DE2408993C3 - Exposure device for the production of a luminescent screen having phosphor elements - Google Patents
Exposure device for the production of a luminescent screen having phosphor elementsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Belichtungsgreinrichtung gemäß dem Oberbegriff des vorstehenden Hauptanspruchs. The invention relates to an exposure device according to the preamble of the preceding main claim.
Aus der US-PS 35 59 546 ist eine solche Belichtungseinrichtung bekannt, die bei der Herstellung eines punktartige Leuchtstoffelemente aufweisenden Leuchtschirms eingesetzt wird. Zum Aufbelichten der Leuchtstoffpunkte wird eine Lichtquelle mit enem elliptisch geformten intensiven Abstrahlungsbereich durch einen Antrieb in einer zur Röhrenachse senkrechten Ebene 'linear bewegt, damit die effektive Apertur durch den 6^ intensiven Bereich der zwischen zwei Elektroden brennenden Lichtquelle gleichmäßig abgedeckt wird.From US-PS 35 59 546 such an exposure device is known, which is used in the production of a point-like phosphor elements having luminescent screen. To expose the fluorescent dots, a light source with an elliptically shaped, intensive radiation area is moved linearly by a drive in a plane perpendicular to the tube axis, so that the effective aperture is evenly covered by the 6 ^ intensive area of the light source burning between two electrodes.
Bei der Herstellung eines streifenartige Leuchtstoffelemente aufweisenden Leuchtschirms wird bekanntlich eine Belichtungseinrichtung mit einer Lichtquelle verwendet, die entlang einer Geraden in einer eine Achse in der Längsrichtung des Schlitzes der Schlitzmaske enthaltenen Ebene beweglich ist. Da jedoch die Oberfläche des Leuchtschirms und der Schlitzmaske gekrümmt, vorzugsweise sphärisch, ausgebildet sind, werden bei der Herstellung des Leuchtschirms und der vorstehenden linearen Bewegung der Lichtquelle in den Eckbereichers des Leuchtschirms die aufbelichteten Leuchtstoffstreifen mit wellenförmigen Abschnitten ausgebildet. Wie in der Fig. 1 schematisch dargestellt ist, weist jeder Leuchtstoffstreifen in den Eck-Bereichen des Bildschirms wellenförmige Abschnitte 2 auf. Es sei angenommen, daß sich der in der Fig. 1 gezeigte Leuchtstoffstreifen in der linken oberen Ecke des Leuchtschirms befindet. Die gestrichelten Linien sind die Bilder von auf den Leuchtschirm projizieren Schlitzen einer Schlitzreihe der Schlitzmaske. Wenn die Lichtquelle der Belichtungseinrichtung linear nach rechts bewegt wird, wandern die Schlitzbilder /)t I2 und /3 in die Stellungen W, k' und h', wie durch die Pfeile angedeutet ist. Da in den Eckbereichen der Schlitzmaske die durch die Röhrenachse und die Bewegungsrichtung der Lichtquelle bestimmte Bewegungsebene der Lichtquelle und die sphärische Oberfläche der Schlitzmaske aufgrund der Krümmung an den Ecken der Schlitzmaske nicht in derselben Gruppe von zueinander parallelen Ebenen liegen, wird dem auf den Leuchtschirm projizierten Bild eines jeden Schlitzes bei Bewegung der Lichtquelle entlang einer Geraden eine Bewegungskomponente senkrecht zur Erstreckungsrichtung des einzelnen Schlitzes aufgeprägt. Daraus ergeben sich die wellenförmigen Abschnitte 2 in jedem Leuchtstoffstreifen 1.In the production of a luminescent screen having strip-like phosphor elements, it is known to use an exposure device with a light source which is movable along a straight line in a plane containing an axis in the longitudinal direction of the slit of the slit mask. However, since the surface of the luminescent screen and the slit mask are curved, preferably spherical, the exposed phosphor strips are formed with wavy sections during the manufacture of the luminescent screen and the above linear movement of the light source in the corner region of the luminescent screen. As is shown schematically in FIG. 1, each fluorescent strip has wave-shaped sections 2 in the corner areas of the screen. It is assumed that the phosphor strip shown in FIG. 1 is located in the upper left corner of the phosphor screen. The dashed lines are the images of slits of a row of slits in the slit mask projected onto the luminescent screen. When the light source of the exposure device is moved linearly to the right, the slit images / ) t I 2 and / 3 move into the positions W, k ' and h', as indicated by the arrows. Since in the corner areas of the slit mask the plane of movement of the light source determined by the tube axis and the direction of movement of the light source and the spherical surface of the slit mask are not in the same group of mutually parallel planes due to the curvature at the corners of the slit mask, the image projected onto the fluorescent screen of each slot when the light source moves along a straight line, a movement component perpendicular to the direction of extension of the individual slot is imposed. This results in the wave-shaped sections 2 in each fluorescent strip 1.
