KR100627356B1 - 플라즈마 표시 패널 및 그의 자동전력 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

이 발명은 다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극과 유지전극을 포함하는 플라즈마 패널 및 그의 자동전력 제어 방법에 관한 것으로서, 영상신호를 입력받아 부하율을 판단하여 저장하고, 이전 프레임의 부하율과 현재 프레임의 부하율의 차이를 계산한다. 그리고 나서, 부하율의 차이가 기준값 이상이면, 급한 기울기에서 완만한 기울기로 변화해가며 자동전력제어레벨을 시간에 따라 변화시킨다. 이렇게 전력을 제어함으로써, 소비전력을 줄이고 회로 소자의 신뢰성을 확보할 수 있다.
플라즈마, PDP, 자동전력제어, 격벽, 소비전력

Description

플라즈마 표시 패널 및 그의 자동전력 제어 방법 {PLASMA DISPLAY PANEL AND AUTOMATIC POWER CONTROL METHOD THEREOF}
도1은 AC형 플라즈마 표시 패널의 일부 사시도이다.
도2는 플라즈마 디스플레이 패널의 3전극 면방전 구조를 나타낸 것이다.
도3은 부하율에 따른 서스테인수를 나타낸 도면이다.
도4는 종래의 시간에 따른 APC 레벨 제어를 나타낸 도면이다.
도5는 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널의 구성도이다.
도6는 도5의 제어부의 상세 구성도이다.
도7 내지 도8은 본 발명의 실시예에 따른 시간에 따른 APC 레벨 제어를 나타낸 도면이다.
본 발명은 플라즈마 표시 패널에 관한 것으로, 특히, 플라즈마 패널의 자동전력 제어 방법에 관한 것이다.
최근 액정표시장치(liquid crystal display; LCD), 전계 방출 표시장치(field emission display; FED), PDP 등의 평면 표시 장치가 활발히 개발 되고 있다. 이들 평면 표시 장치 중에서 PDP는 다른 평면 표시 장치에 비해 휘도 및 발광효율이 높으며 시야각이 넓다는 장점이 있다. 따라서, PDP가 40인치 이상의 대형 표시 장치에서 종래의 CRT(cathode ray tube)를 대체할 표시 장치로서 각광받고 있다.
PDP는 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 평면 표시 장치로서, 그 크기에 따라 수십에서 수백 만개 이상의 픽셀(pixel)이 매트릭스(matrix)형태로 배열되어 있다. 이러한 PDP는 인가되는 구동 전압 파형의 형태와 방전 셀의 구조에 따라 직류형(DC형)과 교류형(AC형)으로 구분된다.
직류형 PDP는 전극이 방전 공간에 그대로 노출되어 있어서 전압이 인가되는 동안 전류가 방전공간에 그대로 흐르게 되며, 이를 위해 전류제한을 위한 저항을 만들어 주어야 하는 단점이 있다. 반면, 교류형 PDP에서는 전극을 유전체층이 덮고 있어 자연스러운 캐패시턴스 성분의 형성으로 전류가 제한되며 방전시 이온의 충격으로부터 전극이 보호되므로 직류형에 비해 수명이 길다는 장점이 있다.
도 1은 AC형 플라즈마 표시 패널의 일부 사시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제1 기판(1) 위에는 유전체층(2) 및 보호막(3)으로 덮인 주사전극(4)과 유지전극(5)이 쌍을 이루어 평행하게 설치된다. 제2 기판(6) 위에는 절연체층(7)으로 덮인 복수의 어드레스전극(8)이 설치된다. 어드레스전극(8)들 사이에 있는 절연체층(7) 위에는 어드레스 전극(8)과 평행하게 격벽(9)이 형성되어 있다. 또한, 절연체층(7)의 표면 및 격벽(9)의 양측면에 형광체(10)가 형성되어 있다. 제1 기판(1)과 제2 기판(6)은 주사전극(4)과 어드레스전 극(8) 및 유지전극(5)과 어드레스전극(8)이 직교하도록 방전공간(11)을 사이에 두고 대향하여 배치되어 있다. 어드레스전극(8)과, 쌍을 이루는 주사전극(4)과 유지전극(5)과의 교차부에 있는 방전공간이 방전셀(12)을 형성한다.
