JP2007537475A - 鏡機能付き表示装置及び携帯情報装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は周囲の暗い状況においても鏡機能を遺憾なく利用することのできる表示装置を提供することを目的とする。表示装置は、1の状態において表示すべき情報を表示し他の状態において外光を反射して鏡を形成する像形成手段(50,60,70,71)と、鏡機能実行指令を入力する入力手段(30)と、鏡機能実行指令に応答して像形成手段を他の状態に切り換える制御手段(82)とを有する表示装置。この装置は、他の状態において当該鏡(60)に映すべきオブジェクトに光を照射するための照明ユニット(91)をさらに有する。

Description

本発明は、鏡機能付き表示装置及び携帯情報装置に関する。本発明は特に、画像その他の表示すべき情報を表示する機能と外部のオブジェクトを映す鏡として作用する機能とを兼ね備えるタイプの表示装置及びこの表示装置を用いた携帯情報装置に関する。
この種の表示装置は既に実用化されており、また、公知技術としても特許文献1などに記載のものがある。
特許文献1には、高画質な画像を表示する状態と人が自分の顔や姿を映して観察するのに適した見やすい反射像が得られる鏡状態とに切り替え可能な装置が記述されている。この装置は、画像光を出射する画像表示部と、画像表示部から出射される第1の直線偏光成分は透過しこれと偏光軸が直交する第2の直線偏光成分は反射する反射型偏光選択手段と、入射した直線偏光光の偏光軸を変化させる状態及び変化させない状態のいずれかを選択可能な透過偏光軸可変部と、入射した光のうち第1の直線偏光成分は吸収しこれと偏光軸が直交する第2の直線偏光成分は透過する偏光選択部材とがこの順に配置されて構成されている。そして、画像表示部には吸収型偏光選択手段が配置され、画像光として当該第1の直線偏光が出射するようにしている。
特許文献1は、このような構成とすることにより十分実用に耐えられる鏡機能アーキテクチャを導いている。
国際出願公開WO02/069031A1(特に、第6頁ないし第7頁並びに図1及び図2参照)
本発明者らは、特許文献1に記載されているような鏡機能は、それ自体がいくら優れたものであっても、周囲の暗い状況のいわゆる暗闇では全く役に立たないか又は鏡に映る像を視認し難いものとなってしまう、と認識した。特に携帯型の電子機器では、このような状況で使用することが多く、無視することができないものである。換言すれば、本来、携帯型機器は様々な環境の下で使用されることを使命とするものであり、予想される多くの状況で鏡機能が役に立たなければ、該機能を携帯型機器に実現したことの価値は薄いものとなってしまう点に着目したのである。
(目的)
本発明は、上述したような認識に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、周囲の暗い状況においても鏡機能を遺憾なく利用すること(暗闇対策)のできる表示装置を提供することである。
本発明の他の目的は、情報表示と鏡作用とを切り換えることができる装置に適した暗闇対策をなすことである。
本発明はまた、透過型及び反射型液晶表示装置(半透過型を含む)に適した暗闇対策をなすことを目的としている。
本発明はさらに、携帯情報装置に適した暗闇対策をなすことを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明の一態様は、1の状態において表示すべき情報を表示し他の状態において外光を反射して鏡を形成する像形成手段と、鏡機能実行指令を入力する入力手段と、前記鏡機能実行指令に応答して前記像形成手段を前記他の状態に切り換える制御手段とを有する表示装置であって、前記他の状態において当該鏡に映すべきオブジェクトに光を照射するための照明ユニットをさらに有する、表示装置としている。
これによれば、ユーザが鏡を利用するときには照明ユニットからの光が照射されることが可能となるので、周囲の暗い状況においても鏡機能を良好に利用することができる。
この態様において、前記制御手段は、前記鏡機能実行指令に応答して前記照明ユニットを点灯させることの可能な状態にするものとすることができる。こうすることにより、鏡として使用するときには照明ユニットの稼動可能状態となるので、使い易くなる。
また、前記制御手段は、前記鏡機能実行指令に応答して前記照明ユニットを点灯させるものとしたり、前記制御手段は、前記鏡機能実行指令に応答して外部照度情報に応じた照明強度にて前記照明ユニットを駆動させるものとしてもよい。前者は鏡として使用するときには照明ユニットを点灯させ暗闇対策の他にも当該鏡作用モードの報知がなされるという利点があり、後者は暗闇の程度に応じた強度の照明ユニットの照射をなすので使い勝手が良い、という利点がある。これらを組み合わせた形態としては、前記制御手段は、前記鏡機能実行指令に応答して前記照明ユニットを点灯させるか又は前記鏡機能実行指令に応答して外部照度情報に応じた照明強度にて前記照明ユニットを駆動させるかを予め選択することを可能としているものとすることができる。このようにすることにより、よりユーザの好みに合わせた使用形態を提供することができる。或いは、前記制御手段は、前記照明ユニットを不点灯にすべき設定又は前記照明ユニットを所定強度で照射させるべき設定がなされているときは、当該設定に応じて前記照明ユニットを制御するようにすれば、鏡作用モードに移行しても照明ユニットのオフ及び所定強度照射のいずれかに設定を固定にすることが可能となり、さらに幅広い使用形態をカバーすることができる。
かかる形態において、前記外部照度情報を得るための光検出器又は入力手段を有するものとすることができる。なお、「外部照度情報」は、いわゆる光電素子としての光検出器の検出出力より得られる当該暗闇の程度に応じた情報の他にも、ユーザが主観的に判断し(若しくは判断せず)入力した相当の情報(外部照度に客観的に対応しない情報を含む)を含むものである。
