JP2010171759A - 赤外線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】赤外ノイズの影響を受け難く、安定した赤外線通信を行うことが可能な赤外線通信システムを提供する。
【解決手段】赤外線通信システムは、第１方向（垂直方向）に偏光された赤外ノイズＳ２を放射する赤外ノイズ源（ＬＣＤパネル１６）の周辺に設置され、発光部２１と受光部１８との間で赤外線信号Ｓ１の送受信を行うものであって、受光部１８は、赤外線信号Ｓ１を受光する受光素子と、受光部１８への入射光のうち、第１方向とは異なる第２方向（水平方向）の偏光成分のみを受光素子に透過する受光側偏光フィルタと、を有して成る。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光部と受光部との間で赤外線信号の送受信を行う赤外線通信システムに関するものである。

テレビジョン放送受信装置やパーソナルコンピュータなどの表示手段として用いられる液晶ディスプレイは、ＬＣＤ［Liquid Crystal Display］パネルを照明するバックライトとして、冷陰極蛍光管（以下、ＣＣＦＬ［Cold Cathode Fluorescent Lamp］と呼ぶ）を用いるものが主流である。

なお、上記に関連する技術としては、特許文献１や特許文献２を挙げることができる。

特開２００７−３２３０２２号公報 特開２００８−３５４９２号公報

しかしながら、ＣＣＦＬから照射される光には、画面表示に不要な赤外成分（赤外ノイズ）が含まれており、特に、ＣＣＦＬの点灯を開始してから点灯状態が安定するまでの間には、多量の赤外ノイズが放射される。

そのため、発光部と受光部との間で赤外線信号の送受信を行う赤外線通信システムを液晶ディスプレイの周辺で使用する場合には、液晶ディスプレイから赤外線通信システムの受光部に赤外ノイズが回り込み、通信感度の低下（信号到達距離の短縮）や誤動作を招くおそれがあった。特に、液晶ディスプレイ自身のリモコン受光部は、液晶ディスプレイからの赤外ノイズが回り込みやすく、最も悪影響を受けやすかった。

なお、特許文献１には、赤外光を放射する光源と、この光源から放射される光が射出される表示面との間に、赤外光の波長成分を吸収する材料を設けることが開示されている。また、特許文献２には、赤外線信号を受光する受光部の前面に、赤外線信号の波長成分を優先的に透過させる光学素子を配置することが開示されている。すなわち、上記いずれの関連技術も、赤外ノイズの影響を低減するための手段として、波長選択フィルタを用いている点で、以下に説明する本発明とは、その本質的構成を異にするものであると言える。

また、上記では、赤外ノイズの発生源として液晶ディスプレイのみを例に挙げたが、その他の光源（プラズマディスプレイや蛍光灯など）から放射された赤外ノイズによって、赤外線通信システムが悪影響を受けるおそれもあった。

本発明は、上記の問題点に鑑み、赤外ノイズの影響を受け難く、安定した赤外線通信を行うことが可能な赤外線通信システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成すべく、本発明に係る赤外線通信システムは、第１方向に偏光された赤外ノイズを放射する赤外ノイズ源の周辺に設置され、発光部と受光部との間で赤外線信号の送受信を行うものであって、前記受光部は、前記赤外線信号を受光する受光素子と、前記受光部への入射光のうち、第１方向とは異なる第２方向の偏光成分のみを前記受光素子に透過する受光側偏光フィルタと、を有して成る構成（第１の構成）とされている。

なお、上記第１の構成から成る赤外線通信システムにおいて、第１方向と第２方向とは互いに直交している構成（第２の構成）にするとよい。

また、上記第１ないしは第２の構成から成る赤外線通信システムにおいて、前記発光部は、前記赤外線信号を発光する発光素子と、前記発光素子の出射光を第２方向に偏光する発光側偏光フィルタと、を有して成る構成（第３の構成）にするとよい。

また、本発明に係る赤外線通信システムは、発光部と受光部との間で赤外線信号の送受信を行うものであって、前記発光部は、赤外線信号を発光する発光素子と、前記発光素子の出射光を所定方向に偏光する発光側偏光フィルタと、を有して成り、前記受光部は、前記赤外線信号を受光する受光素子と、前記受光部への入射光のうち、前記所定方向の偏光成分のみを前記受光素子に透過する受光側偏光フィルタと、を有して成る構成（第４の構成）としてもよい。

