JP2941847B2 - 視線検出装置 - Google Patents
視線検出装置Info
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- JP2941847B2 JP2941847B2 JP1172791A JP17279189A JP2941847B2 JP 2941847 B2 JP2941847 B2 JP 2941847B2 JP 1172791 A JP1172791 A JP 1172791A JP 17279189 A JP17279189 A JP 17279189A JP 2941847 B2 JP2941847 B2 JP 2941847B2
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- G03B2213/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
- G03B2213/02—Viewfinders
- G03B2213/025—Sightline detection
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はファインダーを覗く眼球を赤外光にて照明
し、前記眼球で反射した赤外光を接眼レンズに設けたビ
ームスプリッタにてイメージセンサへ導く視線検出光学
系を有する視線検出装置に関するものである。
し、前記眼球で反射した赤外光を接眼レンズに設けたビ
ームスプリッタにてイメージセンサへ導く視線検出光学
系を有する視線検出装置に関するものである。
［従来の技術］ 従来、被検者の眼球を撮影し、撮影した眼球像に基づ
いて被検者の視線を光学的に検出する方法には 1.眼球を照明する光により形成される第1,第４プルキン
エ像の位置を検出して求める方法（参考文献:Journal o
f Optical Society of America,vol.63,NO.8,page921
（1973）） 2.第１プルキンエン像と瞳孔中心の位置を検出して求め
る方法（参考文献：特開昭61−172552号公報） 等がある。また、そとは別に 3.虹彩輪部の位置を検出して求める方法が提案されてい
る。
いて被検者の視線を光学的に検出する方法には 1.眼球を照明する光により形成される第1,第４プルキン
エ像の位置を検出して求める方法（参考文献:Journal o
f Optical Society of America,vol.63,NO.8,page921
（1973）） 2.第１プルキンエン像と瞳孔中心の位置を検出して求め
る方法（参考文献：特開昭61−172552号公報） 等がある。また、そとは別に 3.虹彩輪部の位置を検出して求める方法が提案されてい
る。
ところが、１の視線検出方法は第１プルキンエ像に対
する第４プルキンエ像の相対強度が小さいこと、２の視
線検出方法は虹彩の反射率が小さいために瞳孔中心を求
めにくい等の問題点があるため実用性を考慮すると３の
視線検出方法が有効である。
する第４プルキンエ像の相対強度が小さいこと、２の視
線検出方法は虹彩の反射率が小さいために瞳孔中心を求
めにくい等の問題点があるため実用性を考慮すると３の
視線検出方法が有効である。
この３の視線検出方法を、観察部を有する光学機器、
例えばカメラに適用して、カメラのファインダをのぞく
観察者の視線を検出し観察者の意志を入力する手段に応
用する場合、カメラの接眼レンズ近辺に視線検出装置を
配置するのが一法である。
例えばカメラに適用して、カメラのファインダをのぞく
観察者の視線を検出し観察者の意志を入力する手段に応
用する場合、カメラの接眼レンズ近辺に視線検出装置を
配置するのが一法である。
［発明が解決しようとしている問題点］ しかしながら、接眼レンズ近辺に視線検出装置を構成
すると、検出光を導出するミラーを備えた接眼レンズの
有効光束領域はファインダ光学系で必要とされる有効光
束領域よりも大きくなるため、ファインダをのぞく観察
者はアイポイントを固定しづらく、また、アイポイント
の移動範囲が広がってしまうことで、視線検出しにくく
なるという問題点が発見された。
すると、検出光を導出するミラーを備えた接眼レンズの
