FR3062491A1 - Unite de retroeclairage et dispositif d'affichage tete haute - Google Patents

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Abstract

Une unité de rétroéclairage inclut un logement ayant une ouverture dans laquelle est disposé un dispositif d'affichage à cristaux liquides, une source de lumière disposée à l'intérieur du logement, et un organe optique disposé à l'intérieur du logement, pointant un chemin de lumière provenant de la source de lumière vers le dispositif d'affichage à cristaux liquides, et ayant une portion de prisme triangulaire constituée d'un matériau translucide. La portion de prisme comporte une première paroi latérale servant de paroi d'entrée sur laquelle la lumière provenant de la source de lumière est incidente, une autre paroi latérale en tant que paroi de sortie émettant une lumière vers le dispositif d'affichage à cristaux liquides, et encore une autre paroi latérale en tant que paroi réfléchissante réfléchissant la lumière incidente sur la paroi d'entrée vers la paroi de sortie à l'intérieur de la portion de prisme.

Description

Titulaire(s) :
YAZAKI CORPORATION.
O Demande(s) d’extension :
Figure FR3062491A1_D0001
Mandataire(s) : BREVALEX Société à responsabilité limitée.
FR 3 062 491 - A1 (54) UNITE DE RETROECLAIRAGE ET DISPOSITIF D'AFFICHAGE TETE HAUTE.
(57) Une unité de rétroéclairage inclut un logement ayant une ouverture dans laquelle est disposé un dispositif d'affichage à cristaux liquides, une source de lumière disposée à l'intérieur du logement, et un organe optique disposé à l'intérieur du logement, pointant un chemin de lumière provenant de la source de lumière vers le dispositif d'affichage à cristaux liquides, et ayant une portion de prisme triangulaire constituée d'un matériau translucide. La portion de prisme comporte une première paroi latérale servant de paroi d'entrée sur laquelle la lumière provenant de la source de lumière est incidente, une autre paroi latérale en tant que paroi de sortie émettant une lumière vers le dispositif d'affichage à cristaux liquides, et encore une autre paroi latérale en tant que paroi réfléchissante réfléchissant la lumière incidente sur la paroi d'entrée vers la paroi de sortie à l'intérieur de la portion de prisme.
Figure FR3062491A1_D0002
S64090 CM-P i
UNITE DE RETROECLAIRAGE ET DISPOSITIF D'AFFICHAGE TÊTE HAUTE
Contexte de l'invention
1. Domaine de l'invention
La présente invention concerne une unité de rétroéclairage et un dispositif d'affichage tête haute.
2. Description de l'art connexe
Des unités de rétroéclairage utilisées, par exemple, pour des dispositifs d'affichage tête haute sont connues. La demande de brevet japonais rendue publique n° 2016-065 907 divulgue une technologie relative à une unité de rétroéclairage qui inclut une pluralité de lentilles de focalisation qui focalise des faisceaux de lumière émis depuis une image d'une source de lumière sur une région d'affichage d'un élément d'affichage à cristaux liquides.
Plus d'organes optiques tels que des lentilles ou des miroirs dans une unité de rétroéclairage peuvent conduire à une plus grande taille de dispositif. Il est souhaitable que des unités de rétroéclairage aient une plus petite taille de dispositif.
Résumé de l'invention
Un objet de la présente invention est de proposer une unité de rétroéclairage et un dispositif d'affichage tête haute qui peuvent atteindre une plus petite taille de dispositif.
S64090 CM-P
Une unité de retroeclairage selon un aspect de la présente invention inclut un logement ayant une ouverture dans laquelle est disposé un dispositif d'affichage à cristaux liquides ; une source de lumière disposée à l'intérieur du logement ; et un organe optique disposé à l'intérieur du logement et configuré pour pointer un chemin de faisceau de lumière de faisceaux de lumière émis par la source de lumière vers le dispositif d'affichage à cristaux liquides, dans laquelle l'organe optique comporte une portion de prisme qui est constituée d'un matériau translucide pour avoir une forme de prisme triangulaire, la portion de prisme comporte une première paroi latérale servant de paroi d'entrée sur laquelle les faisceaux de lumière émis par la source de lumière sont incidents, une autre paroi latérale servant de paroi de sortie depuis laquelle des faisceaux de lumière sont émis vers le dispositif d'affichage à cristaux liquides, et encore une autre paroi latérale servant de paroi réfléchissante qui réfléchit les faisceaux de lumière qui ont été incidents sur la paroi d'entrée vers la paroi de sortie à l'intérieur de la portion de prisme, et au moins une paroi latérale parmi la paroi d'entrée, la paroi de sortie et la paroi réfléchissante a une forme de surface incurvée possédant une propriété optique qui change un degré de croissance ou de décroissance d'une largeur de faisceau de faisceaux de lumière passant à travers ladite une paroi latérale vers une direction croissante ou décroissante.
Selon un autre aspect de la présente invention, dans l'unité de rétroéclairage, il est préférable que
S64090 CM-P l'ensemble de la paroi d'entree, de la paroi de sortie et de la paroi réfléchissante ait une forme de surface incurvée possédant la propriété optique.
Selon encore un autre aspect de la présente invention, dans l'unité de rétroéclairage, il est préférable que la forme de surface courbée de la paroi d'entrée, de la paroi de sortie et de la paroi réfléchissante soit une forme convexe se courbant vers l'extérieur par rapport à la portion de prisme.
Un dispositif d'affichage tête haute selon encore un autre aspect de la présente invention inclut un dispositif d'affichage à cristaux liquides ; et une unité de rétroéclairage, dans laquelle l'unité de rétroéclairage inclut un logement ayant une ouverture dans laquelle est disposé un dispositif d'affichage à cristaux liquides ; une source de lumière disposée à l'intérieur du logement ; et un organe optique disposé à l'intérieur du logement et configuré pour pointer un chemin de faisceau de lumière de faisceaux de lumière émis par la source de lumière vers le dispositif d'affichage à cristaux liquides, l'organe optique comporte une portion de prisme qui est constituée d'un matériau translucide pour avoir une forme de prisme triangulaire, la portion de prisme comporte une première paroi latérale servant de paroi d'entrée sur laquelle les faisceaux de lumière émis par la source de lumière sont incidents, une autre paroi latérale servant de paroi de sortie depuis laquelle des faisceaux de lumière sont émis vers le dispositif d'affichage à cristaux liquides, et encore une autre paroi latérale servant de paroi réfléchissante qui
S64090 CM-P réfléchit les faisceaux de lumière qui ont ete incidents sur la paroi d'entrée vers la paroi de sortie à l'intérieur de la portion de prisme, et au moins une paroi latérale parmi la paroi d'entrée, la paroi de sortie et la paroi réfléchissante a une forme de surface incurvée possédant une propriété optique qui change un degré de croissance ou de décroissance d'une largeur de faisceau de faisceaux de lumière passant à travers ladite une paroi latérale vers une direction croissante ou décroissante.
