CN104637435A - 伽马电压驱动电路及相关显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种伽马电压驱动电路及相关显示装置。此伽马电压驱动电路用来提供多个伽马电压和多个参考电压。此伽马电压驱动电路包含电压调节单元、控制单元和伽马电压输出电路。电压调节单元用来提供一输入电压。控制单元用来产生参考信号及调节信号。伽马电压输出电路用来输出此些伽马电压及此些参考电压。伽马电压产生电路包含第一电阻串列和多个伽马电压产生单元。第一电阻串列包含多个串联的电阻,用来根据输入电压提供多个第一输出电压。此些伽马电压产生单元分别接收此些第一输出电压及参考信号,以产生此些伽马电压及此些参考电压。
Description
技术领域
本发明涉及一种伽马电压驱动电路及相关显示装置,且特别涉及一种包含伽马曲线(Gamma curve)校正功能的伽马电压驱动电路及相关显示装置。
背景技术
人眼对颜色的灰阶变化并非以线性方式分布。举例而言,人眼对于低灰阶画面的灰阶变化,比对于高灰阶画面的灰阶变化的辨识较为敏锐。因此,显示装置中通常具有伽马曲线(Gamma curve)校正功能,以使人眼对于颜色灰阶变化变为线性关系。通常,显示装置利用一伽马电压及一参考电压对输入的画面数据进行伽马曲线校正。由于红光灰阶数据与亮度的关系曲线(即红色伽马曲线)、绿光灰阶数据与亮度的关系曲线(即绿色伽马曲线)和蓝光灰阶数据与亮度的关系曲线(即蓝色伽马曲线)略有差异,如果仅使用单一伽马电压及参考电压校正图像数据,还是会有人眼对于颜色灰阶变化非为线性关系的问题。如果要得到较佳的伽马校正效果,针对红光、绿光、蓝光等灰阶数据,需要分别使用不同的伽马电压与参考电压来修正。
请参照图1,其是绘示已知显示装置10的示意图。显示装置10包含显示面板11、源极驱动器(source driver)12、栅极驱动器(gate driver)13、时序控制器(timing controller)14及伽马电压驱动电路15R、15G、15B。显示面板11包含多个像素单元Px、多条数据线DL和多条栅极线GL。在显示面板11中,所有像素单元Px形成多行多列的矩阵。每一像素单元Px包含开关单元TFT,其由一条数据线DL和一条栅极线GL所驱动,以在一特定时间区间开启,使得像素单元Px可显示对应的灰阶。源极驱动器12驱动各数据线DL,以将灰阶数据传送到每一行的像素单元Px。栅极驱动器13驱动各栅极线GL,以控制每一列的像素单元Px中开关单元TFT的开关状态,在一特定时间区间内,开关单元TFT的开关状态为开启,使像素单元Px显示对应灰阶。利用视觉暂留的原理,人眼可看到完整的显示画面。时序控制器14用于控制栅极驱动器13依序驱动显示面板11的各栅极线GL,并控制源极驱动器12于各个栅极线GL依序被驱动时,送入相对应的图像数据至显示面板11的各数据线DL。伽马电压驱动电路15R产生红光伽马电压Vγ1(1)~Vγ1(M1)和红光参考电压VR1,以用于校正红光灰阶数据。伽马电压驱动电路15G产生绿光伽马电压Vγ2(1)~Vγ2(M2)和绿光参考电压VR2,以用于校正绿光灰阶数据。伽马电压驱动电路15B产生蓝光伽马电压Vγ3(1)~Vγ3(M3)和蓝光参考电压VR3,以用于校正蓝光灰阶数据。
承上所述,显示装置10使用三个伽马电压驱动电路15R、15G、15B,以分别产生红光伽马电压Vγ1(1)~Vγ1(M1)和红光参考电压VR1、绿光伽马电压Vγ2(1)~Vγ2(M2)和绿光参考电压VR2、蓝光伽马电压Vγ3(1)~Vγ3(M3)和蓝光参考电压VR3。然而,因为已知显示装置需使用到三个伽马电压驱动电路,使得已知显示装置的生产成本因而提高。
发明内容
因此,本发明的一目的在于提供一种包含伽马曲线(Gamma curve)校正功能的伽马电压驱动电路和相关显示装置,可产生用于修正红光、绿光和蓝光灰阶数据的红光、绿光、蓝光伽马电压和红光、绿光、蓝光参考电压,且可降低显示装置的生产成本。
