CN102314069A - 显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种显示设备。该显示设备包括：多个显示器，在显示器中排列多个发光装置，发光装置发出R成分、G成分和B成分中的一者的照射光，其中，对于排列的发光装置当中的任意3×3发光装置，在纵向方向上排列的发光装置的色彩成分彼此不同，并且在横向方向上排列的发光装置的色彩成分相同。

Description

显示设备

技术领域

本发明涉及一种显示设备，尤其是涉及能显示从所有方向立体可视的图像的显示设备。

背景技术

在现有技术中，存在一种3D显示技术，其中3D图像显示在应用到电视机等的平板显示器上。3D显示技术例如使用观看显示器的人的左右眼的双眼视差。具体地，例如，左眼图像和右眼图像交替显示在平板显示器上，并且使用设置在之间的偏光过滤器等仅仅左眼图像在左眼中看见，仅仅右眼图像在右眼中看见，由此实现立体观看。

另一方面，已经提出各种全方向立体图像显示设备，其使用具有从多个设置在围绕物体的圆周上的视点捕获的(或者在考虑物体通过计算机图形而在其整个外周被观察的情况下而产生的)不同的视点的多个图像(以下，称为视点图像)并执行显示，使得物体能从整个外周的任意方向被立体地观察(例如，参见JP-A-2004-177709或者JP-A-2005-114771)。

在这种全方向3D图像显示设备中，具有大量小型LED(发光二极管)等的多个显示部分布置在圆柱壳体内，该壳体形成有狭缝，并且多个显示部分的图像可以通过狭缝从壳体的外侧看见。此外，随着壳体高速旋转，多个显示部分的图像能被观察圆柱壳体的侧表面的使用者从任意方向立体观察。

发明内容

如上所述，由于全方向3D图像显示设备的壳体高速旋转，使用者观察多个显示部分的图像，而不是连续地观察一个显示表面。在这情况下，在观察的图像上容易发生色分离或者闪烁，因而，必须解决这些问题。

因而，期望限制在使用者观察的图像上色分离或者闪烁的发生。

本公开的实施例涉及一种显示设备，包括：多个显示器，在显示器中排列多个发光装置，发光装置发出R成分、G成分和B成分中的一者的照射光，其中，对于排列的发光装置当中的任意3×3发光装置，在纵向方向上排列的发光装置的色彩成分彼此不同，并且在横向方向上排列的发光装置的色彩成分相同。

具有不同色彩成分的发光装置可以设置在多个显示器中相同坐标中。

此外，将电压施加到发光装置的P线和N线可以以格子形式布线。

发光装置可以是其中施加电压到发光芯片的电极安装在外周上的封装类型的发光装置。

P线和N线中的至少一者可以断续地以格子形式布线。

多个显示器可旋转地被驱动，并且各个显示器的同一位置可以被使用者连续地看见。

本公开的另一实施例涉及一种显示设备，包括：多个显示器，在显示器中排列多个发光装置，发光装置发出R成分、G成分和B成分中的一者的照射光，其中对于排列的发光装置当中任意3×3发光装置，各个色彩成分的发光装置的数量相同，并且对于一个发光装置，具有与该发光装置相同的色彩成分的发光装置不出现在该发光装置的上、下、右和左侧上，而是出现在该发光装置的左上和右下侧或者其左下和右上侧。

此外，将电压施加到发光装置的P线和N线可以布线，使得其中的一者在左上和右下侧的方向或者在左下和右上侧的方向上布线，以与具有相同色彩成分的发光装置排列的方向一致，并且使得其中的另一者在上下方向上布线。