有効光束領域はファインダ光学系で必要とされる有効光
束領域よりも大きくなるため、ファインダをのぞく観察
者はアイポイントを固定しづらく、また、アイポイント
の移動範囲が広がってしまうことで、視線検出しにくく
なるという問題点が発見された。
［問題点を解決するための手段］ 請求項１に記載した発明は、ファインダーを覗く眼球
を赤外光にて照明し、前記眼球で反射した赤外光を接眼
レンズに設けたビームスプリッタにてイメージセンサへ
導く視線検出光学系を有する視線検出装置において、前
記接眼レンズのファインダー光束入射面に遮光部材を設
けることで、視線検出光学系の有効光束領域をファイン
ダ光学系の有効光束領域よりも大きくすることを特徴と
している。
を赤外光にて照明し、前記眼球で反射した赤外光を接眼
レンズに設けたビームスプリッタにてイメージセンサへ
導く視線検出光学系を有する視線検出装置において、前
記接眼レンズのファインダー光束入射面に遮光部材を設
けることで、視線検出光学系の有効光束領域をファイン
ダ光学系の有効光束領域よりも大きくすることを特徴と
している。
請求項２に記載した発明は、ファインダーを覗く眼球
を赤外光にて照明し、前記眼球で反射した赤外光を接眼
レンズに設けたビームスプリッタにてイメージセンサへ
導く視線検出光学系を有する視線検出装置において、前
記接眼レンズのファインダー光束射出面に赤外光を透過
し可視光を遮断する遮光部材を設けることで、視線検出
光学系の有効光束領域をファインダ光学系の有効光束領
域よりも大きくすることを特徴としている。
を赤外光にて照明し、前記眼球で反射した赤外光を接眼
レンズに設けたビームスプリッタにてイメージセンサへ
導く視線検出光学系を有する視線検出装置において、前
記接眼レンズのファインダー光束射出面に赤外光を透過
し可視光を遮断する遮光部材を設けることで、視線検出
光学系の有効光束領域をファインダ光学系の有効光束領
域よりも大きくすることを特徴としている。
［実施例］ 第１図〜第３図は発明の第１の実施例を示すもので、
第１図は一眼レフカメラの断面図、第２図は視線検出光
学系の視線図、第３図は視線検出の原理説明図である。
第１図は一眼レフカメラの断面図、第２図は視線検出光
学系の視線図、第３図は視線検出の原理説明図である。
まず、一眼レフレックスカメラ側から説明すると、10
1はカメラ本体に固着もしくは着脱自在の撮影レンズ、1
02は中央部が半透鏡に形成されているクイックリターン
・ミラー、103はピント板、104は種々の撮影情報を同時
あるいは選択的に表示する表示素子で、例えば液晶表示
板、105はコンデンサーレンズ、106はペンタプリズムで
ある。
1はカメラ本体に固着もしくは着脱自在の撮影レンズ、1
02は中央部が半透鏡に形成されているクイックリターン
・ミラー、103はピント板、104は種々の撮影情報を同時
あるいは選択的に表示する表示素子で、例えば液晶表示
板、105はコンデンサーレンズ、106はペンタプリズムで
ある。
また107はサブミラー、108は視線の複数位置について
検出を行える焦点検出ユニットであるが、これらの部分
は本願の目的に直接関係せず、また当該分野の技術者に
よく知られているので説明を省く。
検出を行える焦点検出ユニットであるが、これらの部分
は本願の目的に直接関係せず、また当該分野の技術者に
よく知られているので説明を省く。
109は信号処理、表示板駆動、焦点調節のための制御
回路で、視線方向の検出情報、各検出位置に関する検出
情報、図示しない露光側光ユニットからの複数位置から
の測光情報が入力される。なお、各ユニットからの情報
は、検出しない生のデータの場合、演算処理した各結果
の情報の場合、更には選択された情報の場合など種々の
形態で入力する様にすることができる。
回路で、視線方向の検出情報、各検出位置に関する検出
情報、図示しない露光側光ユニットからの複数位置から
の測光情報が入力される。なお、各ユニットからの情報
は、検出しない生のデータの場合、演算処理した各結果
の情報の場合、更には選択された情報の場合など種々の
形態で入力する様にすることができる。
一方、検出系を構成する符番１は固体撮像素子のイメ
ージセンサ、２は結像レンズ、３は観察光学系であるフ
