DE2737697C3 - Tastatur zur Eingabe von Information in ein Gerät - Google Patents
Tastatur zur Eingabe von Information in ein GerätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Tastatur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt (DE-OS 24 03 482), Schriftfelder oder Symbole in einem transparenten Träger unterzubringen
und durch Ein- bzw. Ausschalten einer Beleuchtung sichtbar bzw. unsichtbar zu machen. Dadurch ist aber
nur ein Wechsel zwischen zwei Bedeutungen des Schriftfeldes, nämlich der Gültigkeit bzw. der Nichtgültigkeit
seines Inhalts möglich.
Es sind auch Tastaturen bekannt bei denen den Tasten unter»· gleichzeitiger Änderung von den Tasten
unterlegten Symbolen verschiedene Bedeutungen gegeben werden könnten (IBM Technical Disclosure
Bulletin, Vol. 13, Nr. 7, Dezember 1970, Seite 2041). Bei den bekannten Tastaturen geschieht dies jedoch durch
Auswechseln von Schablonen, die den Tasten unterlegt sind und die Symbole tragen. Dies ist umständlich und
läßt keinen schnellen Wechsel der Tastenbedeutung, etwa vährend der Bedienung des Gerätes zu.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tastatur der eingangs genannten Art
derart weiterzubilden, daß ein schneller und müheloser Symbolwechsel möglich ist, ohne daß dazu die
Bedienung des Gerätes unterbrochen werden muß. Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet.
Vorteilhafte Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß lassen sich insbesondere relativ kleine Tastenfelder, wie sie z. B. bei Taschenrechnern
Verwendung finden, mit einer Anzahl von Tastenfunktionen ausstatten, die ein Vielfaches der Anzahl der
Tasten beträgt. Insbesondere kann die Wähleinrichtung selbst eine Tastenbetätigung aufweisen, oder es kann
unter bestimmten Bedingungen ein automatischer Bedeutungswechsel der Tasten erfolgen.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert;
es stellen dar
F i g. 1 eine Aufsicht auf einen Taschenrechner mit einem Abschnitt mit Transparent-Tasten,
F i g. 2 ein Blockschaltbild des Taschenrechners gemäß Fig. 1,
F i g. 3A und B Seitenansichten einer Taste der Tastatur, aus denen der nicht-aktivierte Zustand bzw.
der aktivierte Zustand einer Taste hervorgehen,
F i g. 4 eine Darstellung der einzelnen transparenten Schichten der Tastatur gemäß F i g. 1 mit transparenten
leitfähigen Teilen und schematisch dargestellten alphanumerischen Symbolen aus Flüssigkeitskristallen,
Fig.5 ein Blockdiagramm einer Schaltungsanordnung des Rechners gemäß F i g. 1 zum Decodieren der
eingegebenen Tastenwerte,
Fig.6 ein Flußdiagramm eines in einem Festwertspeicher
enthaltenen Programmes zur Auswahl und Bezeichnung der Tastaturfunktionen,
Fig.7 eine Aufsicht auf eine Schicht der Tastatur
gemäß Fig.4, aus der eine Schaltung mit im
wesentlichen transparenten Elektroden hervorgeht, um ein elektrisches Feld in Bereichen anzulegen, welche die
Flüssigkeitskristall-Symbole enthalten,
F i g. 8A eine Aufsicht auf Flüssigkeitskristalle, die in einer XY-Matrix angeordnet sind und Symbole
darstellen, wenn ein elektrischer Strom den ausgewählten Segmenten der Matrix zugeführt wird und
Fig.8B eine Aufsicht auf Flüssigkeitskristalle oder
Leuchtdioden, die in einer Punktematrix angeordnet sind und Symbole bilden, wenn den ausgewählten
Segmisiten der Matrix ein Strom zugeführt wird.
