CN110119607B - 在黑屏模式中的基于压力的指纹感测方法及触摸输入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例的在黑屏模式中的基于压力的指纹感测方法可包括：在上述黑屏模式中，检测通过客体施加的规定的第一临界值以上的第一压力的步骤；判断是否在检测到上述第一压力之后连续检测到与上述第一压力不相同的规定的第二临界值以上的第二压力的步骤；在检测到上述第二压力的情况下，识别上述客体的指纹的步骤；判断上述识别到的指纹是否与在上述触摸输入装置已注册的指纹相同的步骤；以及在上述识别到的指纹与上述已注册的指纹相同的情况下，执行规定动作的步骤。

Description

在黑屏模式中的基于压力的指纹感测方法及触摸输入装置
技术领域
本发明涉及在触摸输入装置的黑屏模式中的基于压力的指纹感测方法及触摸输入装置，更详细地，涉及可在黑屏模式中仅通过触摸压力检测简单进行指纹认证的在触摸输入装置的黑屏模式中的基于压力的指纹感测方法及触摸输入装置。
背景技术
为了操作如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、导航装置、自助服务机(KIOSK)等的计算系统而利用多种输入装置。其中，触摸屏(触摸检测显示器)因简单的操作，而在计算系统中的利用增加。并且，在笔记本电脑中，使用触摸板来控制显示在显示器的画面或程序的执行。若使用这种触摸检测单元，则用户界面变得简单。
随着技术的发展，存储于电子装置的个人信息的安全必要性得到重视。为此，主要使用通过图案锁或密码等的安全设定来防止第三者接近电子装置的方法。
最近，也使用了如下的安全方法，即，利用安装于电子装置的正面的主页键按钮来认证用户的指纹，若指纹认证成功，则允许接近电子装置。
通常，为了执行指纹认证，需要激活电子装置。因此，在电子装置处于黑屏模式(空闲模式(idle mode)或休眠模式(sleep mode))的情况下，用户在指纹认证之前，需要按压主页按钮或电源按钮来将电子装置转换为激活模式(主动模式(active mode)或唤醒模式(wake-up mode))，才可进行指纹认证。这种指纹认证方式具有需要额外按压主页按钮或电源按钮的追加步骤所引起的不便，因此，需要在黑屏模式中直接进行指纹认证。
发明内容
本发明为了解决上述问题而提出，本发明的目的在于，在黑屏模式中，仅通过触摸压力检测即可简单进行指纹认证。
尤其，本发明的目的在于，通过多步骤压力检测，使检测第一压力时和检测第二压力时的动作不相同，可以仅通过用户的简单动作在触摸输入装置中执行多种动作。
本发明实施例的在黑屏模式中的基于压力的指纹感测方法包括：在上述黑屏模式中，检测通过客体施加的规定的第一临界值以上的第一压力的步骤；判断是否在检测到上述第一压力之后连续检测到与上述第一压力不相同的规定的第二临界值以上的第二压力的步骤；在检测到上述第二压力的情况下，识别上述客体的指纹的步骤；判断上述识别到的指纹是否与在上述触摸输入装置已注册的指纹相同的步骤；以及在上述识别到的指纹与上述已注册的指纹相同的情况下，执行规定动作的步骤。
本发明另一实施例的触摸输入装置包括：压力传感器，在黑屏模式中，检测通过客体施加的规定的第一临界值以上的第一压力；指纹传感器，用于识别上述客体的指纹；以及控制部，判断是否在检测到上述第一压力之后，连续检测到与上述第一压力不相同的规定的第二临界值以上的第二压力，在检测到上述第二压力的情况下，判断根据上述检测到的第二压力识别的指纹是否与在上述触摸输入装置已注册的指纹相同，在上述识别到的指纹与上述已注册的指纹相同的情况下，执行规定动作。
根据本发明的实施例，在黑屏模式中，无需复杂的追加步骤，仅通过触摸压力检测即可简单进行指纹认证。
尤其，通过多步骤压力检测，使检测第一压力时和检测第二压力时的动作不相同，仅通过用户的简单动作即可在触摸输入装置中执行多种动作。
附图说明
图1为本发明实施例的触摸输入装置的框图。
图2为用于说明本发明实施例的包括指纹传感器及压力传感器的触摸输入装置的参照图。
图3为本发明实施例的触摸输入装置的黑屏模式中的基于压力的指纹感测方法的流程图。
图4为用于说明图3的指纹感测方法的参照图。
具体实施方式
