CN102314071A - 显示设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示设备,其包括:圆筒形的壳体,其受到旋转驱动;以及多个曲面布置显示器,其安装在所述壳体内,并具有与形成在所述壳体中的多个槽口相同的数量,其中,每个曲面布置显示器具有L形或倒L形横截面,并且多个显示器件衬底的短边布置为圆弧形状,其中,在所述显示器件衬底中,显示器件被安装在所述L形或所述倒L形的短边一侧。
Description
技术领域
本发明涉及显示设备,并具体涉及能够显示从各方向均立体可视的图像的显示设备。
背景技术
在现有技术中,存在其中在应用于电视机等的平板显示器上显示3D图像的显示技术。3D显示技术例如利用正观看显示器的人员的左右眼之间的双目视差。具体而言,例如,在平板显示器上交替地显示左眼图像和右眼图像,并且,利用布置在其间的偏转滤光片等,使得在左眼中仅观看左眼图像,在右眼中仅观看右眼图像,从而实现立体视觉。
另一方面,已经提出了多种全方向3D显示设备,其使用从布置在对象周围的多个视角拍摄得到的(或者对从对象的整个周围观看对象的情况进行考虑而通过计算机图形处理所产生的)多个具有不同视角的图像(此后,称为视角图像),并执行显示,使得可以从全周任意方向立体地观看对象(例如,参照JP-A-2004-177709或JP-A-2005-114771)。
在这样的全方向3D图像显示设备中,多个具有大量小LED(发光二极管)等的显示部分布置在圆筒形壳体内,壳体形成有槽口,且可以从壳体的外部通过槽口观看多个显示部分的图像。此外,当壳体以高速旋转时,可以由沿着任意方向对圆筒形壳体的侧表面进行观看的用户立体地观看到多个显示表面的图像。
发明内容
但是,如前所述,因为全方向3D图像显示设备通过槽口示出被包含在壳体内的显示部分中的图像,所以需要以高精度形成显示部分中的屏幕。具体而言,需要去除形成显示部分中的屏幕的LED中的台阶部,或需要提高LED的布置精度。
因此,期望提供一种显示设备,能够以高精度形成在包括多个发光器件的显示部分中的屏幕。
本发明的实施例针对一种显示设备,包括:圆筒形的壳体,其受到旋转驱动;以及多个曲面布置显示器,其安装在所述壳体内,并具有与形成在所述壳体中的多个槽口相同的数量。这里,每个曲面布置显示器具有L形或倒L形横截面,并且多个显示器件衬底的短边布置为圆弧形状,其中,在所述显示器件衬底中,显示器件被安装在所述L形或所述倒L形的短边一侧。
所述曲面布置显示器可以被设置为圆弧形状,使得相对于所述曲面布置显示器的中心,具有所述L形横截面的所述多个显示器件衬底的所述短边与具有所述倒L形横截面的所述多个显示器件衬底的所述短边对称地布置成彼此面对。
以圆弧形状形成所述曲面布置显示器的所述显示器件衬底的所述短边可以指向将所述曲面布置显示器的圆弧中心与所述槽口连接的线上的点。
安装在以圆弧形状形成所述曲面布置显示器的所述显示器件衬底上的每个显示器件可以均指向所述槽口。
所述曲面布置显示器可以包括:具有大致半圆柱的光壳体、以及安装在所述光壳体的所述半圆柱的弧形侧表面上的所述多个显示器件衬底。
所述槽口可以形成在与所述光壳体的所述半圆柱的所述弧形侧表面面对的平坦侧表面中。
本发明的另一实施例针对一种显示设备,包括:壳体,其受到旋转驱动;以及显示器,其安装在所述壳体内。这里,所述显示器的显示表面具有L形或倒L形横截面,并且多个显示器件衬底的短边布置为圆弧形状,其中,在所述显示器件衬底中,显示器件被安装在所述L形或所述倒L形的短边一侧。
本发明的又一实施例针提供了一种显示设备,包括:显示器件;以及多个显示器件衬底,其横截面形状为L形或倒L形,并且所述显示器件被安装在所述L形的短边或所述倒L形的短边一侧,其中,由所述短边形成显示表面。
根据本发明的实施例,可以高精度形成包括多个发光器件的显示部分中的屏幕。
附图说明
图1是图示根据本发明的实施例的3D图像显示系统的构造示例的图;
