(57)【要約】【課題】本発明は、記録媒体の製造装置とそれを用いた記録媒体の製造方法に関するもので、生産性を向上することを目的とするものである。【解決手段】光源１４からホログラムディスク１９の他面側に供給される記録光を、少なくとも０次記録光１４ｃと、＋１次記録光１４ｄと、−１次記録光１４ｅに回折する回折格子１７と、この回折格子１７で回折された＋１次記録光１４ｄの位相を調整する位相調整素子２５と、この＋１次記録光１４ｄを、０次記録光１４ｃのホログラムディスク１９の照射部に偏光する偏光光学素子２６と、回折格子１７で回折された−１次記録光１４ｅの位相を調整する位相調整素子２８と、この位相調整素子２８によって位相調整された−１次記録光１４ｅを、前記０次記録光１４ｃの照射部に偏光する偏光光学素子２９と、前記０次記録光１４ｃ、＋１次記録光１４ｄ、−１次記録光１４ｅが通過するビーム形状成型光学素子２３と、を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラムディスクを回転自在に支持する支持体と、この支持体に支持されるホログラムディスクの一面側に参照光、他面側に記録光を供給する光源と、この光源から前記ホログラムディスクの他面側に供給される記録光を、０次記録光と、少なくともプラス（以下＋と表現する）１次記録光と、マイナス（以下−と表現する）１次記録光に回折する回折格子と、この回折格子で回折された＋１次記録光の位相を調整する第一の位相調整素子と、この第一の位相調整素子によって位相調整された＋１次記録光を、前記０次記録光のホログラムディスクの照射部に偏光して導く第一の偏光光学素子と、前記回折格子で回折された−１次記録光の位相を調整する第二の位相調整素子と、この第二の位相調整素子によって位相調整された−１次記録光を、前記０次記録光のホログラムディスクの照射部に偏光して導く第二の偏光光学素子と、前記第一、第二の偏光光学素子とホログラムディスク間に介在するとともに、前記０次記録光、前記第一の位相調整素子によって位相調整された＋１次記録光、前記第二の位相調整素子によって位相調整された−１次記録光が通過するビーム形状成型光学素子と、を備えた記録媒体の製造装置。
【請求項２】
ビーム形状成型光学素子はシリンドリカルレンズにより形成し、このシリンドリカルレンズには、ホログラムディスクの径方向に所定間隔で開口部を設けた請求項１に記載の記録媒体の製造装置。
【請求項３】
請求項１、または２に記載の記録媒体の製造装置を用いた記録媒体の製造方法であって、ビーム形状成型光学素子を、支持体に支持されたホログラムディスクの他面側に所定間隔をおいて対向配置し、次にホログラムディスクを支持した支持体を回転駆動するとともに、第一、第二の位相調整素子により、＋１次記録光と−１次記録光の位相を反対方向に徐々に変化させる記録媒体の製造方法。
【請求項４】
第一の位相調整素子により、＋１次記録光を、その位相を徐々に進める方向に変化させ、第二の位相調整素子により、−１次記録光を、その位相を徐々に遅らせる方向に変化させる請求項３に記載の記録媒体の製造方法。
【請求項５】
ホログラムディスクの一回転で、第一の位相調整素子により、＋１次記録光を、その位相を０から１／４・λに、徐々に進める方向に変化させ、第二の位相調整素子により、−１次記録光を０から１／４・λに、その位相を徐々に遅らせる方向に変化させ、前記ホログラムディスクの二回転で、第一の位相調整素子により、＋１次記録光を、その位相を１／４・λから２／４・λに、徐々に進める方向に変化させ、第二の位相調整素子により、−１次記録光を１／４・λから２／４・λに、その位相を徐々に遅らせる方向に変化させ、ホログラムディスクの三回転で、第一の位相調整素子により、＋１次記録光を、その位相を２／４・λから３／４・λに、徐々に進める方向に変化させ、第二の位相調整素子により、−１次記録光を２／４・λから３／４・λに、その位相を徐々に遅らせる方向に変化させ、前記ホログラムディスクの四回転で、第一の位相調整素子により、＋１次記録光を、その位相を