Beim Auftreffen eines Elektronenstrahls auf einen aus derartig gewellten Leuchstoffstreifen aufgebauten Leuchtschirms ergeben sich Farbfehler; da das von dem Lichtstrahl bestimmte Schlitzbild auf dem Leuchtschirm sich in Längsrichtung des Schlitzes erstreckt, könnte der Lichtstrahl insbesondere nicht die in Richtung der Schlitzbreite versetzten Teile der Leuchtstoffschichten erreichen. Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, wäre es am besten, eine Belichtungseinrichtung mit einer in drei zueinander senkrechten Richtungen beweglichen Lichtquelle zu bauen, so daß die Projektion des Schlitzes auch in den gekrümmten Eckbereichen exakt der Längsrichtung der Schlitze nachgeführt wird. Ein derartiger Aufbau wäre jedoch sehr kompliziert und teuer und für eine praktische Anwendung nicht geeignet.When an electron beam hits a fluorescent strip made of such corrugated strips Luminescent screen results in color errors; because the slit image on the luminescent screen determined by the light beam extends in the longitudinal direction of the slot, the light beam could in particular not be in the direction of the Reach slit width offset parts of the phosphor layers. To get around these difficulties would be it is best to use an exposure device with a movable in three mutually perpendicular directions Build light source so that the projection of the slot is exactly the same in the curved corner areas The longitudinal direction of the slots is tracked. However, such a structure would be very complicated and expensive and unsuitable for practical use.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Belichtungseinrichtung anzugeben, mit der den Leuchtstoffstreifen des Leuchtschirms keine Wellenform aufgeprägt wird.It is therefore the object of the present invention to provide an exposure device with which the No waveform is impressed on the fluorescent strips of the fluorescent screen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by what is stated in the characterizing part of claim 1 Features solved.
Obwohl die lineare, d. h. zweidimensional, Bewegung der Lichtquelle in der zu Röhrenachse senkrechter Ebene und im wesentlichen parallel zur Längsachse dei Schlitze beibehalten wird, kann mit Hilfe des optischei Bauteils eine virtuelle Lichtquelle räumlich so bezüglicl der Bewegungsebene der realen Lichtquelle beweg werden, daß die die Bewegungsbahn der virtuellei Lichtquelle enthaltene Ebene stets zu der die Längsrich tung der jeweilig aufzubelichtenden Schlitze enthalte nen Ebene parallel ist und damit die Projektion deAlthough the linear, i.e. H. two-dimensional, movement of the light source in the axis perpendicular to the tube The plane and essentially parallel to the longitudinal axis of the slots can be maintained with the help of the optischei Component to move a virtual light source spatially with respect to the plane of movement of the real light source that the plane containing the trajectory of the virtual light source always corresponds to that of the longitudinal direction direction of the slits to be exposed in each case contained a plane is parallel and thus the projection de