图2是图示安装在全方向3D图像显示设备中的显示部分的立体图;
图3是包括光壳体和发光器件衬底的阵列显示器的立体后视图;
图4是阵列显示器的剖视图;
图5是发光器件衬底的立体图;
图6是发光器件衬底的剖视图;
图7是LED的第一构造示例的剖视图;
图8是LED的第二构造示例的剖视图;
图9是LED的第三构造示例的剖视图;
图10A至10D是图示遮罩的横截面形状的三个示例的图;
图11是其中安装了遮罩的LED的俯视图;
图12是LED的第四构造示例的剖视图;
图13是LED的第五构造示例的剖视图;
图14是图示与各个R、G、B颜色分量对应的LED的第一布置示例的图;
图15是图示与第一布置示例对应的第一布线示例的图;
图16是图示与各个R、G、B颜色分量对应的LED的第二布置示例的图;
图17是图示与第二布置示例对应的第一布线示例的图;
图18A和18B是图示封装式LED的构造示例的图;
图19是图示与封装式LED对应的第三布线示例的图;
图20是LED的第六构造示例的剖视图;
图21是图示与LED的第六构造示例对应的光分布特性的图;
图22A和22B是LED的第七构造示例的剖视图;
图23A和23B是图示对应LED的第七构造示例的光分布特性的图;
图24是LED的第八构造示例的剖视图;
图25是LED的第九构造示例的俯视图;
图26A和26B是LED的第十构造示例的俯视图;并且
图27A和27B是LED的第十一构造示例的俯视图。
具体实施方式
此后,将参照附图详细说明本发明的优选实施例(此后,称为“实施例”)。
<1.第一实施例>
[3D图像显示系统的构造示例1
图1图示了根据本公开的实施例的3D图像显示系统的构造示例。3D图像显示系统10包括图像信号处理装置20和全方向图像显示设备30。
图像信号处理装置20将通过例如从全方向拍摄对象获得的视频信号供应至全方向图像显示设备30。
全方向图像显示设备30包括安装在圆筒形部分31中的显示部分40(图2),圆筒形部分31形成有多个槽口32。显示部分40包括与槽口32数量相同的阵列显示器。全方向图像显示设备30从自图像信号处理装置20输入的视频信号提取在对象全周的各个视角观看对象的情况下的图像,以将图像按照预定顺序显示在各个阵列显示器上。因此,圆筒形部分31以高速旋转。因为布置在与多个阵列显示器对应的位置的R、G和B分量的LED光被合成并被观看,所以图像具有其原本的颜色,并且在用户从任意方向观看圆筒形部分31的侧表面的情况下,用户可以观看到视频信号中对象全周的3D图像。
[显示部分的构造示例]
将参照图2至6描述安装在全方向图像显示设备30的圆筒形部分31中的显示部分40的构造示例。图2是显示部分40的构造示例,图3是阵列显示器的立体后视图,图4是阵列显示器的剖视图,图5是发光器件衬底43的立体图,且图6是发光器件衬底43的剖视图。
在如图2所示的构造示例的情况下,显示部分40包括三个阵列显示器。每个阵列显示器被安装在光壳体41中,使得沿着多个发光器件衬底43的各个LED表面52形成曲面。
各个光壳体41以等角间隔布置在圆筒形部分31的基部中。因此,可以减小当圆筒形部分31旋转时旋转轴线的游移。
槽口42形成在光壳体41的侧表面上,且显示部分40安装在圆筒形部分31内,使得槽口42与形成在圆筒形部分31中的槽口32对应。
光壳体41具有大致半圆筒形状的中空结构,并在其弧形的侧表面上形成用于安装发光器件衬底43的定位孔。因此,可以高精度将发光器件衬底43安装在光壳体41的预定位置上。此外,多个发光器件衬底43以鳍片的形式沿着定位孔安装。可以在显示部分40旋转时,利用上述形状特性来有效地耗散由发光器件衬底43等产生的热。
此外,在光壳体41的上表面和下表面上形成孔。因此,如果显示部分40旋转,由于通过竖直孔在光壳体41中产生气流,所以加速了热排出。
发光器件衬底43在其长度方向的相对两端具有用于安装至光壳体41的安装部51。安装部51采用诸如铝之类具有高导热性的材料。因此,可以有效地使由发光器件衬底43产生的热向光壳体41移动,或将该热耗散。