Les objets, particularités, avantages et la signification technique et industrielle ci-dessus et autres de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée suivante des modes de réalisation présentement préférés de l'invention, lorsqu'ils sont envisagés en relation avec les dessins annexés.
Brève description des dessins
La figure 1 est un diagramme illustrant une configuration générale d'un dispositif d'affichage tête haute selon un mode de réalisation de la présente invention ;
la figure 2 est une vue en perspective d'une unité de projecteur selon le mode de réalisation ;
la figure 3 est une vue en perspective d'un logement selon le mode de réalisation ;
la figure 4 est une vue transparente de côté de l'unité de projecteur selon le mode de réalisation ;
la figure 5 est une vue en perspective d'une lentille de diffusion selon le mode de réalisation ;
S64090 CM-P la figure 6 est une vue en plan d'un organe optique selon le mode de réalisation ;
la figure 7 est une vue en perspective de l'organe optique selon le mode de réalisation ;
la figure 8 est une vue en coupe de l'organe optique selon le mode de réalisation ;
la figure 9 est une vue en coupe longitudinale de l'organe optique selon le mode de réalisation ;
la figure 10 est une autre vue en coupe
longitudinale de 1'organe optigue selon le mode de
réalisation ;
la figure 11 est encore une autre vue en coupe
longitudinale de 1'organe optigue selon le mode de
réalisation ;
la figure 12 est une vue en coupe illustrant un exemple d'un chemin de faisceau de lumière dans l'unité de rétroéclairage selon le mode de réalisation ;
la figure 13 est une vue en perspective illustrant un exemple d'un chemin de faisceau de lumière dans l'unité de rétroéclairage selon le mode de réalisation ; et la figure 14 est une autre vue en perspective illustrant un exemple du chemin de faisceau de lumière dans l'unité de rétroéclairage selon le mode de réalisation.
Description détaillée du mode de réalisation préféré
On décrit pleinement dans la suite une unité de rétroéclairage et un dispositif d'affichage tête haute selon un mode de réalisation de la présente invention en référence aux dessins annexés. Le mode de
S64090 CM-P réalisation est présente a des fins d'illustration uniquement et n'est pas censé limiter la portée de la présente invention. Les composants décrits dans le mode de réalisation ci-dessous incluent des composants qui peuvent être aisément imaginés par l'homme du métier ou des composants qui sont sensiblement identiques les uns aux autres.
Mode de réalisation
On décrira un mode de réalisation en référence aux figures 1 à 14. Le présent mode de réalisation concerne une unité de rétroéclairage et un dispositif d'affichage tête haute. La figure 1 est un diagramme illustrant une configuration générale du dispositif d'affichage tête haute selon le mode de réalisation, la figure 2 est une vue en perspective d'une unité de projecteur selon le mode de réalisation, la figure 3 est une vue en perspective d'un logement selon le mode de réalisation, la figure 4 est une côté de l'unité de projecteur vue transparente de selon le mode de réalisation, la figure 5 est une vue en perspective d'une lentille de diffusion selon le mode de réalisation, la figure 6 est une vue en plan d'un organe optique selon le mode de réalisation, et la figure 7 est une vue en perspective de l'organe optique selon le mode de réalisation.
Comme
1'illustre la figure
1, ce dispositif d'affichage tête haute selon le mode de réalisation inclut un miroir 2, un dispositif d'affichage à cristaux liquides 10, une unité de rétroéclairage 20 et un pare-brise WS. Le pare-brise WS est un exemple d'un
S64090 CM-P organe réfléchissant dispose au niveau d'un cote avant d'un véhicule par rapport à un conducteur 200. Le parebrise WS est un organe transflectif qui transmet certains faisceaux de lumière et réfléchit les autres faisceaux de lumière. Le pare-brise WS peut être revêtu d'un revêtement transflectif.
Le dispositif d'affichage à cristaux liquides 10 et l'unité de rétroéclairage 20 constituent une unité de projecteur 4 qui projette une image. L'unité de rétroéclairage 20 émet des faisceaux de lumière sur la face dorsale du dispositif d'affichage à cristaux liquides 10, et une image affichée sur le dispositif d'affichage à cristaux liquides 10 est projetée par les faisceaux de lumière. Le miroir 2 réfléchit l'image projetée par l'unité de projecteur 4 sur le parebrise WS. Le miroir 2 est, par exemple, un miroir asphérique. L'image projetée par l'unité de projecteur 4 est réfléchie sur le miroir 2 et le parebrise WS, formant ainsi une image virtuelle 3. L'image virtuelle 3 vue par le conducteur 200 est formée au niveau d'un côté avant du véhicule par rapport au parebrise WS .
Comme l'illustre la figure 2, le dispositif d'affichage à cristaux liquides 10 inclut un organe de tenue 11 et une unité d'affichage à cristaux liquides 12. L'organe de tenue 11 tient l'unité d'affichage à cristaux liquides 12 et est fixé à un logement 21 qui sera décrit plus tard. L'organe de tenue 11 est un organe de type plaque rectangulaire ayant une ouverture lia. L'ouverture lia dans le présent mode de réalisation est une ouverture
S64090 CM-P rectangulaire. La direction longitudinale de l'ouverture lia correspond à la direction longitudinale d'une image à projeter sur le pare-brise WS. La direction longitudinale de l'image à projeter sur le pare-brise WS correspond typiquement à la direction latérale du véhicule. L'unité d'affichage à cristaux liquides 12 est fixée à l'organe de tenue 11 de telle sorte qu'il ferme l'ouverture lia. L'unité d'affichage à cristaux liquides 12 est, par exemple, un écran à cristaux liquides à matrice active (LCD TFT) . L'unité d'affichage à cristaux liquides 12 crée une image à afficher en tant qu'imagé virtuelle 3.