３／４・λから４／４・λに、徐々に進める方向に変化させ、第二の位相調整素子により、−１次記録光を３／４・λから４／４・λに、その位相を徐々に遅らせる方向に変化させる請求項４に記載の記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚さ方向に、複数のホログラム層を多層状態で設けた記録媒体の製造装置とそれを用いた記録媒体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録容量を大きくするために、下記特許文献１に示すごとく、多層記録された記録媒体が提案されている。
【０００３】
すなわち、下記特許文献１に示すものでは、図１２（ｃ）のごとく、円板状の記録媒体１内の厚さ方向に、複数のホログラム層２を多層状態で設けているので、記録容量は極めて大きくなる。
【０００４】
この特許文献１に示した従来例の特徴点は、記録媒体１内に、マイクロホログラム３が渦巻状に配置されたホログラム層２を、複数層設けているので、この記録媒体１への記録時でも、再生時でも、記録媒体１の片側から、そのマイクロホログラム３に向けて光を照射すれば良いという点である。
【０００５】
すなわち、記録時には、記録媒体１の片側から、その記録部分のマイクロホログラム３に光を照射し、光学的な変質を起こさせ、マイクロホログラム３を消失させる部分と、光を照射せず、マイクロホログラム３を残存させる部分とを形成することで、デジタル的な記録を行うことができる。
【０００６】
また、再生時にも、記録媒体１の片側から、マイクロホログラム３の消失部分と、マイクロホログラム３の残存部分に光を照射し、そこからの反射光を読み取れば、デジタル的な再生を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７３８８６９５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来例においては、下記の手順により記録媒体１を製造している。
【０００９】
先ず、図９に示す様に、マスターディスク４の一外面側から（例えば上面から）、このマスターディスク４に向けて参照光５を入射させるとともに、このマスターディスク４の他外面側から（例えば下面から）、このマスターディスク４に向けて記録光６を入射させ、マスターディスク４内にマイクロホログラム７を形成し、これによりマスターディスク４を完成させる。
【００１０】
次に、図１０に示す様に、マスターディスク４に共役マスターディスク８を重合させ、その状態で図１１（ａ）のごとく、共役マスターディスク８側から平行光９を入射させる。
【００１１】
すると、図１１（ｂ）のごとく、マスターディスク４内のマイクロホログラム７からの反射光１０が発生し、この反射光１０と前記平行光９が共役マスターディスク８内で干渉することで、この共役マスターディスク８内にホログラム１１が形成される。つまり、これにて共役マスターディスク８が完成する。
【００１２】
その後、図１２（ａ）に示す様に、共役マスターディスク８に、まだブランクディスク状態の記録媒体１を重合させ、記録媒体１側から平行光１２を入射させる。
【００１３】
すると、図１２（ｂ）に示す様に、ホログラム１１からの反射光１３が発生し、この反射光１３と前記平行光１２がブランクディスク状態の記録媒体１内で干渉することで、この記録媒体１内にマイクロホログラム３が形成される。つまり、記録媒体１が完成する。
【００１４】
以上の説明で明らかな様に、従来の記録媒体１の製造方法は、マスターディスク４と共役マスターディスク８を事前に形成しなければならないので、非常に手間のかかるもので、生産性が低いものであった。
【００１５】
