JP2011085810A - 表示装置および表示装置の駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 外部信号源の消費電力を削減することが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、前記複数の表示画素が配列した行に沿って配置された複数の走査線と、前記複数の表示画素が配列した列に沿って配置された複数の信号線と、前記複数の走査線を駆動する走査線駆動部と、前記複数の信号線を駆動する信号線駆動部と、を含む駆動手段と、前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を備え、前記信号線駆動部は、外部信号源から供給されたデータを2フレーム分以上記憶する記憶手段を備えている表示装置。
【選択図】図1
【解決手段】マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、前記複数の表示画素が配列した行に沿って配置された複数の走査線と、前記複数の表示画素が配列した列に沿って配置された複数の信号線と、前記複数の走査線を駆動する走査線駆動部と、前記複数の信号線を駆動する信号線駆動部と、を含む駆動手段と、前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を備え、前記信号線駆動部は、外部信号源から供給されたデータを2フレーム分以上記憶する記憶手段を備えている表示装置。
【選択図】図1
Description
本発明は表示装置および表示装置の駆動方法に関し、特にアクティブマトリクス型の表示装置およびその駆動方法に関する。
表示装置は、例えばマトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、複数の表示画素が配列した行に沿って配置された複数の走査線と、複数の表示画素が配列した列に沿って配置された複数の信号線と、複数の走査線が接続した走査線駆動回路と、複数の信号線が接続した信号線駆動回路と、走査線駆動回路および信号線駆動回路を制御する制御手段を、を備えている。
制御手段には、外部信号源から映像信号、クロック信号が供給される。制御手段は、外部信号源から供給された映像信号およびクロック信号に基づいて、走査線駆動回路に水平同期信号を供給し、信号線駆動回路に垂直同期信号および映像信号を供給する。
走査線駆動回路および信号線駆動回路は、制御手段から供給された水平同期信号および垂直同期信号にしたがって、複数の走査線および複数の信号線を駆動し、表示画素に映像信号を書き込む。
上記のように複数の表示画素に書込まれる信号は、外部信号源から供給されて、1フレーム期間毎に更新される。そのため、例えば表示部に所定の静止画を表示させるような場合であっても、外部信号源から制御手段に映像信号が供給されていた。
例えば、特許文献1には、駆動回路が1フレーム分の画像データを記憶するフレームメモリと、フレームメモリからのディジタルデータをアナログ信号に変換するディジタルアナログ変換器と、バッファ回路と、そのフレームメモリ、ディジタルアナログ変換器等の動作を制御する制御回路と、を備える液晶表示装置が提案されている。フレームメモリと、ディジタルアナログ変換器と、バッファ回路と、制御回路とは、単一のICチップに集積されている。
上記のように、例えば1フレーム分の画像データを記憶するフレームメモリを備える駆動回路を含む表示装置において、例えば、放送信号をフレーム画像で囲んで表示させるときに、放送信号に基づく画像とフレームメモリに記憶されたフレーム画像とを重ね合わせ、重ね合わせた後の画像を一旦外部メモリへ記憶し、外部メモリに記憶された画像を順次読出して表示させる必要があった。
また、例えば、右眼画像と左眼画像とを交互に表示させることにより立体画像を表示させる立体画像表示等の場合には、静止画像を表示する場合であっても、外部信号源から制御回路へ映像信号等の供給を継続して行なう必要があり、このためフレームメモリに記憶されたデータを書き換える必要があった。このような状況では、外部信号源の消費電力を削減することが困難であった。
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであって、外部信号源の消費電力を削減することが可能な表示装置および表示装置の駆動方法を提供することを目的とする。
本発明の第一態様による表示装置は、アレイ基板と、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、前記アレイ基板上に配置され、前記複数の表示画素が配列した行に沿って配置された複数の走査線と、前記アレイ基板上に配置され、前記複数の表示画素が配列した列に沿って配置された複数の信号線と、前記複数の走査線を駆動する走査線駆動部と、前記複数の信号線を駆動する信号線駆動部と、を含む駆動手段と、前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を備え、前記信号線駆動部は、前記表示部の周囲に配置され、前記複数の表示画素に表示される画像データを、2フレーム以上記憶する記憶手段を備えている表示装置である。
