JP2007273044A - Optical head and optical disk device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーベル面にレーザ光で画像を形成する光ディスクに対して画像を記録する光ヘッド及び光ディスク装置に関する。 The present invention relates to an optical head and an optical disc apparatus for recording an image on an optical disc that forms an image on a label surface with laser light.
周知のように近年では、情報記録メディアとしてCDやDVDのような光ディスクが普及している。CDとしては、再生専用のCD−ROM、追記可能なCD−R、書換え可能なCD−RW等があり、DVDとしては再生専用のDVD−ROM、追記可能なDVD−R、書換え可能なDVD−RAM、DVD−RW等がある。記録型光ディスクつまり追記可能又は書換え可能な光ディスクは情報記録層を有し、情報記録層の記録容量は例えばCD−Rの場合は700MB程度、DVD−R(単層)等の場合は4.7GB程度である。 As is well known, in recent years, optical discs such as CDs and DVDs have become widespread as information recording media. The CD includes a reproduction-only CD-ROM, a recordable CD-R, a rewritable CD-RW, and the like. As the DVD, a reproduction-only DVD-ROM, a recordable DVD-R, and a rewritable DVD- There are RAM, DVD-RW, and the like. A recordable optical disk, that is, a recordable or rewritable optical disk has an information recording layer, and the recording capacity of the information recording layer is, for example, about 700 MB for a CD-R and 4.7 GB for a DVD-R (single layer) or the like. Degree.
記録型光ディスクの情報記録層側の面とは反対側のレーベル面には、光ディスクの種類等を示す文字あるいはロゴが例えばシルク印刷される。又、インクジェットプリンタ又は手書きで文字や絵を記録できるレーベル面を有する光ディスクも普及している。 On the label surface opposite to the surface on the information recording layer side of the recordable optical disc, characters or logos indicating the type of the optical disc or the like are silk-printed, for example. Inkjet printers or optical disks having a label surface on which characters and pictures can be recorded by hand are also popular.
最近では、レーベル面に絵や文字等の可視画像をレーザ光を用いて記録することができるlight Scribe(登録商標)と呼ばれる光ディスクが普及し始めている。レーベル面にレーザ光を用いて可視画像を記録するとき、光ヘッドに対して、レーベル面が対向するように光ディスク装置の光ディスクを回転する回転テーブルに装着される。つまり光ディスクへの情報記録のときとレーベル面への可視画像の記録のときとでは、光ディスクの装着面の向きが逆である。 Recently, an optical disc called light Scribe (registered trademark) capable of recording a visible image such as a picture or a character on a label surface using a laser beam has begun to spread. When a visible image is recorded on the label surface using laser light, it is mounted on a rotary table that rotates the optical disk of the optical disk apparatus so that the label surface faces the optical head. That is, the direction of the mounting surface of the optical disk is opposite between the time of recording information on the optical disk and the time of recording a visible image on the label surface.
図6はCD(CD−ROM、CD−R、CD−RW等)に対して情報を記録再生するときとレーベル面に可視画像を記録するときの対物レンズの位置の差を示した図である。図6の光ディスク2はCDである。対物レンズ9およびλ/4板8は一体となって対物レンズアクチュエータ12によってフォーカス方向に移動される。情報記録層への記録再生ではレーザ光を情報記録層に焦点を結ぶように集光し、レーベル面へ可視画像の記録するときはレーベル面に焦点を結ぶように集光する。CDは基板の厚さが1.2mmであり、情報記録層28への情報記録時とレーベル面への可視画像記録時とでは、対物レンズの位置が約1.2mm異なることを示している。
FIG. 6 is a diagram showing a difference in position of the objective lens when information is recorded / reproduced with respect to a CD (CD-ROM, CD-R, CD-RW, etc.) and when a visible image is recorded on the label surface. . The
図7はDVD(DVD−ROM、DVD−R、DVD−RAM、DVD−RW等)に対して情報を記録再生するときとレーベル面に可視画像を記録するときの対物レンズの位置の差を示した図である。DVDは厚さ0.6mmの基板が2枚貼りあわされた構造をしており、対物レンズ側の基板表面から略0.6mmの位置に情報記録層がある。情報記録層28への情報記録時とレーベル面への可視画像記録時とでは、対物レンズの位置が約0.6mm異なることを示している。
FIG. 7 shows the difference in the position of the objective lens when recording and reproducing information on a DVD (DVD-ROM, DVD-R, DVD-RAM, DVD-RW, etc.) and when recording a visible image on the label surface. It is a figure. The DVD has a structure in which two 0.6 mm-thick substrates are bonded together, and an information recording layer is provided at a position of about 0.6 mm from the substrate surface on the objective lens side. It shows that the position of the objective lens is different by about 0.6 mm when recording information on the