依据本发明的上述目的,提出一种伽马电压(Gamma voltage)驱动电路,用来提供多个伽马电压及多个参考电压。伽马电压驱动电路包含电压调节单元、控制单元和伽马电压输出电路。电压调节单元用来提供输入电压。控制单元用来产生参考信号和调节信号。伽马电压输出电路用来输出此些伽马电压及此些参考电压。伽马电压产生电路包含第一电阻串列和多个伽马电压产生单元。第一电阻串列耦接于电压调节单元。第一电阻串列包含多个串联的电阻,用来根据输入电压提供多个第一输出电压。此些伽马电压产生单元耦接于电阻串列和控制单元。此些伽马电压产生单元分别接收此些第一输出电压和参考信号,以产生伽马电压和参考电压。
依据本发明的一实施例,上述此些伽马电压产生单元中的每一个伽马电压产生单元包含数字模拟转换(digital-to-analog converting)单元、第二电阻串列、伽马电压选择单元和参考电压产生单元。数字模拟转换单元用来接收此些第一输出电压,以产生第一调整电压和第二调整电压。第二电阻串列包含多个串联的电阻,用来根据第一调整电压和第二调整电压提供多个第二输出电压。伽马电压选择单元用来接收此些第二输出电压,以产生此些伽马电压中的多个对应伽马电压。
依据本发明的又一实施例,上述数字模拟转换单元包含第一数字模拟转换器和第二数字模拟转换器,第一数字模拟转换器用来接收此些第一输出电压的一部分以产生第一调整电压,且第二数字模拟转换器用来接收此些第一输出电压的另一部分以产生第二调整电压。
依据本发明的又一实施例,上述此些伽马电压产生单元中的每一个还包含第一运算放大器和第二运算放大器,分别用来提升第一数字模拟转换器和第二数字模拟转换器的驱动能力。
依据本发明的又一实施例,上述此些对应伽马电压的个数小于或等于此些第二输出电压的个数。
依据本发明的又一实施例,上述此些伽马电压产生单元中的每一个伽马电压产生单元还包含参考电压产生单元,用来根据参考信号产生此些参考电压的多个对应参考电压。
依据本发明的又一实施例,上述此些伽马电压为多个红光伽马电压、多个绿光伽马电压和多个蓝光伽马电压,且此些参考电压为红光参考电压绿光参考电压和蓝光参考电压。
依据本发明的又一实施例,上述伽马电压驱动电路还包含一存储单元,用来存储参考信号和调节信号。
依据本发明的上述目的,另提出一种显示装置,包含显示面板、时序控制器(timing controller)、栅极驱动器(gate driver)、源极驱动器(source driver)和伽马电压(Gamma voltage)驱动电路。显示面板用来根据多个栅极驱动信号和多个灰阶数据信号显示画面。时序控制器用来产生时序控制信号和图像数据信号。栅极驱动器用来接收时序控制信号以产生此些栅极驱动信号。源极驱动器用来接收图像数据信号、多个伽马电压和多个参考电压,通过此些伽马电压和此些参考电压调整图像数据信号以产生此些灰阶数据信号。伽马电压驱动电路用来提供多个伽马电压及多个参考电压。伽马电压驱动电路包含电压调节单元、控制单元和伽马电压输出电路。电压调节单元用来提供输入电压。控制单元用来产生参考信号和调节信号。伽马电压输出电路用来输出此些伽马电压及此些参考电压。伽马电压产生电路包含第一电阻串列和多个伽马电压产生单元。第一电阻串列耦接于电压调节单元。第一电阻串列包含多个串联的电阻,用来根据输入电压提供多个第一输出电压。此些伽马电压产生单元耦接于电阻串列和控制单元。此些伽马电压产生单元分别接收此些第一输出电压和参考信号,以产生伽马电压和参考电压。
依据本发明的一实施例,上述显示面板为主动式矩阵有机发光二极管(active matrix organic light-emitting diode;AMOLED)面板。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂,附图的说明如下:
图1是绘示已知显示装置的示意图。
图2是绘示依据本发明实施例显示装置的示意图。
图3是绘示图2中伽马电压驱动电路的示意图。
图4是绘示依据本发明一实施例伽马电压产生单元的示意图。
