JPH05915B2 - - Google Patents
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- JPH05915B2 JPH05915B2 JP57018741A JP1874182A JPH05915B2 JP H05915 B2 JPH05915 B2 JP H05915B2 JP 57018741 A JP57018741 A JP 57018741A JP 1874182 A JP1874182 A JP 1874182A JP H05915 B2 JPH05915 B2 JP H05915B2
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- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 6
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14868—CCD or CID colour imagers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
(1) 発明の利用分野
本発明は、固体撮像素子を用いたテレビカメラ
に関し、特に複数個の固体撮像素子を用いたカラ
−テレビカメラ用に好適な固体撮像装置に関す
る。
に関し、特に複数個の固体撮像素子を用いたカラ
−テレビカメラ用に好適な固体撮像装置に関す
る。
(2) 従来技術
固体撮像装置の方式はMOS(Metal Oxide
Semicanductor)形CTD(Charge Transfer
Device)形CID(Charge Injection Device)形
の3つに大別でき、それぞれ撮像装置が必要とす
る光電変換機能、走査機能に特色がある。これら
を用いたテレビカメラの水平解像力を向上させる
手段として画素ずらし法がある。以下この方法に
ついてMOS形の固体撮像装置を用いた3板式カ
ラーカメラを例に説明する。
Semicanductor)形CTD(Charge Transfer
Device)形CID(Charge Injection Device)形
の3つに大別でき、それぞれ撮像装置が必要とす
る光電変換機能、走査機能に特色がある。これら
を用いたテレビカメラの水平解像力を向上させる
手段として画素ずらし法がある。以下この方法に
ついてMOS形の固体撮像装置を用いた3板式カ
ラーカメラを例に説明する。
第1図aは、固体撮像素子を3個用いる3板式
カラーカメラの概要を示す図である。レンズ14
を通つた光は3色分解用のダイクロイツクプリズ
ム15などにより赤光(R)緑光(G)青光
(B)成分に分解され、それぞれR、G、B用固
体撮像素子12,11,13に結像し、光電変換
されるものである。従来の固体撮像装置において
は撮像素子11,12,13の各画素の光学的位
置関係は正確に重なる様に位置合せがなされてお
り、信号も各画素の光学的位置が正確に重なる様
に時系列的に取り出していた。画素ずらし法とは
上記のようになつていた撮像素子の光学的位置を
第1図bのようにすることである。すなわち、実
線で示す撮像素子11は点線で示す撮像素子1
2,13に比べて画素ピツチPHの1/2だけ光学的
位置関係を水平方向にずらす。さらに信号もこれ
に合わせ第2図に示すごとく1/2画素分だけ時間
的にずらして取り出す。21,22,23はそれ
ぞれ撮像素子11,12,13からの画素信号で
ある。このように時間的にずらすためには水平走
査パルスをG用撮像素子11に対し、R用および
B用撮像素子12,13では180°遅延させればよ
い。また、撮像素子11,12,13を同一の水
平走査パルスで駆動し、R用およびB用撮像素子
の出力信号を遅延回路を通して1/2画素分遅延さ
せてもよい。
カラーカメラの概要を示す図である。レンズ14
を通つた光は3色分解用のダイクロイツクプリズ
ム15などにより赤光(R)緑光(G)青光
(B)成分に分解され、それぞれR、G、B用固
体撮像素子12,11,13に結像し、光電変換
されるものである。従来の固体撮像装置において
は撮像素子11,12,13の各画素の光学的位
置関係は正確に重なる様に位置合せがなされてお
り、信号も各画素の光学的位置が正確に重なる様
に時系列的に取り出していた。画素ずらし法とは
上記のようになつていた撮像素子の光学的位置を
第1図bのようにすることである。すなわち、実
線で示す撮像素子11は点線で示す撮像素子1
2,13に比べて画素ピツチPHの1/2だけ光学的
位置関係を水平方向にずらす。さらに信号もこれ
に合わせ第2図に示すごとく1/2画素分だけ時間
的にずらして取り出す。21,22,23はそれ
ぞれ撮像素子11,12,13からの画素信号で
ある。このように時間的にずらすためには水平走
査パルスをG用撮像素子11に対し、R用および
B用撮像素子12,13では180°遅延させればよ
い。また、撮像素子11,12,13を同一の水