レーベル面に可視画像を記録する機能を持たない光ディスク装置は、基板表面から0.6〜1.2mmに動作中立点を設定すればよい。情報記録時の動作範囲は機械的誤差、光ディスクの装着ばらつき、装着基板の反りによる変形、光ディスク基板の厚さばらつきなどが加算される。これに対してレーベル面に可視画像を記録する場合は、それよりも0.6mm対物レンズ側の方向に対物レンズを移動しなければならず、対物レンズの移動範囲がたいへん大きくなる。このため光ヘッドの高さを小さくすることが難しくなり、薄型の光ディスクドライブを実現する障害となっていた。 For an optical disk device that does not have a function of recording a visible image on the label surface, an operation neutral point may be set at 0.6 to 1.2 mm from the substrate surface. The operation range at the time of recording information includes a mechanical error, optical disk mounting variation, deformation due to warping of the mounting substrate, optical disk substrate thickness variation, and the like. On the other hand, when a visible image is recorded on the label surface, the objective lens has to be moved in the direction of the 0.6 mm objective lens side, and the movement range of the objective lens becomes very large. For this reason, it is difficult to reduce the height of the optical head, which has been an obstacle to realizing a thin optical disk drive.
一方、上述したようにCDとDVDとでは、基板表面から情報記録層までの距離が0.6mm異なっており、レーザ光が通過する基板厚さが異なっている。このような厚みの異なるディスクに対してフレネルタイプのホログラムレンズ用いていたが、光の利用効率が悪いという問題点があった。また焦点距離の異なる2個の対物レンズをCDとDVDで切り替えるという方法があるが、切り替え機構などによって薄型化が難しいという問題があり、これを解決する方法として液晶レンズを用いてCDとDVDの両方の光ディスクに対応した光ヘッドが考案されている。(特許文献1参照)。
レーベル面にレーザ光を用いて可視画像を記録できる光ディスクに可視画像を記録する光ディスク装置は例えばノートパソコンに搭載される場合には薄型化が望まれる。それに伴い光ヘッドも薄型化が望まれている。レーベル面に可視画像を記録する光ヘッドは対物レンズの動作範囲が大きいため光ヘッドの薄型化が困難であった。 An optical disc apparatus that records a visible image on an optical disc that can record a visible image using a laser beam on a label surface is desired to be thin when mounted on, for example, a notebook computer. Accordingly, it is desired to reduce the thickness of the optical head. An optical head that records a visible image on the label surface has a large operating range of the objective lens, and it is difficult to reduce the thickness of the optical head.
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、レーベル面に可視画像を記録可能な光ディスクのレーベル面に可視画像を記録する光ディスク装置を薄型化できる光ヘッドおよび光ディスク装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an optical head and an optical disc apparatus capable of reducing the thickness of an optical disc apparatus that records a visible image on a label surface of an optical disc capable of recording a visible image on a label surface. With the goal.
上記目的を達成するために、本発明の光ヘッドは、レーベル面側に可視画像を記録可能なレーベル記録領域を有する光ディスクの前記レーベル記録領域に可視画像を記録し、前記光ディスクの情報記録層に対して情報を記録再生する光ヘッドであって、半導体レーザから出射されたレーザ光を光ディスクに向けて集光するとともに、前記光ディスクから反射した戻りレーザ光を受ける対物レンズと、前記半導体レーザと前記対物レンズの間の光路上に設けられ、前記光ディスクの前記レーベル記録領域に可視画像を記録するとき焦点距離を可変とする液晶素子とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the optical head of the present invention records a visible image on the label recording area of an optical disc having a label recording area capable of recording a visible image on the label surface side, and records it on the information recording layer of the optical disc. An optical head for recording / reproducing information with respect to the optical head, condensing the laser beam emitted from the semiconductor laser toward the optical disc and receiving the return laser beam reflected from the optical disc, the semiconductor laser, And a liquid crystal element which is provided on an optical path between the objective lenses and which can change a focal length when a visible image is recorded in the label recording area of the optical disc.