图5是绘示图4中数字模拟转换单元的示意图。
图6A是绘示图4中伽马电压选择单元的一实施例的示意图。
图6B是绘示图4中伽马电压选择单元的又一实施例的示意图。
【符号说明】
10、200:显示装置
11、210:显示面板
12、240:源极驱动器
13、230:栅极驱动器
14、220:时序控制器
15R、15G、15B、250:伽马电压驱动电路
251:电压调节单元
252:控制单元
253:伽马电压输出电路
254:存储单元
300、420:电阻串列
300A、300B、420A、420B:端点
310R、310G、310B、400:伽马电压产生单元
410:数字模拟转换单元
430:伽马电压选择单元
440:参考电压产生单元
450:存储单元
510A、510B:数字模拟转换器
CODE:调节信号
DL:数据线
GL:栅极线
NA、NB:节点
Px:像素单元
REF:参考信号
Vγ(1)~Vγ(M)、Vγ’(1)~Vγ’(L):伽马电压
Vγ1(1)~Vγ1(M1):红光伽马电压
Vγ2(1)~Vγ2(M2):绿光伽马电压
Vγ3(1)~Vγ3(M3):蓝光伽马电压
VADJ1、VADJ2:调整电压
VDATA:图像数据信号
VG(1)~VG(Y):栅极驱动信号
VIN:输入电压
VOUT1(1)~VOUT1(J)、VOUT2(1)~VOUT2(Z):输出电压
VP(1)~VP(X):灰阶数据信号
VR(1)~VR(N)、VREF:参考电压
VR1:红光参考电压
VR2:绿光参考电压
VR3:蓝光参考电压
TCON:时序控制信号
TFT:开关单元
具体实施方式
以下仔细讨论本发明的实施例。然而,可以理解的是,实施例提供许多可应用的发明概念,其可实施于各式各样的特定内容中。所讨论的特定实施例仅供说明,并非用以限定本发明的范围。
请参照图2,其是绘示本发明实施例显示装置200的示意图。显示装置200包含显示面板210、时序控制器(timing controller)220、栅极驱动器(gatedriver)230、源极驱动器(source driver)240和伽马电压驱动电路250。显示面板210可以是任何型式的液晶显示面板,例如扭转向列型(twisted nematic;TN)液晶显示面板或垂直配向型(vertical alignment;VA)液晶显示面板,或是有机发光二极管(organic light emitting diode;OLED)显示面板,但不限于此。显示面板210根据栅极驱动信号VG(1)~VG(Y)及灰阶数据信号VP(1)~VP(X)显示画面。显示面板210包含多个像素单元Px、多条数据线DL和多条栅极线GL。在显示面板210中,所有像素单元Px形成多行多列的矩阵。本实施例的显示面板210以具有X行和Y列的像素单元为例。每一像素单元Px包含开关单元TFT,其由一条数据线DL和一条栅极线GL所驱动,以在一特定时间区间内开启,使得像素单元Px可显示灰阶数据信号VP(1)~VP(X)中其中一个灰阶数据信号的像素图像。
时序控制器220产生时序控制信号TCON及对应灰阶数据信号VP(1)~VP(X)的图像数据信号VDATA。时序控制器220控制栅极驱动器230依序驱动各个栅极线GL,并控制源极驱动器240于各个栅极线GL依序被驱动时,送入相对应的灰阶数据信号VP(1)~VP(X)至显示面板210的各数据线DL。
栅极驱动器230接收时序控制信号TCON,且根据时序控制信号TCON产生栅极驱动信号VG(1)~VG(Y),以驱动各栅极线GL来控制每一列的像素单元Px中开关单元TFT的开关状态。在一特定时间区间内,开关单元TFT的开关状态改变为开启时,使像素单元Px显示对应灰阶数据信号VP(1)~VP(X)中其中一个灰阶数据信号的像素图像。
