CN105549209B - 3d显示装置及其光栅周期调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D显示装置及其光栅周期调节方法，所述3D显示装置的光栅周期调节方法包括：获取当前用户的瞳距，根据所述当前用户的瞳距调节光栅结构的周期，以使3D显示装置发出的光线经过所述光栅结构之后形成与所述当前用户的左眼对应的左眼视差图像以及与右眼对应的右眼视差图像。本发明提供的技术方案根据用户的实际瞳距对3D显示装置的光栅周期进行调节，以适应不同用户的瞳距，从而可以减少或避免实际瞳距与设计瞳距之间的差异导致的串扰现象，提高了3D显示效果，也使得本发明的技术方案适用于更广大的消费者。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种3D显示装置及其光栅周期调节方法。
背景技术
现有技术根据固定瞳距设计裸眼3D显示装置。例如，根据固定瞳距设置为65mm设计裸眼3D显示装置。但是，不同用户的瞳距不完全相同，有些用户之间的瞳距相差较大。比如，女性的平均瞳距为59mm，男性的平均瞳距为62mm，儿童的平均瞳距为58mm。因此，用户使用固定瞳距65mm设计的裸眼3D显示装置观看3D信息展示时，用户的实际瞳距与3D显示装置的瞳距之间存在差距，这种差距会导致观看图像时，观看到的3D显示具有串扰现象。而且，差距越大，串扰现象越明显。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种3D显示装置及其光栅周期调节方法，用于解决现有技术中用户的实际瞳距与3D显示装置的设计瞳距之间存在差异，从而导致3D显示出现串扰现象的问题。
为此，本发明提供一种3D显示装置的光栅周期调节方法，包括：
获取当前用户的瞳距；
根据所述当前用户的瞳距调节光栅结构的周期，以使3D显示装置发出的光线经过所述光栅结构之后形成与所述当前用户的左眼对应的左眼视差图像以及与右眼对应的右眼视差图像。
本发明还提供一种3D显示装置，包括：
光栅结构；
瞳距获取单元，用于获取当前用户的瞳距；
光栅周期调节单元，用于根据所述当前用户的瞳距调节所述光栅结构的周期，以使3D显示装置发出的光线经过所述光栅结构之后形成与所述当前用户的左眼对应的左眼视差图像以及与右眼对应的右眼视差图像。
本发明具有下述有益效果：
本发明提供的3D显示装置及其光栅周期调节方法之中，所述3D显示装置的光栅周期调节方法包括：获取当前用户的瞳距，根据所述当前用户的瞳距调节所述光栅结构的周期，以使3D显示装置发出的光线经过所述光栅结构之后形成与所述当前用户的左眼对应的左眼视差图像以及与所述当前用户的右眼对应的右眼视差图像。本发明提供的技术方案根据用户的实际瞳距对3D显示装置的光栅周期进行调节，以适应不同用户的瞳距，从而可以减少或避免实际瞳距与设计瞳距之间的差异导致的串扰现象，提高了3D显示效果，也使得本发明的技术方案适用于更广大的消费者。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种3D显示装置的光栅周期调节方法的流程图；
图2为用户双眼接收显示光线的亮度分布曲线示意图；
图3为图2所示亮度分布曲线中Q区域的一种局部放大示意图；
图4为图2所示亮度分布曲线中Q区域的另一种局部放大示意图；
图5为图2所示亮度分布曲线的一种串扰图；
图6为图2所示亮度分布曲线的另一种串扰图；
图7为本发明实施例提供的一种光栅结构的截面示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种光栅结构的截面示意图；