また、本発明の光ディスク装置は、レーベル面側に可視画像を記録可能なレーベル記録領域を有する光ディスクの前記レーベル記録領域に可視画像を記録し、前記光ディスクの情報記録層に対して情報を記録再生する光ディスク装置であって、対物レンズアクチュエータを具備する光ヘッドと、前記対物レンズアクチュエータの駆動を制御する駆動制御部と、前記光ヘッドから出力される信号を再生処理する再生処理部と、記録用データを変調し、レーザ制御信号として前記光ヘッドへ出力する記録処理部と、を有し、前記光ヘッドは、半導体レーザから出射されたレーザ光を光ディスクに向けて集光するとともに、前記光ディスクから反射した戻りレーザ光を受ける対物レンズと、前記半導体レーザと前記対物レンズの間の光路上に設けられ、前記光ディスクの前記レーベル記録領域に可視画像を記録するとき焦点距離を可変とする液晶素子とを有することを特徴とする。 The optical disc apparatus of the present invention records a visible image on the label recording area of an optical disc having a label recording area capable of recording a visible image on the label surface side, and records and reproduces information on the information recording layer of the optical disc. An optical head having an objective lens actuator, a drive control unit for controlling driving of the objective lens actuator, a reproduction processing unit for reproducing a signal output from the optical head, and a recording A recording processing unit that modulates data and outputs the laser control signal as a laser control signal to the optical head. The optical head condenses laser light emitted from a semiconductor laser toward the optical disc, and from the optical disc. An objective lens that receives the reflected return laser beam and an optical path between the semiconductor laser and the objective lens. , And having a liquid crystal element to the focal length variable when recording a visible image on the label recording area of the optical disc.
本発明によれば、レーベル面に可視画像を記録する光ディスク装置に具備される対物レンズアクチュエータの可動範囲を小さく抑えることが出来、ひいては光ディスク装置を薄型化できる。 According to the present invention, the movable range of the objective lens actuator provided in the optical disk apparatus that records a visible image on the label surface can be suppressed to be small, and the optical disk apparatus can be reduced in thickness.
以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、光ディスク装置1の構成例を示した図である。光ディスク装置1は、光ヘッド3、アクチュエータ駆動制御部13、再生処理部16、および記録処理部19を備えて構成されている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the
光ヘッド3は、光ディスク2に対して情報の記録や再生のためにレーザ光を照射すると供に光ディスク2からの反射光を電気信号に変換し再生信号として出力するものであり、光学系構成品として、半導体レーザ4、コリメートレンズ5、PBS(偏光ビームスプリッタ)6、液晶素子7、λ/4板8、対物レンズ9、集光レンズ10、および光検出器11を備えている。
The
また、光ヘッド3は、対物レンズ9およびλ/4板8を装着する対物レンズアクチュエータ12を備えており、対物レンズアクチュエータ12によって対物レンズ9およびλ/4板8を制御している。アクチュエータ駆動制御部13は、フォーカスエラー及びトラッキングエラー信号生成回路14、フォーカスおよびトラッキング制御回路15を備えている。
The
アクチュエータ駆動制御部13が備えるこれらの回路によって生成される制御信号は、対物レンズアクチュエータ12に出力され、対物レンズ9の位置制御を行っている。具体的には、レーザ光の焦点が光ディスク2の記録面上に正確に位置するように対物レンズ9と光ディスク2の記録面との離隔距離を制御するフォーカス制御、光ディスク2の所望のトラックの中心にレーザ光の焦点が位置するように光ディスクの半径方向の位置を微調するトラッキング制御をそれぞれサーボ制御している。液晶制御回路23はレーベル面に画像を記録するとき焦点距離を可変とするため液晶素子7に印加する電圧を制御する。
