CN113064231A - 一种导光板上网点分布设计方法、系统及相关设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种导光板上网点分布设计方法、系统及相关设备，用于提高导光板上的网点分布设计效率。本发明实施例方法包括：获取导光板的出光亮度分布和导光板的尺寸；根据所述出光亮度分布，获得网点密度分布的主趋势函数和辅趋势函数；根据导光板尺寸生成每个网点的中心位置坐标，形成网点中心坐标列表；根据网点中心坐标列表、网点形状、主趋势函数以及辅趋势函数，确定网点尺寸；由所述网点中心坐标列表和网点尺寸生成网点分布。

Description

一种导光板上网点分布设计方法、系统及相关设备
技术领域
本发明涉及导光板上网点分布设计技术领域，尤其涉及一种导光板上网点分布设计方法、系统及相关设备。
背景技术
液晶显示装置作为电子设备的显示部件已经广泛的应用于各种电子产品中，而背光模组则是液晶显示装置中的一个重要部件。背光模组依照光源射入位置的不同，分成侧光式背光模组与直下式背光模组两种。其中，为了提高光学透过率，现有的侧光式背光模组往往会出现双长边入光的场景，在导光板双侧放置LED灯条来提供背光源，LED灯珠发出的光线从导光板(LGP)的入光面进入导光板，经反射和扩散后从导光板的出光面射出，再经过光学膜片组，以形成面光源提供给显示面板。
为了使得双长边入光的导光板的光线扩散均匀，往往需要采用激光在导光板上设置网点对光线进行扩散。目前已有的技术方案是采用光学模拟软件LIGHTTOOLS对光线进行模拟，网点分布设计软件(如Gtools或BLdots Image2Dots)进行设计。软件需要建立结构模型、设置材料的表面参数、进行光线模拟设计。光学模拟软件模拟设计方法流程复杂、需要使用精密的光学仪器进行检测，设计周期长，效率低下。
发明内容
本发明实施例提供了一种导光板上网点分布设计方法、系统及相关设备，用于提高导光板上的网点分布设计效率。
本发明实施例第一方面提供了一种导光板上网点分布设计方法，可包括：
获取导光板的出光亮度分布和导光板的尺寸；
根据所述出光亮度分布，获得网点密度分布的主趋势函数和辅趋势函数；
根据导光板尺寸生成每个网点的中心位置坐标，形成网点中心坐标列表；
根据网点中心坐标列表、主趋势函数以及辅趋势函数，确定网点尺寸；
由所述网点中心坐标列表和网点尺寸生成网点分布。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的所述主趋势函数沿导光板短边方向呈现为正态分布曲线或正态分布拟合曲线。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的正态分布拟合曲线为多项式曲线。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的辅趋势函数沿导光板长边方向呈现为第一U型曲线，沿导光板短边方向呈现为第二U型曲线。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，根据导光板尺寸生成每个网点的中心位置坐标，形成网点中心坐标列表，包括：
预设初始间距；
以导光板长边为横坐标轴，以导光板短边为纵坐标轴，以导光板中点为原点设定坐标系，根据导光板尺寸和预设初始间距确定每个网点的中心位置坐标，形成网点中心坐标列表。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的初始间距包括初始行间距和初始列间距，所述相邻两行网点坐标相差初始行坐标的一半，以使得相邻两行的网点交错设置。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，所述初始间距为初始圆半径，所述根据导光板尺寸和预设初始间距确定每个网点的中心位置坐标，包括：根据导光板尺寸和初始圆半径，在导光板平面上设定最密堆积圆，由所述最密堆积圆的圆心坐标作为每个网点的中心位置坐标。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，根据网点中心坐标列表、主趋势函数以及辅趋势函数，确定网点尺寸，包括：
预设网点形状，所述形状为矩形、圆形或环形；
由主趋势函数、辅趋势函数进行加法运算得到网点密度分布函数D；
由网点中心坐标列表获取网点中心与水平相邻网点中心的距离Px，与数值相邻网点中心的距离Py；
根据网点形状、D、Px、Py计算网点尺寸。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，所述预设网点形状为矩形，所述矩形宽度为S时，根据网点形状、D、Px、Py计算网点尺寸，包括：
根据公式
