CN102918829A - 固体摄像装置 - Google Patents

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Abstract

固体摄像装置（1）包含受光部（10）、第1行选择部（20）、及第2行选择部（30）等。第1行选择部（20）对于受光部（10）中的任意第m1行的各像素部，使光电二极管的接合电容部放电，将对应于光电二极管中所产生的电荷的量的数据向读出信号线（L1n）输出。第2行选择部（30）对于受光部（10）中的任意第m2行的各像素部，使光电二极管的接合电容部放电，将对应于光电二极管中所产生的电荷的量的数据向读出信号线（L2n）输出。固体摄像装置（1）对于受光部（10）中的任意第m3行的各像素部，使光电二极管的接合电容部放电，使光电二极管中所产生的电荷存储于电荷存储部。m1、m2彼此不同。

Description

固体摄像装置
技术领域
本发明涉及固体摄像装置。
背景技术
固体摄像装置包含：受光部，其以M行N列二维排列有分别包含光电二极管及电荷存储部的M×N个像素部P1,1~PM,N；行选择部，其对于受光部的各像素部Pm,n，在某期间内使光电二极管中所产生的电荷存储于电荷存储部，并且逐行输出对应于各像素部Pm，n的该存储电荷量的数据；及读出部，其输入自受光部的各像素部Pm,n输出的数据，并输出与各像素部Pm,n的光电二极管中的产生电荷量对应的数据；另外，有时还包含对自该读出部输出的数据进行AD转换并输出数字值的AD转换部。
这样的固体摄像装置可检测出到达受光部的各像素部Pm,n的光的强度并进行摄像。另外，近年来，不仅使用这样的固体摄像装置进行摄像，也尝试进行光通信。例如，专利文献1所公开的发明的固体摄像装置包含自各像素部读出数据的多个单元，可通过利用其中的第1读出单元针对每个像素部读出数据而进行摄像，另外，可通过利用第2读出单元将自特定的1个或2个以上的像素部的光电二极管产生的电流信号累加并输出而接收光信号。
专利文献
专利文献1：日本专利第3995959号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在专利文献1所公开的发明的固体摄像装置中，因为通过第1读出单元而读出的数据为图像数据，因此，由第1读出单元进行的数据读出的速度例如为数十fps(frame per second，帧/秒)。相对于此，因为通过第2读出单元而读出的数据为通信数据，因此，由第2读出单元进行的数据读出的速度例如为数十kbps(kilo bit per second，千位/秒)。
本发明者发现这样的进行摄像及光通信的固体摄像装置中会产生如下的问题。专利文献1所公开的发明的固体摄像装置企图也用于存在光信号源移动的可能性的情况。在该情况下，根据通过第1读出单元而读出的图像数据，特定光信号源的位置，并通过第2读出单元将来自位于该图像中的所特定的位置的像素部的数据作为通信数据而读出。
在如上所述追踪光信号源的位置的情况下，某像素部，在某时刻t以前通过第1读出单元读出图像数据，而在该时刻t以后通过第2读出单元读出通信数据。或者，某像素部，在某时刻t以前不通过第1读出单元及第2读出单元中的任一者读出数据，而在该时刻t以后通过第2读出单元读出通信数据。即，在该像素部中，时刻t以前的电荷存储时间长于时刻t以后的电荷存储时间。然而，因为在紧接着时刻t之后最初由第2读出单元所读出的通信数据相当于在即将到时刻t之前最终在整个较长期间内存储的电荷的量，因此，存在成为错误的值的情况。从而，固体摄像装置无法正确地接收来自光信号源的光信号。
本发明是为了解决上述问题而完成的发明，其目的在于，提供一种即使在追踪光信号源的位置那样的情况下也可正确地接收来自光信号源的光信号的光通信用的固体摄像装置。
解决问题的技术手段
本发明的固体摄像装置的特征在于，包含：(1)受光部，其以M行N列二维排列有M×N个像素部P1,1~PM,N，该M×N个像素部P1,1~PM,N分别包含产生对应于入射光量的量的电荷的光电二极管、存储该电荷的电荷存储部、用以输出与电荷存储部中的存储电荷量对应的数据的第1开关、及用以输出与电荷存储部中的存储电荷量对应的数据的第2开关；(2)第1行选择部，其选择受光部中的任意第m1行，并对该第m1行的各像素部Pm1,n输出控制信号，由此使光电二极管的接合电容部放电，使光电二极管中所产生的电荷存储于电荷存储部，且通过关闭第1开关而使对应于电荷存储部中的存储电荷量的数据向读出信号线L1n输出；(3)第2行选择部，其选择受光部中的与第m1行不同的任意第m2行，并对该第m2行的各像素部Pm2，n输出控制信号，由此使光电二极管的接合电容部放电，使光电二极管中所产生的电荷存储于电荷存储部，且通过关闭第2开关而使对应于电荷存储部中的存储电荷量的数据向读出信号线L2n输出；(4)第1读出部，其与N根读出信号线L11~L1N连接，输入自通过第1行选择部所选择的受光部中的第m1行的各像素部Pm1，n向读出信号线L1n输出的数据，并输出与第m1行的各像素部Pm1，n的光电二极管中所产生的电荷的量对应的数据；及(5)第2读出部，其与N根读出信号线L21~L2N连接，输入自通过第2行选择部所选择的受光部中的第m2行的各像素部Pm2,n向读出信号线L2n输出的数据，并输出与第m2行的各像素部Pm2，n的光电二极管中所产生的电荷的量对应的数据。进而，本发明的固体摄像装置的特征在于，选择受光部中的任意第m3行，并对该第m3行的各像素部Pm3,n输出控制信号，由此使光电二极管的接合电容部放电，第1行选择部及第1读出部、与第2行选择部及第2读出部彼此并列地动作。其中，M、N为2以上的整数，m1、m2为1以上M以下且彼此不同的整数，m3为1以上M以下的整数，n为1以上N以下的整数。
在本发明的固体摄像装置中，通过第1行选择部，选择受光部中的任意第m1行，在该第m1行的各像素部Pm1，n中，使光电二极管的接合电容部放电，将光电二极管中所产生的电荷存储于电荷存储部，通过关闭第1开关而使对应于电荷存储部中的存储电荷量的数据向读出信号线L1n输出。与各读出信号线L1n连接的第1读出部中，输入自通过第1行选择部所选择的受光部中的第m1行的各像素部Pm1，n向读出信号线L1n输出的数据，并输出与第m1行的各像素部Pm1，n的光电二极管中所产生的电荷的量对应的数据。
另一方面，通过第2行选择部，选择受光部中的任意第m2行，在该第m2行的各像素部Pm2,n中，使光电二极管的接合电容部放电，将光电二极管中所产生的电荷存储于电荷存储部，通过关闭第2开关而使对应于电荷存储部中的存储电荷量的数据向读出信号线L2n输出。与各读出信号线L2n连接的第2读出部中，输入自通过第2行选择部所选择的受光部中的第m2行的各像素部Pm2,n向读出信号线L2n输出的数据，并输出与第m2行的各像素部Pm2,n的光电二极管中所产生的电荷的量对应的数据。
通过第1行选择部及第2行选择部，选择受光部中彼此不同的行。而且，第1行选择部及第1读出部、与第2行选择部及第2读出部彼此并列地动作。由此，例如通过第1行选择部及第1读出部获得图像数据，通过第2行选择部及第2读出部获得通信数据。
另外，在本发明的固体摄像装置中，选择受光部中的任意第m3行，在该第m3行的各像素部Pm3，n中，使光电二极管的接合电容部放电。
在本发明的固体摄像装置中，优选第1行选择部或第2行选择部选择受光部中的与第m1行及第m2行不同的任意第m3行，并对该第m3行的各像素部Pm3，n输出控制信号，由此使光电二极管的接合电容部放电。其中，m1、m2、m3为1以上M以下且彼此不同的整数。在本发明的固体摄像装置中，通过第1行选择部或第2行选择部，选择受光部中的与第m1行及第m2行不同的任意第m3行，在该第m3行的各像素部Pm3，n中，使光电二极管的接合电容部放电。
本发明的固体摄像装置优选还包含切换单元，其切换第1行选择部与第2行选择部，将通过对受光部中的第m3行的各像素部Pm3，n输出控制信号而使光电二极管的接合电容部放电的行选择部设为第1行选择部及第2行选择部中的任一者。
本发明的固体摄像装置优选：(a)第1行选择部包含M个闩锁电路，在其中的第m1闩锁电路中所保持的数据为有效值时，对第m1行的各像素部Pm1，n输出控制信号；(b)第2行选择部包含M个闩锁电路，在其中的第m2闩锁电路中所保持的数据为有效值时，对第m2行的各像素部Pm2，n输出控制信号；(c)第1行选择部及第2行选择部中的任一个行选择部在另一个行选择部的M个闩锁电路中的第m3闩锁电路中所保持的数据为非有效值时，对第m3行的各像素部Pm3，n输出控制信号。
本发明的固体摄像装置优选第1行选择部及第2行选择部各自的M个闩锁电路按行顺序级联连接而构成移位寄存器，通过将M位的数据串行输入至该移位寄存器中的初级的闩锁电路，从而各闩锁电路保持数据。
本发明的固体摄像装置优选：(a)第1行选择部对于与其中所含的M个闩锁电路中的保持数据为有效值的闩锁电路对应的多行，以一定时间间隔依次输出控制信号；(b)第2行选择部对于与其中所含的M个闩锁电路中的保持数据为有效值的闩锁电路对应的多行，以一定时间间隔依次输出控制信号。
本发明的固体摄像装置优选还包含第3行选择部，其选择受光部中的任意第m3行，并对该第m3行的各像素部Pm3，n输出控制信号，由此使光电二极管的接合电容部放电。在本发明的固体摄像装置中，通过第3行选择部，选择受光部中的任意第m3行，在该第m3行的各像素部Pm3，n中，使光电二极管的接合电容部放电。