Control signals generated by these circuits included in the actuator
再生処理部16は、光ヘッド3から出力される信号に対して再生処理を行うものであり、信号処理回路17および復調回路18を備えている。記録処理部19は、主に光ディスク2に対する情報の記録を行うものであり、変調回路22、記録再生制御部21、およびレーザ制御回路20を備えている。
The
上記のように構成された情報記録再生装置1の動作について説明する。まず、光ディスク2に対する情報記録の動作から説明する。記録処理部19の変調回路22は、所定の変調方式に基づいてホスト、例えばパーソナルコンピュータ本体から提供される記録情報(データシンボル)をチャネルビット系列に変調する。記録情報に対応したチャネルビット系列は、記録再生制御部21に入力される。
The operation of the information recording / reproducing
この記録再生制御部21には、ホストからの記録再生指示(この場合、記録指示)が入力される。記録再生制御部21は、アクチュエータ駆動制御部13に制御信号を出力し、目的の記録位置に光ビームが適切に集光されるように対物レンズアクチュエータ12を駆動する。さらに、記録再生制御部21は、チャネルビット系列をレーザ制御回路20に供給する。レーザ制御回路20は、チャネルビット系列をレーザ駆動波形に変換し、半導体レーザ4をパルス駆動させる。この結果、半導体レーザ4は、所望のビット系列に対応した記録用の光ビームを生成する。
The recording /
半導体レーザ4で生成された記録用の光ビームは、コリメートレンズ5で平行光となり、PBS6に入射し、透過する。PBS6を透過した光ビームは、液晶素子7、λ/4板8を透過し、対物レンズ9により光ディスク2の記録面に集光される。集光された記録用の光ビームは、アクチュエータ駆動制御13および対物レンズアクチュエータ12によるフォーカス制御、トラッキング制御によって、光ディスク2の記録面上に最良の光ビームスポットが得られる状態で維持される。
The recording light beam generated by the
次に、この情報記録再生装置1による光ディスク2からの情報の再生について説明する。記録再生制御部21には、ホストからの記録再生指示(この場合、再生指示)が入力される。記録再生制御部21は、ホストからの再生指示に従って、レーザ制御回路20に再生制御信号を出力する。
Next, the reproduction of information from the
レーザ制御回路20は、再生制御信号に基づいて半導体レーザ4を駆動させ再生用の光ビームを生成する。半導体レーザ4で生成された再生用の光ビームは、コリメートレンズ5で平行光となり、PBS6に入射し透過する。PBS6を透過した光ビームは液晶素子7、λ/4板8を透過し、対物レンズ9により光ディスク2の記録面に集光される。
The
集光された再生用の光ビームは、アクチュエータ駆動制御13および対物レンズアクチュエータ12によるフォーカス制御、トラッキング制御によって、光ディスク2の記録面上に最良の光ビームスポットが得られる状態で維持される。光ディスク2上に照射された再生用の光ビームは、記録面内の反射膜あるいは反射性記録膜によって反射される。反射光は、対物レンズ9を逆方向に透過して再度平行光となり、λ/4板8を透過した後、入射光に対して垂直な偏光を持つPBS6で反射される。
The condensed light beam for reproduction is maintained in a state where the best light beam spot is obtained on the recording surface of the
PBS6で反射された光ビームは、集光レンズ10により収束光となり、光検出器11に入射される。光検出器11は、例えば、4分割のフォトディテクタから構成されている。光検出器11に入射した光束は、光電変換されて電気信号となり増幅される。増幅された信号は、再生処理部16の信号処理回路17において等化処理された後2値化され、復調回路18に送られる。復調回路18では所定の変調方式に対応した復調動作が施されて、再生データが出力される。
The light beam reflected by the PBS 6 becomes convergent light by the
一方、光検出器11から出力される電気信号の一部はアクチュエータ駆動制御13へ入力され、フォーカスエラー及びトラッキングエラー信号生成回路14によりフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号が生成される。フォーカス及びトラッキング制御回路15は、フォーカスエラー信号に基づき対物レンズアクチュエータ12を制御し、ビームスポットのフォーカスを制御し、トラッキングエラー信号に基づき対物レンズアクチュエータ12を制御し、ビームスポットのトラッキングを制御する。
On the other hand, part of the electrical signal output from the
このように、対物レンズアクチュエータ12は、アクチュエータ駆動制御部13からの制御信号に基づいて対物レンズアクチュエータ12に搭載されている対物レンズ9の位置および姿勢角を制御し、光ディスク2に対するビームスポットの位置が最適となるように維持している。
As described above, the