ァインダ光学系に対する使用者のアイポイントの位置を
示す。結像レンズ２はアイポイント３附近にピントが合
っているものとする。第２図の4,4は前眼部照明用の光
源で、本例では赤外発光ダイオードを使用している。
ージセンサ、２は結像レンズ、３は観察光学系であるフ
ァインダ光学系に対する使用者のアイポイントの位置を
示す。結像レンズ２はアイポイント３附近にピントが合
っているものとする。第２図の4,4は前眼部照明用の光
源で、本例では赤外発光ダイオードを使用している。
５は接眼レンズで、赤外反射のダイクロイックミラー
の様なビームスプリッタ５′を内蔵し、ファインダと検
出系を共軸している。６はファインダ有効光束限定用ブ
ロックで、これらの詳しい構造は後述する。７は信号処
理回路である。
の様なビームスプリッタ５′を内蔵し、ファインダと検
出系を共軸している。６はファインダ有効光束限定用ブ
ロックで、これらの詳しい構造は後述する。７は信号処
理回路である。
ここで、上記構成の作用を説明する前に検出方法を第
３図を使って説明する。
３図を使って説明する。
図に描く様に、眼球の回転角をθ、そいて接眼レンズ
２の光軸に対する眼球のシフト量をＳとして、虹彩輪部
の座標を（X1Y2）（X1Y2）センサ１上での結像位置を
（−f K1）（−f K2）とすると であるので、これよりK1K2は、次式の様になる。
２の光軸に対する眼球のシフト量をＳとして、虹彩輪部
の座標を（X1Y2）（X1Y2）センサ１上での結像位置を
（−f K1）（−f K2）とすると であるので、これよりK1K2は、次式の様になる。
但し、ｂは虹彩の半径、ｃは角膜前面の曲率半径、ｌ
は結像レンズ２から角膜前面での距離、γは眼球の回転
中心から角膜前面での距離である。
は結像レンズ２から角膜前面での距離、γは眼球の回転
中心から角膜前面での距離である。
今、これらの諸量に実用上個人差がない。すなわちb,
c,l,γ,aが定数とみなすと、（１）式はθ,Sに関する連
立方程式となるので、これを解けばθ,Sを求めることが
できる。その解は、 となる。
c,l,γ,aが定数とみなすと、（１）式はθ,Sに関する連
立方程式となるので、これを解けばθ,Sを求めることが
できる。その解は、 となる。
よってイメージセンサ１により虹彩輪部の左端右端の
座標を求めれば正確に眼球Ｅの回転量θとシフト量Ｓが
演算で求まるわけである。尚、眼球３の光軸と視軸（視
線）は周知の様ズレているため、実際には眼球３の回転
量を電気的に補正して視線の方向が求められる。
座標を求めれば正確に眼球Ｅの回転量θとシフト量Ｓが
演算で求まるわけである。尚、眼球３の光軸と視軸（視
線）は周知の様ズレているため、実際には眼球３の回転
量を電気的に補正して視線の方向が求められる。
以下、実施例の作用を説明する。
第１図に示す様に視線検出光学系は、結像レンズ２、
イメージセンサ１及び不図示の眼球照明用赤外発光ダイ
オード４から構成され接眼レンズ５の上方に配置されて
いる。第２図は視線検出光学系の視線形態を示す。赤外
発光ダイオード４は、結像レンズ２の側方（図中±ｙ方
向）に配置され、発光した赤外光は、接眼レンズ５のダ
イクロイックミラーで反射して眼球３を拡散照明する。
ここで赤外光は、視線検出光学系の光軸を外れた位置か
ら斜めに投光されるため接眼レンズ５のダイクロイック
ミラー部の上面Ａはファインダ有効光束を通すに必要な
領域よりも広くなる。それに伴いダイクロイックミラー
部の射出面Ｂも広くなるため、ファインダを観察する観
察者のアイポイントの移動範囲もおのずと広がってしま
う。観察者のアイポイントの移動範囲を従来と同様にす
るために本実施例においては接眼レンズ５のファインダ
光束入射面にファインダ有効光束より外側を遮光する限
定用ブロック６を設けている。その結果観察者に観察可
能なファインダ光束は従来と同等に設定されるため、観
察者のアイポイントの移動範囲も従来と同等に維持され
る。
イメージセンサ１及び不図示の眼球照明用赤外発光ダイ
オード４から構成され接眼レンズ５の上方に配置されて
いる。第２図は視線検出光学系の視線形態を示す。赤外
発光ダイオード４は、結像レンズ２の側方（図中±ｙ方
向）に配置され、発光した赤外光は、接眼レンズ５のダ
イクロイックミラーで反射して眼球３を拡散照明する。
