JPH0584930U - Display element and display device using the same - Google Patents
Display element and display device using the sameInfo
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- JPH0584930U JPH0584930U JP2678292U JP2678292U JPH0584930U JP H0584930 U JPH0584930 U JP H0584930U JP 2678292 U JP2678292 U JP 2678292U JP 2678292 U JP2678292 U JP 2678292U JP H0584930 U JPH0584930 U JP H0584930U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 画素数を増やすことなく解像度を数倍に上
げ、また、十分な視野角と解像度で、また、より現実に
近い感覚で臨場感のある画像が認識される。
【構成】 上部電極２１，２１，・・・，２１と下部電
極２２，２２，・・・，２２とに所定の信号電圧が加え
られると、該上部電極と該下部電極とに挟まれている液
晶層において、電界が形成され、この電界の作用によっ
て、前記液晶層の液晶分子の配列組織が変えられる。そ
して、表示素子２０の面上において、バックライトの光
を透過する部分と透過しない部分とが形成される。そし
て、表示素子２０の中心の画素の表示が最も精細に表示
され、供給した信号に応じた画像が映し出される。
(57) [Summary] [Purpose] The resolution can be increased several times without increasing the number of pixels, and a realistic image can be recognized with a sufficient viewing angle and resolution, and with a feeling closer to reality. Structure: When a predetermined signal voltage is applied to the upper electrodes 21, 21, ..., 21 and the lower electrodes 22, 22, ..., 22, the electrodes are sandwiched between the upper electrodes and the lower electrodes. An electric field is formed in the liquid crystal layer, and the action of this electric field changes the alignment structure of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer. Then, on the surface of the display element 20, a portion that transmits the light of the backlight and a portion that does not transmit the light of the backlight are formed. Then, the display of the pixel at the center of the display element 20 is displayed with the finest resolution, and an image corresponding to the supplied signal is displayed.
Description
【０００１】[0001]
この考案は、高度な遠隔操作やシミュレーション等に利用されるＣＧ（コンピ ュータ・グラフィックス）やテレビ画像のような映像を表示するのに用いて好適 な表示素子及びそれを用いた表示装置に関する。 The present invention relates to a display element suitable for use in displaying images such as CG (Computer Graphics) and TV images used for advanced remote control and simulation, and a display device using the same.
【０００２】[0002]
周知のように、遠隔操作やシミュレーションの作業をするための装置としては 、図２に示すような頭部装着型立体画像表示装置（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＨＭＤ）が知られている。この図において、頭部装着型立体画 像表示装置１は、液晶バックライト２、表示素子３、光学レンズ４、ヘルメット ５から構成されている。表示素子３からは、ＣＧやテレビ画像が映し出される。 液晶バックライト２は、表示素子３の背面に設けられ、表示素子３の画像にライ トをあて、画像の輪郭をはっきりさせる。光学レンズ４は、装着者（頭部装着型 立体画像表示装置を装着した人）の両眼に対応して、かつ、装着者の左右の目に 映る像が両眼視差分ずれるように別々に設けられており、表示素子３の画像の焦 点を装着者の眼球内に結ばせる。このような構成において、装着者は、表示素子 ３の画像を立体画像として認識し、この画像を見ながら自由に移動し、両手を使 って他の作業（遠隔操作など）を行う。 As is well known, a head-mounted stereoscopic image display device (Head Mounted Display; HMD) as shown in FIG. 2 is known as a device for remote control or simulation work. In this figure, a head-mounted stereoscopic image display device 1 includes a liquid crystal backlight 2, a display element 3, an optical lens 4, and a helmet 5. A CG or TV image is displayed on the display element 3. The liquid crystal backlight 2 is provided on the back surface of the display element 3, and illuminates the image on the display element 3 to make the outline of the image clear. The optical lens 4 corresponds to both eyes of the wearer (the person who wears the head-mounted type stereoscopic image display device), and is separately provided so that the images reflected in the left and right eyes of the wearer are displaced by the binocular parallax. It is provided so that the focal point of the image of the display element 3 can be focused on the eyeball of the wearer. In such a configuration, the wearer recognizes the image of the display element 3 as a stereoscopic image, moves freely while viewing this image, and performs other work (remote operation, etc.) using both hands.