透過型表示装置に好適な形態は、当該表示装置は、バックライトを有する透過型表示装置であり、前記照明ユニットは、前記バックライトにより構成されるものである。これにより、バックライトを有効活用することができる。さらに前記バックライトにより発せられた光は、前記他の状態のときに前記像形成手段の鏡形成領域の外周部の少なくとも一部において外部へ透過させられることが可能とすることより、像形成領域の全体にわたり面照射するバックライトの特徴を、通常の情報表示で用いるバックライト光の伝播経路を犠牲にすることなく利用することができて好ましい。反射型表示装置に好適な形態は、当該表示装置は、フロントライトを有する反射型表示装置であり、前記照明ユニットは、前記フロントライトにより構成され、前記フロントライトにより発せられた光は、前記他の状態のときに前記像形成手段において形成された鏡を反射した後に前記オブジェクトを照射することが可能となっているものである。これにより、フロントライトを有効活用することができる。なお、反透過型表示装置には、バックライトのみ用いるタイプとバックライトとフロントライトの双方を有するタイプのものがあり、適用されるシステムに合わせて照明ユニットの構成を定めればよい。
他の好ましい形態の1つは、前記照明ユニットの電源供給は、省電力モードのときに強制的に断とされるものとすることである。これにより、当該装置の消費電力の削減に寄与することができ、特に限られたバッテリ容量での駆動を余儀なくされる携帯型装置に好適となる。
また、前記照明ユニットは、前記像形成手段において形成される鏡の主面の略中心における略垂直線上の所定使用位置に光を向ける照射指向性を有するものとしたり、前記照明ユニットの光の照射指向性及び/又はスポット形状を調整する手段を有するものとすることができる。前者はある程度鏡に映すべきオブジェクトの位置が定まっている場合に適しており、後者は当該位置が変わりやすい場合に適している。前記照明ユニットは、光源とこの光源より発せられた光を反射して前記所定使用位置に光を指向させる少なくとも1つの反射板とを有するものとしたり、前記照明ユニットは、光源とこの光源より発せられた光を屈折させて前記所定使用位置に光を指向させる少なくとも1つの光学屈折体を有するものとしたりすることにより、比較的簡単に照明ユニットの指向性及びスポット形状を定めることができる。
さらに、前記照明ユニットは、光源と、この光源より発せられた光のうち第1偏光成分を透過しそれ以外の第2偏光成分を反射する反射型偏光板と、この反射型偏光板と前記光源を挟んで対向配置され前記光源からの光及び前記第2偏光成分を反射する反射板とを有し、前記像形成手段は、前記他の状態において主として前記第1偏光成分の光を当該鏡において反射させるものとすることにより、鏡面反射する光の有効化が図られるので、より明るい鏡の像を得ることができる。
本発明の他の態様は、携帯情報装置を指向するものであり、上述した態様又は各形態の表示装置を用いて構成することにより、既述又は後述の表示装置の利点を享受する携帯情報装置を提供することができる。特に、前記制御手段は、着信その他の当該携帯情報装置の呈する特異状態に応答してその旨を報知するよう前記照明ユニットの点灯を制御するものとすることにより、携帯情報装置において照明ユニットをさらに有用なものとすることができて好ましい。
以下、上記態様その他の本発明の実施の形態を、実施例により添付図面を参照して詳しく説明する。
図1は、本発明の一実施例による携帯情報装置としての携帯電話機の概要及び使用形態を示している。
この図において、携帯電話機1は、情報表示及び鏡形成を行うための領域を画定する画面10と、鏡機能実行指令の入力手段として、この画面を情報表示モードから鏡作用モードに(及びこの逆に)切り換えるための押圧キー又はボタン30とを有する。また、ユーザ100に光を照射するための照明ユニット91が設けられており、鏡作用モードの間、後述する種々の条件の下で、かかる照射が可能なように制御される。さらに、この携帯電話機1の周囲環境の暗さ又は明るさを検出するための光検出器92が、例えば当該電話機本体の頂部に設けられる。照明ユニット91の点灯及び/又は発光強度は、光検出器92の検出出力に応じて制御される。光検出器92は、ユーザがこの電話機を使用するときにその光検出面が隠れないような位置に設けられるのが好ましい。本例においては、本発明が適用される装置が携帯電話機であり、ユーザは通常片手でその電話機を把持するので、当該電話機の頂部又は底部が好ましい。また、以下ではこのような光検出器を単一のものとして説明するが、複数用いて構成してもよいことは勿論である。
このような構成において、ユーザ100が携帯電話機1を鏡として使う場合には、鏡機能実行指令としてボタン30が押圧される。これに応答して、画面10が鏡作用モードとなり、例えばユーザ100の顔が画面10の領域に形成された鏡に映ることになる。このとき、照明ユニット91に対して当該ボタン30の押圧に連動して発光可能となる制御がなされ、その発光態様が光検出器92の検出出力及びその他の設定によって決定される。照明ユニット91から発せられた光は、ユーザ100の顔を照らす。これにより、ユーザ100の顔は暗闇でも明るく鏡に映すことができることになる。
図2は、携帯電話機1の構成を一例としてより詳細に示している。
携帯電話機1は、本発明の主要な特徴の1つである像形成手段を形成する構成を含む表示装置を有する。この像形成手段は、図2に示されるように、主として、液晶表示パネル50と、反射型偏光選択部材60と、透過偏光軸可変部70と、偏光板71とを有する。
液晶表示パネル50は、主に、互いに対向する一対の基板5a,5bに挟まれた液晶層5cを有する液晶セル51と、このセルのそれぞれ上下に配される2つの偏光板52及び53とによって構成される。ここで使用される基板5a,5bは、それぞれ液晶層5cに接触する面が配向処理された図示せぬ配向層を有する他、表示すべき画像その他の情報に応じた電圧を印加するための各種の層及び構造(図示せず)が形成される。液晶層5cは、例えばツイストネマチック型の液晶材料からなり、当該配向層の一方及び他方(上下)の配向によってこれらに接触する液晶分子の(長軸の)配向方向がそれぞれ直交するよう配向される。点線矢印5U,5Lは、これらの配向方向を示している。偏光板52,53の偏光軸52p,53pは、この直交する配向方向にそれぞれ平行に方位付けされる。
反射型偏光選択部材60は、国際出願公開WO95/27919号などに記載のものであり、通称DBEF(dual brightness enhancement film)と呼ばれている。このDBEF60は、その主面に含まれる一方向に沿う透過(偏光)軸6pを有し、この透過軸方向以外の方向の偏光成分を反射する機能を有する。DBEF60は、その透過軸6pが液晶セル51における上側偏光板52の偏光軸52pと平行になるよう配置される。