此外,发光器件衬底43具有L形(或倒L形)横截面,并具有矩形LED表面52,在LED表面52中,作为发光器件的多个LED布置在作为L形的短边的位置。即,LED表面52的长度方向与光壳体41的槽口42平行。此外,用于驱动LED的驱动器衬底53布置在作为发光器件衬底43的长边的位置。
如图4所示,阵列显示器具有弧形屏幕。即,阵列显示器被配置为使得发光器件衬底43的LED表面52布置成连接为圆弧形状,并朝向将屏幕的弧形中心与光壳体41的槽口42连接的线上的点。因此,可以提高从LED发射光的使用效率。此外,因为产生各个发光器件衬底43之间的间隙,所以可以通过间隙耗散所产生的热。
此外,形成阵列显示器的多个发光器件衬底43相对于阵列显示器的中心使用L形横截面或倒L形横截面。因此,可以防止由于屏幕中的台阶部导致图像中的水平不均(例如,纵向上的像素间隙仅在屏幕的右侧(或左侧)突出),其会在仅使用L形和倒L形之一来构造阵列显示器的情况下产生。
[LED的构造示例]
接着,将参照图7至13描述形成LED表面52的LED。如上所述,LED表面52朝向将阵列显示器的弧形中心连接至槽口42的线布置。此外,LED表面52的各LED被配置为使得与现有技术的LED相比提高照射光的指向性,并提高光使用效率。
图7图示了形成LED表面52的LED的第一构造示例。在第一构造示例中,树脂透镜64被形成为围绕安装在衬底60上LED芯片61而覆盖LED芯片61。通过当从LED的顶部观察时树脂透镜64形成为圆形,LED的照射光可以被聚焦在前表面上,因此减少了杂散光从而提高光使用效率。因此,所显示图像的对比度可以提高。此外,因为增大了清楚的发光面积,所以可以抑制3D图像出现斑点效应(dot effect)。
此外,为了以高精度形成树脂透镜64的位置和形状,在衬底60的除了形成树脂透镜64以外的区域中涂覆疏水疏油剂等,从而形成低表面张力膜63。即,通过以高位置精度形成低表面张力膜63,可以高精度形成树脂透镜64的位置和形状。
图8图示了LED表面52的第二构造示例。在第二构造示例中,除了如上所述的第一构造示例之外,形成树脂涂层72以覆盖在LED芯片61中走线的布线62。因此,可以同时确保布线62的保护和绝缘保持。在第二示例中,树脂涂层72的高度形成为低于LED芯片61的发光表面的高度。因此,可以抑制由于LED的内反射导致光提取效率的降低。这里,树脂涂层72的高度可以形成为高于LED芯片61的发光表面的高度。因此,由于在光提取效率随着LED芯片61与树脂透镜64之间的距离增大而降低的同时提高了指向性,所以可以由此提高光使用效率。此外,树脂涂层72的高度增大,可以避免布线62与遮罩81之间的接触(后文描述)。
此外,在第二构造示例中,铜箔层71形成在衬底70上。因此,可以减小衬底70中的温度不均,从而可以抑制LED表面52中的亮度不均和颜色不均。
图9图示了形成LED表面52的LED示例的第三构造。在第三构造示例中,除了与上述第二构造示例相同的特性之外,遮罩81被安装为覆盖最高层上的除了树脂透镜64以外的部分。遮罩81可以使用经过黑色哑光表面处理或绝缘处理的金属箔、黑色哑光树脂片等。
遮罩81在其横截面形状方面具有特性。图10A至10D图示了遮罩81的横截面形状的三个示例。
即,图10A表示遮罩81的横截面形成为使得其下侧比其上侧窄的示例。图10B表示遮罩81的横截面形成为从遮罩81的层的中心朝向上侧和下侧变宽的示例(对应于通过刻蚀产生遮罩81的情况)。此外,图10C表示遮罩81的横截面形状形成为使得其下侧比其上侧宽的示例。
从以高精度将树脂透镜64形成为穹顶形状的角度看,图10A中的示例和图10B中示例是相同的,其优于图10C中的示例。此外,同样,从可以增大作为树脂透镜64的高度H与直径D的比率的高宽比(H/D)的角度看,图10A中的示例和图10B中的示例是相同的,其也由于图10C中的示例。