本发明的固体摄像装置优选：(a)第1行选择部包含M个闩锁电路，在其中的第m1闩锁电路中所保持的数据为有效值时，对第m1行的各像素部Pm1，n输出控制信号；(b)第2行选择部包含M个闩锁电路，在其中的第m2闩锁电路中所保持的数据为有效值时，对第m2行的各像素部Pm2，n输出控制信号；(c)第3行选择部包含M个闩锁电路，在其中的第m3闩锁电路中所保持的数据为有效值时，对第m3行的各像素部Pm3，n输出控制信号。
本发明的固体摄像装置优选第1行选择部、第2行选择部及第3行选择部各自的M个闩锁电路按行顺序级联连接而构成移位寄存器，通过将M位的数据串行输入至该移位寄存器中的初级的闩锁电路，从而各闩锁电路保持数据。
本发明的固体摄像装置优选：(a)第1行选择部对于与其中所包含的M个闩锁电路中的保持数据为有效值的闩锁电路对应的多行，以一定时间间隔依次输出控制信号；(b)第2行选择部对于与其中所包含的M个闩锁电路中的保持数据为有效值的闩锁电路对应的多行，以一定时间间隔依次输出控制信号。
发明的效果
本发明的固体摄像装置即使在追踪光信号源的位置那样的情况下也可正确地接收来自光信号源的光信号。
附图说明
图1是表示第1实施方式的固体摄像装置1的概略构成的图。
图2是表示第1实施方式的固体摄像装置1的第1读出部40及第2读出部50的构成的图。
图3是表示第1实施方式的固体摄像装置1的像素部Pm，n及保持部41n的电路构成的图。
图4是表示第1实施方式的固体摄像装置1的差运算部43的电路构成的图。
图5是表示第1实施方式的固体摄像装置1的第1行选择部20及第2行选择部30的构成的图。
图6是表示第1实施方式的固体摄像装置1的第1行选择部20的控制信号生成电路21m的构成的图。
图7是表示第1实施方式的固体摄像装置1的第2行选择部30的控制信号生成电路31m的构成的图。
图8是说明在比较例的动作的情况下分别通过第1读出部40及第2读出部50读出数据的受光部10中的像素部的图。
图9是比较例的动作时的时序图。
图10是说明在实施例的动作的情况下分别通过第1读出部40及第2读出部50读出数据的受光部10中的像素部的图。
图11是实施例的动作时的时序图。
图12是表示第2实施方式的固体摄像装置2的概略构成的图。
图13是表示第2实施方式的固体摄像装置2的第1行选择部20A及第2行选择部30A的构成的图。
图14是表示第2实施方式的固体摄像装置2的第1行选择部20A的控制信号生成电路23m的构成的图。
图15是表示第2实施方式的固体摄像装置2的第2行选择部30A的控制信号生成电路33m的构成的图。
图16是表示第3实施方式的固体摄像装置3的概略构成的图。
图17是表示第3实施方式的固体摄像装置3的第1读出部40及第2读出部50的构成的图。
图18是表示第3实施方式的固体摄像装置3的像素部Pm，n及保持部41n的电路构成的图。
图19是表示第3实施方式的固体摄像装置3的第1行选择部20、第2行选择部30及第3行选择部70的构成的图。
图20是表示第3实施方式的固体摄像装置3的第1行选择部20的控制信号生成电路21m的构成的图。
图21是实施例的动作时的时序图。
图22是说明在其它的实施例的动作的情况下分别通过第1读出部40及第2读出部50读出数据的受光部10中的像素部的图。
图23是其它的实施例的动作时的时序图。
具体实施方式
以下，参照附图，对用以实施本发明的方式进行详细的说明。再者，在附图的说明中，对同一要素赋予同一符号，省略重复的说明。
(第1实施方式)
图1是表示第1实施方式的固体摄像装置1的概略构成的图。该图所示的固体摄像装置1包括受光部10、第1行选择部20、第2行选择部30、第1读出部40、第2读出部50及控制部60。
受光部10包含M×N个像素部P1,1~PM，N。M×N个像素部P1,1~PM，N具有共同的构成，且二维排列成M行N列。各像素部Pm，n位于第m行第n列。此处，M、N为2以上的整数，m为1以上M以下的各整数，n为1以上N以下的各整数。
各像素部Pm，n包含产生对应于入射光量的量的电荷的光电二极管、及存储该电荷的电荷存储部。各像素部Pm，n可根据自第1行选择部20或第2行选择部30经由控制信号线所接收的各种控制信号，使光电二极管的接合电容部放电，将光电二极管中所产生的电荷存储于电荷存储部，并向读出信号线L1n或读出信号线L2n输出对应于该电荷存储部中的存储电荷量的数据。
第1行选择部20选择受光部10中的任意第m1行，并对该第m1行的各像素部Pm1,n输出控制信号，由此使光电二极管的接合电容部放电，将光电二极管中所产生的电荷存储于电荷存储部，并使对应于该电荷存储部中的存储电荷量的数据向读出信号线L1n输出。
第2行选择部30选择受光部10中的任意第m2行，并对该第m2行的各像素部Pm2,n输出控制信号，由此使光电二极管的接合电容部放电，将光电二极管中所产生的电荷存储于电荷存储部，并使对应于该电荷存储部中的存储电荷量的数据向读出信号线L2n输出。
另外，第1行选择部20选择受光部10中的任意第m3行，并对该第m3行的各像素部Pm3，n输出控制信号，由此使光电二极管的接合电容部放电，将光电二极管中所产生的电荷存储于电荷存储部。
此处，m1、m2、m3为1以上M以下且彼此不同的整数。第1行选择部20与第2行选择部30选择受光部10中彼此不同的行。第1行选择部20及第2行选择部30各自所选择的行数为任意，但数据的输出逐行地依次进行。
第1读出部40与N根读出信号线L11~L1N连接，输入自通过第1行选择部20所选择的受光部10中的第m1行的各像素部Pm1，n向读出信号线L1n输出的数据，并输出与第m1行的各像素部Pm1，n的光电二极管中所产生的电荷的量对应的数据。
第2读出部50与N根读出信号线L21~L2N连接，输入自通过第2行选择部30所选择的受光部10中的第m2行的各像素部Pm2,n向读出信号线L2n输出的数据，并输出与第m2行的各像素部Pm2,n的光电二极管中所产生的电荷的量对应的数据。
控制部60通过对第1行选择部20、第2行选择部30、第1读出部40及第2读出部50各自的动作进行控制，从而控制固体摄像装置1整体的动作。通过控制部60进行控制，可使第1行选择部20及第1读出部40、与第2行选择部30及第2读出部50彼此并列地动作。
图2是表示第1实施方式的固体摄像装置1的第1读出部40及第2读出部50的构成的图。在该图中，针对受光部10代表性地表示有M×N个像素部P1,1~PM,N中第m行第n列的像素部Pm，n，另外，针对第1读出部40及第2读出部50，分别表示有与该像素部Pm,n相关联的构成要素。
第1读出部40包含N个保持部411~41N、第1列选择部42及差运算部43。N个保持部411~41N具有共同的构成。各保持部41n经由读出信号线L1n而与受光部10中的第n列的M个像素部P1,n～PM,n连接，可输入自通过第1行选择部20所选择的第m1行的像素部Pm1，n向读出信号线L1n输出的数据，并保持该数据，且输出该保持的数据。各保持部41n优选为输入并保持重叠有噪声成分的信号成分的数据，并且输入并保持仅为噪声成分的数据。
N个保持部411~41N可根据自第1列选择部42接收的各种控制信号，以相同时序对数据进行取样并保持，且依次输出该保持的数据。差运算部43输入自N个保持部411~41N各个依次输出的数据，自重叠有噪声成分的信号成分的数据中减去仅为噪声成分的数据，而输出对应于信号成分的数据。差运算部43可将对应于信号成分的数据作为模拟数据输出，也可具有AD转换功能而输出数字数据。如此，第1读出部40可输出与第m1行的各像素部Pm1,n的光电二极管中所产生的电荷的量对应的数据。
第2读出部50包含N个保持部511~51N、第2列选择部52及差运算部53。N个保持部511~51N具有共同的构成。各保持部51n经由读出信号线L2n而与受光部10中的第n列的M个像素部P1,n~PM,n连接，可输入自通过第2行选择部20所选择的第m2行的像素部Pm2,n向读出信号线L2n输出的数据，并保持该数据，且输出该保持的数据。各保持部51n优选为输入并保持重叠有噪声成分的信号成分的数据，并且输入并保持仅为噪声成分的数据。
N个保持部511~51N可根据自第2列选择部52接收的各种控制信号，以相同时序对数据进行取样并保持，且依次输出该保持的数据。差运算部53输入自N个保持部511~51N各个依次输出的数据，自重叠有噪声成分的信号成分的数据中减去仅为噪声成分的数据，而输出对应于信号成分的数据。差运算部53可将对应于信号成分的数据作为模拟数据输出，也可具有AD转换功能而输出数字数据。如此，第2读出部50可输出与第m2行的各像素部Pm2,n的光电二极管中所产生的电荷的量对应的数据。
图3是表示第1实施方式的固体摄像装置1的像素部Pm，n及保持部41n的电路构成的图。在该图中，也针对受光部10代表性地表示有M×N个像素部P1,1~PM,N中第m行第n列的像素部Pm,n，另外，针对第1读出部40表示有与该像素部Pm,n相关联的保持部41n。再者，保持部51n的构成与保持部41n的构成相同。