また、本発明に係る表示装置は、装置本体の遠隔操作手段として、上記第１〜第４いずれかの構成から成る赤外線通信システムを備えた構成（第５の構成）とされている。

また、本発明に係る音響装置は、音源からワイヤレススピーカへの音声信号伝達手段として、上記第１〜第４いずれかの構成から成る赤外線通信システムを備えた構成（第６の構成）とされている。

本発明に係る赤外線通信システムであれば、赤外ノイズの影響を受け難く、発光部と受光部との間で安定した赤外線通信を行うことが可能となる。

テレビジョン放送受信装置１０の外観を示す模式図である。 テレビジョン放送受信装置１０の一構成例を示すブロック図である。 ＬＣＤパネル１６の概略構造を示す模式図である。 受光部１８の概略構造を示す模式図である。 発光部２１の概略構造を示す模式図である。 赤外線ワイヤレスオーディオシステムへの応用例を示す模式図である。 共通データのデータフォーマットを示す模式図である。

以下では、本発明に係る赤外線通信システムを備えたテレビジョン放送受信装置を例に挙げて詳細な説明を行う。

図１は、テレビジョン放送受信装置１０の外観を示す模式図であり、図２は、テレビジョン放送受信装置１０の一構成例を示すブロック図である。図１や図２に示すように、テレビジョン放送受信装置１０は、チューナ部１１と、制御部１２と、インターフェイス部１３（以下では、Ｉ／Ｆ部１３と呼ぶ）と、電源部１４と、スピーカ１５と、ＬＣＤパネル１６と、バックライト１７と、受光部１８と、を有して成る。

チューナ部１１は、アンテナ３０に接続されるフロントエンドであり、アンテナ３０で受信されたテレビジョン放送信号から所望のチャネル信号を選局するチューナ回路１１１と、映像信号や音声信号の復調処理を行う検波回路１１２と、を有して成る。

制御部１２は、テレビジョン放送受信装置１０の動作を統括制御する手段であり、ＣＰＵ［Central Processing Unit］１２１と、ＤＳＰ［Digital Signal Processor］１２２と、音声信号プロセッサ１２３と、映像信号プロセッサ１２４と、パネルコントローラ１２５と、バックライト用インバータ回路１２６と、受光回路１２７と、を有して成る。

Ｉ／Ｆ部１３は、不図示の外部機器（ＤＶＤプレーヤやハードディスクレコーダなど）と制御部１２とを接続するための手段である。

電源部１４は、テレビジョン放送受信装置１０の各部に電力供給を行う手段である。

スピーカ１５は、音声信号プロセッサ１２３から入力される音声信号を音声として出力する手段である。

ＬＣＤパネル１６は、映像信号プロセッサ１２４から入力される映像信号を映像として出力する手段であり、その動作はパネルコントローラ１２５によって制御される。なお、ＬＣＤパネル１６の構造については後述する。

バックライト１７は、ＬＣＤパネル１６を背面から照明する手段であり、ＣＣＦＬが一般的に用いられる。バックライト１７への電力供給は、バックライト用インバータ回路１２６によって制御されている。なお、先述のように、ＣＣＦＬから照射される光（延いては、ＬＣＤパネル１６から放射される光）には、画面表示に不要な赤外成分（赤外ノイズＳ２）が含まれており、特に、ＣＣＦＬの点灯を開始してから点灯状態が安定するまでの間には、多量の赤外ノイズＳ２が放射される。

受光部１８は、図１に示す通り、赤外ノイズＳ２を放射するＬＣＤパネル１６（赤外ノイズ源）の周辺に設置され、リモートコントローラ２０の発光部２１から出力される赤外線信号Ｓ１（遠隔操作信号）を受光し、これを電気信号に変換して受光回路１２７に送出する手段（リモコン受光部）である。すなわち、本実施形態のテレビジョン放送受信装置１０は、装置本体の遠隔操作手段として、発光部２１と受光部１８との間で赤外線信号Ｓ１の送受信を行う赤外線通信システム（赤外線リモートコントロールシステム）を備えた構成とされている。なお、受光部１８ないし発光部２１の構造については後述する。