这里,这并不表示指向性和光使用效率随着高宽比的增大而提高。即,如果根据从LED芯片61的发光表面到遮罩81的上表面的距离“h”或者遮罩81的孔径“r”使透镜形成有合适的高宽比,则其指向性提高,因此可以提高光使用效率。
从防止遮罩81与布线62干扰(接触)的角度看,图10C中的示例优于图10A中的示例和图10B中的示例。
图11图示了包括LED的第三构造示例的LED表面52的俯视图。如图所示,因为可以通过安装遮罩81防止光从除了树脂透镜64以外的部分泄漏,所以可以减少图像对比度的劣化。
图12图示了形成LED表面52的LED的第四构造示例。在第四构造示例中,低表面张力膜63和遮罩81的位置从上述第三构造示例中的情况进行互换,因此,与第三构造示例相比,低表面张力膜63形成在最高层,遮罩81安装在下侧。因此,与第三构造示例相比,可以增大树脂透镜64的直径,而不会将相邻LED的树脂透镜64混合,因此可以增大LED表面52中树脂透镜64的密度。此外,当树脂透镜64的直径增大时,可以提高照射光的提取效率。因此,可以减少所显示的3D图像的斑点效应。
图13图示了形成LED表面52的LED的第五构造示例。第五构造示例具有与上述第四构造示例相同的构造。但是,树脂涂层72的高度形成为高于LED芯片61,且遮罩81的横截面形状形成为使得其下侧比其上侧窄。因此,除了与第四实施例相同的效果之外,还可以根据遮罩81的横截面形状以高精度形成树脂透镜64的穹顶形状,以随着LED芯片61与树脂透镜64之间距离的增大而进一步提高指向性,并提高所显示的3D图像的亮度。
[LED的布置]
将对LED表面52中发射R、G和B分量波长的光的LED的布置进行描述。此后,发射各个R、G和B分量的波长的光的LED分别被称为LED 90R、90G和90B
图14图示了LED表面52中LED的第一布置示例。该图中的纵向对应于LED表面52的长度方向。在第一布置示例中,针对任意3×3LED,各个颜色分量的LED的数量是相同的,并且针对任意LED,在相邻的上下左右侧均不存在与所针对的LED具有相同颜色分量的LED。这里,第一布置示例是理想的,但是与将要描述的第二布置示例相比难以制造。
图15图示了与如图14所示的第一布置示例对应的第一布线示例。该图中的纵向对应于LED表面52的长度方向。在第一布线示例中,用于驱动相同颜色分量的LED的P线101根据相同颜色分量的LED的布置沿着倾斜方向走线,而N线102沿着LED表面52的长度方向走线。
在采用第一布线示例时,能够以数个μ秒为单位按照线序方式来驱动并控制形成LED表面52的LED。
图16图示了LED表面52中LED的第二布置示例。该图中的纵向对应于LED表面52的长度方向。在第二布置示例中,横向上的LED具有相同的颜色分量。这里,针对任意3×3LED,各个颜色分量的LED的数量相同。第二布置示例与第一布置示例相比具有易于制造的简化结构。
如在本实施例中,在显示部分40通过三个光壳体41构造的情况下,具有不同颜色的LED布置在各个光壳体41中的各个阵列显示器的对应位置。例如,在第一布置示例的情况下,针对布置在三个阵列显示器的对应位置上的三个LED,LED按照R、G和B的顺序相继地布置在第一阵列显示器中,按照G、B和R的顺序相继地布置在第二阵列显示器中,并按照B、R和G的顺序相继地布置在第三阵列显示器中。
如上所述,当在全方向图像显示设备30中其中安装有显示部分40的圆筒形部分31以高速旋转时,布置在各个阵列显示器的对应位置上的各个R、G和B分量的LED的颜色被组合而被观看。因此,在三个阵列显示器的每个中仅布置仅R、G或B分量的LED的情况下,如果圆筒形部分31的转速变低,则各个R、G和B分量的组合状态劣化,因此不能再现原本的颜色。此外,会发射图像的色乱(color breakup)。
但是,当采用上述第一布置示例或第二布置示例时,即,当将各个R、G和B分量的LED在一片LED表面52上混合时,即使在显示部分40的转速较低的情况下,也可以抑制所显示的3D图像的色乱和闪烁的发生。