源极驱动器240接收图像数据信号VDATA、伽马电压(Gamma voltage)Vγ(1)~Vγ(M)和参考电压VR(1)~VR(N),并通过伽马电压Vγ(1)~Vγ(M)及参考电压VR(1)~VR(N)调整图像数据信号VDATA,以产生对应的灰阶数据信号VP(1)~VP(X)。源极驱动器240驱动各数据线DL,以将灰阶数据信号VP(1)~VP(X)传送到每一行的像素单元Px。通过上述各单元的操作,人眼可在显示面板210上观看到完整的显示画面。
伽马电压驱动电路250产生伽马电压Vγ(1)~Vγ(M)和参考电压VR(1)~VR(N),以供源极驱动器240修正图像数据信号VDATA。伽马电压驱动电路250包含电压调节单元251、控制单元252、伽马电压输出电路253和存储单元254。电压调节单元251产生输入电压VIN,且将输入电压VIN馈入至伽马电压输出电路253。控制单元252产生参考信号REF,并提供调节信号CODE,以分别用于产生伽马电压Vγ(1)~Vγ(M)和参考电压VR(1)~VR(N)。伽马电压输出电路253接收输入电压VIN、参考信号REF和调节信号CODE,并根据输入电压VIN、参考信号REF和调节信号CODE产生伽马电压Vγ(1)~Vγ(M)和参考电压VR(1)~VR(N)。
存储单元254可存储参考信号REF和调节信号CODE。存储单元254优选为非易失性存储器(non-volatile memory),当伽马电压驱动电路250停止运作时,存储的参考信号REF和调节信号CODE不会丧失,以供伽马电压驱动电路250于下次运作时使用。另一方面,存储单元254可以存储多个候选参考信号和多个候选调节信号。在伽马电压驱动电路250运作时,可在存储单元254所存储的多个候选参考信号和多个候选调节信号中选择一参考信号和一调节信号使用。
请参照图3,其为图2中伽马电压驱动电路250的示意图。在图3中,伽马电压输出电路250包含电阻串列300和伽马电压产生单元310R、310G、310B。电阻串列300的端点300A耦接至电压调节单元251,且另一个端点300B耦接至参考电压端REF。电阻串列300包含多个串联的电阻R1。在电阻串列300中,每两个相邻的电阻R1之间具有一节点NA,其电压值介于输入电压VIN与参考电压VREF之间。因此,电阻串列300可用来提供多个分压。电阻串列300的端点300A、300B和所有节点NA用以提供输出电压VOUT1(1)~VOUT1(J),其中输出电压的个数J可由2K表示,且K为正整数。根据不同需求,电阻串列300的电阻R1个数当可作对应调整。
伽马电压产生单元310R、310G、310B耦接至电阻串列300的端点300A、300B和所有节点NA。本实施例以三组伽马电压产生单元为例,针对不同方式。在本实施例中,伽马电压产生单元310R用以产生修正图像数据信号VDATA中红光灰阶数据的红光伽马电压Vγ1(1)~Vγ1(M1)和红光参考电压VR1,伽马电压产生单元310G用以产生修正图像数据信号VDATA中绿光灰阶数据的绿光伽马电压Vγ2(1)~Vγ2(M2)和绿光参考电压VR2,且伽马电压产生单元310B用以产生修正图像数据信号VDATA中蓝光灰阶数据的蓝光伽马电压Vγ3(1)~Vγ3(M3)和蓝光参考电压VR3。需注意的是,上述红光伽马电压、绿光伽马电压和蓝光伽马电压的个数可不相同。同样地,根据不同需求,红光伽马电压、绿光伽马电压和蓝光伽马电压的个数当可作对应调整。
请参照图4,其为本发明实施例伽马电压产生单元400的示意图。伽马电压产生单元400可以是图3中伽马电压产生单元310R、310G、310B中的任何一个。伽马电压产生单元400包含数字模拟转换单元410、电阻串列420、伽马电压选择单元430和参考电压产生单元440。数字模拟转换单元410接收电阻串列300所输出的多个分压,并根据电阻串列300所输出的多个分压和控制单元提供的调节信号CODE产生调整电压VADJ1、VADJ2。
