CN105022526B - 具辅助电容的触控显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种具辅助电容的触控显示设备，其具有：至少一触控操作区域，各具有二相对基板以提供至少一触控表面，其中，所述二相对基板间具有一第一电极、与该第一电极耦接的一第一导线、一第二电极、与该第二电极耦接的一第二导线、以及位于该第一电极和该第二电极间的一显示层；一显示驱动单元，用以输出至少一显示驱动电压；一触控侦测单元，具有至少一触控信号感应端；至少一辅助电容，各与一所述触控操作区域耦接；以及至少一开关组件；其中，各所述显示驱动电压经由一所述开关组件耦接至一所述触控操作区域。

Description

具辅助电容的触控显示设备
技术领域
本发明是有关于触控显示设备，特别是关于一种具辅助电容的触控显示设备。
背景技术
一般的触控显示设备是在一屏幕上迭加一触控模块。然而此类的触控显示设备厚度较大，不能满足轻、薄的市场需求，且其成本亦较高。
为解决此问题，公知有将屏幕与触控模块的同性质材料层整合在一起的设计。然而，此做法对触控显示设备所能降低的厚度仍不能满足某些高档产品的要求。
公知亦有尝试在显示器上实现触控功能的设计。请参照图1，为一公知触控显示设备(美国专利US7705834)的示意图。如图1所示，该公知触控显示设备主要包含二相对电极基板14、15、一界面21、复数个开关22、一控制单元24、一信号产生器25、以及一信号评估电路27。
电极基板14和15各具有复数个显示电极11，且电极基板14上的任一显示电极11均和电极基板15上的一显示电极11相对。
接口21是用以和一传统的显示驱动控制器(未示于图中)耦接。
复数个开关22是用以依控制单元24的控制使电极基板14、15和接口21连接以提供一显示功能或和信号产生器25连接以提供一触控功能。当电极基板14、15提供所述的触控功能时，信号产生器25会送出一测试信号而信号评估电路27则会感测该测试信号的变化以判断是否有触控事件发生。
然而，尽管该触控功能的作用时间是和该显示功能的作用时间错开，由于该公知触控显示设备在提供所述的触控功能时其所述的显示功能会被中断，故其平均显示亮度会降低，显示画面也容易发生闪烁现象(尤其当显示器是由OLED(organic light emittingdiode；有机发光二极管)/PLED(polymer light emitting diode；高分子发光二极管)构成时，由于OLED/PLED是由电流驱动，若电流被中断，其显示即会呈现黑画面)。
为解决前述的问题，亟需一新颖的触控显示设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具辅助电容的触控显示设备，以改进公知技术中存在的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供的具辅助电容的触控显示设备，其具有：
至少一触控操作区域，各具有二相对基板以提供至少一触控表面，其中，所述二相对基板间具有一第一电极、与该第一电极耦接的一第一导线、一第二电极、与该第二电极耦接的一第二导线、以及位于该第一电极和该第二电极间的一显示层；以及所述触控表面覆盖至少一触控感应组件，且所述触控感应组件是由该第一电极、该第二电极、该第一导线和该第二导线所组成的群组所选择的一种导体提供；
一显示驱动单元，用以输出至少一显示驱动电压至所述至少一触控操作区域；
一触控侦测单元，具有至少一触控信号感应端，其中各所述触控信号感应端与一所述触控表面耦接或与二所述触控表面耦接；
至少一辅助电容，其中各所述辅助电容的二连接端分别与一所述触控操作区域的所述第一导线及所述第二导线耦接；以及
至少一开关组件；
其中，各所述显示驱动电压系经由一所述开关组件耦接至一所述触控操作区域，且当该触控侦测单元执行一触控侦测程序时，至少一所述开关组件会被断开。