本発明の第二態様による表示装置の駆動方法は、表示部を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、前記駆動手段は、外部信号源から供給されたデータを、2フレーム分以上記憶する記憶手段を備えた表示装置の駆動方法であって、前記制御手段は、外部信号源により、二次元画像表示から三次元画像表示に切り替える信号が供給されると、前記外部信号源から供給される右目用画像データを、前記記憶手段の第1記憶領域に記憶させるとともに、左目用画像データを前記記憶手段の第2記憶領域に記憶させ、前記第1記憶領域から読み出されたデータに対応する階調映像信号と、前記第2記憶領域とから読み出されたデータに対応する階調映像信号とを、交互に前記表示部に供給する、表示装置の駆動方法である。
本発明の第三態様による表示装置の駆動方法は、表示部を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、前記駆動手段は、外部信号源から供給されたデータを、2フレーム分以上記憶する記憶手段と、前記記憶手段から読み出されたデータを組み合わせて映像信号を生成する映像信号生成手段と、を備えた表示装置の駆動方法であって、前記制御手段は、外部信号源から供給された放送信号データの1フレーム分を前記記憶手段の第3記憶領域に記憶させ、前記第3記憶領域に記憶された放送信号データと、前記記憶手段の第4記憶領域に記憶された画像データとを読み出して、読み出されたデータを前記映像信号生成部において組み合わせて映像信号を生成し、前記映像信号生成部で生成された映像信号に対応する階調映像信号を前記表示部に供給する、表示装置の駆動方法
である。
である。
本発明によれば、外部信号源の消費電力を削減することが可能な表示装置を提供することを目的とする。
以下、本発明の第1実施形態に係る表示装置について、図面を参照して以下に説明する。本実施形態に係る表示装置は、アレイ基板110と、アレイ基板110と対向するように配置された対向基板120と、アレイ基板110と対向基板120との間に挟持された液晶層LQと、マトリクス状に配置された表示画素PXからなる表示部DYPと、を備えた光透過型の液晶表示装置である。また、この表示装置は、液晶表示装置の裏面に光源としてバックライトが配置されている。表示装置としては、液晶表示装置の他に、例えば有機EL表示装置で構成することもでき、この場合はバックライトを不要にできる。
図1に示すように、アレイ基板110は、各表示画素PXに配置された画素電極PEと、画素電極PEが配列する行に沿って延びる複数の走査線SLと、画素電極PEが配列する列に沿って延びる複数の信号線DLと、走査線SLと信号線DLとが交差する位置近傍に配置された画素スイッチSWと、を備えている。
画素スイッチSWは、例えば半導体層としてポリシリコン層を備えた薄膜トランジスタである。画素スイッチSWのゲート電極(図示せず)は、対応する走査線SLと電気的に接続されている(あるいは一体に形成されている)。画素スイッチSWのソース電極(図示せず)は、対応する信号線DLと電気的に接続されている(あるいは一体に形成されている)。画素スイッチSWのドレイン電極(図示せず)は、対応する画素電極PEと電気的に接続されている(あるいは一体に形成されている)。
対向基板120は、複数の画素電極PEと対向するように配置された対向電極CEを備えている。対向電極CEには、図示しない対向電極駆動回路から対向電圧が供給される。複数の画素電極PEと対向電極CEとは、配向膜(図示せず)によって覆われている。配向膜の表面は、必要に応じてラビング処理が成されている。
アレイ基板110は、表示部DYPの周囲に配置された駆動部130を備えている。この駆動部130は、例えば1チップで構成されるものであって、アレイ基板110上の非表示領域に直接フェースダウンボンディングされている。駆動部130は、走査線駆動回路SDと、信号線駆動回路DDと、走査線駆動回路SDおよび信号線駆動回路DDの動作を制御するタイミングコントローラTCONと、を備えている。走査線駆動回路SDには複数の走査線SLが電気的に接続されている。信号線駆動回路DDには複数の信号線DLが電気的に接続されている。
タイミングコントローラTCONには、外部信号源SSから映像信号データおよびクロック信号が供給される。タイミングコントローラTCONは、クロック信号に基づいて走査線駆動回路SDに水平同期信号を供給する。タイミングコントローラTCONは、映像信号データおよびクロック信号に基づいて信号線駆動回路DDに垂直同期信号および映像信号データを供給する。
本実施形態に係る表示装置では、信号線駆動回路DDは映像信号データを記憶するメモリMと、このメモリMから読み出される映像信号データをディジタル・アナログ変換し、所定の信号電圧として出力するドライバDDAとを備えている。メモリMは、例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory)等の揮発性メモリであって、少なくとも2フレーム分の映像信号データを記憶可能なサイズである。例えば、この表示装置が8ビット表示される(640×3)×480画素で構成される場合、メモリMは[(640×3)×480]×2×8の記憶容量を有している。そして、本実施形態の表示装置では、メモリMとして、高速にデータ読出しが可能なDRAMが搭載されている。