对于后述本发明的详细说明参照以可实施本发明的特定实施例为例示来示出的附图。以下详细说明这种实施例，以使普通技术人员可以实施本发明。应理解为，虽然本发明的多种实施例互不相同，但是相互没有排他性。例如，在此记载的特定形状、结构及特性可在不超出本发明的思想及范围的情况下，可变更为其他实施例。并且，应理解为，各个实施例的个别结构要素的位置或配置也可以在不超出本发明的思想及范围的情况下变更。因此，后述的详细说明并非用于限定本发明，本发明的范围应理解为在包括与发明的权利要求书所主张的等同的所有范围的条件下被权利要求书所限定。图中，相似的附图标记在多个方面执行相同的功能。
以下，参照附图，说明本发明实施例的触摸输入装置。
在本说明书中说明的触摸输入装置1000可包括具有触摸屏的手机、智能手机(smart phone)、笔记本电脑(laptop computer)、数字广播用终端装置、掌上电脑(PDA，personal digital assistants)、导航仪、平板电脑(slate PC)、平板电脑(tablet PC)、超极本(ultrabook)、可穿戴设备(wearable device)、自助服务器等。
图1示出可适用本发明的一个实施方式的触摸输入装置1000的框图，示出本发明适用于智能手机的一个例。
触摸输入装置1000可包括无线通信部110、输入部120、感测部130、输出部150、界面部160、存储部140、控制部180及供电部160等。图1所示的结构要素在体现装置的过程中并非必要，在本说明书中说明的装置所具有的结构要素可多于或少于上述列举的结构要素。
无线通信部110可包括实现触摸输入装置1000与无线通信系统之间、触摸输入装置1000与其他触摸输入装置1000之间、或触摸输入装置1000与外部服务器之间的无线通信的一个以上的模块。并且，上述无线通信部110可包括将触摸输入装置1000与一个以上的网络相连接的一个以上的模块。无线通信部110可包括在移动通信模块112、无线网络模块113、近距离通信模块114、位置信息模块115中的至少一种。
移动通信模块112在根据用于移动通信的技术标准或通信方式构建的移动通信网上，与基站、外部的终端、服务器中的至少一个收发无线信号。无线网络模块113为用于无线网络连接的模块，可内置或外置于触摸输入装置1000。
无线网络模块113在如无线网络(WLAN，Wireless LAN)、无线保真(Wi-Fi，Wireless-Fidelity)等的无线网络技术的通信网中收发无线信号。
近距离通信模块114利用蓝牙(BluetoothTM)、射频识别(RFID，Radio FrequencyIdentification)、红外线通信(Infrared Data Association，IrDA)、紫蜂、近场通信(NFC，Near Field Communication)等技术来支援近距离通信(Short range communication)。
位置信息模块115为用于获取装置的位置(或当前位置)的模块，其代表例为全球定位系统(GPS，Global Positioning System)模块或无线保真模块，但并不局限于直接计算或获取装置的位置的模块。
输入部120可包括用于输入影像信号的摄像头121或影像输入部、用于输入音频信号的麦克风122或音频输入部、用于从用户接收信息的用户输入部123(例如，触摸键(touchkey)、机械键盘(mechanical key)等)。在输入部120中收集的语音数据或图像数据被分析并被处理成用户的控制指令。
摄像头121处理在视频通话模式或拍摄模式中通过图像传感器获取的静止影像或视频等的视频帧。被处理的视频帧显示在显示器200或存储于存储器140。
麦克风122将外部的音响信号处理成电语音数据。被处理的语音数据可根据在触摸输入装置1000中执行的功能(或执行中的应用程序)以多种方式使用。