各像素部Pm，n为APS(Active Pixel Sensor，主动像素传感器)方式的像素部，包含光电二极管PD及6个MOS晶体管T1、T2、T3、T41、T42、T5。如该图所示，晶体管T1、晶体管T2及光电二极管PD依次串联连接，对晶体管T1的漏极端子输入有基准电压，光电二极管PD的阳极端子接地。晶体管T1与晶体管T2的连接点经由晶体管T5而连接于晶体管T3的栅极端子。
对晶体管T3的漏极端子输入有基准电压。晶体管T3的源极端子与晶体管T41、T42各自的漏极端子连接。各像素部Pm,n的晶体管T41的源极端子连接于读出信号线L1n。各像素部Pm,n的晶体管T42的源极端子连接于读出信号线L2n。在读出信号线L1n及读出信号线L2n分别连接有恒定电流源。
各像素部Pm,n的输送用的晶体管T2的栅极端子与控制信号线LTm连接，输入自第1行选择部20或第2行选择部30输出的Trans(m)信号。各像素部Pm,n的重置用的晶体管T1的栅极端子与控制信号线LRm连接，输入自第1行选择部20或第2行选择部30输出的Reset(m)信号。各像素部Pm,n的保持用的晶体管T5的栅极端子与控制信号线LHm连接，输入自第1行选择部20或第2行选择部30输出的Hold(m)信号。
各像素部Pm,n的输出选择用的晶体管T41的栅极端子与控制信号线LA1m连接，输入自第1行选择部20输出的Address1(m)信号。各像素部Pm,n的输出选择用的晶体管T42的栅极端子与控制信号线LA2m连接，输入自第2行选择部30输出的Address2(m)信号。这些控制信号(Reset(m)信号、Trans(m)信号、Hold(m)信号、Address1(m)信号、Address2(m)信号)对第m行的N个像素部Pm,1~Pm,N共同地输入。
控制信号线LTm、控制信号线LRm及控制信号线LHm针对每行设置，发送指示第m行的各像素部Pm，n中的光电二极管PD的接合电容部及电荷存储部各自的放电以及由电荷存储部进行的电荷存储的控制信号(Reset(m)信号、Trans(m)信号、Hold(m)信号)。Reset(m)信号是自第1行选择部20输出的Reset1(m)信号与自第2行选择部30输出的Reset2(m)信号的逻辑和。Trans(m)信号是自第1行选择部20输出的Trans1(m)信号与自第2行选择部30输出的Trans2(m)信号的逻辑和。另外，Hold(m)信号是自第1行选择部20输出的Hold1(m)信号与自第2行选择部30输出的Hold2(m)信号的逻辑和。
控制信号线LA1m及控制信号线LA2m针对每行设置，发送指示向第m行的各像素部Pm，n的读出信号线L1n或读出信号线L2n的数据输出的控制信号(Address1(m)信号、Address2(m)信号)。各控制信号线LA1m连接于第1行选择部20。各控制信号线LA2m连接于第2行选择部30。Address1(m)信号与Address2(m)信号不会同时变为高电平，从而晶体管T41与晶体管T42不会同时变为导通状态。
在Reset(m)信号、Trans(m)信号及Hold(m)信号为高电平时，光电二极管PD的接合电容部放电，另外，连接于晶体管T3的栅极端子的扩散区域(电荷存储部)放电。在Trans(m)信号为低电平时，将光电二极管PD中所产生的电荷存储于接合电容部。若Reset(m)信号为低电平且Trans(m)信号及Hold(m)信号为高电平，则将存储于光电二极管PD的接合电容部的电荷输送至与晶体管T3的栅极端子连接的扩散区域(电荷存储部)并加以存储。
在Address1(m)信号为高电平时，将与连接于晶体管T3的栅极端子的扩散区域(电荷存储部)中所存储的电荷量对应的数据(重叠有噪声成分的信号成分的数据)经过晶体管T41而向读出信号线L1n输出，并向第1读出部40的保持部41n输入。即，晶体管T41作为用以将对应于电荷存储部中的存储电荷量的数据向读出信号线L1n输出的第1开关而发挥作用。再者，在电荷存储部处于放电状态时，仅为噪声成分的数据经过晶体管T41而向读出信号线L1n输出。
在Address2(m)信号为高电平时，将与连接于晶体管T3的栅极端子的扩散区域(电荷存储部)中所存储的电荷量对应的数据(重叠有噪声成分的信号成分的数据)经过晶体管T42而向读出信号线L2n输出，并向第2读出部50的保持部51n输入。即，晶体管T42作为用以将对应于电荷存储部中的存储电荷量的数据向读出信号线L2n输出的第2开关而发挥作用。再者，在电荷存储部处于放电状态时，仅为噪声成分的数据经过晶体管T42而向读出信号线L2n输出。
各保持部41n包含2个电容元件C1、C2及4个开关SW11、SW12、SW21、SW22。在该保持部41n中，开关SW11及开关SW12串联连接且设置于读出信号线L1n与配线Hline_s1之间，电容元件C1的一端连接于开关SW11与开关SW12之间的连接点，电容元件C1的另一端接地。另外，开关SW21及开关SW22串联连接且设置于读出信号线L1n与配线Hline_n1之间，电容元件C2的一端连接于开关SW21与开关SW22之间的连接点，电容元件C2的另一端接地。
在该保持部41n中，开关SW11根据自第1列选择部42供给的set_s1信号的电平进行开闭。开关SW21根据自第1列选择部42供给的set_n1信号的电平进行开闭。set_s1信号及set_n1信号对N个保持部411~41N共同地输入。开关SW12、SW22根据自第1列选择部42供给的hshift1(n)信号的电平进行开闭。
在该保持部41n中，在set_n1信号由高电平转变为低电平而开关SW21打开时，自像素部Pm,n向读出信号线L1n输出的噪声成分，在此以后，通过电容元件C2作为电压值out_n1(n)而保持。在set_s1信号由高电平转变为低电平而开关SW11打开时，自像素部Pm,n向读出信号线L1n输出的重叠有噪声成分的信号成分，在此以后，通过电容元件C1作为电压值out_s1(n)而保持。然后，若hshift1(n)信号变为高电平，则开关SW12关闭，通过电容元件C1保持的电压值out_s1(n)向配线Hline_s1输出，另外，开关SW22关闭，通过电容元件C2保持的电压值out_n1(n)向配线Hline_n1输出。这些电压值out_s1(n)与电压值out_n1(n)的差表示与像素部Pm，n的光电二极管PD中所产生的电荷的量对应的电压值。
图4是表示第1实施方式的固体摄像装置1的差运算部43的电路构成的图。再者，差运算部53的构成与差运算部43的构成相同。如该图所示，差运算部43包含放大器A1~A3、开关SW1、SW2、及电阻器R1~R4。放大器A3的反转输入端子经由电阻器R1而与缓冲放大器A1的输出端子连接，且经由电阻器R3而与自身的输出端子连接。放大器A3的非反转输入端子经由电阻器R2而与缓冲放大器A2的输出端子连接，且经由电阻器R4而与接地电位连接。缓冲放大器A1的输入端子经由配线Hline_s1而与N个保持部411~41N连接，且经由开关SW1而与接地电位连接。缓冲放大器A2的输入端子经由配线Hline_n1而与N个保持部411~41N连接，且经由开关SW2与接地电位连接。
差运算部43的开关SW1、SW2由自第1列选择部42供给的hreset1信号控制而进行开闭动作。通过开关SW1关闭，重置输入至缓冲放大器A1的输入端子的电压值。通过开关SW2关闭，重置输入至缓冲放大器A2的输入端子的电压值。当开关SW1、SW2打开时，自N个保持部411~41N中的任意保持部41n向配线Hline_s1、Hline_n1输出的电压值out_s1(n)、out_n1(n)输入至缓冲放大器A1、A2的输入端子。若将缓冲放大器A1、A2各自的放大率设为1，且设为4个电阻器R1~R4各自的电阻值彼此相等，则自差运算部43的输出端子输出的电压值表示分别经过配线Hline_s1及配线Hline_n1而输入的电压值的差，且为已除去噪声成分的值。
图5是表示第1实施方式的固体摄像装置1的第1行选择部20及第2行选择部30的构成的图。如该图所示，第1行选择部20包含构成第1移位寄存器的M个控制信号生成电路211~21M、及构成第2移位寄存器的M个闩锁电路221~22M。另外，第2行选择部30包含构成第1移位寄存器的M个控制信号生成电路311~31M、及构成第2移位寄存器的M个闩锁电路321~32M。
第1行选择部20中所包含的M个控制信号生成电路211~21M分别具有共同的构成且依次级联连接。即，各控制信号生成电路21m的输入端子I连接于前级的控制信号生成电路21m-1的输出端子O(此处，m为2以上M以下的各整数)。初级的控制信号生成电路211的输入端子I输入在时钟VCLK1所指示的某时序为高电平而之后为低电平的vshift1(0)信号。各控制信号生成电路21m与时钟VCLK1同步动作，输入基本控制信号1，当通过对应的闩锁电路22m保持的数据row_sel1_data[m]为高电平时，在规定的时序将Reset1(m)信号、Trans1(m)信号、Hold1(m)信号及Address1(m)信号作为高电平而输出。
M个闩锁电路221~22M分别为D触发器且依次级联连接。即，各闩锁电路22m的输入端子D连接于前级的闩锁电路22m-1的输出端子Q(此处，m为2以上M以下的各整数)。初级的闩锁电路221的输入端子D串行地输入M位的数据row_sel1_data[M:1]。各闩锁电路22m可通过与时钟row_sel1_clk同步动作，而保持数据row_sel1_data[m]。各闩锁电路22m将所保持的数据row_sel1_data[m]向对应的控制信号生成电路21m供给。