L'unité de rétroéclairage 20 inclut le logement 21. Le logement 21 et l'organe de tenue 11 sont constitués d'un matériau tel qu'un métal ou une résine qui ne transmet pas de faisceaux de lumière. Comme l'illustre la figure 3, le logement 21 inclut un corps principal 22 et une portion penchée 23. Le corps principal 22 et la portion penchée 23 sont des composants tubulaires et sont intégrés. Le corps principal 22 est un composant tubulaire rectangulaire et une extrémité de celui-ci éloignée de la portion penchée 23 est fermée. La portion penchée 23 se penche par rapport au corps principal 22. En d'autres termes, le logement 21 est un organe tubulaire ayant une portion cintrée au niveau de l'articulation entre le corps principal 22 et la portion penchée 23. La portion penchée 23 comporte une ouverture 23a au niveau d'une extrémité éloignée du corps principal 22. L'ouverture 23a dans le présent mode de réalisation est une ouverture rectangulaire. L'ouverture 23a est plus
S64090 CM-P grande que l'ouverture lia du dispositif d'affichage a cristaux liquides 10. Le dispositif d'affichage à cristaux liquides 10 est fixé au logement 21 et ferme l'ouverture 23a.
Comme l'illustre la figure 4, l'unité de rétroéclairage 20 inclut en outre un substrat de diode électroluminescente (DEL) 30, un réseau de lentilles 40, une lentille de diffusion 50, et un organe optique 60. Le substrat de DEL 30 est disposé au niveau de la portion la plus interne du logement 21. Dans le logement 21, le réseau de lentilles 40, la lentille de diffusion 50, et l'organe optique 60 sont agencés dans cet ordre depuis le substrat de DEL 30 vers l'ouverture 23a. Le substrat de DEL 30 inclut un corps de substrat 31 et une pluralité de DEL 32. Les DEL 32 sont des diodes électroluminescentes et sont fixées au corps de substrat 31. Les DEL 32 servent de source de lumière pour l'unité de rétroéclairage 20. Les DEL 32 sont alignées linéairement avec un certain écartement entre elles sur le corps de substrat 31 selon le présent mode de réalisation. Les DEL 32 sont alignées dans une direction de la largeur W (voir la figure 2) du logement 21. La direction de la largeur W du logement 21 correspond à la direction dans la page sur la figure 4. Le corps de substrat 31 inclut un circuit de commande pour commander les DEL 32. Le circuit de commande commande la mise en marche/1'arrêt des DEL 32 et la luminosité des DEL 32.
Le réseau de lentilles 40 est disposé près des DEL 32 en regard de ces dernières. Le réseau de lentilles 40 est un ensemble de lentilles de condenseur
S64090 CM-P ίο qui regroupent des faisceaux de lumière émis par les DEL 32. Le réseau de lentilles 40 inclut une pluralité de lentilles 41. Les lentilles 41 sont agencées dans la direction de la largeur W du logement 21 avec un certain écartement entre elles. Les lentilles individuelles 41 sont disposées coaxialement par rapport aux DEL 32 correspondantes. Les lentilles 41 convertissent des faisceaux de lumière émis par les DEL 32 en faisceaux de lumière parallèles et les émettent vers la lentille de diffusion 50.
La lentille de diffusion 50 diffuse les faisceaux de lumière provenant du réseau de lentilles 40 et émet les faisceaux de lumière diffusés vers l'organe optique 60. Comme l'illustre la figure 5, la lentille de diffusion 50 est un réseau de microlentilles incluant une pluralité de microlentilles 52. La lentille de diffusion 50 inclut un cadre 51 et de nombreuses microlentilles 52. Le cadre 51 est un organe de type cadre ayant une configuration rectangulaire. Les microlentilles 52 sont agencées dans un réseau de lignes et de colonnes dans la direction de la largeur W et une direction de la hauteur H (voir la figure 2) du logement 21. Les microlentilles 52 sont tenues par le cadre 51. Les microlentilles 52 diffusent des faisceaux de lumière provenant du réseau de lentilles 40 et émettent les faisceaux de lumière diffusés vers l'organe optique 60. La lentille de diffusion 50 a une fonction de production d'une distribution de lumière uniforme par rapport à la luminosité et une fonction de dispersion de faisceaux de lumière dans de multiples directions.
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En se référant a nouveau a la figure 4, l'organe optique 60 est disposé dans la portion penchée 23. L'organe optique 60 comporte une portion de prisme 60A ayant une forme de prisme triangulaire. La portion de prisme 60A comporte des parois latérales qui constituent principalement la forme de prisme triangulaire, qui sont une paroi d'entrée 61, une paroi de sortie 62 et une paroi réfléchissante 63. Comme l'illustrent les figures 6 et 7, l'organe optique 60 selon le présent mode de réalisation comporte une surface d'articulation 64 qui réunit la paroi de sortie 62 et la paroi réfléchissante 63.
L'organe optique 60 est disposé dans un espace interne de la portion penchée 23 de telle sorte que la direction axiale de la portion de prisme 60A concorde avec la direction de la largeur W du logement 21. En d'autres termes, l'organe optique 60 est disposé de telle sorte que la paroi d'entrée 61, la paroi de sortie 62 et la paroi réfléchissante 63 s'étendent dans la direction de la largeur W du logement 21. L'organe optique 60 est disposé de telle sorte que la paroi d'entrée 61 soit en regard de la lentille de diffusion .
Des faisceaux de lumière émis par les
DEL 32, qui servent de source de lumière, sont incidents sur
1' organe optique 60 depuis la paroi d'entrée 61 parmi la paroi d'entrée 61, la paroi de sortie 62 et la paroi réfléchissante .
Les deux extrémités de l'organe optique 60 sont tenues par des parois internes du logement 21.
L'organe optique 60 est constitué d'un matériau translucide. L'organe optique 60 selon le présent mode
S64090 CM-P de réalisation est constitue d'un matériau transparent incolore. Les exemples du matériau pour l'organe optique 60 incluent des résines synthétiques telles qu'une résine de polycarbonate et une résine acrylique. La paroi d'entrée 61, la paroi de sortie 62 et la paroi réfléchissante 63 de l'organe optique 60 selon le présent mode de réalisation ont chacune une surface externe courbée.
