(57)【要約】【課題】ユーザが表示部を見る垂直視野方向を変えることにより、表示内容の切り替えを可能にする。【解決手段】複数の画素２は、それぞれが水平方向に延在し、画像Ａが表示される複数の第１のグループＧＰ１と、それぞれが水平方向に延在し、画像Ａとは表示内容が異なる画像Ｂが表示される複数の第２のグループＧＰ２とに少なくとも分けられている。第１のグループＧＰ１および第２のグループＧＰ２は、垂直方向において交互に設けられている。レンズアレイ７は、表示部１の表面近傍に設けられており、それぞれが水平方向に延在する複数のレンズセル７ａで構成されている。各レンズセル７ａは、第１のグループＧＰ１からの入射光を第１の垂直視野方向に出射するとともに、第２のグループＧＰ２からの入射光を第１の垂直視野方向とは異なる第２の垂直視野方向に出射する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示装置において、
二次元的に並べられた複数の画素で構成された表示部であって、前記複数の画素は、それぞれが水平方向に延在する複数の第１のグループと、それぞれが水平方向に延在する複数の第２のグループとに少なくとも分けられており、前記第１のグループと前記第２のグループとが垂直方向において交互に設けられた表示部と、
前記表示部を制御することにより、前記複数の第１のグループに第１の画像を表示させ、前記複数の第２のグループに前記第１の画像とは表示内容が異なる第２の画像を表示させる駆動部と、
前記表示部の表面近傍に設けられており、それぞれが水平方向に延在する複数のレンズセルで構成されたレンズアレイであって、前記レンズセルのそれぞれは、前記第１のグループからの入射光を第１の垂直視野方向に出射するとともに、前記第２のグループからの入射光を前記第１の垂直視野方向とは異なる第２の垂直視野方向に出射するレンズアレイと
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記駆動部は、
水平方向に延在する画素行を順次選択する線順次走査を行い、
前記第１のグループに属する画素行の選択時には、当該画素行に対して、前記第１の画像を規定する画像データを供給するとともに、前記第２のグループに属する画素行の選択時には、当該画素行に対して、前記第２の画像を規定する画像データを供給することを特徴とする請求項１に記載された画像表示装置。
【請求項３】
前記レンズセルのそれぞれは、互いに隣接した前記第１のグループと前記第２のグループとのセットに位置的に対応して設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載された画像表示装置。
【請求項４】
二次元的に並べられた複数の画素で構成され、前記複数の画素は、それぞれが水平方向に延在する複数の第１のグループと、それぞれが水平方向に延在する複数の第２のグループとに少なくとも分けられており、前記第１のグループと前記第２のグループとが垂直方向において交互に設けられた表示部に画像を表示させる画像表示方法において、
前記複数の第１のグループに第１の画像を表示させる第２のステップと、
前記複数の第２のグループに前記第１の画像とは表示内容が異なる第２の画像を表示させる第２のステップと、
前記表示部の表面近傍に設けられたレンズアレイを構成し、それぞれが水平方向に延在する複数のレンズセルによって、前記第１のグループからの入射光を第１の垂直視野方向に出射するとともに、前記第２のグループからの入射光を前記第１の垂直視野方向とは異なる第２の垂直視野方向に出射する第３のステップとを有することを特徴とする画像表示方法。
【請求項５】
前記第２のステップは、
水平方向に延在する画素行を順次選択する線順次走査を行うステップと、
前記第１のグループに属する画素行の選択時には、当該画素行に対して、前記第１の画像を規定する画像データを供給するステップと
前記第２のグループに属する画素行の選択時には、当該画素行に対して、前記第２の画像を規定する画像データを供給するステップと
を含むことを特徴とする請求項４に記載された画像表示方法。
【請求項６】
