JPH01293080A - Ｃｃｄ固体撮像装置及びインターライン形ｃｃｄ固体撮像素子の駆動方法 - Google Patents
Ｃｃｄ固体撮像装置及びインターライン形ｃｃｄ固体撮像素子の駆動方法Info
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- JPH01293080A JPH01293080A JP63123344A JP12334488A JPH01293080A JP H01293080 A JPH01293080 A JP H01293080A JP 63123344 A JP63123344 A JP 63123344A JP 12334488 A JP12334488 A JP 12334488A JP H01293080 A JPH01293080 A JP H01293080A
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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】
本発明はインターライン形ＣＣＤ固体撮像素子及びＣＣ
Ｄ固体撮像装置に関し、特に画面の抽出処理に適したＣ
ＣＤ固体撮像素子及１／ＣＣＤ固体撮像装置に関する。 ［従来の技術Ｊ 画面の抽出を伴う画像処理、例えば手プレ補正、電子パ
ンニング、電子ズーム等の処理を行うた゛めの画像抽出
回路の一例として次のものが知られている。 即ち、テレビ等のデイスプレィに出力すべき画像エリア
、即ち抽出画面よりも広いエリア、即ち撮像画面に多画
素センサを第７図に示されるように割り当て、この多画
素センサからの出力をデジタルメモリに一度記憶し、読
み出し開始番地を指定して必要な部分のみを取り出すも
のがあった。 又ＣＣＤ等の連続読み出し型素子では水平ブランキング
期間に第７図に示されるように水平方向のみ抽出を行う
場合、非抽出画面の不要な画像部の信号を高速で読み出
し、捨てることによって抽出画面の画像のみを出力する
という装置があった。 【発明が解決しようとする課Ｂ］ 上記第１の従来例にあっては同じ時間で処理する場合、
例えばテレビにおける水平ブランキング周期の間に処理
を行う場合、撮像画面の水平方向の画素数をｋとし、抽
出画面の水平方向の画素数を−とすると、多画素センサ
がら通常の読み出し速度の少な（ともに／論倍の速さで
画像信号を読み出さねばならず、読み出し速度が速くな
りすぎるという問題、αがあった。又読み出し速度が速
くなると画像の劣化が起こるという間Ｂｉ点もあった。 さらにランダムアクセス可能なデジタルメモリやＡ／Ｄ
変換器を必要とするためコストが上昇するという問題点
もあった。 又上記第２の従来例にあっては、水平ブランキング期間
に不要な画像部の信号を高速で読み出さなければならず
、構造的に水平方向の読み出しは垂直方向の読み出しよ
り速い読み出しが必要なＣＣＤ等の連続読み出し型素子
では水平ブランキング期間にこのような読み出しを行う
には読み出し速度が速くなりすぎるという問題点があっ
た。従ってＶＴＲ装置等においてはこのような画面抽出
は困難であった。 本発明は使用される画面よりも広い撮像画面をもつイメ
ージセンサにおいて、画面の抽出を行う場合、読み出し
速度を従来と同じ速度で読み出しても水平ブランキング
期間直後から画像信号を得ることが可能なインターライ
ン形ＣＣＤ固体撮像素子およびＣＣＤ固体撮像装置を提
供することを目的としている。 ［課題を解決するための手段および作用］本発明は上記
目的を達成するため、従来のインターライン形ＣＣＤ固
体撮像素子に対し、第２の水平転送用ＣＣＤを設けるこ
とによって、従来の第１の水平転送用ＣＣＤが水平方向
に電荷の転送を行い時系列信号に変換して出力を行うと
同時に第２の水平転送用ＣＣＤは抽出画像信号の移動を
行う、従って第２の水平転送用ＣＣＤからの電荷を転送
された第１の水平転送ＣＣＤにおいては出力すべ！最初
の画像信号が抽出画面の画像信号となっているので、通
常の読み出し速度で第１の水平転送ＣＣＤを読みだせば
よい、又不必要画像部が抽出画面より後にあることもあ
るので、抽出画面の画像を出力した後は、＄１の水平転
送ＣＣＤに残る電荷を定電位に保たれた電極に放出し、
初期化する。 上記のように構成することによって本発明のインターラ
イン形ＣＣＤ固体撮像素子は両面の抽出を行う場合にお
いても通常の読み出し速度で読み出しし、不必要な画像
信号を出力しないようにしたものである。 即ち格子の交点に対応するように分布した複数の受光素
子と、垂直方向に一列に並んだ前記受光素子に対応して
前記受光素子からの電荷を前記垂直方向のい、ずれかの
方向に転送する複数の垂直転送ＣＣＤと、前記複数の垂
直転送ＣＣＤに前記電荷を転送する複数の転送デートと
、前記複数のそれぞれの垂直転送ＣＣＤからの前記電荷
を保持し水平方向に転送して外部に出力する１個の水平
転送ＣＣＤを有するインターライン形ＣＣＤ固体撮像素
子において、前記複数の垂直転送ＣＣＤと前記水平ＣＣ
Ｄとの間に前記複数のそれぞれの垂直転送ＣＣＤからの
前記電荷を前記複数の垂直転送ＣＣＤに対応する位置に
保持し第１の入力信号に応答して前記電荷を前記水平方
向に転送する水平転送手段を有する少なくとも１個の第
２の水平転送ＣＣＤであって第２の入力信号に応答して
前記第１の水平ＣＣＤ又は他の前記＄２の水平転送ＣＣ
Ｄに前記電荷を伝送するための垂直転送手段を有する第
２の水平転送ＣＣＤと前記第２の入力信号に応答して前
記第１の水平ＣＣＤに分布する前記電荷を前記第１の水
平転送ＣＣＤの各電位井戸に隣接する定電位に保たれた
電極に放出して前記第１の水平ＣＣＤの初期化を行う電
荷初期化手段とを備えたことを特徴とするインターライ