平走査パルスで駆動し、R用およびB用撮像素子
の出力信号を遅延回路を通して1/2画素分遅延さ
せてもよい。
水平の解像力を決定する輝度信号に、このよう
にして得られるR、G、B信号を用いるとG用撮
像素子11の信号をR用およびB用撮像素子1
2,13の信号が補間する形となり、水平解像力
は個々の撮像素子の能力の2倍にすることができ
る。換言すれば水平方向の画素数を2倍にしたの
と等価な輝度信号になる。
にして得られるR、G、B信号を用いるとG用撮
像素子11の信号をR用およびB用撮像素子1
2,13の信号が補間する形となり、水平解像力
は個々の撮像素子の能力の2倍にすることができ
る。換言すれば水平方向の画素数を2倍にしたの
と等価な輝度信号になる。
一方、上記に述べた画素ずらし法の他に以下に
述べるような固体撮像素子の画素配置の変更によ
つて水平解像力を向上させる手段が提案されてい
る。第3図aはこれを説明するための図である。
各々斜線で示した部分は撮像素子内部の画素を表
わしている。画素の位置関係は、水平方向に奇数
行と偶数行が互いに1/2画素だけずれている。こ
こで説明を簡単にするため信号読み出し方法を2
ライン同時読み出し方式とし、1ライン目の画素
31と2ライン目の画素32の信号を読み出す場
合に注目して説明する。
述べるような固体撮像素子の画素配置の変更によ
つて水平解像力を向上させる手段が提案されてい
る。第3図aはこれを説明するための図である。
各々斜線で示した部分は撮像素子内部の画素を表
わしている。画素の位置関係は、水平方向に奇数
行と偶数行が互いに1/2画素だけずれている。こ
こで説明を簡単にするため信号読み出し方法を2
ライン同時読み出し方式とし、1ライン目の画素
31と2ライン目の画素32の信号を読み出す場
合に注目して説明する。
いま、垂直シフトレジスタ40により1ライン
目と2ライン目のアナログスイツチ41,42が
同時にオン状態になり、また水平シフトレジスタ
30により1列目のアナログスイツチ33,34
がオン状態になつたものとする。この状態では、
画素31と32に蓄積された信号電荷が読み出さ
れることになる。ところが、この2つの信号電荷
の光学的位置関係は相対的に1/2画素分だけずれ
ているにもかかわらず、時間的に信号電荷が同時
に読み出される。そこで、増幅器35と36で
各々を増幅した後、増幅器36の出力信号を遅延
回路37により1/2画素に相当する分だけ遅延さ
せて加算回路38により出力信号35と加え合わ
せる。このような信号処理を次々に行なうことに
よつて、すでに述べた画素ずらし法と同様の原理
で水平ラインの1行目の画素を2行目の画素が補
間することになり、水平解像力を向上することが
できる。
目と2ライン目のアナログスイツチ41,42が
同時にオン状態になり、また水平シフトレジスタ
30により1列目のアナログスイツチ33,34
がオン状態になつたものとする。この状態では、
画素31と32に蓄積された信号電荷が読み出さ
れることになる。ところが、この2つの信号電荷
の光学的位置関係は相対的に1/2画素分だけずれ
ているにもかかわらず、時間的に信号電荷が同時
に読み出される。そこで、増幅器35と36で
各々を増幅した後、増幅器36の出力信号を遅延
回路37により1/2画素に相当する分だけ遅延さ
せて加算回路38により出力信号35と加え合わ
せる。このような信号処理を次々に行なうことに
よつて、すでに述べた画素ずらし法と同様の原理
で水平ラインの1行目の画素を2行目の画素が補
間することになり、水平解像力を向上することが
できる。
なお、第3図aでは水平シフトレジスタ30よ
り得られる同一の出力信号でアナログスイツチ3
3,34を同時にオン状態にするので、時間位置
変換のための信号処理に遅延回路が必要となる
が、第3図bに示したように水平シフトレジスタ
30′を第3図aの2倍の段数にして、2倍の周
波数の水平走査パルスで駆動すればアナログスイ
ツチ33′,34′は独立にオン状態になるので、
遅延回路を必要としない信号処理を行なえる。
り得られる同一の出力信号でアナログスイツチ3
3,34を同時にオン状態にするので、時間位置
変換のための信号処理に遅延回路が必要となる
が、第3図bに示したように水平シフトレジスタ
30′を第3図aの2倍の段数にして、2倍の周
波数の水平走査パルスで駆動すればアナログスイ
ツチ33′,34′は独立にオン状態になるので、
遅延回路を必要としない信号処理を行なえる。
(3) 発明の目的
本発明は上記の従来技術よりも、さらに高解像
力を得るためのカラー固体撮像装置を提供するこ
とを目的とする。
力を得るためのカラー固体撮像装置を提供するこ
とを目的とする。
(4) 実施例
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明す
る。
る。
本発明の一実施例を第4図a,b,cを用いて
説明する。第4図aは第3図aの撮像素子すなわ
ち2次元状に配列され、かつ水平方向の奇数行と
偶数行の位置関係が相対的に1/2画素だけずれて