图9为本发明实施例提供的一种测量瞳距的原理图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的显示基板及其制备方法、显示装置进行详细描述。
实施例一
图1为本发明实施例提供的一种3D显示装置的光栅周期调节方法的流程图。如图1所示，所述3D显示装置的光栅周期调节方法包括：
步骤1001、获取当前用户的瞳距。
图2为用户双眼接收显示光线的亮度分布曲线示意图。如图2所示，祼眼3D显示的接收终端在不同的位置接收来自显示面板的显示光线的亮度是不同的。图3为图2所示亮度分布曲线中Q区域的一种局部放大示意图。如图3所示，双眼位置与两个最高曲线的顶点重合时可以获取最低串扰，从而可以体现最佳的3D显示效果。双眼所在的两条直线之间的距离为设计瞳距，此时的设计瞳距为65mm。因此，当用户的实际瞳距为65mm时串扰最低，可以获得最佳的显示效果。图4为图2所示亮度分布曲线中Q区域的另一种局部放大示意图。如图4所示，当用户的实际瞳距为60mm时，实际瞳距与设计瞳距不同，此时出现串扰现象，从而降低显示效果。具体来说，用户的实际瞳距为60mm，当右眼处于最佳位置时，左眼位置将与曲线顶点产生偏移(右眼与左眼的区分以3D显示屏幕为参照)。由于偏差的存在，人眼获得的亮度值由顶点位置(实心圆点)下降幅度①至空心圆点位置。因此，用户获得的有效信息减少，减少的幅度为①。
图5为图2所示亮度分布曲线的一种串扰图，图6为图2所示亮度分布曲线的另一种串扰图。图5为偏移之前的串扰图，图6为偏移之前与偏移之后的对比图，设定右眼处于最佳位置，左眼发生偏移，偏移之前的串扰值以实心圆点表示，偏移之后的串扰值以空心圆点表示。以实心圆点为基准，偏移之后串扰增加的幅度为②+④，串扰减小的幅度为③，可以看出串扰增加幅度②+④大于串扰减小幅度③。因此，偏移之后左眼获得的串扰值增大。综上所述，实际瞳距与设计瞳距不同会产生较大的串扰值。
本实施例中，获取当前用户的瞳距时，其中一种实施方式为：获取用户标识，根据所述用户标识获取预先储存的与所述用户标识对应的瞳距。
具体的，采集所述当前用户的生物特征信息；根据所述生物特征信息与预存生物特征信息确定所述生物特征信息对应的用户标识；根据预存的用户标识与瞳距的对应关系，获取所述用户标识对应的瞳距。
比如，可采集用户的人脸、虹膜、或指纹等生物特征信息，根据采集的生物特征信息确定用户标识(即用户ID)，根据用户ID就可以直接调用用户的瞳距信息，可有效提高光栅周期的调节效率。
上述获取当前用户的瞳距时，另一种实施方式为：用户可直接在3D显示装置中输入自身瞳距，具体的：3D显示装置接收用户输入的瞳距，作为当前用户的瞳距。比如，所述3D显示装置可输出瞳距输入页面，用户可根据页面的提示输入瞳距。用户输入瞳距的方式可以是语音输入方式，也可以是在所述页面上的文字输入方式。
这样，如果用户知道自己的瞳距，则可以由用户直接输入自己的瞳距，再根据用户的实际瞳距对光栅周期进行调节，以适应不同用户的瞳距，从而可以减少或避免实际瞳距与设计瞳距之间的差异导致的串扰现象，快速方便地实现最佳的3D显示效果。
上述获取当前用户的瞳距时，另一种实施方式为：通过获取包括用户双眼的图像，根据图像和用户与3D显示装置的相对位置获取用户瞳距。
具体的，位于3D显示装置上的双目摄像头可获取位于3D显示装置前一定距离的当前用户的双眼图像，以获取用户双眼的成像大小；获取当前用户的双眼与所述屏幕之间的第一距离，所述摄像头的感光面之上的双眼之间的第二距离，以及所述摄像头的焦距，根据所述第一距离、第二距离和焦距确定所述当前用户的瞳距。图9为本发明实施例提供的一种测量瞳距的原理图。如图9所示，本实施例根据双目视觉原理对用户的瞳距AB进行计算，具体为，获取双眼AB与屏幕E之间的第一距离f、双眼在感光面上的成像大小CD以及摄像头的焦距g，根据第一距离f、第二距离CD和焦距g利用相似三角形原理计算所述用户的瞳距AB，再根据用户的实际瞳距对分光单元的宽度进行调节，以适应不同用户的瞳距，从而可以减少或避免实际瞳距与设计瞳距之间的差异导致的串扰现象，提高了3D显示效果。