ン形ＣＣＤ固体撮像索子が提供される。 又、本発明のＣＣＤ固体撮像装置にあっては上記目的を
構成するため、第１の水平ＣＣＤから画像出力すると同
時に上記第２の水平転送ＣＣＤから第１の水平転送ＣＣ
Ｄに電荷転送する前に抽出画面の画像を第２の水平転送
ＣＣＤの転送方向端部に移動すると共に第１の水平ＣＣ
Ｄに残存する電荷を定電位に保たれた電極に放出するよ
うに構成した駆動回路を設けた。従って画面の抽出を行
う場合であっても通常の読み出し速度で読み出しし、不
必要な画像信号を出力しないで水平ブランキング期間直
後から抽出画像信号を出力するＣＣＤ固体撮像装置を提
供することが可能となった。 即ち請求項１記載のインターライン形ＣＣＤ固体撮像索
子を有するＣＣＤ固体撮像装置において、前記第１の水
平転送ＣＣＤを前記水平方向に電荷伝送駆動すると同時
に前記固体撮像素子の前記水平方向の画素数より少ない
画素数である抽出画像部の１水平列に対応する画像信号
が前記第１の水平ＣＣＤから出力終了するまでか、又は
前記画像信号の一部がいずれかの第２の水平転送ＣＣＤ
の前記水平方向端部に到達する時まで、前記第２の水平
転送ＣＣＤを前記水平方向に電荷転送駆動し、前記画像
が前記第１の水平転送ＣＣＤがら出力終了後前記第１の
水平ＣＣＤの前記初期化を行う駆動回路を備えたことを
特徴とするＣＣＤ固体撮像装置が提供される。 ［実施例１ 実施例について図面を参照して説明すると、第１図は本
発明のインターライン形ＣＣＤ固体撮像素子１０の模式
的平面図である。又第２図は第１図の１部を拡大して表
した図である。 第１図および第２図において、本発明のインターライン
形ＣＣＤ固体撮像素子１０は次のように構成されている
。即ち、水平方向および垂直方向に配列された受光素子
２３と転送デート２６および垂直方向に配列された垂直
転送ＣＣＤ ２７を有する受光部２１と垂直転送ＣＣＤ
２７から順次送出される電荷を水平方向に転送する少
なくとも１個の水平転送ＣＣＤ ２０と水平転送ＣＣＤ
２０に水平方向に分布しているそれぞれの電荷が転送さ
れ、それぞれの電荷を保持する水平転送ＣＣＤ １９と
水平転送ＣＣＤ１９の各電位井戸に隣接した電位井戸列
と電位井戸列がソースに対応し、定電位に保たれている
掃出ドレイン２２がドレインに対応し、電極１４ｃがゲ
ートに対応するスイッチ素子としてのＭＯＳ ＦＥ７４
３ａとからなる電荷初期化手段とによってインターライ
ン形ＣＣＤ固体撮像素゛子１０は構成されている。そし
て、次のように動作する。 ＭＳ２図において、複数の受光素子２３は受光した光量
に応じて電荷を発生する０次に各受光素子２３に発生し
た電荷は転送ゲート２６によって垂直転送ＣＣＤ ２７
に転送される。これはいわゆる垂直同期信号に応答して
垂直ブランキング期間に行われ、その後各受光素子２３
は再び電荷を！積していく。 垂直転送ＣＣＤ ２７に移された電荷Ｏは第３図に示さ
れるように、いわゆる水平同期信号に応答して、端子（
電極）１３に入力されるφＴ１がＨになり、端子（電極
）１２に入力されるφ■２がＬになることによってタイ
ミング１の時電極１３ａに対応した位置に電荷が移され
る１次にタイミング２の時、端子（電極）１４に入力さ
れるφＴ２がＨ）こなり、端子（電極）１３に入力され
るφＴ１がＬになることによって電極１４ａに対応した
位置に電荷が移される０次にタイミング３の時、端子（
電極）１７に入力されるφＨ１’がＨになり、端子（電
極）１４に入力されるφＴ２がＬになること４二よって
水平転送ＣＣＤ ２０に電荷が移される。同時に端子（
電極）１７に入力されるφＨ１”はタイミング２から３
の間１こＨに立ち上がるタイミングで上記電荷を水平方
向に対して保持する。 同様に水平転送ＣＣＤ２０にあっすこ電荷Δはタイミン
グ１から３の間に水平転送ＣＣＤ １９に転送される。 一方水平転送ＣＣＤ １９にあった電荷◇はφＨ１がＬ
になり、φＴ１がＨになることによってタイミング１の
時電極１３ｃに対応した位置、即ち電位井戸列に電荷が
移される１次にφＴ２がＨになりφＴ１がＬになること
によってタイミング２の時、このＭＯＳ ＦＥＴ４３は
ＯＮＬ電荷◇は掃出ドレイン２２に放出され、水平転送
ＣＧ Ｄ １９の電荷の初期化が打われる。 次に水平転送ＣＣＤ ２０に転送された電荷Ｏは水平映
像期間に端子１７に加えられるφＨ１°及び端子１８に
入力される、垂直転送時以外はφＨ１’を反転したレベ
ルのφＨ２’によって水平方向に転送される。又水平転
送ＣＣＤ １９に転送された電荷Δは端子（電極）１５
に入力されるφＨ１お上り端子（電極）１６に入力され
る、上記垂直転送時以外はφＨ１°を反転したレベ・ル
のφＨ２によって水平方向に順次転送され、端子２８に
出力される。出力された電荷は電極４２に入力されるφ
Ｒの信号によってリセットされる。尚水平転送ＣＣＤ
２０においてもリセット電極を必要に応じて設けてもよ
い、又出力端子２８の前゛には通常増幅器が設けられる
。又本実施例では水平転送ＣＣＤ１９．２０および垂直
転送ＣＣＤ２フのそれぞれの電極を２個として構成した
が、一般に知られているように、１個や４個として構成
してもよい。 さらに本実施例の電荷初期化手段は電位井戸列を設けて
水平転送ＣＣＤ １９の各電荷を一度保持してから掃出
ドレイン２ｚに放出していたが、第８図に示すようにこ
の電位井戸列を用いずに、水平転送ＣＣＤ １９の各電
位井戸をソースとし、電極１３ｅをデートとし掃出ドレ
イン２２をドレインするスイッチ素子としてのＭＯＳ
ＦＥＴ４３ｂを構成することによって、電荷初期化手段
として機能させることができる。この場合タイミング１
においでＦＥＴ４３ｂはＯＮし電荷◇を電源４４によっ
て一定電位に保たれた掃出ドレイン２２に放出する。 又＃＆９図に示されるように電源４５によって電極１４
