JPH0772449A - 頭部装着型液晶表示装置 - Google Patents
頭部装着型液晶表示装置Info
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- JPH0772449A JPH0772449A JP22138793A JP22138793A JPH0772449A JP H0772449 A JPH0772449 A JP H0772449A JP 22138793 A JP22138793 A JP 22138793A JP 22138793 A JP22138793 A JP 22138793A JP H0772449 A JPH0772449 A JP H0772449A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 頭部装着型液晶表示装置において、光軸に対
して液晶表示素子を傾けることにより、コントラストの
高い、画像表示品位に優れた表示画像を得る。 【構成】 液晶表示素子103の明視方向107が光軸
104に一致するように液晶表示素子103を傾ける。
さらには、輻輳角105に明視方向107が一致するよ
うに液晶分子の配向状態を調整する。 【効果】 コントラストが高い、拡大画像を得ることが
できる。さらには、収差の低減、観賞者の疲労の低減も
はかれる。
して液晶表示素子を傾けることにより、コントラストの
高い、画像表示品位に優れた表示画像を得る。 【構成】 液晶表示素子103の明視方向107が光軸
104に一致するように液晶表示素子103を傾ける。
さらには、輻輳角105に明視方向107が一致するよ
うに液晶分子の配向状態を調整する。 【効果】 コントラストが高い、拡大画像を得ることが
できる。さらには、収差の低減、観賞者の疲労の低減も
はかれる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子を用いた
頭部装着型表示装置に関する。
頭部装着型表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、映像およびデータディスプレイの
携帯性を高める要請に答えるため、頭部装着型液晶表示
装置が提案されている。これらの代表的な例として、米
国特許5162828などがあげられる。
携帯性を高める要請に答えるため、頭部装着型液晶表示
装置が提案されている。これらの代表的な例として、米
国特許5162828などがあげられる。
【0003】この表示装置の基本的な構成要素として、
画像を表示する液晶表示装置、その拡大虚像を形成する
拡大光学系、およびそれらを観賞者の頭部に装着するた
めの表示手段があげられる。それらの配置を図5に示
す。すなわち、光軸504上に観賞者の目501、レン
ズやミラーにより構成される拡大光学系502、液晶表
示素子503が垂直に配置される。また、液晶表示素子
503は、拡大光学系502の焦点位置よりも拡大光学
系502寄りにあるために観賞者はその拡大虚像を観賞
できる。
画像を表示する液晶表示装置、その拡大虚像を形成する
拡大光学系、およびそれらを観賞者の頭部に装着するた
めの表示手段があげられる。それらの配置を図5に示
す。すなわち、光軸504上に観賞者の目501、レン
ズやミラーにより構成される拡大光学系502、液晶表
示素子503が垂直に配置される。また、液晶表示素子
503は、拡大光学系502の焦点位置よりも拡大光学
系502寄りにあるために観賞者はその拡大虚像を観賞
できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5の
配置では、液晶表示素子の表示画像のコントラストが低
下し、画質の低下を招くという問題がある。この原因を
以下に説明する。
配置では、液晶表示素子の表示画像のコントラストが低
下し、画質の低下を招くという問題がある。この原因を
以下に説明する。
【0005】一般に、液晶表示素子においては、透過光
線の方向に対し、コントラスト表示特性が変化する。コ
ントラスト最大の方向(以下、明視方向と称する)は光
線透過状態における液晶分子の配向方向に依存する。こ
の状態においては、液晶分子と液晶表示素子基板との相
互作用により、液晶分子が基板に対して完全に垂直に配
向しない。このような配向状態では、明視方向は液晶表
示素子表示面に対して特定な斜め方向にある。