そこで、本発明は、記録媒体の生産性を向上することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そして、この目的を達成するために本発明の記録媒体の製造装置は、ホログラムディスクを回転自在に支持する支持体と、この支持体に支持されるホログラムディスクの一面側に参照光、他面側に記録光を供給する光源と、この光源から前記ホログラムディスクの他面側に供給される記録光を、０次記録光と、少なくとも、プラス（以下＋と表現する）１次記録光と、マイナス（以下−と表現する）１次記録光に回折する回折格子と、この回折格子で回折された＋１次記録光の位相を調整する第一の位相調整素子と、この第一の位相調整素子によって位相調整された＋１次記録光を、前記０次記録光のホログラムディスクの照射部に偏光して導く第一の偏光光学素子と、前記回折格子で回折された−１次記録光の位相を調整する第二の位相調整素子と、この第二の位相調整素子によって位相調整された−１次記録光を、前記０次記録光のホログラムディスクの照射部に偏光して導く第二の偏光光学素子と、前記第一、第二の偏光光学素子とホログラムディスク間に介在するとともに、前記０次記録光、前記第一の位相調整素子によって位相調整された＋１次記録光、前記第二の位相調整素子によって位相調整された−１次記録光が通過するビーム形状成型光学素子と、を備えた構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１７】
以上の様に本発明は、ホログラムディスクを回転自在に支持する支持体と、この支持体に支持されるホログラムディスクの一面側に参照光、他面側に記録光を供給する光源と、この光源から前記ホログラムディスクの他面側に供給される記録光を、０次記録光と、少なくとも、プラス（以下＋と表現する）１次記録光と、マイナス（以下−と表現する）１次記録光に回折する回折格子と、この回折格子で回折された＋１次記録光の位相を調整する第一の位相調整素子と、この第一の位相調整素子によって位相調整された＋１次記録光を、前記０次記録光のホログラムディスクの照射部に偏光して導く第一の偏光光学素子と、前記回折格子で回折された−１次記録光の位相を調整する第二の位相調整素子と、この第二の位相調整素子によって位相調整された−１次記録光を、前記０次記録光のホログラムディスクの照射部に偏光して導く第二の偏光光学素子と、前記第一、第二の偏光光学素子とホログラムディスク間に介在するとともに、前記０次記録光、前記第一の位相調整素子によって位相調整された＋１次記録光、前記第二の位相調整素子によって位相調整された−１次記録光が通過するビーム形状成型光学素子と、を備えた構成としたものであるので、記録媒体の生産性を向上することができるものとなる。
【００１８】
すなわち、本発明によれば、従来用いられていたマスターディスクと共役マスターディスクを事前に形成する必要が無く、記録媒体内に直接、複数層のホログラム層を形成することができるので、極めて生産性の高いものになるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる記録媒体の製造装置を示す構成図
【図２】同要部の構成図
【図３】同要部の構成図
【図４】同要部の構成図
【図５】同動作状態を示す図
【図６】同動作状態を示す図
【図７】同動作状態を示す図
【図８】同動作状態を示す図
【図９】従来例を示す図
【図１０】同従来例を示す図
【図１１】同従来例を示す図
【図１２】同従来例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を、添付図面を用いて説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施形態を示し、波長が４０７ｎｍの長コヒーレント光を発する光源１４からの光はハーフミラー１５で二分され、一方は参照光１４ａとしてミラー１６へと進み、他方は記録光１４ｂとして回折格子１７へと進む。
【００２２】
前記ミラー１６の上方には、支持体として透明回転テーブル１８が配置され、この透明回転テーブル１８上にホログラムディスク１９が支持され、さらにホログラムディスク１９上には透明ガラス基板２０が配置されている。
【００２３】