第1行选择部20自控制部60被供给有vshift1(0)信号、时钟VCLK1、基本控制信号1、M位的数据row_sel1_data[M:1]及时钟row_sel1_clk。
第2行选择部30中所包含的M个控制信号生成电路311~31M分别具有共同的构成且依次级联连接。即，各控制信号生成电路31m的输入端子I连接于前级的控制信号生成电路31m-1的输出端子O(此处，m为2以上M以下的各整数)。初级的控制信号生成电路311的输入端子I输入在时钟VCLK2所指示的某时序为高电平而之后为低电平的vshift2(0)信号。各控制信号生成电路31m与时钟VCLK2同步动作，输入基本控制信号2，当通过对应的闩锁电路32m保持的数据row_sel2_data[m]为高电平时，在规定的时序将Reset2(m)信号、Trans2(m)信号、Hold2(m)信号及Address2(m)信号作为高电平而输出。
M个闩锁电路321~32M分别为D触发器且依次级联连接。即，各闩锁电路32m的输入端子D连接于前级的闩锁电路32m-1的输出端子Q(此处，m为2以上M以下的各整数)。初级的闩锁电路321的输入端子D串行地输入M位的数据row_sel2_data[M:1]。各闩锁电路32m可通过与时钟row_sel2_clk同步动作，而保持数据row_sel2_data[m]。各闩锁电路32m将所保持的数据row_sel2_data[m]向对应的控制信号生成电路31m供给，并且也向控制信号生成电路21m供给。
第2行选择部30自控制部60被供给有vshift2(0)信号、时钟VCLK2、基本控制信号2、M位的数据row_sel2_data[M:1]及时钟row_sel2_clk。
图6是表示第1实施方式的固体摄像装置1的第1行选择部20的控制信号生成电路21m的构成的图。各控制信号生成电路21m包含D触发器210、逻辑反转电路211、逻辑积电路212~217、逻辑和电路218、219、逻辑积电路221及逻辑反转电路222。各控制信号生成电路21m输入All_reset1信号、Reset1信号、Trans1信号、Hold1信号及Address1信号作为图5中所说明的基本控制信号1。
各控制信号生成电路21m的D触发器210输入自前级的控制信号生成电路21m-1输出的vshift1(m-1)信号，在时钟VCLK1所指示的时序保持该数据，并输出该保持的数据。
各控制信号生成电路21m的逻辑积电路212输入自对应的闩锁电路22m输出的数据row_sel1_data[m]，并且也输入自D触发器210输出的数据，并输出它们的逻辑积的数据。
各控制信号生成电路21m的逻辑积电路213输入自对应的闩锁电路22m输出的数据row_sel1_data[m]通过逻辑反转电路211进行逻辑反转后的数据，并且也输入自前级的控制信号生成电路21m-1输出的vshift1(m-1)信号的数据，并输出它们的逻辑积的数据。
各控制信号生成电路21m的逻辑和电路218输入逻辑积电路212及逻辑积电路213各自的数据，并将它们的逻辑和的数据作为vshift1(m)信号而输出。
各控制信号生成电路21m的逻辑积电路214输入自第2行选择部30的对应的闩锁电路32m输出的数据row_sel2_data[m]通过逻辑反转电路222进行逻辑反转后的数据，并且也输入Reset1信号的数据，并将它们的逻辑积的数据作为Reset1(m)信号而输出。
各控制信号生成电路21m的逻辑积电路215输入自第2行选择部30的对应的闩锁电路32m输出的数据row_sel2_data[m]通过逻辑反转电路222进行逻辑反转后的数据，并且也输入Trans1信号的数据，并将它们的逻辑积的数据作为Trans1(m)信号而输出。
各控制信号生成电路21m的逻辑积电路221输入自对应的闩锁电路22m输出的数据row_sel1_data[m]，并且也输入All_reset1信号的数据，并输出它们的逻辑积的数据。
各控制信号生成电路21m的逻辑和电路219输入逻辑积电路221的输出数据，并且也输入逻辑积电路212的输出数据，并输出它们的逻辑和的数据。
各控制信号生成电路21m的逻辑积电路216输入逻辑和电路219的输出数据，并且也输入Hold1信号的数据，并将它们的逻辑积的数据作为Hold1(m)信号而输出。
各控制信号生成电路21m的逻辑积电路217输入Address1信号的数据，并且也输入逻辑积电路212的输出数据，并将它们的逻辑积的数据作为Address1(m)信号而输出。
图7是表示第1实施方式的固体摄像装置1的第2行选择部30的控制信号生成电路31m的构成的图。各控制信号生成电路31m包含D触发器310、逻辑反转电路311、逻辑积电路312~317、逻辑和电路318、319及逻辑积电路321。各控制信号生成电路31m输入All_reset2信号、Reset2信号、Trans2信号、Hold2信号及Address2信号作为图5中所说明的基本控制信号2。
各控制信号生成电路31m的D触发器310输入自前级的控制信号生成电路31m-1输出的vshift2(m-1)信号，在时钟VCLK2所指示的时序保持该数据，并输出该保持的数据。
各控制信号生成电路31m的逻辑积电路312输入自对应的闩锁电路32m输出的数据row_sel2_data[m]，并且也输入自D触发器310输出的数据，并输出它们的逻辑积的数据。
各控制信号生成电路31m的逻辑积电路313输入自对应的闩锁电路32m输出的数据row_sel2_data[m]通过逻辑反转电路311进行逻辑反转后的数据，并且也输入自前级的控制信号生成电路31m-1输出的vshift2(m-1)信号的数据，并输出它们的逻辑积的数据。
各控制信号生成电路31m的逻辑和电路318输入逻辑积电路312及逻辑积电路313各自的数据，并将它们的逻辑和的数据作为vshift2(m)信号而输出。
各控制信号生成电路31m的逻辑积电路314输入自对应的闩锁电路32m输出的数据row_sel2_data[m]，并且也输入Reset2信号的数据，并将它们的逻辑积的数据作为Reset2(m)信号而输出。
各控制信号生成电路31m的逻辑积电路315输入自对应的闩锁电路32m输出的数据row_sel2_data[m]，并且也输入Trans2信号的数据，并将它们的逻辑积的数据作为Trans2(m)信号而输出。
各控制信号生成电路31m的逻辑积电路321输入自对应的闩锁电路32m输出的数据row_sel2_data[m]，并且也输入All_reset2信号的数据，并输出它们的逻辑积的数据。
各控制信号生成电路31m的逻辑和电路319输入逻辑积电路321的输出数据，并且也输入逻辑积电路312的输出数据，并输出它们的逻辑和的数据。
各控制信号生成电路31m的逻辑积电路316输入逻辑和电路319的输出数据，并且也输入Hold2信号的数据，并将它们的逻辑积的数据作为Hold2(m)信号而输出。
各控制信号生成电路31m的逻辑积电路317输入Address2信号的数据，并且也输入逻辑积电路312的输出数据，并将它们的逻辑积的数据作为Address2(m)信号而输出。
对应于第1行选择部20所应选择的第m1行而将数据row_sel1_data[m1]设为高电平。另外，对应于第2行选择部30所应选择的第m2行而将数据row_sel2_data[m2]设为高电平。为了使第1行选择部20所选择的第m1行与第2行选择部30所选择的第m2行彼此不同，对于各m值，数据row_sel1_data[m]及数据row_sel2_data[m]不是均为高电平，需要至少一者为低电平。
在具有图6所示的构成的第1行选择部20中，当M个闩锁电路221~22M中的第m1闩锁电路22m1中所保持的数据row_sel1_data[m1]为高电平(此时，数据row_sel2_data[m1]必然为低电平)时，与此对应的控制信号生成电路21m1可对第m1行的各像素部Pm1,n将控制信号(Reset1(m1)信号、Trans1(m1)信号、Hold1(m1)信号)在规定的时序作为高电平而输出，另外，也可将Address1(m1)信号在规定的时序作为高电平而输出。
另外，在第1行选择部20中，与M个闩锁电路221~22M中的保持数据row_sel1_data[m]为低电平的闩锁电路对应的控制信号生成电路可将自前级到达的vshift1信号直接向后级输出。即，M个闩锁电路221~22M中仅保持数据row_sel1_data[m]为高电平的闩锁电路构成实质上的移位寄存器。因此，第1行选择部20可对于与M个闩锁电路221~22M中保持数据row_sel1_data[m]为高电平的闩锁电路对应的行，以一定时间间隔(时钟VCLK1的周期)依次输出控制信号。
在具有图7所示的构成的第2行选择部30中，当M个闩锁电路321~32M中的第m2闩锁电路32m2中所保持的数据row_sel2_data[m2]为高电平(此时，数据row_sel1_data[m2]必然为低电平)时，与此对应的控制信号生成电路31m2可对第m2行的各像素部Pm2,n将控制信号(Reset2(m2)信号、Trans2(m2)信号、Hold2(m2)信号)在规定的时序作为高电平而输出，另外，也可将Address2(m2)信号在规定的时序作为高电平而输出。