線の方向に対し、コントラスト表示特性が変化する。コ
ントラスト最大の方向(以下、明視方向と称する)は光
線透過状態における液晶分子の配向方向に依存する。こ
の状態においては、液晶分子と液晶表示素子基板との相
互作用により、液晶分子が基板に対して完全に垂直に配
向しない。このような配向状態では、明視方向は液晶表
示素子表示面に対して特定な斜め方向にある。
【0006】従って、図5に示すように、観賞者が液晶
表示素子を画像表示面の垂直真上方向から観賞すると、
低いコントラストの画像しか見ることができないのであ
る。
表示素子を画像表示面の垂直真上方向から観賞すると、
低いコントラストの画像しか見ることができないのであ
る。
【0007】本発明は以上述べた課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、コント
ラストが高く、優れた表示画像品位を有する頭部装着型
表示装置を提供することにある。
なされたものであり、その目的とするところは、コント
ラストが高く、優れた表示画像品位を有する頭部装着型
表示装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の頭部装着型表示装置は、観賞者の左右の目
それぞれに対応するように設けられた液晶表示素子、前
記液晶表示素子の拡大虚像を形成する拡大光学手段およ
び、前記拡大光学手段、液晶表示素子を観賞者の眼前に
保持し、かつ装置全体を観賞者の頭部に固定する保持手
段から構成される頭部装着型液晶表示装置において、前
記観賞者の目と前記拡大光学手段が形成する光軸に対し
て、前記液晶表示素子をその表示画像の水平方向に対し
て傾けてあることを特徴とする。
に、本発明の頭部装着型表示装置は、観賞者の左右の目
それぞれに対応するように設けられた液晶表示素子、前
記液晶表示素子の拡大虚像を形成する拡大光学手段およ
び、前記拡大光学手段、液晶表示素子を観賞者の眼前に
保持し、かつ装置全体を観賞者の頭部に固定する保持手
段から構成される頭部装着型液晶表示装置において、前
記観賞者の目と前記拡大光学手段が形成する光軸に対し
て、前記液晶表示素子をその表示画像の水平方向に対し
て傾けてあることを特徴とする。
【0009】また、観賞者の左右の目の少なくとも一方
に対応するように設けられた液晶表示素子、前記液晶表
示素子の拡大虚像を形成する少なくとも一つの反射光学
手段を含む拡大光学手段、前記拡大光学手段、液晶表示
素子を観賞者の顔前に保持し、かつ装置全体を観賞者の
頭部に固定する保持手段から構成され、前記観賞者が正
面に視線を向けたときに、外界像が見えると同時に前記
拡大虚像が前記観賞者の視野の周辺部に表示される頭部
装着型表示装置において、前記液晶表示素子を、その表
示画像の垂直方向に対して傾けてあることを特徴とす
る。
に対応するように設けられた液晶表示素子、前記液晶表
示素子の拡大虚像を形成する少なくとも一つの反射光学
手段を含む拡大光学手段、前記拡大光学手段、液晶表示
素子を観賞者の顔前に保持し、かつ装置全体を観賞者の
頭部に固定する保持手段から構成され、前記観賞者が正
面に視線を向けたときに、外界像が見えると同時に前記
拡大虚像が前記観賞者の視野の周辺部に表示される頭部
装着型表示装置において、前記液晶表示素子を、その表
示画像の垂直方向に対して傾けてあることを特徴とす
る。
【0010】また、前記頭部装着型液晶表示装置におい
て、前記観賞者と前記拡大光学手段が形成する光軸と、
前記液晶表示素子の明視方向が平行であることを特徴と
する。
て、前記観賞者と前記拡大光学手段が形成する光軸と、
前記液晶表示素子の明視方向が平行であることを特徴と
する。
【0011】また、前記頭部装着型液晶表示装置におい
て、前記左右の光軸により形成される輻輳角をθ、前記
液晶表示素子の画像表示面の法線に対する明視方向を
θ’としたときに、θ’=θ/2であることを特徴とす
る。
て、前記左右の光軸により形成される輻輳角をθ、前記
液晶表示素子の画像表示面の法線に対する明視方向を
θ’としたときに、θ’=θ/2であることを特徴とす
る。
【0012】
(実施例1)本発明の第1の実施例を図1に沿って説明
する。本実施例は、左右それぞれの目に対応する2枚の
液晶表示素子の拡大画像を、観賞者の脳内において合成
(融像)し、1枚の画像として観賞するタイプの頭部装
着型液晶表示装置に本発明を適用した例である。