次に、ＬＣＤパネル１６の構造について、図３を参照しながら詳細に説明する。図３はＬＣＤパネル１６の概略構造を示す模式図である。図３に示すように、ＬＣＤパネル１６は、バックライト１７から出力された光の透過率を変化させて画面表示を行う透過型であり、一対の透明基板（主にガラス板）の間に液晶を封入して成るパネル本体１６１と、パネル本体１６１の背面側に設けられた第１偏光フィルタ１６２と、パネル本体１６１の前面側に設けられた第２偏光フィルタ１６３と、を有して成る。

なお、本実施形態において、第１偏光フィルタ１６２は、バックライト１７から出射される光のうち、水平方向（図３中において第１偏光フィルタ１６２に付された破線矢印を参照）の偏光成分のみをパネル本体１６１に透過する。すなわち、バックライト１７から第１偏光フィルタ１６２を介してパネル本体１６１に入射される光は、水平方向に偏光された状態となる。一方、第２偏光フィルタ１６３は、パネル本体１６１を介して出射される光のうち、垂直方向（図３中において第２偏光フィルタ１６３に付された破線矢印を参照）の偏光成分のみを外部に透過する。すなわち、パネル本体１６１から第２偏光フィルタ１６３を介して外部に放射される光（画面表示に必要な可視光はもちろん、画面表示に不要な赤外成分（図１の赤外ノイズＳ２）についても同様）は、垂直方向に偏光された状態となる。

パネル本体１６１に封入されている液晶は、その両端に印加される電圧の大きさに応じて配向が変化するものである。例えば、液晶の両端に電圧が印加されていない状態では、液晶の配向が一様にねじられており、パネル本体１６１を介して透過される光は、液晶の配向のねじれに応じて、その偏光方向が９０度回転される。すなわち、パネル本体１６１を透過した光は、垂直方向に偏光された状態となるので、第２偏光フィルタ１６３に遮られることなく外部に透過出力され、画面表示は明るくなる。一方、液晶の両端に電圧を十分印加した状態では、液晶の配向が光の透過軸に対して垂直となり、パネル本体１６１に入射された光は、その偏光方向を何ら変化されることなく、そのまま透過される。すなわち、パネル本体１６１を透過した光は、水平方向に偏光された状態のままとなるので、第２偏光フィルタ１６３に遮られて、画面表示は暗くなる。

なお、上記では、ＬＣＤパネル１６として、液晶の両端に電圧が印加されていないときに明表示（白表示）となるノーマリホワイト型を採用した構成（すなわち、第１偏光フィルタ１６２と第２偏光フィルタ１６３の偏光方向が互いに直交している構成）を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、液晶の両端に電圧が印加されていないときに暗表示（黒表示）となるノーマリブラック型を採用した構成（すなわち、第１偏光フィルタ１６２と第２偏光フィルタ１６３の偏光方向が互いに一致している構成）としても構わない。

次に、受光部１８の構造について、図４Ａを参照しながら詳細に説明する。図４Ａは、受光部１８の概略構造を示す模式図である。図４Ａに示すように、受光部１８は、赤外線信号Ｓ１を受光する受光素子１８１と、受光部１８への入射光のうち、水平方向（図４Ａ中の破線矢印を参照）の偏光成分のみを受光素子１８１に透過する受光側偏光フィルタ１８２と、を有して成る。

先にも述べたように、ＬＣＤパネル１６から放射される赤外ノイズＳ２は、垂直方向に偏光された状態となっているので、仮にＬＣＤパネル１６から受光部１８に赤外ノイズＳ２が回り込んだ場合でも、赤外ノイズＳ２は受光側偏光フィルタ１８２にほとんど遮られて、受光素子１８１に届きにくくなる。従って、赤外線リモートコントロールシステムにおける通信感度の低下（赤外線信号Ｓ１の到達距離の短縮）や誤動作を軽減することが可能となる。

