CN111220196A - 显示设备、显示元件、系统和用于运行显示设备的方法 - Google Patents

显示设备、显示元件、系统和用于运行显示设备的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种显示设备(1)，其包括显示单元(2)，其特征在于，显示设备还包括至少一个磁性的固持座(3)，其中，所述至少一个磁性的固持座(3)构造为，实体构造的、具有至少一个磁性的固持元件(5)的显示元件(4)能够与至少一个磁性的固持座(3)通过可松脱的方式磁性地耦连，从而使显示元件(4)局部地至少部分固定在显示单元(2)的区域中。此外，本发明还涉及一种实体构造的、带有磁性固持元件(5)的显示元件(4)和系统(10)，所述系统包括显示设备(1)和至少一个实体构造的显示元件(4)，以及涉及一种用于运行显示设备(1)的方法。

Description

显示设备、显示元件、系统和用于运行显示设备的方法
技术领域
本发明涉及一种显示设备、显示元件、系统和用于运行显示设备的方法。
背景技术
现代的机动车通常具有可自由编程的显示单元，在所述显示单元上能够显示任意内容，例如当前的行驶数据，比如速度、续驶里程、导航指示和错误提示等或者甚至多媒体内容。在此常见的是，在可编程的显示单元上通过图形化显示仿真出模拟的仪器，以便产生模拟仪器的印象。然而尽管具有优点和灵活性，大量用户还是优选实体构造的仪器和指示元件。
由文献WO 2018/047078 A1已知一种用于交通工具的显示器，在显示器前布置有实体构造的指示元件。由文献EP 2 159 551 A2已知一种可设置的显示仪器，其带有面状显示屏和实体构造的指示元件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种显示设备、显示元件、系统和用于运行显示设备的方法，其中，显示单元和实体构造的显示元件能够以更加灵活的方式共同运行。
根据本发明，所述技术问题通过一种显示设备、显示元件、包括显示设备和显示元件的系统和用于运行显示设备的方法解决。
在本发明的第一方面提供一种显示设备，该显示设备包括显示单元，其中，此外显示设备还包括至少一个磁性的固持座，其中，所述至少一个磁性的固持座构造为，实体构造的、具有至少一个磁性的固持元件的显示元件能够与至少一个磁性的固持座通过可松脱的方式磁性地耦连，从而显示元件局部地至少部分地固定在显示单元的区域内。
在本发明的第二方面提供一种显示元件，其中，所述显示元件实体地构造，并且其中，显示元件包括至少一个磁性的固持元件，其中，至少一个磁性的固持元件构造为，显示元件通过至少一个磁性的固持元件能够通过可松脱的方式磁性地耦连在显示设备的磁性的固持座上。
在本发明的第三方面提供一种系统，所述系统包括根据本发明的第一方面的显示设备和至少一个根据本发明的第二方面的实体构造的、带有至少一个磁性的固持元件的显示元件。
在本发明的第四方面提供一种用于运行显示设备的方法，其中，该显示设备包括显示单元和至少一个磁性的固持座，其中，所述至少一个磁性的固持座构造为，实体构造的、具有磁性的固持元件的显示元件能够与至少一个磁性的固持座通过可松脱的方式磁性地耦连，从而使显示元件局部地至少部分固定在显示单元的区域中，并且其中，所述方法包括以下步骤：至少一个实体构造的显示元件利用磁性的固持元件布置在至少一个磁性的固持座的区域中，并且至少一个实体构造的显示元件与至少一个磁性的固持元件耦连，从而使显示元件局部地至少部分固定在显示单元的区域中。
本发明的基础思想在于，创造一种在实体构造的显示元件的磁性的固持元件与磁性的固持座之间的可松脱的磁性连接，并且由此显示元件通过磁性耦连装置固定在磁性的固持座上。这尤其通过该方式实现，即，参照显示单元的按工作的观察方向，磁性的固持座布置在显示单元后方并且显示元件布置在显示单元前方。根据本发明能够实现的是，在显示元件与显示单元后方的磁性的固持座之间提供无接触且无击穿的耦连装置。由此没有必要为显示单元设置贯穿孔，但如果要通过机械构件实现耦连就需要贯穿孔。此外，显示元件可以灵活地更换，其方式在于，不期望的或损坏的显示元件重新与磁性的固持座脱耦，并且将期望的、例如个性化的显示元件耦连在固持座上。