する。本実施例は、左右それぞれの目に対応する2枚の
液晶表示素子の拡大画像を、観賞者の脳内において合成
(融像)し、1枚の画像として観賞するタイプの頭部装
着型液晶表示装置に本発明を適用した例である。
【0013】図1において、101は観賞者の目、10
2は拡大レンズ、103は液晶表示素子、104は光軸
を示している。この頭部装着型液晶表示装置には、観賞
者の目の視度と輻輳の一致を図るために輻輳角を3度つ
けてある。
2は拡大レンズ、103は液晶表示素子、104は光軸
を示している。この頭部装着型液晶表示装置には、観賞
者の目の視度と輻輳の一致を図るために輻輳角を3度つ
けてある。
【0014】以後の説明は、右目に対応する光学系(図
1の右側の光学系)について行うが、左目についても右
目に対する説明と全く同様な関係が成り立つのでここで
は省略する。
1の右側の光学系)について行うが、左目についても右
目に対する説明と全く同様な関係が成り立つのでここで
は省略する。
【0015】角度105は片目分の輻輳角であり、この
場合は1.5度である。液晶表示素子103は光軸10
4に対して傾けて配置してあり、その傾け方向は、液晶
表示素子の表示画像の水平方向(紙面内方向)であり、
その角度106(液晶表示素子の表示面の法線と光軸1
04のなす角)をθ1とする。
場合は1.5度である。液晶表示素子103は光軸10
4に対して傾けて配置してあり、その傾け方向は、液晶
表示素子の表示画像の水平方向(紙面内方向)であり、
その角度106(液晶表示素子の表示面の法線と光軸1
04のなす角)をθ1とする。
【0016】また、この液晶表示素子の明視方向107
を、表示面の法線に対する明視方向角度108で定義
し、その角度をθ2とする。
を、表示面の法線に対する明視方向角度108で定義
し、その角度をθ2とする。
【0017】当実施例では、θ1=θ2=1.5度に設定
している。θ2については、液晶素子の分子配向材およ
びラビング方向を調整することにより得た。このような
設定により、視線方向(=光軸方向)と液晶表示素子の
明視方向が一致するため、コントラストの高い拡大画像
を観賞できる。さらには他の特徴も発揮できる。これを
図2を用いて説明する。
している。θ2については、液晶素子の分子配向材およ
びラビング方向を調整することにより得た。このような
設定により、視線方向(=光軸方向)と液晶表示素子の
明視方向が一致するため、コントラストの高い拡大画像
を観賞できる。さらには他の特徴も発揮できる。これを
図2を用いて説明する。
【0018】図2は、液晶表示素子の光軸に対する傾け
と拡大表示画像の形成位置の関係の説明図である。液晶
表示素子204、205は本発明に説明するごとく光軸
203に対して傾けて配置されており、その傾け角度は
図1の角度106に示すごとく1.5度である。このよ
うな配置であれば液晶表示素子204、205の拡大画
像は206で一致する。したがって、観賞者が、左右の
目で見る拡大画像を脳内で融像する際にも、全く自然に
それを行うことができ、疲労感を感じることはない。
と拡大表示画像の形成位置の関係の説明図である。液晶
表示素子204、205は本発明に説明するごとく光軸
203に対して傾けて配置されており、その傾け角度は
図1の角度106に示すごとく1.5度である。このよ
うな配置であれば液晶表示素子204、205の拡大画
像は206で一致する。したがって、観賞者が、左右の
目で見る拡大画像を脳内で融像する際にも、全く自然に
それを行うことができ、疲労感を感じることはない。
【0019】これに対して、従来の頭部装着型液晶表示
装置のごとく光軸203に対して液晶表示素子を20
7、208に示すごとく垂直に配置しておくと、その拡
大画像の形成位置はそれぞれ209、210のごときも
のとなり、これらは一致しない。従って、これらを脳内
で融像する際には疲労感を覚えるようになり、時には融
像できないということも起こる。
装置のごとく光軸203に対して液晶表示素子を20
7、208に示すごとく垂直に配置しておくと、その拡
大画像の形成位置はそれぞれ209、210のごときも
のとなり、これらは一致しない。従って、これらを脳内
で融像する際には疲労感を覚えるようになり、時には融
像できないということも起こる。
【0020】以上述べたように、本実施例の配置を取る
ことによりコントラストに優れた高い画像品位の拡大画
像を、疲労無しに観賞することができる。