具有不同色彩成分的发光装置可以设置在多个显示器中的相同坐标中。

本公开的又一实施例涉及一种显示设备，包括：多个显示器，在显示器中排列多个发光装置。多个显示器包括发光装置的色彩成分的排列与其它显示器不同的显示器。

此处，多个显示器可旋转地被驱动，并且各个显示器的同一位置被使用者连续地看见。

根据本公开的实施例，可以在使用者看见的图像上限制色分离和闪烁的发生。

附图说明

图1是图示根据本公开的实施例的3D图像显示系统的构造的示例的图；

图2是图示在全方向3D图像显示设备中安装的显示部分的立体图；

图3是包括光外壳和发光装置衬底的阵列显示器的后立体视图；

图4是阵列显示器的横截面视图；

图5是发光装置衬底的立体视图；

图6是发光装置衬底的横截面视图；

图7是LED的第一构造示例的横截面视图；

图8是LED的第二构造示例的横截面视图；

图9是LED的第三构造示例的横截面视图；

图10A至图10D是图示掩膜的横截面形状的三个示例的图；

图11是安装掩膜的LED的顶视图；

图12是LED的第四构造示例的横截面视图；

图13是LED的第五构造示例的横截面视图；

图14是图示与R、G和B的各自色彩成分对应的LED的第一布置示例的图；

图15是图示与第一布置示例对应的第一布线示例的图；

图16是图示与R、G和B的各自色彩成分对应的LED的第二布置示例的图；

图17是图示与第二布置示例对应的第二布线示例的图；

图18A和18B是图示封装类型LED的构造的示例的图；

图19是图示与封装类型LED对应的第三布线示例的图；

图20是LED的第六构造示例的横截面视图；

图21是图示与LED的第六构造示例对应的光分布特性的图；

图22A和22B是LED的第七构造示例的横截面视图；

图23A和23B是图示与LED的第七构造示例的光分布特性的图；

图24是LED的第八构造示例的横截面视图；

图25是LED的第九构造示例的顶视图；

图26A和26B是LED的第十构造示例的顶视图；以及

图27A和27B是LED的第十一构造示例的顶视图。

具体实施方式

以下，将参照附图详细描述本公开的优选实施例(以下，称为“实施例”)

(1.第一实施例)

[3D图像显示系统的构造示例]

图1图示根据本公开的实施例的3D图像显示系统的构造的示例。3D图像显示系统10包括图像信号处理装置20和全方向3D图像显示设备30。

图像信号处理装置20将捕获物体而获得的视频信号例如从所有方向供应到全方向3D图像显示设备30。

全方向3D图像显示设备30包括显示部分40(图2)，其安装在形成有多个狭缝32的圆柱部分31中。显示部分40包括数量与狭缝的数量相同的阵列显示器。全方向3D图像显示设备30从图像信号处理装置20输入的视频信号提取从围绕物体的整个外周的各个视点看到物体的情况下的图像，以预定的顺序在各个阵列显示器上显示图像。因而，圆柱部分31高速旋转。

因而，形成显示部分40的阵列显示器上的图像经过狭缝32并被观察全方向3D图像显示设备30的圆柱部分31的侧表面的使用者看见。由于布置在与多个阵列显示器对应的位置处的R、G和B成分的LED光合成，并被看见，图像具有原色，并且在使用者从任意方向观察圆柱部分31的侧表面的情况下，使用者能在视频信号的物体的整个外周上观察3D图像。

[显示部分的构造示例]

将参照图2至图6描述安装在全方向3D图像显示设备30的圆柱部分31中的显示部分40的构造示例。图2是显示部分40的构造示例，图3是阵列显示器的后立体视图，图4是阵列显示器的横截面视图，图5是发光装置衬底43的立体视图，并且图6是发光装置衬底43的横截面视图。

在图2所示的构造示例的情况下，显示部分40包括三个阵列显示器。每个阵列显示器安装在光壳体41中，使得弯曲的表面沿着多个发光装置衬底43的各个LED表面52形成。

每个光壳体41以等角(此处，120度)间隔布置在圆柱部分31的基部。因而，可以降低当圆柱部分31旋转时旋转轴线的摇摆。

狭缝42形成在光壳体41的侧表面上，并且显示部分40安装在圆柱部分31内，使得狭缝42对应于形成在圆柱部分31中的狭缝32。

光壳体41具有近似半圆柱形状的中空结构，并且用于安装发光装置衬底43的定位孔形成在弧形侧表面上。因而，可以以准确的精度将发光装置衬底43安装在光壳体41的预定位置处。此外，多个发光装置衬底43以鳍状物的形式沿着定位孔安装。当显示部分40旋转时，使用上述形状特性，可以有效地将发光装置衬底43等产生的热散发。

此外，孔形成在光外壳41的上表面和下表面上。因而，如果显示部分40旋转，由于在光外壳41中通过竖直孔产生空气流动，散热加速。

发光装置衬底43在长度方向的相反两端具有用于安装到光外壳41的附件51。附件51采用诸如铝的具有高导热性的材料。因而，可以有效地将发光装置衬底43产生的热朝着光外壳41移动，或者将该热耗散。

