直転送ゲート、６・・・・・・読み出しパルス伝送
線、６・・・・・・転送パルス伝送線、７・・・・・・
不要電荷転送シフトレジスタ、８・・・・・・不要電荷
読み出しシフトレジスタ、９・・・・・・信号転送シフ
トレジスタ、１ｏ・・・・・・信号読み出しシフトレジ
スタ、１１・・・・・・掃き出しドレイン、１２・・・
・・・水平転送部、１３・・・・・・出力部、１４・・
・・・・共用パルス伝送線、１５・・・・・・デコーダ
ー、Ａｏ−Ａｎ・・・・・・アドレス端子、Ｄ −Ｄ
・・・・・・ライン番号。 ｎ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名！−
フすトダイオード ２−ａＡ＄ｔ、ゲート ３−会直社遷都 ４−垂直に通ゲート ５−ｐｉ、み出しパルス伝送線 ６− ！１．ｔパルズ伝ｊ１線 ７−・不讐豐荷ｉｃｔシフトレジスタ 第 １ 図 １０− イｉｆ誂μ出し
シフトレジスタＩＩ−掃３山しドレイン １２−木早ｋＡ部 ！３−出方部 Ｉ／ 区 Ｑ −一〜−−′＋−″電＾軸１′″゛ゝ″
１演ゝ鶴へ！！も雰船←訃−二−５Ｋｋ鳴錬 塚 第３図 ！−フォトダイオード ２−ｔ！み出しゲート ３−垂直に還部 ４−會直転ｉケート ５− 読み出しパルス伝道疎 ６− ｋ這パルス伝送朧 ９、−化９転道シフトレジスタ ＩＯ−信号誂み出しシフトレジスタ １２−米子ｋｍ部 第４図 １３−出Ｅ邪
Claims (4)
- （１）受光素子が２次元状に配列された受光部と、前記
受光素子で発生した信号電荷を読み出す読み出しゲート
部と、前記受光素子の信号電荷を垂直方向転送する垂直
転送部と、前記垂直転送部の複数の電荷をそれぞれ異な
る方向に転送する第１、第２のパルスおよび前記読み出
しゲート部の複数の行を駆動するパルスを発生するライ
ンアドレス部と、前記信号電荷を水平方向に転送する水
平転送部と、不要電荷を掃き出すドレイン部とを備えて
いることを特徴とする固体撮像装置。 - （２）ラインアドレス部の第１および第２の出力パルス
の動作サイクルは１水平期間で１巡することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置。 - （３）第１のパルスは不要電荷の転送に用いて、第２の
パルスを信号電荷の転送に用いることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の固体撮像装置。 - （４）受光素子が２次元状に配列された受光部と、前記
受光素子の信号電荷を読み出す読み出しゲート部と、前
記の受光素子の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送
部と、前記垂直転送部の複数の電荷を異なる方向に転送
する第１、第２のパルスを供給するパルスおよび前記読
み出しゲート部を複数の行ごとに駆動するラインアドレ
ス部と、前記信号電荷を水平方向に転送する平水転送部
と、不要電荷を掃き出すドレイン部とを備えた固体撮像
装置において、前記ラインアドレス部で不要電荷と前記
信号電荷をそれぞれ同一転送部上で独立に読み出し、前
記不要電荷は第１のパルスにより前記アドレス部に掃き
出し、前記信号電荷は第２のパルスにより前記垂直転送
部から前記水平転送部に転送することを特徴とする固体
撮像装置の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62047137A JPS63214085A (ja) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62047137A JPS63214085A (ja) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63214085A true JPS63214085A (ja) | 1988-09-06 |
Family
ID=12766727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62047137A Pending JPS63214085A (ja) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63214085A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58117778A (ja) * | 1981-12-30 | 1983-07-13 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
-
1987
- 1987-03-02 JP JP62047137A patent/JPS63214085A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58117778A (ja) * | 1981-12-30 | 1983-07-13 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
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