ことによりコントラストに優れた高い画像品位の拡大画
像を、疲労無しに観賞することができる。
【0021】(実施例2)本発明の第2の実施例は、片
方の目に対応する1枚の液晶表示素子の拡大画像を、観
賞者の視野の周辺に表示することにより、外界像と液晶
表示画像を同時に認識可能とするタイプの頭部装着型表
示装置に本発明を適用した例である。このタイプの頭部
装着型表示装置を図4に沿って説明する。図4(A)は
その側面図、(B)は、その正面図である。液晶表示素
子403は拡大ミラー402に対して虚像を形成する位
置に配置されているために、観賞者は光学系の光軸40
6に沿って拡大ミラー402を通して拡大画像を観賞す
ることができる。
方の目に対応する1枚の液晶表示素子の拡大画像を、観
賞者の視野の周辺に表示することにより、外界像と液晶
表示画像を同時に認識可能とするタイプの頭部装着型表
示装置に本発明を適用した例である。このタイプの頭部
装着型表示装置を図4に沿って説明する。図4(A)は
その側面図、(B)は、その正面図である。液晶表示素
子403は拡大ミラー402に対して虚像を形成する位
置に配置されているために、観賞者は光学系の光軸40
6に沿って拡大ミラー402を通して拡大画像を観賞す
ることができる。
【0022】ただし、この頭部装着型表示装置において
は、観賞者の目401が矢印407方向に視線を向けて
いるとき(観賞者が正面を向いているとき)には、拡大
画像は観賞者の視野の周辺部に表示される。また、保持
手段405は透明の部材からなっている。従って、外界
像と拡大画像を同時に認識できるという特徴を持ってい
る。
は、観賞者の目401が矢印407方向に視線を向けて
いるとき(観賞者が正面を向いているとき)には、拡大
画像は観賞者の視野の周辺部に表示される。また、保持
手段405は透明の部材からなっている。従って、外界
像と拡大画像を同時に認識できるという特徴を持ってい
る。
【0023】次に本発明の第2の実施例を図3に沿って
説明する。301は観賞者の目、302は拡大ミラー、
303は光軸、304は液晶表示素子、305は液晶表
示素子304の明視方向である。本実施例においては、
液晶表示素子をその表示画面の垂直方向(紙面内方向)
に対して傾け、かつ液晶分子の配向を調節することによ
り明視方向305が光軸303と平行になっており、従
ってコントラストの高い拡大画像を観賞することができ
る。
説明する。301は観賞者の目、302は拡大ミラー、
303は光軸、304は液晶表示素子、305は液晶表
示素子304の明視方向である。本実施例においては、
液晶表示素子をその表示画面の垂直方向(紙面内方向)
に対して傾け、かつ液晶分子の配向を調節することによ
り明視方向305が光軸303と平行になっており、従
ってコントラストの高い拡大画像を観賞することができ
る。
【0024】このタイプの頭部装着型液晶表示装置の光
学系は、光学要素が光軸回りに回転対称に配置されてい
ないオフアクシス光学系とならざるを得ず、従来の技術
のように光軸に対して垂直に液晶表示素子を配置してお
くと、拡大画像は非対称な収差発生が大きくなる。これ
を補正しようとすると、拡大光学系を複雑なものとせざ
るを得ず、コスト、重量の増加という問題が生じること
となる。
学系は、光学要素が光軸回りに回転対称に配置されてい
ないオフアクシス光学系とならざるを得ず、従来の技術
のように光軸に対して垂直に液晶表示素子を配置してお
くと、拡大画像は非対称な収差発生が大きくなる。これ
を補正しようとすると、拡大光学系を複雑なものとせざ
るを得ず、コスト、重量の増加という問題が生じること
となる。
【0025】これに対して、本実施例のごとく液晶表示
素子を光軸に対して傾けて配置すれば、拡大ミラーを非
球面化することにより、収差を容易に軽減することがで
きる。
素子を光軸に対して傾けて配置すれば、拡大ミラーを非
球面化することにより、収差を容易に軽減することがで
きる。
【0026】表1にトロイダルミラーを使用した光学系
の例と従来技術の例の比較をあげる。なお、表1の配置
に関する項目の数値は、図3の長さ306、309、角
度307、308を示す符号に対応する。また、トロイ
ダルミラーの水平方向曲率半径は図3の紙面垂直方向の
曲率半径に対応し、垂直方向曲率半径は紙面内方向の曲
率半径を示す。また、収差の大小の比較のために、液晶
表示素子の上端311および下端312における解像度