いる撮像素子を3個使用した3板カラーカメラで
の画素の配置を示しており、G用撮像素子51は
R用およびB用撮像素子52,53に対し、光学
的な位置関係を水平方向へ水平方向の画素ピツチ
PHの1/4だけずらしたものである。このとき各撮
像素子から得られる画像信号は第4図bに示すご
とく、R用およびB用撮像素子から出力する信号
62,63はG用撮像素子から出力する信号61
よりも1/4画素分だけ時間位置をずらして取り出
す。ここで61,62,63はそれぞれ撮像素子
51,52,53からの画像信号であり、撮像素
子からの信号読み出し方法を2ライン同時で行な
つている。このように光学的位置と時間位置とを
一致させるためには、水平シフトレジスタを駆動
するパルスをG用撮像素子51に対し、R用およ
びB用撮像素子52,53で90°だけ遅延させれ
ばよい。あるいは第4図cに示す遅延回路を用し
た回路構成によつても可能である。3個の撮像素
子51,52,53を同時に駆動して得られた信
号G1、G2、R1、R2、B1、B2をそれぞれ増幅器5
4,55,56,57,58,59で増幅した
後、遅延回路64,65,66によりG2、R2、
B2の信号を1/2画素だけ遅延させる。その後、
各々G1、R1、B1の信号とを加算回路67,68,
69により加え合わせG、R、Bの信号を得る。
さらに、遅延回路81,82によりRおよびBの
信号を1/4画素分だけ遅延させR、G、B信号の
光学的位置と時間位置とを一致させることができ
る。このように光学的位置と時間位置とが全く一
致した信号R、G、Bをそれぞれ定まつた比率で
加え合わせて輝度信号成分Y(Y=0.3R+0.59G
+0.11B)を作る。この輝度信号成分はカラー固
体撮像装置の解像力を決定するものであり、本実
施例第4図aにおいては、G用撮像素子51をR
用およびB用撮像素子52,53が補間する形に
なるので、水平解像力は個々の撮像素子の能力の
2倍にすることができる。
説明する。第4図aは第3図aの撮像素子すなわ
ち2次元状に配列され、かつ水平方向の奇数行と
偶数行の位置関係が相対的に1/2画素だけずれて
いる撮像素子を3個使用した3板カラーカメラで
の画素の配置を示しており、G用撮像素子51は
R用およびB用撮像素子52,53に対し、光学
的な位置関係を水平方向へ水平方向の画素ピツチ
PHの1/4だけずらしたものである。このとき各撮
像素子から得られる画像信号は第4図bに示すご
とく、R用およびB用撮像素子から出力する信号
62,63はG用撮像素子から出力する信号61
よりも1/4画素分だけ時間位置をずらして取り出
す。ここで61,62,63はそれぞれ撮像素子
51,52,53からの画像信号であり、撮像素
子からの信号読み出し方法を2ライン同時で行な
つている。このように光学的位置と時間位置とを
一致させるためには、水平シフトレジスタを駆動
するパルスをG用撮像素子51に対し、R用およ
びB用撮像素子52,53で90°だけ遅延させれ
ばよい。あるいは第4図cに示す遅延回路を用し
た回路構成によつても可能である。3個の撮像素
子51,52,53を同時に駆動して得られた信
号G1、G2、R1、R2、B1、B2をそれぞれ増幅器5
4,55,56,57,58,59で増幅した
後、遅延回路64,65,66によりG2、R2、
B2の信号を1/2画素だけ遅延させる。その後、
各々G1、R1、B1の信号とを加算回路67,68,
69により加え合わせG、R、Bの信号を得る。
さらに、遅延回路81,82によりRおよびBの
信号を1/4画素分だけ遅延させR、G、B信号の
光学的位置と時間位置とを一致させることができ
る。このように光学的位置と時間位置とが全く一
致した信号R、G、Bをそれぞれ定まつた比率で
加え合わせて輝度信号成分Y(Y=0.3R+0.59G
+0.11B)を作る。この輝度信号成分はカラー固
体撮像装置の解像力を決定するものであり、本実
施例第4図aにおいては、G用撮像素子51をR
用およびB用撮像素子52,53が補間する形に
なるので、水平解像力は個々の撮像素子の能力の
2倍にすることができる。
第5図a,b,cを用いて本発明の他の実施例
を説明する。第5図aは第3図aの撮像素子すな
わち2次元状に配列され、かつ水平方向の奇数行
と偶数行の位置関係が相対的に1/2画素だけずれ
ている撮像素子3個使用した時の画素の配置を示
しており、G用撮像素子71をR用およびB用撮像
素子72,73に比べて垂直方向へ1ラインだけ
光学的位置をずらしたものである。さて、このよ
うな画素配置になつているカラー固体撮像装置の
信号読み出し方式は2ライン同時方式で行ない、
それぞれの撮像素子71,72,73を同時に駆
動する。すなわち第5図aではG用撮像素子71
においてG2のラインとG3のラインを同時に走査
し、同様にR用およびB用撮像素子72,73で
はM1のラインとM2のラインを同時に走査する。
ところが、撮像素子自体の画素の光学的位置が水
平方向の奇数行と偶数行で1/2画素ずれているに
もかかわらず、2ライン同時読み出しを行なうと