도2는 플라즈마 디스플레이 패널의 3전극 면방전 구조를 나타낸 것이다.
도2를 참조하면, 격벽으로 형성된 방전 공간 안에 나란히 형성된 주사전극과 유지전극과 마주보며 교차하여 어드레스 전극이 설치된다. 이 구조는 어드레스 전극과 주사전극사이에서 화소를 선택하기 위하여 벽전하를 생성시키는 방전이 일어나고 그 후 주사전극과 유지전극 사이에서 화상표시를 하기 위한 방전이 일정시간 반복되어 일어나게 된다.
격벽은 방전공간을 형성하는 기능과 함께 방전 시 발생한 광을 차단하여 인근 화소의 오동작(cross talk)을 방지하는 역할을 한다. 이러한 단위구조를 하나의 기판 위에 매트릭스(matrix) 형상으로 복수개 형성하고, 각 단위구조에 형광물질을 도포하여 하나의 화소를 구성하고 이 화소들이 모여서 하나의 플라즈마 표시 패널이 된다. 현재 상용화되고 있는 플라즈마 표시 패널은 각 화소 안에서 방전을 일으키고 방전에 의해 발생한 자외선이 화소 내벽에 도포되어 있는 형광물질을 여기시켜 원하는 색을 구현하게 된다.
도3은 종래의 소비전력을 제어하는 알고리듬을 보여준다.
도3을 참조하면, 부하율(L)의 전체 범위가 n 개의 부하율 범위(0 ~ L1, L1 ~ L2, ..., Ln-1 ~ Ln)로 구분되어, 각 부하율 범위(0 ~ L1, L 1 ~ L2, ..., Ln-1 ~ Ln)에 상응하는 표시-방전 회수(Nn, Nn-1, ..., N1)가 설정된다. 예를 들어, 부하율이 0 ~ L1의 최소 범위에 속하는 프레임에서는 최다의 표시-방전 회수 Nn이 적용된다. 이와 반대로, 부하율이 Ln-1 ~ Ln의 최대 범위에 속하는 프레임에서는 최소의 표시-방전 회수 N1이 적용된다.
종래에는 플라즈마 표시 패널 장치에 입력된 데이터로부터 평균신호레벨(혹은 부하율이라 한다)을 계산하고, 계산된 부하율에 해당하는 표시-방전 회수에 수렴하도록 한단계씩 휘도치를 변화시키는 방법으로 전력을 제어하였다.
도4는 화면 load가 APC 0 Level에서 APC 255 Level로 급격히 변화할 때 급변하지 않고 시간에 따라 천천히 변화하는 모습을 나타낸 도면이다.
도4를 참조하면, 현재 플라즈마 디스플레이 패널에서 화면 로드가 큰 차이로 변환하게 되면 APC Level도 크게 변하게 되므로 이에 따라 화면의 휘도 차이가 발생하므로 이를 보정하는 방법으로 천천히 APC Level을 변하게 하는 Slow APC 커브 개념을 사용하고 있다.