此外，发光装置衬底43具有L形状(或者反L形状)的横截面，并具有作为发光装置的多个LED设置在作为L形状的短边的位置中的矩形LED表面52。即，LED表面52的长度方向平行于光外壳41的狭缝42。此外，用于驱动LED的驱动器衬底53设置在作为发光装置衬底43的长边的位置中。

如图4所示，阵列显示器具有弧形屏幕。即，阵列显示器构造成，使得多个发光装置衬底43的各个LED表面52布置成以弧形形状连接，该弧形朝着将屏幕的弧形中心和光外壳41的狭缝42连接的线上的点。因而，能增强从LED发射的光的使用效率。此外，由于产生各个发光装置衬底43之间的间隙，所产生的热能通过该间隙耗散。

此外，形成阵列显示器的多个发光装置衬底43使用以阵列显示器的中心为基准的L形横截面和反L形横截面。因而，可以防止由于屏幕的台阶而造成的图像的水平不均匀(例如，仅仅在屏幕的右(左)侧上出现的纵向方向的像素间隙)，这在仅仅使用L形状和倒L形状中的一个形状构造阵列显示器的情况下产生。

[LED构造示例]

接着，将参照图7至13描述形成LED表面52的LED。如上所述，LED表面52朝向阵列显示器的弧形中心与狭缝42连接的线布置。此外，LED表面52的每个LED构造成使得与现有技术的LED相比照射光的方向特性增强，并且光的使用效率增强。

图7图示形成LED表面52的LED的第一构造示例。在第一构造示例中，树脂透镜64形成以在安装在衬底60上的LED芯片61周围覆盖LED芯片61。当从LED的顶部看去时，LED的照射光通过圆形地形成树脂透镜64而聚焦在前表面上，因而，杂散光降低，由此，增强了光的使用效率。因而，显示图像的对比度增强。此外，由于表观的发光面积增大，可以限制3D图像的斑点效应突出。

此外，为了以高精度形成树脂透镜64的位置和形状，疏水疏油剂等涂覆在衬底60的除了形成树脂透镜64的区域以外的区域，由此形成低表面张力膜63。即，通过以高位置精度形成低表面张力膜63，可以以高精度形成树脂透镜64的位置和形状。

图8图示形成LED表面52的LED的第二构造示例。在第二构造示例中，除了与以上所述第一构造示例相同的特性之外，树脂涂层72形成以覆盖布线在LED芯片61中的配线62。因而，能并行地确保配线62的保护和绝缘维护。在第二构造示例中，树脂涂层72的高度形成为低于LED芯片61的发光表面的高度。因而，可以限制由于LED的内反射而造成的光提取效率的降低。此处，树脂涂层72的高度可以形成为高于LED芯片61的发光表面的高度。因而，由于随着LED芯片61和树脂透镜64之间的距离增大光提取效率减小的同时方向特性增强，结果可以增强光使用效率。此外，随着树脂透镜72的高度增大，可以避免配线62和掩膜81(后述)之间接触。

此外，在第二构造示例中，铜箔层71形成在衬底70上。因而，衬底70的温度不均匀性能降低，并且因而，LED表面52的亮度的不均匀性和色彩的不均匀性被限制。

图9图示形成LED表面52的LED的第三构造示例。在第三构造示例中，除了与以上所述第二构造示例相同的特性之外，掩膜81安装以覆盖最高层上除了树脂透镜64以外的区域。掩膜81可以使用无光表面处理或者绝缘处理的金属箔、无光树脂片等。

掩膜81的横截面形状具有特性。图10A至图10D图示掩膜81的横截面形状的三个示例。

即，图10A表示掩膜81的横截面形状形成为使得其下侧比其上侧窄的示例。图10B表示掩膜81的横截面形状形成为从掩膜81的层的中心朝着上侧和下侧变宽的示例(对应于通过蚀刻形成掩膜81的情况)。此外，图10C表示掩膜81的横截面形状形成使得其下侧比其上侧宽的示例。