【０００３】 図３は、表示素子３の一実施例の構成を示す斜視図である。この図において、 表示素子３は、液晶層６、配向膜７，７、上部電極８，８，・・・，８、下部電 極９，９，・・・，９、ガラス基板１０，１０、カラーフィルタ１１1，１１2， １１3、および、保護膜１２から構成されている。上記液晶層６には、液晶分子 が満たされており、この液晶分子は、接触部分の表面の状態により分子の配列が 規制される性質を持っている。そのため、液晶分子が一定の方向に配列するよう に、上部電極８，８，・・・，８、下部電極９，９，・・・，９の表面には、配 向膜７，７が形成されている。また、液晶分子は、その材料の種類によって異な る固有の双極子モーメントを持っている。このため、上部電極８，８，・・・， ８と下部電極９，９，・・・，９とに挟まれている液晶層６においては、上部電 極８，８，・・・，８と下部電極９，９，・・・，９との間に電圧が加えられる と、このとき形成される電界の作用で液晶分子の配列組織が変わる。カラーフィ ルタ１１1は赤、カラーフィルター１１2は緑、カラーフィルター１１3は青のカ ラーフィルターであり、これら三原色のカラーフィルター１１1，１１2，１１3 は、ガラス基板１０の上に配列して設けられ、表示素子３から映し出される画像 をカラー表示させる。FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of an embodiment of the display element 3. In this figure, the display element 3 includes a liquid crystal layer 6, alignment films 7, 7, upper electrodes 8, 8, ..., 8, lower electrodes 9, 9 ,. The color filters 11 1 , 11 2 , 11 3 and the protective film 12 are included. The liquid crystal layer 6 is filled with liquid crystal molecules, and the liquid crystal molecules have a property that the alignment of the molecules is regulated by the surface condition of the contact portion. Therefore, the alignment films 7 and 7 are formed on the surfaces of the upper electrodes 8, 8, ..., 8 and the lower electrodes 9, 9, ..., 9 so that the liquid crystal molecules are aligned in a certain direction. Has been done. Liquid crystal molecules have unique dipole moments that differ depending on the type of material. Therefore, in the liquid crystal layer 6 sandwiched between the upper electrodes 8, 8, ..., 8 and the lower electrodes 9, 9, ..., 9, the upper electrodes 8, 8 ,. When a voltage is applied between the lower electrode 9 and the lower electrodes 9, 9, ..., 9, the array structure of the liquid crystal molecules is changed by the action of the electric field formed at this time. The color filter 11 1 is a red color filter, the color filter 11 2 is a green color filter, and the color filter 11 3 is a blue color filter. These three primary color filters 11 1 , 11 2 , and 11 3 are arranged on the glass substrate 10. The image displayed by the display element 3 is displayed in color.
【０００４】 図４は上述した表示素子３の電極構造を示す上面図である。この図において、 複数の上部電極８，８，・・・，８は、それぞれ平行に、かつ、等間隔で設けら れており、複数の下部電極９，９，・・・，９も、前述した上部電極の場合と同 様に、平行に、かつ、等間隔で設けられている。さらに、上部電極８，８，・・ ・，８と下部電極９，９，・・・，９とは、異なる平面上において、垂直に設け られている。このような構成において、上部電極８，８，・・・，８と下部電極 ９，９，・・・，９とに挟まれている液晶層６が画素となる。FIG. 4 is a top view showing the electrode structure of the display element 3 described above. In this figure, the plurality of upper electrodes 8, 8, ..., 8 are provided in parallel and at equal intervals, and the plurality of lower electrodes 9, 9 ,. Similar to the case of the upper electrode, the electrodes are provided in parallel and at equal intervals. Further, the upper electrodes 8, 8, ..., 8 and the lower electrodes 9, 9, ..., 9 are provided vertically on different planes. In such a configuration, the liquid crystal layer 6 sandwiched between the upper electrodes 8, 8, ..., 8 and the lower electrodes 9, 9 ,.