步骤1002、根据所述当前用户的瞳距调节所述光栅结构的周期，以使3D显示装置发出的光线经过所述光栅结构之后形成与所述当前用户的左眼对应的左眼视差图像以及与所述当前用户的右眼对应的右眼视差图像。
本实施例中，所述3D显示装置的光栅周期调节方法还包括：每接收到用户输入的瞳距时，判断是否存储有所述用户的瞳距，若未存储有所述用户的瞳距时，则存储所述获取的当前用户的瞳距，以及存储所述当前用户的用户标识和所述瞳距的对应关系，以便于下次用户使用3D显示装置可根据历史记录的瞳距直接调节光栅周期而无需再次识别瞳距。这样，同一用户再次使用同一3D显示装置时，可以直接调用所述用户的瞳距，而不用再次测量瞳距。
本发明实施例提供的一种3D显示装置，包括：
光栅结构；
瞳距获取单元，用于获取当前用户的瞳距；
光栅周期调节单元，用于根据所述当前用户的瞳距调节所述光栅结构的周期，以使3D显示装置发出的光线经过所述光栅结构之后形成与所述当前用户的左眼对应的左眼视差图像以及右眼对应的右眼视差图像。
图7为本发明实施例提供的一种光栅结构的截面示意图。如图7所示，所述光栅结构包括多个分光单元101，根据所述当前用户的瞳距调节所述光栅结构的周期，具体包括：根据所述当前用户的瞳距调节所述分光单元101的宽度。本实施例中，所述光栅结构的分光单元阵列通过分光作用对显示面板102的显示图像进行分光，从而形成与左眼对应的左眼视差图像以及与右眼对应的右眼视差图像。当观看者的实际瞳距与光栅的设计瞳距相同时，观看者的左眼和右眼分别接收对应的视差图像，所述左眼视差图像与所述右眼视差图像经过观看者的大脑分析和重叠，从而使得观看者感知到图像画面的层次感，进而产生立体感。
本实施例中，所述分光单元101包括面状电极103和至少一个条状电极104，所述面状电极103与条状电极104之间设置有液晶层。根据所述当前用户的瞳距调节所述分光单元的宽度，具体包括：根据所述瞳距调节所述分光单元的条状电极的数量，以调节所述分光单元的宽度。
参见图7，所述光栅结构设置在显示面板102的出光侧，所述光栅结构在电场作用之下形成多个分光单元101。本实施例提供的分光单元101为液晶透镜单元。所述液晶透镜单元包括面状电极103和至少一个条状电极104。可选的，所述液晶透镜单元具有8个条状电极。本实施例通过调节分光单元101的条状电极的数量就可以调节分光单元101的宽度，从而实现对3D显示的设计瞳距的调节。
图8为本发明实施例提供的另一种光栅结构的截面示意图。如图8所示，所述分光单元101具有4个条状电极104。下面对光栅周期的具体调节过程进行说明：假设本实施例提供的光栅结构具有16条条状电极104，图7所示光栅结构的光栅周期为：每8条条状电极104形成一个分光单元101，因此图7所示光栅结构总共形成两个分光单元101。当用户的实际瞳距小于光栅结构的设计瞳距时，本实施例将图7所示光栅结构的光栅周期变小，从而形成图8所示光栅结构的光栅周期：每4条条状电极104形成一个分光单元101，因此图8所示光栅结构总共形成四个分光单元101(图中只示出了两个分光单元101，另外两个分光单元101未示出)。当用户的实际瞳距大于光栅结构的设计瞳距时，本实施例将光栅结构的光栅周期变大，也就是说，将图8所示光栅结构的光栅周期调节为图7所示光栅结构的光栅周期。
