JP2008197634A - 情報を表示する装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】動作時に高いフレームレートの表示出力や色をもたらし、電力が取り除かれても表示情報を保持できるようにすること。
【解決手段】紙のような処理に適した低電力高解像度のディスプレイを備えたマルチレイヤ入出力装置は、第1表示層、第2表示層、入力層及び制御論理部を含む。第1表示層は低電力ディスプレイである。第2表示層は、第1層の上に設けられた高速で透明なディスプレイである。入力層はユーザのしぐさや入力の動きを検出する層である。制御論理部は第1表示層、第2表示層及び入力層に結合され、本発明方法に従ってそれらの動作を制御する。本発明方法は、第2表示層を選択的に操作し、入力層で検出した動きを表示する。所定の時点で、第2表示層に表示されていた情報は、第1表示層に移されそこで表示される。
【選択図】図5

Description

本発明は入力/出力装置に関連する。具体的には、本発明は紙のようなコンピュータ処理用の入力/出力装置に関連する。更に具体的には、本発明は紙のようなコンピュータ処理を行う低電力高解像度のディスプレイに関連する。
携帯用コンピュータ装置の用途及び普及は益々拡大しつつある。特に、パーソナルディジタルアシスタント(PDA)、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ディジタルカメラ、ビデオゲーム及びラップトップコンピュータ等のような多数の小型コンピュータ装置が存在し、それらは入力/出力装置を組み込んでいる。これらの入力/出力装置は、ペンやスタイラスを用いてユーザが装置と相互作用することを可能にし、情報や入力されるコマンド選択を提示するディスプレイを与える。例えば図1にはペンやスタイラス104及びコンピュータ装置102を含む従来システム100が示されている。コンピュータ装置102は一般的な形式のタッチパネルを有し、タッチパネルはディスプレイ106及び触覚センサ入力部108を有する。しかしながらそのような装置に特有の問題の1つは、ディスプレイが典型的にはアクティブマトリクス液晶ディスプレイ(LCD)であり、LCDは大量の電力を必要とすることである(なぜなら、ディスプレイ中の各ピクセルの状態は、連続的な電力の印加によって維持される必要があるからである。)。また、多くの更なる電力が、LCDパネルのバックライトを照らすのに使用される。しばしば装置は携帯用であるので、電力消費は1つの関心事であり、現在の装置にとって深刻な問題である。
電気泳動(electrophoretic)ディスプレイと共に従来技術の電力消費の制約を解決しようとする従来なされている試みは、しばしば、電子ペーパー又は電子インクと呼ばれている。そのようなディスプレイに描かれた画像は、電力が取り除かれた後でさえ保存される、という利点を電気泳動ディスプレイは有する。画素を照らすバックライトを利用する従来のフラットパネルディスプレイとは異なり、電気泳動ディスプレイは、通常の紙のように光を反射し、電気を引かずに又は処理電力を使わずに文字や画像を保持することができる。そのような技術は電子書籍で非常に一般的である。なぜなら、ページをめくるのに電力を要するだけであり、ページ上の文字を読み取るには不要だからである。例えば、図2はそのような紙状のディスプレイ204を備えた装置202を示す。電気泳動ディスプレイは一般にモノクロである。電気泳動ディスプレイにカラーフィルタを付けることは、ディスプレイのコントラストや解像度をかなり削減してしまう。電気泳動ペーパー、電子インク又は他のゼロ電力ディスプレイ技法に関する別の問題は、そのディスプレイが、非常に素早くは更新できないことであり、動きのある映像速度をサポートできないことである。表示モードの多くはディスプレイ全体をリフレッシュすることを要し、それには長い時間がかかり、従ってリフレッシュレートを毎秒1フレーム未満に制限している。コンピュータの対話式ユーザインターフェースは、ユーザのリクエストに応答しなければならず、1秒より長い遅延はそのコンピュータを低速で応答できないように見せてしまい、場合によっては使用できないように見せてしまう。
本発明の課題は、動作時に高いフレームレートの表示出力や色をもたらし、電力が取り除かれても表示情報を保持できる装置及び方法を提供することである。