另外，在第2行选择部30中，与M个闩锁电路321~32M中保持数据row_sel2_data[m]为低电平的闩锁电路对应的控制信号生成电路可将自前级到达的vshift2信号直接向后级输出。即，M个闩锁电路321~32M中仅保持数据row_sel2_data[m]为高电平的闩锁电路构成实质上的移位寄存器。因此，第2行选择部30可对于与M个闩锁电路321~32M中保持数据row_sel2_data[m]为高电平的闩锁电路对应的行，以一定时间间隔(时钟VCLK2的周期)依次输出控制信号。
进而，在第1行选择部20的M个闩锁电路221~22M中的第m3闩锁电路22m3中所保持的数据row_sel1_data[m3]为低电平、且第2行选择部30的M个闩锁电路321~32M中的第m3闩锁电路32m3中所保持的数据row_sel2_data[m3]也为低电平时，第1行选择部20的对应的控制信号生成电路21m3可对该第m3行的各像素部Pm3,n将控制信号(Reset1(m3)信号、Trans1(m3)信号)在规定的时序作为高电平而输出，而不将Hold1(m3)信号及Address1(m3)信号在规定的时序作为高电平而输出。
即，第1行选择部20将受光部10的第1行~第M行中不为第1行选择部20所选择的第m1行及第2行选择部30所选择的第m2行中的任一者的所有的行作为第m3行而选择，并对该第m3行的各像素部Pm3，n输出控制信号，由此可使光电二极管PD的接合电容部放电，将光电二极管中所产生的电荷存储于电荷存储部。
其次，与比较例(图8、图9)进行对比，对第1实施方式的固体摄像装置1的动作的实施例(图10、图11)进行说明。在比较例中，第1行选择部及第2行选择部中的任一者对受光部10中的与第m1行及第m2行不同的任意第m3行的各像素部Pm3,n均不会使光电二极管的接合电容部放电。在实施例及比较例的任一者中，为了使说明简化而均设为M=N=8。
图8是说明在比较例的动作的情况下分别通过第1读出部40及第2读出部50而读出数据的受光部10中的像素部的图。在比较例中，在某时刻t以前，如图8(a)所示，受光部10的像素部P5,3及像素部P5,4各自的通信数据通过第1行选择部及第1读出部而读出(图8(a)中的区域A)，受光部10的像素部P3，2～像素部P3，5、像素部P4，2～像素部P4,5、像素部P6，2～像素部P6,5及像素部P7，2～像素部P7,5各自的图像数据通过第2行选择部及第2读出部而读出(图8(a)中的区域B)。
而且，在比较例中，在该时刻t以后，如图8(b)所示，受光部10的像素部P4,4及像素部P4,5各自的通信数据通过第1行选择部及第1读出部而读出(图8(b)中的区域A)，受光部10的像素部P2，3～像素部P2,6、像素部P3，3～像素部P3,6、像素部P5，3～像素部P5,6及像素部P6,3~像素部P6,6各自的图像数据通过第2行选择部及第2读出部而读出(图8(b)中的区域B)。
即，在比较例中，以某时刻t为边界，通过第1读出部或第2读出部而读出的受光部10的像素部的区域A、B分别向行方向及列方向偏移1像素。
图9是比较例的动作时的时序图。在图9中，自上起依次表示有受光部10中的第8行~第1行各自的像素部的动作、第1读出部40的保持部41的数据输入动作、自第1读出部40的数据输出动作、第2读出部50的保持部51的数据输入动作、及自第2读出部50的数据输出动作。
在图9中，“转1”表示通过在像素部中将晶体管T2及晶体管T5设为导通状态，而将光电二极管PD的接合电容部的电荷输送至FD区域(连接于晶体管T3的栅极端子的扩散区域(电荷存储部))。“转2”表示通过在像素部中将晶体管T41或晶体管T42设为导通状态，而将对应于电荷存储部中的存储电荷量的数据向保持部41或保持部51输送。“初始化”表示通过在像素部中将晶体管T1及晶体管T2设为导通状态，而使光电二极管PD的接合电容部的电荷放电而进行初始化。“存储”表示通过在像素部中将晶体管T1设为断开状态，而将光电二极管PD中所产生的电荷存储于接合电容部。
如该图所示，在比较例中，由于在紧接着时刻t之后最初由第1读出部40所读出的像素部P4,4及像素部P4,5各自的通信数据相当于在即将到时刻t之前最终在整个较长期间内存储的电荷的量，因而存在成为错误的值的情况。因此，无法正确地接收来自光信号源的光信号。
另一方面，在该比较例中，由于在紧接着时刻t之后最初由第2读出部50所读出的第2行的像素部P2，3~P2，6各自的图像数据相当于在即将到时刻t之前最终在整个较原来长的期间内存储的电荷的量，因而存在成为错误的值的情况。另外，在紧接着时刻t之后最初由第2读出部50所读出的第5行的像素部P5,3~P5,6各自的图像数据相当于在即将到时刻t之前最终在整个较原来短的期间内存储的电荷的量，因而存在成为错误的值的情况。然而，因为这些数据并非通信数据而为图像数据，因此，存在即使数据错误也无故障的情况，或者，因为对于该错误的数据可使用邻接行的数据进行内插，因此，不会成为大的问题。
图10是说明在实施例的动作的情况下分别通过第1读出部40及第2读出部50而读出数据的受光部10中的像素部的图。在实施例中，在某时刻t以前，如图10(a)所示，受光部10的像素部P5,3及像素部P5,4各自的通信数据通过第1行选择部及第1读出部而读出(图10(a)中的区域A)，受光部10的像素部P2，2～像素部P2,5、像素部P3，2～像素部P3,5、像素部P7，2～像素部P7,5及像素部P8，2～像素部P8,5各自的图像数据通过第2行选择部及第2读出部而读出(图10(a)中的区域B)。另外，通过第1行选择部20，第1行、第4行及第6行各自的各像素部的光电二极管PD的接合电容部在与第5行的各像素部的光电二极管PD的接合电容部相同的时序进行初始化。
然后，在实施例中，在该时刻t以后，如图10(b)所示，受光部10的像素部P4，4及像素部P4，5各自的通信数据通过第1行选择部及第1读出部而读出(图10(b)中的区域A)，受光部10的像素部P1，3～像素部P1,6、像素部P2，3～像素部P2,6、像素部P6，3～像素部P6,6及像素部P7，3～像素部P7，6各自的图像数据通过第2行选择部及第2读出部而读出(图10(b)中的区域B)。另外，通过第1行选择部20，第3行、第5行及第8行各自的各像素部的光电二极管PD的接合电容部在与第4行的各像素部的光电二极管PD的接合电容部相同的时序进行初始化。
即，在实施例中，以某时刻t为边界，通过第1读出部或第2读出部而读出的受光部10的像素部的区域A、B分别向行方向及列方向偏移1像素，另外，通过第1行选择部20仅进行光电二极管PD的接合电容部的初始化的行向下偏移1行。
图11是实施例的动作时的时序图。在图11中，自上起依次表示有受光部10中的第8行~第1行各自的像素部的动作、第1读出部40的保持部41的数据输入动作、自第1读出部40的数据输出动作、第2读出部50的保持部51的数据输入动作、及自第2读出部50的数据输出动作。图11中的“转1”、“转2”、“初始化”及“存储”分别与图9中的相同。
如该图所示，在实施例中，在紧接着时刻t之后最初由第1读出部40所读出的像素部P4,4及像素部P4,5各自的通信数据相当于在时刻t前在整个与时刻t后相同的期间内存储的电荷的量。因此，可正确地接收来自光信号源的光信号。如此，第1实施方式的固体摄像装置1即使在追踪光信号源的位置的情况下，也可正确地接收来自光信号源的光信号。
另一方面，在该实施例中，在紧接着时刻t之后最初由第2读出部50所读出的第1行及第6行的各像素部的图像数据相当于在即将到时刻t之前最终在整个较原来短的期间内存储的电荷的量，因此存在成为错误的值的情况。然而，因为这些数据并非通信数据而为图像数据，因此，存在即使数据错误也无故障的情况，或者，因为对于该错误的数据可使用邻接行的数据进行内插，因此，不会成为大的问题。
再者，第1实施方式的固体摄像装置1可以各种的方式进行动作。例如，也可使第1行选择部20选择受光部10中的第奇数行，第2行选择部30选择受光部10中的第偶数行。在该情况下，根据通过第2行选择部30及第2读出部50而读出的第偶数行的图像数据特定光信号源的位置，通过第1行选择部20及第1读出部40将来自位于该图像中的所特定的位置的任意第奇数行的像素部的数据作为通信数据而读出。在该情况下，第1行选择部20对通过第1读出部40而读出通信数据的行以外的第奇数行的各像素部的光电二极管PD的接合电容部进行初始化。
(第2实施方式)
其次，对第2实施方式进行说明。在第1实施方式的固体摄像装置1中，可使第m3行的各像素部Pm3，n的光电二极管PD的接合电容部放电的仅为第1行选择部20。与此相对，在第2实施方式的固体摄像装置2中，可切换第1行选择部20A及第2行选择部20B，将通过对受光部10中的第m3行的各像素部Pm3，n输出控制信号而使光电二极管PD的接合电容部放电的行选择部设为第1行选择部20A及第2行选择部30A的任一者。
图12是表示第2实施方式的固体摄像装置2的概略构成的图。与图1所示的第1实施方式的固体摄像装置1的概略构成比较，则该图12所示的第2实施方式的固体摄像装置2在如下方面不同：包含第1行选择部20A代替第1行选择部20；包含第2行选择部30A代替第2行选择部30；另外，包含控制部60A代替控制部60。受光部10、第1读出部40及第2读出部50分别与第1实施方式的相同。