数字模拟转换单元410可以是一2K-to-2(将2K个输入转换为2个输出)数字模拟转换器外,也可以是由二多输入单输出的数字模拟转换器组成。请参照图5,其是绘示图4中数字模拟转换单元410的示意图。如图5所示,数字模拟转换单元410包含数字模拟转换器510A、510B。数字模拟转换器510A耦接至电阻串列300的端点300A、300B和所有节点NA中的部分,且数字模拟转换器510B耦接至电阻串列300的端点300A、300B和所有节点NA中未与数字模拟转换器510B耦接的部分。在本实施例中,电阻串列300提供的输出电压VOUT1(1)~VOUT1(J/2)被输入至数字模拟转换器510A,且输出电压VOUT1[(J/2)+1]~VOUT1(J)被输入至数字模拟转换器510B。数字模拟转换器510A根据调节信号CODE,以由输出电压VOUT1(1)~VOUT1(J/2)中选择一输出电压作为调整电压VADJ1。数字模拟转换器510B根据调节信号CODE,以由输出电压VOUT1[(J/2)+1]~VOUT1(J)中选择一输出电压作为调整电压VADJ2。
请回到图4。电阻串列420包含多个串联的电阻R2。电阻串列420的端点420A、420B分别耦接至数字模拟转换单元410中输出调整电压VADJ1、VADJ2的输出端。在电阻串列420中,每两个相邻的电阻R2之间具有一节点NB,其电压值介于调整电压VADJ1与VADJ2之间。同样地,电阻串列420可用来提供多个分压。在数字模拟转换单元410产生调整电压VADJ1、VADJ2后,电阻串列420根据调整电压VADJ1、VADJ2,在其端点420A、420B和所有节点NB提供多个输出电压VOUT2(1)~VOUT2(Z)。根据不同需求,电阻串列420中的每个电阻R2的阻值和电阻个数均可作对应调整。
伽马电压选择单元430耦接于电阻串列420,其用于接收来自电阻串列420的输出电压VOUT2(1)~VOUT2(Z),并在输出电压VOUT2(1)~VOUT2(Z)中选择出修正图像数据VDATA用的伽马电压Vγ’(1)~Vγ’(L)。选择出的伽马电压Vγ’(1)~Vγ’(L)为伽马电压Vγ(1)~Vγ(M)的部分。
在一实施例中,伽马电压Vγ’(1)~Vγ’(L)的个数L等于输出电压VOUT2(1)~VOUT2(Z)的个数Z。请参照图6A,其是绘示图4中伽马电压选择单元430的一实施例的示意图。由图6A可知,伽马电压选择单元430的每个输入端均一对一连接至每个输出端,故输出的伽马电压Vγ’(1)~Vγ’(L)实质为VOUT2(1)~VOUT2(Z)。
此外,伽马电压Vγ’(1)~Vγ’(L)的个数L小于输出电压VOUT2(1)~VOUT2(Z)的个数Z。请参照图6B,其是绘示图4中伽马电压选择单元430的又一实施例的示意图。由图6A可知,在伽马电压选择单元430中,仅有部分输入端一对一连接至部分输出端。因此,输出的伽马电压Vγ’(1)~Vγ’(L)实质为伽马电压VOUT2(1)~VOUT2(Z)的一部分。
请再回到图4。参考电压产生单元440接收参考信号REF,且根据参考信号REF产生参考电压VR’。参考电压VR’是参考电压VR(1)~VR(N)中的一参考电压。参考电压VR与伽马电压Vγ’(1)~Vγ’(L)用以修正图像数据VDATA。
此外,伽马电压产生单元400还可包含二运算放大器(图未绘示),其一者耦接于数字模拟转换单元410的一输出端和端点420A之间,且另一者耦接于数字模拟转换单元410的另一输出端和端点420B之间。此二运算放大器(图未绘示)的作用在于提升数字模拟转换单元410驱动能力。以对应图5的实施例而言,此二运算放大器(图未绘示)分别用来提升数字模拟转换器510A和510B的驱动能力。
综上所述,本发明实施例由单一伽马电压驱动电路产生用于修正红光、绿光和蓝光灰阶数据的红光、绿光、蓝光伽马电压和红光、绿光、蓝光参考电压,且伽马电压选择单元改为直接由多个分压中选择出多个伽马电压,以取代已知技术使用多个数字模拟转换器将多个分压转换为多个伽马电压。因此,相较于已知技术,本发明可有效降低显示装置的生产成本。此外,根据不同需求,本发明实施例产生的红光、绿光、蓝光伽马电压数量也可分别作对应调整,增加了伽马电压驱动电路使用上的弹性。