下面对分光单元101的宽度调节进行说明：将图7所示的分光单元101与图8所示的分光单元101进行比较可知，本实施例将分光单元101的条状电极104的数量由图7所示的8条调节至图8所示的4条，从而将光栅周期变小，分光单元101的宽度减少一半，最终实现对3D显示的设计瞳距的调节。当然，也可以将分光单元101的条状电极104的数量由图8所示的4条调节至图7所示的8条，从而将光栅周期变大，分光单元101的宽度增加一倍，最终实现对3D显示的设计瞳距的调节。本实施例提供的技术方案根据用户的实际瞳距对光栅周期进行调节，以适应不同用户的瞳距，从而可以减少或避免实际瞳距与设计瞳距之间的差异导致的串扰现象，提高了3D显示效果。
本实施例中，所述3D显示装置还包括摄像头，所述摄像头设置在屏幕之后。获取当前用户的瞳距，具体包括：获取所述当前用户的双眼与所述屏幕之间的第一距离，所述摄像头的感光面之上的双眼之间的第二距离，以及所述摄像头的焦距，根据所述第一距离、第二距离和焦距确定所述当前用户的瞳距。图9为本发明实施例提供的一种测量瞳距的原理图。如图9所示，本实施例根据双目视觉原理对用户的瞳距AB进行计算，具体为，获取双眼AB与屏幕E之间的第一距离f、双眼在感光面上的成像大小CD以及摄像头的焦距g，根据第一距离f、第二距离CD和焦距g利用相似三角形原理计算所述用户的瞳距AB，再根据用户的实际瞳距对分光单元的宽度进行调节，以适应不同用户的瞳距，从而可以减少或避免实际瞳距与设计瞳距之间的差异导致的串扰现象，提高了3D显示效果。
本实施例提供的3D显示装置的光栅周期调节方法包括：获取当前用户的瞳距，根据所述当前用户的瞳距调节所述光栅结构的周期，以使3D显示装置发出的光线经过所述光栅结构之后形成与所述当前用户的左眼对应的左眼视差图像以及与所述当前用户的右眼对应的右眼视差图像。本实施例提供的技术方案根据用户的实际瞳距对3D显示装置的光栅周期进行调节，以适应不同用户的瞳距，从而可以减少或避免实际瞳距与设计瞳距之间的差异导致的串扰现象，提高了3D显示效果，也使得本实施例的技术方案适用于更广大的消费者。
实施例二
本实施例提供一种3D显示装置，包括光栅结构、瞳距获取单元以及光栅周期调节单元。所述瞳距获取单元用于获取当前用户的瞳距，所述光栅周期调节单元用于根据所述当前用户的瞳距调节所述光栅结构的周期，以使3D显示装置发出的光线经过所述光栅结构之后形成与所述当前用户的左眼对应的左眼视差图像以及与所述当前用户的右眼对应的右眼视差图像。本实施例提供的技术方案根据用户的实际瞳距对3D显示装置的光栅周期进行调节，以适应不同用户的瞳距，从而可以减少或避免实际瞳距与设计瞳距之间的差异导致的串扰现象，提高了3D显示效果，也使得本实施例的技术方案适用于更广大的消费者。
参见图7，所述光栅结构包括多个分光单元101，所述光栅周期调节单元具体用于根据所述当前用户的瞳距调节所述分光单元101的宽度。本实施例中，所述光栅结构的分光单元阵列通过分光作用对显示面板102的显示图像进行分光，从而形成与左眼对应的左眼视差图像以及与右眼对应的右眼视差图像。当观看者的实际瞳距与光栅的设计瞳距相同时，观看者的左眼和右眼分别接收对应的视差图像，所述左眼视差图像与所述右眼视差图像经过观看者的大脑分析和重叠，从而使得观看者感知到图像画面的层次感，进而产生立体感。
本实施例中，所述分光单元101包括面状电极103和至少一个条状电极104，所述面状电极103与条状电极104之间设置有液晶层。所述瞳距获取单元具体用于：根据所述瞳距调节所述分光单元的条状电极的数量，以调节所述分光单元的宽度。
参见图7，所述光栅结构设置在显示面板102的出光侧，所述光栅结构在电场作用之下形成多个分光单元101。本实施例提供的分光单元101为液晶透镜单元。所述液晶透镜单元包括面状电极103和至少一个条状电极104。可选的，所述液晶透镜单元具有8个条状电极。本实施例通过调节分光单元101的条状电极的数量就可以调节分光单元101的宽度，从而实现对3D显示的设计瞳距的调节。