그러나, 이러한 방법은 화면 부하율에 따라 서스테인수가 느리게 반응하기 때문에 소비전력 및 회로 소자에 악영향을 미치게 한다. 왜냐하면 예로 APC 0 Level에서의 서스테인수는 2000개이고 APC 255 Level에서의 서스테인(Sustain) 수가 300개로 가정할 때 화면 부하율(load)은 APC 0 Level에서 255 Level로 변화하였지만 서스테인수는 느리게 반응하였다면 소비전력 및 회로 소자에 무리를 줄 것이기 때문이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 화면 부하율이 급변할 때 이에 대응하여 초기에는 급한 기울기로 APC 레벨을 변화시키고 점차적으로 완만한 기울기로 APC 레벨을 변화시켜 소비전력을 줄이고, 회로소자의 신뢰성을 높이는 플라즈마 표시 패널 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 표시 패널은,
다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극 및 유지전극을 포함하는 플라즈마 패널;
외부에서 입력되는 영상 신호를 입력받아 유지전극 구동신호, 주사전극 구동신호 및 어드레스 전극 구동신호를 생성하며, 상기 영상신호의 부하율이 일정 기준값 이상 변화하면, 기울기를 변화해가며 자동전력제어레벨을 변화시키도록 제어하는 제어부;
상기 제어부로부터 출력되는 어드레스 구동신호에 따라 전압을 상기 플라즈마 패널의 상기 어드레스 전극에 인가하는 어드레스 전극 구동부;
상기 제어부의 유지전극 구동신호에 따라 유지 전압을 상기 유지 전극에 인가하는 유지 전극 구동부;
상기 제어부의 주사전극 구동신호에 따라 주사 전압을 상기 주사 전극에 인가하는 주사 전극 구동부를 포함한다.
이러한 과제를 이루기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 플라즈마 패널의 자동전력 제어 방법은,
다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극과 유지전극을 포함하는 플라즈마 패널의 자동전력 제어 방법으로서,
영상신호를 입력받아 부하율을 판단하여 저장하는 제1 단계;
이전 프레임의 부하율과 현재 프레임의 부하율의 차이를 계산하는 제2 단계;
부하율의 차이가 기준값 이상이면, 기울기를 변화해가며 자동전력제어레벨을 변화시키는 제3 단계를 포함한다.
그러면, 이러한 본 발명을 통상의 지식을 지닌자가 용이하게 실시할 수 있도록 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.
도5는 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널의 구성도이다.
도5를 참조하면, 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널은, 플라즈마 패널(100), 제어부(200), 어드레스 전극 구동부(300), 주사 전극 구동부(이하 'Y 전극 구동부'라 함)(400) 및 유지 전극 구동부(이하 'X 전극 구동부'라 함)(500)를 포함한다.
플라즈마 패널(100)은 열 방향으로 배열되어 있는 복수의 어드레스 전극(A1-Am), 그리고 행 방향으로 배열되어 있는 복수의 유지 전극(이하 'X 전극'이라 함)(X1-Xn) 및 주사 전극(이하 'Y 전극'이라 함)(Y1-Yn)을 포함한다. X 전극(X1-Xn)은 각 Y 전극(Y1-Yn)에 대응해서 형성되며, 일반적으로 그 일단이 서로 공통으 로 연결되어 있다. 그리고 플라즈마 패널(100)은 X 및 Y 전극(X1-Xn, Y1-Yn)이 배열된 유리 기판(도시하지 않음)과 어드레스 전극(A1-Am)이 배열된 유리 기판(도시하지 않음)으로 이루어진다. 두 유리 기판은 Y 전극(Y1-Yn)과 어드레스 전극(A1-Am) 및 X 전극(X1-Xn)과 어드레스 전극(A1-Am)이 각각 직교하도록 방전 공간을 사이에 두고 대향하여 배치된다. 이때, 어드레스 전극(A1-Am)과 X 및 Y 전극(X1-Xn, Y1-Yn)의 교차부에 있는 방전 공간이 방전 셀을 형성한다. 제어부(200)는 외부로부터 영상 신호를 수신하여 어드레스 구동신호, X 전극 구동신호 및 Y 전극 구동신호를 출력한다. 그리고 제어부(200)는 한 프레임을 복수의 서브필드로 분할하여 구동하며, 각 서브필드는 시간적인 동작 변화로 표현하면 리셋 기간, 어드레싱 기간, 서스테인 기간으로 이루어진다. 특히, 제어부(200)는 부하율을 측정하여 저장하고, 이전 프레임의 부하율과 현재 프레임의 부하율의 차이를 계산하여, 부하율의 차이가 클 때는 초기에는 기울기를 급격히 변화시키고, 점차로 완만한 기울기로 자동전력제어레벨을 변화시키도록 제어한다. 어드레스 전극 구동부(300)는 제어부(200)로부터 어드레스 전극 구동신호를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 표시 데이터 신호를 각 어드레스 전극(A1-Am)에 인가한다. X 전극 구동부(500)는 제어부(200)로부터 X 전극 구동신호를 수신하여 X 전극(X1-Xn)에 구동 전압을 인가한다. Y 전극 구동부(400)는 제어부(200)로부터 Y 전극 구동신호를 수신하여 Y 전극(Y1-Yn)에 구동 전압을 인가한다.