用户输入部123用于从用户接收信息，若通过用户输入部123输入信息，则控制部180以与输入的信息相对应的方式控制触摸输入装置1000的动作。如上所述，用户输入部123可包括机械(mechanical)输入单元(或机械键盘，例如，位于触摸输入装置1000的正面、背面或侧面的按钮、锅仔片(dome switch)、转轮、转换开关等)及触摸式输入单元。作为一例，触摸式输入单元由通过软件处理在触摸屏显示的虚拟键(virtual key)、软键(softkey)或可视键(visual key)形成，或可由配置于除上述触摸屏之外的部分的触摸键(touchkey)形成。另一方面，上述虚拟键或可视键可呈多种形态并显示在触摸屏，例如，可以由图像(graphic)、文本(text)、图标(icon)、视频(video)或它们的组合形成。
感测部130可包括用于感测装置内信息、包围装置的周边环境信息及用户信息中的至少一种的一个以上的传感器。例如，感测部130可包括接近传感器131(proximitysensor)、照度传感器132(illumination sensor)、触摸传感器(touch sensor)、加速度传感器(acceleration sensor)、磁传感器(magnetic sensor)、重力传感器(G-sensor)、陀螺仪传感器(gyroscope sensor)、运动传感器(motion sensor)等。并且，可包括在图2中详细说明的指纹传感器500。
输出部150用于进行与视觉、听觉或触觉等相关的输出，可包括显示器200、音响输出部152、触觉触摸模块153、光输出部154中的至少一种。
例如，显示器200可包括液晶显示器(liquid crystal display，LCD)、薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor-liquid crystal display，TFT LCD)、有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)、柔性显示器(flexible display)、三维显示器(3D display)、电子墨水显示器(e-ink display)等。显示器200与触摸传感器相互形成阵列结构或者形成为一体，由此，可体现为触摸屏。这种触摸屏起到提供触摸输入装置1000与用户之间的输入界面的用户输入部123功能，同时可提供触摸输入装置1000与用户之间的输出界面。
显示器200可包括检测对于显示器200的触摸的触摸传感器，以此通过触摸方式来接收控制命令。若利用上述触摸传感器对显示器200进行触摸，则触摸传感器检测到上述触摸，控制部180根据此发出与上述触摸相对应的控制命令。通过触摸方式输入的内容为文字或数字或者可在各种模式中指示或指定的菜单项目等。另一方面，触摸传感器呈具有触摸图案的膜形态，配置于窗与窗的背面的显示器之间，或者可以为直接在窗的背面图案化的金属丝。根据实施方式，显示器200可具有用于从在触摸传感器检测到的信号检测触摸与否及触摸位置的控制器。在此情况下，控制器向控制部180传送检测到的触摸位置。或者，显示器200将在触摸传感器中检测到的信号或将其转换为数字信号的数据向控制部180传送，使控制部180判断触摸与否及触摸位置。
音响输出部152用于输出音乐或语音等的音频信号，可包括接收器(receiver)、扬声器(speaker)、蜂鸣器(buzzer)等。触觉触摸模块153(haptic module)发生用户可感觉到的多种触觉效果。触觉触摸模块153发生的触觉效果的代表例可以为振动。光输出部154利用触摸输入装置1000的光源的光来输出用于提醒事件发生的信号。在触摸输入装置1000发生的事件的例可以为信息接收、呼叫信号接收、未接电话、提醒、日程提醒、邮件接收、应用软件的信息接收等。
存储部140存储支援触摸输入装置1000的多种功能的数据。存储部140可存储在触摸输入装置1000驱动的多个应用程序(application program或应用软件(application))、用于触摸输入装置1000的动作的数据、指令。这种应用程序中的至少一部分可通过无线通信从外部服务器下载。并且，这种应用程序中的至少一部分为了触摸输入装置1000的基本功能(例如，电话接听、拨打功能、信息接收、发送功能)而从出库当时就存在于触摸输入装置1000。另一方面，应用程序存储于存储器140并设置于触摸输入装置1000，通过控制部180可执行上述装置的动作(或功能)。