Schlitzes im wesentlichen in Längsrichtung des Schlitzes geführt wird; damit kann eine Wellung der Leuchtstoffstreifen in den Eckbereichen des Leuchtschirms vermieden werden. Mit anderen Worten: obwohl die reale Lichtquelle nur eine zweidimensional Bewegung ausführt, ist es mit Hilfe des hin- und herchwenkbaren optischen Bauteils möglich, daß die virtuelle Lichtquelle eine dreidimensionale Bewegung ausführt und somit bei Festhaltung der Bewegungsebene der realen Lichtquelle die Bewegungsebene der virtuellen Lichtquelle und die der jeweiligen Stellung entsprechenden Abschnitte der Eckbersiche der Schlitzmaske bzw. des Leuchtschirms in derselben Gruppe von zueinander parallelen Ebenen enthalten sind. Es soll hier noch darauf hingewiesen werden, daß im mittleren Bereich der Schlitzmaske und den nicht von den Eckbereichen eingenommenen Randteilen der Schlitzmaske die Bewegungsebene der realen Lichtquelle und die zugeordneten sphärischen Oberflächenbereiche der Schlitzmaske in derselben Gruppe von ir wesentlichen zueinander parallelen Ebenen liegen, so daß hier bei Bewegung der Lichtquelle entlang einer Geraden dem Bild des Einzelschlitzes keine Bewegungskomponente in Richtung der Schlitzbreite aufgeprägt wird.Slot is guided substantially in the longitudinal direction of the slot; in this way, corrugation of the fluorescent strips in the corner areas of the fluorescent screen can be avoided. In other words: although the real light source only executes a two-dimensional movement, it is possible with the help of the optical component that can be swiveled back and forth that the virtual light source executes a three-dimensional movement and thus the movement plane of the virtual light source and while maintaining the plane of movement of the real light source the sections of the corner areas of the slit mask or of the luminescent screen corresponding to the respective position are contained in the same group of mutually parallel planes. It should be pointed out here that in the middle area of the slit mask and the edge parts of the slit mask not occupied by the corner areas, the plane of movement of the real light source and the associated spherical surface areas of the slit mask lie in the same group of planes that are essentially parallel to one another, so that here when the light source is moved along a straight line, no movement component in the direction of the width of the slot is impressed on the image of the individual slit.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further refinements of the invention are characterized in the subclaims.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigtThe invention will now be explained in more detail using exemplary embodiments and using the figures. It shows
Fig. 1 schematisch einen Leuchtstoffstreifen, wie er in den Eckbereichen eines Leuchtschirms bei Verwendung einer zum Stand der Technik gehörigen Belichtungseinrichtung erhalten wird,Fig. 1 schematically shows a fluorescent strip as he in the corner areas of a fluorescent screen when using an exposure device belonging to the prior art is obtained
F i g. 2 ein Diagramm zur Erklärung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Belichtungseinrichtung,F i g. 2 is a diagram for explaining the mode of operation of the exposure device according to the invention;
Fig.3 schematisch einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belichtungseinrichtung und Fig.3 schematically shows a cross section through a Embodiment of the exposure device according to the invention and
F i g. 4 eine der F i g. 3 vergleichbare, aber abgeänderte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belichtungseinrichtung. F i g. 4 one of the F i g. 3 comparable but modified Embodiment of the exposure device according to the invention.