在一实施例中，该显示层是由OLED(organic light emitting diode；有机发光二极管)显示层、PLED(polymer light emitting diode；高分子发光二极管)显示层、LC(liquid crystal；液晶)显示层和EPD(electronic paper display；电子纸显示设备)显示层所组成的群组所选择的一种显示层，且该显示层是位于该第一电极下方及该第二电极上方，或位于该第一电极及该第二电极之上。
在一实施例中，所述的触控侦测程序是由自电容触控侦测程序和互电容触控侦测程序所组成的群组所选择的一种触控侦测程序。
在一实施例中，当该触控侦测单元执行所述的触控侦测程序时，至少一所述开关组件会被导通以禁能至少一所述触控操作区域。
本发明提供的具辅助电容的触控显示设备，还具有：
至少一触控操作区域，各具有二相对基板以提供至少一触控表面，其中，所述二相对基板间具有一第一电极、与该第一电极耦接的一第一导线、一第二电极、与该第二电极耦接的一第二导线、以及位于该第一电极和该第二电极间的一显示层；以及所述触控表面覆盖至少一触控感应组件，且所述触控感应组件是由该第一电极、该第二电极、该第一导线和该第二导线所组成的群组所选择的一种导体提供；
一显示驱动单元，用以输出至少一显示驱动电压至所述至少一触控操作区域；
一触控侦测单元，具有至少一触控信号感应端，其中各所述触控信号感应端是与一所述触控表面耦接或与二所述触控表面耦接；
至少一辅助电容，其中各所述辅助电容的二连接端分别与一所述触控操作区域的所述第一导线及所述第二导线耦接；以及
至少一对开关组件；
其中，各所述显示驱动电压是经由一对所述开关组件耦接至一所述触控操作区域，且当该触控侦测单元执行一触控侦测程序时，至少一对所述开关组件会被断开。
在一实施例中，该显示层是由OLED显示层、PLED显示层、LC显示层和EPD显示层所组成的群组所选择的一种显示层，且该显示层位于该第一电极下方及该第二电极上方，或位于该第一电极及该第二电极之上。
在一实施例中，所述的触控侦测程序是由自电容触控侦测程序和互电容触控侦测程序所组成的群组所选择的一种触控侦测程序。
在一实施例中，当该触控侦测单元执行所述的触控侦测程序时，至少一对所述开关组件会被导通以禁能至少一所述触控操作区域。
本发明提供的具辅助电容的触控显示设备，还具有：
至少一触控操作区域，各具有二相对基板以提供至少一触控表面，其中，所述二相对基板间具有一第一晶体管、一第一电极、与该第一电极耦接的一第一导线、一第二电极、与该第二电极耦接的一第二导线、一辅助电容、位于该第一电极和该第二电极间的一显示层、以及一第二晶体管，其中，该第一晶体管具有一栅极以耦接一栅极驱动信号，一漏极以耦接一显示驱动信号及一触控信号，以及一源极以耦接所述第一电极；该第二晶体管具有一栅极以耦接一开关信号，一漏极以耦接所述第二电极，以及一源极以耦接一参考地；且所述辅助电容耦接于所述第一电极和所述第二电极之间；
一显示驱动单元，用以产生所述的栅极驱动信号和所述的显示驱动信号；以及
一触控侦测单元，用以产生所述的开关信号和所述的触控信号，其中当该触控侦测单元进行一触控侦测程序时，至少一所述开关信号会呈现一关断电位以使至少一所述第二晶体管断开。
在一实施例中，该第一晶体管的所述漏极是由一开关组件以耦接所述的显示驱动信号及所述的触控信号。
在一实施例中，该第一晶体管的所述漏极耦接至一数据线辅助电容。
在一实施例中，该显示层是由OLED显示层、PLED显示层、LC显示层和EPD显示层所组成的群组所选择的一种显示层，且该显示层位于该第一电极下方及该第二电极上方，或位于该第一电极及该第二电极之上。
在一实施例中，所述的触控侦测程序是由自电容触控侦测程序和互电容触控侦测程序所组成的群组所选择的一种触控侦测程序。
在一实施例中，当该触控侦测单元执行所述的触控侦测程序时，至少一所述第二晶体管会被导通以禁能至少一所述触控操作区域。
本发明具有如下效果：
本发明的触控显示设备，其是由在一显示器的显示电路中加入至少一辅助电容及至少一开关组件而可在不中断显示画面的情况下提供一触控功能。
本发明的触控显示设备，其可直接利用一显示器的表面做为触控表面，无需迭加一触控模块。
本发明的的触控显示设备，其可由至少一开关组件关断一触控感测电路与一显示驱动单元间的电流路径而可直接在一显示器的至少一表面提供一触控功能。