透過偏光軸可変部70は、互いに対向する一対の透明基板7a,7bに挟まれた例えばツイストネマチック型の液晶層7cを有する液晶セルからなり、液晶層7cは、DBEF60の透過軸6pに平行な下側の初期配向とこれに直交する上側の初期配向とが施される。点線矢印7L,7Uは、これらの配向方向を示している。この透過偏光軸可変部70の液晶セルは、本例ではその主面全域にわたり透明基板7a,7bにそれぞれ形成される透明電極7ao,7boを有する。これら電極により液晶層7cに低電圧及び高電圧のどちらかを印加することによって、選択的に液晶層7cを通過する光の偏光軸を回転させる状態と回転させない状態とが呈される。
偏光板71は、その偏光軸71pが液晶層7cの上側配向方向7Uと平行になるよう配置される。
本実施例の携帯電話機1に用いられる表示装置は透過型であり、以上のような像形成手段の背面側には、バックライト40が配置される。
携帯電話機1はまた、像形成手段を画像表示モードと鏡作用モードとの切換制御をなすように構成される。そのために本例では、上記透過偏光軸可変部70の状態を制御するよう一方の透明電極7aoと他方の透明電極7boとの間に交流電源81とスイッチ82との直列接続による給電回路80が形成される。スイッチ82は、図1において示したボタン30とリンクしており、スイッチ82がオフ状態のとき(情報表示モード)にボタン30が押されるとオンとなりそのオン状態を持続するとともに、スイッチ82がオン状態のとき(鏡作用モード)にボタン30が押されるとオフとなりそのオフ状態を持続するようになっている。
スイッチ82がオフのときには、回路80は開成し、透明電極7ao,7boには電源81の電圧が伝送されない。したがって、液晶層7cには電圧が印加されず、液晶分子はツイスト配向を保ち透過偏光軸可変部70において透過光の偏光軸が90度回転する。
このとき液晶パネル50を透過する光Lmは、偏光板52の偏光軸52pに平行な第1の方向に振動する直線偏光成分(以下、第1偏光成分と呼ぶ)となっており、DBEF60を透過した後に透過偏光軸可変部70においてその偏光軸が90度回転させられ、当該第1の方向に直交する第2の方向に振動する直線偏光成分(以下、第2偏光成分と呼ぶ)に変えられる。この第2偏光成分となった光Lmは、偏光板71を通過して外部へと導かれることになる。
また、外部からの光Laは、非偏光の光であり、偏光板71を透過すると第2偏光成分となるが、このとき透過偏光軸可変部70は透過光の偏光軸を90度回転させるので、光Laは第1偏光成分に変えられる。この第1偏光成分となった光Laは、DBEF60及び偏光板52を通過して液晶セル51へと導かれることになる。
一方、鏡作用モードにおいてスイッチ82がオンのときには、回路80は閉成し、電源81の電圧が透明電極7ao,7boにより液晶層7cに印加する。これにより、液晶層7cに電圧が印加され、液晶分子が基板に対して直立する状態となり透過偏光軸可変部70において透過光の偏光軸が回転しない。
このとき液晶パネル50を透過する光Lmは、同様に第1偏光成分であり、DBEF60を透過した後に透過偏光軸可変部70を透過してもその第1偏光状態を保つ。これにより、透過偏光軸可変部70を透過した光Lmは、偏光板71に達しても第2偏光成分のみ透過しそれ以外は吸収する偏光板71によって吸収され、外部へは出ない。
また、外部からの非偏光の光Laによる偏光板71を透過した第2偏光成分も、透過偏光軸可変部70を透過してもその第2偏光状態を保つ。したがって、光Laは第2偏光成分のままDBEF60に到達する。DBEF60は、第1偏光成分のみ透過しそれ以外は反射するので、第2偏光状態の光Laはここで反射し、再び透過偏光軸可変部70へと戻される。ここでも透過偏光軸可変部70は、当該反射光を第2偏光状態のまま透過するので、偏光板71をその反射光が透過し外部へと導かれる。これにより、DBEF60が外光Laを鏡面反射しもってDBEF60にオブジェクトの像を映し出す鏡作用が奏されることとなる。
図2においては、情報表示モードにおける光Lm,Laの振る舞いが左側に示され、鏡作用モードにおけるものが右側に示されている。
なお、液晶パネル50から前面側へ透過する光Lmの強度は、液晶パネル50において表示される情報の明暗に依存するものであり、例えばその情報が最も暗いものであれば、これに対応する光Lmの強度も最低となり、逆にその情報が最も明るいものであれば、これに対応する光Lmの強度は最高となる。したがって、鏡作用モードのときに専ら鏡として機能させるのであれば、光Lmが外部へ漏れてしまうことを避けるためにも、液晶パネル50を最も暗い状態にすべきである。或いは、バックライト40をオフとして、光Lmをもとから生じさせないようにしてもよい。
本実施例による携帯電話機1は、さらに本発明のもう1つの主要な特徴である照明ユニット91及びこれの制御手段を形成する構成を含むものである。この照明ユニット91は、本例ではいわゆる豆電球の如きフィラメントに基づき又はLEDの如き電界発光素子に基づきその両端に電圧を掛けることにより発光するタイプの電子部品とされており、光検出器92と直列接続されて照明回路90を構成する。光検出器92は、本例では光の受光量に応じて電気抵抗を変化させる媒質に基づくタイプの電子部品とされているが、周囲の明るさを検出することができれば別のタイプのものとしてもよい。なお、LEDを使う場合は、当該LEDの直流駆動回路が設けられる。また、携帯電話機に備わる主電源は多くの場合直流なので、実際には当該主電源からの直流電圧を交流に変換するDC−AC変換回路によって電源81の交流出力が得られる。
照明回路90は、図2に示されるように給電回路80の負荷としての液晶層7cと並列に接続される。したがって、スイッチ82のオンオフ制御によって、照明回路90への電力の供給と遮断とがなされる。本例は、給電回路80と照明回路90とが照明ユニット91の制御手段を担う構成を採用している。
情報表示モードのときすなわちスイッチ82がオフのときには、照明回路90は開くので、照明ユニット91は発光せず、ユーザ100は光で照らされない。このとき像形成手段は、表示パネル50による情報の表示がなされており、ユーザ100は、当該情報に応じて変調され外部へ透過する光Lmに基づき、通常通り表示された情報を視認することになる。
一方、鏡作用モードのときすなわちスイッチ82がオンのときには、照明回路90は閉じるので、照明ユニット91に光検出器92の抵抗を介して電力が供給され、照明ユニット91が発光する。これによりユーザ100は、当該抵抗に応じた強度の光で照らされることになる。このとき像形成手段は、DBEF60の鏡面反射による鏡を形成し、情報変調光たる光Lmは外部透過が遮断されており、ユーザ100は、照明ユニット91からの光に照らされた状態で自分の姿を鏡(DBEF60)に映して見ることになる。