局部地在显示单元的区域中尤其应该是指，至少一个磁性的固持座相对于显示单元布置或定位成，使得当从显示元件的按工作的观察方向观察时布置在至少一个固持座上且与固持座耦连的显示元件连同在显示单元上示出的内容至少在时间上交互作用。尤其至少一个磁性的固持座参照所述观察方向布置在显示单元后方，从而所对应的显示元件参照该观察方向布置在显示单元前方。
在耦连状态下，尤其磁性的固持座和磁性的固持元件的磁性性质及其尤其在相应场线相互间的定向方面被选择为，能够实现可松脱的耦连。简言之，磁性的固持座和磁性的固持元件的磁性性质、布置或定向被选择为，磁性的固持座和磁性的固持元件在根据本发明的布置中相互吸引。
本发明的优点在于，显示元件与磁性座之间直接的机械连接是根本没有必要的，因此可以省去显示单元上的贯穿孔或显示元件在显示单元上的机械固定。此外，至少一个显示元件还可以灵活地更换。因此显示设备和系统能够被更灵活地使用。尤其可以使显示元件的设计个性化。
显示单元尤其是可自由编程的显示单元，所述显示单元通常也被称为显示器或显示屏。然而还能够实现的是，显示单元并非可自由编程地构造，而是显示静态的图案。尤其还可以规定，显示设备还包括其他的显示单元，在所述显示单元中布置有磁性的固持座。
所述显示元件可以是指示元件，例如在交通工具中用于显示速度或发动机转速。此外，显示元件还可以具有其他构造的几何形状，例如显示元件还可以箭头状、圆形、矩形或正方形地构造。例如显示元件可以是指示器，所述指示器构造为棒状指示器、活板状指示器、铲状指示器、柳叶状指示器、线状指示器、条状指示器、双指针或线型指示器等。显示元件也可以是简单的矩形的小板块，所述小板块通过其位置显示例如燃料罐的填充高度。显示元件尤其还可以是个性化的并且符合个人品味或个人预期设置。个人化的显示元件可以例如借助3D打印方法制成。随后，显示元件可以以简单的方式与显示设备的磁性的固持座耦连。
显示元件的固持元件尤其可以构造为永磁体，并且例如包括材料钕，例如呈钕铁硼合金的形式。
在一种实施方式中规定，至少一个磁性的固持座布置在显示单元的区域中的最佳位置处。应布置显示元件的位置尤其是例如用于显示速度或交通工具中的发动机转速的指示仪器的中点。
在另一种实施方式中规定，至少一个磁性的固持座包括电磁体，所述电磁体的磁场强度可以调整。由此能够有目的地调整显示元件与磁性的固持座之间的耦连。显示设备尤其可以具有控制器，所述控制器能够控制电磁体的磁场强度并且据此激活和去激活电磁体，或者说能够调整耦连强度。如果不使用磁性的固持座，则可以去激活所述固持座，其方式在于将场强相应地降低至零。如果应稍后重新使用磁性的固持座，则相应地重新提高场强，从而使显示元件能够耦连在所述固持座上。
在方法中相应地规定，在耦连之前激活待耦连的磁性的固持座的电磁体的磁场。反之，如果显示元件不应再耦连在磁性的固持座上，则重新去激活磁性的固持座的电磁体。
在一种实施方式中规定，显示设备包括多个磁性的固持座。例如可以规定，工厂方设置多个、尤其相邻的磁性的固持座，并且局部地布置在显示单元的区域中的多个规定的位置处，从而稍后实现一个或多个显示元件在相应位置上的布置和耦连。在交通工具中的仪表板的一种简单的实施例中，可以在速度显示器的中心和发动机转速显示器的中心各定位一个磁性的固持座。稍后可以将显示元件布置并且耦连在这两个位置上。
在方法中相应地规定，显示设备包括多个磁性的固持座，其中，所述布置包括分别预先确定的固持座的激活。所述激活例如借助显示设备的控制实施。
