(57)【要約】  【課題】  消費電力が小さく、低コストで小型化を図ることのできるアナログ入力可能なキーボード装置を提供する。  【解決手段】  キー操作により押下される複数のキースイッチ２と、キースイッチ２を実装して支柱５で一端が支持される基板４と、基板４の他端に配されてキースイッチ２を押下した際の基板４の傾斜によって基板４の押圧力を感知する感圧装置３と、押下されたキースイッチ２を識別する第１信号と基板４の押圧力に応じて可変される感圧装置３の出力に基づいた第２信号とを出力する制御部９とを備えた。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キー操作により押下される複数のキースイッチと、前記キースイッチが設けられる基板と、前記キースイッチを押下した際の前記基板の変位によって前記基板の押圧力を感知する感圧装置と、押下された前記キースイッチを識別する第１信号と前記基板の押圧力に応じて可変される前記感圧装置の出力に基づいた第２信号とを出力する制御部とを備えたことを特徴とするキーボード装置。
【請求項２】
一の前記キースイッチと他の前記キースイッチの押圧力が同じ時に、同じレベルの第２信号を出力するように前記感圧装置からの入力を前記制御部により補正したことを特徴とする請求項１に記載のキーボード装置。
【請求項３】
前記基板は一端を支持して傾斜可能に設けられ、前記感圧装置は前記基板の傾斜により押圧されて前記基板の押圧力を感知することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキーボード装置。
【請求項４】
所定の指示によって、第２信号は前記基板の押圧力に応じて可変されるレベルと、前記感圧装置の出力に拘わらない一定レベルとが前記制御部により択一して出力されることを特徴とする請求項１〜請求項３に記載のキーボード装置。
【請求項５】
前記基板上に設けられた複数の前記キースイッチが押下されているときに、第２信号を出力しないことを特徴とする請求項１〜請求項４に記載のキーボード装置。
【請求項６】
前記制御部は所定の前記キースイッチが押下された際に前記感圧装置のキャリブレーションを行うとともに、該所定の前記キースイッチが押下されていない際に前記感圧装置のキャリブレーションを行わないことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のキーボード装置。
【請求項７】
所定の前記キースイッチが押下されていないときに前記感圧装置の電源供給を遮断したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のキーボード装置。
【請求項８】
前記基板を複数設けるとともに各前記基板に対応した複数の前記感圧装置を設け、一の前記基板に設けられた前記キースイッチと他の前記基板に設けられた前記キースイッチとが押下されているときに、それぞれの前記感圧装置の出力に基づく第２信号を前記制御部から出力することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のキーボード装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キー操作される複数のキースイッチを有し、キースイッチの押圧力に応じた信号を出力するキーボード装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報処理端末装置や携帯型ゲーム機等はキー操作を行う複数のキースイッチを有したキーボード装置が設けられ、キースイッチのキー操作によって所望の動作が行われる。この時、小型のキーボード装置に設けられた少数のキースイッチの操作によって多種の入力を行う必要がある。このため、特許文献１には一のキースイッチの押圧力に応じてアナログ的に異なるレベルの信号を出力するキーボード装置が開示されている。
【０００３】
このキーボード装置はキー操作を行うキースイッチと、キースイッチの押下により変形する感圧導電ゴムから成る感圧装置とを有している。感圧導電ゴムは変形量に応じて抵抗値が変化するため、感圧導電ゴムの両端の電圧から成る出力信号はキースイッチの押圧力に応じてレベルが変化するアナログ信号になる。このアナログ信号はＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換してデジタル信号に変換される。