本发明的的触控显示设备，其可由至少一辅助电容在一显示驱动单元被隔离于一显示区域之外时提供该显示区域所需的电能。
附图说明
图1为一公知触控显示设备的示意图。
图2绘示本发明具辅助电容的触控显示设备其一较佳实施例的方块图。
图3a为图2的触控显示设备其一触控操作区域的一结构示意图。
图3b为图2的触控显示设备其一触控操作区域的另一结构示意图。
图4a-4b为操作者在图2的触控显示设备其一开关组件导通时对一触控操作区域进行触控操作的示意图。
图4c绘示本发明触控装置的一应用例。
图5绘示本发明具辅助电容的触控显示设备其另一较佳实施例的方块图。
图6为本发明具辅助电容的触控显示设备其另一较佳实施例的示意图。
图7为本发明具辅助电容的触控显示设备其另一较佳实施例的示意图。
图8为本发明具辅助电容的触控显示设备其另一较佳实施例的示意图。
图9a-9b为本发明具辅助电容的触控显示设备其又一较佳实施例的示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，以下结合附图及较佳具体实施例作详细说明。
请参照图2，其绘示本发明具辅助电容的触控显示设备其一较佳实施例的方块图。如图2所示，该触控显示设备包括至少一触控操作区域100、一显示驱动单元110、一触控侦测单元120、至少一辅助电容130、至少一开关组件140、以及一控制单元150。
所述触控操作区域100的结构请参照图3a-3b。如图3a-3b所示，所述触控操作区域100具有二相对的基板101、102以提供至少一触控表面供使用者进行触控操作，且基板101、102之间具有一第一电极103、与第一电极103耦接的一第一导线104、一第二电极105、与第二电极105耦接的一第二导线106、以及位于该第一电极103和该第二电极105间的一显示层107，其中，所述触控表面覆盖至少一触控感应组件，且所述触控感应组件是由第一电极103、第二电极105、第一导线104、和第二导线106所组成的群组所选择的一种导体提供，亦即，第一电极103、第一导线104、第二电极105、和第二导线106均可充作一触控感应组件。
基板101、102是由一透明材料-例如但不限于玻璃或塑料-实现。另外，显示层107可为OLED(organic light emitting diode；有机发光二极管)显示层、PLED(polymerlight emitting diode；高分子发光二极管)显示层、LC(liquid crystal；液晶)显示层、或EPD(electronic paper display；电子纸显示设备)显示层，且该显示层107可位于该第一电极103下方及该第二电极105上方(如图3a所示)，或位于该第一电极103及该第二电极105之上(如图3b所示)。
显示驱动单元110是用以输出至少一显示驱动电压Vgamma至所述至少一触控操作区域100。
触控侦测单元120具有至少一触控信号感应端，其中各所述触控信号感应端是与一所述触控表面或二所述触控表面耦接。
辅助电容130的二连接端分别与一所述触控操作区域100的所述第一导线104及所述第二导线106耦接。
其中，各所述显示驱动电压Vgamma经由一开关组件140-可由晶体管实现-耦接至一触控操作区域100，且当该触控侦测单元120执行一触控侦测程序时，至少一所述开关组件140会被断开，而所述的触控侦测程序可为一自电容触控侦测程序或一互电容触控侦测程序。另外，当该触控侦测单元120对一触控操作区域100执行所述的触控侦测程序时，辅助电容130所储存的电能即可供显示层107持续其显示状态，从而提供一稳定的显示画面。