前記レンズセルのそれぞれは、互いに隣接した前記第１のグループと前記第２のグループとのセットに位置的に対応して設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載された画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置および画像表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特許文献１には、液晶表示パネルとレンチキュラーランズとを組み合わせることにより、立体画像を表示する画像表示装置が開示されている。表示パネルは、右目用の画素グループと左目用の画素グループとに分けられており、前者には右目用の画像が表示され、後者には左目用の画像がそれぞれ表示される。これらの画像は、視差に応じた水平方向のずれが存在する点を除けば、基本的に同一の表示内容を有している。表示パネルの表面近傍に設けられたレンチキュラーランズは、表示パネルからの入射光を水平方向に分離し、右目用の画素グループからの入射光を右目側に出射するとともに、左目用の画素グループからの入射光を左目側に出射する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３０４７４０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ユーザが表示部を見る垂直視野方向を変えることにより、表示内容の切り替えを可能にすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、第１の発明は、表示部と、駆動部と、レンズアレイとを有する画像表示装置を提供する。表示部は、二次元的に並べられた複数の画素で構成されている。複数の画素は、それぞれが水平方向に延在する複数の第１のグループと、それぞれが水平方向に延在する複数の第２のグループとに少なくとも分けられている。第１のグループおよび第２のグループは、垂直方向において交互に設けられている。駆動部は、表示部を制御することにより、複数の第１のグループに第１の画像を表示させ、複数の第２のグループに第１の画像とは表示内容が異なる第２の画像を表示させる。レンズアレイは、表示部の表面近傍に設けられており、それぞれが水平方向に延在する複数のレンズセルで構成されている。それぞれのレンズセルは、第１のグループからの入射光を第１の垂直視野方向に出射するとともに、第２のグループからの入射光を第１の垂直視野方向とは異なる第２の垂直視野方向に出射する。
【０００６】
ここで、第１の発明において、駆動部は、水平方向に延在する画素行を順次選択する線順次走査を行う。そして、駆動部は、第１のグループに属する画素行の選択時には、画素行に対して、第１の画像を規定する画像データを供給し、第２のグループに属する画素行の選択時には、画素行に対して、第２の画像を規定する画像データを供給することが好ましい。
【０００７】
第２の発明は、二次元的に並べられた複数の画素で構成され、複数の画素は、それぞれが水平方向に延在する複数の第１のグループと、それぞれが水平方向に延在する複数の第２のグループとに少なくとも分けられており、第１のグループと第２のグループとが垂直方向において交互に設けられた表示部に画像を表示させる画像表示方法を提供する。この画像表示方法は、複数の第１のグループに第１の画像を表示させる第２のステップと、複数の第２のグループに第１の画像とは表示内容が異なる第２の画像を表示させる第２のステップと、表示部の表面近傍に設けられたレンズアレイを構成し、それぞれが水平方向に延在する複数のレンズセルによって、第１のグループからの入射光を第１の垂直視野方向に出射するとともに、第２のグループからの入射光を第１の垂直視野方向とは異なる第２の垂直視野方向に出射する第３のステップとを有する。
【０００８】
ここで、第２の発明において、第２のステップは、水平方向に延在する画素行を順次選択する線順次走査を行うステップと、第１のグループに属する画素行の選択時には、画素行に対して、第１の画像を規定する画像データを供給するステップと  第２のグループに属する画素行の選択時には、画素行に対して、第２の画像を規定する画像データを供給するステップとを含むことが好ましい。