【０００４】
これにより、キースイッチの押圧力に応じてキーのリピート速度を可変することができるようになっている。また、画面上のポインタやキャラクタの移動速度を可変することも可能である。
【特許文献１】特開平６−６８７４１号公報（第２頁−第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のキーボード装置によると、複数のキースイッチのそれぞれに対して感圧装置やＡ／Ｄコンバータを設けるとキーボード装置が大型になるとともに高価になる問題がある。また、感圧装置やＡ／Ｄコンバータによる消費電力が大きくなる問題もあった。
【０００６】
本発明は、消費電力が小さく、低コストで小型化を図ることのできるアナログ入力可能なキーボード装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、キー操作により押下される複数のキースイッチと、前記キースイッチが設けられる基板と、前記キースイッチを押下した際の前記基板の変位によって前記基板の押圧力を感知する感圧装置と、押下された前記キースイッチを識別する第１信号と前記感圧装置の出力に基づいて可変される第２信号とを出力する制御部とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
この構成によると、キースイッチを押下するとキースイッチを識別する第１信号が制御部により出力され、基板が押圧されて変位する。基板の変位量によって感圧装置は基板の押圧力を感知し、押圧力に応じてレベルが可変されたアナログ信号を出力する。制御部は感圧装置から入力された信号に基づいてレベルの異なる第２信号を出力する。第１、第２信号を識別可能な一つの信号に重畳して出力してもよい。
【０００９】
また本発明は、上記構成のキーボード装置において、一の前記キースイッチと他の前記キースイッチの押圧力が同じ時に、同じレベルの第２信号を出力するように前記感圧装置からの入力を前記制御部により補正したことを特徴としている。この構成によると、一のキースイッチと他のキースイッチが同じ押圧力で押下された時に感圧装置で感知される基板の押圧力が異なる場合には、制御部によって感圧装置から入力された信号のレベルを補正して第２信号のレベルを同じにする。
【００１０】
また本発明は、上記構成のキーボード装置において、前記基板は一端を支持して傾斜可能に設けられ、前記感圧装置は前記基板の傾斜により押圧されて前記基板の押圧力を感知することを特徴としている。この構成によると、キースイッチを押下すると基板が押圧されて傾斜し、感圧装置は基板の傾斜量に応じた押圧力を感知する。
【００１１】
また本発明は、上記構成のキーボード装置において、所定の指示によって、第２信号は前記基板の押圧力に応じて可変されるレベルと、前記感圧装置の出力に拘わらない一定レベルとが前記制御部により択一して出力されることを特徴としている。この構成によると、キースイッチの押圧力に応じて可変されるアナログ的な第２信号が制御部から出力されるとともに、ユーザ操作や制御部による指示があると、キースイッチの押圧力に拘わらず一定レベルの第２信号が出力される。
【００１２】
また本発明は、上記構成のキーボード装置において、前記基板上に設けられた複数の前記キースイッチが押下されているときに、第２信号を出力しないことを特徴としている。この構成によると、一の基板に設けられた複数のキースイッチが同時に押下されると感圧装置から制御部に押圧力に応じた信号が入力され、制御部によって第２信号の出力が禁止される。感圧装置から信号が出力されないようにしてもよい。
【００１３】
また本発明は、上記構成のキーボード装置において、前記制御部は所定の前記キースイッチが押下された際に前記感圧装置のキャリブレーションを行うとともに、前記キースイッチが押下されていない際に前記感圧装置のキャリブレーションを行わないことを特徴としている。この構成によると、押圧力に応じて可変される第２信号が出力される所定のキースイッチが押下されると感圧装置のキャリブレーションが行われ、温度変化等による感圧装置の測定誤差が除去される。キースイッチが押下されていないと感圧装置のキャリブレーションが実行されない。