控制部60A通过对第1行选择部20A、第2行选择部30A、第1读出部40及第2读出部50各自的动作进行控制，而控制固体摄像装置2整体的动作。通过控制部60A进行控制，第1行选择部20A及第1读出部40、与第2行选择部30A及第2读出部50可彼此并列地动作。
图13是表示第2实施方式的固体摄像装置2的第1行选择部20A及第2行选择部30A的构成的图。如该图所示，第1行选择部20包含构成第1移位寄存器的M个控制信号生成电路231~23M、及构成第2移位寄存器的M个闩锁电路221~22M。另外，第2行选择部30包含构成第1移位寄存器的M个控制信号生成电路331~33M、及构成第2移位寄存器的M个闩锁电路321~32M。
第1行选择部20中所含的M个控制信号生成电路231~23M分别具有共同的构成且依次级联连接。即，各控制信号生成电路23m的输入端子I连接于前级的控制信号生成电路23m-1的输出端子O(此处，m为2以上M以下的各整数)。初级的控制信号生成电路231的输入端子I输入在时钟VCLK1所指示的某时序为高电平而之后为低电平的vshift1(0)信号。各控制信号生成电路23m与时钟VCLK1同步动作，输入基本控制信号1，当通过对应的闩锁电路22m所保持的数据row_sel1_data[m]为高电平时，在规定的时序将Reset1(m)信号、Trans1(m)信号、Hold1(m)信号及Address1(m)信号作为高电平而输出。
M个闩锁电路221~22M分别为D触发器且依次级联连接。即，各闩锁电路22m的输入端子D连接于前级的闩锁电路22m-1的输出端子Q(此处，m为2以上M以下的各整数)。初级的闩锁电路221的输入端子D串行地输入M位的数据row_sel1_data[M:1]。各闩锁电路22m通过与时钟row_sel1_clk同步动作，而可保持数据row_sel1_data[m]。各闩锁电路22m将所保持的数据row_sel1_data[m]向对应的控制信号生成电路23m供给，且也向控制信号生成电路33m供给。
第1行选择部20自控制部60A被供给有vshift1(0)信号、时钟VCLK1、基本控制信号1、M位的数据row_sel1_data[M:1]及时钟row_sel1_clk。
第2行选择部30中所包含的M个控制信号生成电路331~33M分别具有共同的构成且依次级联连接。即，各控制信号生成电路33m的输入端子I连接于前级的控制信号生成电路33m-1的输出端子O(此处，m为2以上M以下的各整数)。初级的控制信号生成电路331的输入端子I输入在时钟VCLK2所指示的某时序为高电平而之后为低电平的vshift2(0)信号。各控制信号生成电路33m与时钟VCLK2同步地动作，输入基本控制信号2，当通过对应的闩锁电路32m所保持的数据row_sel2_data[m]为高电平时，在规定的时序将Reset2(m)信号、Trans2(m)信号、Hold2(m)信号及Address2(m)信号作为高电平而输出。
M个闩锁电路321~32M分别为D触发器且依次级联连接。即，各闩锁电路32m的输入端子D连接于前级的闩锁电路32m-1的输出端子Q(此处，m为2以上M以下的各整数)。初级的闩锁电路321的输入端子D串行地输入M位的数据row_sel2_data[M:1]。各闩锁电路32m可通过与时钟row_sel2_clk同步地动作，而保持数据row_sel2_data[m]。各闩锁电路32m将所保持的数据row_sel2_data[m]向对应的控制信号生成电路33m供给，且也向控制信号生成电路23m供给。
第2行选择部30自控制部60A被供给有vshift2(0)信号、时钟VCLK2、基本控制信号2、M位的数据row_sel2_data[M:1]及时钟row_sel2_clk。
图14是表示第2实施方式的固体摄像装置2的第1行选择部20A的控制信号生成电路23m的构成的图。各控制信号生成电路23m包含D触发器210、逻辑反转电路211、逻辑积电路212~217、逻辑和电路218、219、逻辑积电路221、逻辑反转电路222、223、逻辑积电路224、225及逻辑和电路226。各控制信号生成电路23m输入All_reset1信号、Reset1信号、Trans1信号、Hold1信号、Address1信号及Reset_sel信号作为图13中所说明的基本控制信号1。
与图6所示的第1实施方式的控制信号生成电路21m的构成进行比较，则该图14所示的第2实施方式的控制信号生成电路23m在还包含逻辑反转电路223、逻辑积电路224、225及逻辑和电路226的方面不同。
各控制信号生成电路23m的逻辑积电路224输入自第2行选择部30A的对应的闩锁电路32m输出的数据row_sel2_data[m]通过逻辑反转电路222进行逻辑反转后的数据，并且也输入Reset_sel信号，并输出它们的逻辑积的数据。
各控制信号生成电路23m的逻辑积电路225输入自对应的闩锁电路22m输出的数据row_sel1_data[m]，并且也输出Reset_sel信号通过逻辑反转电路223进行逻辑反转后的数据，并输出它们的逻辑积的数据。
各控制信号生成电路23m的逻辑和电路226输入逻辑积电路224的输出数据，并且也输入逻辑积电路225的输出数据，并输出它们的逻辑和的数据。即，该逻辑和电路226在Reset_sel信号为高电平时输出数据row_sel2_data[m]的逻辑反转数据，在Reset_sel信号为低电平时输出数据row_sel1_data[m]。
各控制信号生成电路23m的逻辑积电路214输入逻辑和电路226的输出数据，并且也输入Reset1信号的数据，并将它们的逻辑积的数据作为Reset1(m)信号而输出。
各控制信号生成电路23m的逻辑积电路215输入逻辑和电路226的输出数据，并且也输入Trans1信号的数据，并将它们的逻辑积的数据作为Trans1(m)信号而输出。
图15是表示第2实施方式的固体摄像装置2的第2行选择部30A的控制信号生成电路33m的构成的图。各控制信号生成电路33m包含D触发器310、逻辑反转电路311、逻辑积电路312~317、逻辑和电路318、319、逻辑积电路321、逻辑反转电路322、323、逻辑积电路324、325及逻辑和电路326。各控制信号生成电路33m输入All_reset2信号、Reset2信号、Trans2信号、Hold2信号、Address2信号及Reset_sel信号作为图13中所说明的基本控制信号2。
与图7所示的第1实施方式的控制信号生成电路31m的构成进行比较，则该图15所示的第2实施方式的控制信号生成电路33m在还包含逻辑反转电路322、323、逻辑积电路324、325及逻辑和电路326的方面不同。
各控制信号生成电路33m的逻辑积电路324输入自第1行选择部20A的对应的闩锁电路22m输出的数据row_sel1_data[m]通过逻辑反转电路322进行逻辑反转后的数据，并且也输入Reset_sel信号，并输出它们的逻辑积的数据。
各控制信号生成电路33m的逻辑积电路325输入自对应的闩锁电路32m输出的数据row_sel2_data[m]，并且也输入Reset_sel信号通过逻辑反转电路323进行逻辑反转后的数据，并输出它们的逻辑积的数据。
各控制信号生成电路33m的逻辑和电路326输入逻辑积电路324的输出数据，并且也输入逻辑积电路325的输出数据，并输出它们的逻辑和的数据。即，该逻辑和电路326在Reset_sel信号为高电平时输出数据row_sel1_data[m]的逻辑反转数据，在Reset_sel信号为低电平时输出数据row_sel2_data[m]。
各控制信号生成电路33m的逻辑积电路314输入逻辑和电路326的输出数据，并且也输入Reset2信号的数据，并将它们的逻辑积的数据作为Reset2(m)信号而输出。
各控制信号生成电路33m的逻辑积电路315输入逻辑和电路326的输出数据，并且也输入Trans2信号的数据，并将它们的逻辑积的数据作为Trans2(m)信号而输出。
具有图13~图15所示的构成的第1行选择部20A及第2行选择部30A，可根据Reset_sel信号为高电平及低电平中的哪一者，使任一方承担通过对受光部10中的第m3行的各像素部Pm3,n输出控制信号而使光电二极管PD的接合电容部放电的功能。
在Reset_sel信号为高电平时，第2实施方式的第1行选择部20A具有与第1实施方式的第1行选择部20相同的功能，第2实施方式的第2行选择部30A具有与第1实施方式的第2行选择部30相同的功能。即，第1行选择部20A具有通过对受光部10中的第m3行的各像素部Pm3，n输出控制信号而使光电二极管PD的接合电容部放电的功能。因此，在该情况下，第2实施方式的固体摄像装置2可与第1实施方式的固体摄像装置1同样地进行动作。
另一方面，在Reset_sel信号为低电平时，第2行选择部30A具有通过对受光部10中的第m3行的各像素部Pm3，n输出控制信号而使光电二极管PD的接合电容部放电的功能。除该点以外，第2实施方式的固体摄像装置2可与第1实施方式的固体摄像装置1同样地进行动作。
(第3实施方式)
