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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- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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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 (4)
| 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 |
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