ここで、光検出器92の抵抗は、当該携帯電話機1の周囲の明るさに応じて変化し、より詳しくは、当該周囲が明るいほど高くなり、暗いほど低くなる。したがって、当該携帯電話機1の周囲が暗いほど照明ユニット91に供給される電力は大きくなる。これにより、照明ユニット91は、周囲が暗いほど明るい光をユーザ100に照射するので、常に良好な鏡の使用を期待することができる。
図3には、光検出器92に代えてスイッチ82と連動するスイッチ93を設けた照明回路90Aとした例を示している。この構成によれば、鏡作用モードにおいてスイッチ82がオンとなったときには常にスイッチ93も閉じて電源81から照明ユニット91に電力が供給される。したがって、ユーザ100は、鏡として携帯電話機1を使うときは常に一定の光に照らされることになる。このような照明ユニット91の発光は、鏡作用モードにあることをユーザに知らせる役目を担いうる。
なお、図3に示される構成は、スイッチ93を省略し、照明ユニット91だけが電源81及びスイッチ82の直列接続部と並列に接続される構成にすることもできる。
図4には、照明回路90Bにおいてさらに光検出器92と直列に接続されるスイッチ94を設けた例を示している。スイッチ94は、携帯電話機1に別に設けておいた図1に参照されるようなボタン30と同様の押圧ボタン31とリンクさせられており、スイッチ94がオフのときにユーザ100がこの押圧ボタン31を押すとスイッチ94が閉じ、スイッチ94がオンのときにユーザ100がこの押圧ボタン31を押すとスイッチ94が開く。この構成によれば、鏡作用モードにおいてスイッチ82がオンとなったときには、照明回路90Bに電源を供給することの可能な状態にする一方で、スイッチ94の状態が照明ユニット91への給電/非給電を決定する。これにより、ユーザ100は、予め鏡作用モードのときに照明ユニット91を機能させるか否かを設定しておくことができる。機能させる設定をした場合にのみ、鏡作用モードのときに周囲の明るさに応じた光の照射をなすことができる。
かかる事前の照明ユニット91の機能可否設定は、図3に示した構成にも適用可能であり、例えばスイッチ93に直列に当該ボタン31にリンクしたスイッチ94を接続することによって達成される。これにより、ユーザ100は、予め鏡作用モードのときに照明ユニット91を機能させるか否かを設定し、機能させる設定をした場合にのみ、鏡作用モードのときに強制的に光の照射をなすことができる。
また、図4に点線で示したような可変抵抗器95を光検出器92の代わりに設けるようにしてもよい。この場合、可変抵抗器95は、例えば略ゼロからその最大値までその電気的抵抗値を変化させることのできるものであり、携帯電話機1における図示せぬハードウェア及び/又はソフトウェアによって当該抵抗値を設定することを可能としている。このようにすれば、ユーザ100自身が判断した周囲の暗さ又はユーザ100の好みに合わせた照明ユニット91の発光強度を設定することができる。或いは、抵抗可変型の光検出器92ではなく別のタイプの光検出器からの検出情報に応じて可変抵抗器95の抵抗値を設定することが可能となる、という特徴を持つ。
図5は、さらに照明ユニット91の制御を高度化した構成例を示している。
図5において、照明回路90Cは、照明ユニット91の鏡作用モードにおける照明態様を選択するための1入力3出力スイッチ96を有し、その入力に電源回路80の一端が接続され、出力にはそれぞれ光検出器92、可変抵抗器95及び照明ユニット91の直接接続線が接続される。これにより、上述した照明ユニット91の発光強度を決めるための種々の特徴がカバーされる。すなわち、鏡作用モードにおいてスイッチ82がオンとなったときには、照明回路90Cに電源を供給することの可能な状態の下、スイッチ96の状態が照明ユニット91への給電状態を決定することが可能となっている。スイッチ96の入力と出力との電気的接続関係を制御することにより、光検出器92により検出された外部照度に応じて、可変抵抗器95の抵抗設定に応じて若しくは固定した形(ここでは電源81の最大電力)で電力を照明ユニット91に供給するか、又は全く照明ユニット91には電力を供給しないかを選択することができる。これにより、ユーザ100の好みに応じて、鏡作用モードのときに照明ユニット91を如何に用いるかを決めることができる。
図5の照明回路90Cはまた、携帯電話機1に好適な制御をも行う。そのために、電源81の一方電極側と照明ユニット91の一方電極側との間にオンオフスイッチ971と明滅回路972との直列接続回路が接続されている。スイッチ971は、携帯電話機1における図示せぬ受信回路から得られる着信信号Scallに応じてオンオフ制御され、通常は開いており、オンのときにはスイッチ96を介した電力供給とは別に電源81からの電力を明滅回路972に中継する。明滅回路972は、この供給電力に基づき照明ユニット91の給電を間欠させる動作をなす。着信信号Scallは、当該受信回路が検知した着信(電子メールの着信を含む)発生に応答して有意となる信号であり、携帯電話機1における他の制御又は処理等に用いられているものであり、照明回路90Cのために特別に生成しなくともよい。
このような構成により、照明ユニット91は、スイッチ82及びスイッチ96の状態に拘わらず、着信に応答して明滅発光することになる。したがって、ユーザ100は、携帯電話機1を鏡として使っている最中に着信があったときは、照明ユニット91の明滅動作によりその旨を知ることができる。
なお、本例では着信発生に応答してその旨を照明ユニット91を用いて報知させるようにしているが、適用される機器に応じて、種々の状態発生を照明ユニット91を用いて報知するようにしてもよい。かかる状態には、他にもアラーム,時報などの特異状態が含まれる。種々の状態に対応するには、報知の形態もこれに対応して種々用意するのが好ましいが、これは、例えば明滅回路972によって行われる照明ユニットへの供給電力の間欠動作を複数種類設けておき、当該特異情報に応じた種類の間欠動作を行うことによって実現することができる。
さらに、本例の照明回路90Cは、いわゆるパワーセーブモードにも対応している。そのために、電源81の他方電極側と照明ユニット91の他方電極側との間にオンオフスイッチ98を介在させている。スイッチ98は、通常は閉じており、携帯電話機1における図示せぬ制御回路から得られる省電力指令信号Ssvに応じてオンオフ制御され、オフのときには電源81からの電力供給を断とする。省電力指令信号Ssvは、基本的には当該制御回路により当該電話機のシステムバッテリ電源の充電エネルギーが所定の基準を下回ったときに有意となる信号であり、携帯電話機1における他の制御又は処理等に用いられているものであり、照明回路90Cのために特別に生成しなくともよい。