撮像素子からの信号は同じ時間位置に出力され
る。そこで、第5図bに示すように各々の撮像素
子から出力された信号を増幅器91,92,9
3,94,95,96で増幅した後、遅延回路7
4,75,76により光学的位置と時間位置とを
一致させてから加算回路77,78,79で加え
合わせG、R、B信号を得る。このようにして得
た信号を時間位置で表わしたものが第5図cであ
る。この図からも明らかなように、G用撮像素子
71の水平方向の奇数行と偶数行で1/2画ずれた
部分をR用およびB用撮像素子72,73が補間
することにより、水平解像力を個々の撮像素子の
能力よりも向上させることができる。
を説明する。第5図aは第3図aの撮像素子すな
わち2次元状に配列され、かつ水平方向の奇数行
と偶数行の位置関係が相対的に1/2画素だけずれ
ている撮像素子3個使用した時の画素の配置を示
しており、G用撮像素子71をR用およびB用撮像
素子72,73に比べて垂直方向へ1ラインだけ
光学的位置をずらしたものである。さて、このよ
うな画素配置になつているカラー固体撮像装置の
信号読み出し方式は2ライン同時方式で行ない、
それぞれの撮像素子71,72,73を同時に駆
動する。すなわち第5図aではG用撮像素子71
においてG2のラインとG3のラインを同時に走査
し、同様にR用およびB用撮像素子72,73で
はM1のラインとM2のラインを同時に走査する。
ところが、撮像素子自体の画素の光学的位置が水
平方向の奇数行と偶数行で1/2画素ずれているに
もかかわらず、2ライン同時読み出しを行なうと
撮像素子からの信号は同じ時間位置に出力され
る。そこで、第5図bに示すように各々の撮像素
子から出力された信号を増幅器91,92,9
3,94,95,96で増幅した後、遅延回路7
4,75,76により光学的位置と時間位置とを
一致させてから加算回路77,78,79で加え
合わせG、R、B信号を得る。このようにして得
た信号を時間位置で表わしたものが第5図cであ
る。この図からも明らかなように、G用撮像素子
71の水平方向の奇数行と偶数行で1/2画ずれた
部分をR用およびB用撮像素子72,73が補間
することにより、水平解像力を個々の撮像素子の
能力よりも向上させることができる。
(6) まとめ
以上説明したごとく本発明によれば、2次元状
に配列され、かつ水平方向の奇数行と偶数行の光
学的位置関係が相対的に1/2画素ずれた固体撮像
素子を複数個使用したとき、最適量の画素ずらし
を行なうことによつて水平解像度を向上させ、よ
り高解像力の撮像装置が実現できる。
に配列され、かつ水平方向の奇数行と偶数行の光
学的位置関係が相対的に1/2画素ずれた固体撮像
素子を複数個使用したとき、最適量の画素ずらし
を行なうことによつて水平解像度を向上させ、よ
り高解像力の撮像装置が実現できる。
第1図aおよびbは画素ずらし法を説明するた
めの図、第2図は画素ずらし法によつて読み出さ
れる信号の光学的位置関係を時間的に示した図、
第3図a,bは奇数行と偶数行で1/2画素ずれた
撮像素子を用いた信号処理方法を説明するための
図、第4図a,b,cは本発明の第1の実施例を
説明した図、第5図a,b,cは本発明の第2の
実施例を説明した図である。 11〜13……撮像素子、14……レンズ、1
5……ダイクロイツクプリズム、21〜23……
画像信号、30……水平シフトレジスタ、31,
32……画素、33,34……アナログスイツ
チ、35,36……増巾器、41,42……アナ
ログスイツチ、51〜53……撮像素子、54〜
59……増巾器、61〜63……画像信号、64
〜66……遅延回路67,69……加算回路。
めの図、第2図は画素ずらし法によつて読み出さ
れる信号の光学的位置関係を時間的に示した図、
第3図a,bは奇数行と偶数行で1/2画素ずれた
撮像素子を用いた信号処理方法を説明するための
図、第4図a,b,cは本発明の第1の実施例を
説明した図、第5図a,b,cは本発明の第2の
実施例を説明した図である。 11〜13……撮像素子、14……レンズ、1
5……ダイクロイツクプリズム、21〜23……
画像信号、30……水平シフトレジスタ、31,
32……画素、33,34……アナログスイツ
チ、35,36……増巾器、41,42……アナ
ログスイツチ、51〜53……撮像素子、54〜
59……増巾器、61〜63……画像信号、64
〜66……遅延回路67,69……加算回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 撮像対象の像を緑、赤、青の3原色の各成分
の像に分解して結像する光学系と、分解された各
成分の像のそれぞれの結像位置に配置され、各々
が2次元マトリクス状に配置された光電変換を行
う画素を有する第1、第2、第3の固体撮像素子
とを備え、上記第1、第2、第3の固体撮像素子
から読みだす信号から輝度信号、及び色信号を得
る固体撮像装置において、上記第1、第2、第3
の固体撮像素子の各々は画素が水平方向の奇数行
目と偶数行目とで水平方向の画素の繰返し距離の