Die prinzipielle Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Belichtungseinrichtung wird jetzt anhand der Fig.2 beschrieben. Längs einer Geraden 1 ist eine punktförmige Lichtquelle Oi bewegbar angeordnet. Der Doppelpfeil zeigt die Bewegungsweite an. Zwischen der Punktlichtquelle 0\ und einer photoempfindlichen Schicht P ist ein optisches Bauteil Q in Form einer plattenförmigen Linse angeordnet, das um eine Achse hin- und verschwenkbar ist, die sich senkrecht zur Längsachse der Schlitze einer in F i g. 2 nicht dargestellten Schlitzmaske erstreckt. An der gekrümmten photoempfindlichen Schicht P sind zwei Eokbereiche A und B dargestellt, in denen ohne Verwendung des optischen Bauteils wellige Streifen auftreten wurden. Wenn das optische Bauteil Q sich in der Stellung /' befindet, wird das von der realen Lichtquelle Oi austretende Licht durch das optische Bauteil Q derart gebrochen, daß es an einem Punkt R der photoempfindlichen Schicht P auf trifft. Daher liegt vom Punkt R aus gesehen die virtuelle Lichtquelle Oi an der in der F i g. 2 gezeigten Stelle V. Wenn sich die reale Lichtquelle O\ zwischen den Endpunkten Il und III ihrer Bewegungsbahn in der Folge I, II, I, III, I usw. bewegt und das optische Bauteil Q zwischen den Punkten ΙΓ und ΠΓ in der Folge Γ, ΙΓ, Γ, Hl·, Γ bezüglich der Drehachse verschwenkt, wobei die Endpunkte der Bewegungen der Zuordnung I und Γ, II und ΙΓ und III und III' stehen, bewegt sich die von den Eckbereichen A und B durch dieThe basic mode of operation of the exposure device according to the invention will now be described with reference to FIG. A point light source Oi is movably arranged along a straight line 1. The double arrow indicates the range of motion. Between the point light source O \ and a photosensitive layer P , an optical component Q in the form of a plate-shaped lens is arranged, which can be swiveled back and forth about an axis which is perpendicular to the longitudinal axis of the slits of a in FIG. 2 slit mask, not shown, extends. On the curved photosensitive layer P , two Eok areas A and B are shown, in which wavy stripes would appear without the use of the optical component. When the optical component Q is in the position / ', the light emerging from the real light source Oi is refracted by the optical component Q in such a way that it strikes the photosensitive layer P at a point R. Therefore, seen from the point R , the virtual light source Oi lies on the one in FIG. 2 shown point V. When the real light source O \ moves between the end points II and III of its trajectory in the sequence I, II, I, III, I etc. and the optical component Q between the points ΙΓ and ΠΓ in the sequence Γ , ΙΓ, Γ, Hl · Γ pivoted relative to the rotational axis, the end points of the movements of the assignment of I and Γ, II, and III and III are ΙΓ and 'moves of the corner portions A and B by the
das optische Bauteil Q hindurch betrachtete virtuelle Lichtquelle O1 in Abhängigkeit von dem Eckbereich wie folgt: The virtual light source O 1 viewed through the optical component Q as a function of the corner area as follows:
Für den Eckbereich A: V, An, ΚΛ111, Vund
für den Eckbereich B: V, Bn, V1 ß.n, V. For the corner area A: V, A n , ΚΛ111, Vund
for corner area B: V, B n , V 1 ß. n , V.
Die F i g. 2 zeigt die Bewegungsbahnen der virtuellen Lichtquelle O2 zwischen den Punkten An und Aw bzw. den Punkten ßn und Bn\ projiziert auf eine Ebene, die zu der durch die Röhrenachse und die Bewegungsbahn der realen Lichtquelle 0\ bestimmten Ebene parallel ist. Dabei wird deutlich, daß durch Schwenken des optischen Bauteils Qdurch die Stellungen 1, Il und Ul die virtuelle Lichtquelle O2 unter einem Winkel bezüglich der Bewegungsrichtung der realen Lichtquelle bewegt werden kann. Da es sich bei den Eckbereichen um Bereiche handelt, die nicht in der von der durch die Röhrenachse und der Bewegungsbahn der Lichtquelle bestimmten Ebene liegen, d. h., die Eckbereiche liegen unterhalb oder oberhalb dieser Bewegungsbahn, schneiden die Bewegungsbahnen der von den Eckbereichen aus betrachteten virtuellen Lichtquelle diese Ebene. Da gemäß F i g. 2 die in die Bewegungsebene der Lichtquelle projizierten Bewegungsbahnen der virtuellen Lichtquelle einen Winkel mit der Bewegungsrichtung der realen Lichtquelle einschließen und da die auf eine senkrecht zur Röhrenachse liegenden Ebene projizierten Bewegungsbahnen der virtuellen Lichtquelle die Bewegungsebene der Lichtquelle schneiden, ist ersichtlich, daß