La figure 8 illustre une section en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 6. La section illustrée sur la figure 8, à savoir, une section orthogonale à la direction axiale de la portion de prisme 60A, est désignée par « section transversale ». Comme l'illustre la figure 8, la forme de section de la paroi d'entrée 61, de la paroi de sortie 62 et de la paroi réfléchissante 63 dans la coupe transversale est une forme courbée.
Plus spécifiquement, la paroi d'entrée 61, la paroi de sortie 62 et la paroi réfléchissante ont chacune une forme convexe se courbant vers l'extérieur par rapport à la portion de prisme 60A. La section illustrée sur la une section en coupe au niveau du centre de la portion de prisme 60A dans la direction axiale.
Des sections transversales en d'autres positions de la portion de prisme 60A dans la direction axiale présentent la même forme convexe que la paroi d'entrée 61, la paroi de sortie 62 et la paroi réfléchissante 63. En d'autres termes, la surface externe de la paroi d'entrée 61, de la paroi de sortie 62 et de la paroi réfléchissante 63 est une surface généralement convexe se courbant vers l'extérieur par rapport à la portion de prisme 60A.
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Comme l'illustre la figure 8, la courbure de la paroi réfléchissante 63 dans la forme de section transversale est relativement modérée comparée à la courbure de la paroi d'entrée 61 et de la paroi de sortie 62 dans la forme de section transversale. La paroi réfléchissante 63 a une forme de section courbée qui est pratiquement une droite.
La figure 9 illustre une section en coupe suivant la ligne IX-IX de la figure 4. La section en coupe suivant la direction axiale de la portion de prisme 60A comme l'illustre la figure 9 est désignée par « section longitudinale ». Comme l'illustre la figure 9, la forme de section de la paroi d'entrée 61 dans la section longitudinale est une forme convexe se courbant vers l'extérieur par rapport à la portion de prisme 60A. La forme de section de la paroi d'entrée 61 est symétrique par rapport à une ligne centrale Cl. La ligne centrale Cl est une ligne tracée au centre de la portion de prisme 60A dans la direction axiale. Dans la forme de section de la paroi d'entrée 61, la portion centrale dans la direction axiale est la plus protubérante. Dans la forme de section de la paroi d'entrée 61, la courbure de portions d'extrémité 61e dans la direction axiale est plus grande que la courbure de cette portion centrale 61c.
La figure 10 illustre une section en coupe suivant la ligne X-X de la figure 4. Comme l'illustre la figure 10, la forme de section de la paroi de sortie 62 dans la section longitudinale est une forme convexe se courbant vers l'extérieur par rapport à la portion de prisme 60A. La forme de section de la paroi de
S64090 CM-P sortie 62 est symétrique par rapport a une ligne centrale C2. La ligne centrale C2 est une ligne tracée au centre de la portion de prisme 60A dans la direction axiale. Dans la forme de section de la paroi de sortie 62, la portion centrale dans la direction axiale est la plus protubérante. Dans la forme de section de la paroi de sortie 62, la courbure de portions d'extrémité 62e dans la direction axiale est plus grande que la courbure de cette portion centrale 62c.
La figure 11 illustre une section en coupe suivant la ligne XI-XI de la figure 4. Comme l'illustre la figure 11, la forme de section de la paroi réfléchissante 63 dans la section longitudinale est une forme convexe se courbant vers l'extérieur par rapport à la portion de prisme 60A. La forme de section de la paroi réfléchissante 63 est symétrique par rapport à une ligne centrale C3. La ligne centrale C3 est une ligne tracée au centre de la portion de prisme 60A dans la direction axiale. Dans la forme de section de la paroi réfléchissante 63, la portion centrale dans la direction axiale est la plus protubérante. Dans la forme de section de la paroi réfléchissante 63, la courbure de portions d'extrémité 63e dans la direction axiale est plus grande que la courbure de cette portion centrale 63c. Dans l'organe optique 60 selon le présent mode de réalisation, la courbure de la paroi réfléchissante 63 dans la forme de section est plus faible que celle de la paroi d'entrée 61 et de la paroi de sortie 62 en comparaison l'une à l'autre à la même position dans la direction axiale.
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La figure 12 illustre une section de l'unité de rétroéclairage 20 et un exemple d'un chemin de faisceau de lumière. La section illustrée sur la figure 12 est orthogonale à la direction axiale de l'organe optique 60 et en coupe au centre de l'organe optique 60 dans la direction axiale. En référence à la figure 12, une fonction d'ajustement d'une largeur de faisceau W1 par l'organe optique 60 dans une vue dans une section orthogonale à la direction axiale de l'organe optique 60 sera décrite.
Sur la figure 12, des faisceaux de lumière Ltl parcourant la section sont indiqués par des lignes pleines. Des faisceaux de lumière Lt2, qui sont des faisceaux de lumière autres que les faisceaux de lumière Ltl, parcourant la section sont indiqués par des lignes tiretées. Comme l'illustre la figure 12, les faisceaux de lumière Ltl et Lt2 émis par les DEL 32 et diffusés par la lentille de diffusion 50 sont incidents sur la portion de prisme 60A depuis la paroi d'entrée 61. Les faisceaux de lumière parcourant la portion de prisme 60A depuis la paroi d'entrée 61 sont réfléchis sur la paroi réfléchissante 63 en direction de la paroi de sortie 62. En d'autres termes, la paroi réfléchissante 63 fonctionne comme une surface réfléchissante qui réfléchit les faisceaux de lumière qui ont été incidents sur la paroi d'entrée 61 en direction de la paroi de sortie 62 à l'intérieur de la portion de prisme 60A. Les faisceaux de lumière réfléchis sur la paroi réfléchissante 63 sont émis depuis la paroi de sortie 62 vers l'espace externe.
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La paroi d'entree 61 change le degre de croissance ou de décroissance de la largeur de faisceau W1 dans une direction décroissante.
La largeur de faisceau W1 est une largeur d'un chemin de faisceau de lumière sur la section orthogonale à la direction axiale de l'organe optique 60.