【０００５】 次に、上述した表示素子３において、画像が表示される過程について説明する 。例えば、上部電極８，８，・・・，８と下部電極９，９，・・・，９とからそ れぞれ１つの上部電極８と下部電極９が選択され、電圧が加えられると、該上部 電極８と該下部電極９とが対向した位置における液晶層６（該上部電極８と該下 部電極９とが交わる部分）において、電界が形成される。そして、その電界の作 用によって、液晶層６の液晶分子の配列組織が変えられ、液晶層６を通過する光 の透過性が変化する。その結果、表示素子３において、上部電極８，８，・・・ ，８と下部電極９，９，・・・，９とに、所定の信号電圧を印加することによっ て、供給した信号に応じた画像が表示される。Next, a process of displaying an image on the above-mentioned display element 3 will be described. For example, when one upper electrode 8 and one lower electrode 9 are selected from the upper electrodes 8, 8, ..., 8 and lower electrodes 9, 9 ,. An electric field is formed in the liquid crystal layer 6 (where the upper electrode 8 and the lower electrode 9 intersect) at a position where the upper electrode 8 and the lower electrode 9 face each other. The arrangement of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 6 is changed by the action of the electric field, and the transmittance of light passing through the liquid crystal layer 6 is changed. As a result, in the display element 3, by applying a predetermined signal voltage to the upper electrodes 8, 8, ..., 8 and the lower electrodes 9, 9 ,. The corresponding image is displayed.
【０００６】[0006]
ところで、通常、人が眼球を動かさずに見える視野は、片目で上下左右約６０ 度、両目で左右約９０度である。前述した頭部装着型立体画像表示装置において は、装着者が十分な臨場感を得るために、少なくとも片目で左右６０度、上下４ ５度以上の視野角が必要とされる。この場合、視力換算０．３以上の解像度を得 るためには、約８７万ピクセル（水平１０８０本，垂直８１０本）の画素数を持 つ表示素子が必要となる。一方、頭部装着型立体画像表示装置に用いられる表示 素子は、人が頭部に装着して作業をするため、数インチ以下でなければならない 。しかし、装着者が十分な視野角と解像度を得るためには、表示素子の画素数を 増やす必要があり、（各走査線に１ケ設けられる）ドライバを付け加えなければ ならない。この場合、表示素子の重量が増し、サイズが大きくなってしまう。こ のため、表示素子の解像度を上げることができないという問題が生じた。また、 画素数は、４インチの表示素子の場合、１２．５万ピクセル（水平５００本，垂 直２５０本）であるため、このサイズの表示素子においては、十分な解像度で表 示素子の画像を認識することができないという問題が生じた。 By the way, normally, the visual field that a person can see without moving the eyeball is about 60 degrees up and down and left and right with one eye, and about 90 degrees left and right with both eyes. In the above-described head-mounted stereoscopic image display device, in order for the wearer to have a sufficient sense of presence, at least one eye needs a viewing angle of 60 degrees left and right and 45 degrees or more up and down. In this case, in order to obtain a resolution of 0.3 or more in terms of visual acuity, a display element having about 870,000 pixels (horizontal 1080 pixels, vertical 810 pixels) is required. On the other hand, the display element used in a head-mounted stereoscopic image display device must be several inches or less because a person mounts it on the head to work. However, in order for the wearer to obtain a sufficient viewing angle and resolution, it is necessary to increase the number of pixels of the display element, and a driver (one for each scanning line) must be added. In this case, the weight of the display element increases and the size increases. For this reason, there arises a problem that the resolution of the display element cannot be increased. In addition, the number of pixels is 125,000 pixels (500 horizontal lines, 250 vertical lines) in the case of a 4-inch display element. Therefore, with a display element of this size, the image of the display element can be displayed with sufficient resolution. There was a problem that I could not recognize.