Gemäß Fig. 1 und 3A enthält ein Rechner 11 einen Ein/Ausschalter 12, eine Tastatur 13 zur Eingabe von
Befehlen und Daten und eine Anzeigeeinheit 21. Die Tastatur 13 des Rechners 11 enthält einen lichtundurchlässigen
Abschnitt 25 und einen Abschnitt 27 mit Transparenttasten. Der lichtundurchlässige Abschnitt
25 enthält neben der Ein/Austaste 12 und Zifferntasten 0 bis 9 eine Taste 55 (KBD). Der Abschnitt 27 mit den
Transparent-Tasten enthält einen licutundurchlässigen Abschnitt 29 mit einer Matrix von Fenstern 31 und einer
Schicht aus lichtdurchlässigem Material 33, welches die Fenster 31 ausfüllt und lichtdurchlässige Tasten 35
bildet.
Unter den Schichten 29 und 33 befinden sich lichtdurchlässige Kunststoffschichten 37 und 41 sowie
eine lichtundurchlässige Isolationsschicht 39 aus Kunststoff. Die Schicht 39 trennt und isoliert die Schicht 37
gegenüber der Schicht 41. Die Schicht 37 ist flexibel und gibt bei Druck nach. Die Schicht 41 ist starr, d. h. gibt
manuellem Druck nicht nach.
Gemäß Fig.4 enthält die Isolationsschicht 39 eine Matrix aus gleichmäßig beabstandeten Fenstern 49, und
Schichten 37 und 41 enthalten gleichmäßig beabstandete transparente leitfähige Streifen 51 bzw. 53. Die
Streifen 51 und 53 können dünne Filme aus Metall oder Metalloxyd mit niedrigem elektrischen Widerstand sein,
die auf Schichten 37 und 41 unter Vakuum aufgedampft sind, so daß sie hinreichend dünn und damit lichtdurchlässig
sind. Die Streifen 51 der Schicht 37 sind orthogonal gegenüber den Streifen 53 der Schicht 41
angeordnet. Die Streifen 51 verlaufen in bezug auf die Matrix spaltenweise, während die Streifen 53 in Zeilen
angeordnet sind. Wie aus Fig.3B und 4 hervorgeht,
wird bei Betätigung einer Taste 35 ein Abschnitt der flexiblen Schicht 37 durch ein Fenster 49 der
Isolationsschicht 39 gedrückt. Dadurch kommt der entsprechende in der Schicht 37 eingebettete Spaltenstreifen
51 in Kontakt mit einem Zeilens'reifen 53 in der Schicht 41.
Gemäß Fig. 2 enthält der Rechner ein Steuerwerk 15, eine Rechen- und Registerschaltung 17, Festwertspeicher
19 und eine Stromquelle 23.
Wenn ein Benutzer gemäß F i g. 5 tine bestimmte Tastaturkonfiguration durch Betätigung einer Taste 35
auslösen möchte, tastet das Steuerwerk 15 die Tastenmatrix der Tastatur 13 zeilenweise nach der
betätigten Taste ab. Bei der Abtastung wird der Inhalt eines 3-Bit-Zählers 42 der Schaltung 15 zur Ansteuerung
eines Zeilendecodierers 48 der gleichen Schaltung verwendet, um die abzutastenden Zeilen zu bezeichnen.