图17图示了与如图16所示的第二布置示例对应的第二布线示例。该图中的纵向对应于LED表面52的长度方向。在第二布线示例中,用于驱动LED的P线101和N线102以网格形式布置。
当采用第二布线示例时,能够以数个μ秒为单位按照线序方式来驱动并控制形成LED表面52的LED。
此外,形成LED表面52的每个LED可以不直接安装在衬底上,而是可以将在其表面上具有P电极和N电极的封装式LED布置在衬底上。
图18A和18B图示了封装式LED的构造示例,其中图18A图示了其顶表面,图18B图示了其下表面。如图18A所示,P端子(电极)111沿着封装式LED的外周安装在封装式LED的顶表面上,且N端子(电极)112沿着LED芯片61安装。此外,如图18B所示,在封装式LED的下表面上,P端子(电极)111被安装在其相对两端,N端子(电极)被安装在其中心。
例如,封装式LED具有如下优点:能够以封装为单位容易地更换LED,同时,在一个LED中发生诸如断路的损坏的情况下,在LED的个体差异不均匀的情况下,或者在类似情况下,如果采用直接安装的LED而不是封装式LED,则需要以LED表面52为单位或者以发光器件衬底43为单位更换LED。一个封装不一定由一个LED形成,而可以由多个(例如,1×3,3×3)LED形成。
图19图示了与形成LED表面52的LED是封装式LED的情况对应的第三布线示例。该图中的纵向对应于LED表面52的长度方向。在第三布线示例中,用于驱动LED的P线121和N线122以网格形式布置。这里,在该图中,当线121间歇地走线且布置如图18A和18B所示的封装式LED时,P线121断开所在的部分彼此连接。
当采用第三布线示例时,能够以数个μ秒为单位按照线序方式来驱动并控制形成LED表面52的LED。
[LED光分布特性的调节]
如上所述,当针对LED采用第一至第五构造示例时,可以提高指向性。但是,例如,如果其中LED的照射方向被调节为向并非前方的其他方向聚焦的LED被布置在阵列显示器的曲面上的屏幕的端部等中,则可以进一步提高光使用效率。具体而言,例如,可以使用适于布置的沿着照射方向的封装式LED,或者将对于各个发光器件衬底43的光分布特性调节为不同,且将具有适于布置的光分布特性的发光器件衬底43进行阵列,从而形成阵列显示器。
因此,将对其中光分布特性受到调节的LED的构造进行描述。
图20图示了形成LED表面52的LED的第六构造示例。在第六构造示例中,安装在衬底60上的LED芯片61的中心以及圆形树脂透镜64的中心彼此偏离。在第六构造示例及其后,在图中适当地省略布线62、树脂涂层72、遮罩81等。
图21图示了如图7所示的LED的第一构造示例的光分布特性(由虚线表示)以及如图20所示的LED的第六构造示例的光分布特性(由实线表示)。如图所示,在第一构造示例的情况下,光分布特性在前方(90°)最高。另一方面,在第六构造示例的情况下,光分布特性可以向与前方(90°)不同的方向偏移。
图22A和22B图示了形成LED表面52的LED的第七构造示例,其中图22A图示了沿着任意X方向所取的横截面,图22B图示了沿着与X方向垂直的Y方向所取的横截面。在第七构造示例中,圆形的树脂透镜64被形成为围绕安装在衬底60上的LED芯片61并覆盖LED芯片61,且反射器131围绕LED芯片61安装。这里,反射器131用于提高在X方向上的指向性,并降低在Y方向上的指向性(以将光分布在较广的范围)。
图23A和23B图示了如图22A和22B所示的LED的第七构造示例的光分布特性,其中图23A图示了X方向上的光分布特性,图23B图示了Y方向上的光分布特性。从图中可以理解的是,由于反射器131的作用,在X方向上提高了指向性,并在Y方向上降低了指向性(光分布范围变广)。