【００１４】
また本発明は、上記構成のキーボード装置において、所定の前記キースイッチが押下されていないときに前記感圧装置の電源供給を遮断したことを特徴としている。この構成によると、押圧力に応じて可変される第２信号を出力する所定のキースイッチが押下されていないときは感圧装置に電源供給されない。
【００１５】
また本発明は、上記構成のキーボード装置において、前記基板を複数設けるとともに各前記基板に対応した複数の前記感圧装置を設け、一の前記基板に設けられた前記キースイッチと他の前記基板に設けられた前記キースイッチとが押下されているときに、それぞれの前記感圧装置の出力に基づく第２信号を前記制御部から出力することを特徴としている。この構成によると、複数の基板上にそれぞれ設けられたキースイッチを同時に押下すると、それぞれの押圧力を各基板に設けられた感圧装置により感知して制御部から各第２信号が出力される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、複数のキースイッチを設けた基板の押圧力を感知する感圧装置を備え、キースイッチを識別する第１信号と基板の押圧力に応じた第２信号とを出力するので、一の感圧装置によって各キースイッチの押圧力に応じてアナログ的に変化する第２信号を出力するキーボード装置が得られる。従って、消費電力が小さく、安価で小型のキーボード装置を得ることができる。
【００１７】
また本発明によると、異なるキースイッチの押圧力が同じ時に感圧装置の出力を制御部により補正して同じレベルの第２信号を出力するので、複数のキースイッチ間で同じ操作感を得ることができる。
【００１８】
また本発明によると、基板が一端を支持して傾斜可能に設けられ、感圧装置が基板の傾斜により押圧力を感知するので、複数のキースイッチの押圧力を一の感圧装置で感知できるキーボード装置を簡単に実現することができる。
【００１９】
また本発明によると、第２信号は前記基板の押圧力に応じて可変されるレベルと、感圧装置の出力に拘わらない一定レベルとが制御部により択一して出力されるので、キーボード装置の使用状態に応じて同じキースイッチによる出力信号をデジタル的とアナログ的とに可変することができる。従って、キーボード装置の利便性が向上する。
【００２０】
また本発明によると、一の基板上に設けられた複数のキースイッチが押下されているときに第２信号を出力しないので、キーボード装置の誤動作を防止することができる。
【００２１】
また本発明によると、所定のキースイッチが押下された際に感圧装置のキャリブレーションを行うとともに、キースイッチが押下されていない際に感圧装置のキャリブレーションを行わないので、第２信号を出力するキースイッチが押下されたときにのみキャリブレーションを行って感圧装置の測定誤差が低減され、その他のキースイッチが押下された場合やキースイッチが押下されない場合に感圧装置のキャリブレーションを省いて消費電力を低減することができる。
【００２２】
また本発明によると、所定のキースイッチが押下されていないときに感圧装置の電源供給を遮断したので、第２信号を出力するキースイッチが押下されたときにのみ感圧装置に通電して消費電力を低減することができる。
【００２３】
また本発明によると、基板と基板に対応した感圧装置を複数設けたので、異なる基板上のキースイッチを同時に押下して複数の第２信号が出力され、キーボード装置の利便性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態のキーボード装置を備えた情報処理端末装置の内部構造を示す斜視図である。情報端末処理装置１０はキャビネット３１内の一方に表示装置３２が配置され、他方にキーボード装置１が配置されている。表示装置３２は液晶パネル等から成り、メニュー画面等の情報画面を表示する。
【００２５】
キーボード装置１はキー操作を行うキースイッチ２が設けられた基板４を有している。キースイッチ２は表示画面を上下にスクロールする上キー２ａ、下キー２ｂや、画面に表示された項目の選択を決定する決定キー２ｃを有している。図示しないが、電源キー等の他のキースイッチも設けられる。尚、表示装置３２の表示画面及びキースイッチ２を露出するカバー（不図示）によりキャビネット３１の上面が覆われている。