ここで赤外光は、視線検出光学系の光軸を外れた位置か
ら斜めに投光されるため接眼レンズ５のダイクロイック
ミラー部の上面Ａはファインダ有効光束を通すに必要な
領域よりも広くなる。それに伴いダイクロイックミラー
部の射出面Ｂも広くなるため、ファインダを観察する観
察者のアイポイントの移動範囲もおのずと広がってしま
う。観察者のアイポイントの移動範囲を従来と同様にす
るために本実施例においては接眼レンズ５のファインダ
光束入射面にファインダ有効光束より外側を遮光する限
定用ブロック６を設けている。その結果観察者に観察可
能なファインダ光束は従来と同等に設定されるため、観
察者のアイポイントの移動範囲も従来と同等に維持され
る。
眼球の虹彩輪部で散乱反射した赤外光は、再び接眼レ
ンズ５に入射し、ダイクロイックミラー５′で反射さ
れ、結像レンズ２を介してイメージセンサ１上に結像す
る。虹彩輪部の座標より視線検出信号処理回路７によっ
て視線方向、さらには観察者のファインダ視野内注視点
が演算されその注視点情報は、制御回路109及びそれを
介して多点重点検出ユニット108に伝送される。表示素
子103に例えば偏光板を用いないゲスト−ホスト型液晶
素子で表示素子駆動回路109からの信号に基づいて、注
視点情報をファインダ視野内にスーパインポーズ（第４
図Ｐ）表示する様になっている。尚、撮影レンズ101を
透過した被写体光の一部はクイックリターンミラー102
を透過後サブミラー107で反射され多点焦点検出ユニッ
ト108に導かれる。多点焦点検出ユニット108においては
信号処理回路７からの注視点情報に基づいて注視被写体
の焦点検出を行ない、不図示の撮影レンズ駆動装置によ
り撮影レンズ101の焦点調節を行なう。
ンズ５に入射し、ダイクロイックミラー５′で反射さ
れ、結像レンズ２を介してイメージセンサ１上に結像す
る。虹彩輪部の座標より視線検出信号処理回路７によっ
て視線方向、さらには観察者のファインダ視野内注視点
が演算されその注視点情報は、制御回路109及びそれを
介して多点重点検出ユニット108に伝送される。表示素
子103に例えば偏光板を用いないゲスト−ホスト型液晶
素子で表示素子駆動回路109からの信号に基づいて、注
視点情報をファインダ視野内にスーパインポーズ（第４
図Ｐ）表示する様になっている。尚、撮影レンズ101を
透過した被写体光の一部はクイックリターンミラー102
を透過後サブミラー107で反射され多点焦点検出ユニッ
ト108に導かれる。多点焦点検出ユニット108においては
信号処理回路７からの注視点情報に基づいて注視被写体
の焦点検出を行ない、不図示の撮影レンズ駆動装置によ
り撮影レンズ101の焦点調節を行なう。
本実施例においては視線検出装置を多点焦点検出ユニ
ット108の注視点情報入力手段として用いた例を示した
が、露出用の多点測光装置の測光点入力手段、撮影モー
ドの選択手段等に用いてもかまわない。撮影モードの選
択は、例えばファインダ視野の一部に種々の撮影モード
マークを並べて表示し、その中の１つを注視している観
察者の視線を検出することで行い、カメラの制御部にそ
の撮影モードが設定される。
ット108の注視点情報入力手段として用いた例を示した
が、露出用の多点測光装置の測光点入力手段、撮影モー
ドの選択手段等に用いてもかまわない。撮影モードの選
択は、例えばファインダ視野の一部に種々の撮影モード
マークを並べて表示し、その中の１つを注視している観
察者の視線を検出することで行い、カメラの制御部にそ
の撮影モードが設定される。
［他の実施例］ 第４図〜第５図は本発明の第２の実施例を説明するた
めの図で、第５図は視線検出光学系の斜視図である。
めの図で、第５図は視線検出光学系の斜視図である。
図中、６′はファインダ有効光束限定マスクであると
ころの誘電体多層膜域で、第６図は、前記誘電体多層膜
の分光透過率特性図である。他の部材は第１の実施例と
同一の部材である。
ころの誘電体多層膜域で、第６図は、前記誘電体多層膜
の分光透過率特性図である。他の部材は第１の実施例と
同一の部材である。
上述と同様視線検出光学系は、結像レンズ２、イメー
ジセンサ１及び眼球照明用赤外発光ダイオード４、４か
ら構成され一眼レフカメラの接眼レンズ５の上方に配置