图24图示了形成LED表面52的LED的第八构造示例。在第八构造示例中,在如图10A所示的状态下形成遮罩81的横截面形状,且其孔壁表面被涂覆或沉积白色、银色等的反射材料以用作反射器141。如果根据遮罩81的倾斜表面的位置而设置具有反射器141作用的位置和不具有该作用的位置,则可以实现与如图23A和23B所示的光分布特性相同的光分布特性。
图25图示了形成LED表面52的LED的第九构造示例。在第九构造示例中,其中槽口方向是其长度方向的椭圆形树脂透镜64被形成为覆盖安装在衬底60上的LED芯片61。根据第九构造示例,可以实现与如图23A和23B所示的光分布特性相同的光分布特性。
图26A和26B图示了形成LED表面52的LED的第十构造示例。在第十构造示例中,除了第九构造示例的特性之外,LED芯片61的中心和椭圆形树脂透镜64的中心彼此偏离。根据第十构造示例,可以通过将如图21以及如图23A和23B所示的光分布特性进行组合获得的光分布特性。
图27A和27B图示了形成LED表面52的LED的第十一构造示例,其中图27A是其剖视图,图27B是包括根据第十一构造示例的LED的LED表面52的俯视图。第十一构造示例是第八至第十构造示例的组合,并具有通过将如图21以及如图23A和23B所示的光分布特性进行组合获得的光分布特性。
对于在上述LED的第六至第十一构造示例中,如果将封装式LED用作其中针对各个LED调节光分布特性的LED并根据该布置使用合适的LED,则可以提高光使用效率,并降低能耗。此外,可以减少杂散光(在无关方向上的光照射)。此外,因为与直接安装LED的情况相比容易更换LED,所以调节和修理更容易进行。
此外,假定将上述LED的构造示例、布置示例、布线示例等应用于全方向3D图像显示设备30,但是其可以应用于其他显示器。
此外,在本说明书中,术语“系统”表示包括多个装置的整个系统。
本公开不限于上述实施例,并可以在不偏离其实旨的情况下的范围内进行各种修改。
本公开包含了与2010年7月8日向日本专利局递交的日本在先专利申请JP2010-155731中公开的主题相关的主题,这里通过引用引入其全部内容。
Claims (8)
1.一种显示设备,包括:
圆筒形的壳体,其受到旋转驱动;以及
多个曲面布置显示器,其安装在所述壳体内,并具有与形成在所述壳体中的多个槽口相同的数量,
其中,每个曲面布置显示器具有L形或倒L形横截面,并且多个显示器件衬底的短边布置为圆弧形状,其中,在所述显示器件衬底中,显示器件被安装在所述L形或所述倒L形的短边一侧。
2.根据权利要求1所述的显示设备,
其中,所述曲面布置显示器被设置为圆弧形状,使得相对于所述曲面布置显示器的中心,具有所述L形横截面的所述多个显示器件衬底的所述短边与具有所述倒L形横截面的所述多个显示器件衬底的所述短边对称地布置成彼此面对。
3.根据权利要求2所述的显示设备,
其中,以圆弧形状形成所述曲面布置显示器的所述显示器件衬底的所述短边指向将所述曲面布置显示器的圆弧中心与所述槽口连接的线上的点。
4.根据权利要求3所述的显示设备,
其中,安装在以圆弧形状形成所述曲面布置显示器的所述显示器件衬底上的每个显示器件均指向所述槽口。
5.根据权利要求2所述的显示设备,
其中,所述曲面布置显示器包括:具有大致半圆柱的光壳体、以及安装在所述光壳体的所述半圆柱的弧形侧表面上的所述多个显示器件衬底。
6.根据权利要求5所述的光导板,
其中,所述槽口形成在与所述光壳体的所述半圆柱的所述弧形侧表面面对的平坦侧表面中。
7.一种显示设备,包括:
壳体,其受到旋转驱动;以及
显示器,其安装在所述壳体内,
其中,所述显示器的显示表面具有L形或倒L形横截面,并且多个显示器件衬底的短边布置为圆弧形状,其中,在所述显示器件衬底中,显示器件被安装在所述L形或所述倒L形的短边一侧。
8.一种显示设备,包括:
显示器件;以及
多个显示器件衬底,其横截面形状为L形或倒L形,并且所述显示器件被安装在所述L形的短边或所述倒L形的短边一侧,
其中,由所述短边形成显示表面。
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