【００２６】
図２はキーボード装置１を示す側面断面図である。基板４の一端はキャビネット３１の底面に配された支柱５により傾斜可能に支持される。基板４の他端はキャビネッｂト３１の底面に配された感圧導電ゴム等から成る変位可能な感圧装置３により支持される。従って、キースイッチ２が力点、支柱５が支点、感圧装置３が作用点となるてこの原理によって、傾斜した基板４の傾斜量に応じて感圧装置３の抵抗値が変化する。これにより、感圧装置３は基板４の押圧力を感知し、押圧力に応じて変化する電圧から成る信号を出力する。
【００２７】
図３はキーボード装置１の構成を示すブロック図である。キーボード装置１は各部を制御するマイクロコンピュータから成る制御部９を有している。制御部９には、上記表示装置３２、感圧装置３、Ａ／Ｄコンバータ８、キー選択部７、記憶装置１６が接続される。感圧装置３は制御部９及びＡ／Ｄコンバータ８に接続され、押圧力の測定値をＡ／Ｄコンバータ８に出力するとともに、感圧装置３のキャリブレーションが制御部９により直接制御して行われる。
【００２８】
Ａ／Ｄコンバータ８は感圧装置３から出力される測定値を数値化して制御部９に出力する。キー選択部７には各キースイッチ２が接続され、キースイッチ２のＯＮ／ＯＦＦ状態がキー選択部７に出力される。キー選択部７はいずれかのキースイッチ２がＯＮとなっているか否かを検出して検出結果を制御部９に出力する。
【００２９】
記憶装置１６はＥＥＰＲＯＭ等から成り、制御部９により実行されるアプリケーションプログラム１８が格納される。また、Ａ／Ｄコンバータ８により出力される押圧力の情報を各キースイッチ２に応じて補正する補正情報１７が格納される。これにより、補正情報１７によって各キースイッチ２に応じて補正された押圧力の情報が制御部９によって出力される。即ち、感圧装置３により感知した押圧力が同じでも各キースイッチ２の位置が異なるとキースイッチ２を押下した押圧力が異なる。このため、異なる位置のキースイッチ２を押下した押圧力が同じ時に同じレベルの信号を出力するようになっている。
【００３０】
尚、記憶装置１６及び制御部９は情報処理端末装置１０の動作させるための情報の記憶及び制御も同時に行っており、図中、破線で示すように、キーボード装置１の出力に必要な記憶装置及び制御部と兼用されている。補正情報のみを格納する記憶装置及び独立の制御部を設け、キースイッチ２の情報とキースイッチ２に応じて補正された押圧情報とを出力するキーボード装置１を構成してもよい。
【００３１】
上記構成のキーボード装置１の動作を図４のフローチャートを参照して説明する。情報処理端末装置１０の電源をＯＮすると、ステップ＃１１で変数Ｋｅｙ、ｃｎｔにそれぞれ１、０が代入され、それぞれ初期化される。変数Ｋｅｙはキースイッチ２の番号を示している。変数ｃｎｔはアナログ的な出力を行うキースイッチ２の中で、押下されているキースイッチ２の数を示している。
【００３２】
上キー２ａ及び下キー２ｂは押下した押圧力に応じて画面のスクロール速度を可変するため、アナログ的な出力を行うキースイッチ２になっている。決定キー２ｃはＯＮかＯＦＦかを判別できればよく、デジタル的な出力を行うキースイッチ２になっている。従って、変数ｃｎｔは上キー２ａや下キー２ｂがいくつ押下されているかを示している。
【００３３】
ステップ＃１２では１番目（変数Ｋｅｙ＝１）のキースイッチ２が押下されているか否かがキー選択部７の出力により判断される。１番目のキースイッチ２が押下されていない場合はステップ＃１５に移行する。１番目のキースイッチ２が押下されている場合はステップ＃１３で１番目のキースイッチ２がアナログ的な出力を行うキースイッチ２か否かが判断される。１番目のキースイッチ２がアナログ的な出力を行うキースイッチ２でない場合はステップ＃１５に移行する。１番目のキースイッチ２がアナログ的な出力を行うキースイッチ２の場合はステップ＃１４で変数ｃｎｔがインクリメントされ、ステップ＃１５に移行する。
【００３４】
ステップ＃１５では１番目のキースイッチ２の状態を示す情報がキースイッチ２を識別する情報（第１信号）とともにアプリケーションプログラムに出力される。例えば、「Ｋｅｙ＝１、Ｓｔａｔｅ＝ＯＮ」や「Ｋｅｙ＝１、Ｓｔａｔｅ＝ＯＦＦ」等のように出力される。これにより、どのキースイッチ２がＯＮになっているかがアプリケーションプログラム側で判別される。