なお、リモートコントローラ２０の発光部２１から出力される赤外線信号Ｓ１については、従来と同様、様々な方向に振幅成分を有する非偏光を用いればよい。このような構成とすることにより、赤外線信号Ｓ１は、受光側偏光フィルタ１８２で減衰されるものの、受光素子１８１には問題なく到達するため、発光部２１と受光部１８との赤外線通信に支障を生じることはない。

また、リモートコントローラ２０の発光部２１は、図４Ｂに示す通り、赤外線信号Ｓ１を発光する発光素子２１１と、発光素子２１１の出射光を水平方向（図４Ｂ中の破線矢印を参照）に偏光する発光側偏光フィルタ２１２と、を有して成る構成としてもよい。このような構成とすることにより、発光部２１から出力される赤外線信号Ｓ１は、水平方向に偏光された状態となるので、受光側フィルタ１８２で遮られることなく、受光素子１８１に到達する。従って、発光部２１と受光部１８との赤外線通信を支障なく行うことが可能となる。

ただし、リモートコントローラ２０が手持ち型である場合、ユーザがリモートコントローラ２０を保持している手を少しひねっただけで、発光部２１から出力される赤外線信号Ｓ１の偏光方向が変わってしまい、赤外線信号Ｓ１が受光側偏光フィルタ１８２で大幅に減衰されてしまう懸念がある。そのため、発光部２１として図４Ｂの構成を採用する場合には、リモートコントローラ２０を手持ち型ではなく、据え置き型（卓上型）にする方が望ましい。このような構成とすることにより、発光部２１から出力される赤外線信号Ｓ１を確実に水平方向に偏光することができるので、赤外線信号Ｓ１は、受光側偏光フィルタ１８２で遮られることなく、受光素子１８１に到達することが可能となる。

図５は、赤外線ワイヤレスオーディオシステムへの応用例を示す模式図である。図５の赤外線ワイヤレスオーディオシステムは、室内前方に設置された音源（図５の例では、テレビジョン放送受信装置１０）と、室内後方の左右に各々設置されたワイヤレススピーカ４０Ｌ、４０Ｒと、を有して成り、テレビジョン放送受信装置１０に具備された発光部１９とワイヤレススピーカ４０Ｌ、４０Ｒに各々具備された受光部４１Ｌ、４１Ｒとの間で赤外線信号Ｓ３Ｌ、Ｓ３Ｒ（音声信号）のやり取りを行うものである。

なお、赤外線ワイヤレスオーディオシステムを構成する受光部４１Ｌ、４１Ｒは、それぞれ、赤外線信号Ｓ３Ｌ、Ｓ３Ｒを受光する受光素子４１１Ｌ、４１１Ｒと、受光部４１Ｌ、４１Ｒへの入射光のうち、水平方向の偏光成分のみを受光素子４１１Ｌ、４１１Ｒに透過する受光側偏光フィルタ４１２Ｌ、４１２Ｒと、を有して成る構成、すなわち、図４Ａ中に付した符号に関して、受光部１８を受光部４１Ｌ、４１Ｒと読み替え、受光素子１８１を受光素子４１１Ｌ、４１１Ｒと読み替え、受光側偏光フィルタ１８２を受光側偏光フィルタ４１２Ｌ、４１２Ｒと読み替えた構成とすればよい。

このような構成とすることにより、仮にＬＣＤパネル１６から受光部４１Ｌ、４１Ｒに赤外ノイズＳ２が回り込んだ場合でも、赤外ノイズＳ２は受光側偏光フィルタ４１２Ｌ、４１２Ｒにほとんど遮られて受光素子に届きにくくなる。従って、赤外線ワイヤレスオーディオシステムにおける通信感度の低下（赤外線信号Ｓ３Ｌ、Ｓ３Ｒの到達距離の短縮）や誤動作を軽減することが可能となる。