虽然本发明已以实施方式公开如上,然其并非用以限定本发明,本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视所附权利要求书界定范围为准。
Claims (10)
1.一种伽马电压(Gamma voltage)驱动电路,用来提供多个伽马电压及多个参考电压,该伽马电压驱动电路包含:
一电压调节单元,用来提供一输入电压;
一控制单元,用来产生一参考信号及一调节信号;以及
一伽马电压输出电路,用来输出这些伽马电压及这些参考电压,该伽马电压产生电路包含:
一第一电阻串列,耦接于该电压调节单元,该第一电阻串列包含多个串联的电阻,用来根据该输入电压提供多个第一输出电压;以及
多个伽马电压产生单元,耦接于该第一电阻串列及该控制单元,这些伽马电压产生单元分别接收这些第一输出电压及该参考信号,以产生这些伽马电压及这些参考电压。
2.如权利要求1所述的伽马电压驱动电路,其中这些伽马电压产生单元中的每一个包含:
一数字模拟转换(digital-to-analog converting)单元,用来接收这些第一输出电压,并根据这些第一输出电压及该调节信号产生一第一调整电压及一第二调整电压;
一第二电阻串列,包含多个串联的电阻,用来根据该第一调整电压及该第二调整电压提供多个第二输出电压;
一伽马电压选择单元,用来接收这些第二输出电压,以由这些第二输出电压中选择出这些伽马电压中的多个对应伽马电压。
3.如权利要求2所述的伽马电压驱动电路,其中该数字模拟转换单元包含一第一数字模拟转换器及一第二数字模拟转换器,该第一数字模拟转换器用来接收这些第一输出电压的一部分以产生该第一调整电压,且该第二数字模拟转换器用来接收这些第一输出电压的另一部分以产生该第二调整电压。
4.如权利要求3所述的伽马电压驱动电路,其中这些伽马电压产生单元中的每一个还包含一第一运算放大器及一第二运算放大器,分别用来提升该第一数字模拟转换器及该第二数字模拟转换器的驱动能力。
5.如权利要求2所述的伽马电压驱动电路,其中这些对应伽马电压的个数小于或等于这些第二输出电压的个数。
6.如权利要求2所述的伽马电压驱动电路,还包含一参考电压产生单元,用来根据该参考信号产生这些参考电压的多个对应参考电压。
7.如权利要求1所述的伽马电压驱动电路,其中这些伽马电压是多个红光伽马电压、多个绿光伽马电压及多个蓝光伽马电压,且这些参考电压是一红光参考电压、一绿光参考电压及一蓝光参考电压。
8.如权利要求1所述的伽马电压驱动电路,还包含一存储单元,用来存储该参考信号及该调节信号。
9.一种显示装置,包含:
一显示面板,用来根据多个栅极驱动信号及多个灰阶数据信号显示一画面;
一时序控制器(timing controller),用来产生一时序控制信号及一图像数据信号;
一栅极驱动器(gate driver),用来接收该时序控制信号以产生这些栅极驱动信号;
一源极驱动器(source driver),用来接收该图像数据信号、多个伽马电压(Gamma voltage)及多个参考电压,通过这些伽马电压及这些参考电压调整该图像数据信号以产生这些灰阶数据信号;以及
一伽马电压驱动电路,用来提供这些伽马电压及这些参考电压,该伽马电压驱动电路包含;
一电压调节单元,用来提供一输入电压;
一控制单元,用来产生一参考信号及一调节信号;以及
一伽马电压输出电路,用来输出这些伽马电压及这些参考电压,该伽马电压输出电路包含:
一第一电阻串列,耦接于该电压调节单元,该第一电阻串列包含多个串联的电阻,用来根据该输入电压提供多个输出电压;以及
多个伽马电压产生单元,耦接于该第一电阻串列及该控制单元,这些伽马电压产生单元分别接收这些输出电压,以产生这些伽马电压及这些参考电压。
10.如权利要求9所述的显示装置,其中该显示面板是一主动式矩阵有机发光二极管(active matrix organic light-emitting diode;AMOLED)面板。
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