die aus diesen beiden projizierten Bewegungen sich zusammensetzende Bewegung der virtuellen Lichtquelle eine dreidimensionale Bewegung ist. Durch eine der dreidimensionalen sphärischen Krümmung der Eckbereiche der Schlitzmaske entsprechende Zuordnung einer bestimm'en Stellung der realen Lichtquelle O\ auf ihrer linearen Bahn 1 zu einer bestimmten Schwenkstellung des optischen Bauteils Q kann die virtuelle Lichtquelle so geführt werden, daß auch in den Eckbereichen der Schlitzmaske bzw. des Leuchtschirms jede Bewegungskomponente der virtuellen Lichtquelle in Schlitzbreitenrichtung ausgeschaltet wird. Folglich ist es möglich, lineare streifenförmige Leuchtstoffschichten nicht nur im mittleren Teil, sondern auch in einem einen Eckbereich der Schlitzmaske entsprechenden Teil zu erhalten.The F i g. 2 shows the trajectories of the virtual light source O 2 between the points An and A w or the points ßn and Bn \ projected onto a plane which is parallel to the plane determined by the tube axis and the trajectory of the real light source 0 \. It becomes clear that by pivoting the optical component Q through the positions 1, II and U1, the virtual light source O2 can be moved at an angle with respect to the direction of movement of the real light source. Since the corner areas are areas that are not in the plane defined by the tube axis and the path of movement of the light source, i.e. the corner areas are below or above this path, the paths of movement of the virtual light source viewed from the corner areas intersect this level. Since according to FIG. 2 the trajectories of the virtual light source projected into the plane of movement of the light source enclose an angle with the direction of movement of the real light source and since the trajectories of the virtual light source projected onto a plane perpendicular to the tube axis intersect the plane of movement of the light source, it can be seen that the two from these two projected movements composite movement of the virtual light source is a three-dimensional movement. By assigning a certain position of the real light source O \ on its linear path 1 to a certain pivoting position of the optical component Q, corresponding to the three-dimensional spherical curvature of the corner areas of the slit mask, the virtual light source can be guided so that also in the corner areas of the slit mask or of the luminescent screen, each movement component of the virtual light source in the slit width direction is switched off. As a result, it is possible to obtain linear stripe-shaped phosphor layers not only in the central part but also in a part corresponding to a corner area of the slit mask.
Es wird nun im einzelnen eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belichtungseinrichtung anhand der F i g. 3 erläutert. In F i g. 3 ist die innere Oberfläche der Frontschale 10 einer Farbbildröhre mit einer photoempfindlichen Schicht (nicht gezeigt) versehen, wobei die die Frontschale auf einem Ständer 11 der Belichtungseinrichtung angeordnet ist. Weiterhin ist eine Schlitzmaske 12 an der inneren Oberfläche der Frontscheibe 10 angeordnet und eine Lichtquelle 13 befindet sich zum Belichten der photoempfindlichen Schicht in einem vorgegebenen Abstand zur inneren Oberfläche der Frontschale an einem Punkt. Eine Korrekturlinse 14 bekannter Bauart ist zwischen der Lichtquelle 13 und der Schlitzmaske 12 angeordnet. Die Lichtquelle 13 wird durch eine schematisch dargestellte Antriebseinrichtung 15 in einer Ebene parallel zu einer die Längsachse der Schlitze im mittleren Teil der Schlitzmaske 12 enthaltenen Ebene hin- und herbewegt, wie es durch einen Pfeil A angedeutet ist. Bei einer drei verschiedene Leuchtstoffe aufweisenden Farbbildröhre ist die Lichtquelle 13 durch die Antriebseinrichtung 15 in einer Gruppe von drei zueinander und zur dieA preferred embodiment of the exposure device according to the invention will now be described in detail with reference to FIGS. 3 explained. In Fig. 3, the inner surface of the front shell 10 of a color picture tube is provided with a photosensitive layer (not shown), the front shell being arranged on a stand 11 of the exposure device. Furthermore, a slit mask 12 is arranged on the inner surface of the front panel 10 and a light source 13 is located for exposing the photosensitive layer at a predetermined distance from the inner surface of the front shell at a point. A correction lens 14 of known type is arranged between the light source 13 and the slit mask 12. The light source 13 is moved back and forth by a schematically illustrated drive device 15 in a plane parallel to a plane containing the longitudinal axis of the slits in the middle part of the slit mask 12, as indicated by an arrow A. In the case of a color picture tube having three different phosphors, the light source 13 is in a group of three to one another and to the one by the drive device 15