控制部180除与上述应用程序有关的动作之外，通常控制触摸输入装置1000的整个动作。控制部180通过上述说明的结构要素处理输入或输出的信号、数据、信息等，或驱动存储于存储部140的应用程序，由此，可向用户提供或处理适当的信息或功能。并且，控制部180为了驱动存储于存储部140的应用程序而控制结构要素中的至少一部分。进而，控制部180为了驱动上述应用程序而相互组合包括于触摸输入装置1000的结构要素中的至少2种并使其进行工作。
供电部190在控制部180的控制下接收外部的电源、内部的电源来向触摸输入装置1000所包括的各个结构要素供电。这种供电部190可包括电池，上述电池可以为内置型电池或可更换的电池。
上述各个结构要素中的至少一部分为了体现以下说明的多种实施例的装置的动作、控制或控制方法而相互合作来进行工作。并且，上述装置的动作、控制或控制方法可通过存储于上述存储部140的至少一个应用程序的驱动体现在装置上。
图2为用于说明包括本发明实施例的指纹传感器500及压力传感器450、460的触摸输入装置1000的参照图。
如图2所示，本发明一实施例的触摸输入装置1000可包括盖层100、配置于盖层100的下部的指纹传感器500、配置于指纹传感器500的下部的触摸传感器600、配置于触摸传感器600的下部的显示器200。而且，根据一实施例，压力传感器450、460可配置于显示器200的下部。
本发明实施例的指纹传感器500可配置于盖层100及触摸传感器600之间。或者，根据另一实施例，指纹传感器500可以位于显示器200的上部或下部，也可以位于显示器200的内部。
作为一例，指纹传感器500包括由多个电容器的排列构成的电容器(cap)，通过电容器方式检测手指的指纹。作为另一例，指纹传感器500可通过包括收集显示器200反射的光的收光传感器的光学方式检测手指的指纹。在此情况下，因基于显示器的不规则的孔的光的衍射，可发生向指纹传感器500输入的指纹的图像的歪曲，因此，在显示器200与指纹传感器500之间还可形成销孔层(pin hole layer，未图示)。销孔层消减在显示器200反射的光的衍射来使指纹传感器500获取歪曲最小化的指纹图像。作为另一例，指纹传感器500包括压电薄膜，通过超声波方式检测手指的指纹。
本发明实施例的触摸输入装置1000中，例如，中框架300可执行与作为触摸输入装置1000的最外围机构的外罩320一同包围用于触摸输入装置1000的工作的电路板和/或电池所在的安装空间310等的功能。此时，在用于触摸输入装置1000的工作的电路板可安装有作为主板(main board)的中央处理单元的中央处理器(CPU，central processing unit)或应用处理器(AP，application processor)等。通过中框架300可分离用于显示器200和触摸输入装置1000的工作的电路板和/或电池并阻隔在显示器200中发生的电噪音及在电路板发生的噪音。
在触摸输入装置1000中，触摸传感器600或盖层100可按照大于显示器200、中框架300及安装空间310的方式形成，由此，外罩320可按照与触摸传感器600一同包围显示器200、中框架300及电路板的方式形成。
本发明实施例的触摸输入装置1000通过触摸传感器600检测触摸位置，可配置与用于检测触摸位置的电极及驱动显示器的电极不相同的额外的传感器来用作压力检测部并检测触摸压力。此时，触摸传感器600可位于显示器200的内部或外部。
以下，将用于压力检测的结构统称为压力检测部。例如，实施例中，压力检测部可包括压力传感器450、460。
并且，例如，压力检测部还可包括由气隙(airgap)形成的间隔层420。
根据实施例，间隔层420可由空隙实现。根据实施例，间隔层可由冲击吸收体形成。根据实施例，向间隔层420可填充介电材料(dielectric material)。根据实施例，间隔层420可由具有随着压力的施加收缩且解除压力时恢复原状的恢复力的物质形成。根据实施例，间隔层420可由弹性泡沫(elastic foam)形成。并且，间隔层配置于显示器200的下部，因此，可为透明或不透明的物质。