控制单元150是用以控制显示驱动单元110、触控侦测单元120、和开关组件140的工作时序，其中，开关组件140可在显示驱动单元110对一触控操作区域100每完成一次像素电压写入后被断开，而触控侦测单元120则可在开关组件140被断开后自触控操作区域100获得有效的触控感测值。当开关组件140导通时，触控侦测单元120无法自触控操作区域100获得有效的触控感测值。请参照图4a-4b，其为操作者在开关组件140导通时对一触控操作区域100进行触控操作的示意图。如图4a-4b所示，当开关组件140导通时，由于显示驱动单元110具有低输出阻抗，故会有相当多的电荷Q流向显示驱动单元110而导致触控侦测单元120无法获得有效的触控感测值。亦即，本发明可由设定一开关组件140的导通或断开而致能/禁能一触控操作区域100。当不必要的触控操作区域100被禁能时，可有效降低噪声、增加触控可靠度。请参照图4c，其为本发明触控装置的一应用例。如4c所示，当本发明的触控装置与一应用软件的一GUI(graphics user interface图形使用接口)搭配时，可令一对应的作用区域内的复数个开关组件140断开以致能该作用区域的触控侦测，以及令一不作用区域内的复数个开关组件140导通以禁能该不作用区域的触控侦测。依此，本发明可减少扫描点数以及避免不作用区域的噪声干扰作用区域，从而提高触控侦测的效率及可靠度。另外，开关组件140的工作时序不必然由控制单元150控制，其亦可由显示驱动单元110或触控侦测单元120控制。
请参照图5，其绘示本发明具辅助电容的触控显示设备其另一较佳实施例的方块图。如图5所示，该触控显示设备包括至少一触控操作区域100、一显示驱动单元110、一触控侦测单元120、至少一辅助电容130、至少一对开关组件140、141、以及一控制单元150。
触控操作区域100的结构请参照图3a-3b。如图3a-3b所示，触控操作区域100具有二相对基板101、102以提供至少一触控表面，其中，所述二相对基板101、102间具有一第一电极103、与该第一电极耦103接的一第一导线104、一第二电极105、与该第二电极105耦接的一第二导线106、以及位于该第一电极103和该第二电极105间的一显示层107；以及所述触控表面覆盖至少一触控感应组件，且所述触控感应组件是由该第一电极103、该第二电极105、该第一导线104、和该第二导线106所组成的群组所选择的一种导体提供。
显示驱动单元110是用以输出至少一显示驱动电压Vgamma至所述至少一触控操作区域100。
触控侦测单元120具有至少一触控信号感应端，其中各所述触控信号感应端与一所述触控表面或二所述触控表面耦接。
辅助电容130的二连接端分别与一所述触控操作区域100的所述第一导线104及所述第二导线106耦接。
其中，各所述显示驱动电压Vgamma经由一对所述开关组件140、141耦接至一所述触控操作区域100，且当该触控侦测单元120执行一触控侦测程序时，至少一对所述开关组件140、141会被断开。
由上述可知，图5的触控显示设备增设了至少一开关组件141，其用意在于在一触控侦测程序中进一步降低触控操作区域100的电荷流失量以提升触控鉴别率。另外，开关组件140、141皆可由晶体管实现，尤其是开关组件141亦可由二极管实现。
依照上述的说明，本发明的触控显示设备可适用于主动式显示器中。请参照图6，其为本发明具辅助电容的触控显示设备其另一较佳实施例的示意图。如图6所示，该触控显示设备具有至少一触控操作区域200、一显示驱动单元210、以及一触控侦测单元220。
触控操作区域200具有二相对基板(未示于图中)以提供至少一触控表面，其中，所述二相对基板间具有一第一晶体管201、一第一电极202、与该第一电极202耦接的一第一导线203、一第二电极204、与该第二电极204耦接的一第二导线205、一辅助电容206、位于该第一电极202和该第二电极204间的一显示层207、以及一第二晶体管208，其中，该第一晶体管201具有一栅极以耦接一栅极驱动信号VGATE，一漏极以耦接一显示驱动信号VDIS及一触控信号STP，以及一源极以耦接所述第一电极202；该第二晶体管208具有一栅极以耦接一开关信号SW，一漏极以耦接所述第二电极208，以及一源极以耦接一参考地VCOM；且所述辅助电容206耦接于所述第一电极202和所述第二电极204之间。
显示驱动单元210是用以产生所述的栅极驱动信号VGATE和所述的显示驱动信号VDIS。