Längsachse der Schlitze im mittleren Teil der Schlitzmaske 12 enthaltenen Ebene parallelen Ebenen hin- und herbewegbar. Nach Aufbelichten der der einen Ebene zugeordneten Leuchtstoffstreifen wird eine dem zweiten Material zugeordnete Ebene und danach die dritte Ebene für die Lichtquelle 13 eingestellt. Die Ausführungen im Zusammenhang mit der F i g. 2 beziehen sich daher auf das Aufbelichten der Leuchtstoffstreifen für einen bestimmten Leuchtstoff. Die Antriebseinrichtung bewirkt gleichzeitig ein Verschwenken der Korrekturlinse 14 um einen Drehzapfen 16, wie durch einen Pfeil B angedeutet. Die Lichtquelle 13 und die Korrekturlinse 14 sind zeitlich derart aneinander gekoppelt, daß das Licht der Lichtquelle 13 durch die Korrekturlinse 14 gebrochen und auf die photoempfindliche Schicht auf der Frontschale auftreffen kann, während sie sich nur in Längsrichtung des Schlitzes der Schlitzmaske bewegt. Mit anderen Worten wird die Richtung der Korrekturlinse so variiert, daß der Lichtstrahl für die richtigen Brechungswinkel und Strahlrichtungen durch einen geeigneten Teil der Korrekturlinse hindurchgeht. Dies kann durch Variieren der Größe, Kontur und der gegenseitigen Stellung zweier herzförmiger Nockenkörper 18 und 19 in der Antriebseinrichtung 15 erreicht werden. Demgemäß arbeitet die Belichtungseinrichtung in F i g. 3 so, als ob die Lichtquelle in der Längsrichtung eines Schlitzes an der in einer sphärischen Fläche befindlichen Ecke einer Schlitzmaske bewegt werden würde.Longitudinal axis of the slots in the middle part of the slot mask 12 contained plane parallel planes reciprocable. After the fluorescent strips assigned to one level have been exposed to light, a level assigned to the second material and then the third level for the light source 13 are set. The statements in connection with FIG. 2 therefore relate to the exposure of the phosphor strips for a specific phosphor. The drive device simultaneously causes the correction lens 14 to pivot about a pivot pin 16, as indicated by an arrow B. The light source 13 and the correction lens 14 are temporally coupled to one another in such a way that the light from the light source 13 can be refracted by the correction lens 14 and impinge on the photosensitive layer on the front shell while it only moves in the longitudinal direction of the slit of the slit mask. In other words, the direction of the correction lens is varied so that the light beam passes through a suitable part of the correction lens for the correct angles of refraction and beam directions. This can be achieved by varying the size, contour and the mutual position of two heart-shaped cam bodies 18 and 19 in the drive device 15. Accordingly, the exposure device in Fig. 1 operates. 3 as if the light source were moved in the longitudinal direction of a slit at the corner of a slit mask located in a spherical surface.
In einer abgeänderten Ausführungsform in F i g. 4 wird die Korrekturlinse 14 stationär gehalten, wobei aber eine zusätzliche Linse 17 zwischen der Korrekturlinse und der Lichtquelle 13 angeordnet ist und durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung in Richtung des Pfeiles B hin- und hergeschwenkt wird. Diese Ausführung weist dieselben Vorteile wie die. in F i g. 3 auf.In a modified embodiment in FIG. 4, the correction lens 14 is held stationary, but an additional lens 17 is arranged between the correction lens and the light source 13 and is pivoted back and forth in the direction of arrow B by a drive device (not shown). This embodiment has the same advantages as the. in Fig. 3 on.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
Claims (4)
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JP3871573 | 1973-04-06 | ||
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Publications (3)
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DE2408993A1 DE2408993A1 (en) | 1974-10-10 |
DE2408993B2 DE2408993B2 (en) | 1977-05-18 |
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Family
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