其次，对第3实施方式进行说明。在第1实施方式的固体摄像装置1及第2实施方式的固体摄像装置2中，使第m3行的各像素部Pm3，n的光电二极管PD的接合电容部放电的，为第1行选择部或第2行选择部。与此相对，在第3实施方式的固体摄像装置3中，还包含通过对受光部10中的第m3行的各像素部Pm3，n输出控制信号而使光电二极管PD的接合电容部放电的第3行选择部。如此，代替第1行选择部或第2行选择部而通过第3行选择部，也可使第m3行的各像素部Pm3，n的光电二极管PD的接合电容部放电。
图16是表示第3实施方式的固体摄像装置3的概略构成的图。与图1所示的第1实施方式的固体摄像装置1的概略构成相比较，该图16所示的第3实施方式的固体摄像装置3在还包含第3行选择部70的方面不同。受光部10、第1行选择部20、第2行选择部30、第1读出部40、第2读出部50及控制部60分别与第1实施方式及第2实施方式的相同。
第3行选择部70代替第1实施方式及第2实施方式中的第1行选择部20或第2行选择部，选择受光部10中的任意第m3行，并对该第m3行的各像素部Pm3，n输出控制信号，由此使光电二极管的接合电容部放电，将光电二极管中所产生的电荷存储于电荷存储部。
此处，m1、m2为1以上M以下且彼此不同的整数。m3为1以上M以下的整数。第1行选择部20及第2行选择部30选择受光部10中彼此不同的行。第1行选择部20及第2行选择部30各自所选择的行数为任意，但数据的输出逐行地依次进行。第3行选择部70所选择的行数也为任意。
控制部60通过对第1行选择部20、第2行选择部30、第3行选择部70、第1读出部40及第2读出部50各自的动作进行控制，而控制固体摄像装置3整体的动作。通过控制部60进行控制，第1行选择部20及第1读出部40、与第2行选择部30及第2读出部50可彼此并列地动作。
图17是与图2同样地表示第3实施方式的固体摄像装置3的第1读出部40及第2读出部50的构成的图。图17的说明因为与上述图2的说明相同因而省略。
图18是与图3同样地表示第3实施方式的固体摄像装置3的像素部Pm，n及保持部41n的电路构成的图。图18的说明因为与上述图3的说明相同因而省略。
再者，在图18中，Reset(m)信号是自第1行选择部20输出的Reset1(m)信号、自第2行选择部30输出的Reset2(m)信号、及自第3行选择部70输出的Reset3(m)信号的逻辑和。另外，Trans(m)信号是自第1行选择部20输出的Trans1(m)信号、自第2行选择部30输出的Trans2(m)信号、及自第3行选择部70输出的Trans3(m)信号的逻辑和。
图19是与图5同样地表示第3实施方式的固体摄像装置3的第1行选择部20、第2行选择部30及第3行选择部70的构成的图。再者，第1行选择部20及第2行选择部30的说明因为与上述图5的说明相同因而省略。第3行选择部70包含构成移位寄存器的M个闩锁电路721~72M、M个逻辑积电路731~73M、及M个逻辑积电路741~74M。
第3行选择部70中所包含的M个闩锁电路721~72M分别为D触发器且依次级联连接。即，各闩锁电路72m的输入端子D连接于前级的闩锁电路72m-1的输出端子Q(此处，m为2以上M以下的各整数)。初级的闩锁电路721的输入端子D串行地输入M位的数据row_sel3_data[M:1]。各闩锁电路72m可通过与时钟row_sel3_clk同步地进行动作，而保持数据row_sel3_data[m]。
第3行选择部70中所包含的各逻辑积电路73m输入自闩锁电路72m输出的数据row_sel3_data[m]，并且也输入Trans3信号的数据，并将它们的逻辑积的数据作为Trans3(m)而输出。各逻辑积电路74m输入自闩锁电路72m输出的数据row_sel3_data[m]，并且也输入Reset3信号的数据，并将它们的逻辑积的数据作为Reset3(m)而输出。
第3行选择部70自控制部60被供给有Trans3信号、Reset3信号、M位的数据row_sel3_data[M:1]及时钟row_sel3_clk。
第3行选择部70在M个闩锁电路721~72M中的第m3闩锁电路72m3中所保持的数据row_sel3_data[m3]为高电平时，可对第m3行的各像素部Pm3,n将控制信号(Reset3(m3)信号、Trans3(m3)信号)在规定的时序作为高电平而输出。
图20是与图6同样地表示第3实施方式的固体摄像装置3的第1行选择部20的控制信号生成电路21m的构成的图。在图20中，在各控制信号生成电路21m不包含逻辑反转电路222的方面与图6的构成不同。即，如以下所示，逻辑积电路214、215的输入不同。其它构成的说明因为与上述图6的说明相同因而省略。
各控制信号生成电路21m的逻辑积电路214输入自对应的闩锁电路22m输出的数据row_sel1_data[m]，并且也输入Reset1信号的数据，并将它们的逻辑积的数据作为Reset1(m)信号而输出。
各控制信号生成电路21m的逻辑积电路215输入自对应的闩锁电路22m输出的数据row_sel1_data[m]，并且也输入Trans1信号的数据，并将它们的逻辑积的数据作为Trans1(m)信号而输出。
如上所述，对应于第1行选择部20所应选择的第m1行而将数据row_sel1_data[m1]设为高电平。对应于第2行选择部30所应选择的第m2行而将数据row_sel2_data[m2]设为高电平。另外，对应于第3行选择部70所应选择的第m3行而将数据row_sel3_data[m3]设为高电平。为了使第1行选择部20所选择的第m1行与第2行选择部30所选择的第m2行彼此不同，对于各m值，数据row_sel1_data[m]及数据row_sel2_data[m]不是均为高电平，需要至少一者为低电平。
而且，如上所述，第1行选择部20在M个闩锁电路221~22M中的第m1闩锁电路22m1中所保持的数据row_sel1_data[m1]为高电平时，可对第m1行的各像素部Pm1,n将Reset1(m1)信号、Trans1(m1)信号、Hold1(m1)信号及Address1(m1)在规定的时序作为高电平而输出。第2行选择部30在M个闩锁电路321~32M中的第m2闩锁电路32m2中所保持的数据row_sel2_data[m2]为高电平时，可对第m2行的各像素部Pm2,n将Reset2(m2)信号、Trans2(m2)信号、Hold2(m2)信号及Address2(m2)信号在规定的时序作为高电平而输出。另外，第3行选择部70在M个闩锁电路721~72M中的第m3闩锁电路72m3中所保持的数据row_sel3_data[m3]为高电平时，可对第m3行的各像素部Pm3,n将Reset3(m3)信号及Trans3(m3)信号在规定的时序作为高电平而输出。
其次，与上述比较例(图8、图9)进行对比而对第3实施方式的固体摄像装置3的动作的实施例(图8、图21)进行说明。在该实施例中也设为M=N=8。
在实施例的动作的情况下，分别通过第1读出部40及第2读出部50而读出数据的受光部10中的像素部与图8所示的相同。然而，在实施例中，通过第3行选择部70，在时刻t以后通过第1行选择部及第1读出部而读出数据的受光部10的第4行的各像素部的光电二极管PD的接合电容部在较时刻t提前仅第1读出部的数据读出周期的时刻进行初始化。由此，受光部10的第4行的各像素部的数据在即将到时刻t之前的初始化时的以后，以一定时间间隔被读出。
图21是实施例的动作时的时序图。在图21中，自上起依次表示有受光部10中的第8行~第1行各自的像素部的动作、第1读出部40的保持部41的数据输入动作、自第1读出部40的数据输出动作、第2读出部50的保持部51的数据输入动作、及自第2读出部50的数据输出动作。图21中的“转1”、“转2”、“初始化”及“存储”分别与图9中的相同。
如该图所示，在实施例中，在紧接着时刻t之后最初由第1读出部40所读出的像素部P4,4及像素部P4,5各自的通信数据相当于在时刻t之前在整个与时刻t后相同的期间内存储的电荷的量。因此，可正确地接收来自光信号源的光信号。如此，本实施方式的固体摄像装置1即使在追踪光信号源的位置那样的情况下，也可正确地接收来自光信号源的光信号。
另一方面，在该实施例中，在紧接着时刻t之后最初由第2读出部50所读出的第2行的像素部P2,3~P2,6各自的图像数据也相当于在即将到时刻t之前最终在整个较原来长的期间内存储的电荷的量，因此存在成为错误的值的情况。另外，在紧接着时刻t之后最初由第2读出部50所读出的第5行的像素部P5，3~P5，6各自的图像数据相当于在即将到时刻t之前最终在整个较原来短的期间内存储的电荷的量，因此存在成为错误的值的情况。然而，因为这些数据并非通信数据而为图像数据，因此，存在即使数据错误也无故障的情况，或者，因为对于该错误的数据可使用邻接行的数据进行内插，因此，不会成为大的问题。
再者，第3实施方式的固体摄像装置3可以各种的方式进行动作。例如，也可使第1行选择部20选择受光部10中的第奇数行，第2行选择部30选择受光部10中的第偶数行。在该情况下，根据通过第2行选择部30及第2读出部50而读出的第偶数行的图像数据，特定光信号源的位置，并通过第1行选择部20及第1读出部40将来自位于该图像中的所特定的位置的任意第奇数行的像素部的数据作为通信数据而读出。在该情况下，第3行选择部70在读出开始之前将应新读出数据的第m3行的各像素部的光电二极管PD的接合电容部进行初始化。
另外，第3实施方式的固体摄像装置3也可进行如图22及图23所示的动作。