在方法的改进的实施方式中规定，所述布置包括磁性的固持座的受控的激活，从而使至少一个显示元件沿磁性的固持座朝目标位置方向运动。这尤其可以通过相邻的磁性固持座的先后依次的控制或者激活和去激活实现，例如通过固持座的电磁体的相应构造且时间上相互错移的脉冲式激励实现。在此，所述控制还可以包括一个或多个磁性的固持座的磁场的转换极性。显示元件可以通过迁移的磁场沿着朝向目标位置的方向运动。通过该方式，显示元件可以以视觉美观的方式在无需手动干预的情况下布置在显示单元的区域中。所述控制同样也可以借助显示设备的控制实现。
在所述方法的一种改进的实施方式中规定，至少一个显示元件在显示设备的第一显示状态下布置在停驻位置中，并且在向显示设备的第二显示状态过渡时通过磁性的固持座的控制从停驻位置移向目标位置。所述停驻位置也可以位于显示单元旁的区域中，从而使至少一个显示元件处于显示单元的区域之外并且不覆盖显示单元的区域。由此所述系统灵活且以视觉美观的形式根据所显示内容更换配置。如果系统例如加装在自动行驶的交通工具中，则所述第一显示状态可以是这样的状态，在所述状态下交通工具自动行驶并且显示单元用于显示电影。相应地，实体构造的显示元件应会阻挡向显示单元看的视线。因此显示元件布置在显示单元的可见区域的旁边，也即对于后续使用来说在该处“停驻”。如果驾驶员在观看电影之后对交通工具手动地采取控制，则系统切换成第二显示状态。随后通过相应地控制相邻布置的固持座，停驻的显示元件从停驻位置输送至目标位置并且布置在该目标位置处，并且与相应的磁性的固持座耦连。如果交通工具稍后重新自动行驶，则从第二显示状态重新切换成第一显示状态，并且显示元件重新“停驻”在显示单元旁。
还可以设置多个停驻位置。此外还可以规定，在多个停驻位置上分别设置或者说“停驻”一个显示元件，并且在需要时可以提供一个显示元件或者说能够驶向显示单元的区域中，从而多个显示元件能够灵活地使用并且结合。
在一种改进的实施方式中规定，多个磁性的固持座在显示单元的区域中以矩阵形式布置。尤其可以规定，在显示单元后方设计有矩阵，该矩阵构造为由多个磁性的固持座组成的规则的矩形网格。显示单元则可以布置在任意的矩阵位置，并且耦连在相应的磁性的固持座上。由此显示元件能够根据各个矩阵元素的尺寸布置和耦连在显示单元的区域中的几乎任何位置上。所述系统由此能够非常灵活地构造，并且能够实现的是，几乎任意改变且重新配置显示元件的布置。尤其能够提供个性化的布置。显示单元例如是可自由编程的显示单元，从而能够通过相应地控制可自由编程的显示单元来任意改变所示内容。匹配于分别示出的内容，显示设备则可以配备多个显示元件，其方式在于，显示元件在相应的矩阵位置处布置并且耦连在相应的磁性的固持座上。
在另一种实施方式中规定，显示设备具有至少一个定向单元，所述定向单元构造为能够实现显示元件的定向。
在显示元件的一种实施方式中相应地规定，至少一个显示元件还额外地具有与至少一个磁性的固持元件电隔离的磁性的定向元件，利用所述定向元件能够借助显示设备的至少一个定向单元实现至少一个显示元件的定向。
所述定向单元同样可以例如包括电磁体，所述电磁体的场强是能被控制的。在此，所形成的磁场强度尤其小于使用于将显示元件耦连在磁性座上的场强。显示元件则保持耦连在磁性的固持座上，然而通过磁性的定向元件沿定向单元、也即电磁体的方向定向。尤其当设置了多个定向单元时，显示元件可以通过一个定向单元或多个交互作用的定向单元的相应激活朝不同方向定向。如果多个定向单元、尤其电磁体圆形地围绕磁性的固持座布置，例如能够实现指示仪器，在所述指示仪器中，构造为指示元件的指示器通过相应定向单元的激活能够沿几乎任意方向定向，定向元件布置在所述指示器的尖端上。通过该方式能够实现例如用于显示速度的指示仪器。
在方法中相应地规定，至少一个显示元件在布置和耦连之后借助定向元件通过显示设备的至少一个定向单元定向。
所述控制尤其借助显示设备的控制器完成，所述控制器提供相应的控制信号或者说用于至少一个定向单元的电流。
作为备选或补充还可以规定，至少一个磁性的固持座用于至少一个显示元件的定向。为此，固持座的未耦连在显示元件上的电磁体被相应地控制。所形成的磁场则借助显示元件的定向元件实现显示元件的定向。在此，用于定向的场强通常小于使用于将显示元件耦连在固持座上的场强。