触控侦测单元220是用以产生所述的开关信号SW和所述的触控信号STP，其中当该触控侦测单元220进行一触控侦测程序时，所述的开关信号SW会呈现一禁能电位以使该第二晶体管208断开。
为进一步提升触控鉴别率，该第一晶体管201的所述漏极可由一开关组件以耦接所述的显示驱动信号VDIS及所述的触控信号STP。请参照图7，其为本发明具辅助电容的触控显示设备其另一较佳实施例的示意图。如图7所示，该触控显示设备的结构较图6的触控显示设备多了一开关组件209以进一步降低触控操作区域200的电荷流失量，从而提升触控鉴别率。
另外，本发明的辅助电容亦可设置在主动显示器的数据在线。请参照图8，其为本发明具辅助电容的触控显示设备其另一较佳实施例的示意图。如图8所示，该触控显示设备的N条资料线S1-SN上均设有一数据线辅助电容CAUX。当一特定开关信号(例如SW2)呈现一低电位以致能一特定数据线(例如S2)的复数个像素的触控侦测时，一对应的数据线辅助电容CAUX即可提供电能以使该特定数据线(S2)的所述复数个像素维持一显示状态。
另外，本发明的辅助电容亦可设置在主动显示器的数据在线及各像素处。请一并参照图9a-9b，其为本发明具辅助电容的触控显示设备其又一较佳实施例的示意图。如图9a所示，该触控显示设备的一条资料线S(m)上设有一数据线辅助电容CAUX1及一第一开关组件(由SW1(m)控制)，而数据线S(m)上的各像素P(m,i)(各由一OLED构成，i＝1至n)均设有一像素辅助电容CAUX2及一第二开关组件(由SW2(i)控制)。当SW1(m)呈现一低电位以致能由数据线S(m)的各像素P(m,i)组成的一行(line)的触控侦测功能时，数据线辅助电容CAUX1及各像素辅助电容CAUX2即可联合提供电能以使数据线S(m)上的各像素P(m,i)维持一显示状态。除了可提供行触控侦测功能外，图9a的架构亦可提供点(point)触控侦测功能。如图9b所示，由使SW1(m)呈现一低电位，G(1)至G(n-1)均呈现一低电位，及G(n)呈现一高电位，且SW2(1)至SW2(n-1)均呈现一高电位，及SW2(n)呈现一低电位，即可侦测在像素P(m,n)处的触控事件，而各像素P(m,i)则可依与其连接的像素辅助电容CAUX2提供电能以维持一显示状态。
由前述所述的设计，本发明具有以下的优点：
1、本发明的触控显示设备可由在一显示器的显示电路中加入至少一辅助电容及至少一开关组件而在不中断显示画面的情况下提供一触控功能。
2、本发明的触控显示设备可由至少一辅助电容在一显示驱动单元被隔离于一显示区域之外时提供该显示区域所需的电能。
3、本发明的触控显示设备可直接利用一显示器的表面做为触控表面，无需迭加一触控模块。
4、本发明的触控显示设备可由至少一开关组件关断一触控感测电路与一显示驱动单元间的电流路径而可直接在一显示器的至少一表面提供一触控功能。
本发明所揭示的，乃较佳实施例，举凡局部的变更或修饰而源于本发明的技术思想而为本领域技术人员所易于推知的，俱不脱本发明的专利权范畴。

Claims (14)

1.一种具辅助电容的触控显示设备，其具有：
至少一触控操作区域，各具有二相对基板以提供至少一触控表面，其中，所述二相对基板间具有一第一电极、与该第一电极耦接的一第一导线、一第二电极、与该第二电极耦接的一第二导线、以及位于该第一电极和该第二电极间的一显示层；以及所述触控表面覆盖至少一触控感应组件，且所述触控感应组件是由该第一电极、该第二电极、该第一导线和该第二导线所组成的群组所选择的一种导体提供；
一显示驱动单元，用以输出至少一显示驱动电压至所述至少一触控操作区域；
一触控侦测单元，具有至少一触控信号感应端，其中各所述触控信号感应端与一所述触控表面或与二所述触控表面耦接；
至少一辅助电容，其中各所述辅助电容的二连接端分别与一所述触控操作区域的所述第一导线及所述第二导线耦接；以及
至少一开关组件；
其中，各所述显示驱动电压系经由一所述开关组件耦接至一所述触控操作区域，且当该触控侦测单元执行一触控侦测程序时，至少一所述开关组件会被断开。