Figure BDA0003006169180000021
计算网点长度L。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，所述预设网点形状为圆形时，根据网点形状、D、Px、Py计算网点尺寸，包括：
根据公式
Figure BDA0003006169180000031
计算网点半径R作为网点尺寸。
本发明实施例第二方面提供了一种导光板上网点分布设计系统，可包括：
采集模块，用于获取导光板的出光亮度分布和导光板的尺寸；
第一计算模块，根据所述出光亮度分布，获得网点密度分布的主趋势函数和辅趋势函数；
设置模块，根据导光板尺寸生成每个网点的中心位置坐标，形成网点中心坐标列表；
第二计算模块，根据网点中心坐标列表、主趋势函数以及辅趋势函数，确定网点尺寸；
生成模块，由所述网点中心坐标列表和网点尺寸生成网点分布。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的设置模块，可包括：
第一设置单元，预设初始间距；
第二设置单元，以导光板长边为横坐标轴，以导光板短边为纵坐标轴，以导光板中点为原点设定坐标系，根据导光板尺寸和预设初始间距确定每个网点的中心位置坐标，形成网点中心坐标列表。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的第二计算模块，可包括：
第三设置单元，预设网点形状，所述形状为矩形、圆形或环形；
第一计算单元，由主趋势函数、辅趋势函数进行加法运算得到网点密度分布函数D；
读取单元，由网点中心坐标列表获取网点中心与水平相邻网点中心的距离Px，与数值相邻网点中心的距离Py；
第二计算单元，根据网点形状、D、Px、Py计算网点尺寸。
可选的，作为一种可能的实施方式，当网点为宽度为S的矩形时，本发明实施例中的第二计算单元：可包括：
第一子单元，根据公式
Figure BDA0003006169180000032
计算网点长度L作为网点尺寸。
可选的，作为一种可能的实施方式，当网点为宽度为圆形时，本发明实施例中的第二计算单元：可包括：
第二子单元，根据公式
Figure BDA0003006169180000041
计算网点半径R作为网点尺寸。
本发明实施例第三方面提供了一种导光板，所述导光板上设置有网点，所述网点的分布采用如第一方面及第一方面中任意一种可能的实施方式得到。可选的，所述网点为镭射网点，所述网点沿导光板短边方向的网点密度分布趋势为，靠近导光板短边方向的对称轴的中间区域网点密度大于边缘区域网点密度，相邻行的网点中心交错设置。
本发明实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面及第一方面中任意一种可能的实施方式中的步骤。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例中，通过预设的背光亮度与网点密度的映射关系以及导光板上背光亮度分布，输出导光板上网点密度分布，然后计算网点的网点长度和中心位置坐标，最后根据每个网点的中心位置坐标以及网点长度生成网点分布。相对于相关技术，本发明实施例省去了LED配光曲线、透镜的分光特性、导光板的反射特性之间复杂的光学模拟过程，缩短了设计周期，提高了导光板上的网点分布设计效率。
附图说明
图1为本发明流程示意图；
图2为本发明实施例中主趋势函数沿导光板短边方向曲线分布示意图；
图3为本发明实施例中辅趋势函数呈现为第一U型曲线分布示意图；
图4为本发明实施例中辅趋势函数呈现为第二U型曲线分布示意图；
图5为本发明实施例中矩形网点分布的部分网点示意图；
图6为本发明实施例中加入辅趋势函数前后局部网点形状对比示意图；
图7为本发明实施例中圆形网点分布的部分网点示意图；
图8为本发明实施例在导光板设计矩形网点全局分布参考图；
图9为图8中A部分的放大示意图；
图10为图8中B部分的放大示意图；
图11为本发明导光板上网点分布设计系统的一个实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种导光板上网点分布设计方法、系统及相关设备，用于提高导光板上的网点分布设计效率。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于理解，下面对本发明实施例中的具体流程进行描述，请参阅图1，本发明实施例中一种导光板上网点分布设计方法的一个实施例可包括：
S101、获取导光板的尺寸以及导光板上的背光亮度分布；
实际应用中，申请人注意到，在调节导光板的背光亮度过程中，导光板上网点的密度往往与未设置网点之前的导光板上各区域的背光亮度分布有关联关系，亮度值越大需要设置的网点的密度往往越大。