【０００９】
また、第１または第２の発明において、レンズアレイを構成する各レンズセルは、互いに隣接した第１のグループと第２のグループとのセットに位置的に対応して設けられていることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本実施形態にかかる画像表示装置のブロック構成図である。本実施形態では、画像表示装置として、携帯性に優れた小型の端末装置、例えば、携帯電話やＰＤＡ等を想定している。
【００１１】
この画像表示装置に内蔵された表示部１は、例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子によって液晶素子を駆動するアクティブマトリクス型の高解像度パネルである。この表示部１には、ｍドット×ｎライン分の画素２が二次元的（行列状）に並べられている。また、表示部１には、それぞれが水平方向（行方向）に延在しているｎ本の走査線Ｙ１〜Ｙｎと、それぞれが垂直方向（列方向）に延在しているｍ本のデータ線Ｘ１〜Ｘｍとが設けられており、これらの交差に対応して画素２が配置されている。
【００１２】
図２は、画素２の等価回路図である。１つの画素２は、スイッチング素子であるＴＦＴ２１、液晶容量２２および蓄積容量２３によって構成されている。ＴＦＴ２１のソースは１本のデータ線Ｘに接続され、そのゲートは１本の走査線Ｙに接続されている。同一列に並んだ画素２に関しては、それぞれのＴＦＴ２１のソースが同じデータ線Ｘに接続されている。また、同一行に並んだ画素２に関しては、それぞれのＴＦＴ２１のゲートが同じ走査線Ｙに接続されている。ＴＦＴ２１のドレインは、並列に設けられた液晶容量２２と蓄積容量２３とに共通接続されている。液晶容量２２は、画素電極２２ａと、対向電極２２ｂと、これらの電極２２ａ，２２ｂ間に挟持された液晶（液晶層）とによって構成されている。蓄積容量２３は、画素電極２２ａと、図示しない共通容量電極との間に形成されており、所定の電圧Ｖｃｓが供給される。この蓄積容量２３によって、液晶に蓄積される電荷のリークが抑制される。画素電極２２ａ側には、ＴＦＴ２１を介して、データに応じた電圧が印加される。データの書込期間において、データ線Ｘより画素２にデータが供給されると、液晶容量２２と蓄積容量２３とが充放電される。これにより、画素電極２２ａと対向電極２２ｂとの間の電位差に応じて、液晶層の透過率が設定され、画素２の階調が設定される。
【００１３】
制御回路５は、図示しない上位装置より入力される垂直同期信号Ｖｓ、水平同期信号Ｈｓ、ドットクロック信号ＤＣＬＫ等の外部信号に基づいて、走査線駆動回路３およびデータ線駆動回路４で構成される駆動部を制御する。この制御の下、駆動部としての走査線駆動回路３およびデータ線駆動回路４は、互いに協働して表示部１の表示制御を行う。
【００１４】
具体的には、走査線駆動回路３は、走査線Ｙ１〜Ｙｎに走査信号を出力することによって、走査線Ｙ１〜Ｙｎの線順次走査を行う。走査信号は、高電位レベル（以下「Ｈレベル」という）または低電位レベル（以下「Ｌレベル」という）の２値的な信号レベルをとり、データの書込対象となる画素行に対応する走査線ＹはＨレベルに、これ以外のすべての走査線ＹはＬレベルに設定される。これにより、所定の期間（例えば１フレーム（１／６０［ｓｅｃ］））において、最上から最下に向かって、データの書込対象となる画素行が順番に選択される線順次走査が行われる。
【００１５】
一方、データ線駆動回路４は、１本の走査線Ｙが選択される１水平走査期間（１Ｈ）において、今回データを書き込む画素行に対するデータの一斉出力と、次の１Ｈで書き込みを行う画素行に関するデータの点順次的なラッチとを同時に行う。ある１Ｈにおいて、フレームメモリ６よりシリアルに供給されたデータ線Ｘの本数に相当するｍ個のデータが順次ラッチされる。そして、次の１Ｈにおいて、ラッチされたｍ個のデータがパラレルに出力され、それぞれのデータ線Ｘ１〜Ｘｍに対して一斉に供給される。
【００１６】