されている。赤外発光ダイオード4,4は結像レンズ２の
側方（図中±ｙ方向）に配置され、発光した赤外光は、
接眼レンズ５のダイクロイックミラーで反射して眼球を
照明する。本実施例においては接眼レンズ５のファイン
ダ光束出射面（図中Ｂ面）にファインダ有効光束より外
側を遮蔽する誘電体多層膜域６′が配設されている。誘
電体多層膜域６の分光透過率特性は第６図に示すよう
に、可視光をほぼ遮断するが赤外光は透過させる特性を
もつ。その結果、観察者に観察可能なファインダ視野は
従来と同様に設定されるため、観察者のアイポイントの
移動範囲も従来と同等に維持される。眼球の虹彩輪部で
拡散反射した赤外光は、再び接眼レンズ５に入射し、ダ
イクロイックミラー部で反射され結像レンズ２を介して
イメージセンサ１上に結像する。虹彩輪部の座標より不
図示の視線検出回路によって視線方向、さらには観察者
のファインダ視野内注視点が演算される点等は同様であ
る。
ジセンサ１及び眼球照明用赤外発光ダイオード４、４か
ら構成され一眼レフカメラの接眼レンズ５の上方に配置
されている。赤外発光ダイオード4,4は結像レンズ２の
側方（図中±ｙ方向）に配置され、発光した赤外光は、
接眼レンズ５のダイクロイックミラーで反射して眼球を
照明する。本実施例においては接眼レンズ５のファイン
ダ光束出射面（図中Ｂ面）にファインダ有効光束より外
側を遮蔽する誘電体多層膜域６′が配設されている。誘
電体多層膜域６の分光透過率特性は第６図に示すよう
に、可視光をほぼ遮断するが赤外光は透過させる特性を
もつ。その結果、観察者に観察可能なファインダ視野は
従来と同様に設定されるため、観察者のアイポイントの
移動範囲も従来と同等に維持される。眼球の虹彩輪部で
拡散反射した赤外光は、再び接眼レンズ５に入射し、ダ
イクロイックミラー部で反射され結像レンズ２を介して
イメージセンサ１上に結像する。虹彩輪部の座標より不
図示の視線検出回路によって視線方向、さらには観察者
のファインダ視野内注視点が演算される点等は同様であ
る。
尚、本発明はカメラの外、監視装置や顕微鏡など各種
観察装置に適用できる。
観察装置に適用できる。
［発明の効果］ 以上説明したように、請求項１に記載した発明は、フ
ァインダーを覗く眼球を赤外光にて照明し、前記眼球で
反射した赤外光を接眼レンズに設けたビームスプリッタ
にてイメージセンサへ導く視線検出光学系を有する視線
検出装置において、前記接眼レンズのファインダー光束
入射面に遮光部材を設けることで、視線検出光学系の有
効光束領域をファインダ光学系の有効光束領域よりも大
きくすることにより、視線検出光学系の有効光束領域を
広げつつ、観察者のアイポイントの移動範囲を小さく維
持することができるので、良好な視線検出が可能にな
る。
ァインダーを覗く眼球を赤外光にて照明し、前記眼球で
反射した赤外光を接眼レンズに設けたビームスプリッタ
にてイメージセンサへ導く視線検出光学系を有する視線
検出装置において、前記接眼レンズのファインダー光束
入射面に遮光部材を設けることで、視線検出光学系の有
効光束領域をファインダ光学系の有効光束領域よりも大
きくすることにより、視線検出光学系の有効光束領域を
広げつつ、観察者のアイポイントの移動範囲を小さく維
持することができるので、良好な視線検出が可能にな
る。
請求項２に記載した発明は、ファインダーを覗く眼球
を赤外光にて照明し、前記眼球で反射した赤外光を接眼
レンズに設けたビームスプリッタにてイメージセンサへ
導く視線検出光学系を有する視線検出装置において、前
記接眼レンズのファインダー光束射出面に赤外光を透過
し可視光を遮断する遮光部材を設けることで、視線検出
光学系の有効光束領域をファインダ光学系の有効光束領
域よりも大きくすることにより、視線検出光学系の有効
光束領域を広げつつ、観察者のアイポイントの移動範囲
を小さく維持することができるので、良好な視線検出が
可能になる。
を赤外光にて照明し、前記眼球で反射した赤外光を接眼
レンズに設けたビームスプリッタにてイメージセンサへ
導く視線検出光学系を有する視線検出装置において、前
記接眼レンズのファインダー光束射出面に赤外光を透過
し可視光を遮断する遮光部材を設けることで、視線検出
