JPH04348319A - 光学素子の貼り合わせ装置 - Google Patents
光学素子の貼り合わせ装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
液晶表示素子とマイクロレンズアレイの組み合わせから
なる一組の光学素子を、該光学素子の位置合わせを行っ
た後、光硬化型の接着剤で接着する光学素子の貼り合わ
せ装置に関する。
表示素子は、直接に液晶表示素子を視覚する直視型表示
装置のみならず、最近では、該液晶表示素子に光を透過
させて画像を投影する投影型表示装置にも採用される傾
向がある。この種の投影型表示装置の一例として、プロ
ジェクションテレビ用の表示装置がある。
に使用する場合に、投影時における拡大率を向上せんと
すれば、該液晶表示素子の絵素(画素)数を増大する必
要がある。すなわち、絵素数を増大することなく拡大率
を向上せんとすれば、画面が粗くなって表示品位が低下
するからである。
と、絵素以外の部分が占める面積が相対的に大きくなり
、これに伴ってこれらの部分を覆うブラックマスクの面
積が増大し、画像表示に寄与する絵素面積が減少し、液
晶表示素子の開口率が低下する。開口率が低下すると、
液晶表示素子の表示面が暗くなり、画像品位を低下させ
ることになる。このような欠点は、アクティブマトリク
ス型液晶表示素子の場合に特に大きな問題になる。
う画像品位の低下を防止する先行技術として、特開昭6
0ー165621〜60ー165624号公報で提案さ
れたものがある。この先行技術では、液晶表示素子の一
方の面にマイクロレンズアレイを形成する。マイクロレ
ンズアレイは液晶表示素子の各絵素に対応したマイクロ
レンズを備え、従来技術ではブラックマスクで遮光され
ていた光をマイクロレンズで絵素内に集光し、これによ
り、表示面を明るくし、画像品位の低下を防止する。
球状の凸部を有する半球状マイクロレンズや基板内部に
屈折率の分布を有する平板マイクロレンズが使用され、
前者はその形状効果により、また後者は屈折率分布の効
果によりレンズとして機能する。
示素子への形成は、マイクロレンズアレイを液晶表示素
子に貼り合わして行われ、その先行技術の一例として、
本願出願人が特願平1ー187715号公報で提案した
ものがある。そこでは、紫外線硬化型接着剤を液晶表示
素子の一方の基板の全面に塗布し、塗布面にマイクロレ
ンズを押し付けると共に、紫外線を照射して紫外線硬化
型接着剤を硬化させて貼り合わせを行う。
により、上記した紫外線硬化型接着剤のような光硬化型
接着剤が好ましい。
ロレンズの基板とは材質が異なる場合があり、接着剤と
して熱硬化型樹脂を使用すると、両基板の熱膨張係数の
差によって位置ズレや剥がれを生じるおそれがある。
硬化型樹脂に比べて硬化時間がかかると共に、接着強度
が弱いという難点がある。
アレイを貼り合わせる場合には、液晶表示素子の各絵素
と、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズとを精度
よく位置合わせした後に行う必要がある。すなわち、位
置合わせ作業が前提となる。従来この種の位置合わせは
、以下のようにして行われていた。すなわち、例えば液
晶表示素子の両基板の貼り合わせでは、貼り合わせるべ
き2枚の基板の貼り合わせ面には電極パターンがそれぞ
れ形成されており、両基板の間隔(セルギャップ)を数
μm程度に設定し、位置決め用顕微鏡でそれぞれの基板
に形成したマーカーの位置が同時に該位置決め顕微鏡の
焦点深度の範囲内に入るように、両基板を相対的に微動
して位置合わせを行っていた。
示素子外周部の数カ所を瞬間接着剤で仮止めしたり、紫
外線硬化型樹脂を光ファイバ光源によって硬化して仮止
めしたりした後、全体を加熱し、液晶表示素子をシール
するための熱硬化型樹脂を本硬化して貼り合わせを行う
。
ための光源としては、ハロゲンランプが使用され、紫外
線硬化型接着剤に紫外線を照射するための光源には、上
記ハロゲンランプとは別の光源が使用される。
ような位置合わせ、貼り合わせ方法で、マイクロレンズ
アレイと液晶表示素子を貼り合わせる場合には、以下に
示す欠点がある。
晶表示素子のパターン面が、貼り合わせの際に、該液晶
表示素子の基板1枚の厚さ分だけ隔てられているため、
それぞれの面に位置合わせ用のマーカーを形成するもの