Wenn der Zähler 42 ' ,..· j.-nentiert wird, wählt der
Zeilendecodierer 48 nachfolgend die nächste abzutastende Zeile und tastet diese ab, indem er ein Signal an
den die Zeile bildenden leitfähigen Streifen 53 abgibt. Wenn alle Zeilen ausgewählt sind, beginnt die Zählung
des Zählers 42 von neuem und der Auswahlprozeß wiederholt sich. Wenn eine Taste 35 aktiviert wird und
die Verbindung eines Streifens 51 einer Spalte mit einem ausgewählten Streifen 53 einer Zeile bewirkt so
führt dieses zur Abgabe eines Signals von einem Zeilenstreifen 53 entlang des geschnittenen Spalten-Streifens
51 an einen Spaltencodierer 52 der Schaltung 15. Der Spaltencodierer 52 codiert das zugeführte
Signal in drei Bits, welche die die aktivierte Taste enthaltende Spalte bezeichnen. Diese drei Bits und die
drei Bits des Zählers 52 definieren zusammen den ίο Tastencode oder die Stelle der aktivierten Taste. Die
Daten des Zählers 42 und des Codierers 52 werden dann in einem Pufferregister 56 des Schaltkreises 15
gespeichert. Der Inhalt dieses Registers 56 wird dann an ein Adressenregister 58 für einen Festwertspeicher 19
übertragen und wird zur Startadresse eines Tastenwählprogrammes, welches im Festwertspeicher 19 gespeichert
ist In F i g. 6 ist ein entsprechendes Flußdiagramm dargestellt
Bei der Verwendung dieses Programmes zur Auswahl einer Tastatur-Konfiguration, betätigt der Benutzer
zunächst eine Wähltaste 55 (Fig. 1), wodurch der Rechner in den Tastatur-Wählbetrieb übergeht Danach
müssen eine oder mehrere der Zifferntasten betätigt werden, um die gewünschte Tastaturkonfiguration zu
bezeichnen. Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gibt der Benutzer eine zwei
Ziffern enthaltende Zahl ein, wodurch bis zu 99 verschiedene Tastaturkonfigurationen spezifizierbar
sind. Gemäß F i g. 6 und 7 wird bei der Betätigung der
jo Taste 55 der Tastencode im Register 56 abgespeichert und wird zur Startadresse des Programms für die
Tastaturwahl. Gemäß dem Block 57 in dem Flußdiagramm wird zunächst durch die Rechen- und Registerschaltung
17 geprüft, ob es sich bei der betätigten Taste
sri um die Taste 55 handelt anderenfalls erfolgt die weitere
Steuerung durch den Block 65.
Falls der Tastencode angibt, daß die Taste 55 betätigt worden ist, wird ein Flag-Bit gesetzt, wie aus dem
Funktionsblock 59 hervorgeht, wodurch der Rechner in einen Tastaturwählbetrieb übergeht und ein Benutzer
die Nummer der gewünschten Tastatur-Konfiguration eingeben kann. Dann wird ein Zähler K auf 1 gesetzt,
wie aus dem Block 61 hervorgeht, wonach dieses Programm verlassen wird. Nach der Betätigung der
Taste 55 kann eine erste Dezimalziffer eingegeben werden, indem eine der Zifferntasten 0 bis 9 betätigt
wird. Dieses bewirkt, daß das Tastatur-Wählprogramm wieder ausgeführt wird und die Steuerung vom Block 57
zum Block 63 des Programmes übergeht Da das
r>() Flag-Bit entsprechend dem Funktionsblock 59 vorher
gesetzt worden war und entsprechend dem Funktionsblock 61 die Variable K vorher auf den Wert 1 gesetzt
worden war, geht — bildlich gesprochen — die Steuerung vom Funktionsblock 63 zum Funktionsblock
65 und dann zum Funktionsblock 67 über. Beim Funktionsblock 67 wird der Tastencode in eine
Dezimalziffer D entsprechend der Bezeichnung der Taste umgeformt. Diese Umformung kann beispielsweise
entsprechend der nachfolgenden Tabelle erfolgen.