有鉴于此，本发明实施例中，网点分布设计系统可以先获取背光模组的导光板上各区域的背光亮度分布，根据各个区域的背光亮度确定各印刷区域及印刷网点密度分布。具体的，可以在背光模组没有安装光学膜片组之前，采用相机拍摄灯珠工作状态下导光板亮度分布。
在采用激光对背光模组中的导光板设置网点之前，还需要获取导光板的尺寸以确定网点设置的区域。
S102、根据出光亮度分布，获得网点密度分布的主趋势函数和辅趋势函数；
为确定导光板上各印刷区域的印刷网点密度分布，本发明实施例中，可以预先设置密度与背光亮度函数关系，然后根据该函数关系输出导光板上各印刷区域的印刷网点密度分布。
具体的，密度与背光亮度映射关系，可以基于大量的实验数据进行学习(例如机器学习)得到，具体学习的方式此处不做限定。
示例性的，以导光板长边为横坐标轴xa，以导光板短边为纵坐标轴xb，以导光板中点为原点建立预设坐标系。作为一种可能的实施方式，本申请中的网点密度分布函数可以由主趋势函数和辅趋势函数两部分组成。其中，主趋势函数沿导光板短边方向呈现为正态分布曲线或正态分布拟合曲线。例如设置网点密度分布函数D＝y1+y2*x1*y1，主趋势函数可以是六次多项式函数，具有如以下的形式：y1＝-1.2E-06*(-Abs(xa))^6-4.6E-05*(-Abs(xa))^5-7.0E-04*(-Abs(xa))^4-5.37E-03*(-Abs(xa))^3-1.9E-02*(-Abs(xa))^2-2.45E-05*(-Abs(xa))+0.23；使用时，要求该六次多项式函数在拟合范围内可导；如图2所示的主趋势函数沿导光板短边方向呈现为正态分布曲线或正态分布拟合曲线，为避免网点密度分布变化突兀导致光线发散不均匀，设置y1(0)-y1(0.01)＝y1(0)-y1(-0.01)近似为0(小于1*10^-5)。
辅趋势函数为y2*x1*y1，其中y2、x1函数表达式如下：
x1＝3.76E-07*xb^6-1.8E-15*xb^5-7.2E-06*xb^4+5.17E-13*xb^3-3.29E-05*xb^2+1.64E-11*xb+4.8E-03；
y2＝-2.46E-05*(-Abs(xa))^6-6.99E-04*(-Abs(xa))^5-7.04E-03*(-Abs(xa))^4-2.68E-02*(-Abs(xa))^3-5.07E-03*(-Abs(xa))^2-1.83E-02*(-Abs(xa))+6.01E-02。
如图3所示，在预设坐标系的横坐标轴方向，辅趋势函数呈现为第一U型曲线，单独采用辅趋势函数设置的网点阵列中，越靠近横坐标轴的中间行网点密度越低，越远离横坐标轴的中间行密度越高。
如图4所示，在预设坐标系的纵坐标轴方向，辅趋势函数呈现为第二U型曲线，单独采用辅趋势函数设置的网点阵列中，越靠近纵坐标轴的中间列网点密度越低，越远离纵坐标轴的中间行密度越高。
需要说明的是，本申请实施例中还可以设置辅趋势函数为空，即辅趋势函数F(xa,xb)＝y2*x1*y1＝0。
可以理解的是，上述多项式函数仅仅是示例性的，实际应用中可以根据机器学习的模型适应性设置多项式函数进行学习，具体此处不做限定。
S103、根据导光板尺寸生成每个网点的中心位置坐标，形成网点中心坐标列表；
本发明实施例中可以预设初始间距，以导光板长边为横坐标轴，以导光板短边为纵坐标轴，以导光板中点为原点设定坐标系，然后根据导光板尺寸和预设的初始间距确定每个网点的中心位置坐标，形成网点中心坐标列表。
示例性的，当网点形状为矩形时，可以以相邻网点之间的间距值(包括相邻网点之间的水平间距值Px和竖直间距值Py)作为初始间距。Px与Py的变化范围可以为0.8～3.2mm的，Px、Py优选均为3mm。本发明中可以根据预先设置的导光板的尺寸与间距值的映射关系确定相邻网点之间的间距值，然后在导光板上建立坐标系，并根据导光板的尺寸以及相邻网点之间的间距值确定每一行网点的行坐标以及每一列网点的列坐标，记录每一行与每一列的交点坐标作为网点的中心位置坐标。
示例性的，当网点形状为圆形或环形时，可以设置初始间距为初始圆半径，根据导光板尺寸和初始圆半径，在导光板平面上设定最密堆积圆，由所述最密堆积圆的圆心坐标作为每个网点的中心位置坐标。
可选的，为了提高设置网点的效率，可以根据导光板的尺寸以及相邻网点之间的间距值设置对应的VBA(Visual Basic for Applications)程序，以自动在导光板上设置网点的中心位置坐标。
S104、根据网点中心坐标列表、主趋势函数以及辅趋势函数，确定网点尺寸；
在获取到主趋势函数以及辅趋势函数之后可以进行加法运算得到网点密度分布函数D。在确定网点的中心位置坐标之后，可以将中心位置坐标带入网点密度分布函数计算每个网点的网点密度，以根据网点密度和网点的形状确定网点尺寸。