図2はレーベル面側に可視画像を記録可能なレーベル記録領域24を有する光ディスクの構造を示す図である。光ディスク2は情報記録型ディスクであって、ディスク基板の一方の側に情報記録面を有し、他方の側にレーベル面を有する。図2(a)は光ディスク2をレーベル面から見た図である。
FIG. 2 is a diagram showing the structure of an optical disc having a
ディスク2のレーベル面側には、レーベル記録領域24がディスク2の外径と同心円で形成される。レーベル記録領域24は光ディスク装置1の半導体レーザ4から照射されるレーザ光を用いて印刷が可能な領域である。レーベル記録領域24より内周側にはクランプエリア25がある。ディスク2の中心部にはディスク2を光ディスク装置1に装着するための孔26がある。
On the label surface side of the
図2(b)はディスク2の断面図である。光ディスク基板27上に情報記録層28が形成され、その上に情報記録層28を覆うように保護膜29が形成され、その上にレーベル記録層30が形成されている。情報記録層28にCD用レーザを合焦することにより、情報の記録と再生が可能になる。
FIG. 2B is a cross-sectional view of the
次にレーベル面への可視画像の記録について説明する。最初にレーベル面を対物レンズ側にした状態で光ディスク2を図示しないディスク回転モータのテーブルに取り付ける。その後、光ディスク2を図示しないディスク回転モータで回転させる。その後光ヘッド3を光ディスク2の径方向に移動させる。光ディスク2のレーベル記録領域24への画像の形成を開始させる位置にレーザ光を集光させるため、例えば光ヘッド3を光ディスク2の中心からある半径位置に移動させる。なお、このときには半導体レーザ4からのレーザ光の出射はまだ行われていない。
Next, recording of a visible image on the label surface will be described. First, the
次に液晶素子7に電圧を印加し、光ヘッド3のレーザ光の焦点をレーベル面に合わせる。光ディスク2を回転した状態で半導体レーザ4からのレーザ光を液晶素子7と対物レンズ9でレーベル記録層30に集光することでレーベル記録層30が変色される。対物レンズアクチュータ12が駆動することでレーベル記録層30への焦点合わせが維持される。液晶素子7によるレンズ効果によってレーベル記録層30へ集光する際、対物レンズ9のフォーカス方向の移動範囲を小さい範囲に抑制することが可能となる。
Next, a voltage is applied to the
光ディスク2の回転に合わせて、半導体レーザ4を点滅することで、光ディスク2のレーベル面の円周方向にドット(レーベル記録層30がスポット状に変色した箇所)を形成する。画像(イメージ)をドットの集合として形成するためである。なお、ドットが連続すればライン(線)となる。光ヘッド3の集光箇所を光ディスク2の径方向に移動させ、光ディスク2の円周方向でのドットの作成を行う。なお、光ヘッド3の移動のとき、半導体レーザ4は必要に応じて、消灯、点灯のいずれかを行う。
By flashing the
以上のように、光ディスク2のレーベル記録層30にレーザ光を集光させて変色させることで、レーベル面にイメージを形成することができる。
As described above, an image can be formed on the label surface by focusing the laser beam on the
図3は液晶素子7の断面図である。ガラス基板31、32の間に液晶分子を含む液晶層33が配設されている。ガラス基板31、32の内側表面(液晶層33側の面)には液晶に電界を印加する透明電極34、35が形成されている。液晶素子7は液晶層32を透過するレーザ光の屈折率を変化させてレーザ光の光路長を変化させる素子である。ガラス基板31、32の厚さは約0.5mm、液晶層32の厚さは数μm〜数十μm(マイクロメートル)である。この液晶素子7の全体の厚さは約1mmである。外形は数mm角の正方形あるいはそれに近い長方形、または面積がほぼ同じような円形である。ガラス基板31、32はフレネルレンズを構成するようにしてもよい。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
図4は液晶素子7の透明電極34、35の分割パターン36を示す図である。透明電極34、35の内少なくとも一方は同心円状の複数の円環に分割されたパターンとなっている。この液晶素子7は液晶レンズとして機能し、円環状に分割されたパターン毎に電荷を印加することによって、PBS6を通過したレーザ光が予め絞られて対物レンズに送達される。電荷が印加されないときレーザ光は絞られることなく、そのまま透過する。
FIG. 4 is a diagram showing a
図5は液晶素子7のレンズ作用を示す図である。液晶素子7が液晶レンズとして作用し焦点距離を調整しレーザ光が対物レンズ9に送達される前に所定量絞られるため、対物レンズ9は液晶素子7のレンズ作用が無いときに比較してレンズの移動距離を少なくすることができる。このためレーベル面のレーベル記録層29にレーザ光の焦点を結ぶ場合でも、対物レンズの移動距離を小さくできる。
FIG. 5 is a diagram showing the lens action of the
以上のように液晶素子7によるレンズ効果によってレーベル記録層30へ集光する際、対物レンズ9のフォーカス方向の移動範囲を小さい範囲に抑制することが可能となる。従って対物レンズアクチュエータを小さくすることができ、それに伴って光ヘッドの薄型化が実現できる。
As described above, when the light is condensed on the
1 光ディスク装置
2 光ディスク