そしてこの状態で、回転軸２１の上端には蓋２２が装着され、これにより透明回転テーブル１８により、ホログラムディスク１９は回転自在に支持された状態となっている。
【００２４】
そして、この状態において参照光１４ａは、透明回転テーブル１８を通過し、ホログラムディスク１９へと進行する。
【００２５】
また、回折格子１７に進んだ記録光１４ｂは、回折格子１７により０次記録光１４ｃと、プラス（以下＋と表現する）１次記録光１４ｄと、マイナス（以下−と表現する）１次記録光１４ｅとに回折される。
【００２６】
その後、これらの０次記録光１４ｃは、ビーム形状成型光学素子２３、透明ガラス基板２０を介してホログラムディスク１９の上面側に供給される。
【００２７】
また、＋１次記録光１４ｄは偏光光学素子２４、位相調整素子２５、偏光光学素子２６、ビーム形状成型光学素子２３、透明ガラス基板２０を介してホログラムディスク１９の上面側に供給される。
【００２８】
さらに、−１次記録光１４ｅは偏光光学素子２７、位相調整素子２８、偏光光学素子２９、ビーム形状成型光学素子２３、透明ガラス基板２０を介してホログラムディスク１９の上面側に供給される。
【００２９】
ここで、ビーム形状成型光学素子２３は図２〜図４に示すようにシリンドリカルレンズにより形成し、このビーム形状成型光学素子２３には、ホログラムディスク１９の径方向に所定間隔で開口部を設けている。
【００３０】
また、偏光光学素子２４は、＋１次記録光１４ｄを位相調整素子２５に向けて偏光するためのものであり、偏光光学素子２６は＋１次記録光１４ｄをビーム形状成型光学素子２３の０次記録光１４ｃ通過方向に偏光するためのものである。
【００３１】
さらに、偏光光学素子２７は、−１次記録光１４ｅを位相調整素子２８に向けて偏光するためのものであり、偏光光学素子２９は−１次記録光１４ｅをビーム形状成型光学素子２３の０次記録光１４ｃ通過方向に偏光するためのものである。
【００３２】
つまり、これらの構成により、ホログラムディスク１９内においては、０次記録光１４ｃと＋１次記録光１４ｄと−１次記録光１４ｅを同一線上に照射するようにしているのである。
【００３３】
上述したようにビーム形状成型光学素子２３には、ホログラムディスク１９の径方向に所定間隔で開口部を設けているので、図4に示すように、ホログラムディスク１９の上方から、０次記録光１４ｃ、＋１次記録光１４ｄ、−１次記録光１４ｅからなる記録光１４ｂが前記ビーム形状成型光学素子２３の開口部を通過して進行し、またこのホログラムディスク１９の下方からは上述のごとく参照光１４ａが進行してきている。このとき、ホログラムディスク１９内では、０次記録光１４ｃ、＋１次記録光１４ｄ、−１次記録光１４ｅが干渉して、回折格子でよく知られているタルボ効果と同じ現象が生じて、光強度が強めあう部分が規則的に現れる。この状態で、反対側から参照光１４ａが進行してきているので、タルボ効果で光強度が強め合っている部分で、記録光１４ｂと参照光１４ａの干渉が強く生じて、この部分にホログラムが形成される。
【００３４】
このため、図７（ａ）に示すごとく、０次記録光１４ｃ、＋１次記録光１４ｄ、−１次記録光１４ｅからなる記録光１４ｂと、参照光１４ａが干渉し、このホログラムディスク１９内にホログラム３０が形成されることになる。
【００３５】
なお、図７においては、ホログラム３０は一層だけ記載しているが、タルボ効果により、ホログラムディスク１９内の厚み方向に、タルボ効果に特有のタルボ距離Ｔ／２毎にホログラム３０が複数層同時に形成されるようになっている。
【００３６】
再び図１に戻って説明を続けると、位相調整素子２５は、＋１次記録光１４ｄの位相を調整するためのもので、また位相調整素子２８は、−１次記録光１４ｅの位相を調整するためのもので、位相調整素子２５、２８の調整方向は逆の状態としている。
【００３７】
例えば、位相調整素子２５は、＋１次記録光１４ｄを、その位相を０から１／４・λに、徐々に進める方向に変化させ、位相調整素子２８は、−１次記録光１４ｅを０から１／４・λに、その位相を徐々に遅らせる方向に変化させるものである。
【００３８】