本発明は追加的な表示層と共に従来の欠点を克服しようとし、その表示層は、例えば、動作時に高いフレームレートの表示出力や色をもたらすが、電力が追加的な層から取り除かれた場合、電気泳動ディスプレイがそれを通じて提示することを許容する。電気泳動ディスプレイの低電力の利点と、一般のLED又はLCDディスプレイの高速フレームレートや有色性の利点とを結合するので、本発明の追加的な層は特に有利である。一実施例では、本発明によるシステムは、第1表示層、第2表示層、入力層及び制御論理部を含む。第1表示層は、電気泳動ディスプレイのような低電力ディスプレイである。第2表示層は高速で透明なディスプレイであり又はカラーディスプレイであり、電気泳動ディスプレイの上に設けられている。入力層はユーザによるジェスチャーや入力の動きを検出するための層である。一実施例では、入力層は、タッチスクリーンのように透明であり、2つの表示層の上に設けられる。一実施例では、入力層はワコム(Wacom)ブランドのタブレットのような表示層を介して機能し、双方の層の下に設けられる。一実施例では、タッチセンサがディスプレイの縁に沿って用意され、表面弾性波又はSAW技術等を利用した物理層を一切要しない。制御論理部(制御ロジック)は、第1表示層、第2表示層及び入力層に結合され、本発明方法に従ってそれらを制御する。本発明方法は、高速に変化しなければならない画像を表示するために第2表示層を選択的に操作し、その画像は、ビデオ画像や、ユーザ入力で駆動される動き等を含む。
ここで説明される特徴及び利点は、全てを包含するものではなく、特に、多くの追加的な特徴や利点が詳細な説明及び図面から当業者に明らかになるであろう。更に、明細書で使用されている言葉は、読みやすさや説明の便宜上選択されているに過ぎず、本発明の範囲を限定しようとしているわけではないことに留意を要する。
以下、本発明が添付図面と共に非限定的な実施例により説明される。図中、同様な参照番号が同様な要素を指すのに使用されている。
情報を表示するマルチレイヤ入出力装置及び方法が説明される。以下の説明では、説明のため、多くの具体的詳細が説明され、本発明の十分な理解を促す。しかしながら、本発明はそのような具体的詳細によらず実施可能であることは当業者に明らかになるであろう。場合によっては、本発明を曖昧にすることを避けるため、構造や装置がブロック図形式で示される。本発明は例えば携帯用コンピュータ装置のディスプレイの実施例に関して主に説明されるが、本発明はディスプレイを必要とし且つ電力の節約が重要な如何なるコンピュータにも適用可能である。
本明細書における「一実施例」又は「実施例」は、その実施例に関して説明される特定の特質、構造又は特徴が、本発明の少なくとも1つの実施例に含まれることを意味する。本明細書の様々な場所で「一実施例」なる用語が使用されていることは、全て同じ実施例であることを必ずしも意味しているわけではない。
以下の詳細な説明の一部は、コンピュータメモリ内のデータビットを処理するアルゴリズム及び記号表現で与えられる。これらのアルゴリズムの説明及び表現は、データ処理技術分野の当業者が他の当業者に彼らの仕事内容を最も効率的に伝えるのに使用される手段である。ここで、アルゴリズムは一般に所望の結果に導く首尾一貫した一連のステップと考えられる。そのステップは物理量の物理的処理を必要とするものである。必須ではないが、通常それらの物理量は、格納、転送、結合、比較その他の処理を施すことの可能な電気的な又は磁気的な信号の形態をとる。原則的な一般的な用法の観点から、ビット、値、エレメント、シンボル、キャラクタ、期間、数等としてそれらの信号に言及することが折に触れて便利なことが分かる。
しかしながら、これらの及び類似の用語の全ては、適切な物理量に関連しており且つそれらの量に付された便宜的なラベルにすぎないことに留意を要する。特に断りのない限り、以下の説明から明らかなように、本説明を通じて、「処理」、「演算」、「計算」、「決定」又は「表示」等のような用語を用いる説明は、コンピュータシステム又は同様な電子コンピュータ装置の動作や処理に関連し、その動作や処理は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリの中で物理的な(電子的な)量として表現されるデータを、コンピュータシステムメモリやレジスタその他の情報ストレージ、伝送又は表示装置の中で物理量として同様に表現される他のデータに変換及び処理することが、理解されるであろう。