Tastenbezeichnung
Tasten-Code
Zeile Spalte
Zeile Spalte
Dezimalz i ITe r
ί ♦
Forlsct/uim
Tastenbezeichnung
Tasten-Code
Zeile Spalte
Zeile Spalte
Dezimalziffer
2
2
2
3
3
3
3
3
3
4
5
I
2
3
4
5
4
5
I
2
3
4
5
3
4
5
6
7
8
9
0
4
5
6
7
8
9
0
Aus den Blöcken 69 und 71 geht hervor, daß nach der Umsetzung des Tastencodes in eine erste Dezimalziffer,
die Ziffer im Dezimalsystem in einen Zwischenspeicher-Abschnitt TEMP des Festwertspeichers 19 abgespeichert
wird, wonach der Zähler K auf 2 erhöht wird und das Programm verlassen wird. Das Programm wird
wieder ausgeführt, wenn der Benutzer eine zweite Dezimalziffer eingibt, indem eine zweite Zifferntaste
betätigt wird. Dadurch geht die Steuerung vom Block 57 auf den Block 63 über. Danach geht die Steuerung über
die Blöcke 63, 65 und 73 auf den Block 75 über. Der Obergang auf den Block 65 erfolgt, weil das Flag-Bit für
den Tastaturbetrieb immer noch gemäß dem Funktionsblock 59 gesetzt ist Der Übergang der Steuerung vom
Block 65 auf den Block 73 und dann auf den Block 75 erfolgt, weil der Wert des Zählers K 2 beträgt und
entsprechend dem Block 71 vorher auf diesen Wert gesetzt worden ist
Beim Block 75 wird der Tastencode der zweiten Zifferntaste in eine Dezimalziffer D umgesetzt und
diese Zifferntaste wird beim Block 77 der in dem Zwischenspeicherabschnitt TEMP des Festwertspeichers
19 gespeicherten Zahl hinzuaddiert, wobei eine Dezimalzahl N mit zwei Ziffern entsteht Wenn
beispielsweise nach der Betätigung der Taste 55 (F i g. 1)
der Benutzer die Zifferntaste »1« 85 und dann die Zifferntaste »3« 87 betätigt wäre die gemäß dem Block
77 gebildete Zahl N = 13. Hierzu bewirkt die Betätigung der Zifferntaste »1«, daß der Tastencode 2-1
in Tabelle 1 durch das Tastenwählprogramm in den Wert 10 umgesetzt wird. Danach bewirkt die Betätigung
der Zifferntaste »3«. daß ein Tastencode 2-3 in den Wert 3 umgesetzt und dem Wert 10 hinzugefügt wird,
wodurch der Wert 13 erhalten wird.
Nachdem die Zahl Nberechnet worden ist wird der
dem Funktionsblock 79 entsprechende Betrieb ausgeführt d. h. der Flüssigkeitskristall-Ebene N(F i g. 4) und
den einzelnen Flüssigkeitskristall-Symbolen 91 in dieser Ebene ein Signal zugeführt wodurch jede transparente
Taste 35 über den Symbolen bezeichnet wird. Wie aus den Blöcken 81 und 83 hervorgeht werden dann das
Flag-Bit für den Tastatur-Betrieb sowie der Zähler K zurückgesetzt um die übliche Verwendung (d.h. also
nicht der Betrieb zur Tastenbezeichnung) so lange zu gestatten, bis die Taste 55 wieder betätigt wird.
Nachdem der Betrieb entsprechend dem Block 83 ausgeführt worden ist wird das Programm verlissen.
Sobald der Benutzer eine der bezeichneten Tasten betätigt überträgt der Rechner die Steuerung an ein
»Funktionsprogramm«, um die spezielle Funktion oder den Betrieb auszuführen, der durch die Bezeichnung der
betätigten Taste angezeigt ist. Bei der Übertragung der Steuerung an das Funktionsprogramm bestimmt der
Rechner zunächst die Adresse des Festwertspeichers des Funktionsprogrammes und überträgt die Steuerung
dann an diese Adresse. Zur Bezeichnung der Adresse des Festwertspeichers verwendet der Rechner die
Werte des Tastencodes sowie von N, wobei die Tastencodes die Koordinaten der betätigten Taste
bezeichnen und N die Ebene mit der Bezeichnung der betätigten Taste angibt.