在显示元件的一种实施方式中规定，所述显示元件具有至少一个发光件。所述发光件为此可以包括光源、例如发光二极管(LED)或通过交变场电致发光的、被激励的光源和/或光导体。通过该方式可以例如使构造为显示元件的指示元件发光。
在显示元件的一种改进的实施方式中规定，显示元件具有至少一个感应式的耦连件，通过所述耦连件能够为至少一个发光件供应能量。显示设备尤其具有与感应式的耦连件互补构造的感应式的耦连件，以便通过感应方式将能量输送至显示元件。
可以规定，显示元件还具有保护元件，所述保护元件布置在面向显示单元的一侧上，并且所述保护元件在显示元件与显示单元接触时避免或至少降低对显示单元的表面的损伤。
附图说明
以下结合附图对本发明的优选实施例进行更详尽的阐述。在附图中：
图1示出显示设备、显示元件和系统的实施方式的示意图；
图2示出带有磁性的固持座的矩阵布局的显示设备的实施方式的示意图；
图3a-3c示出显示元件从停驻位置至目标位置的运动的示例；
图4a示出系统的一种实施方式的示意图；
图4b示出系统的一种备选实施方式的示意图。
具体实施方式
在图1中以俯视图和沿剖切线A-A得到的剖视图方式示出显示设备1的一种实施方式的示意图。此外，图1示出显示元件4和系统10的实施方式。
显示设备1包括显示单元2，所述显示单元构造为可自由编程的显示单元2，也即在显示单元2上能够通过相应的控制示出任意的图形内容。此外，显示设备1包括两个磁性的固持座3，所述两个磁性的固持座分别构造为电磁体13，所述电磁体的场强能够通过相应的控制信号被调整。磁性的固持座3参照显示单元2的按工作的观察方向布置在显示单元2后方并且被显示单元2遮盖。
磁性的固持座3分别构造为，实体构造的、具有磁性的固持元件5的显示元件4能够与磁性的固持座3通过可松脱的方式磁性地耦连，并且由此显示元件4能够局部地在显示单元2的区域中至少部分固定在显示单元前方。显示元件4在耦连之后在固持元件5所处的下方部分中与相应的磁性的固持座3耦连并且固定，显示元件4的上方部分却可以始终围绕固持元件5或磁性的固持座3旋转。在所示实施例中，限时元件4构造为指示器。在布置和耦连显示元件4之后，显示单元2本身仍保持未损坏，也即尤其不需要贯穿孔和/或机械套管。
显示设备1和显示元件4共同构成系统10。
还可以规定，显示设备1具有定向单元6-1、6-2、6-3、6-4。定向单元6-1、6-2、6-3、6-4能够实现与各个磁性的固持座3耦连的显示元件4的定向。显示元件4为此在上方部分的端部上、例如在指针的端部上包括定向元件7。定向元件7例如构造为永磁体。定向单元6-1、6-2、6-3、6-4构造为电磁体，所述电磁体的场强能够被调整。如果要将显示元件4例如布置在左侧的磁性的固持座3上，则显示元件4、也即指示器由于定向单元6-1、6-2的电磁体13的控制而采取不同的定向，所述定向的极限点通过定向单元6-1、6-2的位置确定，也即指示器指向被激活的或者说其电磁体被激活的那个定向单元6-1、6-2的方向。介于之间的定向则通过定向单元6-1、6-2的同时控制实现。如果显示元件4应与右侧的磁性的固持座3耦连，则显示元件或指示器的定向相应地通过定向单元6-3、6-4被调整。
显示设备1和系统10实现了对显示元件4的简单的配置和简单的改变。在所示实施例中，构造为指示器的显示元件4的布置以不复杂的方式从左侧的磁性的固持座3改变至右侧布置的磁性的固持座3。而且显示元件4本身也可以以简单的方式更换，例如以便使用优选的或个性化的显示元件4，所述显示元件例如在颜色或形状方面个性化设计。
根据位置分别将待耦连的磁性的固持座3激活或去激活。在磁性的固持座3分别包括一个电磁体13的情况下，待耦连的电磁体13的磁场强度提高，从而使显示元件4能够耦连和固定在期望的位置上。
还可以规定，至少一个显示元件4具有至少一个发光件11。