このような構成により、照明ユニット91は、スイッチ82及びスイッチ96並びにスイッチ971の状態に拘わらず、当該電話機がパワーセーブを必要としているときには発光を強制的に禁止させられる。したがって、ユーザ100は、パワーセーブ中のときは鏡作用モードに切り換えても照射されない。これにより、バッテリ電源の充電エネルギーの長期使用を優先させることができる。
図6は、本発明の他の実施例により改変した透過偏光軸可変部70の特徴的な構成を示しており、これまで説明したものと同等の部分には同一の符号が付されている。また、説明を簡明とするために、透過偏光軸可変部70はその特徴的要素のみ分解抽出されて平面図として示している。
図6において、透過偏光軸可変部70の下側透明電極7boは、これまでと同様に基板7bに全面的に延在するように形成される。一方、改変された上側透明電極7aoは、2つの領域に分けられており、1つは、表示領域の大部分を占め、画像表示と鏡形成とを担う第1電極部7ao´として、もう1つは表示領域において第1電極部の隣の上部に横に延在する長手領域を占め、主として背面光透過と鏡形成とを担う第2電極部7a1として形成される。
これに対する電源回路80及び照明回路90´の構成は次のようになる。第1電極部7ao´には、上記実施例と同様に電源81の一端が接続される。第2電極部7a1には、選択スイッチ99の非選択端子が接続される。スイッチ99の第1及び第2被選択端子には、それぞれ電源81の一端と下側電極7bo及びスイッチ82の共通接続点とが接続される。
このような構成により、情報表示モードにおいてスイッチ82がオフのときには、第1電極部7ao´も第2電極部7a1も高電圧が印加されないので、透過偏光軸可変部70の液晶層7cは全域的にその液晶分子のツイスト配向を維持し透過光の偏光軸を90度回転させる。したがって、表示領域全体が図2の左側に示されている光La,Lmの振る舞いとなって情報表示がなされる。
一方、鏡作用モードにおいてスイッチ82がオンのときには、第1電極部7ao´には高電圧が印加され、液晶層7cは第1電極部7ao´の領域においてその液晶分子を当該基板主面に直立させ透過光の偏光軸を回転させない。これにより、第1電極部7ao´の領域では、したがって表示領域の大部分の領域では、図2の右側に示されている光La,Lmの振る舞いとなって鏡作用が奏される。
このときのスイッチ99の選択状態が、第2電極部7a1に高電圧が印加されるかどうかを決める。すなわち、スイッチ99が第1被選択端子を選ぶよう制御されていれば、電源81からの電力が当該スイッチを介して第2電極部7a1へ供給される。そして第1電極部7ao´の領域と同様に第2電極部7a1の領域でも鏡作用が奏される。これに対し、スイッチ99が第2被選択端子を選ぶよう制御されていれば、第2電極部7a1は、当該スイッチを介して下側電極7boと同電位とされる。この場合、第2電極部7a1の領域において液晶層7cは透過光の偏光軸を回転するので、第2電極部7a1の領域では、パネル50からの光Lmが透過することが可能となる。このLm透過可能状態で、表示パネル50は、第2電極部7a1に対応する領域において明状態すなわち最も輝度の高い変調状態例えば白色を表示させる。これにより、バックライト40からの光は、第2電極部7a1の領域を通じて外部へと導出される。この光が、これまで述べてきた照明ユニット91の照射光に代わることになる。本例では、図6に示されるような表示領域の上側に配される第2電極部7a1に対応する長手形状領域から光が照射可能となり、ユーザ100は、その顔を映した鏡のちょうど上の方から光を照射されることになる。
このように、透過偏光軸可変部70を改変しこれに表示パネル50の表示駆動状態を適合させることにより、照明ユニット91を特別に設けることなく、バックライト40を鏡作用時の照明手段として有効活用することができるのである。
図6の構成はまた、図7に示されるように改変することができる。図7において、上側透明電極7aoは、同様に2つの領域に分けられるが、第1電極部7ao´´は表示領域の平面形状の相似形をもって全体的にサイズを小さくされ、第2電極部7a2はこの第1電極部7ao´´の周りを取り囲むように形成される。
このようにすることにより、表示領域の外縁領域から光を照射することが可能となる。この場合、ユーザ100は、その顔を映した鏡のちょうど外周の部分から、したがって空間的にはあたかも映すべき顔(オブジェクト)を前方から包み込むような形で光が照射されることになる。
図8は、他の改変例を示しており、透過偏光軸可変部70の上側透明電極7aoは、3つの領域に分けられている。かかる分割領域には、表示領域の大部分を占め、画像表示と鏡形成とを担う第1電極部7ao´と、その隣の上部に横に延在する長手領域を占め、主として背面光透過と鏡形成とを担う第2電極部7a1と、第1電極部7ao´の端に本例では右上の片隅に形成され、主として画像表示と鏡作用モードのときの情報表示をなす第3電極部7a3とが含まれる。
これに対する照明回路90´´は、上記照明回路90´の構成に加え、第3電極部7a3用のスイッチ9Aが設けられる。スイッチ9Aは、その非選択端子が第3電極部7a3に接続され、被選択端子がそれぞれ電源81の一端と下側電極7bo及びスイッチ82の共通接続点とに接続される。
このような構成により、鏡作用モードにおいてスイッチ82がオンのときには、スイッチ9Aの選択状態が、第3電極部7a3に高電圧が印加されるかどうかを決める。すなわち、スイッチ9Aが第1被選択端子を選ぶよう制御されていれば、電源81からの電力が当該スイッチを介して第3電極部7a1へ供給される。そして第1電極部7ao´の領域と同様に第3電極部7a3の領域でも鏡作用が奏される。これに対し、スイッチ9Aが第2被選択端子を選ぶよう制御されていれば、第3電極部7a3は、当該スイッチを介して下側電極7boと同電位とされ、第3電極部7a3の領域においてパネル50からの光Lmの透過が可能となる。このLm透過可能状態で、表示パネル50は、第3電極部7a1に対応する領域において例えば黒地に白で「Mirror Mode」などと表示させることができる。かかる表示により、ユーザ100は、携帯電話機1が現在鏡として動作していることを確認することができる。