とすると、通常の顕微鏡では両方同時にピント合わせを
することが不可能であり、精度のよい位置合わせを迅速
に行えない欠点がある。
源と、紫外線硬化型接着剤を硬化させるための硬化用光
源とを別個に設けなければならず、貼り合わせに要する
装置が大型化するため、コストアップを招き、また、設
置スペースを要するという欠点がある。
置合わせを行うため、同時に、マイクロレンズの傷や、
紫外線硬化型接着剤中に混入している異物や気泡を発見
することができない。このため、不具合状態のまま、液
晶表示素子とマイクロレンズアレイを貼り合わせてしま
うおそれがある。かかる不具合を貼り合わせ後に修正す
ることは困難であるので、結局、不良品を製造し、歩留
まりの低下の一原因になっていた。
するものであり、簡潔な構成で、光学素子同士の位置合
わせおよび貼り合わせを迅速、確実に行える光学素子の
貼り合わせ装置を提供することを目的とする。
傷や光硬化性接着剤中に混入している異物や気泡を貼り
合わせの前に確認でき、製造時における歩留りを向上で
きる光学素子の貼り合わせ装置を提供することにある。
合わせ装置は、対向配置された一組の光学素子の位置合
わせを行った後、該一組の光学素子を接着する光学素子
の貼り合わせ装置において、感光性波長域をカットする
カットフィルタをシャッタとして備え、該シャッタが閉
状態の時に非感光性波長域の光を該一組の光学素子に出
射し、該シャッタが開状態の時に感光性波長域と非感光
性波長域双方の光を該一組の光学素子に出射する光源装
置と、該一組の光学素子を透過した光又は該一組の光学
素子からの反射光を受光し、該一組の光学素子の位置ズ
レを光学的に検出する位置合わせ検出手段と、該一組の
光学素子を相対移動可能になし、該位置合わせ検出手段
の検出結果に従って該一組の光学素子の位置合わせを行
う位置合わせ機構とを備え、位置合わせ後の該一組の光
学素子に光硬化型接着剤を予め又はその後供給し、該光
硬化型接着剤に該光源装置より感光性波長域の光を照射
して該一組の光学素子の接着を行うようにしてなり、そ
のことにより、上記目的が達成される。
連動して動作し、且つ、閉状態の時にこれから出射され
る光を点状となす絞り手段を備えたものを用いることが
できる。
示素子とマイクロレンズアレイである場合は、前記光源
装置として平行光源を用い、前記位置合わせ検出出手段
として、該マトリクス型液晶表示素子の画面をスクリー
ン上に拡大して投影する投影手段を用いる。
マイクロレンズアレイの集光スポットを拡大してモニタ
するモニタ手段を用いる。
該マトリクス型液晶表示素子のブラックマトリクスから
反射し、該マイクロレンズアレイを通して発生するモア
レ縞をモニタするモニタ手段を用いる。
ス型液晶表示素子とマイクロレンズアレイである場合を
想定すると、両者の位置合わせを行う際には、シャッタ
を閉状態に設定し、非感光性波長域の光を平行光化して
マトリクス型液晶表示素子およびマイクロレンズアレイ
からなるワークに出射する。そして、例えば、該ワーク
を透過する光をマトリクス型液晶表示素子の画面として
スクリーンに拡大投影し、投影像により検査員が両者の
位置合わせ状態を把握し、位置ズレを解消する方向に位
置合わせ機構を操作する。これにより、両者が精度よく
位置合わせられる。
タを開状態に設定し、感光性波長域の光をワークに出射
し、ワークの貼り合わせ面に予め又はその後に供給され
る光硬化性樹脂を硬化すると、マトリクス型液晶表示素
子とマイクロレンズアレイの貼り合わせが行われる。
投影像を視認すれば、マイクロレンズの傷の有無や、光
硬化型接着剤中に混入している異物や気泡の有無を併せ
て確認できる。
の貼り合わせ装置を示しており、図2は貼り合わされた
ワークを示す。ランプ11から発光される光をシャッタ
20を通してコリメーターレンズ16に導き、次いで、
該コリメーターレンズ16により平行光化された光をマ
トリクス型液晶表示素子42とマイクロレンズアレイ4
4を対向配置してなるワーク40に出射し、該ワーク4
0を透過した光を投影レンズ17および反射鏡18を介
してマトリクス型液晶表示素子42の画像としてスクリ
ーン19上に拡大して投影する。そして、この投影像を
利用して、後述するようにしてマトリクス型液晶表示素
子42とマイクロレンズアレイ44の位置合わせを行い