在一种改进方式中规定，至少一个显示元件4具有至少一个感应式的耦连件12，通过所述耦连件能够为至少一个发光件11供应能量。
可以规定，显示元件4还具有保护元件，所述保护元件布置在面向显示单元2的一侧上并且在显示元件4与显示单元2接触时避免或至少降低对显示单元2的表面的损伤。
此外还可以规定，显示设备1包括多个磁性的固持座3。在此尤其规定，磁性的固持座3在显示单元2的区域中以矩阵形式布置，如图2示意性所示。
图2中的显示设备2包括由6x10的磁性的固持座3组成的矩阵。所述固持座分别包括能被单独控制的电磁体13。通过有目的地控制相邻的固持座3的相应的电磁体13，磁场可以在显示单元2上运动。由此，显示元件4(参照图1)能够在显示单元上几乎任意地运动并且布置在显示单元之前。在简单的情况下，电磁体13通过先后依次的电流线圈被驱动。根据应用情况，可以借助更复杂的电流或者说脉冲形状来实现控制，例如以便实现显示元件沿矩阵元素或显示单元2的轻柔运动。在此尤其可以规定，为控制电磁体13，相邻的矩阵元素中脉冲的脉冲边在时间上相互过渡或在时间上相互融合。
显示元件4在显示单元2上的运动的实施例在图3a至3c中示意性示出，其中，图3a示出单独布置在矩阵中的磁性的固持座3，没有布置在固持座前方的显示单元。在此，显示元件4从停驻位置8输送至目标位置9。在最简单的情况下，布置在所示箭头下方的矩阵元素被先后依次激活，并且属于显示元件4的磁性的固持元件逐步沿着所述矩阵元素输送，从而使显示元件最终在目标位置9上耦连在该处的磁性的固持元件上。如果要各个单独的矩阵元素例如以逐步从左向右或从上向下的索引表示，则得到了各个矩阵元素(mxn，m＝行，n＝列)或所配属的电磁体13的操作顺序：6x1(＝停驻位置8)、5x1、4x1、4x2、4x3、4x4(＝最终位置9)。图3b和3c示出显示单元2之前的分别处于停驻位置8和目标位置9中的显示元件4。
还可以规定，停驻位置8构造在显示单元2旁边，从而使得布置在停驻位置8中的显示元件4不会阻挡看向显示单元2的视线。
在图4a和4b中示意性示出多个实施方式，所述实施方式在显示元件4的设计方面有所区别并且是个性化的。在图4a中构造为指示器的显示元件4在上部区域中具有短针和在直径上较宽的指示器底座14。在图4b中构造为指示器的显示元件4相反在上部区域中具有长针和在直径上较窄的指示器底座14。在图4a和4b中显示元件4的指示器底座14分别布置在相同的磁性固持座上并且与所述固持座通过相应的固持元件耦连，从而使显示设备1相同地构造并且仅显示元件4是不同的。在显示单元2上所示的内容相应地改变。
附图标记清单
1 显示设备
2 显示单元
3 磁性的固持座
4 显示元件
5 磁性的固持元件
6-1 定向单元
6-2 定向单元
6-3 定向单元
6-4 定向单元
7 定向元件
8 停驻位置
9 目标位置
10 系统
11 发光件
12 感应式的耦连件
13 电磁体
14 指示器底座

Claims (18)

1.一种显示设备(1)，该显示设备包括显示单元(2)，其特征在于，显示设备还包括至少一个磁性的固持座(3)，其中，所述至少一个磁性的固持座(3)构造为，实体构造的、具有至少一个磁性的固持元件(5)的显示元件(4)能够与至少一个磁性的固持座(3)通过可松脱的方式磁性地耦连，从而使显示元件(4)局部地至少部分固定在显示单元(2)的区域中。
2.根据权利要求1所述的显示设备(1)，其特征在于，至少一个磁性的固持座(3)布置在显示单元(2)的区域中的最佳位置处。
3.根据权利要求1或2所述的显示设备(1)，其特征在于，至少一个磁性的固持座(3)包括电磁体(13)，所述电磁体的磁场强度能够被调整。
4.根据上述权利要求中任一项所述的显示设备(1)，其特征在于，所述显示设备(1)包括多个磁性的固持座(3)。
5.根据权利要求4所述的显示设备(1)，其特征在于，多个磁性的固持座(3)在显示单元(2)的区域中以矩阵形式布置。