从树脂透镜64以高精度形成有穹形的角度看，图10A中的示例和图10B中的示例相同，都优于图10C中的示例。此外，同样，从作为树脂透镜64的高度H与直径D的比率的高宽比(H/D)能增大的角度来看，图10A中的示例和图10B中示例相同，也优于图10C中的示例。

此处，这不意味着随着高宽比增大，方向特性和光使用效率增强。即，如果透镜根据从LED芯片61的发光表面到掩膜81的上表面的距离“h”或者掩膜81的孔直径“r”而形成有适合的高宽比，其方向特性也增大，因而，能增强光使用效率。

从防止掩膜81与配线62的干涉(接触)的角度来看，图10C中的示例优于图10A中的示例和图10B中的示例。

图11图示包括LED的第三构造示例的LED表面52的顶视图。如附图中所示，由于通过安装掩膜81能防止光从除了树脂透镜64以外的部分泄露，可以降低图像对比度的恶化。

图12图示形成LED表面52的LED的第四构造示例。在第四构造示例中，下表面张力膜63和掩膜81的位置在以上所述的第三构造示例中切换，因而，与第三构造示例相比，下表面张力膜63形成在最高层上，并且掩膜81安装在下侧。因而，与第三构造示例相比，可以扩大树脂透镜64的直径，而不用组合相邻LED的树脂透镜64，因而，可以增大LED表面52中树脂透镜64的密度。此外，随着树脂透镜64的直径增大，可以增强照射光的提取效率。因而，可以降低显示3D图像的斑点效应。

图13图示形成LED表面52的LED的第五构造示例。第五构造示例具有与以上所述第四构造示例相同的构造。然而，树脂涂层72的高度形成为高于LED芯片61，并且掩膜81的横截面形状形成使得其下侧比其上侧窄。因而，除了与第四构造示例相同的效果之外，可以根据掩膜81的横截面形状以高精度形成树脂透镜64的穹形形状，以随着LED芯片61和树脂透镜64之间的距离增大而进一步增强方向特性，并增强显示的3D图像的亮度。

[LED的布置]

将描述在LED表面52中发出R、G和B成分的波长的光的LED的布置。以下，发出各自R、G和B成分的波长的光的LED分别称为LED90R、90G和90B。

图14图示LED表面52中LED的第一布置示例。相同附图的纵向方向对应于LED表面52的长度方向。在第一布置示例中，对于任意3×3LED，各个色彩成分的LED的数量相同，并且对于任意LED，具有与上述LED相同色彩成分的LED没有出现在相邻的上、下、右和左侧。此处，与后述的第二布置示例相比，第一布置示例是理想的，但是难以制造。

图15图示与图14所示的第一布置示例对应的第一布线示例。附图中的纵向方向对应于LED表面52的长度方向。在第一布线示例中，用于驱动相同色彩成分的LED的“P”线101根据相同色彩成分的LED的布置布线在倾斜方向上，并且“N”线102沿着LED表面52的长度方向布线。

由于采用了第一布线示例，可以以数u秒为单位以线顺序的方式驱动和控制形成LED表面52的LED。

图16图示LED表面52中LED的第二布置示例。附图中的纵向方向对应于LED52的长度方向。在第二布置示例中，横向方向上的LED具有相同的色彩成分。此处，对于任意3×3LED，各个色彩成分的LED的数量相同。与第一布置示例相比，第二布置示例具有容易制造的简化结构。

如在本实施例中，在显示部分40由三个光外壳41构造的情况下，具有不同色彩的LED布置在各个光外壳41中的各个显示阵列的相应位置。例如，在第一布置示例的情况下，对于布置在三个阵列显示的相应位置上的三个LED，LED以R、G和B的顺序依次布置在第一阵列显示器中，并以G、B和R的顺序依次布置在第二阵列显示器中，并以B、R和G的顺序依次布置在第三阵列显示器中。

如上所述，随着安装显示部分40的圆柱部分31在全方向3D图像显示设备30中以高速旋转，布置在各个阵列显示器的相应位置上的各个R、G和B成分的LED的色彩被组合看见。因而，在仅仅R、G和B成分的LED布置在三个阵列显示器中的每个中的情况下，如果圆柱部分31的旋转速度变低，各个R、G和B成分的组合状态恶化，并且原色不能再现。此外，会发生图像的色分离。