、位置合わせを終了すると、ランプ11より感光性波長
域成分を含む光をワーク40に出射し、予めマトリクス
型液晶表示素子42とマイクロレンズアレイ44の貼り
合わせ面に塗布されている紫外線硬化型接着剤43を硬
化して両者の貼り合わせを行う概略構成をとる。
は、ランプ11から発光される光を集光する楕円鏡12
が並設される。楕円鏡12は集光した光を反射鏡13を
介してインテグレータ14に導き、ここで焦点を結ぶよ
うになっている。ランプ11としては、紫外線硬化型接
着剤43を硬化させる短波長成分および紫外線硬化型接
着剤43を硬化させない長波長成分の双方を含む光りを
発光する水銀ランプを採用する。ランプ11として、他
に水銀キセノンランプやメタルハライドランプを使用す
ることも可能であり、貼り合わせのための接着剤として
可視光硬化型接着剤を使用する場合は、キセノンランプ
が好適である。
との間には、短波長カットフィルタ21が配置される。 短波長カットフィルタ21はこれに連結されるロータリ
ーソレノイド22とで光学的なシャッタ20を構成し、
ロータリーソレノイド22で短波長カットフィルタ21
の位置を所定位置に切り換えると、これがシャッタ20
の閉状態として機能し、この時、ランプ11からの光の
短波長成分をカットし、長波長成分のみの光を透過させ
る。一方、短波長カットフィルタ21を他の位置に切り
換えると、シャッタ開状態になり、この時は、短波長成
分および長波長成分の双方を含む光を透過させる。
15が配置されており、反射鏡15で反射された光の光
路には、入射光を平行光線に変換するコリメーターレン
ズ16が配置されている。コリメーターレンズ16を透
過した光は、貼り合わせ対象であるワーク40に出射さ
れ、該ワーク40を透過した光は投影レンズ17に導か
れる。
板41、41の間に多数の絵素に対応した開口47…が
形成されたブラックマスク49…を有する液晶表示素子
42と、マトリクス型液晶表示素子42の各絵素に対応
した多数のマイクロレンズ46…を有するマイクロレン
ズアレイ44を対向配置してなり、両者の間に、光硬化
型樹脂からなる接着剤の一例として、紫外線硬化型接着
剤43が予め塗布されている。マトリクス型液晶表示素
子42とマイクロレンズアレイ44とは、紫外線硬化型
接着剤43を塗布して重ね合わせられた状態で、相対移
動可能に配置される。
は、反射鏡18で光路を変換され、該反射鏡18の側方
に設けられるスクリーン19上に拡大されて投影される
。この投影像は、マトリクス型液晶表示素子42の画像
に相当し、該投影像を視認すれば、ワーク40の位置合
わせ状態を把握できるようになっている。すなわち、図
2に示すように、マイクロレンズ46…で集光された光
が、マトリクス型液晶表示素子42を構成し、マイクロ
レンズ46…と同数設けられる液晶表示素子42a…の
絵素の開口47…の中心を通過すれば、投影像が最も明
るくなり、この時、液晶表示素子42aとマイクロレン
ズ46、つまりマトリクス型液晶表示素子42とマイク
ロレンズアレイ44が位置合わされた状態にある。それ
故、投影像を視認しつつ、ワーク40の位置合わせ作業
を行うことができる。
定配置し、他方を水平面内でX−Y2軸方向に移動でき
る機構からなるワーク微動機構を作業員が操作して行わ
れる。すなわち、スクリーン19上の投影像が最も明る
くなる方向にいずれか一方を微動し、マイクロレンズ4
6の集光スポットが絵素の開口47の中心に位置するよ
うに操作すればよい。
をとることができる。即ち、カットフィルタ21の片面
側に板材にピンホールを形成した絞り(アパーチャー)
23を設け、この絞り23がカットフィルタ21の開閉
動作と連動する構成としてある。この連動動作は、カッ
トフィルタ21が閉状態となると、前記ピンホールを残
して光を遮る位置となり、カットフィルタ21が開状態
となると光を遮らない位置となる。このため、カットフ
ィルタ21にて短波長成分をカットされた光が、点光源
に近い状態で出射される。これにより、位置合わせ時に
おいて平行度の高い光が得られ、スクャーン19上に投
影される像のコントラストを上げることができる。
接着剤として、紫外線硬化型接着剤43を使用する場合
は、図2に示すように、感光性波長域である400nm
以下の紫外線をカットするフィルタ45(図1のフィル