6.根据上述权利要求中任一项所述的显示设备(1)，其特征在于，显示设备(1)具有至少一个定向单元(2)，所述定向单元构造用于实现显示元件(4)的定向。
7.一种显示元件(4)，其中，所述显示元件(4)实体地构造，其特征在于，显示元件(4)包括至少一个磁性的固持元件(5)，其中，至少一个磁性的固持元件(5)构造为，显示元件(4)通过至少一个磁性的固持元件(5)能够通过可松脱的方式磁性地耦连在显示设备(1)的磁性的固持座(3)上。
8.根据权利要求7所述的显示元件(4)，其特征在于，至少一个显示元件(4)还额外地具有与至少一个磁性的固持元件(5)电隔离的磁性的定向元件(7)，利用所述定向元件能够借助显示设备(1)的至少一个定向单元(6-x)实现至少一个显示元件(4)的定向。
9.根据权利要求7或8所述的显示元件(4)，其特征在于，所述显示元件(4)具有至少一个发光件(11)。
10.根据权利要求9所述的显示元件(4)，其特征在于，所述显示元件(4)具有至少一个感应式的耦连件(12)，通过所述耦连件能够为至少一个发光件(11)供应能量。
11.一种系统(10)，所述系统包括根据权利要求1至6中任一项所述的显示设备(1)和至少一个根据权利要求7至10中任一项所述的实体构造的显示元件(4)。
12.一种用于运行显示设备(1)的方法，其中，所述显示设备(1)包括显示单元(2)和至少一个磁性的固持座(3)，其中，所述至少一个磁性的固持座(3)构造为，实体构造的、具有至少一个磁性的固持元件(5)的显示元件(4)能够与至少一个磁性的固持座(3)通过可松脱的方式磁性地耦连，从而使显示元件(4)局部地至少部分固定在显示单元(2)的区域中，所述方法包括以下步骤：
至少一个实体构造的显示元件(4)利用磁性的固持元件(5)布置在至少一个磁性的固持座(3)的区域中，并且
至少一个实体构造的显示元件(4)与至少一个磁性的固持元件(5)耦连，从而使显示元件(4)局部地至少部分固定在显示单元(2)的区域中。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，至少一个磁性的固持座(3)布置在显示单元(2)的区域中的最佳位置处。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，至少一个磁性的固持座(3)包括电磁体(13)，所述电磁体的磁场强度能够被调整，其中，在耦连之前激活待耦连的磁性的固持座(3)的电磁体的磁场。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法(10)，其特征在于，所述显示设备(1)包括多个磁性的固持座(3)，其中，所述布置包括分别事先确定的磁性的固持座(3)的激活。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述布置包括磁性的固持座(3)的受控的激活，从而使至少一个显示元件(4)沿磁性的固持座(3)朝目标位置(9)的方向运动。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，至少一个显示元件(4)在显示设备(1)的第一显示状态下布置在停驻位置(8)中，并且在向显示设备(1)的第二显示状态过渡时通过磁性的固持座(3)的控制从停驻位置(8)移向目标位置(9)。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的方法(10)，其特征在于，至少一个显示元件(4)还额外地具有至少一个与至少一个磁性的固持元件(5)电隔离的磁性的定向元件(7)，利用所述定向元件能够调整至少一个显示元件(4)的定向，其中，至少一个显示元件(4)在布置和耦连之后借助定向元件(7)通过显示设备(1)的至少一个定向单元(6-x)定向。
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