参见图8，所述分光单元101具有4个条状电极104。下面对光栅周期的具体调节过程进行说明：假设本实施例提供的光栅结构具有16条条状电极104，图7所示光栅结构的光栅周期为：每8条条状电极104形成一个分光单元101，因此图7所示光栅结构总共形成两个分光单元101。本实施例根据当前用户的瞳距对图7所示光栅结构的周期进行调节，从而形成图8所示光栅结构的光栅周期：每4条条状电极104形成一个分光单元101，因此图8所示光栅结构总共形成四个分光单元101(图中只示出了两个分光单元101，另外两个分光单元101未示出)。将图7所示的分光单元101与图8所示的分光单元101进行比较可知，本实施例将分光单元101的条状电极104的数量由图7所示的8条调节至图8所示的4条，从而将光栅周期变小，分光单元101的宽度减少一半，最终实现对3D显示的设计瞳距的调节。当然，也可以将分光单元101的条状电极104的数量由图8所示的4条调节至图7所示的8条，从而将光栅周期变大，分光单元101的宽度增加一倍，最终实现对3D显示的设计瞳距的调节。本实施例提供的技术方案根据用户的实际瞳距对光栅周期进行调节，以适应不同用户的瞳距，从而可以减少或避免实际瞳距与设计瞳距之间的差异导致的串扰现象，提高了3D显示效果。
本实施例中，所述3D显示装置还包括存储单元，所述存储单元用于存储所述获取的当前用户的瞳距，以及存储所述当前用户和所述瞳距的对应关系。这样，同一用户再次使用同一3D显示装置时，可以直接调用所述用户的瞳距，而不用再次测量瞳距。可选的，所述瞳距获取单元具体用于：获取用户标识，根据所述用户标识获取预先储存的与所述用户标识对应的瞳距。具体来说，本实施例可以记录特定用户的瞳距，通过人脸识别、虹膜识别或者指纹识别等方式识别出消费者的身份时，就可以直接调用用户的瞳距信息，再根据用户的实际瞳距对光栅周期进行调节，以适应不同用户的瞳距，从而可以减少或避免实际瞳距与设计瞳距之间的差异导致的串扰现象，快速方便地实现最佳的3D显示效果。
可选的，所述瞳距获取单元具体用于获取当前用户输入的瞳距。这样，如果用户知道自己的瞳距，则可以由用户直接输入自己的瞳距，再根据用户的实际瞳距对分光单元的宽度进行调节，以适应不同用户的瞳距，从而可以减少或避免实际瞳距与设计瞳距之间的差异导致的串扰现象，快速方便地实现最佳的3D显示效果。
本实施例中，所述瞳距获取单元具体用于：获取当前用户的双眼图像，所述双眼图像包括瞳距的尺寸信息；根据所述双眼图像获取所述当前用户的瞳距。这样，通过相机拍照形成带有参考尺寸的图片，然后对所述图片进行处理就可以获得瞳距。
本实施例中，所述3D显示装置还包括摄像头，所述摄像头设置在屏幕之后。所述瞳距获取单元具体用于：获取所述当前用户的双眼与所述屏幕之间的第一距离，所述摄像头的感光面之上的双眼之间的第二距离，以及所述摄像头的焦距，根据所述第一距离、第二距离和焦距确定所述当前用户的瞳距。参见图9，本实施例根据双目视觉原理对用户的瞳距AB进行计算，具体为，获取双眼AB与屏幕E之间的第一距离f、双眼在感光面上的成像大小CD以及摄像头的焦距g，根据第一距离f、第二距离CD和焦距g利用相似三角形原理计算所述用户的瞳距AB，再根据用户的实际瞳距对分光单元的宽度进行调节，以适应不同用户的瞳距，从而可以减少或避免实际瞳距与设计瞳距之间的差异导致的串扰现象，提高了3D显示效果。
本实施例提供的3D显示装置包括光栅结构、瞳距获取单元和光栅周期调节单元，所述瞳距获取单元用于获取当前用户的瞳距，所述光栅周期调节单元用于根据所述当前用户的瞳距调节所述光栅结构的周期，以使3D显示装置发出的光线经过所述光栅结构之后形成与所述当前用户的左眼对应的左眼视差图像以及与所述当前用户的右眼对应的右眼视差图像。本实施例提供的技术方案根据用户的实际瞳距对3D显示装置的光栅周期进行调节，以适应不同用户的瞳距，从而可以减少或避免实际瞳距与设计瞳距之间的差异导致的串扰现象，提高了3D显示效果，也使得本实施例的技术方案适用于更广大的消费者。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种3D显示装置的光栅周期调节方法，其特征在于，包括：