图22是说明在其他的实施例的动作的情况下分别通过第1读出部40及第2读出部50而读出数据的受光部10中的像素部的图。在该实施例中，在某时刻t1以前，如图22(a)所示，受光部10的像素部P5，3及像素部P5，4各自的通信数据通过第1行选择部及第1读出部而读出(图22(a)中的区域A)，受光部10的像素部P6,6及像素部P6，7各自的通信数据通过第2行选择部及第2读出部而读出(图22(a)中的区域B)。
自时刻t1至时刻t2为止，如图22(b)所示，受光部10的像素部P4,2及像素部P4，3各自的通信数据通过第1行选择部及第1读出部而读出(图22(b)中的区域A)，受光部10的像素部P6,6及像素部P6,7各自的通信数据通过第2行选择部及第2读出部而读出(图22(b)中的区域B)。而且，在时刻t2以后，如图22(c)所示，受光部10的像素部P4,2及像素部P4,3各自的通信数据通过第1行选择部及第1读出部而读出(图22(c)中的区域A)，受光部10的像素部P7,6及像素部P7,7各自的通信数据通过第2行选择部及第2读出部而读出(图22(c)中的区域B)。
即，在该实施例中，存在可彼此独立地移动的2个光信号源，来自一个光信号源的光信号的数据通过第1行选择部及第1读出部而读出，来自另一个光信号源的光信号的数据通过第2行选择部及第2读出部而读出。
图23是其它的实施例的动作时的时序图。在图23中，自上起依次表示有受光部10中的第8行~第1行各自的像素部的动作、第1读出部40的保持部41的数据输入动作、自第1读出部40的数据输出动作、第2读出部50的保持部51的数据输入动作、及自第2读出部50的数据输出动作。图23中的“转1”、“转2”、“初始化”及“存储”分别与图9中的相同。如该图所示，第1读出部的数据读出与第2读出部的数据读出的周期彼此相同，但相位不同。
通过第1行选择部及第1读出部而读出数据的行以时刻t1为边界发生变化，在紧接着时刻t1之后最初由第1读出部所读出的像素部P4,2及像素部P4,3各自的通信数据相当于在时刻t1前在整个与时刻t1后相同的期间内存储的电荷的量。另外，通过第2行选择部及第2读出部而读出数据的行以时刻t2为边界发生变化，在紧接着时刻t2之后最初由第2读出部所读出的像素部P7,6及像素部P7,7各自的通信数据相当于在时刻t2前在整个与时刻t2后相同的期间内存储的电荷的量。因此，可正确地接收分别来自2个光信号源的光信号。如此，本实施方式的固体摄像装置1即使在追踪2个光信号源各自的位置的情况下，也可正确地接收来自各光信号源的光信号。
产业上的可利用性
在光通信用的固体摄像装置中，可应用于即使在追踪光信号源的位置那样的情况下也可正确地接收来自光信号源的光信号的用途。
符号的说明
1、2、3 固体摄像装置
10 受光部
20、20A 第1行选择部
211~21M 控制信号生成电路
221~22M 闩锁电路
231~23M 控制信号生成电路
30、30A 第2行选择部
311~31M 控制信号生成电路
321~32M 闩锁电路
331~33M 控制信号生成电路
40 第1读出部
411~41N 保持部
42 第1列选择部
43 差运算部
50 第2读出部
511~51N 保持部
52 第1列选择部
53 差运算部
60、60A 控制部
70 第3行选择部
721~72M 闩锁电路
P1,1~PM,N 像素部
L11~L1N、L21~L2N 读出信号线
LT1~LTM、LR1~LRM、LH1~LHM、LA11~LA1M、LA21~LA2M 控制信号线

Claims (10)

1.一种固体摄像装置，其特征在于，
包含：
受光部，其以M行N列二维排列有M×N个像素部P1,1~PM，N，该M×N个像素部P1,1~PM，N分别包含产生对应于入射光量的量的电荷的光电二极管、存储该电荷的电荷存储部、用以输出与所述电荷存储部中的存储电荷量对应的数据的第1开关、及用以输出与所述电荷存储部中的存储电荷量对应的数据的第2开关；
第1行选择部，其选择所述受光部中的任意第m1行，并对该第m1行的各像素部Pm1，n输出控制信号，由此使所述光电二极管的接合电容部放电，使所述光电二极管中所产生的电荷存储于所述电荷存储部，且通过关闭所述第1开关而使对应于所述电荷存储部中的存储电荷量的数据向读出信号线L1n输出；
第2行选择部，其选择所述受光部中的与第m1行不同的任意第m2行，并对该第m2行的各像素部Pm2,n输出控制信号，由此使所述光电二极管的接合电容部放电，使所述光电二极管中所产生的电荷存储于所述电荷存储部，且通过关闭所述第2开关而使对应于所述电荷存储部中的存储电荷量的数据向读出信号线L2n输出；
第1读出部，其与N根读出信号线L11~L1N连接，输入自通过所述第1行选择部所选择的所述受光部中的第m1行的各像素部Pm1,n向读出信号线L1n输出的数据，并输出与第m1行的各像素部Pm1，n的所述光电二极管中所产生的电荷的量对应的数据；及
第2读出部，其与N根读出信号线L21~L2N连接，输入自通过所述第2行选择部所选择的所述受光部中的第m2行的各像素部Pm2，n向读出信号线L2n输出的数据，并输出与第m2行的各像素部Pm2,n的所述光电二极管中所产生的电荷的量对应的数据，
选择所述受光部中的任意第m3行，并对该第m3行的各像素部Pm3，n输出控制信号，由此使所述光电二极管的接合电容部放电，
所述第1行选择部及所述第1读出部与所述第2行选择部及所述第2读出部彼此并列地动作，
其中，M、N为2以上的整数，m1、m2为1以上M以下且彼此不同的整数，m3为1以上M以下的整数，n为1以上N以下的整数。
2.一种固体摄像装置，其特征在于，
所述第1行选择部或所述第2行选择部选择所述受光部中的与第m1行及第m2行不同的任意第m3行，并对该第m3行的各像素部Pm3，n输出控制信号，由此使所述光电二极管的接合电容部放电，
其中，m1、m2、m3为1以上M以下且彼此不同的整数。
3.如权利要求2所述的固体摄像装置，其特征在于，
还包含切换单元，该切换单元切换所述第1行选择部与所述第2行选择部，将通过对所述受光部中的第m3行的各像素部Pm3，n输出控制信号而使所述光电二极管的接合电容部放电的行选择部设为所述第1行选择部及所述第2行选择部的任一者。
4.如权利要求2所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述第1行选择部包含M个闩锁电路，在其中的第m1闩锁电路中所保持的数据为有效值时，对第m1行的各像素部Pm1，n输出所述控制信号，
所述第2行选择部包含M个闩锁电路，在其中的第m2闩锁电路中所保持的数据为有效值时，对第m2行的各像素部Pm2,n输出所述控制信号，
所述第1行选择部及所述第2行选择部中的任一个行选择部，在另一个行选择部的M个闩锁电路中的第m3闩锁电路中所保持的数据为非有效值时，对第m3行的各像素部Pm3，n输出所述控制信号。
5.如权利要求4所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述第1行选择部及所述第2行选择部各自的M个闩锁电路按行顺序级联连接而构成移位寄存器，通过将M位的数据串行输入至该移位寄存器中的初级的闩锁电路，从而各闩锁电路保持数据。
6.如权利要求4所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述第1行选择部，对于与其中所含的M个闩锁电路中的保持数据为有效值的闩锁电路对应的多行，以一定时间间隔依次输出所述控制信号，
所述第2行选择部，对于与其中所含的M个闩锁电路中的保持数据为有效值的闩锁电路对应的多行，以一定时间间隔依次输出所述控制信号。
7.一种固体摄像装置，其特征在于，
还包含第3行选择部，该第3行选择部选择所述受光部中的任意第m3行，并对该第m3行的各像素部Pm3，n输出控制信号，由此使所述光电二极管的接合电容部放电。
8.如权利要求7所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述第1行选择部包含M个闩锁电路，在其中的第m1闩锁电路中所保持的数据为有效值时，对第m1行的各像素部Pm1，n输出所述控制信号，
所述第2行选择部包含M个闩锁电路，在其中的第m2闩锁电路中所保持的数据为有效值时，对第m2行的各像素部Pm2,n输出所述控制信号，
所述第3行选择部包含M个闩锁电路，在其中的第m3闩锁电路中所保持的数据为有效值时，对第m3行的各像素部Pm3，n输出所述控制信号。
9.如权利要求8所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述第1行选择部、所述第2行选择部及所述第3行选择部各自的M个闩锁电路按行顺序级联连接而构成移位寄存器，通过将M位的数据串行输入至该移位寄存器中的初级的闩锁电路，从而各闩锁电路保持数据。
10.如权利要求8所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述第1行选择部，对于与其中所包含的M个闩锁电路中的保持数据为有效值的闩锁电路对应的多行，以一定时间间隔依次输出所述控制信号，
所述第2行选择部，对于与其中所包含的M个闩锁电路中的保持数据为有效值的闩锁电路对应的多行，以一定时间间隔依次输出所述控制信号。
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