然而，由于采用以上所述第一布置示例或者第二布置示例，即，由于各个R、G和B成分的LED在一片LED表面52上混合，即使在显示部分40的旋转速度较低的情况下，也能限制显示3D图像的色分离和闪烁的发生。

图17图示与图16所示的第二布置示例对应的第二布线示例。附图中的纵向方向对应于LED表面52的长度方向。在第二布线示例中，用于驱动LED的“P”线101和“N”线102以格子形式布置。

由于采用第二布线示例，可以以数u秒为单位以线顺序的方式驱动和控制形成LED表面52的LED。

此外，形成LED表面52的每个LED不会直接安装在衬底上，但是在下表面上具有P电极和N电极的封装类型的LED可以布置在衬底上。

图18A和图18B图示封装类型LED的构造示例，其中图18A图示其顶表面，而图18B图示其下表面。如图18A所示，“P”端子(电极)111沿着其外周安装在封装类型LED的顶表面上，并且“N”端子(电极)112沿着LED芯片61安装。此外，如图18B所示，在封装类型LED的下表面上，“P”端子(电极)111安装在其相反端处，并且“N”端子(电极)112安装在其中心。

例如，封装类型LED具有这样的优点，可以容易地以封装为单元置换LED，而在一个LED中的诸如断开的故障发生的情况下，在LED的个体差异一致化的情况下，或者在类似的情况下，如果采用直接安装的LED代替封装类型LED，必须以LED表面52为单元或者以发光装置衬底43为单元置换LED。一个封装不必由一个LED形成，但是可以由多个(例如，1x3，3x3)LED形成。

图19图示与形成LED表面52的LED是封装类型LED的情况对应的第三布线示例。附图中的纵向方向对应于LED表面52的长度方向。在第三布线示例中，用于驱动LED的“P”线121和“N”线122以格子形式布置。此处，在附图中，由于断续地布线“P”线121和布置图18A和18B所示的封装类型LED，“P”线121断开的部分彼此连接。

由于采用第三布线示例，可以以数u秒为单位以线顺序的方式驱动和控制形成LED表面52的LED。

[LED光分布特性的调节]

如上所述，由于针对LED采用第一至第五构造示例，可以增强方向特性。然而，例如，如果其照射方向被调节成聚焦在除了前方以外的方向上的LED用作布置在阵列显示器的弯曲表面上的屏幕的端部等中的LED表面52的LED，则可以进一步增强光使用效率。具体地，例如，可以使用适合于布置的照射方向的封装类型LED，或者用于每个发光装置衬底43的光分布特性被调节成不同，并且排列具有适合于布置的光分布特性的发光装置衬底43，由此形成阵列显示器。

因而，将描述光分布特性被调节的LED的构造。

图20图示形成LED表面52的LED的第六构造示例。在第六构造示例中，安装在衬底60上的LED芯片61的中心和圆形树脂透镜64的中心彼此偏移。在第六及以后的构造示例中，配线62、树脂涂层72、掩膜81等可以在附图中适合地省略。

图21图示图7所示的LED的第一构造示例的光分布特性(由虚线表示)和图20所示的LED的第六构造示例的光分布特性(由实线表示)。如在附图中所示，在第一构造示例的情况下，光分布特性在前(90度)方最高。另一方面，在第六构造示例的情况下，光分布特性可以在与前方(90度)不同的方向上转换。

图22A和图22B图示形成LED表面52的LED的第七构造示例，其中，图22A图示沿着任意X方向所取的横截面，而图22B图示沿着与X方向垂直的Y方向所取的横截面。在第七构造示例中，圆形树脂透镜64形成为在安装在衬底60上的LED芯片61的周围覆盖LED芯片61，并且反射器131安装在LED芯片61周围。此处，反射器131用来增强X方向的方向特性并降低Y方向的方向特性(以在宽的范围上分布光)。

图23A和23B图示图22A和22B所示的LED的第七构造示例的光分布特性，其中，图23A图示X方向的光分布特性，并且图23B图示Y方向的光分布特性。如从附图理解到，由于反射器131的效果，方向特性在X方向上增强，并且方向特性在Y方向上降低(光分布范围变宽)。