并且，基准电位层可配置于显示器200的下部。具体地，基准电位层可形成于在显示器200的下部的中框架300或者中框架300自身可起到基准电位层作用。并且，基准电位层配置于中框架300的上部，配置于显示器200的下部，形成于执行保护显示器200的功能的盖(未图示)或者盖自身可起到基准电位层作用。当向触摸输入装置1000施加压力时，显示器200被弯曲，随着显示器200的弯曲，基准电位层与压力传感器450、460的距离可以改变。并且，在基准电位层与压力传感器450、460之间可配置间隔层。具体地，在显示器200与配置基准电位层的中框架300之间或显示器200与配置基准电位层的盖之间可配置间隔层。
将用于检测压力的传感器450、460称为压力传感器450、460，以此明确区分与包括于触摸传感器600的电极。此时，压力传感器450、460配置于显示器200的背面，而并非为正面，因此，不仅可由透明物质构成，还可由不透明物质构成。在显示器200为液晶显示板的情况下，需要从背光源单元透光，因此，压力传感器450、460可由如ITO的透明物质形成。
以下，参照图3及图4，说明本发明实施例的触摸输入装置的黑屏模式中的基于压力的指纹感测方法。
如图4a及图4b所示，压力传感器450、460可检测在黑屏模式中基于客体施加的第一压力P1(步骤S100)。图4a的黑屏模式为触摸输入装置的待机模式的低电力状态。根据一实施例，客体可包括手指或触笔等。一实施例的第一压力P1可包括规定的第一临界值Th1以上的压力。与第一临界值相关的信息可预先存储于存储部140。
则如图4c所示，若控制部180检测到第一压力，以检测到的第一压力为基础向显示器200输出至少一个图标(步骤S200)。根据一实施例，输出的图标的种类、数量和/或配置位置、大小等预先被设定并存储于存储部140。图4c中，时间的图标配置于上部，相机图标和视频图标在触摸部分的两侧输出，但是，本发明的实施例并不局限于此。
虽然未在图3中示出，但是若控制部180检测到第一压力，则激活指纹传感器500来准备识别指纹。这为检测第二压力的准备步骤，例如，可按照使检测到第一压力的显示器200上的对应触摸区域的分辨率得以提高的方式设置。
如图4d所示，控制部180可连续判断是否检测到与第一压力不相同的规定的第二压力P2(步骤S300)。一实施例的第二压力P2可包括规定的第二临界值Th2以上的压力。与第二临界值相关的信息可预先存储于存储部140。根据一实施例，第二临界值可大于第一临界值。例如，第一临界值为200GF(克力)，第二临界值为400GF，控制部180判断是否在最初施加200GF以上的第一压力之后连续施加了400GF以上的第二压力。
在判断为控制部180检测到第二压力的情况下，可识别客体的指纹(步骤S400)。而且，如图4e所示，可在显示器200输出识别的客体的指纹(虚线区域)图像(步骤S500)。如图4e所示，可向施加第二压力的位置输出指纹图像，还可向与施加第二压力的位置隔开规定距离的部分输出指纹图像。输出的位置或输出的指纹图像的大小和/或隔开规定距离的程度可预先被设定并存储于存储部140。
控制部180可判断通过第二压力识别到的指纹是否与最初已注册的指纹相同(步骤S600)。虽然未在图3中示出，若控制部180最初检测到第二压力，则可执行扫描指纹来预先注册的指纹注册步骤。即，为了通过第二压力识别指纹，当最初注册指纹时，也在第二压力的状态下扫描指纹。可重复执行这种作业。在判断为最初注册的指纹和通过第二压力识别到的指纹相同的情况下，控制部180可执行基于第二压力的规定动作(步骤S700)。例如，如图4f所示，可进入解锁模式。或者，可按照直接执行预先设定的应用的方式设定。
此外，根据另一实施例，还可执行追加认证步骤。例如，即使施加第二临界值以上的第二压力，追加考虑施加第二压力的时间和/或面积，执行追加认证步骤，由此，进入到解锁模式并同时可直接执行其他应用。具体地，在第二压力以第一时间和/或第一面积施加的情况下，可直接执行第一应用，在第二压力以第二时间和/或第二面积施加的情况下，可直接执行第二应用。在控制部判断为通过第二压力识别到的指纹与已注册的指纹不相同的情况下，如图4g所示，可输出再次认证信息。(步骤S800)