2.根据权利要求1所述具辅助电容的触控显示设备，其中，该显示层是由OLED显示层、PLED显示层、LC显示层和EPD显示层所组成的群组所选择的一种显示层，且该显示层位于该第一电极下方及该第二电极上方，或位于该第一电极及该第二电极之上。
3.根据权利要求1所述具辅助电容的触控显示设备，其中，所述的触控侦测程序是由自电容触控侦测程序和互电容触控侦测程序所组成的群组所选择的一种触控侦测程序。
4.根据权利要求1所述具辅助电容的触控显示设备，其中，当该触控侦测单元执行所述的触控侦测程序时，至少一所述开关组件会被导通以禁能至少一所述触控操作区域。
5.一种具辅助电容的触控显示设备，其具有：
至少一触控操作区域，各具有二相对基板以提供至少一触控表面，其中，所述二相对基板间具有一第一电极、与该第一电极耦接的一第一导线、一第二电极、与该第二电极耦接的一第二导线、以及位于该第一电极和该第二电极间的一显示层；以及所述触控表面覆盖至少一触控感应组件，且所述触控感应组件是由该第一电极、该第二电极、该第一导线和该第二导线所组成的群组所选择的一种导体提供；
一显示驱动单元，用以输出至少一显示驱动电压至所述至少一触控操作区域；
一触控侦测单元，具有至少一触控信号感应端，其中各所述触控信号感应端与一所述触控表面耦接；
至少一辅助电容，其中各所述辅助电容的二连接端分别与一所述触控操作区域的所述第一导线及所述第二导线耦接；以及
至少一对开关组件；
其中，各所述显示驱动电压是经由一对所述开关组件耦接至一所述触控操作区域，且当该触控侦测单元执行一触控侦测程序时，至少一对所述开关组件会被断开。
6.根据权利要求5所述具辅助电容的触控显示设备，其中，该显示层是由OLED显示层、PLED显示层、LC显示层和EPD显示层所组成的群组所选择的一种显示层，且该显示层位于该第一电极下方及该第二电极上方，或位于该第一电极及该第二电极之上。
7.根据权利要求5所述具辅助电容的触控显示设备，其中，所述的触控侦测程序是由自电容触控侦测程序和互电容触控侦测程序所组成的群组所选择的一种触控侦测程序。
8.根据权利要求5所述具辅助电容的触控显示设备，其中，当该触控侦测单元执行所述的触控侦测程序时，至少一对所述开关组件会被导通以禁能至少一所述触控操作区域。
9.一种具辅助电容的触控显示设备，其具有：
至少一触控操作区域，各具有二相对基板以提供至少一触控表面，其中，所述二相对基板间具有一第一晶体管、一第一电极、与该第一电极耦接的一第一导线、一第二电极、与该第二电极耦接的一第二导线、一辅助电容、位于该第一电极和该第二电极间的一显示层、以及一第二晶体管，其中，该第一晶体管具有一栅极以耦接一栅极驱动信号，一漏极以耦接一显示驱动信号及一触控信号，以及一源极以耦接所述第一电极；该第二晶体管具有一栅极以耦接一开关信号，一漏极以耦接所述第二电极，以及一源极以耦接一参考地；且所述辅助电容耦接于所述第一电极和所述第二电极之间；
一显示驱动单元，用以产生所述的栅极驱动信号和所述的显示驱动信号；以及
一触控侦测单元，用以产生所述的开关信号和所述的触控信号，其中当该触控侦测单元进行一触控侦测程序时，至少一所述开关信号会呈现一关断电位以使至少一所述第二晶体管断开。
10.根据权利要求9所述具辅助电容的触控显示设备，其中，该第一晶体管的所述漏极是由一开关组件以耦接所述的显示驱动信号及所述的触控信号。
11.根据权利要求9所述具辅助电容的触控显示设备，其中，该第一晶体管的所述漏极耦接至一数据线辅助电容。
12.根据权利要求9所述具辅助电容的触控显示设备，其中，该显示层是由OLED显示层、PLED显示层、LC显示层和EPD显示层所组成的群组所选择的一种显示层，且该显示层位于该第一电极下方及该第二电极上方，或位于该第一电极及该第二电极之上。
13.根据权利要求9所述具辅助电容的触控显示设备，其中，所述的触控侦测程序是由自电容触控侦测程序和互电容触控侦测程序所组成的群组所选择的一种触控侦测程序。
14.根据权利要求9所述具辅助电容的触控显示设备，其中，当该触控侦测单元执行所述的触控侦测程序时，至少一所述第二晶体管会被导通以禁能至少一所述触控操作区域。
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