图24图示形成LED表面52的LED的第八构造示例。在第八构造示例中，掩膜81的横截面形状在图10A所示的状态下形成，并且其孔壁表面被白色、银色等的反射材料涂覆或者沉积，以用作反射器141。如果根据掩膜81的倾斜表面的位置提供具有反射器141的效果的位置和没有该效果的位置，则可以实现与图23A和23B所示的光分布特性相同的光分布特性。

图25图示形成LED表面52的LED的第九构造示例。在第九构造示例中，狭缝方向是其长度方向的椭圆树脂透镜64形成以覆盖安装在衬底60上的LED芯片61。根据第九构造示例，可以实现与图23A和23B所示的光分布特性相同的光分布特性。

图26A和26B图示形成LED表面52的LED的第十构造示例。在第十构造示例中，除了第九构造示例之外，LED芯片61的中心和椭圆树脂透镜64的中心彼此偏移。根据第十构造示例，可以实现通过将图21和图23A和23B所示的光分布特性结合而获得的光分布特性。

图27A和27B图示形成LED表面52的LED的第十一构造示例，其中，图27A是其横截面视图，而图27B是包括根据第十一构造示例的LED的LED表面52的顶视图。第十一构造示例是第八至第十构造示例的组合，并具有通过将图21和图23A和23B所示的光分布特性组合而获得的光分布特性。

如在以上所述的LED的第六至第十一构造示例中，如果封装类型LED用作这样的LED：其中，对每个LED调节光分布特性并且根据布置使用适合的LED，则可以增强光使用效率并降低功耗。此外，可以降低杂散光(在不重要方向上的照射)。此外，由于与直接安装LED的情况相比容易置换LED，调节和修改可容易地进行。

此外，假定以上所述的LED的构造示例、布置示例、布线示例等应用到全方向3D图像显示设备30，但是也可以应用到其它显示器。

此外，在本描述中，术语“系统”代表包括多个装置的整个系统。

本公开不限于以上所述实施例，并且可以在不脱离其精神的范围内具有各种修改。

本公开包含与在2010年7月8日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2010-155729所公开的主题相关的主题。

Claims (11)

1.一种显示设备，包括：

多个显示器，在所述显示器中排列多个发光装置，所述发光装置发出R成分、G成分和B成分中的一者的照射光，其中，对于排列的发光装置当中的任意3×3个发光装置，在纵向方向上排列的发光装置的色彩成分彼此不同，并且在横向方向上排列的发光装置的色彩成分相同。

2.根据权利要求1所述的显示设备，

其中，具有不同色彩成分的发光装置设置在所述多个显示器中相同坐标中。

3.根据权利要求1所述的显示设备，

其中，将电压施加到所述发光装置的P线和N线以格子形式布线。

4.根据权利要求3所述的显示设备，

其中，所述发光装置是其中施加电压到发光芯片的电极安装在外周上的封装类型的发光装置。

5.根据权利要求4所述的显示设备，

其中，所述P线和所述N线中的至少一者断续地以格子形式布线。

6.根据权利要求3所述的显示设备，

其中，所述多个显示器可旋转地被驱动，并且各个所述显示器的同一位置被使用者连续地看见。

7.一种显示设备，包括：

多个显示器，在所述显示器中排列多个发光装置，所述发光装置发出R成分、G成分和B成分中的一者的照射光，其中对于排列的发光装置当中任意3×3个发光装置，各个色彩成分的发光装置的数量相同，并且参照一个发光装置，具有与所参照的光装置相同的色彩成分的发光装置不出现在所参照的发光装置的上、下、右和左侧上，而是出现在所参照的发光装置的左上和右下侧或者左下和右上侧。

8.根据权利要求7所述的显示设备，

其中，将电压施加到所述发光装置的P线和N线被布线，使得其中的一者沿左上和右下侧的方向或者沿左下和右上侧的方向布线，以与具有相同色彩成分的发光装置排列的方向一致，并且使得其中的另一者沿上下方向布线。

9.根据权利要求7所述的显示设备，

其中，具有不同色彩成分的发光装置设置在所述多个显示器中的相同坐标中。

10.一种显示设备，包括：

多个显示器，在所述显示器中排列多个发光装置，其中，所述多个显示器包括所述发光装置的色彩成分的排列与其它显示器不同的显示器。

11.根据权利要求10所述的显示设备，

其中，所述多个显示器可旋转地被驱动，并且各个所述显示器的同一位置被使用者连续地看见。

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