また、制御部５は、図示しない上位装置より入力される画像データをフレームメモリ６に書き込む書込制御と、フレームメモリ６に格納されたデータを読み出す読出制御とを行う。データ線駆動回路４の前段に設けられたフレームメモリ６は、複数フレーム分の画像データを格納可能なメモリ容量を有している。このフレームメモリ６には、表示内容が互いに異なる複数の画像データＡ，Ｂが格納されている。
【００１７】
表示部１を構成するｍ×ｎ個の画素２は、所定の単位毎にグループ化されている。図３は、画素２のグループ化の説明図である。表示部１中の画素２は、表示部１の水平方向に延在するグループ単位で分けられている。このようにして定義されたグループは、更に、表示すべき画像の種類に応じて、第１のグループＧＰ１と、第２のグループＧＰ２とに分類されている。第１のグループＧＰ１は、画像データＡによって特定される第１の画像が表示される領域であり、第２のグループＧＰ２は、画像データＢによって特定される第２の画像が表示される領域である。また、第１のグループＧＰ１および第２のグループＧＰ２は、表示部１の垂直方向において交互に配置されている。本実施形態では、画素２のグループ化を１画素行単位で行うことにより、表示部１の全体でｎ個のグループが定義され、単一のグループは１本の走査線Ｙに対応したｍ個の画素２によって構成される。また、奇数番目の走査線Ｙ１，Ｙ３，・・・，Ｙｎ−１に対応する画素行が第１のグループＧＰ１となり、偶数番目の走査線Ｙ２，Ｙ４，・・・，Ｙｎに対応した画素行が第２のグループＧＰ２となる。
【００１８】
表示部１における複数画像の表示は、制御回路４によって、フレームメモリ６からのデータの読出順序を制御することで、ノンインタレース駆動およびインタレース駆動のどちらでも実現することができる。ここで、画像データＡ，Ｂのそれぞれは、ｍドット×１／２ｎライン分のデータ（表示部１よりも解像度が低い低解像度データ）で構成されているものとし、画像データＡにおけるｋ番目の画素行のデータ（ｍドット分）をＡｋ、画像データＢにおけるｋ番目の画素行のデータ（ｍドット分）をＢｋとする（ｋ＝１〜１／２ｎ）。
【００１９】
まず、ノンインタレース駆動によって複数画像の表示を行う場合、１フレーム期間において、フレームメモリ６から読み出されるデータＡｋ，Ｂｋの順序は、Ａ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，・・・，Ａ１／２ｎ，Ｂ１／２ｎの順序となる。つまり、画像データＡ，Ｂが画素行単位で交互に読み出され、これらがシリアルデータとしてデータ線駆動回路４に供給される。この場合、走査線駆動回路３は、１フレーム期間において１回の線順次走査を行い、走査線Ｙ１〜Ｙｎを最上から最下に向かって１本ずつ順番に選択していく。データ線駆動回路４は、フレームメモリ６より供給されたシリアルデータＡ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，・・・，Ａ１／２ｎ，Ｂ１／２ｎのそれぞれを、選択された走査線Ｙに対応する画素行に順次供給する。これにより、表示部１の最上から最下に向かう順で、データＡ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，・・・，Ａ１／２ｎ，Ｂ１／２ｎが画素行単位で供給され、表示部１の表示状態は、２つの画像がストライプ状に混在したインタレース表示となる。
【００２０】
また、インタレース駆動によって複数画像の表示を行う場合、１フレーム期間において、フレームメモリ６から読み出されるデータＡｋ，Ｂｋの順序は、Ａ１，Ａ２，・・・，Ａ１／２ｎ，Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１／２ｎの順序となる。つまり、画像データＡが読み出された後に、画像データＢが読み出され、これらがシリアルデータとしてデータ線駆動回路４に供給される。この場合、走査線駆動回路３は、１フレーム期間において２回の線順次走査を行い、１回目の線順次走査を行う期間（奇数フィールド期間）では、奇数番目の走査線Ｙ１，Ｙ３，・・・，Ｙｎ−１を順次選択するとともに、２回目の線順次走査を行う期間（偶数フィールド期間）では、偶数番目の走査線Ｙ２，Ｙ４，・・・，Ｙｎを順次選択する。データ線駆動回路４は、奇数フィールド期間では、シリアルデータＡ１，Ａ２，・・・，Ａ１／２ｎのそれぞれを奇数番目の走査線Ｙ１，Ｙ３，・・・，Ｙｎ−１に対応する画素行に順次供給する。