도6은 도5의 제어부의 상세도이다.
도6을 참조하면, 제어부는,
상기 영상신호로부터 서브필드 데이터를 생성하여 어드레스 전극 구동신호로 출력하는 서브필드 데이터 생성부(210);
영상 신호의 부하율을 계산하는 평균신호레벨 계산부(220);
측정된 부하율을 저장하는 제1 메모리(240);
이전프레임과 현재 프레임의 부하율의 차이를 계산하는 부하 변화율 계산부(231);
부하율에 대응하는 서스테인수를 룩업테이블 형태로 저장하는 제2 메모리(250);
상기 평균신호레벨 계산부에서 계산된 부하율에 해당하는 APC 레벨을 상기 메모리를 참조하여 결정하며, 상기 부하 변화율이 기준값 이상일 경우 상기 영상신호의 부하율이 일정 기준값 이상 변화하면, 기울기를 변화해가며 자동전력제어레벨을 변화시키도록 제어하는 자동전력 제어부(232)를 포함한다.
그러면, 이러한 구성을 가진 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널의 동작에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 제어부(200)의 서브필드 데이터 생성부(210)는 외부에서 입력되는 영상신호를 입력받아 N개의 서브필드 데이터로 생성하고, 각 서브필드별로 어드레스 전극 구동신호를 출력한다.
한편, 평균신호레벨 계산부(220)는 감마 보정된 영상 신호의 부하율을 연산하여 제1 메모리(240)에 저장한다.
그러면, 부하변화율 계산부(231)는 이전 프레임의 부하율과 현재 프레임의 부하율의 차이를 계산하여 자동전력 제어부(232)로 출력한다.
그러면, 자동전력 제어부(232)는 부하 변화율이 기준값 이상인지를 판단한다. 이때, 기준값은 화면의 부하가 급변하는지를 판단하는 기준값으로서 실험에 의해 미리 설정한다.
판단결과 부하율이 급격히 변할 때, 예를 들면 화면 부하율이 급격히 변하여 APC 레벨이 0 레벨에서 255레벨로 변화할때, 자동전력 제어부(232)는 도4와 같은 기존의 방법과 같이 선형적으로 APC 레벨이 변하도록 하지 않고, 도7과 같이, 초기에는 급격히 APC 레벨이 감소하다가 점차 완만한 형태로 APC 레벨이 감소하도록 제어한다.
그리고 나서, 결정된 APC 레벨에 대응하는 X전극 구동신호 및 Y전극 구동신호를 생성하여 출력한다.
그러면, 어드레스 전극 구동부(300)는 어드레스 전극 구동신호를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 표시 데이터 신호를 각 어드레스 전극(A1-Am)에 인가한다.
그리고, X 전극 구동부(500)는 X전극 구동신호를 수신하여 X 전극(X1-Xn)에 구동 전압을 인가하고, Y 전극 구동부(400)는 Y 전극 구동신호를 수신하여 Y 전극(Y1-Yn)에 구동 전압을 인가한다.
그러면, 플라즈마 패널(100)에는 데이터가 표시된다.