1/2だけずらして配置されたものであり、且つ、
赤光成分の像及び青光成分の像にそれぞれ対する
上記第2、第3の固体撮像素子の配置は緑光成分
の像に対する上記第1の固体撮像素子の配置に比
べてそれぞれ上記画素の繰返し距離の1/4だけ水
平方向にずれており、上記第1、第2、第3の固
体撮像素子には奇数行目の画素列からの順次読出
し信号と偶数行目の画素列からの順次読出し信号
とを上記画素の繰返し距離の1/2に相当する時間
差のもとで合成する第1、第2、第3の合成手段
がそれぞれ接続され、さらに上記第1の合成手段
の出力と、該出力に対して上記画素の繰返し距離
の1/4に相当する時間差をそれぞれ与えた上記第
2、第3の合成手段の出力とを合成して輝度信号
を得る輝度信号合成手段を具備して成ることを特
徴とする固体撮像装置。 2 上記第2、第3の固体撮像素子にそれぞれ与
える水平走査パルスは上記第1の固体撮像素子に
与える水平走査パルスに対して上記画素の繰返し
距離の1/4に相当する時間差を有しており、もつ
て上記輝度信号合成手段にて合成される信号に時
間差が与られることを特徴とする特許請求の範囲
第1項に記載の固体撮像装置。 3 上記第1、第2、第3の固体撮像板は同一タ
イミングで駆動され、上記第2、第3の合成手段
の出力は上記画素の繰返し距離の1/4に相当する
遅延を与える遅延手段をそれぞれ介して上記輝度
信号合成手段に接続されることを特徴とする特許
請求の範囲第1項に記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57018741A JPS58137247A (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57018741A JPS58137247A (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58137247A JPS58137247A (ja) | 1983-08-15 |
JPH05915B2 true JPH05915B2 (ja) | 1993-01-07 |
Family
ID=11980080
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP57018741A Granted JPS58137247A (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS58137247A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2010038378A1 (ja) | 2008-10-02 | 2012-02-23 | パナソニック株式会社 | 画素ずらし型撮像装置 |
WO2011043051A1 (ja) | 2009-10-07 | 2011-04-14 | パナソニック株式会社 | 撮像装置および固体撮像素子 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52135212A (en) * | 1976-05-07 | 1977-11-12 | Sony Corp | Image pickup device |
JPS52137924A (en) * | 1976-05-14 | 1977-11-17 | Sony Corp | Colour solid photographing device |
JPS5640546A (en) * | 1979-09-10 | 1981-04-16 | Sekisui Jushi Kk | Special metallic painted body and its painting method |
-
1982
- 1982-02-10 JP JP57018741A patent/JPS58137247A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52135212A (en) * | 1976-05-07 | 1977-11-12 | Sony Corp | Image pickup device |
JPS52137924A (en) * | 1976-05-14 | 1977-11-17 | Sony Corp | Colour solid photographing device |
JPS5640546A (en) * | 1979-09-10 | 1981-04-16 | Sekisui Jushi Kk | Special metallic painted body and its painting method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58137247A (ja) | 1983-08-15 |
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