光学系の有効光束領域をファインダ光学系の有効光束領
域よりも大きくすることにより、視線検出光学系の有効
光束領域を広げつつ、観察者のアイポイントの移動範囲
を小さく維持することができるので、良好な視線検出が
可能になる。
第１図は本発明の実施例を示す光学断面図。第２図は実
施例の要部を示す斜視図。第３図は検出方法を説明する
ための図。第４図はファインダ視野例を示す図。第５図
は別実施例の要部を示す斜視図。第６図は透過率特性
図。 図中１はイメージセンサ、２は結像レンズ、４は照明光
源、５は接眼レンズ、５′はビームスプリッタ、６は限
定用ブロックである。
施例の要部を示す斜視図。第３図は検出方法を説明する
ための図。第４図はファインダ視野例を示す図。第５図
は別実施例の要部を示す斜視図。第６図は透過率特性
図。 図中１はイメージセンサ、２は結像レンズ、４は照明光
源、５は接眼レンズ、５′はビームスプリッタ、６は限
定用ブロックである。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A61B 3/113
Claims (2)
- 【請求項１】ファインダーを覗く眼球を赤外光にて照明
し、前記眼球で反射した赤外光を接眼レンズに設けたビ
ームスプリッタにてイメージセンサへ導く視線検出光学
系を有する視線検出装置において、 前記接眼レンズのファインダー光束入射面に遮光部材を
設けることで、視線検出光学系の有効光束領域をファイ
ンダ光学系の有効光束領域よりも大きくすることを特徴
とする視線検出装置。 - 【請求項２】ファインダーを覗く眼球を赤外光にて照明
し、前記眼球で反射した赤外光を接眼レンズに設けたビ
ームスプリッタにてイメージセンサへ導く視線検出光学
系を有する視線検出装置において、 前記接眼レンズのファインダー光束射出面に赤外光を透
過し可視光を遮断する遮光部材を設けることで、視線検
出光学系の有効光束領域をファインダ光学系の有効光束
領域よりも大きくすることを特徴とする視線検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1172791A JP2941847B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | 視線検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1172791A JP2941847B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | 視線検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0337039A JPH0337039A (ja) | 1991-02-18 |
| JP2941847B2 true JP2941847B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=15948424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1172791A Expired - Fee Related JP2941847B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | 視線検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2941847B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61172552A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-04 | 株式会社トプコン | 視線方向検出装置 |
-
1989
- 1989-07-04 JP JP1172791A patent/JP2941847B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0337039A (ja) | 1991-02-18 |
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