の比較を行った。ただし、この解像度の値は、液晶表示
素子304の表示面における解像度に換算してある。
の例と従来技術の例の比較をあげる。なお、表1の配置
に関する項目の数値は、図3の長さ306、309、角
度307、308を示す符号に対応する。また、トロイ
ダルミラーの水平方向曲率半径は図3の紙面垂直方向の
曲率半径に対応し、垂直方向曲率半径は紙面内方向の曲
率半径を示す。また、収差の大小の比較のために、液晶
表示素子の上端311および下端312における解像度
の比較を行った。ただし、この解像度の値は、液晶表示
素子304の表示面における解像度に換算してある。
【0027】表1から明らかなように、液晶表示素子を
光軸に対して傾けた方が解像度が高い、すなわち画質に
優れた頭部装着型液晶表示装置を実現できる。
光軸に対して傾けた方が解像度が高い、すなわち画質に
優れた頭部装着型液晶表示装置を実現できる。
【0028】
【表1】
【0029】以上述べたように本実施例の配置、構成を
取ることにより、コントラストが高く収差の少ない画像
品位に優れた拡大画像を観賞できる。
取ることにより、コントラストが高く収差の少ない画像
品位に優れた拡大画像を観賞できる。
【0030】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、頭
部装着型液晶表示装置において、観賞者の目と拡大光学
系により形成される光軸に対して、液晶表示素子を傾け
て配置し、かつその明視方向を光軸に一致させることに
より、コントラストの高い、表示画像品位に優れた拡大
画像を得ることができる。さらには、観賞者の疲労の低
減、拡大画像の収差の低減もはかれる。
部装着型液晶表示装置において、観賞者の目と拡大光学
系により形成される光軸に対して、液晶表示素子を傾け
て配置し、かつその明視方向を光軸に一致させることに
より、コントラストの高い、表示画像品位に優れた拡大
画像を得ることができる。さらには、観賞者の疲労の低
減、拡大画像の収差の低減もはかれる。
【図1】本発明の実施例1における構成要素の配置の説
明図。
明図。
【図2】本発明の実施例1における液晶表示素子の傾け
と拡大画像の形成位置の関係の説明図。
と拡大画像の形成位置の関係の説明図。
【図3】本発明の実施例2における構成要素の配置の説
明図。
明図。
【図4】本発明の実施例2の頭部装着型液晶表示装置の
概念図。
概念図。
【図5】従来の技術における構成要素の配置の説明図。
101 観賞者の目 102 拡大レンズ 103 液晶表示素子 104 光軸 105 輻輳角 106 傾け角 107 明視方向 108 明視方向角度 201 観賞者の目 202 拡大レンズ 203 光軸 204 液晶表示素子 205 液晶表示素子 206 拡大画像 207 液晶表示素子 208 液晶表示素子 209 拡大画像 210 拡大画像 301 観賞者の目 302 拡大ミラー 303 光軸 304 液晶表示素子 305 明視方向 306 目−ミラー距離 307 視線正面方向と光軸のなす角度 308 液晶表示素子法線と光軸のなす角度 309 ミラー−液晶表示素子距離 310 視線正面方向 311 液晶表示素子の上端 312 液晶表示素子の下端 401 観賞者の目 402 拡大ミラー 403 液晶表示素子 404 バックライト 405 保持手段 406 光軸 407 観賞者が正面を向いているときの視線 501 観賞者の目 502 拡大光学系 503 液晶表示素子 504 光軸
Claims (4)
- 【請求項1】観賞者の左右の目それぞれに対応するよう
に設けられた液晶表示素子、前記液晶表示素子の拡大虚
像を形成する拡大光学手段および、前記拡大光学手段、
液晶表示素子を観賞者の眼前に保持し、かつ装置全体を
観賞者の頭部に固定する保持手段から構成される頭部装
着型液晶表示装置において、前記観賞者の目と前記拡大
光学手段が形成する光軸に対して、前記液晶表示素子を
その表示画像の水平方向に対して傾けてあることを特徴
とする頭部装着型液晶表示装置。 - 【請求項2】観賞者の左右の目の少なくとも一方に対応
するように設けられた液晶表示素子、前記液晶表示素子
の拡大虚像を形成する少なくとも一つの反射光学手段を
含む拡大光学手段、前記拡大光学手段、液晶表示素子を
観賞者の顔前に保持し、かつ装置全体を観賞者の頭部に
固定する保持手段から構成され、前記観賞者が正面に視