【０００７】 この考案は上述した事情に鑑みてなされたもので、請求項１記載の考案におい ては、画素数を増やすことなく解像度を数倍に上げることができる表示素子を提 供することを目的としている。 また、請求項２記載の考案においては、十分な解像度で画像が認識される表示 装置を提供することを目的としている。 また、請求項３記載の考案においては、より現実に近い感覚で臨場感のある画 像が認識される表示装置を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a display device capable of increasing the resolution several times without increasing the number of pixels. I am trying. Further, the invention according to claim 2 aims to provide a display device in which an image is recognized with a sufficient resolution. Further, the invention according to claim 3 aims to provide a display device in which an image with a realistic sensation is recognized with a feeling closer to reality.
【０００８】[0008]
上述した問題点を解決するために、請求項１記載の考案では、 中心部の画素の密度が最も高く、前記中心部の画素の密度よりも外側の画素の 密度の方が低いことを特徴とする。 また、請求項２記載の考案では、 請求項１記載の表示素子は、前記中心部の画素に表示される画像と視野角の中 心とが対向するように、配設されたことを特徴とする。 また、請求項３記載の考案では、 少なくとも１つの表示素子に画像を表示させて立体映像を形成する表示装置に おいて、前記表示手段に請求項１記載の表示素子を用いたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that the density of pixels in the central portion is the highest, and the density of pixels outside is lower than the density of pixels in the central portion To do. According to a second aspect of the invention, the display element according to the first aspect is arranged such that an image displayed on the pixel in the central portion and a center of a viewing angle face each other. To do. According to a third aspect of the invention, in a display device for displaying an image on at least one display element to form a stereoscopic image, the display element according to the first aspect is used as the display means. To do.
【０００９】[0009]
請求項１記載の考案によれば、中心部の画素の密度が最も高く、前記中心部の 画素の密度よりも外側の画素の密度の方が低くなるように、電極が形成される。 また、請求項２記載の考案によれば、請求項１記載の表示素子の中心部の画素 に表示された画像が、視野角の中心に入射される。 また、請求項３記載の考案によれば、請求項１記載の表示素子に表示された画 像が両眼視差分ずれて両眼の各々へ入射される。 According to the first aspect of the present invention, the electrodes are formed such that the density of the pixels in the central portion is the highest and the density of the pixels outside is lower than the density of the pixels in the central portion. According to the second aspect of the invention, the image displayed on the pixel in the central portion of the display element according to the first aspect is incident on the center of the viewing angle. According to the invention of claim 3, the image displayed on the display element of claim 1 is incident on each of both eyes with a binocular parallax difference.
【００１０】[0010]
次に図面を参照してこの考案の実施例について説明する。図１は、この考案の 一実施例の表示素子の電極構造を示す上面図である。この図において、複数の上 部電極２１，２１，・・・，２１は、表示素子２０の中心部で、平行に、かつ、 等間隔で設けられており、複数の下部電極２２，２２，・・・，２２も同様に、 表示素子２０の中心部で、平行に、かつ、等間隔で設けられている。表示素子２ ０の中心部の範囲は、装着者の視野角の中心から±１０度の範囲である。表示素 子２０の中心部の外側の上部電極２１，２１，・・・，２１は、中心部の上部電 極２１，２１，・・・，２１の電極の間隔より広く設けられている。同様に、表 示素子２０の中心部の外側の下部電極２２，２２，・・・，２２も、中心部の下 部電極２２，２２，・・・，２２の電極の間隔より広く設けられている。このと き、表示素子２０の面上は、中心部の画素の密度が最も高く、前記中心部の画素 の密度よりも外側の画素の密度の方が低くなっている。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a top view showing an electrode structure of a display device according to an embodiment of the present invention. In this figure, a plurality of upper electrodes 21, 21, ..., 21 are provided in parallel in the central portion of the display element 20 at equal intervals, and a plurality of lower electrodes 22, 22 ,. .., 22 are also provided in the central portion of the display element 20 in parallel and at equal intervals. The range of the central portion of the display element 20 is within ± 10 degrees from the center of the viewing angle of the wearer. The upper electrodes 21, 21, ..., 21 outside the center of the display element 20 are provided wider than the distance between the electrodes of the upper electrodes 21, 21 ,. Similarly, the lower electrodes 22, 22, ..., 22 outside the central portion of the display element 20 are also provided wider than the electrode intervals of the lower electrodes 22, 22 ,. There is. At this time, on the surface of the display element 20, the density of the pixels in the central portion is the highest, and the density of the pixels outside is lower than the density of the pixels in the central portion.