本発明はここで説明される処理を実行する装置にも関連している。その装置は、必要な目的に応じて特別に構築されてもよいし、コンピュータに格納されているコンピュータプログラムによって選択的にアクティブにされる又は再構成される汎用コンピュータで構築されてもよい。そのようなコンピュータプログラムはコンピュータ読取可能な記憶媒体に格納されてもよく、その記憶媒体は、限定ではないが、フロッピディスク、光ディスク、CD-ROM、磁気光ディスク、リードオンリメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、EPROM、EEPROM、磁気又は光カード等の如何なるタイプのディスクを含んでもよいし、或いは電子的な命令を格納するのに指摘した如何なるタイプの媒体を含んでもよいし、ディスクも媒体もそれぞれコンピュータシステムバスに結合される。
最後に、ここで説明されるアルゴリズム及び表示は、特定のコンピュータその他の装置のどれにも固有に関連するものではない。様々な汎用システムがここで教示するものによるプログラムと共に使用されてよく、或いは、必要な方法ステップを実行するように、よりいっそう特化した装置を構築することが便利なことが分かるかもしれない。これら様々なシステムに必要な構造は以下の説明から明らかになるであろう。更に、本発明は特定のプログラミング言語のどれにも依存しない。ここで説明される本発明の教示内容を実現するのに様々なプログラミング言語が使用されてよいことが分かるであろう。
<マルチレイヤディスプレイ>
図3を参照するに、本発明によるマルチレイヤ入出力装置304の一実施例を含む装置302の例が示されている。この実施例では、装置302はタブレットパーソナルコンピュータのような携帯用コンピュータである。図3は装置302のブロック図を示し、その装置はマルチレイヤディスプレイ304を保持及び包囲する外部ハウジングを備えている。
以下、本発明は、タブレットコンピュータシステム302の観点から説明されるが、本実施例は説明のためだけに使用され、コンピュータシステムは如何なるコンピュータ装置でもよい(限定ではないが、例えば、移動電話、PDA、ゲーム装置、カメラ、携帯用ビデオプレーヤ等でもよい。)。
更に、本発明は入出力装置として説明されるが、本発明は表示装置だけでもよいことを当業者は認識するであろう(その表示装置は、マウスタイプのコントローラのような何らかの他の組み込まれていない入力装置と協同する。)。
図3には示されていないが、別の実施例では装置302は次の1つ以上を含んでよいことを当業者は認識するであろう:それらは、制御部510、メモリ、キャッシュ、データストレージ、1つ以上の他の入出力(I/O)装置、無線トランシーバ、赤外線トランシーバ及びネットワークコントローラ等である。これらの要素(コンポーネント)は、セルラ電話、PDA又はスマートフォンのような装置の基本的機能を与えるように当業者に理解されているように、フォンノイマンアーキテクチャや同様なアーキテクチャのような従来の方式で共に結合されてもよい。
図4を参照するに、マルチレイヤディスプレイ304は第1表示層406、第2表示層404及び入力層402を有するように示されている。図4はマルチレイヤディスプレイ304の一部を断面図で示す。入出力装置304は、紙のような処理で使用するのに適した低電力高解像度のディスプレイを備えたマルチレイヤディスプレイ304をもたらすので特に有利である。図4に示されるように、一実施例では入力層402は第2ディスプレイ404の上に設けられ、装置302の最上面に最も近い。第2表示層404は、入力層と第1表示層406との間で入力層402の直下に設けられる。別の実施例では、入力層402は、第2表示層404及び第1表示層406双方の下にあってもよい。より具体的には、第1層上のどの層も電力が印加されていない場合、透明でなければならない。
第1表示層406は低電力ディスプレイである。第1表示層406は、信号に応答して情報を表示することが可能であり、情報が表示される表側を有する。第1表示層406は好ましくは低電力の又はゼロ電力の電気泳動ディスプレイである。一実施例では、第1表示層406は、電子ペーパーディスプレイ又は電気泳動ディスプレイ(EPD)であり、それらは例えばEインクコーポレーション(マサチューセッツ州ケンブリッジ)により製造販売されている。電子ペーパーは、通常の紙のように光を反射し、電気を引かなくても又はプロセッサを使用しなくても文字や画像を無期限に保持することができ、ディスプレイの画像を変更するときにだけ電力を要する。