【００３５】
ステップ＃１６では変数Ｋｅｙにより対象のキースイッチ２が最後か否かが判断される。対象のキースイッチ２が最後のキースイッチ２でない場合はステップ＃１７で変数Ｋｅｙがインクリメントされ、ステップ＃１２に戻る。そして２番目以降のキースイッチ２についてステップ＃１２〜＃１７が繰り返し行われる。
【００３６】
最後のキースイッチ２の状態を判別するとステップ＃１６の判断によりステップ＃２１に移行する。ステップ＃２１では変数ｃｎｔが０か否かが判断される。変数ｃｎｔが０の場合はアナログ的な出力を行うキースイッチ２が押下されていないため、感圧装置３を必要としない。このため、ステップ＃３０では感圧装置３の電源が通電状態の場合は電源が遮断されてステップ＃１１に戻る。これにより、消費電力を削減することができる。
【００３７】
変数ｃｎｔが０でない場合はステップ＃２２で変数ｃｎｔが１か否かが判断される。変数ｃｎｔが１でない場合は複数のキースイッチ２が押下されているため、感圧装置３による測定を実施することなくステップ＃１１に戻る。これにより、一のキースイッチ２が押下されているときの押圧力と一致しないことによるキーボード装置１の誤動作が防止される。変数ｃｎｔが１の場合はステップ＃２３に移行し、感圧装置３の電源が遮断されている場合は電源がＯＮされる。
【００３８】
ステップ＃２４では感圧装置３によって基板４の押圧力の測定が行われ、Ａ／Ｄコンバータ８により測定値が数値化されて制御部９に入力される。制御部９ではＡ／Ｄコンバータ８からの入力値に基づいて出力レベルを得る。図５は感圧装置３の押圧力（横軸）と制御部９の入力値（縦軸）との関係を示す図である。キースイッチ２は弾性力を有しているため、キースイッチ２をＯＮするために必要な押圧力Ｐ１の時の入力値Ｉ０を超えた分が出力値Ｈとなっている。
【００３９】
ステップ＃２５では記憶装置１６から補正情報１７が取り出され、出力値Ｈが補正される。例えば、下キー２ｂは上キー２ａよりも支柱５に近いため、支柱５からの距離に略反比例した大きな出力値Ｈ’に補正される。ステップ＃２６では感圧装置３の出力に基づいた出力値Ｈ’（第２信号）が制御部９によってアプリケーションプログラムに出力される。これにより、上キー２ａと下キー２ｂとは同じ押圧力で押下したときにアプリケーションプログラムに引き渡される出力のレベルが同じになっている。
【００４０】
アプリケーションプログラム側ではステップ＃１５で出力された各キースイッチ２の状態から出力値Ｈ’の対象となるキースイッチ２を判別して該キースイッチ２に応じた動作を行う。例えば、下キー２ｂが押下されると表示画面が出力値Ｈ’に応じた速度で下方向にスクロールする。
【００４１】
ステップ＃２７では感圧装置３のキャリブレーションが行われてステップ＃１１に戻る。そして、ステップ＃１１〜＃３０が繰り返し行われる。キャリブレーションは既知の抵抗測定等により行われ、温度等により変化する感圧装置３の抵抗値を補正して次回の測定で正確に押圧力を感知する。感圧装置３による測定前にキャリブレーションを行ってもよい。
【００４２】
尚、アナログ的な出力を行うためのキースイッチ２が１つ押下された場合にのみキャリブレーションが行われ、キースイッチ２が押下されていない場合にキャリブレーションが行われないので、感圧装置３が不要な際のキャリブレーションを省いて消費電力を低減することができる。
【００４３】
本実施形態によると、複数のキースイッチ２を設けた基板４の押圧力を感知する感圧装置３を備え、キースイッチ２を識別する第１信号と基板４の押圧力に応じた第２信号とを出力するので、一の感圧装置３によって複数のキースイッチ２の押圧力に応じてアナログ的に変化する第２信号を出力するキーボード装置１が得られる。従って、消費電力が小さく、安価で小型のキーボード装置を得ることができる。
【００４４】
また、異なるキースイッチ２の押圧力が同じ時に感圧装置３の出力を制御部９により補正して同じレベルの第２信号を出力するので、複数のキースイッチ２間で同じ操作感を得ることができる。
【００４５】