【００１１】 次に、上述した表示素子において、画像が表示される過程について説明する。 上部電極２１，２１，・・・，２１と下部電極２２，２２，・・・，２２とに所 定の信号電圧が加えられると、該上部電極と該下部電極とに挟まれている液晶層 ６において、電界が形成され、この電界の作用によって、前記液晶層６の液晶分 子の配列組織は変えられる。そして、表示素子２０の面上において、バックライ ト２の光を透過する部分と透過しない部分とが形成される。このとき、表示素子 ２０の中心部の画素の表示が最も精細に表示され、供給した信号に応じた画像が 映し出される。Next, a process of displaying an image on the above-mentioned display device will be described. , 21 and lower electrodes 22, 22, ..., 22 when a predetermined signal voltage is applied to the liquid crystal layer sandwiched between the upper electrode and the lower electrode. 6, an electric field is formed, and the arrangement of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 6 is changed by the action of this electric field. Then, on the surface of the display element 20, a portion of the backlight 2 that transmits light and a portion that does not transmit light are formed. At this time, the display of the pixel in the central portion of the display element 20 is displayed with the highest resolution, and an image corresponding to the supplied signal is displayed.
【００１２】 表示素子２０を上述したような構成にしたのは、人間の持つ視力の分布を考慮 したためである。つまり、視力の分布は、視野の部位により異なり、注視点（通 常、人が正面を向いているとき、視野角の中心であり、医学的には黄斑中心窩と 呼ばれている部分）において最も良く、注視点より±１０度の点においては、視 力が１／５に減少する。このため、装着者が、注視点において１．０の視力で見 ている場合、視野角の中心より±１０度の点においては、０．２の視力で見るこ とになる。故に、表示素子２０の中心部の画素に表示される画像と視野角の中心 とが対向するように、表示素子２０が表示装置に配設されることによって、視力 分布に対応した画像が表示される。The display element 20 is configured as described above because the distribution of human visual acuity is taken into consideration. In other words, the distribution of visual acuity varies depending on the part of the visual field, and at the gazing point (usually the center of the viewing angle when a person is facing forward, the part that is medically called the macular fovea). Best, at ± 10 degrees from the gazing point, the visual acuity is reduced to 1/5. Therefore, when the wearer looks at the visual acuity of 1.0 at the gazing point, the visual acuity of 0.2 is obtained at a point of ± 10 degrees from the center of the viewing angle. Therefore, by disposing the display element 20 in the display device so that the image displayed in the pixel at the center of the display element 20 and the center of the viewing angle face each other, an image corresponding to the visual acuity distribution is displayed. It
【００１３】 次に、図２の立体映像を形成する頭部装着型立体画像表示装置に、表示素子２ ０が用いられた場合について説明する。この場合、表示素子３の代わりに表示素 子２０を、中心部の画素に表示される画像と視野角の中心とが対向するように配 設する。このような構成によって、表示素子２０の中心部の画素に表示された画 像が、両眼視差分ずれて両眼の各々の視野角の中心に入射され、視力分布に対応 した立体画像が表示される。Next, a case where the display element 20 is used in the head-mounted stereoscopic image display device for forming a stereoscopic image shown in FIG. 2 will be described. In this case, instead of the display element 3, the display element 20 is arranged so that the image displayed in the pixel at the center and the center of the viewing angle face each other. With this configuration, the image displayed on the pixel at the center of the display element 20 is incident on the center of each viewing angle of both eyes with a binocular parallax shift, and a stereoscopic image corresponding to the visual acuity distribution is displayed. To be done.