に掃出ドレインの電圧より低く電極１４ｂに加える電圧
のＬレベルより高い一定電圧を印加すると、第１０図に
示されるようにタイミング１で斜線にて表された電荷◇
は電極１３ｃに対応する位置、即ち電位井戸列に移動し
、タイミング２で電極１４ｃによるポテンシャル障壁を
乗り越え掃出ドレイン２２に移動して水平転送ＣＣＤ
１９の電荷を初期化する。 この場合もＭＯＳ ＦＥＴとしての使い方は異なるが、
電位井戸列、電極１４ｃお上り掃出ドレイン２２はそれ
ぞれ、ソース、ゲーＦドレインとして機能するＭＯＳ
ＦＥＴを構成し、電荷初期化手段とすることができる。 以上のように本発明のインターライン形ＣＣＤ固体撮像
素子１０は水平転送ＣＣＤ １９に加え少なくとも１個
の水平転送ＣＣＤ ２０を備えることによって、複数の
水平水平転送ＣＣＤ １９．２０に対する水平転送を同
時に平行して行うことが可能となった。 次に本発明の上記インターライン形ＣＣＤ固体撮像素子
１０を用いたＣＣＤ固体撮像装濯ルウいて説明する。 本実施例においてはインターライン形ＣＣＤ固体撮像素
子１０はテレビ等のデイスプレィよりも水平方向に画素
数を多くしたもので、そのために画面の抽出が可能であ
り、第４図に示す駆動回路３２によって水平転送ＣＣＤ
２０の電荷転送の転送段数を制御することによって画
面の抽出に適したＣＣＤ固体撮像装置を提供することが
できる。 第４図において、カウンタ３３は入力ＣＰに入力される
パルス信号φＨ１をカウントしている。又カウンタ３３
のＣＬＲ入力は水平同期信号３７が入力されていて、こ
れによりカウンタ３３は初期化される、カウンタ３３の
出力はデジタルコンパレータ３４に出力される。一方水
平転送ＣＣＤ ２０が水平転送すべき段数を指示した転
送段数データ３９がデータラッチ３６に入力され、ラッ
チ信号３８に応答して出力に保持する。 データラッチ３６の出力は上述のデジタルコンパレータ
３４に入力される。上記デジタルコンパレータ３４は上
記カウンタ３ゴの出力と大小を比較して２人力ＡＮＤデ
ート３５に出力する。２人力ＡＮＤデート３５の他の入
力は上述のφＨ１に応答している。 従って出力２８に出力すべき水平転送ＣＣＤ １９の水
平転送りロックであるφＨ１は水平走査期間ＩＨの水平
ブランキング期間以外は連続してパルスが発生するが、
水平転送ＣＣＤ ２０の水平転送信号であるφＨ１’は
転送段数データ３９に応じた数のパルスを含む信号にな
る。このように水平転送ＣＣＤ２０に対する水平転送信
号φＨ１’のパルスを制御することによって抽出画面の
画像信号を水平転送ＣＣＤ ２０の水平転送方向端部に
移動させ、次にこの画像信号に対応する電荷を水平転送
ＣＣＤ １９に垂直転送＋ることによって画面の抽出が
できる。 次に画面の抽出について説明すると、第５図はインター
ライン形ＣＣＤ固体撮像素子１０の模式的平面図であり
、それぞれ（ａ）は受光１ｆｆ＋２１によって撮像され
た画像のうち左半分を抽出する場合を、（ｂ）は中央部
を抽出する場合を、（ｃ）は右半分を抽出する場合を示
している。即ち、デイスプレィ等に表示するための画面
の水平方向の画素の２倍の画素をもつ受光部２１から、
表示のための画面を抽出する場合を示している。 ＭＳ５図において、画面の抽出（ａ）の場合は、（ｄ）
において受光し、それによって発生した電荷は垂直同期
信号に応゛答して、垂直転送ＣＣＤ２７に転送され、さ
らに水平同期信号に応答して、垂直方向に一段転送され
る。すると、撮像され、生じた画像信号に対応する電荷
のうち各垂直転送ＣＣＤ２７の最下段に位置していた電
荷が水平転送ＣＣＤ ２０に転送される。又水平転送Ｃ
ＣＤ ２０に電荷があれば、それは水平転送ＣＣＤ １
９に転送される。さらに水平転送ＣＣＤ １９に電荷が
あれば、基板２２に転送される１次に水平転送ＣＣＤ
１９には第５図の水平転送パルス Ｈ１３８に示される
ようデイスプレィの表示に必要な水平方向画素数に対応
するパルス数のパルス列４１が周期をＩＨ（水平走査期
間）として入力される。これと同時に水平転送ＣＣＤ
２０にも水平転送ＣＣＤ ２０の水平転送パルス Ｈ１
’３５ｍ。 即ちパルス列４１と同じ構成のパルス列３９が入力され
る。従って、上記最量段に位置していた電荷は水平転送
ＣＣＤ ２０の左半分から右半分に移される。 次に（ｄ）に戻り、垂直転送ＣＣＤ ２７および水平転
送ＣＣＤ １９．２０の各電荷は一段下に転送される。 従って水平転送ＣＣＤ １９の右半分には上述水平転送
ＣＣＤ ２０の右半分に位置していた抽出画像に対する
電荷が転送される。このため、水平転送ＣＣＤ１９から
は、水平転送ＣＣＤ １９にパルス列４１が入力される
とすぐに抽出画像信号が出力される。これら（、）およ
び（ｄ）の状態を繰返すことによって抽出画面の画像信
号が水平ブランキング直後から得られる。 抽出画面として受光部の中央部に対して画面の抽出を行
う場合は上記同様第５図（ｄ）および（ｂ）を繰返すこ
とによって行われる。この場合（ｂ）においては水平転
送ＣＣＤ １９には上記同様パルス列４１が与えられる
が、水平転送ＣＣＤ２０にはパルス数カーｔ−分の、即
ちパルス列の長さも半分のパルス列４０が与えられる。 従って（ｂ）において示されるように水平転送ＣＣＤ
２０の中央に位置していた画像信号は水平転送ＣＣＤ
２０の右半分に位置するよう転送される。従って上記（
ＩＬ）の場合同様抽出画面の画像信号が水平ブランキン
グ期間直後から得られる。水平転送ＣＣＤ １９は（ｄ
）の状態の時残っていた電荷は基板２２に移されるので
、水平転送ＣＣＤ２０から転送される電荷と混じること
はない。 抽出画面として受光部の右半分に対して画面の抽出を行
う場合は上記同様ＩｊｉＳ図（ｄ）および（Ｃ）と繰り
返すことによって行われる。この場合（ｅ）においては
水平転送ＣＣＤ １９には上記同様パルス列４１が与え