Wenn eine neue Tastenkonfiguration in entsprechender Weise wie eine vorherige Tastenkonfiguration
betätigt wird, so wählt der Rechner automatisch gemäß den Funktionsblöcken 78, 80 und 82 die nachfolgende
Tastenkonfiguration, nachdem die mit der vorherigen Konfiguration verbundener. Vorgänge abgeschlossen,
sind. Wenn beispielsweise die der sechsten Tastaturkonfiguration zugeordneten Betriebsvorgänge geschlossen
sind und die der neunten Tastaturkonfiguration zugeordneten Betriebsvorgänge logisch als nächstes
ausgeführt werden müssen, ordnet der Rechner den neuen Wert 9 dem Parameter N zu und zeigt gemäß
dem Block 79 die nächste Tastaturkonfiguration, indem der Ebene 89 (Fig.4) ein geeignetes Signal zugeführt
wird.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 und 8A und B sind Zonen 93 des elektrischen Feldes
schematisch dargestellt, innerhalb derer hohle eingeschlossene Bereiche angeordnet sind, die mit Flüssigkeitskristall-Material
91 in der Gestalt verschiedener alpha-numerischer Symbole gefüllt sind. Die Zonen 93
werden verwendet, um ein lichtundurchlässiges oder in anderer Weise unterscheidbares Abbild des Flüssigkeitskristall-Materials
91 zu erhalten, wenn das Material durch die transparenten Tasten 35 hindurch betrachtet
wird. Das elektrische Feld kann durch die Zufuhr eines elektrischen Signals von einer Signalquelle 95 längs
transparenter Elektroden 97 erzeugt werden, so daß ein lichtundurchlässiges Abbild einer Markierung erzeugt
wird, wenn das Licht von einer Lichtquelle durch das Flüssigkeitskristall-Material und durch orthogonal angeordnete
Polarisatoren übertragen wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann reflektiertes Umgebungslicht verwendet werden, und es sind
Iceine Polarisatoren für eine Lichtquelle erforderlich. Dabei ist vorausgesetzt daß beide Elektroden 97
(F i g. 4) transparent sind und die Polarisatoren 101,103
und die Lichtquelle 99 weggelassen werden.
Gemäß der in F i g. 7 dargestellten Ausführungsform wird eine einzige Ebene 89 aus lichtdurchlässigem
Kunststoffmaterial mit mehreren Zonen 93 verwendet wobei jede dieser Zonen eine Matrix aus einzelnen
Flüssigkeitskristall-Segmenten enthält, die einzeln adressiert und dargestellt werden können, beispielsweise
aus XY-Segmenten 105 gemäß Fig.8A oder Punktsegmenten 107 gemäß Fig.8B. Die Punktsegmente
107 gemäß Fig.8B können durch Leuchtdioden
gebildet werden, die in einer Matrix angeordnet sind. Um solche Matrixsegmente 105 bzw. 107 gemäß
F i g. 8A und 8B verwenden zu können, kann das Programm gemäß dem Flußdiagramm in Fig. 6
geändert werden, so daß nicht die Ebene N für die Anzeige, sondern die Zeile Nder Festwertspeicher-Stellen
gewählt wird. Die Auswahl erfolgt aus verschiedenen Reihen von Festwertspeicher-Stellen, wobei der
Inhalt jeder Reihe dem XY-Muster oder der Punktmatrix der Markierungen einer Tastatur-Konfiguration
entspricht Die Markierungsmuster werden bestimmt
und gespeichert in dem Festwert-Speicher 19.
Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung ist eine Tastatur 13 mit zwei lichtdurchlässigen Abschnitten
25 und 27 oder eine Tastatur mit transparenten Tasten vorgesehen, die durch Induktion betätigbar sind.
Beispielsweise kann eine Tastatur vorgesehen werden, bei welcher ein lichtdurchlässiger leitfähiger Streifen 53
(F i g. 4) der Ebene 41 einen.Strom in einem lichtdurchlässigem Streifen 51 der Ebene 37 induzieren kann,
wenn der Streifen 51 in dichte Nachbarschaft mit dem Streifen 53 gelangt. Gemäß einer anderen Ausführungsform können transparente Tasten durch die Kapazität,
Hitze oder andere Effekte betätigt werden, die zwischen einem transparenten Streifen 53 und einem nahen
transparenten Streifen 51 oder beispielsweise einem Finger bei der Betätigung einer Tasie wirksam werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Taste 55 zur Wahl der Tastatur-Konfiguration für
diesen Zweck alleine und ohne weitere Tasten verwendet werden. Hierzu müßte diese Taste entweder
wiederholt betätigt werden oder die Wahl der Tastatur-Konfiguration erfolgt durch die Dauer der
Betätigung dieser Taste.