なお、鏡作用時における表示のために第3電極部7a3のような独立した領域を必ずしも設ける必要はない。例えば図6及び図7に示した構成において、第2電極部7a1,7a2の領域がLm透過可能状態とされたときに、第2電極部7a1,7a2の領域の一部において、上述したような黒地に白の「Mirror Mode」を表示させることも可能である。
また、図6ないし図8のバックライトに基づく構成においては、先に述べたような照明のオンオフ制御及び照射強度制御については簡明とするために言及しなかったが、かかる制御の特徴をこのバックライトに基づく構成に適用することができることは勿論である。この場合、当該制御は、表示パネル50の局部的階調制御によって可能である。より詳しくは、第2電極部7a1,7a2の領域の如く照明のために用いられる領域において、必要に応じて表示パネル50の表示を最暗状態から最明状態の範囲のうちのいずれかに制御することにより、若しくは当該領域全体の面積に対する所定の階調状態例えば最暗状態(又は最明状態)の面積比を制御することにより、又はこれらの組み合わせによって実現される。
さらに、図6ないし図8の構成においては、鏡作用モードにおいて用いられる照明の領域を1箇所に固定した形態が採用されているが、照明のための複数の領域を設けてもよい。この場合、照明のオンオフ制御及び照射強度制御を当該複数の照明領域の選択的オンオフ制御によって達成することも可能である。またこれは、上述した局部的階調制御と組み合わせることができる。
また、照明用の領域は、他の多角形でも、丸い形状でもよく、図6ないし図8に示される形状に限定されない。したがって、表示領域の上側に円形の照明領域を作れば、先述したような照明ユニット91と似たような形態を実現することが可能となる。
また、図6ないし図8においては上側透明電極を分割して照明領域を形成する例を示したが、照明領域を形成するのに下側透明電極を分割するようにしてもよいし、上側及び下側の双方を分割してもよいことは勿論である。
図9は、さらに他の実施例の構成を示しており、フロントライトを有する反射型の表示装置に適用される。
図9において、適用される液晶表示パネル50Aは、内部に外部光又はフロントライトからの光を反射させる反射構造を有する液晶セル51Aを有する。この液晶セル51Aも、画像表示の際は当該画像に応じた光Lmを外部へ導くものとなっている。
フロントライト41は、周知の構成と同様に、その主面の端部側に設けられる光源42と、反射板43と、反射板43に対向した端面を有する導光板44と、導光板44のパネル50Aに対向する面に形成される反射防止層45とにより構成される。光源42は、フロントライト制御回路46によってその電源の供給がなされる。
本実施例においては、電源回路80の電源投入を検知する手段として、第1透明電極7aoと第2透明電極7boとに2つの入力端がそれぞれ接続された電圧検知回路77が設けられる。この電圧検知回路77は、第1及び第2透明電極7ao,7boの各電位に基づいてその間における発生電圧の値を検知し、所定の基準電圧よりも高い場合に有意となる検知信号Saを出力する。検知信号Saは、フロントライト制御回路46に供給される。
フロントライト制御回路46は、検知信号Saに応答してフロントライト41の発光を制御する。検知信号Saが有意となると、制御回路46は、光源42の発光を、上述したように予め設定された態様で制御する。
情報表示モードにおいてスイッチ82がオフのときは、フロントライト制御回路46は、通常通り表示装置内において外光と同様の経路を辿る情報表示のための光を発生すべく、光源42に電源を供給する。このとき発生したフロントライト41からの光は、導光板44により液晶パネル50Aに向けられ、偏光板71,偏光軸可変部70,DBEF60及び偏光板52を透過した後に液晶セル51Aの内部反射構造体によって反射され、外部へと導かれる。フロントライト制御回路46はまた、ユーザ又は当該携帯電話機のシステムコントローラがフロントライトの点灯を不要と判断した場合には、光源42を点灯させず、外光のみを液晶パネル50Aに入射させる。
鏡作用モードにおいてスイッチ82がオンのときは、検知回路77が検知信号Saを発生し、フロントライト制御回路46は、これに応答して光源42に電源を供給する。このとき発生したフロントライト41からの光は、透過光偏光軸可変部70が鏡作用に対応して駆動されているので、DBEF60において反射され、外部へと導かれる。これにより、ユーザ100は、この外部へ導出された光に照射されることになり、上記照明ユニット及びバックライトと同様に、鏡作用モードでの暗闇対策がなされることになる。
なお、本実施例においても、上記照明のオンオフ制御及び照射強度制御の形態を採ることは可能である。
以上、照明ユニット(バックライト及びフロントライトによる構成も含む)を用いて本発明を実現する基本的な構成を説明したが、図1に示されるようにユーザ100の顔に適切に光を照射するための工夫も重要である。
図10は、照明ユニットを改良した例を示している。この図において、照明ユニット910は、光源911と、その背面側に配された拡散反射板912と、前面側に配されたDBEF913とを有する。光源911から発せられた光は、概して、第1に直接DBEF913を通過して外部へと導かれる経路(A)と、第2に一旦反射板912で拡散され反射した後にDBEF913を通過して外部へと導かれる経路(B)と、第3に一旦DBEF913を反射した後反射板912でさらに拡散され反射してからDBEF913を通過して外部へと導かれる経路(C)を採る。
DBEF913は、透過軸91pに平行な方向に振動する偏光成分は透過し、これ以外の成分は反射するので、経路(A)を採る光は初期発生光の一部である。しかし、DBEF913で反射した光は拡散反射板912においてその拡散により透過軸91pに平行な方向の偏光軸を持つ光に変換されうるので、DBEF913に戻ったときには透過軸91pを透過することが可能となる。したがって、DBEF913からは、透過軸91pに平行な方向に振動する偏光された光のみが出力される。
DBEF913の透過軸91pは、像形成手段におけるDBEF60(図1参照)の透過軸6pと直交する方向に合わせられる。このような軸合わせによって最終的に鏡作用モードにおいてDBEF60に映る像が明るくなる、という効果を奏する。
鏡作用モードにおいてDBEF60が鏡面反射する光は、その透過軸6pと直交する方向に振動する第2偏光成分であるので、オブジェクトからDBEF60に入る光として第2偏光成分が多ければ、鏡に映る像は明るくなる。そのために、図10に示されるように透過軸6pと直交する方向(透過軸91pの方向)に振動する第2偏光成分に対応する光を予め照明ユニット910において発生し、これをオブジェクトであるユーザ100の顔に照らすようにすれば、ユーザ100の顔からDBEF60に入る第2偏光成分が多くなり、鏡に映る像を明るくすることができるのである。