在步骤S300中，在判断为未检测到第二压力的情况下，控制部180可判断是否解除了对于显示器200的第一压力(步骤S900)。本发明中，第一压力的解除可包括解除至一般触摸2D的情况或仅解除第一压力并维持一般触摸2D的状态。在判断为解除了第一压力的情况下，输出的至少一个图标消失，再次进入到如图4a所示的初期的黑屏模式(步骤S1000)。相反，若在未解除第一压力的状态下触摸至少一个图标中的任何一个，则可执行向被触摸的图标分配的动作(步骤S1100、步骤S1200)。例如，如图4c所示，在输出摄像头图标和视频图标的状态下，如图4h所示，若触摸摄像头图标，则如图4i所示，执行相机图标。
另一方面，至今，作为本发明的一实施例，以第二临界值大于第一临界值的情况举例，与此相反，在第二临界值小于第一临界值的情况下，也可相同、类似地适用上述例。即，还可以按照在第二次施加的压力小于第一次施加的压力的情况下识别指纹的方式进行设定。
并且，在本发明，说明了在施加2次压力的情况下识别指纹的情况，但本发明的权利要求的范围并不局限于此，也可以按照在施加三次以上的压力的情况下识别指纹的方式进行设定，可相同、类似地适用上述例。
以上，在实施例中说明的特征、结构、效果等包括在本发明的一个实施例，并不局限于一个实施例。进而，本发明所属技术领域的普通技术人员可对其他实施例进行组合或变形来实施各个实施例中例示的特征、结构、效果等。因此，应解释为与这种组合和变形相关的内容包含在本发明的范围。
并且，以上，以实施例为中心进行了说明，但这仅是例示，本发明并不局限于此，本发明所属技术领域的普通技术人员，在不超出本实施例的本质特性的范围内可进行未在上述内容中例示的多种变形和应用。例如，在实施例中具体示出的各个结构要素可以变形实施。而且，与这种变形和应用相关的差异包含在发明的权利要求书规定的本发明的范围。

Claims (5)

1.一种在黑屏模式中的基于压力的指纹感测方法，适用于包括显示器的触摸输入装置，其特征在于，包括：
在上述黑屏模式中，检测通过客体施加的规定的第一临界值以上的第一压力的步骤；
以上述检测到的第一压力为基础，向上述显示器的上述黑屏模式输出至少一个图标的步骤；
在检测到上述第一压力之后，在输出上述至少一个图标的状态下，若触摸上述至少一个图标中的一个，则执行向触摸的图标分配的动作的步骤；
在检测到上述第一压力之后，连续检测到与上述第一压力不相同的规定的第二临界值以上的第二压力时，将识别上述客体的指纹的指纹图像输出到上述显示器的黑屏的步骤；
识别上述客体的指纹的步骤；
判断上述识别到的指纹是否与在上述触摸输入装置已注册的指纹相同的步骤；以及
在上述识别到的指纹与上述已注册的指纹相同的情况下，将上述显示器从上述黑屏模式转换到解锁模式的步骤；且
上述指纹图像与至少一个上述图标不同，
上述指纹图像在上述显示器的上述黑屏模式中的输出与至少一个上述图标不重叠。
2.根据权利要求1所述的在黑屏模式中的基于压力的指纹感测方法，其特征在于，上述第二临界值大于上述第一临界值。
3.根据权利要求1所述的在黑屏模式中的基于压力的指纹感测方法，其特征在于，还包括指纹注册步骤，在指纹注册模式中，若检测到上述第二压力，则扫描指纹并注册。
4.根据权利要求1所述的在黑屏模式中的基于压力的指纹感测方法，其特征在于，若检测到上述第一压力，则激活指纹传感器。
5.一种触摸输入装置，其特征在于，包括：
压力传感器，在黑屏模式中，检测通过客体施加的规定的第一临界值以上的第一压力；
触摸传感器，检测上述客体的触摸；
指纹传感器，用于识别上述客体的指纹；
显示器；以及
控制部，以上述检测到的第一压力为基础，向上述显示器的上述黑屏模式输出至少一个图标，在检测到上述第一压力之后，在输出上述至少一个图标的状态下，若检测到对至少一个上述图标的触摸，则执行向触摸的图标分配的动作，在检测到上述第一压力之后连续检测到与上述第一压力不相同的规定的第二临界值以上的第二压力时，将识别上述客体的指纹的指纹图像输出到上述显示器的黑屏模式中，判断根据上述检测到的第二压力识别的指纹是否与在上述触摸输入装置已注册的指纹相同，在上述识别到的指纹与上述已注册的指纹相同的情况下，将上述显示器从上述黑屏模式转换到解锁模式；且
上述指纹图像与至少一个上述图标不同，
上述指纹图像在上述显示器的上述黑屏模式中的输出与至少一个上述图标不重叠。
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