この結果、位相調整素子２５、２８の位相変化が０の状態を図８（ａ）とすると、＋１次記録光１４ｄを、その位相を１／４・λに進める方向に変化させ、−１次記録光１４ｅを０から１／４・λに遅らせる方向に変化させた場合、図８（ｂ）のごとく、ホログラム３０をｐ／４だけ移動させることが出来る。
【００３９】
なお、図８（ａ）の１４Ｃは０次光波面、１４Ｄは＋１次光波面、１４Ｅは−１次光波面、ｐはホログラム３０間の距離である。
【００４０】
本実施形態において、ビーム形状成型光学素子２３の長さは６０ｍｍ、ホログラムディスク１９の直径は１２０ｍｍ、ビーム形状成型光学素子２３とホログラムディスク１９間は２０ｍｍとしている。
【００４１】
さて、以上のような構成において本実施形態においては、ホログラムディスク１９を４回転させることにより、図５（ｄ）のごとく渦巻状のホログラム３０を形成する。
【００４２】
そのために、ホログラムディスク１９の一回転目では、位相調整素子２５により、＋１次記録光１４ｄを、その位相を０から１／４・λに、徐々に進める方向に変化させ、位相調整素子２８により、−１次記録光１４ｅを０から１／４・λに、その位相を徐々に遅らせる方向に変化させる。
【００４３】
すると、図５（ａ）のごとく、始端と、終端が連結されないホログラムディスク１９が、例えば四円（実際はこれよりも極めて多く形成されるが、図面の煩雑化を避けるために四円としている）形成される。
【００４４】
このように始端と、終端が連結されない理由は、位相調整素子２５により、＋１次記録光１４ｄを、その位相を０から１／４・λに、徐々に進める方向に変化させ、位相調整素子２８により、−１次記録光１４ｅを０から１／４・λに、その位相を徐々に遅らせる方向に変化させているので、径が徐々に大きくなるからである。
【００４５】
続いて、前記ホログラムディスク１９の二回転目では、位相調整素子２５により、＋１次記録光１４ｄを、その位相を１／４・λから２／４・λに、徐々に進める方向に変化させ、位相調整素子２８により、−１次記録光１４ｅを１／４・λから２／４・λに、その位相を徐々に遅らせる方向に変化させる。
【００４６】
すると、このホログラムディスク１９の二回転目では、図５（ｂ）、図７（ｂ）のごとく、一回転目の終点から外方に、二回転目のホログラム３０が形成され、形成されるホログラム３０の径は徐々に大きくなる。
【００４７】
なお、図６は二回転目に入った状態を示しており、ホログラム３０の小さな丸３０ａは一回転目の始点を示している。
【００４８】
続いて、前記ホログラムディスク１９の三回転目では、位相調整素子２５により、＋１次記録光１４ｄを、その位相を２／４・λから３／４・λに、徐々に進める方向に変化させ、位相調整素子２８により、−１次記録光１４ｅを２／４・λから３／４・λに、その位相を徐々に遅らせる方向に変化させる。
【００４９】
すると、このホログラムディスク１９の三回転目では、図５（ｃ）、図７（ｃ）のごとく、二回転目の終点から外方に、三回転目のホログラム３０が形成され、形成されるホログラム３０の径は徐々に大きくなる。
【００５０】
続いて、前記ホログラムディスク１９の四回転目では、位相調整素子２５により、＋１次記録光１４ｄを、その位相を３／４・λから４／４・λに、徐々に進める方向に変化させ、位相調整素子２８により、−１次記録光１４ｅを３／４・λから４／４・λに、その位相を徐々に遅らせる方向に変化させる。
【００５１】
すると、このホログラムディスク１９の四回転目では、図５（ｄ）、図７（ｄ）のごとく、三回転目の終点から外方に、四回転目のホログラム３０が形成され、形成されるホログラム３０の径は徐々に大きくなる。
【００５２】
そしてこの四回転の結果、図５（ｄ）のごとく渦巻状のホログラム３０が形成される。
【００５３】
なお、図５（ｄ）、図７（ｄ）では渦巻状のホログラム３０を一層しか記載していないが、上述のごとくタルボ効果により、ホログラムディスク１９の厚み方向に所定間隔で、複数のホログラム３０が多層状態で同時に形成されている。
【００５４】