図11は、本発明において使用される照明ユニット9とオブジェクトとの位置関係を示している。ユーザ100が自分の顔を映すために鏡を使用するときは、顔を鏡の真正面に向けるのが普通である。一方、照明ユニット9は、鏡となる領域の縁部又は外側に配される。したがって、照明ユニット9から発せられる光は、使用時に想定される顔の位置に向かうように図示のような角度(θ)を持っていたほうが好ましい。
例えば鏡領域が3.5cm×3cmのサイズであれば、平均的な例えばサイズが27cm×16cmの女性の顔を全てその鏡に映すには、当該鏡領域の中心に立てた法線上当該中心から概ね45cm離すとちょうどよく、照明ユニット9が鏡領域の外側の上方にあり当該中心から3cm離れている場合には、概ねθ=4°とするのがよい。また、この例における女性が化粧をするときに適した距離は、同法線上当該中心から概ね20cm離すとよく、概ねθ=9°とするのがよいことが確認されている。したがって、θは、大略4°ないし9°の範囲が好ましい。また、照明ユニット9から発せられる光は、目標とされるオブジェクトの位置においてそのオブジェクトのサイズと同様のスポット形状を持つようにするのが好ましい。
このような観点から、適用される装置に相応しい照明ユニット9の照射指向性及びスポット形状(サイズ)を定めることができる。他方、かかる指向性及びスポット形状を、例えば上述のように定めた指向性及びスポット形状を基準にして可変なものとすれば、様々なオブジェクト及びユーザに対応することができる。
図12は、上述した指向性を実現する照明ユニットの一例を示しており、主として放射光源911とこれを取り囲む4つの反射板921〜924とにより構成されている。この照明ユニットから実際に光の出る面には、透明板930が設けられ、この透明板の表面は適用される装置における鏡形成領域の主面に平行なものとされている。
この構成において特徴的なのは、第1に透明板930側に角度をもって配された反射板921である。反射板921は、光源911から発せられた上向きの光を内部に跳ね返す。これにより、図11に示されるような使用態様では不要となる上向きの光をなくすとともに、内部反射して他の反射板において向きを変えさせ本態様に有用な下向きの光をつくることができるのである。第2には、光源911の真後ろに配される反射板923の反射表面積を比較的大なるものとするとともに、その傾斜角度を鏡形成領域の主面(点線が主面の方向を示す)に対し上述したθの値としたことである。このような反射板923により、光源911から発せられた光を目標とするオブジェクトの位置へと効率的に向けることができる。
また、反射板923を可動なものとし、これを角度θを基準にして変化させるようにすることにより、発せられる光の指向性を簡単に調整することができて好ましい。
図13は、パラボラ形状の反射板940を利用した例を示している。この例においては、光がオブジェクトに向くように反射板940の軸は予め傾斜させられている。傾斜の程度は、その光の照射中心軸(一点鎖線にて示される)と当該鏡形成領域の主面の法線方向とのなす角が上記θの値となるように設定されている。これにより、効率的に照明ユニットの照射指向性をオブジェクトに合わせることができる。
また、指向性の調整は、図13に矢印で示されるように所定の回転軸例えば光源911を中心にして反射板940を回転させることにより行うことができる。これにより、発せられる光の照射中心軸を変えられる。
照明光に所望のスポット形状を付与するには、図14のように光源911の前面に光学屈折体としての凸レンズ950を配してこのレンズ950を介してオブジェクトに光を照射する構成とすればよい。これにより、オブジェクト1000には集光された形の光が照らされることになる。
かかる構成において、レンズ950及び/又は光源911を可動とし、レンズ950と光源911との相対距離を変えることにより、オブジェクト1000におけるスポットサイズを所望のものに変えることができる。
図14は図12の構成を基礎としているが、このような凸レンズを図13に示される構成に適用することも可能である。したがって、照明ユニットの照射指向性も照射スポット形状も、図11に示した使用形態に最も適したものとすることができる。このように照射特性を使用態様に適合させることは、特に携帯機器のようにユーザがある限定的な使い方しかしない場合に極めて効果的である。
なお、図12ないし図14に示した構成と図10に示した構成とを組み合わせてもよいことは勿論である。かかる組み合わせによれば、鏡を形成する構成(像形成手段)に対しても最適化がなされ、明るくかつ好適な光の照射がなされることになる。
光検出器92を構成する場合の好適な例の1つとしては、図15に示される形態のものが挙げられる。この形態では、携帯電話機の頂部に設けられる光検出器92の実際の受光面920を傾斜させ、照明ユニット91の照射光がオブジェクトその他反射物体により反射されて受光面920に入ることを避けるようにしている。ここでは受光面920が照明ユニット91の照射軸91Aに対して角度βだけ照明ユニット91から逸れるように形成されている。こうすることによって、照明ユニット91の光が光検出器92によって検出されてしまうのを防ぎ、光検出器92に外部の明るさを正しく検出させることが可能となる。照明ユニット91の光が光検出器92に入ることを防ぐ手段としては、他にも種々考えられるが、このように受光面920を当該照射軸に対して角度を持たせることで簡単に実現することができる。
以上の説明から分かるように、本発明は必ずしも図2に示されるような像形成手段に限定されない。例えば特許文献1に記載の種々の形態の鏡機能を有する構成とすることも可能であるし、これ以外の鏡機能付き表示装置にも本発明は適用可能である。
また、上記実施例では、透過型と反射型の液晶表示装置について言及しているが、いわゆる半透過型のものでも構わないし、液晶以外のタイプの表示装置でも対象となりうるものである。
以上、本発明による代表的実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、当業者であれば、添付請求項の範囲内で種々の改変例を見出すことができる。