られるが、水平転送ＣＣＤ ２０にはφＨ１’のパルス
は与えられない、これは右半分の画面を抽出する場合水
平転送ＣＣＤ ２０によって水平吠送しなくても水平転
送水平ブランキング直後から抽出画像の画像信号が得ら
れるからである。 以上のように抽出画面の位置は水平転送ＣＣＤ２０に与
えられパルスφＨ１’数によって制御できる。従って第
４図の転送段数データ３９を変えることによって抽出画
面の位置を制御できる。向上記実施例の場合抽出画面の
２倍の受光部を設けた例を示したが、３倍の受光部にす
ることも可能でこの場合水平転送ＣＣＤ ２０をさらに
１個ふやし、その水平転送ＣＣＤに対して水平転送パル
スのパルス数を制御すればよい、即ち、受光部の水平画
素数と抽出画素数に対する比の数に対応して水平転送Ｃ
ＣＤ ２０を設ければよい、尚水平転送ＣＣＤ １９．
２０にはφＨ２、φＨ２’も与えられている。これはそ
れぞれφＨ１、φＨ１’を反転した信号である。 以上詳細に説明したように、本発明のＣＣＤ固体撮像装
置によって画面の抽出する際の画像信号の出力を水平ブ
ランキング直後から通常の速度で行うことが可能となっ
た。 ［発明の効果］ 本発明のインターライン形ＣＣＤ固体撮像素子は以上説
明したように構成されているので以下に記載されるよう
な効果を奏する。 従来のインターライン形ＣＣＤ固体撮像素子に対し、さ
らに第２の水平転送用ＣＣＤを設けることによって、画
面の抽出を行う場合通常の読み出し速度で読み出すこと
が可能となると共に、水平ブランキング期間直後から抽
出画像信号を得ることが可能となったために、水平転送
ＣＣＤを高速駆動可能な構造とする必要もなく、又ラン
ダムアクセス可能なデノタルメモリやＡ／Ｄ変換等も不
要としたインターライン形ＣＣＤ固体撮像素子の提供が
可能となった。又読み出し速度が低いので画像の劣化が
少ない。 又本発明のＣＣＤ固体固体製像装置記第２の水平転送用
ＣＣＤの駆動パルスを制御することができる駆動回路を
備えたので、抽出画面の位置を可変とすることが可能と
なった。
Ｄ固体撮像装置に関し、特に画面の抽出処理に適したＣ
ＣＤ固体撮像素子及１／ＣＣＤ固体撮像装置に関する。 ［従来の技術Ｊ 画面の抽出を伴う画像処理、例えば手プレ補正、電子パ
ンニング、電子ズーム等の処理を行うた゛めの画像抽出
回路の一例として次のものが知られている。 即ち、テレビ等のデイスプレィに出力すべき画像エリア
、即ち抽出画面よりも広いエリア、即ち撮像画面に多画
素センサを第７図に示されるように割り当て、この多画
素センサからの出力をデジタルメモリに一度記憶し、読
み出し開始番地を指定して必要な部分のみを取り出すも
のがあった。 又ＣＣＤ等の連続読み出し型素子では水平ブランキング
期間に第７図に示されるように水平方向のみ抽出を行う
場合、非抽出画面の不要な画像部の信号を高速で読み出
し、捨てることによって抽出画面の画像のみを出力する
という装置があった。 【発明が解決しようとする課Ｂ］ 上記第１の従来例にあっては同じ時間で処理する場合、
例えばテレビにおける水平ブランキング周期の間に処理
を行う場合、撮像画面の水平方向の画素数をｋとし、抽
出画面の水平方向の画素数を−とすると、多画素センサ
がら通常の読み出し速度の少な（ともに／論倍の速さで
画像信号を読み出さねばならず、読み出し速度が速くな
りすぎるという問題、αがあった。又読み出し速度が速
くなると画像の劣化が起こるという間Ｂｉ点もあった。 さらにランダムアクセス可能なデジタルメモリやＡ／Ｄ
変換器を必要とするためコストが上昇するという問題点
もあった。 又上記第２の従来例にあっては、水平ブランキング期間
に不要な画像部の信号を高速で読み出さなければならず
、構造的に水平方向の読み出しは垂直方向の読み出しよ
り速い読み出しが必要なＣＣＤ等の連続読み出し型素子
では水平ブランキング期間にこのような読み出しを行う
には読み出し速度が速くなりすぎるという問題点があっ
た。従ってＶＴＲ装置等においてはこのような画面抽出
は困難であった。 本発明は使用される画面よりも広い撮像画面をもつイメ
ージセンサにおいて、画面の抽出を行う場合、読み出し
速度を従来と同じ速度で読み出しても水平ブランキング
期間直後から画像信号を得ることが可能なインターライ
ン形ＣＣＤ固体撮像素子およびＣＣＤ固体撮像装置を提
供することを目的としている。 ［課題を解決するための手段および作用］本発明は上記
目的を達成するため、従来のインターライン形ＣＣＤ固
体撮像素子に対し、第２の水平転送用ＣＣＤを設けるこ
とによって、従来の第１の水平転送用ＣＣＤが水平方向
に電荷の転送を行い時系列信号に変換して出力を行うと
同時に第２の水平転送用ＣＣＤは抽出画像信号の移動を
行う、従って第２の水平転送用ＣＣＤからの電荷を転送
された第１の水平転送ＣＣＤにおいては出力すべ！最初
の画像信号が抽出画面の画像信号となっているので、通
常の読み出し速度で第１の水平転送ＣＣＤを読みだせば
よい、又不必要画像部が抽出画面より後にあることもあ
るので、抽出画面の画像を出力した後は、＄１の水平転
送ＣＣＤに残る電荷を定電位に保たれた電極に放出し、
初期化する。 上記のように構成することによって本発明のインターラ
イン形ＣＣＤ固体撮像素子は両面の抽出を行う場合にお
いても通常の読み出し速度で読み出しし、不必要な画像
信号を出力しないようにしたものである。 即ち格子の交点に対応するように分布した複数の受光素
子と、垂直方向に一列に並んだ前記受光素子に対応して
前記受光素子からの電荷を前記垂直方向のい、ずれかの
方向に転送する複数の垂直転送ＣＣＤと、前記複数の垂
直転送ＣＣＤに前記電荷を転送する複数の転送デートと
、前記複数のそれぞれの垂直転送ＣＣＤからの前記電荷
を保持し水平方向に転送して外部に出力する１個の水平