Le degré de croissance ou de décroissance de la largeur de faisceau W1 est typiquement un taux de croissance ou de décroissance du chemin de faisceau
W1 le long d'un axe optique XI. Le taux de croissance ou de décroissance est, par exemple, un taux de croissance ou un taux de décroissance du chemin de faisceau W1 par unité de longueur de l'axe optique XI. Dans la présente description, la divergence de faisceaux de lumière à mesure que les faisceaux progressent est désignée par croissance de largeur de faisceau Wl, tandis que la convergence de faisceaux de lumière à mesure que les faisceaux progressent est désignée par décroissance de largeur de faisceau Wl.
Le changement du degré de croissance ou de décroissance de largeur de faisceau Wl vers une direction croissante par les parois 61, 62 et 63 inclut au moins l'un des éléments (1) à (3) ci-dessous.
(1) Accentuation d'un degré de croissance de la largeur de faisceau Wl de faisceaux de lumière entrants progressant avec une largeur de faisceau Wl croissante.
En d'autres termes, les faisceaux de lumière sont davantage divergés.
(2) Changement de faisceaux de lumière entrants progressant avec une largeur de faisceau Wl décroissante ou constante en faisceaux de lumière progressant avec une largeur de faisceau Wl croissante.
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En d'autres termes, des faisceaux de lumière convergents ou des faisceaux de lumière parallèles sont changés en faisceaux de lumière divergents.
(3) Réduction d'un degré de décroissance de la largeur de faisceau W1 de faisceaux de lumière entrants progressant avec une largeur de faisceau W1 décroissante. En d'autres termes, le degré de convergence des faisceaux de lumière est réduit.
Le changement du degré de croissance ou de décroissance de la largeur de faisceau W1 vers une direction décroissante par les parois 61, 62 et 63 inclut au moins l'un des éléments (4) à (6) ci-dessous.
(4) Accentuation d'un degré de décroissance de la largeur de faisceau W1 de faisceaux de lumière entrants progressant avec une largeur de faisceau W1 décroissante. En d'autres termes, des faisceaux de lumière sont davantage convergés.
(5) Changement de faisceaux de lumière entrants progressant avec une largeur de faisceau W1 croissante ou constante en faisceaux de lumière progressant avec une largeur de faisceau W1 décroissante. En d'autres termes, des faisceaux de lumière divergents ou des faisceaux de lumière parallèles sont changés en faisceaux de lumière convergents.
croissance de la largeur de faisceau W1 de faisceaux de lumière entrants progressant avec une largeur de faisceau W1 croissante.
En d'autres termes, le degré de divergence des faisceaux de lumière est réduit.
La paroi d'entrée 61 selon le présent mode de réalisation réalisé l'operation ci-dessus.
En
S64090 CM-P d'autres termes, la paroi d'entree 61 réfracté des faisceaux de lumière pour réduire le degré de divergence des faisceaux de lumière. Dans la description suivante, les faisceaux de lumière Ltl qui parcourent la section sont désignés par : faisceaux de lumière entrants Ltll progressant vers la paroi d'entrée 61 ; faisceaux de lumière réfractés Ltl2 progressant de la paroi d'entrée 61 à la paroi réfléchissante 63 à l'intérieur de la portion de prisme 60A ; faisceaux de lumière réfléchis Ltl3 réfléchis sur la paroi réfléchissante 63 et progressant vers la paroi de sortie 62 à l'intérieur de la portion de prisme 60A ; et faisceaux de lumière sortants Ltl4 émis depuis la paroi de sortie 62. La paroi d'entrée 61 change le degré de croissance de la largeur de faisceau Wl des faisceaux de lumière entrants Ltll de telle sorte que le degré de croissance de la largeur de faisceau Wl des faisceaux de lumière réfractés Ltl2 devienne plus petit que celui des faisceaux de lumière entrants Ltll. Des formes ou directions normales au niveau de portions de la paroi d'entrée 61 sont déterminées de telle sorte que le degré de divergence des faisceaux de lumière réfractés Ltl2 devienne plus petit que celui des faisceaux de lumière entrants Ltll. Des formes ou directions normales au niveau de portions de la paroi d'entrée 61 sont déterminées, par exemple, d'après les angles auxquels les faisceaux de lumière entrants Ltll provenant de la lentille de diffusion 50 sont incidents sur la paroi d'entrée 61, l'indice de réfraction du matériau de l'organe optique 60, et des
S64090 CM-P angles de refraction cibles des faisceaux de lumière réfractés Ltl2.
La paroi réfléchissante 63 selon le présent mode de réalisation réalise l'opération (6) ci-dessus. En d'autres termes, la paroi réfléchissante 63 réfléchit des faisceaux de lumière pour réduire le degré de divergence des faisceaux de lumière. La paroi réfléchissante 63 change le degré de croissance de la largeur de faisceau W1 des faisceaux de lumière réfractés Ltl2 de telle sorte que le degré de croissance de la largeur de faisceau W1 des faisceaux de lumière réfléchis Ltl3 devienne plus petit que celui des faisceaux de lumière réfractés Ltl2. Des formes ou directions normales au niveau de portions de la paroi réfléchissante 63 sont déterminées de telle sorte que le degré de divergence des faisceaux de lumière réfléchis Ltl3 devienne plus petit que celui des faisceaux de lumière réfractés Ltl2. De plus, la paroi réfléchissante 63 selon le présent mode de réalisation est configurée pour réfléchir totalement les faisceaux de lumière réfractés Ltl2. Des formes ou directions normales au niveau de portions de la paroi réfléchissante 63 sont déterminées de telle sorte que la paroi réfléchissante 63 réfléchisse totalement les faisceaux de lumière réfractés Ltl2. Des formes ou directions normales au niveau de portions de la paroi réfléchissante 63 sont déterminées, par exemple, d'après les angles auxquels les faisceaux de lumière réfractés Ltl2 sont incidents sur la paroi réfléchissante 63, l'indice de réfraction du matériau
S64090 CM-P de l'organe optique 60, et des angles de refraction cibles des faisceaux de lumière réfléchis Ltl3.
La paroi de sortie 62 selon le présent mode de ci-dessus.
En d'autres termes, la paroi de sortie réfracte des faisceaux de lumière pour réduire le degré de divergence des faisceaux de lumière.