本発明の一実施例による携帯電話機の概念及び使用形態を示す模式図。 図1の携帯電話機に用いられる表示装置の特徴的構成を示す概略図。 図2の表示装置に適用される制御回路の改変例を示す回路図。 図2の表示装置に適用される制御回路の他の改変例を示す回路図。 図2の表示装置に適用される制御回路のさらに他の改変例を示す回路図。 図2の表示装置に適用される改変された照明システムの一例を示す図。 図2の表示装置に適用される改変された照明システムの他の例を示す図。 図2の表示装置に適用される改変された照明システムのさらに他の例を示す図。 本発明を反射型表示装置に適用した例を示す図。 本発明による照明システムの改変例を示す模式図。 図1の携帯電話機における像形成領域とオブジェクトとの関係を示す模式図。 図1の携帯電話機に好適な照明ユニットの一構成例を示す模式図。 図1の携帯電話機に好適な照明ユニットの他の構成例を示す模式図。 図1の携帯電話機に好適な照明ユニットのさらに他の構成例を示す模式図。 図1の携帯電話機に好適な光検出器の構成例を示す模式図。
符号の説明
1…携帯電話機
10…画面
100…ユーザ
30…鏡モード切替ボタン
31…照明制御設定ボタン
40…バックライト
50,50A…液晶表示パネル
51,51A…液晶セル
52,53…偏光板
60…DBEF
70…透過偏光軸可変部
7a,7b…透明基板
7c…液晶層
7ao,7bo…透明電極
71…偏光板
80…電源回路
81…電源
82…鏡作用起動スイッチ
90,90A,90B,90C,90´,90´´…照明回路
9,91…照明ユニット
91A…照射軸
92…光検出器
920…受光面
93…連動スイッチ
94…設定スイッチ
95…可変抵抗器
96…選択スイッチ
971…オンオフスイッチ
972…明滅回路
98…オンオフスイッチ
99…選択スイッチ
7ao´,7ao´´…第1電極部
7a1,7a2…第2電極部
7a3…第3電極部
41…フロントライト
42…光源
43…反射板
44…導光板
45…反射防止層
46…フロントライト制御回路
77…電圧検知回路
910…照明ユニット
911…光源
912…拡散反射板
913…DBEF
921〜924…反射板
930…透明板
940…パラボラ形反射板
950…凸レンズ
1000…オブジェクト

Claims (17)

  1. 1の状態において表示すべき情報を表示し他の状態において外光を反射して鏡を形成する像形成手段と、鏡機能実行指令を入力する入力手段と、前記鏡機能実行指令に応答して前記像形成手段を前記他の状態に切り換える制御手段とを有する表示装置であって、
    前記他の状態において当該鏡に映すべきオブジェクトに光を照射するための照明ユニットをさらに有する、
    表示装置。
  2. 請求項1に記載の表示装置であって、前記制御手段は、前記鏡機能実行指令に応答して前記照明ユニットを点灯させることの可能な状態にする、表示装置。
  3. 請求項2に記載の表示装置であって、前記制御手段は、前記鏡機能実行指令に応答して前記照明ユニットを点灯させる、表示装置。
  4. 請求項2に記載の表示装置であって、前記制御手段は、前記鏡機能実行指令に応答して外部照度情報に応じた照明強度にて前記照明ユニットを駆動させる、表示装置。
  5. 請求項2に記載の表示装置であって、前記制御手段は、前記鏡機能実行指令に応答して前記照明ユニットを点灯させるか又は前記鏡機能実行指令に応答して外部照度情報に応じた照明強度にて前記照明ユニットを駆動させるかを予め選択することを可能としている、表示装置。
  6. 請求項1に記載の表示装置であって、前記制御手段は、前記照明ユニットを不点灯にすべき設定又は前記照明ユニットを所定強度で照射させるべき設定がなされているときは、当該設定に応じて前記照明ユニットを制御する、表示装置。
  7. 請求項4又は5に記載の表示装置であって、前記外部照度情報を得るための光検出器又は入力手段を有する、表示装置。
  8. 請求項1に記載の表示装置であって、当該表示装置は、バックライトを有する透過型表示装置であり、前記照明ユニットは、前記バックライトにより構成される、表示装置。
  9. 請求項8に記載の表示装置であって、前記バックライトにより発せられた光は、前記他の状態のときに前記像形成手段の鏡形成領域の外周部の少なくとも一部において外部へ透過させられることが可能となっている、表示装置。
  10. 請求項1に記載の表示装置であって、当該表示装置は、フロントライトを有する反射型表示装置であり、前記照明ユニットは、前記フロントライトにより構成され、前記フロントライトにより発せられた光は、前記他の状態のときに前記像形成手段において形成された鏡を反射した後に前記オブジェクトを照射することが可能となっている、表示装置。
  11. 請求項1ないし10のうちいずれか1つに記載の表示装置であって、前記照明ユニットの電源供給は、省電力モードのときに強制的に断とされる、表示装置。
  12. 請求項1ないし11のうちいずれか1つに記載の表示装置であって、前記照明ユニットは、前記像形成手段において形成される鏡の主面の略中心における略垂直線上の所定使用位置に光を向ける照射指向性を有する、表示装置。
  13. 請求項1ないし12のうちいずれか1つに記載の表示装置であって、前記照明ユニットの光の照射指向性及び/又はスポット形状を調整する手段を有する、表示装置。
  14. 請求項12又は13に記載の表示装置であって、前記照明ユニットは、光源とこの光源より発せられた光を反射して前記所定使用位置に光を指向させる少なくとも1つの反射板とを有する、表示装置。
  15. 請求項12,13又は14に記載の表示装置であって、前記照明ユニットは、光源とこの光源より発せられた光を屈折させて前記所定使用位置に光を指向させる少なくとも1つの光学屈折体を有する、表示装置。
  16. 請求項1ないし15のうちいずれか1つに記載の表示装置であって、前記照明ユニットは、光源と、この光源より発せられた光のうち第1偏光成分を透過しそれ以外の第2偏光成分を反射する反射型偏光板と、この反射型偏光板と前記光源を挟んで対向配置され前記光源からの光及び前記第2偏光成分を反射する反射板とを有し、前記像形成手段は、前記他の状態において主として前記第1偏光成分の光を当該鏡において反射させる、表示装置。
  17. 請求項1ないし16のうちいずれか1つに記載の表示装置を有する携帯情報装置であって、前記制御手段は、着信その他の当該携帯情報装置の呈する特異状態に応答してその旨を報知するよう前記照明ユニットの点灯を制御する、携帯情報装置。
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