タ21に相当する。)を通して平行光をワーク40に照
射すればよい。また、紫外線硬化型接着剤43としては
、ノーランド社製の商品名NOA−61、63、65や
日本ロックタイト社製の商品名363、349やスリー
ボンド社製の商品名AVR−100等を選択し得るが、
本実施例ではNOA−61を使用している。
に可視光硬化型樹脂からなる接着剤を用いることができ
る。この接着剤を使用する場合は、ワーク40の位置合
わせ時において、該樹脂が硬化する波長の光をカットす
るフィルタを使用すればよく、可視光硬化型樹脂として
ICI社製の商品名LCRを用いる時は、可視光硬化型
樹脂を硬化させる520nm以下の波長成分をカットす
るフィルタを使用すればよい。
が行われると、フィルタ45を取り外す。すなわち、シ
ャッタ20を開状態に切換え、ランプ11から発光され
る光の短波長成分および長波長成分の双方を通過させる
。これにより、短波長成分を含む光が紫外線硬化型接着
剤43に照射され、該紫外線硬化型接着剤43が硬化し
てワーク40の貼り合わせが行われる。
る際に、平行光を用いると液晶層に集光してしまうので
、図4に示すように、ワーク40の出側に散乱板48を
配置し、これにより光を散乱させればよい。
11)で、ワーク40の位置合わせと貼り合わせが行え
るので、装置全体の小形化およびコストダウンを図る上
で都合のよいものになる。また、スクリーン19上に拡
大された投影像が投影されるので、ワーク40の位置合
わせに加えて、マイクロレンズ46の傷や紫外線硬化型
接着43に含まれている気泡の有無を確認できる利点が
ある。それ故、位置合わせの段階でこれらの存在による
不具合を検査できるので、不良品の発生頻度を低減でき
、製品の歩留りを向上できる。
せ検出手段50によっても行うことができる。図1に示
すように、この位置合わせ検出手段50は、ワーク40
を透過した光を集光する左右一対の対物レンズ51、5
1と、該対物レンズ51、51を通してワーク40を撮
像する一対のCCDカメラ52、52および該CCDカ
メラ52、52からの撮像信号を所定の信号処理を行っ
て、絵素を拡大した映像を表示するモニタTV53、5
3とを有してなる。
、モニタTV53、53の映像を作業員が視認してワー
ク40の位置ズレを把握し、前記ワーク微動機構を操作
して位置合わせを行う。すなわち、マイクロレンズ46
の集光スポットが絵素の開口47の中心になるように位
置合わせ作業を行う。
合わせを行う場合は、θ方向(対物レンズ51の光軸と
該光軸に対して傾いて入射する平行光がなす角度)の回
転を防止するために、対物レンズ51およびCCDカメ
ラ52をそれぞれ複数配置するか、或は、これらを一体
としてワーク40のX−Y2軸方向に移動させ、ワーク
40の4隅をモニタできるようにすればよい。
上記実施例と同様の効果を奏することができるが、図1
に示すように、この位置合わせ検出手段50と上記した
スクリーン19に投影像を拡大投影する手段を併用する
ことにしてもよい。このような実施例によれば、より一
層確実なワーク40の位置合わせが行える。
この実施例では、ワーク40からの反射光を利用してワ
ーク40の位置合わせを行う構成をとる。以下にその詳
細を説明する。ランプ11から発光した光は、位置合わ
せ時において、上記実施例同様にシャッタ20で短波長
成分をカットされ、次いで、紫外線領域のみを全透過す
るハーフミラー60を介してワーク40に照射される。
2aのブラックマスク49で反射され、マイクロレンズ
46を通ってモアレ縞を生じる。ワーク40からの反射
光の一部はハーフミラー60によって図上右側に反射さ
れ、該ハーフミラー60の右側に配置されるフィールド
レンズ70を通してCCDカメラ52に入射する。すな
わち、CCDカメラ52がモアレ縞を撮像する。そして
、このモアレ縞がCCDカメラ52に接続されたモニタ
TV53に映像として表示される。従って、モニタTV
53上の映像を視認すれば、ワーク40の位置合わせが
行える。
レンズ70を配置すると、該フィールドレンズ70の焦
点距離に応じてモアレ縞の周期を任意に変化させること
ができるので、好ましい周期を選択することにより位置
合わせ作業の容易化が図れる利点がある。
のマトリクス型液晶表示素子42側、すなわちハーフミ
ラー60の反対側に光反射板61を配置すると実施する