それとともに、データ線駆動回路４は、偶数フィールド期間では、シリアルデータＢ１，Ｂ２，・・・，Ｂ１／２ｎのそれぞれを偶数番目の走査線Ｙ２，Ｙ４，・・・，Ｙｎに対応する画素行に順次供給する。１フレーム期間でみると、表示部１の最上から最下に向かう順で、データＡ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，・・・，Ａ１／２ｎ，Ｂ１／２ｎが画素行単位で供給され、表示部１の表示状態は、２つの画像がストライプ状に混在したインタレース表示となる。
【００２１】
一方、図４に示したように、表示部１の表面近傍には、レンズアレイ７が設けられている。このレンズアレイ７は、水平方向に延在する複数のレンズセル７ａで構成されている。本実施形態では、水平方向に延在するシリンドリカルレンズ（レンズセル７ａに相当）が複数並んだレンチキュラーレンズをスクリーン印刷等によって形成し、これをレンズアレイ７として用いている。しかしながら、レンズアレイ７は、レンチキュラーレンズに限定されるものではなく、例えば、水平方向に延在するプリズム（レンズセル７ａに相当）が複数並んだプリズムアレイをインジェクションモールドやトランスファーモールド等によって形成し、これをレンズアレイ７として用いてもよい。ここで、それぞれのレンズセル７ａは、互いに隣接した第１のグループＧＰ１と第２のグループＧＰ２とのセットに位置的に対応して設けられている。また、すべてのレンズセル７ａに関して、垂直方向のピッチｐは同一であり、第１のグループＧＰ１と第２のグループＧＰ２とのセットの上部を覆うようにそれぞれが配置されている。
【００２２】
図５は、レンズアレイ７の光学特性の説明図である。ここで、表示部１を構成する画素２の背面側には、図示しないバックライトが設けられており、このバックライトから照射された光は、画素２の液晶層を透過して、画素２の表面側に出射される。レンズアレイ７を構成する個々のレンズアレイ７は、第１のグループＧＰ１に属する画素２からの出射光を入射光とし、これを第１の垂直視野方向（同図の斜め下方向）に出射する。それとともに、個々のレンズアレイ７は、第２のグループに属する画素２から出射光を入射光とし、これを第１の垂直視野方向とは異なる第２の垂直視野方向（同図の斜め上方向）に出射する。
【００２３】
図６は、本実施形態にかかる画像表示装置の作用の説明図である。表示内容が互いに異なる２つの画像Ａ，Ｂは、水平ライン単位で交互に混在して表示される。したがって、ユーザは、表示画像を直接見ても、画像Ａ，Ｂの表示内容を把握することは困難である。画像Ａを表示する第１のグループＧＰ１からの出射光は、レンズアレイ７によって、第１の垂直視野方向に出射されるが、画像Ｂを表示する第２のグループＧＰ２からの出射光は、この方向には出射されない。したがって、境界角θｔｈよりも下方の第１の垂直視野範囲から表示部１を見た場合（表示部１を見上げた場合）、ユーザが認識する表示内容は画像Ａのみとなる。一方、画像Ｂを表示する第２のグループＧＰ２からの出射光は、レンズアレイ７によって、第２の垂直視野方向に出射されるが、画像Ａを表示する第１のグループＧＰ１からの出射光は、この方向には出射されない。したがって、ユーザが境界角θｔｈよりも上方の第２の垂直視野範囲から表示部１を見た場合（表示部１を見下ろした場合）、ユーザが認識する表示内容は画像Ｂのみとなる。このように、表示部１からの出射光はレンズアレイ７にて光学的に分離されるので、ユーザが認識する表示内容は、垂直視野方向に応じて切り替わることになる。
【００２４】
本実施形態によれば、垂直視野方向を変えることにより、表示内容の切り替えを簡単かつ瞬時に行うことができ、かつ、ユーザにとって使い勝手のよい画像表示装置を実現できる。画像Ａを参照したい場合には、画像表示装置を目線よりも上方にチルトさせて、表示部１を見上げる状態で表示面を見ればよい。一方、画像Ａとは表示内容が異なる画像Ｂを参照したい場合には、画像表示装置を目線よりも下方にチルトさせて、表示部１を見下ろす状態で表示面を見ればよい。具体的な使用例としては、ある方向から表示部１を見た場合には、画像Ａとして、ネットワーク上のアドレス（例えばＵＲＬ）が参照でき、別の方向から表示部１を見た場合には、画像Ｂとして、実際のコンテンツが参照できるといった使い方が挙げられる。