転送ＣＣＤを有するインターライン形ＣＣＤ固体撮像素
子において、前記複数の垂直転送ＣＣＤと前記水平ＣＣ
Ｄとの間に前記複数のそれぞれの垂直転送ＣＣＤからの
前記電荷を前記複数の垂直転送ＣＣＤに対応する位置に
保持し第１の入力信号に応答して前記電荷を前記水平方
向に転送する水平転送手段を有する少なくとも１個の第
２の水平転送ＣＣＤであって第２の入力信号に応答して
前記第１の水平ＣＣＤ又は他の前記＄２の水平転送ＣＣ
Ｄに前記電荷を伝送するための垂直転送手段を有する第
２の水平転送ＣＣＤと前記第２の入力信号に応答して前
記第１の水平ＣＣＤに分布する前記電荷を前記第１の水
平転送ＣＣＤの各電位井戸に隣接する定電位に保たれた
電極に放出して前記第１の水平ＣＣＤの初期化を行う電
荷初期化手段とを備えたことを特徴とするインターライ
ン形ＣＣＤ固体撮像索子が提供される。 又、本発明のＣＣＤ固体撮像装置にあっては上記目的を
構成するため、第１の水平ＣＣＤから画像出力すると同
時に上記第２の水平転送ＣＣＤから第１の水平転送ＣＣ
Ｄに電荷転送する前に抽出画面の画像を第２の水平転送
ＣＣＤの転送方向端部に移動すると共に第１の水平ＣＣ
Ｄに残存する電荷を定電位に保たれた電極に放出するよ
うに構成した駆動回路を設けた。従って画面の抽出を行
う場合であっても通常の読み出し速度で読み出しし、不
必要な画像信号を出力しないで水平ブランキング期間直
後から抽出画像信号を出力するＣＣＤ固体撮像装置を提
供することが可能となった。 即ち請求項１記載のインターライン形ＣＣＤ固体撮像索
子を有するＣＣＤ固体撮像装置において、前記第１の水
平転送ＣＣＤを前記水平方向に電荷伝送駆動すると同時
に前記固体撮像素子の前記水平方向の画素数より少ない
画素数である抽出画像部の１水平列に対応する画像信号
が前記第１の水平ＣＣＤから出力終了するまでか、又は
前記画像信号の一部がいずれかの第２の水平転送ＣＣＤ
の前記水平方向端部に到達する時まで、前記第２の水平
転送ＣＣＤを前記水平方向に電荷転送駆動し、前記画像
が前記第１の水平転送ＣＣＤがら出力終了後前記第１の
水平ＣＣＤの前記初期化を行う駆動回路を備えたことを
特徴とするＣＣＤ固体撮像装置が提供される。 ［実施例１ 実施例について図面を参照して説明すると、第１図は本
発明のインターライン形ＣＣＤ固体撮像素子１０の模式
的平面図である。又第２図は第１図の１部を拡大して表
した図である。 第１図および第２図において、本発明のインターライン
形ＣＣＤ固体撮像素子１０は次のように構成されている
。即ち、水平方向および垂直方向に配列された受光素子
２３と転送デート２６および垂直方向に配列された垂直
転送ＣＣＤ ２７を有する受光部２１と垂直転送ＣＣＤ
２７から順次送出される電荷を水平方向に転送する少
なくとも１個の水平転送ＣＣＤ ２０と水平転送ＣＣＤ
２０に水平方向に分布しているそれぞれの電荷が転送さ
れ、それぞれの電荷を保持する水平転送ＣＣＤ １９と
水平転送ＣＣＤ１９の各電位井戸に隣接した電位井戸列
と電位井戸列がソースに対応し、定電位に保たれている
掃出ドレイン２２がドレインに対応し、電極１４ｃがゲ
ートに対応するスイッチ素子としてのＭＯＳ ＦＥ７４
３ａとからなる電荷初期化手段とによってインターライ
ン形ＣＣＤ固体撮像素゛子１０は構成されている。そし
て、次のように動作する。 ＭＳ２図において、複数の受光素子２３は受光した光量
に応じて電荷を発生する０次に各受光素子２３に発生し
た電荷は転送ゲート２６によって垂直転送ＣＣＤ ２７
に転送される。これはいわゆる垂直同期信号に応答して
垂直ブランキング期間に行われ、その後各受光素子２３
は再び電荷を！積していく。 垂直転送ＣＣＤ ２７に移された電荷Ｏは第３図に示さ
れるように、いわゆる水平同期信号に応答して、端子（
電極）１３に入力されるφＴ１がＨになり、端子（電極
）１２に入力されるφ■２がＬになることによってタイ
ミング１の時電極１３ａに対応した位置に電荷が移され
る１次にタイミング２の時、端子（電極）１４に入力さ
れるφＴ２がＨ）こなり、端子（電極）１３に入力され
るφＴ１がＬになることによって電極１４ａに対応した
位置に電荷が移される０次にタイミング３の時、端子（
電極）１７に入力されるφＨ１’がＨになり、端子（電
極）１４に入力されるφＴ２がＬになること４二よって
水平転送ＣＣＤ ２０に電荷が移される。同時に端子（
電極）１７に入力されるφＨ１”はタイミング２から３
の間１こＨに立ち上がるタイミングで上記電荷を水平方
向に対して保持する。 同様に水平転送ＣＣＤ２０にあっすこ電荷Δはタイミン
グ１から３の間に水平転送ＣＣＤ １９に転送される。 一方水平転送ＣＣＤ １９にあった電荷◇はφＨ１がＬ
になり、φＴ１がＨになることによってタイミング１の
時電極１３ｃに対応した位置、即ち電位井戸列に電荷が
移される１次にφＴ２がＨになりφＴ１がＬになること
によってタイミング２の時、このＭＯＳ ＦＥＴ４３は
ＯＮＬ電荷◇は掃出ドレイン２２に放出され、水平転送
ＣＧ Ｄ １９の電荷の初期化が打われる。 次に水平転送ＣＣＤ ２０に転送された電荷Ｏは水平映
像期間に端子１７に加えられるφＨ１°及び端子１８に
入力される、垂直転送時以外はφＨ１’を反転したレベ
ルのφＨ２’によって水平方向に転送される。又水平転
送ＣＣＤ １９に転送された電荷Δは端子（電極）１５
に入力されるφＨ１お上り端子（電極）１６に入力され
る、上記垂直転送時以外はφＨ１°を反転したレベ・ル
のφＨ２によって水平方向に順次転送され、端子２８に
出力される。出力された電荷は電極４２に入力されるφ
Ｒの信号によってリセットされる。尚水平転送ＣＣＤ
２０においてもリセット電極を必要に応じて設けてもよ
い、又出力端子２８の前゛には通常増幅器が設けられる