Des formes ou directions normales au niveau de portions de la paroi de sortie sont déterminées de telle sorte que le degré de croissance de la largeur de faisceau W1 des faisceaux de lumière sortants Ltl4 devienne plus petit que celui des faisceaux de lumière réfléchis Ltl3. Des formes ou directions normales au niveau de portions de la paroi de sortie 62 sont déterminées, par exemple, d'après les angles auxquels les faisceaux de lumière réfléchis Ltl3 sont incidents sur la paroi de sortie 62, l'indice de réfraction du matériau de l'organe optique 60, et des angles de réfraction cibles des faisceaux de lumière sortants Ltl4.
Les faisceaux de lumière sortants Ltl4 émis par la paroi de sortie 62 sont incidents sur la face dorsale du dispositif d'affichage à cristaux liquides 10. Une image affichée sur le dispositif d'affichage à cristaux liquides 10 est projetée par les faisceaux de lumière sortants Ltl4. L'image projetée depuis le dispositif d'affichage à cristaux liquides 10 est réfléchie sur le miroir 2 en direction du pare-brise WS. Les faisceaux de lumière sortants Ltl4 sont des faisceaux de lumière divergents qui progressent avec une largeur de faisceau W1 croissante. Ainsi, l'image projetée depuis
S64090 CM-P le dispositif d'affichage a cristaux liquides 10 se dilate vers le pare-brise WS.
La fonction d'ajustement de la largeur de faisceau W1 par la portion de prisme 60A est la même en d'autres emplacements en coupe dans la direction axiale. La largeur de faisceau W1 peut être ajustée de différents degrés entre la portion centrale et des portions d'extrémité de la portion de prisme 60A dans la direction axiale.
On décrit par la suite une fonction d'ajustement d'une largeur de faisceau W2 qui s'étend dans la direction axiale de l'organe optique 60.
Comme l'illustrent les figures 13 et 14, les faisceaux de lumière entrants Ltll allant vers la paroi d'entrée progressent de la lentille de diffusion vers la paroi d'entrée avec une largeur de faisceau
W2 croissante qui s'étend dans la direction axiale.
La paroi d'entrée 61 selon le présent mode de réalisation ci-dessus.
En d'autres termes, la paroi d'entrée 61 réfracte des faisceaux de lumière pour réduire le degré de divergence des faisceaux de lumière. La paroi d'entrée 61 change le degré de croissance de la largeur de faisceau W2 des faisceaux de lumière entrants Ltll de telle sorte que le degré de croissance de la largeur de faisceau W2 des faisceaux de lumière réfractés Ltl2 devienne plus petit que celui des faisceaux de lumière entrants Ltll. Des formes ou directions normales au niveau de portions de la paroi d'entrée 61 sont déterminées de telle sorte que le degré de divergence des faisceaux de lumière réfractés Ltl2 devienne plus petit que celui des
S64090 CM-P faisceaux de lumière entrants Ltll. Des formes ou directions normales au niveau de portions de la paroi d'entrée 61 sont déterminées, par exemple, d'après les angles auxquels les faisceaux de lumière entrants Ltll provenant de la lentille de diffusion 50 sont incidents sur la paroi d'entrée 61, l'indice de réfraction du matériau de l'organe optique 60, et des angles de réfraction cibles des faisceaux de lumière réfractés Ltl2.
La paroi réfléchissante 63 selon le présent mode de réalisation réalise l'opération (6) ci-dessus. En d'autres termes, la paroi réfléchissante 63 réfléchit des faisceaux de lumière pour réduire le degré de divergence des faisceaux de lumière. La paroi réfléchissante 63 change le degré de croissance de la largeur de faisceau W2 des faisceaux de lumière réfractés Ltl2 de telle sorte que le degré de croissance de la largeur de faisceau W2 des faisceaux de lumière réfléchis Ltl3 devienne plus petit que celui des faisceaux de lumière réfractés Ltl2. Des formes ou directions normales au niveau de portions de la paroi réfléchissante 63 sont déterminées de telle sorte que le degré de divergence des faisceaux de lumière réfléchis Ltl3 devienne plus petit que celui des faisceaux de lumière réfractés Ltl2. Comme décrit cidessus, la paroi réfléchissante 63 selon le présent mode de réalisation est configurée pour réfléchir totalement les faisceaux de lumière réfractés Ltl2. Des formes ou directions normales au niveau de portions de la paroi réfléchissante 63 sont déterminées, par exemple, d'après les angles auxguels les faisceaux de
S64090 CM-P lumière réfractés Ltl2 sont incidents sur la paroi réfléchissante 63, l'indice de réfraction du matériau de l'organe optique 60, et des angles de réflexion cibles des faisceaux de lumière réfléchis Ltl3.
La paroi de sortie 62 selon le présent mode de ci-dessus.
En d'autres termes, la paroi de sortie réfracte des faisceaux de lumière pour réduire le degré de divergence des faisceaux de lumière.
Des formes ou directions normales au niveau de portions de la paroi de sortie sont déterminées de telle sorte que le degré de croissance de la largeur de faisceau W2 des faisceaux de lumière sortants Ltl4 devienne plus petit que celui des faisceaux de lumière réfléchis Ltl3. Des formes ou directions normales au niveau de portions de la paroi de sortie 62 sont déterminées, par exemple, d'après les angles auxquels les faisceaux de lumière réfléchis Ltl3 sont incidents sur la paroi de sortie 62, l'indice de réfraction du matériau de l'organe optique 60, et des angles de réfraction cibles des faisceaux de lumière sortants Ltl4.
Comme décrit ci-dessus,
1'unité de rétroéclairage 20 selon le présent mode de réalisation inclut le logement 21, les DEL 32 servant de source de lumière, et l'organe optique 60.
Le logement 21 comporte l'ouverture 23a dans laquelle est disposé le dispositif d'affichage à cristaux liquides 10.
Les
DEL 32 sont disposées à l'intérieur du logement 21.
L'organe optique 60 est disposé à l'intérieur du logement 21 et configuré pour pointer le chemin de faisceau de lumière de faisceaux
S64090 CM-P de lumière émis par les DEL 32 vers le dispositif d'affichage à cristaux liquides 10. L'organe optique 60 comporte la portion de prisme 60A qui est constituée
d'un matériau translucide pou: r avoir une forme de
prisme triangulaire.