【００２５】
また、本実施形態によれば、解像度の高い表示部１を用いることにより、レンズアレイ７で光学的に分離された画像であっても、十分な表示品質を確保することができる。近年、携帯端末に表示すべき情報量は増加しており、例えば、インターネットの閲覧時には、実際のコンテンツ以外に、ネットワーク上のアドレス、ステイタス情報および操作ボタン等も表示する必要がある。このような情報量の増大に対応する従来の手法としては、例えば、これらの表示領域を別領域化（別ウインドウ化）して細分化する手法、或いは、キーパッドによってモードを選択するといった手法が採られていた。これに対して、本実施形態では、表示部１の全体を利用して、画像Ａ，Ｂをインタレース表示し、これらをレンズアレイ７によって光学的に分離している。したがって、表示部１自体が比較的小型であったとしても、表示を細分化することなく、多くの情報量をユーザに提供することができる。また、表示部１を複数設ける必要がないので、消費電力の増大を抑制することもできる。
【００２６】
さらに、本実施形態によれば、このような画像の切り替えを水平視野方向ではなく垂直視野方向に応じて行うことにより、表示内容の切り替えを明確に行うことができる。ここで、比較例として、水平視野方向をベースに切り替える場合を考えると、表示部１を基準とした両眼の水平位置がずれるので、画像が切り替わるポイント付近で複数画像が同時に見えてしまうといった不都合が生じる。これに対して、垂直視野方向をベースに切り替える場合には、水平方向ベースの場合とは異なり、表示部１を基準とした両眼の垂直位置が同じになる。したがって、垂直視野方向ベースの切り替えでは、水平視野角ベースの切り替えと比較して、複数の画像が同時に見える現象が生じにくく、結果的に、ユーザの使い勝手の向上を図ることができる。
【００２７】
なお、上述した実施形態では、表示部１を構成する画素２のグループ化を１画素行単位で行っているが、２以上の画素行単位でグループ化してもよい。また、画素２を３つ以上のグループに分けて、表示部１に３つ以上の画像を表示してもよい（画像は最大でも６〜７個程度までが好ましい）。この場合、レンズアレイ７は、それぞれのグループに属する画素２からの入射光を３つ以上の垂直視野方向に光学的に分離して出射する。これにより、より多数の異なる表示内容をユーザに提供することができる。
【００２８】
また、上述した表示内容の切り替えを可能とした第１のモードと、垂直視野方向に拘わらず、単一の表示内容のみを表示する第２のモードとを、ユーザが選択できるようにしてもよい。例えば、第２のモードの選択時に画像Ａのみを表示する場合、第１のモードの選択時に画像Ｂの表示を行った画素行に対して、画像Ｂの代わりに画像Ａを表示させればよい。
【００２９】
【発明の効果】
本実施形態によれば、ユーザが表示部を見る垂直視野方向を変えることにより、表示内容の切り替えを簡単かつ瞬時に行うことができ、ユーザにとって使い勝手のよい画像表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像表示装置のブロック構成図
【図２】画素の等価回路
【図３】画素のグループ化の説明図
【図４】表示部とレンズアレイとの位置的関係を示す図
【図５】レンズアレイの光学特性の説明図
【図６】本実施形態にかかる画像表示装置の作用の説明図
【符号の説明】
１  表示部
２  画素
３  走査線駆動回路
４  データ線駆動回路
５  制御回路
６  フレームメモリ
７  レンズアレイ
７ａ  レンズセル
２１  ＴＦＴ
２２  液晶容量
２２ａ  画素電極
２２ｂ  対向電極
２３  蓄積容量
ＧＰ１  第１のグループ
ＧＰ２  第２のグループ
【図１】
2005024669.tif 000003
【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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