。又本実施例では水平転送ＣＣＤ１９．２０および垂直
転送ＣＣＤ２フのそれぞれの電極を２個として構成した
が、一般に知られているように、１個や４個として構成
してもよい。 さらに本実施例の電荷初期化手段は電位井戸列を設けて
水平転送ＣＣＤ １９の各電荷を一度保持してから掃出
ドレイン２ｚに放出していたが、第８図に示すようにこ
の電位井戸列を用いずに、水平転送ＣＣＤ １９の各電
位井戸をソースとし、電極１３ｅをデートとし掃出ドレ
イン２２をドレインするスイッチ素子としてのＭＯＳ
ＦＥＴ４３ｂを構成することによって、電荷初期化手段
として機能させることができる。この場合タイミング１
においでＦＥＴ４３ｂはＯＮし電荷◇を電源４４によっ
て一定電位に保たれた掃出ドレイン２２に放出する。 又＃＆９図に示されるように電源４５によって電極１４
に掃出ドレインの電圧より低く電極１４ｂに加える電圧
のＬレベルより高い一定電圧を印加すると、第１０図に
示されるようにタイミング１で斜線にて表された電荷◇
は電極１３ｃに対応する位置、即ち電位井戸列に移動し
、タイミング２で電極１４ｃによるポテンシャル障壁を
乗り越え掃出ドレイン２２に移動して水平転送ＣＣＤ
１９の電荷を初期化する。 この場合もＭＯＳ ＦＥＴとしての使い方は異なるが、
電位井戸列、電極１４ｃお上り掃出ドレイン２２はそれ
ぞれ、ソース、ゲーＦドレインとして機能するＭＯＳ
ＦＥＴを構成し、電荷初期化手段とすることができる。 以上のように本発明のインターライン形ＣＣＤ固体撮像
素子１０は水平転送ＣＣＤ １９に加え少なくとも１個
の水平転送ＣＣＤ ２０を備えることによって、複数の
水平水平転送ＣＣＤ １９．２０に対する水平転送を同
時に平行して行うことが可能となった。 次に本発明の上記インターライン形ＣＣＤ固体撮像素子
１０を用いたＣＣＤ固体撮像装濯ルウいて説明する。 本実施例においてはインターライン形ＣＣＤ固体撮像素
子１０はテレビ等のデイスプレィよりも水平方向に画素
数を多くしたもので、そのために画面の抽出が可能であ
り、第４図に示す駆動回路３２によって水平転送ＣＣＤ
２０の電荷転送の転送段数を制御することによって画
面の抽出に適したＣＣＤ固体撮像装置を提供することが
できる。 第４図において、カウンタ３３は入力ＣＰに入力される
パルス信号φＨ１をカウントしている。又カウンタ３３
のＣＬＲ入力は水平同期信号３７が入力されていて、こ
れによりカウンタ３３は初期化される、カウンタ３３の
出力はデジタルコンパレータ３４に出力される。一方水
平転送ＣＣＤ ２０が水平転送すべき段数を指示した転
送段数データ３９がデータラッチ３６に入力され、ラッ
チ信号３８に応答して出力に保持する。 データラッチ３６の出力は上述のデジタルコンパレータ
３４に入力される。上記デジタルコンパレータ３４は上
記カウンタ３ゴの出力と大小を比較して２人力ＡＮＤデ
ート３５に出力する。２人力ＡＮＤデート３５の他の入
力は上述のφＨ１に応答している。 従って出力２８に出力すべき水平転送ＣＣＤ １９の水
平転送りロックであるφＨ１は水平走査期間ＩＨの水平
ブランキング期間以外は連続してパルスが発生するが、
水平転送ＣＣＤ ２０の水平転送信号であるφＨ１’は
転送段数データ３９に応じた数のパルスを含む信号にな
る。このように水平転送ＣＣＤ２０に対する水平転送信
号φＨ１’のパルスを制御することによって抽出画面の
画像信号を水平転送ＣＣＤ ２０の水平転送方向端部に
移動させ、次にこの画像信号に対応する電荷を水平転送
ＣＣＤ １９に垂直転送＋ることによって画面の抽出が
できる。 次に画面の抽出について説明すると、第５図はインター
ライン形ＣＣＤ固体撮像素子１０の模式的平面図であり
、それぞれ（ａ）は受光１ｆｆ＋２１によって撮像され
た画像のうち左半分を抽出する場合を、（ｂ）は中央部
を抽出する場合を、（ｃ）は右半分を抽出する場合を示
している。即ち、デイスプレィ等に表示するための画面
の水平方向の画素の２倍の画素をもつ受光部２１から、
表示のための画面を抽出する場合を示している。 ＭＳ５図において、画面の抽出（ａ）の場合は、（ｄ）
において受光し、それによって発生した電荷は垂直同期
信号に応゛答して、垂直転送ＣＣＤ２７に転送され、さ
らに水平同期信号に応答して、垂直方向に一段転送され
る。すると、撮像され、生じた画像信号に対応する電荷
のうち各垂直転送ＣＣＤ２７の最下段に位置していた電
荷が水平転送ＣＣＤ ２０に転送される。又水平転送Ｃ
ＣＤ ２０に電荷があれば、それは水平転送ＣＣＤ １
９に転送される。さらに水平転送ＣＣＤ １９に電荷が
あれば、基板２２に転送される１次に水平転送ＣＣＤ
１９には第５図の水平転送パルス Ｈ１３８に示される
ようデイスプレィの表示に必要な水平方向画素数に対応
するパルス数のパルス列４１が周期をＩＨ（水平走査期
間）として入力される。これと同時に水平転送ＣＣＤ
２０にも水平転送ＣＣＤ ２０の水平転送パルス Ｈ１
’３５ｍ。 即ちパルス列４１と同じ構成のパルス列３９が入力され
る。従って、上記最量段に位置していた電荷は水平転送
ＣＣＤ ２０の左半分から右半分に移される。 次に（ｄ）に戻り、垂直転送ＣＣＤ ２７および水平転
送ＣＣＤ １９．２０の各電荷は一段下に転送される。 従って水平転送ＣＣＤ １９の右半分には上述水平転送
ＣＣＤ ２０の右半分に位置していた抽出画像に対する
電荷が転送される。このため、水平転送ＣＣＤ１９から
は、水平転送ＣＣＤ １９にパルス列４１が入力される
とすぐに抽出画像信号が出力される。これら（、）およ
び（ｄ）の状態を繰返すことによって抽出画面の画像信
号が水平ブランキング直後から得られる。 抽出画面として受光部の中央部に対して画面の抽出を行
う場合は上記同様第５図（ｄ）および（ｂ）を繰返すこ