一実施例では、第2表示層404は第1層上にも受けられた高速ディスプレイである。第2表示層404は電源を落としたときに透明であり、第2表示層が第1層406上に位置する場合、第1層406の情報が見えるようにする。電源を切った状態では通常的に透明であるが、電源の入った状態では個々の画素は暗くなっていたり輝いていたりする如何なる材料で第2表示層404が形成されてもよい。第2表示層404は、ディジタルインク画像の瞬間的な更新を可能にする。第2表示層404は、速やかに更新可能であり、入力のしぐさや動きが入力層402で検出された場合、迅速なフィードバックを行うことができるようにしている。一実施例では、第2表示層404は有色画像を表示できる。一実施例では、第2表示層404は、ビデオのような素早く変化する画像を表示することができる。この種のパネルの1例はエレクトロクロミックガラスであり、エレクトロクロミックガラスは、電気がかかっていると暗くなり、そうでなければ透明になる。一実施例では、第2表示層404は、例えばスウェーデンのAcreo of Kista社により製造販売されているエレクトロクロミックディスプレイである。別の実施例では、第2表示層404は、ドイツのFraunhofer IPMS of Munich社により開発されているような透明な有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイである。そのような透明なOLEDは、入力層402上におけるペン又はスタイラスの動きを反映するように非常に速やかに選択的に照明することができる。
別の実施例では、第2表示層404は圧力を感知可能な透明な材料層であり、圧力に応じて表示層が色を変えるようにする又は不透明になるようにする。本実施例では、表示層404を形成する材料は、ペンの動きが入力層402で検出されるように及び第1層406で表示されるようにするため、如何なる電力も要しないかもしれないし、或いは色を変える又は不透明にする数秒間の間だけ要するかもしれない。第2表示層404の別の実施例に唯一の条件は、第1層406に生じさせるための更新に十分な時間の間に不透明になる又は色が付けられることである。従って第2表示層404は、ユーザのペンの動きに対して速やかなフィードバックをもたらす機能を発揮し続け、電力を要しない又は制御部510の制御を受けてもよい。
入力層402は、ユーザのジェスチャー又は入力の動きを検出する層である。一実施例では、入力層402はタッチセンサパネルである。例えば、入力層402は5ワイヤ抵抗センサのようなタッチセンサでもよい。入力層402は、抵抗性の、容量性の又は表面波を利用した如何なるタッチセンサパネルでもよい。従って本発明は低電力化の利点を有するが、それでも、手動選択又はペン入力に対する視覚的な迅速なフィードバックをもたらす。
図5を参照するに、本発明によるマルチレイヤディスプレイ304の分解形式のブロック斜視図が示されている。図5は順に並んだ層402,404及び406をユーザの観点から示し、第2表示層404は入力層402及び第1表示層406の間に設けられている。図5は層402,404,406各々を制御部510に結合していることも示す。制御部510は信号線502により入力層402に結合され、入力層402で生成された信号を受信する。制御部510は信号線504により第2表示層404に結合され、操作に応じて選択的にアクティブにし、表示するデータを第2表示層404に送る。最後に制御部510は信号線506により第1表示層406に結合され、情報を送信し、コマンドを更新する。
制御部510は、算術演算論理部、マイクロプロセッサ、汎用コンピュータその他の何らかのプロセッサで構成され、それらは入力層402から及び他のソースから信号を受信し、第1層406及び第2表示層404に電子表示信号を与えるように備わっている。一実施例では、制御部510はグラフィカルユーザインターフェース(GUI)を有する汎用コンピュータで構成され、例えば、ウインドウズ(登録商標)又はユニックス(登録商標)を利用したオペレーティングシステムのようなオペレーティングシステムの上で走るジャバ(Java(登録商標))で書かれたプログラムでGUIは生成されてもよい。一実施例では、1つ以上のアプリケーションプログラムが制御部510によって実行され、そのアプリケーションプログラムは、限定ではないが、ワードプロセシングアプリケーション、電子メールアプリケーション、財務アプリケーション及びウェブブラウジングアプリケーション等を含んでよい。