以上のごとく本実施形態では、ホログラムディスク１９をわずか四回転させるだけで、渦巻状のホログラム３０を、多層状態で形成することが出来、極めて生産性の高いものになる。
【００５５】
そしてこのようにして形成されたホログラム３０はプリフォーマットされたものであり、記録時には記録光をホログラムディスク１９の一面から照射することにより、ホログラム３０を断続的に消失させ、これによりデジタル的な記録を行う。
【００５６】
また、再生時には、ホログラムディスク１９の一面から再生光を照射し、非消失のホログラム３０からの反射情報で、再生を行う。
【００５７】
なお、本実施の形態では、＋１次記録光１４ｄの位相と−１次記録光１４ｅの位相を、ホログラムディスク１９の一回転あたり１／４・λずつ変化させたが、もちろん位相の変化量は、１／４・λ以外に設定することも可能である。例えば、＋１次記録光１４ｄの位相と−１次記録光１４ｅの位相を、ホログラムディスク１９の一回転あたり１／ｍ・λずつ（ｍは整数）変化させた場合は、ホログラムディスク１９の一回転あたりに、形成されるホログラムはｐ／ｍだけ外方に移動するので、ｍ回転で渦巻状のホログラム３０が形成される。
【００５８】
また、＋１次記録光１４ｄの位相と−１次記録光１４ｅの位相を徐々に変化させるのではなく、ホログラムディスク１９の一回転ごとに、１／ｍ・λずつ（ｍは整数）不連続に変化させることも可能であり、この場合は、ホログラム１９がｍ回転すると、ピッチｐ／ｍの同心円のホログラムが形成される。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上の様に本発明は、ホログラムディスクを回転自在に支持する支持体と、この支持体に支持されるホログラムディスクの一面側に参照光、他面側に記録光を供給する光源と、この光源から前記ホログラムディスクの他面側に供給される記録光を、０次記録光と、少なくともプラス（以下＋と表現する）１次記録光と、マイナス（以下−と表現する）１次記録光に回折する回折格子と、この回折格子で回折された＋１次記録光の位相を調整する第一の位相調整素子と、この第一の位相調整素子によって位相調整された＋１次記録光を、前記０次記録光のホログラムディスクの照射部に偏光して導く第一の偏光光学素子と、前記回折格子で回折された−１次記録光の位相を調整する第二の位相調整素子と、この第二の位相調整素子によって位相調整された−１次記録光を、前記０次記録光のホログラムディスクの照射部に偏光して導く第二の偏光光学素子と、前記第一、第二の偏光光学素子とホログラムディスク間に介在するとともに、前記０次記録光、前記第一の位相調整素子によって位相調整された＋１次記録光、前記第二の位相調整素子によって位相調整された−１次記録光が通過するビーム形状成型光学素子と、を備えた構成としたものであるので、記録媒体の生産性を向上することができるものとなる。
【００６０】
すなわち、本発明によれば、従来用いられていたマスターディスクと共役マスターディスクを事前に形成する必要が無く、記録媒体内に直接、複数層のホログラム層を形成することができるので、極めて生産性の高いものになるのである。
【００６１】
したがって、大容量の記録媒体の製造に広く活用される。
【符号の説明】
【００６２】
１４    光源
１４ａ    参照光
１４ｂ    記録光
１４ｃ    ０次記録光
１４ｄ    ＋１次記録光
１４ｅ    −１次記録光
１５    ハーフミラー
１６    ミラー
１７    回折格子
１８    透明回転テーブル
１９    ホログラムディスク
２０    透明ガラス基板
２１    回転軸
２２    蓋
２３    ビーム形状成型光学素子
２４，２７，２６，２９    偏光光学素子
２５，２８    位相調整素子
３０    ホログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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