また、テレビジョン放送受信装置１０の発光部１９から出力される赤外線信号Ｓ３Ｌ、Ｓ３Ｒについては、様々な方向に振幅成分を有する非偏光を用いてもよいし、若しくは、発光部１９と受光部４１Ｌ、４１Ｒがいずれも据え置き型であることを鑑みて、発光部１９は、赤外線信号Ｓ３Ｌ、Ｓ３Ｒを発光する発光素子１９１と、発光素子１９１の出射光を水平方向に偏光する発光側偏光フィルタ１９２と、を有して成る構成、すなわち、図４Ｂ中に付した符号に関して、発光部２１を発光部１９と読み替え、発光素子２１１を発光素子１９１と読み替え、発光側偏光フィルタ２１２を発光側偏光フィルタ１９１と読み替えた構成としてもよい。このような構成とすることにより、発光部１９から出力される赤外線信号Ｓ３Ｌ、Ｓ３Ｒは、水平方向に偏光された状態となるので、受光側フィルタ４１２Ｌ、４１２Ｒで遮られることなく、受光素子４１１Ｌ、４１１Ｒに到達する。従って、発光部１９と受光部４１Ｌ、４１Ｒとの赤外線通信を支障なく行うことが可能となる。

なお、上記実施形態では、赤外ノイズＳ２の偏光方向に着目し、赤外ノイズＳ２をできるだけ遮断するように、受光側偏光フィルタ１８２の偏光方向を設定した上で、さらに、受光側偏光フィルタ１８２の偏光方向に合わせて、発光側偏光フィルタ２１２の偏光方向を設定した構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、赤外ノイズＳ２が非偏光である場合（例えば、ＬＣＤパネル１６に代えてプラズマディスプレイパネルを用いる場合）には、赤外線信号Ｓ１の偏光方向（発光側偏光フィルタ２１２の偏光方向）のみに着目し、赤外線信号Ｓ１ができるだけ透過されるように、受光側偏光フィルタ１８２の偏光方向を設定した構成とすればよい。

すなわち、発光部２１は、図４Ｂに示したように、赤外線信号Ｓ１を発光する発光素子２１１と、発光素子２１１の出射光を所定方向に偏光する発光側偏光フィルタ２１２と、を有して成り、受光部１８は、図４Ａに示したように、赤外線信号Ｓ１を受光する受光素子１８１と、前記所定方向に偏光された光のみを受光素子１８１に透過する受光側偏光フィルタ１８２と、を有して成る構成、言い換えれば、発光側偏光フィルタ２１２の偏光方向と受光側偏光フィルタ１８２の偏光方向を互いに一致させた構成とすればよく、その偏光方向はいずれの方向であっても構わない。

このような構成とすることにより、赤外線信号Ｓ１を何ら遮断することなく、赤外ノイズＳ２ないしその他の外乱光を効果的に低減することができるので、発光部２１と受光部１８との赤外線通信を支障なく行うことが可能となる。

なお、上記実施形態では、テレビジョン放送受信装置の赤外線リモートコントロールシステム用や赤外線ワイヤレススピーカシステム用に供される赤外線通信システムに本発明を適用した構成を例示して説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、他の用途に供される赤外線通信システムにも広く適用することが可能である。

また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、ＬＣＤパネル１６から出力される赤外ノイズＳ２が垂直方向に偏光されているという前提の下、受光側偏光フィルタ１８２については、受光部１８への入射光のうち、水平方向の偏光成分のみを透過する構成とし、また、発光側偏光フィルタ２１２については、発光素子２１１の出射光を水平方向に偏光する構成とした例を挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、ＬＣＤパネル１６から出力される赤外ノイズＳ２が水平方向に偏光されている場合についても、本発明は当然に適用することが可能である。この場合、受光側偏光フィルタ１８２については、受光部１８への入射光のうち、垂直方向の偏光成分のみを透過する構成とすればよく、また、発光側偏光フィルタ２１２については、発光素子２１１の出射光を垂直方向に偏光する構成とすればよい。

また、上記実施形態では、ＬＣＤパネル１６に設けられた第２偏光フィルタ１６３の偏光方向（第１方向）と、受光部１８に設けられた受光側偏光フィルタ１８２ないし発光部２１に設けられた発光側偏光フィルタ２１２の偏光方向（第２方向）と、を互いに直交させた構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、上記の第１方向と第２方向は互いに異なる方向であればよい。ただし、赤外ノイズＳ２をできる限り効率良くカットするためには、上記の第１方向と第２方向が互いに直交していることが望ましい。