制御部510は、第1表示層406、第2表示層404及び入力層402に結合され、本発明による方法に従ってそれらの動作を制御する。一実施例では、本発明方法は第2表示層404を選択的に操作し、入力層で検出された動きを表示する。所定の時点で、第2ディスプレイに表示された情報は、第1ディスプレイに移管されそこで表示される。例えば、最初のページが第1表示層406に表れる。ペン又はスタイラスが入力層402に当てられ、入力層402のタッチセンサを利用してペンの動きが測定される。その動きは制御部510により記録され、その動きにより捕捉された「ディジタルインク」は、それが記録されているように第2表示層404に表示される。透明な第2層404の個々の画素は、ペンが第2層の上を通過するのに合わせて切り替わる。ペン入力が完了し、ペンが装置302から外された後、ペンの動きによる画像は、第2表示層404から第1表示層402へ移管可能になり、第2表示層404はインアクティブになってもよい。第1層406は、他のタイプのディスプレイと比較して非常に僅かな電力しか必要とせず、第2層404はペンを持っている者に対する速やかなフィードバックをもたらすが、既存の従来のディスプレイのように定常的な電力供給は不要である。
<方法>
図6Aを参照するに、紙状のディスプレイに映像を表示する方法例が示されている。ステップ604では、静的な画像が第1の電気泳動表示層406に示される。ビデオ又は動く画像のリクエストが受信される(ステップ606)。ステップ608では、第2層404が活性化され、又は第2層に電力が与えられる。ステップ610では、ビデオ又は一連の画像は、第1層406上の第2層404に表示される。ステップ612では、ビデオが終わったときに、第2層404は非活性化される又は電源が切られ、再び透明になる。
図6Bを参照するに、本発明によるマルチレイヤディスプレイ304に情報を表示する方法例が示されている。本方法は第1表示層406に情報を表示することから始まる(ステップ622)。次に本方法は、ペンを下げるイベントのようなペン入力を検出する(ステップ624)。本方法はペンの動きを検出し続ける(ステップ624)。それは入力層402による入力として受信され、制御部510に送信される。この入力に基づいて、本方法は第2表示層404をアクティブにし、その入力を表す「ディジタルインク」を表示し(ステップ628)、入出力装置302でのペン又はスタイラスの動きに関してユーザにフィードバックを与える。ステップ628は1つのステップとして図示されているが、第2表示層404の個々の画素は、入力層402で検出されるペンの追加的な動きに応じて表示状態を修正可能なことを当業者は理解するであろう。第2表示層404は非常に速い更新速度を有し且つ個々の画素を更新可能なので、ディスプレイは紙に書くことを再現する。本方法はペンを上げるイベントを検出する。別の実施例では、ペンを上げるイベントは、例えば数秒間のような所定の期間で置換することもできるし、第1表示層406の更新時間に合う別の時間で置換してもよい。ペンを上げるイベントが検出された後に、本方法は第1表示層406に「ディジタルインク」を表示し始める(ステップ630)。本方法は第2層404のディジタルインクを除去し、第2層を非活性化することに続く(ステップ632)。
図6Cを参照するに、低電力ディスプレイに有色画像を表示する例が示されている。ステップ642では、静的な画像が第1層406に表示されている。ステップ644では、第2表示層404にカラー画像を表示するリクエストが受信される。第2層404は活性化され(ステップ646)、カラー画像が第2層404に表示される(ステップ648)。カラー画像がもはや不要になった場合又はモノクロ画像が要求された場合(ステップ650)、第2表示層404は非活性化され、電源が切られ(ステップ652)、モノクロディスプレイ406が透明なカラー層404を通して眺められる。
以上、本発明の実施例の説明が理解を促すように与えられた。その説明は余すところのないものであることを意図するものではないし、本発明を開示された詳細な形態に限定しようとするものでもない。多くの修正や変形が上記の教示に照らして可能である。本発明の範囲は詳細な説明に限定されず、原則として本願の特許請求の範囲によってしか限定されないことが意図される。当業者に理解されるように、本発明の精神や本質的特徴から逸脱せずに、本発明は他の特定の形態で実施されてもよい。同様に、モジュール、ルーチン、特質、属性、方法その他の態様についての特定のネーミングや区分けは、必須でもなく重要でもない。本発明又はその特徴を実現する手段は、名称、区分け及び/又はフォーマットを様々に備えてよい。従って本発明に関する開示内容は、例示であることが意図されており、特許請求の範囲で規定される本発明の範囲を限定しようとするものではない。