La portion de prisme 60A comporte une première
paroi latérale servant de paroi d'entrée 61, une autre
paroi latérale servant de paroi de sortie 62, et encore
une autre paroi latérale servant de paroi
réfléchissante 63. La paroi d'entrée 61 est une paroi
latérale sur laquelle les faisceaux de lumière émis par les DEL 32 sont incidents.
La paroi de sortie 62 est une paroi latérale depuis laquelle des faisceaux de lumière sont émis en direction du dispositif d'affichage à cristaux liquides 10. La paroi réfléchissante 63 est une paroi latérale qui réfléchit les faisceaux de lumière qui ont été incidents sur la paroi d'entrée 61 vers la paroi de sortie 62 à l'intérieur de la portion de prisme 60A. Au moins une paroi latérale parmi la paroi d'entrée 61, la paroi de sortie 62 et la paroi réfléchissante 63 a une forme de surface courbée possédant une propriété optique qui change le degré de croissance ou de décroissance de la largeur de faisceau de faisceaux de lumière passant à travers la première paroi latérale vers une direction croissante ou décroissante.
L'organe optique 60 selon le présent mode de réalisation comporte la paroi réfléchissante 63 qui réfléchit les faisceaux de lumière provenant des DEL 32. L'organe optique 60 comporte en outre la paroi d'entrée 61 et la paroi de sortie 62, dont au moins
S64090 CM-P l'une peut changer, par refraction, le degre de croissance ou de décroissance des largeurs de faisceau W1 et W2 vers une direction croissante ou décroissante. En d'autres termes, l'organe optique 60 comporte deux surfaces optiques qui peuvent changer le degré de croissance ou de décroissance des largeurs de faisceau W1 et W2 vers une direction croissante ou décroissante, et comporte une surface réfléchissante qui réfléchit des faisceaux de lumière dans l'organe optique 60. Cette configuration permet à l'organe optique 60 de mettre en œuvre des fonctions d'une pluralité de dispositifs tels que des lentilles et des miroirs en un seul organe. Ainsi, l'unité de rétroéclairage 20 selon le présent mode de réalisation peut avoir une plus petite taille de dispositif.
Au moins une paroi latérale parmi la paroi d'entrée 61, la paroi de sortie 62 et la paroi réfléchissante 63 a une forme de surface courbée possédant une propriété optique qui change le degré de croissance ou de décroissance de la largeur de faisceau de faisceaux de lumière passant à travers l'au moins une paroi latérale vers une direction croissante ou décroissante. Le passage des faisceaux de lumière à travers une paroi latérale inclut le passage de faisceaux de lumière à travers la paroi latérale depuis l'extérieur vers l'intérieur de la portion de prisme 60A, le passage de faisceaux de lumière à travers la paroi latérale depuis l'intérieur à l'extérieur de la portion de prisme 60A, et la réflexion de faisceaux de lumière sur la surface latérale à l'intérieur de la portion de prisme 60A.
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Des parois latérales ayant une forme de surface courbée sont avantageuses en termes d'obtention des propriétés optiques souhaitées. Quand, par exemple, la paroi réfléchissante 63 a une forme de surface courbée, la forme est déterminée pour que la paroi réfléchissante 63 change le degré de croissance ou de décroissance des largeurs de faisceau W1 et W2 des faisceaux de lumière réfléchis Ltl3 réfléchis sur la paroi réfléchissante 63 à un certain degré souhaité.
Lorsque la paroi d'entrée 61 et la paroi de sortie 62 ont une forme de surface incurvée, la forme est déterminée pour que les parois 61 et changent le degré de croissance ou de décroissance des largeurs de faisceau W1 et
W2 des faisceaux de lumière réfractés Ltl2 et les faisceaux de lumière sortants Ltl4 réfractés par les parois et à un certain degré souhaité. Il est souhaitable que la forme de surface incurvée des parois 61, 62 et soit déterminée pour que les parois produisent une distribution de lumière uniforme par rapport la luminosité dans le chemin de faisceau de lumière.
La paroi d'entrée 61, la paroi de sortie et la paroi réfléchissante 63 de l'organe optique 60 selon le présent mode de réalisation ont toutes une forme de surface courbée possédant une propriété optique qui change le degré de croissance ou de décroissance d'une largeur de faisceau. En d'autres termes, chacune des trois parois 61, 62 et 63 de l'organe optique 60 selon le présent mode de réalisation peut changer le degré de croissance ou de décroissance des largeurs de faisceau W1 et
W2. Cette configuration est avantageuse
S64090 CM-P pour l'organe optique 60 selon le présent mode de
réalisation en termes d'obtention des propriétés
optiques souhaitées.
La forme de surface courbée de la paroi
d'entrée 61, de la paroi de sortie 62 et de la paroi
réfléchissante 63 de l'organe optique 60 selon le présent mode de réalisation est une forme convexe se courbant vers l'extérieur par rapport à la portion de prisme 60A.
L'organe optique 60 selon le présent mode de réalisation peut guider correctement des faisceaux de lumière émis par les DEL 32 en direction du dispositif d'affichage à cristaux liquides 10 en ajustant les largeurs de faisceau W1 et W2 par paliers.
Le dispositif d'affichage tête haute 1 selon le présent mode de réalisation inclut le dispositif d'affichage à cristaux liquides 10 et l'unité de rétroéclairage 20 ci-dessus. Le dispositif d'affichage tête haute 1 selon le présent mode de réalisation peut avoir une plus petite taille de dispositif.
Modification du mode de réalisation
La forme de surface courbée de la paroi d'entrée 61, de la paroi de sortie 62 et de la paroi réfléchissante 63 est courbée à la fois en section transversale et en section longitudinale dans le mode de réalisation ci-dessus, mais sans s'y limiter. La forme de section de la section transversale ou de la section longitudinale peut être une forme linéaire. Par exemple, la forme de section de la paroi réfléchissante 63 en section transversale peut être une
S64090 CM-P forme lmeaire. La forme de surface courbee de la paroi d'entrée 61, de la paroi de sortie 62 et de la paroi réfléchissante 63 n'est pas limitée à une forme convexe se courbant vers l'extérieur par rapport à la portion de prisme 60A, et inversement, la forme de surface courbée peut être une forme convexe se courbant vers l'intérieur par rapport à la portion de prisme 60A.