Wenn die Tasten 35 betätigt werden, wird diese Betätigung dem Benutzer zurückgemeldet. Dieses kann
entweder fühlbar, beispielsweise durch eine Schwingung, einen geringfügigen elektrischen Stoß, öder
mechanisch durch eine Schnappwirkung entsprechend der Taste in Fig.3B oder akustisch, visuell oder in
sonstiger Weise erfolgen.
Hierzu 7 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Tastatur zur Eingabe von Information in ein Gerät, mit transparenten Tasten, denen unter
gleichzeitiger Änderung von den Tasten unterlegten Symbolen verschiedene Bedeutungen gegeben werden
können, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen, den Tasten (35) zugeordnete
Symbole (91.105,107) unterhalb der Tasten in Form
von elektrisch mittels einer Wähleinrichtung (KBD, 55, 85, 87) aktivierbaren Anzeigeelementen in
mehreren transparenten Ebenen (89) untereinander angeordnet sind.
2. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wähleinrichtung (KBD, 55) eine
Taste (55) aufweist, welche bei wiederholter Betätigung jeweils eine verschiedene Tastenbedeutung
aktiviert
3. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wähleinrichtung (KBD, 55, 85, 87)
wenigstens eine Wähltaste (55) und wenigstens eine mit dieser zusammenwirkende Zifferntaste (85, 87)
enthält, wobei die Wähltaste den Tastenwählbetrieb einleitet und die jeweils betätigte Zifferntaste die
aktivierte Tastenbedeutung bestimmt
4. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Symbole (91, 105, 107) unterhalb
von transparenten, den Tasten (35) zugeordneten Kontakten (41,49) liegen.
5. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekenn- jo zeichnet, daß die Wähleinrichtung (KBD, 55, 85, 87)
eine flexible transparente Schicht (37) mit einem Satz aus im wesentlichen transparenten leitfähigen
Streifen (51), eine im wesentlichen nichtflexible transparente Schicht (41) mit einem zweiten Satz aus J5
im wesentlichen transparenten leitfähigen Streifen (53) orthogonal bezüglich des ersten Satzes von
Streifen sowie eine Isolationsschicht (39) enthält, welche die flexiblen und die nicht-flexiblen Schichten
trennt und Fenster (49) derart ausbildet, daß ein Streifen aus dem ersten Satz durch ein Fenster in
Kontakt mit einem Streifen aus dem zweiten Satz kommt, wenn eine Taste (35) betätigt wird.
6. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wähleinrichtung (KBD, 55, 85,87)
einen Prozessor (15,17) und einen Festwertspeicher (19) mit einem in diesem gespeicherten Programm
zur Wahl einer Tastenbedeutung enthält und dieses Programm mittels der Wähleinrichtung auslösbar ist.
7. Tastatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser ein Programm gespeichert ist,
welches ohne Aktivierung der Wähleinrichtung (KBD, 55,85,87) eine vorgewählte Tastenbedeutung
auslöst, wenn die der vorgewählten Tastenbedeutung entsprechenden Operationen nach dem Ab- π
ichluß der jeweils laufenden Operation erfolgen.
8. Tastatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine transparente Ebene
(89) mit einer Anordnung aus Flüssigkeitskristall-Symbolen (91, 105, 107) vorgesehen ist zur Anzeige
durch die transparenten Tasten (35) hindurch.
9. Tastatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine transparente Ebene
(98) mit einer Vielzahl von im wesentlichen transparenten Matrizen von Leuchtdioden (91, 105, b5
107) vorgesehen ist, welche bei einzelner Aktivierung durch die transparenten Tasten hindurch
wahrnehmbar sind.
10. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß sich die Tastenbedeutung periodisch
und fortlaufend während der Betätigung der Wähleinrichtung (KBD, 55) ändert
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1983
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