とによって行われる。この場合（ｂ）においては水平転
送ＣＣＤ １９には上記同様パルス列４１が与えられる
が、水平転送ＣＣＤ２０にはパルス数カーｔ−分の、即
ちパルス列の長さも半分のパルス列４０が与えられる。 従って（ｂ）において示されるように水平転送ＣＣＤ
２０の中央に位置していた画像信号は水平転送ＣＣＤ
２０の右半分に位置するよう転送される。従って上記（
ＩＬ）の場合同様抽出画面の画像信号が水平ブランキン
グ期間直後から得られる。水平転送ＣＣＤ １９は（ｄ
）の状態の時残っていた電荷は基板２２に移されるので
、水平転送ＣＣＤ２０から転送される電荷と混じること
はない。 抽出画面として受光部の右半分に対して画面の抽出を行
う場合は上記同様ＩｊｉＳ図（ｄ）および（Ｃ）と繰り
返すことによって行われる。この場合（ｅ）においては
水平転送ＣＣＤ １９には上記同様パルス列４１が与え
られるが、水平転送ＣＣＤ ２０にはφＨ１’のパルス
は与えられない、これは右半分の画面を抽出する場合水
平転送ＣＣＤ ２０によって水平吠送しなくても水平転
送水平ブランキング直後から抽出画像の画像信号が得ら
れるからである。 以上のように抽出画面の位置は水平転送ＣＣＤ２０に与
えられパルスφＨ１’数によって制御できる。従って第
４図の転送段数データ３９を変えることによって抽出画
面の位置を制御できる。向上記実施例の場合抽出画面の
２倍の受光部を設けた例を示したが、３倍の受光部にす
ることも可能でこの場合水平転送ＣＣＤ ２０をさらに
１個ふやし、その水平転送ＣＣＤに対して水平転送パル
スのパルス数を制御すればよい、即ち、受光部の水平画
素数と抽出画素数に対する比の数に対応して水平転送Ｃ
ＣＤ ２０を設ければよい、尚水平転送ＣＣＤ １９．
２０にはφＨ２、φＨ２’も与えられている。これはそ
れぞれφＨ１、φＨ１’を反転した信号である。 以上詳細に説明したように、本発明のＣＣＤ固体撮像装
置によって画面の抽出する際の画像信号の出力を水平ブ
ランキング直後から通常の速度で行うことが可能となっ
た。 ［発明の効果］ 本発明のインターライン形ＣＣＤ固体撮像素子は以上説
明したように構成されているので以下に記載されるよう
な効果を奏する。 従来のインターライン形ＣＣＤ固体撮像素子に対し、さ
らに第２の水平転送用ＣＣＤを設けることによって、画
面の抽出を行う場合通常の読み出し速度で読み出すこと
が可能となると共に、水平ブランキング期間直後から抽
出画像信号を得ることが可能となったために、水平転送
ＣＣＤを高速駆動可能な構造とする必要もなく、又ラン
ダムアクセス可能なデノタルメモリやＡ／Ｄ変換等も不
要としたインターライン形ＣＣＤ固体撮像素子の提供が
可能となった。又読み出し速度が低いので画像の劣化が
少ない。 又本発明のＣＣＤ固体固体製像装置記第２の水平転送用
ＣＣＤの駆動パルスを制御することができる駆動回路を
備えたので、抽出画面の位置を可変とすることが可能と
なった。
第１図は本発明のインターライン形ＣＣＤ固体撮像素子
の模式的平面図、第２図は第１図を説明するためＭＳ１
図の一部を拡大した図、第３図は第１図に示される信号
の波形図、第４図及び第５図は本発明のＣＣＤ固体撮像
装置のそれぞれブロック図、および動作を説明するため
の図、第６図は第５図に示された動作に対応する波形図
、第７図は従来例を説明するための図、第８図及１第９
図は第１図の電荷初期化手段を説明するための模式的平
面図、第１０図は第９図の電荷初期化手段の動作を説明
するための図である。 １０・・・インターライン形ＣＣＤ固体撮像素子１１．
１２．１３．１４・・・垂直転送電極１５．１６．１７
．１８・・・水平転送電極１９．２０・・・水平転送Ｃ
ＣＤ ２２・・・掃出ドレインＺ３・・・受光素子
Ｚ６・・・転送ゲート２７・・・垂直転送ＣＣＤ
３２・・・駆動回路４３ａ、４３ｂ・・・ＭＯＳ
ＦＥＴ 第４図 ３９転送段数データ 第６図 パルスφＨ１’ 第７図 第８図 ｒｊＳ１０図
の模式的平面図、第２図は第１図を説明するためＭＳ１
図の一部を拡大した図、第３図は第１図に示される信号
の波形図、第４図及び第５図は本発明のＣＣＤ固体撮像
装置のそれぞれブロック図、および動作を説明するため
の図、第６図は第５図に示された動作に対応する波形図
、第７図は従来例を説明するための図、第８図及１第９
図は第１図の電荷初期化手段を説明するための模式的平
面図、第１０図は第９図の電荷初期化手段の動作を説明
するための図である。 １０・・・インターライン形ＣＣＤ固体撮像素子１１．
１２．１３．１４・・・垂直転送電極１５．１６．１７
．１８・・・水平転送電極１９．２０・・・水平転送Ｃ
ＣＤ ２２・・・掃出ドレインＺ３・・・受光素子
Ｚ６・・・転送ゲート２７・・・垂直転送ＣＣＤ
３２・・・駆動回路４３ａ、４３ｂ・・・ＭＯＳ
ＦＥＴ 第４図 ３９転送段数データ 第６図 パルスφＨ１’ 第７図 第８図 ｒｊＳ１０図
Claims (2)
- （１）格子の交点に対応するように分布した複数の受光
素子と、垂直方向に一列に並んだ前記受光素子に対応し
て前記受光素子からの電荷を前記垂直方向のいずれかの
方向に転送する複数の垂直転送ＣＣＤと、前記複数の垂
直転送ＣＣＤに前記電荷を転送する複数の転送デートと
、前記複数のそれぞれの垂直転送ＣＣＤからの前記電荷
を保持し水平方向に転送して外部に出力する１個の水平
転送ＣＣＤを有するインターライン形ＣＣＤ固体撮像素
子において、前記複数の垂直転送ＣＣＤと前記水平ＣＣ
Ｄとの間に前記複数のそれぞれの垂直転送ＣＣＤからの
前記電荷を前記複数の垂直転送ＣＣＤに対応する位置に
保持し第１の入力信号に応答して前記電荷を前記水平方
向に転送する水平転送手段を有する少なくとも１個の第
２の水平転送ＣＣＤであって第２の入力信号に応答して