上で好ましいものになる。すなわち、位置合わせが完了
した状態でモニタTV53の画面を垂直方向から見ると
、中央付近の絵素では開口47を視認することができる
が、周辺部になると、ブラックマスク49からの反射光
を視認することになるので、モニタTV53の画面全体
に絵素が拡大されて、その中央に開口47が表示される
。ブラックマスク部分とのコントラストを向上させるに
は、開口47がより明るい方が好ましい。しかるに、上
記光反射板61を配置するとコントラストが向上して映
像が鮮明になり、位置合わせをより確実に行えることに
なるので、実施する上で好ましいものになる。なお、こ
の実施例において上記実施例と対応するその他の部分に
ついては同一の番号を付して説明を省略する。
効果を奏することはもちろんのこと、必ずしも平行光で
ワーク40を照射する必要がないので、上記実施例の如
き大型の平行光源装置を使用する必要がない。それ故、
装置構成の小型化を更に一層図れる利点がある。
る。この実施例においてはマイクロレンズ44と液晶表
示素子42との位置合わせ時、ワーク40には液晶表示
素子42の側から光が照射されるように光源11が配さ
れている。この場合には、液晶表示素子42に備わった
ブラックマスク49の開口を光が透過し、透過した光は
マイクロレンズ44を通ってモアレ縞を生じる。このモ
アレ縞をCCDカメラ52でモニタTV53に映して見
ながら位置合わせを行うことができる。
る光学素子がマトリクス型液晶表示素子とマイクロレン
ズアレイである場合について説明したが、他の光学素子
を組み合わせてなるワークについても同様に適用できる
。
クの位置合わせと貼り合わせを行うことができるので、
装置構成の小型化および大幅なコストダウンが可能にな
る。また、併せて、マイクロレンズの傷や光効果型樹脂
中に内在する気泡を確認できるので、位置合わせの段階
でこのような不具合の検査を行える。従って、不良品の
発生頻度を低減でき、製品の歩留りを向上できる利点が
ある。
り合わせ装置によれば、装置構成の小型化およびコスト
ダウンを更に一層図れる利点がある。
せ装置によれば、位置合わせ時において平行度の高い光
が得られ、像のコントラストを上げることができる利点
がある。
を示す構成図。
断面図。
図。
Claims (5)
- 【請求項1】対向配置された一組の光学素子の位置合わ
せを行った後、該一組の光学素子を接着する光学素子の
貼り合わせ装置において、感光性波長域をカットするカ
ットフィルタをシャッタとして備え、該シャッタが閉状
態の時に非感光性波長域の光を該一組の光学素子に出射
し、該シャッタが開状態の時に感光性波長域と非感光性
波長域双方の光を該一組の光学素子に出射する光源装置
と、該一組の光学素子を透過した光又は該一組の光学素
子からの反射光を受光し、該一組の光学素子の位置ズレ
を光学的に検出する位置合わせ検出手段と、該一組の光
学素子を相対移動可能になし、該位置合わせ検出手段の
検出結果に従って該一組の光学素子の位置合わせを行う
位置合わせ機構とを備え、位置合わせ後の該一組の光学
素子に光硬化型接着剤を予め又はその後供給し、該光硬
化型接着剤に該光源装置より感光性波長域の光を照射し
て該一組の光学素子の接着を行う光学素子の貼り合わせ
装置。 - 【請求項2】前記シャッタが、該シャッタの開閉動作と
連動して動作し、且つ、閉状態の時にこれから出射され
る光を点状となす絞り手段を備えている請求項1記載の
光学素子の貼り合わせ装置。 - 【請求項3】前記一組の光学素子がマトリクス型液晶表
示素子とマイクロレンズアレイであって、且つ、前記光
源装置が平行光源であり、前記位置合わせ検出手段が該
マトリクス型液晶表示素子の画面をスクリーン上に拡大
して投影する投影手段である請求項1記載の光学素子の
貼り合わせ装置。 - 【請求項4】前記一組の光学素子がマトリクス型液晶表
示素子とマイクロレンズアレイであって、且つ、前記光
源装置が平行光源であり、前記位置合わせ検出手段が該
マイクロレンズアレイの集光スポットを拡大してモニタ
するモニタ手段である請求項1記載の光学素子の貼り合
わせ装置。 - 【請求項5】前記一組の光学素子がマトリクス型液晶表
示素子とマイクロレンズアレイであって、且つ、前記位
置合わせ検出出手段が、該マトリクス型液晶表示素子の