入力/出力装置としての従来のLCDパネルを示す図である。 従来の紙状のディスプレイ装置を示す図である。 本発明による複数層の入力/出力装置例を示すブロック図である。 本発明による複数層の入力/出力装置例の部分断面図を示す。 本発明による複数層の入力/出力装置例の分解形式のブロック図である。 本発明による複数層の入力/出力装置で情報を表示するフローチャート例を示す。 本発明による複数層の入力/出力装置で情報を表示するフローチャート例を示す。 本発明による複数層の入力/出力装置で情報を表示するフローチャート例を示す。
符号の説明
100 システム
102 コンピュータ装置
104 ペン/スタイラス
106 ディスプレイ
108 タッチセンサ入力
202 装置
204 紙状のディスプレイ
302 タブレットコンピュータシステム
304 マルチレイヤディスプレイ
402 入力層
404 第2表示層
406 第1表示層
502 制御部

Claims (20)

  1. 信号に応じて情報を表示することが可能な低電力ディスプレイを含み、情報が外側に表示される第1層と、
    第2信号に応じて情報を表示する第2層と、
    を有し、前記第2層は、選択的に透明になり、前記第1層の上に設けられ且つ前記第1層とは異なる表示特性を有する、情報を表示する装置。
  2. 前記第1層が、低電力の紙状のディスプレイである又は電子ペーパーディスプレイである請求項1記載の装置。
  3. 電源の入っていない状態では通常的に透明であるが、電源の入った状態では画素を個々に暗くすることができる材料で、前記第2層が形成されている請求項1記載の装置。
  4. ペンを用いた入力に応じて速やかなフィードバックをもたらすように、ディジタルインク画像の瞬時的な表示に備えて第2層が速やかに更新可能である請求項1記載の装置。
  5. 前記第2層が、エレクトロクロミックディスプレイ又は透明な有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイである請求項1記載の装置。
  6. 動きを検出し、入力信号を生成する入力層を更に有する請求項1記載の装置。
  7. 前記入力層が、前記第2層の上に設けられる請求項8記載の装置。
  8. 前記入力層が、タッチセンサパネルである請求項1記載の装置。
  9. 前記第1層及び前記第2層の動作を制御する制御部を更に有し、該制御部は、前記第1層及び前記第2層に結合され、第1信号及び第2信号を用意する請求項1記載の装置。
  10. 入力信号を受信し、前記第1層による情報の表示を制御する前記第1信号と、前記第2層を選択的にアクティブにする前記第2信号とを出力する制御部を更に有し、該制御部は、前記第1層、前記第2層及び前記入力層に結合されている請求項8記載の装置。
  11. 前記制御部が、前記第1層で表示された情報を前記第2層で表示されるように転送する請求項10記載の装置。
  12. 前記第2層の前記異なる表示特性が、迅速に更新される特性である請求項1記載の装置。
  13. 前記第2層の前記異なる表示特性が、色を表示できる特性である請求項1記載の装置。
  14. 入力を受信するステップと、
    前記入力に対応する情報を第2表示層で一時的に表示するステップと、
    前記入力に対応する情報を第1表示層で表示するステップと、
    を有するマルチレイヤ表示装置で情報を表示する方法。
  15. 前記情報を前記一時的に表示する前記ステップが、前記入力に対応する情報が前記第1表示層に表示されるまで実行される請求項14記載の方法。
  16. 前記情報を前記一時的に表示する前記ステップが、所定の期間にわたって実行される請求項14記載の方法。
  17. 前記情報を前記一時的に表示する前記ステップが、タッチセンサパネルが所定の期間にわたって触られなかった場合に実行される請求項14記載の方法。
  18. 前記入力がディジタルインクであり、前記情報を前記一時的に表示する前記ステップが、前記第2層から前記第1層へ前記ディジタルインクが転送されるまで実行される請求項14記載の方法。
  19. 前記第2層を非活性化するステップを更に有する請求項14記載の方法。
  20. 入力を受信するステップに先立って、前記第1層に他の情報を表示するステップを更に有する請求項14記載の方法。
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