可选的，当网点为宽度为S的矩形时，如图5所示，在同一个区域内，印刷网点1与3之间的距离为Py，印刷网点2与4之间的距离为Px，则该区域内印刷网点的密度可以表示为图中阴影部分面积(该部分相当于一个完整的矩形印刷网点面积)与印刷网点1、2、3、4的圆心围成的四边形面积的比值，即密度D＝(L×S)/(0.5×Px Py)，则网点长度
Figure BDA0003006169180000071
如图6所示，当本申请实施例中不设置辅趋势函数时，由于密度D减小，导致网点长度减小，减小的长度相当于图6中加粗实线部分的长度。
可选的，预设网点形状为圆形时，如图7所示，在同一个区域内，印刷网点1与3之间的距离为Py，印刷网点2与4之间的距离为Px，则该区域内印刷网点的密度可以表示为图中阴影部分面积(该部分相当于一个完整的圆形印刷网点面积)与印刷网点1、2、3、4的圆心围成的四边形面积的比值，即密度D＝(πR2)/(0.5×Px Py)，则网点半径
Figure BDA0003006169180000081
S105、由网点中心坐标列表和网点尺寸生成网点分布。
上述计算网点半径的公式可经过一定的变换方法，得到不同形式的其他公式，并非对其限制。
请参阅图8，当网点为宽度为S的矩形时，以每个网点的中心位置位中心，以网点长度L，生成矩形网点分布。图9为图8中A部分的放大示意图，图10为图8中B部分的放大示意图。
当网点为圆形时，以每个网点的中心位置位圆心生成网点半径为R的圆形网点。
本发明实施例中，通过预设的背光亮度与网点密度的映射关系以及导光板上背光亮度分布，输出导光板上网点密度分布，然后计算网点的网点长度和中心位置坐标，最后根据每个网点的中心位置坐标以及网点长度生成网点分布。相对于相关技术，本发明实施例省去了LED配光曲线、透镜的分光特性、导光板的反射特性之间复杂的光学模拟过程，缩短了设计周期，提高了导光板上的网点分布设计效率。
可选的，作为一种可能的实施方式，为了进一步提高导光板光线扩散均匀性，本发明实施例中，初始间距包括初始行间距和初始列间距，所述相邻两行网点坐标相差初始行坐标的一半，以使得相邻两行的网点交错设置。
请参阅图11，本发明实施例还提供了一种导光板上网点分布设计系统，包括：
采集模块1001，用于获取导光板的出光亮度分布和导光板的尺寸；
第一计算模块1002，根据所述出光亮度分布，获得网点密度分布的主趋势函数和辅趋势函数；
设置模块1003，根据导光板尺寸生成每个网点的中心位置坐标，形成网点中心坐标列表；
第二计算模块1004，根据网点中心坐标列表、主趋势函数以及辅趋势函数，确定网点尺寸；
生成模块1005，由所述网点中心坐标列表和网点尺寸生成网点分布。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的设置模块，可包括：
第一设置单元，预设初始间距；
第二设置单元，以导光板长边为横坐标轴，以导光板短边为纵坐标轴，以导光板中点为原点设定坐标系，根据导光板尺寸和预设初始间距确定每个网点的中心位置坐标，形成网点中心坐标列表。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的第二计算模块，可包括：
第三设置单元，预设网点形状，所述形状为矩形、圆形或环形；
第一计算单元，由主趋势函数、辅趋势函数进行加法运算得到网点密度分布函数D；
读取单元，由网点中心坐标列表获取网点中心与水平相邻网点中心的距离，与数值相邻网点中心的距离Py；
第二计算单元，根据网点形状、D、Px、Py计算网点尺寸。
可选的，作为一种可能的实施方式，当网点为宽度为S的矩形时，本发明实施例中的第二计算单元：可包括：
第一子单元，根据公式
Figure BDA0003006169180000091
计算网点长度L作为网点尺寸。
可选的，作为一种可能的实施方式，当网点为宽度为圆形时，本发明实施例中的第二计算单元：可包括：
第二子单元，根据公式
Figure BDA0003006169180000092
计算网点半径R作为网点尺寸。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种导光板，该导光板上设置有网点，所述网点的分布采用如导光板上网点分布设计方法中任意一种可能的实施方式(例如图1所示的实施例)得到。可选的，导光板上的网点为镭射网点，网点沿导光板短边方向的网点密度分布趋势为，靠近导光板短边方向的对称轴的中间区域网点密度大于边缘区域网点密度，相邻行的网点中心交错设置。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述图1所示的导光板上的网点分布设计方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至105。或者，处理器执行计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块或单元的功能。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种导光板上网点分布设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取导光板的出光亮度分布和导光板的尺寸；