また、図５の応用例では、発光部１９から左右それぞれのワイヤレススピーカ４０Ｌ、４０Ｒに向けて、各チャンネルの音声データを個別に送信する構成が記載されているが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、その変形例として、Ｌチャンネル用音声データとＲチャンネル用音声データの双方を含んでいる共通データを左右それぞれのワイヤレススピーカ４０Ｌ、４０Ｒに共通して送信し、ワイヤレススピーカ４０Ｌ、４０Ｒ側で必要な音声データだけを選択して音声に変換する構成としても構わない。このような構成とすることにより、左右のワイヤレススピーカ４０Ｌ、４０Ｒへ別々の音声データを送信する必要がないので、混信を起こすことがなくなる。

なお、上記の変形例を採用する場合、発光部１９から送信される共通データのフォーマットは、図６のようになる。ヘッダには、どの装置用のデータなのかを識別できる情報が格納されている。また、Ｌチャンネル、Ｒチャンネルだけではなく、スピーカの数に合わせて、音声データを追加することも可能である。

本発明は、赤外線通信の安定性を高める上で有用な技術である。

１０ テレビジョン放送受信装置
１１ チューナ部
１１１ チューナ回路
１１２ 検波回路
１２ 制御部
１２１ ＣＰＵ
１２２ ＤＳＰ
１２３ 音声信号プロセッサ
１２４ 映像信号プロセッサ
１２５ パネルコントローラ
１２６ バックライト用インバータ回路
１３ インターフェイス部（Ｉ／Ｆ部）
１４ 電源部
１５ スピーカ
１６ ＬＣＤパネル
１６１ パネル本体
１６２ 第１偏光フィルタ
１６３ 第２偏光フィルタ
１７ バックライト
１８ 受光部
１８１ 受光素子
１８２ 受光側偏光フィルタ
１９ 発光部
１９１ 発光素子
１９２ 発光側偏光フィルタ
２０ リモートコントローラ
２１ 発光部
２１１ 発光素子
２１２ 発光側偏光フィルタ
３０ アンテナ
４０Ｌ、４０Ｒ ワイヤレススピーカ
４１Ｌ、４１Ｒ 受光部
４１１Ｌ、４１１Ｒ 受光素子
４１２Ｌ、４１２Ｒ 受光側偏光フィルタ
Ｓ１ 赤外線信号（リモートコントローラシステム用の遠隔操作信号）
Ｓ２ 赤外ノイズ
Ｓ３Ｌ、Ｓ３Ｒ 赤外線信号（ワイヤレススピーカシステム用の音声信号）

Claims (6)

1. 第１方向に偏光された赤外ノイズを放射する赤外ノイズ源の周辺に設置され、発光部と受光部との間で赤外線信号の送受信を行う赤外線通信システムであって、
   前記受光部は、前記赤外線信号を受光する受光素子と、前記受光部への入射光のうち、第１方向とは異なる第２方向の偏光成分のみを前記受光素子に透過する受光側偏光フィルタと、を有して成ることを特徴とする赤外線通信システム。
2. 第１方向と第２方向とは互いに直交していることを特徴とする請求項１に記載の赤外線通信システム。
3. 前記発光部は、前記赤外線信号を発光する発光素子と、前記発光素子の出射光を第２方向に偏光する発光側偏光フィルタと、を有して成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の赤外線通信システム。
4. 発光部と受光部との間で赤外線信号の送受信を行う赤外線通信システムであって、
   前記発光部は、赤外線信号を発光する発光素子と、前記発光素子の出射光を所定方向に偏光する発光側偏光フィルタと、を有して成り、
   前記受光部は、前記赤外線信号を受光する受光素子と、前記受光部への入射光のうち、前記所定方向の偏光成分のみを前記受光素子に透過する受光側偏光フィルタと、を有して成ることを特徴とする赤外線通信システム。
5. 装置本体の遠隔操作手段として、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の赤外線通信システムを備えたことを特徴とする表示装置。
6. 音源からワイヤレススピーカへの音声信号伝達手段として、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の赤外線通信システムを備えたことを特徴とする音響装置。

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