尚、情報処理端末装置１０の使用状況に応じて上キー２ａ、下キー２ｂを例えばカーソル移動に用いる場合は、押圧力に応じて出力信号を可変する必要がない。このため、ユーザ操作やアプリケーションプログラムの指示による使用状況に応じて感圧装置３の出力に拘わらない一定レベルの出力信号を制御部９により出力してもよい。
【００４６】
次に、図６は第２実施形態のキーボード装置２１を備えた携帯型ゲーム機２０を示す斜視図である。説明の便宜上、前述の図１〜図５に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態はキャビネット３１内の上部に表示装置３２が配置され、下部にキーボード装置２１が配置される。
【００４７】
キーボード装置２１は２つの基板１４、２４を有している。基板１４、２４の一端は共通の支柱１５により支持される。基板１４、２４の他端はそれぞれ第１実施形態と同様の感圧装置１３、２３により支持される。基板１４、２４には十字キー１２ａ、機能キー１２ｂ、１２ｃ等のキースイッチ２が設けられ、十字キー１２ａと機能キー１２ｂ、１２ｃとは異なる基板１４、２４に設けられている。十字キー１２ａは４つのキースイッチを有し、表示画面上のキャラクタを上下左右に移動する。機能キー１２ｂ、１２ｃはゲーム内容に応じた機能を実行する。
【００４８】
上記構成の携帯型ゲーム機２０において、十字キー１２ａが押下されると上下左右のキースイッチを識別する第１信号がアプリケーションプログラムに出力され、十字キー１２ａの押圧力に応じて第２信号がアプリケーションプログラムに出力される。これにより、表示画面内でキャラクタが上下左右に移動し、押圧力に応じて移動速度が可変される。
【００４９】
また、機能キー１２ｂ、１２ｃが押下されるとこれらを識別する第１信号がアプリケーションプログラムに出力され、機能キー１２ｂ、１２ｃの押圧力に応じて第２信号がアプリケーションプログラムに出力される。これにより、例えば、キャラクターが攻撃を行い、押圧力に応じて攻撃力が可変される。また、十字キー１２ａを押下しながら機能キー１２ｂまたは機能キー１２ｃを押下することによってキャラクタが移動しながら攻撃を行うことができる。
【００５０】
本実施形態によると、複数の基板１４、２４と基板１４、２４に対応した感圧装置１３、２３を設けたので、異なる基板１４、２４上のキースイッチ１２を同時に押下して複数の第２信号が出力される。このため、アナログ的な出力を行う複数のキースイッチを同時に押下して多様なゲーム等に対応させることができ、キーボード装置２１の利便性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明のキーボード装置は、携帯電話機、情報処理端末装置、携帯型ゲーム機、ビデオゲーム機のコントローラ等の複数のキースイッチを有する小型の機器に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態のキーボード装置を備えた携帯型ゲーム機を示す斜視図
【図２】本発明の第１実施形態のキーボード装置を備えた携帯型ゲーム機を示す側面断面図
【図３】本発明の第１実施形態のキーボード装置を備えた携帯型ゲーム機の構成を示すブロック図
【図４】本発明の第１実施形態のキーボード装置の動作を示すフローチャート
【図５】本発明の第１実施形態のキーボード装置の感圧装置で感知する押圧力と制御部の入力信号レベルとの関係を示す図
【図６】本発明の第２実施形態のキーボード装置を備えた携帯型ゲーム機を示す斜視図
【符号の説明】
【００５３】
１、１１  キーボード装置
２、１２  キースイッチ
３、１３、２３  感圧装置
４  １４、２４  基板
５、１５  支柱
７    キー選択部
８    Ａ／Ｄコンバータ
９    制御部
１０    情報処理端末装置
１６    記憶装置
１７    補正情報
１８    アプリケーションプログラム
２０    携帯型ゲーム機
３１    キャビネット
３２    表示装置
【図１】
2005316658.tif 000003
【図２】
2005316658.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005316658.tif 000007
【図６】
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