前記第１の水平ＣＣＤ又は他の前記第２の水平転送ＣＣ
Ｄに前記電荷を転送するための垂直転送手段を有する第
２の水平転送ＣＣＤと前記第２の入力信号に応答して前
記第１の水平ＣＣＤに分布する前記電荷を前記第１の水
平転送ＣＣＤの各電位井戸に隣接する定電位に保たれた
電極に放出して前記第１の水平ＣＣＤの初期化を行う電
荷初期化手段とを備えたことを特徴とするインターライ
ン形ＣＣＤ固体撮像素子。 - （２）請求項１記載のインターライン形ＣＣＤ固体撮像
素子を有するＣＣＤ固体撮像装置において、前記第１の
水平転送ＣＣＤを前記水平方向に電荷転送駆動すると同
時に前記固体撮像素子の前記水平方向の画素数より少な
い画素数である抽出画像部の１水平列に対応する画像信
号が前記第１の水平ＣＣＤから出力終了するまでか、又
は前記画像信号の一部がいずれかの第２の水平転送ＣＣ
Ｄの前記水平方向端部に到達する時まで、前記第２の水
平転送ＣＣＤを前記水平方向に電荷転送駆動し、前記画
像が前記第１の水平転送ＣＣＤから出力終了後前記第１
の水平ＣＣＤの前記初期化を行う駆動回路を備えたこと
を特徴とするＣＣＤ固体撮像装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63123344A JPH0734585B2 (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | Ｃｃｄ固体撮像装置及びインターライン形ｃｃｄ固体撮像素子の駆動方法 |
| US07/312,102 US4980771A (en) | 1988-02-18 | 1989-02-17 | Imaging device and imaging apparatus including the imaging device |
| DE68916982T DE68916982T2 (de) | 1988-02-18 | 1989-02-20 | Bildaufnahmeschaltung und Bildaufnahmeapparat mit der Bildaufnahmeschaltung. |
| EP89102894A EP0329189B1 (en) | 1988-02-18 | 1989-02-20 | Imaging device and imaging apparatus including the imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63123344A JPH0734585B2 (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | Ｃｃｄ固体撮像装置及びインターライン形ｃｃｄ固体撮像素子の駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01293080A true JPH01293080A (ja) | 1989-11-27 |
| JPH0734585B2 JPH0734585B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=14858242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63123344A Expired - Lifetime JPH0734585B2 (ja) | 1988-02-18 | 1988-05-20 | Ｃｃｄ固体撮像装置及びインターライン形ｃｃｄ固体撮像素子の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0734585B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0486159A (ja) * | 1990-07-30 | 1992-03-18 | Sharp Corp | 撮像装置の画ブレ防止装置 |
| JPH04373276A (ja) * | 1991-06-21 | 1992-12-25 | Victor Co Of Japan Ltd | インターライン型ｃｃｄ撮像装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59106148A (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-19 | Canon Inc | 固体撮像装置及びカメラ |
-
1988
- 1988-05-20 JP JP63123344A patent/JPH0734585B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59106148A (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-19 | Canon Inc | 固体撮像装置及びカメラ |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPH0486159A (ja) * | 1990-07-30 | 1992-03-18 | Sharp Corp | 撮像装置の画ブレ防止装置 |
| JPH04373276A (ja) * | 1991-06-21 | 1992-12-25 | Victor Co Of Japan Ltd | インターライン型ｃｃｄ撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0734585B2 (ja) | 1995-04-12 |
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