線を向けたときに、外界像が見えると同時に前記拡大虚
像が前記観賞者の視野の周辺部に表示される頭部装着型
表示装置において、前記液晶表示素子を、その表示画像
の垂直方向に対して傾けてあることを特徴とする頭部装
着型液晶表示装置。 - 【請求項3】請求項1および2記載の頭部装着型液晶表
示装置において、前記観賞者と前記拡大光学手段が形成
する光軸と、前記液晶表示素子の明視方向が平行である
ことを特徴とする頭部装着型液晶表示装置。 - 【請求項4】請求項1記載の頭部装着型液晶表示装置に
おいて、前記左右の光軸により形成される輻輳角をθ、
前記液晶表示素子の画像表示面の法線に対する明視方向
をθ’としたときに、θ’=θ/2であることを特徴と
する頭部装着型液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22138793A JPH0772449A (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 頭部装着型液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22138793A JPH0772449A (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 頭部装着型液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0772449A true JPH0772449A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=16765979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22138793A Pending JPH0772449A (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 頭部装着型液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0772449A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07104209A (ja) * | 1993-10-05 | 1995-04-21 | Canon Inc | 表示装置 |
WO2016027539A1 (ja) * | 2014-08-18 | 2016-02-25 | ソニー株式会社 | 画像表示装置及び表示装置 |
WO2023204023A1 (ja) * | 2022-04-19 | 2023-10-26 | ソニーグループ株式会社 | 表示装置及び表示装置用モジュール |
-
1993
- 1993-09-06 JP JP22138793A patent/JPH0772449A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH07104209A (ja) * | 1993-10-05 | 1995-04-21 | Canon Inc | 表示装置 |
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CN106575045A (zh) * | 2014-08-18 | 2017-04-19 | 索尼公司 | 图像显示设备和显示装置 |
JPWO2016027539A1 (ja) * | 2014-08-18 | 2017-06-01 | ソニー株式会社 | 画像表示装置及び表示装置 |
US10564424B2 (en) | 2014-08-18 | 2020-02-18 | Sony Corporation | Image display device and display apparatus |
US11073698B2 (en) | 2014-08-18 | 2021-07-27 | Sony Corporation | Image display device and display apparatus |
WO2023204023A1 (ja) * | 2022-04-19 | 2023-10-26 | ソニーグループ株式会社 | 表示装置及び表示装置用モジュール |
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