根据所述出光亮度分布，获得网点密度分布的主趋势函数和辅趋势函数；
根据导光板尺寸生成每个网点的中心位置坐标，形成网点中心坐标列表；
根据网点中心坐标列表、网点形状、主趋势函数以及辅趋势函数，确定网点尺寸；
由所述网点中心坐标列表和网点尺寸生成网点分布。
2.根据权利要求1所述的导光板上网点分布设计方法，其特征在于，所述主趋势函数沿导光板短边方向呈现为正态分布曲线或正态分布拟合曲线。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述正态分布拟合曲线为多项式曲线。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辅趋势函数沿导光板长边方向呈现为第一U型曲线，沿导光板短边方向呈现为第二U型曲线。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据导光板尺寸生成每个网点的中心位置坐标，形成网点中心坐标列表，包括：
预设初始间距；
以导光板长边为横坐标轴，以导光板短边为纵坐标轴，以导光板中点为原点设定坐标系，根据导光板尺寸和预设初始间距确定每个网点的中心位置坐标，形成网点中心坐标列表。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述初始间距包括初始行间距和初始列间距，所述相邻两行网点坐标相差初始行坐标的一半，以使得相邻两行的网点交错设置。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述初始间距为初始圆半径，所述根据导光板尺寸和预设初始间距确定每个网点的中心位置坐标，包括：根据导光板尺寸和初始圆半径，在导光板平面上设定最密堆积圆，由所述最密堆积圆的圆心坐标作为每个网点的中心位置坐标。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据网点中心坐标列表、主趋势函数以及辅趋势函数，确定网点尺寸，包括：
预设网点形状，所述形状为矩形、圆形或环形；
由主趋势函数、辅趋势函数进行加法运算得到网点密度分布函数D；
由网点中心坐标列表获取网点中心与水平相邻网点中心的距离Px，与数值相邻网点中心的距离Px；
根据网点形状、D、Px、Py计算网点尺寸。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设网点形状为矩形，所述矩形宽度为S时，根据网点形状、D、Px、Py计算网点尺寸，包括：
根据公式
Figure FDA0003006169170000021
计算网点长度L作为网点尺寸。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设网点形状为圆形时，根据网点形状、D、Px、Py计算网点尺寸，包括：
根据公式
Figure FDA0003006169170000022
计算网点半径R作为网点尺寸。
11.一种导光板上网点分布设计系统，其特征在于，包括：
采集模块，用于获取导光板的出光亮度分布和导光板的尺寸；
第一计算模块，根据所述出光亮度分布，获得网点密度分布的主趋势函数和辅趋势函数；
设置模块，根据导光板尺寸生成每个网点的中心位置坐标，形成网点中心坐标列表；
第二计算模块，根据网点中心坐标列表、主趋势函数以及辅趋势函数，确定网点尺寸；
生成模块，由所述网点中心坐标列表和网点尺寸生成网点分布。
12.一种导光板，其特征在于，所述导光板上设置有网点，所述网点的分布采用如权利要求1至10中任意一项所述一种导光板上的网点分布设计方法得到。
13.根据权利要求12所述的导光板，其特征在于，所述网点为镭射网点，所述网点沿导光板短边方向的网点密度分布趋势为，靠近导光板短边方向的对称轴的中间区域网点密度大于边缘区域网点密度，相邻行的网点中心交错设置。
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至10中任意一项所述导光板上网点分布设计方法的步骤。
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