상기과정에서 화면 부하율이 급격히 변화할 때, APC 레벨을 시간에 따라 변화시키는 방법은 다양하게 변형이 가능하며, 도8과 같이, 하나의 변곡점(P1)을 가 지고, 기울기를 완만하게 변화시킬 수도 있다.
또한, 도9와 같이, 2개의 변곡점(P2, P3)을 가지고, 기울기가 차츰 완만해지도록 할 수도 있다.
이와 같이, 본원 발명의 실시예는 다양한 변형이 가능하며, 부하율이 급하게 변할 때 초기에 급하게 APC 레벨을 변화시켜 줌으로써 소비전력을 줄이고, 회로소자의 신뢰성을 확보할 수 있다.
본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에 의하여 변형 및 개량될 수 있다.
이상에서와 같이, 이 발명의 실시예에서, 부하율이 급격히 변할 때 APC 레벨을 초기에는 급격히 변화시키고, 점차로 완만하게 변화하도록 하여 소비전력을 줄이고, 회로 소자의 신뢰성을 높일 수 있는 플라즈마 표시 패널 및 그의 자동전력 제어 방법을 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극 및 유지전극을 포함하는 플라즈마 패널;
    외부에서 입력되는 영상 신호를 입력받아 유지전극 구동신호, 주사전극 구동신호 및 어드레스 전극 구동신호를 생성하며, 상기 영상신호의 부하율이 일정 기준값 이상 변화하면, 기울기를 변화해가며 자동전력제어레벨을 변화시키도록 제어하는 제어부;
    상기 제어부로부터 출력되는 어드레스 구동신호에 따라 전압을 상기 플라즈마 패널의 상기 어드레스 전극에 인가하는 어드레스 전극 구동부;
    상기 제어부의 유지전극 구동신호에 따라 유지 전압을 상기 유지 전극에 인가하는 유지 전극 구동부;
    상기 제어부의 주사전극 구동신호에 따라 주사 전압을 상기 주사 전극에 인가하는 주사 전극 구동부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 영상신호의 부하율이 일정 기준값 이상 변화하면, 제1 기울기로 APC 레벨을 변화시킨후, 제2 기울기로 APC 레벨을 변화시키며, 제1 기울기의 절대값이 제2 기울기의 절대값 보다 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  3. 다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극 및 유지전극을 포함하는 플라즈마 패널;
    외부에서 입력되는 영상 신호를 입력받아 유지전극 구동신호, 주사전극 구동신호 및 어드레스 전극 구동신호를 생성하며, 상기 영상신호의 부하율이 일정 기준값 이상 변화하면, 기울기를 변화해가며 자동전력제어레벨을 변화시키도록 제어하는 제어부;
    상기 제어부로부터 출력되는 어드레스 구동신호에 따라 전압을 상기 플라즈마 패널의 상기 어드레스 전극에 인가하는 어드레스 전극 구동부;
    상기 제어부의 유지전극 구동신호에 따라 유지 전압을 상기 유지 전극에 인가하는 유지 전극 구동부;
    상기 제어부의 주사전극 구동신호에 따라 주사 전압을 상기 주사 전극에 인가하는 주사 전극 구동부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 영상신호의 부하율이 일정 기준값 이상 변화하면, 제1 기울기로 APC 레벨을 변화시킨후, 제2 기울기 및 제3 기울기로 APC 레벨을 변화시키며, 제1 기울기, 제2 기울기 및 제3 기울기의 순서로 절대값이 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  4. 다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극 및 유지전극을 포함하는 플라즈마 패널;
    외부에서 입력되는 영상 신호를 입력받아 유지전극 구동신호, 주사전극 구동신호 및 어드레스 전극 구동신호를 생성하며, 상기 영상신호의 부하율이 일정 기준값 이상 변화하면, 기울기를 변화해가며 자동전력제어레벨을 변화시키도록 제어하는 제어부;