【００１４】 なお、この考案の実施例においては、表示素子として液晶表示素子を示したが 、これに限らず、例えばＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）、 ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、 ＰＤＰ（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）等を用いてもよい。In the embodiment of the present invention, the liquid crystal display element is shown as the display element, but not limited to this, for example, a CRT (cathode ray tube), an EL (electroluminescence), a PDP (plasma display panel) and the like. You may use.
【００１５】[0015]
【考案の効果】 以上、説明したように、請求項１記載の考案によれば、中心部の画素の密度が 最も高く、前記中心部の画素の密度よりも外側の画素の密度の方が低くなるよう に、電極が形成されるので、画素数を増やすことなく解像度を数倍に上げること ができるという効果が得られる。 また、請求項２記載の考案によれば、請求項１記載の表示素子の中心部の画素 に表示された画像が、視野角の中心に入射されるので、十分な解像度で画像が認 識されるという効果が得られる。 また、請求項３記載の考案によれば、請求項１記載の表示素子に表示された画 像が両眼視差分ずれて両眼の各々へ入射されるので、より現実に近い感覚で臨場 感のある画像が認識されるという効果が得られる。As described above, according to the invention of claim 1, the density of the pixels in the central portion is the highest, and the density of the pixels outside is lower than the density of the pixels in the central portion. Since the electrodes are formed as described above, there is an effect that the resolution can be increased several times without increasing the number of pixels. According to the invention of claim 2, the image displayed on the pixel in the central portion of the display element of claim 1 is incident on the center of the viewing angle, so that the image can be recognized with sufficient resolution. The effect of Further, according to the invention of claim 3, the image displayed on the display element of claim 1 is incident on each of the eyes with a binocular parallax difference, so that a realistic sensation can be obtained. It is possible to obtain the effect that a certain image is recognized.
【図１】本考案の一実施例の構成を示す上面図である。FIG. 1 is a top view showing the configuration of an embodiment of the present invention.
【図２】頭部装着型立体画像表示装置の構成を示す斜視
図である。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a head-mounted stereoscopic image display device.
【図３】従来の頭部装着型立体画像表示装置の表示素子
の構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a display element of a conventional head-mounted stereoscopic image display device.
【図４】図３の電極構造を示す上面図である。FIG. 4 is a top view showing the electrode structure of FIG.
２０ 表示素子 ２１ 上部電極 ２２ 下部電極 20 display element 21 upper electrode 22 lower electrode
Claims (3)
部の画素の密度よりも外側の画素の密度の方が低いこと
を特徴とする表示素子。1. A display device, wherein the density of pixels in the central portion is highest, and the density of pixels on the outer side is lower than the density of pixels in the central portion.
画素に表示される画像と視野角の中心とが対向するよう
に、配設されたことを特徴とする表示装置。2. A display device according to claim 1, wherein the display element is arranged such that an image displayed on the pixel in the central portion and a center of a viewing angle face each other.
せて立体映像を形成する表示装置において、前記表示手
段に請求項１記載の表示素子を用いたことを特徴とする
請求項２記載の表示装置。3. The display device according to claim 1, wherein the display means includes a display device for displaying an image on at least one display device to form a stereoscopic image. apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2678292U JPH0584930U (en) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | Display element and display device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2678292U JPH0584930U (en) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | Display element and display device using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH0584930U true JPH0584930U (en) | 1993-11-16 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2678292U Withdrawn JPH0584930U (en) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | Display element and display device using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0584930U (en) |
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