ブラックマトリクスから反射し、もしくは液晶表示素子
の開口部を透過し、該マイクロレンズアレイを通して発
生するモアレ縞をモニタするモニタ手段である請求項1
記載の光学素子の貼り合わせ装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3071929A JP2702301B2 (ja) | 1991-02-13 | 1991-04-04 | 光学素子の貼り合わせ装置 |
EP92302944A EP0507599B1 (en) | 1991-04-03 | 1992-04-03 | Apparatus for assembling an optical device |
KR1019920005686A KR960011399B1 (ko) | 1991-04-03 | 1992-04-03 | 광학 소자 조립 장치 |
DE69222673T DE69222673T2 (de) | 1991-04-03 | 1992-04-03 | Vorrichtung zur Montage optischer Geräte |
US08/282,419 US5554251A (en) | 1991-04-03 | 1994-07-29 | Optical device assemble apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3-20073 | 1991-02-13 | ||
JP2007391 | 1991-02-13 | ||
JP3071929A JP2702301B2 (ja) | 1991-02-13 | 1991-04-04 | 光学素子の貼り合わせ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04348319A true JPH04348319A (ja) | 1992-12-03 |
JP2702301B2 JP2702301B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=26356962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3071929A Expired - Lifetime JP2702301B2 (ja) | 1991-02-13 | 1991-04-04 | 光学素子の貼り合わせ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2702301B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000002803A (ja) * | 1998-06-17 | 2000-01-07 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 平板型マイクロレンズアレイ |
JP2008203540A (ja) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Fujinon Corp | 投写レンズユニット、及び投写レンズユニットのミラー固定方法及び装置 |
-
1991
- 1991-04-04 JP JP3071929A patent/JP2702301B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000002803A (ja) * | 1998-06-17 | 2000-01-07 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 平板型マイクロレンズアレイ |
JP2008203540A (ja) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Fujinon Corp | 投写レンズユニット、及び投写レンズユニットのミラー固定方法及び装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2702301B2 (ja) | 1998-01-21 |
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