获取当前用户的瞳距；
根据所述当前用户的瞳距调节光栅结构的周期，以使3D显示装置发出的光线经过所述光栅结构之后形成与所述当前用户的左眼对应的左眼视差图像以及与右眼对应的右眼视差图像。
2.根据权利要求1所述的3D显示装置的光栅周期调节方法，其特征在于，所述光栅结构包括多个分光单元，根据所述当前用户的瞳距调节所述光栅结构的周期，具体包括：根据所述当前用户的瞳距调节所述分光单元的宽度。
3.根据权利要求2所述的3D显示装置的光栅周期调节方法，其特征在于，所述分光单元包括面状电极和至少一个条状电极，所述面状电极与条状电极之间设置有液晶层；
根据所述当前用户的瞳距调节所述分光单元的宽度，具体包括：
根据所述瞳距调节所述分光单元的条状电极的数量，以调节所述分光单元的宽度。
4.根据权利要求1所述的3D显示装置的光栅周期调节方法，其特征在于，根据所述当前用户的瞳距调节所述光栅结构的周期，具体包括：
若所述当前用户的瞳距变小，调节所述光栅结构的周期变小；
若所述当前用户的瞳距变大，调节所述光栅结构的周期变大。
5.根据权利要求1所述的3D显示装置的光栅周期调节方法，其特征在于，获取当前用户的瞳距之前，包括：接收用户输入的瞳距；
获取当前用户的瞳距，具体包括：获取所述用户输入的瞳距。
6.根据权利要求1所述的3D显示装置的光栅周期调节方法，其特征在于，获取当前用户的瞳距，具体包括：
获取当前用户的双眼图像，所述双眼图像包括瞳距的尺寸信息；
根据所述双眼图像获取所述当前用户的瞳距。
7.根据权利要求1所述的3D显示装置的光栅周期调节方法，其特征在于，所述3D显示装置还包括双目摄像头；
获取当前用户的瞳距，具体包括：
双目摄像头获取所述当前用户的双眼与屏幕之间的第一距离，获取所述双目摄像头的感光面之上的双眼之间的第二距离，以及所述双目摄像头的焦距；根据所述第一距离、第二距离和焦距确定所述当前用户的瞳距。
8.根据权利要求1所述的3D显示装置的光栅周期调节方法，其特征在于，获取当前用户的瞳距，具体包括：
采集所述当前用户的生物特征信息；
根据所述生物特征信息与预存生物特征信息确定所述生物特征信息对应的用户标识；
获取所述用户标识对应的瞳距。
9.一种3D显示装置，光栅结构；其特征在于，还包括：
瞳距获取单元，用于获取当前用户的瞳距；
光栅周期调节单元，用于根据所述当前用户的瞳距调节所述光栅结构的周期，以使3D显示装置发出的光线经过所述光栅结构之后形成与所述当前用户的左眼对应的左眼视差图像以及右眼对应的右眼视差图像。
10.根据权利要求9所述的3D显示装置，其特征在于，所述光栅结构包括多个分光单元，所述光栅周期调节单元具体用于根据所述当前用户的瞳距调节所述分光单元的宽度。
11.根据权利要求9所述的3D显示装置，其特征在于，还包括显示屏与双目摄像头；
所述瞳距获取单元具体用于：所述双目摄像头获取所述当前用户的双眼与屏幕之间的第一距离，所述摄像头的感光面之上的双眼之间的第二距离，以及所述摄像头的焦距；根据所述第一距离、第二距离和焦距确定所述当前用户的瞳距。
12.根据权利要求10所述的3D显示装置，其特征在于，所述分光单元包括面状电极和至少一个条状电极，所述面状电极与条状电极之间设置有液晶层，所述瞳距获取单元具体用于：根据所述瞳距调节所述分光单元的条状电极的数量，以调节所述分光单元的宽度。
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