Dans le mode de réalisation ci-dessus, la paroi d'entrée 61, la paroi de sortie 62 et la paroi réfléchissante 63 ont toutes une forme de surface courbée, sans s'y limiter. Au moins une paroi parmi la paroi d'entrée 61, la paroi de sortie 62 et la paroi réfléchissante 63 peut avoir une forme plate.
Dans le mode de réalisation ci-dessus, la paroi réfléchissante 63 réfléchit totalement les faisceaux de lumière réfractés Ltl2, sans s'y limiter. La réflexion des faisceaux de lumière réfractés Ltl2 sur la paroi réfléchissante 63 peut ne pas être une réflexion totale.
Le contenu divulgué dans le mode de réalisation et la modification ci-dessus peut être combiné de manière appropriée et être mis en œuvre.
L'unité de rétroéclairage et le dispositif d'affichage tête haute selon le présent mode de réalisation inclut un logement ayant une ouverture dans laquelle un dispositif d'affichage à cristaux liquides est disposé, une source de lumière disposée à l'intérieur du logement, et un organe optique disposé à l'intérieur du logement et configuré pour pointer un chemin de faisceau de lumière de faisceaux de lumière émis par la source de lumière vers le dispositif
S64090 CM-P d'affichage a cristaux liquides. L'organe optique comporte une portion de prisme qui est constituée d'un matériau translucide pour avoir une forme de prisme triangulaire. La portion de prisme comporte une première paroi latérale servant de paroi d'entrée sur laquelle les faisceaux de lumière émis par la source de lumière sont incidents, une autre paroi latérale servant de paroi de sortie depuis laquelle des faisceaux de lumière sont émis en direction du dispositif d'affichage à cristaux liquides, et encore une autre paroi latérale servant de paroi réfléchissante qui réfléchit des faisceaux de lumière qui ont été incidents sur la paroi d'entrée en direction de la paroi de sortie à l'intérieur de la portion de prisme.
Au moins une paroi latérale parmi la paroi d'entrée, la paroi de sortie et la paroi réfléchissante a une forme de surface courbée possédant une propriété optique qui change le degré de croissance ou de décroissance de la largeur de faisceau de faisceaux de lumière passant à travers la première paroi latérale vers une direction croissante ou décroissante. L'unité de rétroéclairage et le dispositif d'affichage tête haute selon le présent mode de réalisation peuvent être configurés par un plus petit nombre de composants, ce qui permet d'atteindre une plus petite taille de dispositif.
Bien que l'invention ait été décrite en termes de modes de réalisation spécifiques pour une divulgation claire et complète, les revendications annexées ne doivent pas être ainsi limitées mais doivent être
S64090 CM-P interprétées comme intégrant toutes les modifications et constructions alternatives qui peuvent apparaître à l'homme du métier, lesquelles entrent à juste titre dans l'enseignement de base exposé ici.
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Claims (3)

  1. REVENDICATIONS
    1. Unité de rétroéclairage comprenant :
    un logement ayant une ouverture dans laquelle est disposé un dispositif d'affichage à cristaux liquides ;
    une source de lumière disposée à l'intérieur du logement ; et un organe optique disposé à l'intérieur du logement et configuré pour pointer un chemin de faisceau aux faisceaux de lumière émis par la source de lumière vers le dispositif d'affichage à cristaux liquides, dans laquelle l'organe optique comporte une portion de prisme qui est constituée d'un matériau translucide pour avoir une forme de prisme triangulaire, la portion de prisme comporte une première paroi latérale servant de paroi d'entrée sur laquelle les faisceaux de lumière émis par la source de lumière sont incidents, une autre paroi latérale servant de paroi de sortie depuis laquelle des faisceaux de lumière sont émis vers le dispositif d'affichage à cristaux liquides, et encore une autre paroi latérale servant de paroi réfléchissante qui réfléchit les faisceaux de lumière qui ont été incidents sur la paroi d'entrée vers la paroi de sortie à l'intérieur de la portion de prisme, et au moins une paroi latérale parmi la paroi d'entrée, la paroi de sortie, et la paroi réfléchissante a une forme de surface incurvée possédant une propriété optique qui change un degré de croissance ou de décroissance d'une largeur de faisceau
    S64090 CM-P de faisceaux de lumière passant a travers ladite une paroi latérale vers une direction croissante ou décroissante.
  2. 2. Unité de rétroéclairage selon la revendication 1, dans laquelle
    1'ensemble sortie surface
  3. 3.
    de la paroi d'entrée, de la paroi de et de la incurvée
    Unité revendication la forme
    2, de paroi réfléchissante possédant la propriété de rétroéclairage dans laquelle surface incurvée de la a une forme optique.
    selon de la paroi d'entrée, de la paroi de sortie et de la paroi réfléchissante une forme convexe se courbant vers l'extérieur rapport un est par à la portion de prisme.
    Dispositif d'affichage tête haute comprenant dispositif d'affichage à cristaux liquides ;
    une unité de rétroéclairage, dans laquelle l'unité de un laquelle est et rétroéclairage inclut logement disposé cristaux liquides ;
    une source l'intérieur du logement faisceau lumière liquides, un et ayant une ouverture dans le dispositif d'affichage de lumière disposée logement ; et organe optique configuré pour disposé à
    1'intérieur du pointer un chemin de aux faisceaux de lumière émis par vers le dispositif d'affichage la source de à cristaux
    S64090 CM-P l'organe optique comporte une portion de prisme qui est constituée d'un matériau translucide pour avoir une forme de prisme triangulaire, la portion de prisme comporte une première paroi latérale servant de paroi d'entrée sur laquelle les faisceaux de lumière émis par la source de lumière sont incidents, une autre paroi latérale servant de paroi de sortie depuis laquelle des faisceaux de lumière sont émis vers le dispositif d'affichage à cristaux liquides, et encore une autre paroi latérale servant de paroi réfléchissante qui réfléchit les faisceaux de lumière qui ont été incidents sur la paroi d'entrée vers la paroi de sortie à l'intérieur de la portion de prisme, et au moins une paroi latérale parmi la paroi d'entrée, la paroi de sortie et la paroi réfléchissante a une forme de surface incurvée possédant une propriété optique qui change un degré de croissance ou de décroissance d'une largeur de faisceau de faisceaux de lumière passant à travers ladite une paroi latérale vers une direction croissante ou décroissante.
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