    상기 제어부로부터 출력되는 어드레스 구동신호에 따라 전압을 상기 플라즈마 패널의 상기 어드레스 전극에 인가하는 어드레스 전극 구동부;
    상기 제어부의 유지전극 구동신호에 따라 유지 전압을 상기 유지 전극에 인가하는 유지 전극 구동부;
    상기 제어부의 주사전극 구동신호에 따라 주사 전압을 상기 주사 전극에 인가하는 주사 전극 구동부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 영상신호로부터 서브필드 데이터를 생성하여 어드레스 전극 구동신호로 출력하는 서브필드 데이터 생성부;
    상기 영상 신호의 부하율을 계산하는 평균신호레벨 계산부;
    측정된 부하율을 저장하는 제1 메모리;
    상기 제1 메모리에 저장된 이전프레임의 부하율과 현재 입력된 프레임의 부하율의 차이를 계산하는 부하 변화율 계산부;
    부하율에 대응하는 서스테인수를 룩업테이블 형태로 저장하는 제2 메모리;
    상기 평균신호레벨 계산부에서 계산된 부하율에 해당하는 APC 레벨을 상기 제2 메모리를 참조하여 결정하며, 상기 부하 변화율이 기준값 이상일 경우 상기 영상신호의 부하율이 일정 기준값 이상 변화하면, 기울기를 변화해가며 자동전력제어레벨을 변화시키도록 제어하는 자동전력 제어부를 포함하고,
    상기 자동전력 제어부는, 상기 영상신호의 부하율이 상기 일정 기준값 이상 변화하면, 적어도 하나의 변곡점을 가지고, 이전의 기울기보다 완만하도록 APC 레벨을 변화시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극과 유지전극을 포함하는 플라즈마 패널의 자동전력 제어 방법으로서,
    영상신호를 입력받아 부하율을 판단하여 저장하는 제1 단계;
    이전 프레임의 부하율과 현재 프레임의 부하율의 차이를 계산하는 제2 단계;
    부하율의 차이가 기준값 이상이면, 기울기를 변화해가며 자동전력제어레벨을 변화시키는 제3 단계를 포함하고,
    상기 제3 단계는, 부하율의 차이가 기준값 이상 변화하면, 적어도 하나의 변곡점을 가지고, 이전의 기울기보다 완만하도록 APC 레벨을 변화시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 자동전력 제어 방법.
  8. 다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극과 유지전극을 포함하는 플라즈마 패널의 자동전력 제어 방법으로서,
    영상신호를 입력받아 부하율을 판단하여 저장하는 제1 단계;
    이전 프레임의 부하율과 현재 프레임의 부하율의 차이를 계산하는 제2 단계;
    상기 부하율의 차이가 기준값 이상이면, 기울기를 변화해가며 자동전력제어레벨을 변화시키는 제3 단계를 포함하고,
    상기 제3 단계는, 부하율의 차이가 기준값 이상 변화하면, 제1 기울기로 APC 레벨을 변화시킨후, 제2 기울기로 APC 레벨을 변화시키며, 제1 기울기의 절대값이 제2 기울기의 절대값 보다 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 자동전력 제어 방법.
  9. 다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극과 유지전극을 포함하는 플라즈마 패널의 자동전력 제어 방법으로서,
    영상신호를 입력받아 부하율을 판단하여 저장하는 제1 단계;
    이전 프레임의 부하율과 현재 프레임의 부하율의 차이를 계산하는 제2 단계;
    부하율의 차이가 기준값 이상이면, 기울기를 변화해가며 자동전력제어레벨을 변화시키는 제3 단계를 포함하고,
    상기 제3 단계는, 부하율의 차이가 기준값 이상 변화하면, 제1 기울기로 APC 레벨을 변화시킨후, 제2 기울기 및 제3 기울기로 APC 레벨을 변화시키며, 제1 기울기, 제2 기울기 및 제3 기울기의 순서로 절대값이 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 자동전력 제어 방법.
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