3 光ヘッド
4 半導体レーザ
6 PBS
7 液晶素子
9 対物レンズ
11 光検出器
12 対物レンズアクチュエータ
13 アクチュエータ駆動制御部
16 再生処理部
19 記録処理部
23 液晶制御回路
24 レーベル記録領域
27 光ディスク基板
28 情報記録層
29 保護層
30 レーベル記録層
31、32 ガラス基板
33 液晶層
34、35 透明電極
DESCRIPTION OF
7
Claims (2)
半導体レーザから出射されたレーザ光を光ディスクに向けて集光するとともに、前記光ディスクから反射した戻りレーザ光を受ける対物レンズと、
前記半導体レーザと前記対物レンズの間の光路上に設けられ、前記光ディスクの前記レーベル記録領域に可視画像を記録するとき焦点距離を可変とする液晶素子と
を有することを特徴とする光ヘッド。 An optical head for recording a visible image on the label recording area of an optical disc having a label recording area capable of recording a visible image on the label surface side, and recording and reproducing information on an information recording layer of the optical disc,
An objective lens for condensing the laser beam emitted from the semiconductor laser toward the optical disc and receiving the return laser beam reflected from the optical disc;
An optical head, comprising: a liquid crystal element which is provided on an optical path between the semiconductor laser and the objective lens and has a variable focal length when a visible image is recorded in the label recording area of the optical disc.
対物レンズアクチュエータを具備する光ヘッドと、
前記対物レンズアクチュエータの駆動を制御する駆動制御部と、
前記光ヘッドから出力される信号を再生処理する再生処理部と、
記録用データを変調し、レーザ制御信号として前記光ヘッドへ出力する記録処理部と、を有し、
前記光ヘッドは、半導体レーザから出射されたレーザ光を光ディスクに向けて集光するとともに、前記光ディスクから反射した戻りレーザ光を受ける対物レンズと、
前記半導体レーザと前記対物レンズの間の光路上に設けられ、前記光ディスクの前記レーベル記録領域に可視画像を記録するとき焦点距離を可変とする液晶素子と
を有することを特徴とする光ディスク装置。 An optical disc apparatus for recording a visible image on the label recording area of an optical disc having a label recording area capable of recording a visible image on a label surface side, and recording / reproducing information on / from an information recording layer of the optical disc,
An optical head comprising an objective lens actuator;
A drive controller for controlling the drive of the objective lens actuator;
A reproduction processing unit for reproducing the signal output from the optical head;
A recording processing unit that modulates recording data and outputs the data to the optical head as a laser control signal;
The optical head condenses the laser beam emitted from the semiconductor laser toward the optical disc, and receives an objective lens that receives the return laser beam reflected from the optical disc;
An optical disc apparatus comprising: a liquid crystal element which is provided on an optical path between the semiconductor laser and the objective lens and has a variable focal length when a visible image is recorded in the label recording area of the optical disc.
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