外部信号源SSとタイミングコントローラTCONとは、例えば、MIPI(Mobile Industry Processor Interface)、SPI(Serial Peripheral Interface)、MDDI(Mobile Display Digital Interface)等のインタフェースを用いて信号を伝送している。また、外部信号源SSと信号線駆動回路DDのメモリMとは、例えばメモリバス等の伝送路を介して直接接続することもできる。メモリバス等の伝送路を用いることによって、外部信号源SSとメモリMとのデータ伝送を高速に行なうことができる。
外部信号源SSは、映像信号データと、クロック信号と、アドレス信号とを、タイミングコントローラTCON、あるいはメモリMに供給する。外部信号源SSから供給されたアドレス信号に従って、メモリMの所定のアドレスに供給された映像信号データが書込まれる。
さらに、本実施形態に係る表示装置では、三次元画像表示が可能に構成され、外部信号源SSはタイミングコントローラに二次元画像表示と三次元画像表示とを切り替える切替信号を供給する。ここで用いられる三次元画像は、例えばユーザが右目で視認する右眼画像と左目で視認する左眼画像とで構成され、これを交互に表示することにより視差画像を構成するものである。そして、バックライトからの出射光を右眼用、左眼用にそれぞれ指向性を持たせ、これを画像表示に同期させて切り替えることで三次元画像表示を実現できる。また、視差バリアと組み合わせることによっても三次元画像表示を示現することができる。
図2に示すように、本実施形態に係る表示装置では、信号線駆動回路DDは、メモリMとドライバDDAとを備えている。メモリMは、それぞれ1フレーム分の映像信号データの記憶が可能な第1及び第2記憶領域MA、MBを備えている。
例えば、外部信号源SSから三次元画像表示に切替る信号が供給されると、1フレーム分の右目用の表示画像(右画像)用データが第1記憶領域MAに書込まれ、次フレーム分の左目用の表示画像(左画像)用データが第2記憶領域MBに書込まれる。外部信号源SSから二次元画像表示に切替る信号が供給されると、各フレームの表示画像用データは第1記憶領域MAと第2記憶領域MBとに交互に書き込まれる。
上記したように外部信号原SSと信号線駆動回路DDのメモリMとは、例えばメモリバス等の伝送路を介して直接接続されており、映像信号データが更新される場合のみ、メモリMの内容が書き換えられる。即ち、静止画像の場合は、メモリMの内容は更新されない。
なお、図2に示す場合では、外部信号源SSからメモリMに映像信号データが供給されているが、信号線駆動回路DDは、タイミングコントローラTCONからメモリMに映像信号データが供給されるように構成されていてもよい。
走査線駆動回路SD、信号線駆動回路DD、および、タイミングコントローラTCONは、この実施形態では1チップで構成したが、例えば走査線駆動回路SD、信号線駆動回路DD、あるいはタイミングコントローラTCONの一部を、画素スイッチSWの形成と同一のプロセスで、例えば半導体層としてポリシリコン層を備えた薄膜トランジスタを用いてアレイ基板上に一体的に構成することもできる。なお、図1では、説明のため、走査線駆動回路SD、信号線駆動回路DD、および、タイミングコントローラTCONを別体として記載している。
上記表示装置において、タイミングコントローラTCONは、外部信号源SSから供給されるクロック信号に基づいて、走査線駆動回路SDに水平同期信号を供給する。走査線駆動回路SDは、タイミングコントローラTCONから供給された水平同期信号に従って、順次走査線SLにゲート電圧を供給する。走査線SLにゲート電圧が供給されると、その走査線SLに接続された画素スイッチSWのソース−ドレイン間が導通する。
また、タイミングコントローラTCONは、外部信号源SSから供給されるクロック信号に基づいて、メモリMから映像信号データを順次読み出し、垂直同期信号と共に信号線駆動回路DDに供給する。
信号線駆動回路DDに供給された映像信号データは、表示画素PXに表示させる階調に対応した階調映像信号にディジタル・アナログ変換され、垂直同期信号に従って複数の信号線DLに階調映像信号が供給される。信号線DLに供給された階調映像信号は、画素スイッチSWを介して画素電極PEに供給される。
タイミングコントローラTCONは、走査線駆動回路SDおよび信号線駆動回路DDを制御して、1フレーム期間にすべての画素電極PEに対応する階調映像信号を供給する。
例えばタイミングコントローラTCONに二次元(2D)画像表示から三次元(3D)画像表示へ切り替える切替信号が供給されると、タイミングコントローラTCONは、二次元画像表示の時の2倍の周波数の垂直同期信号を出力する。図3は、二次元画像表示の時の垂直同期信号の周波数は60Hzであって、三次元画像表示の時の垂直同期信号の周波数は120Hzの場合を示している。
三次元画像表示の場合、外部信号源SSから1フレーム分の右目用の表示画像(右画像)用データが第1記憶領域MAに書込まれ、1フレーム分の左目用の表示画像(左画像)用データが第2記憶領域MBに書込まれる。すなわち、外部信号源SSあるいはタイミングコントローラTCONから供給されるアドレス信号に従って、メモリMの第1記憶領域MAの所定のアドレスに右画像用データが書き込まれ、メモリMの第2記憶領域MBの所定のアドレスに左画像用データが書き込まれる。表示画像が静止画である場合は外部信号原SSはメモリMの内容を更新せず、動画である場合は外部信号原SSはメモリMの内容を順次更新する。
右画像用データと左画像用データとは、垂直同期信号に従って、第1記憶領域MAおよび第2記憶領域MBから交互に読み出されドライバDDAに供給され、ドライバDDAにより対応する階調映像信号に変換されて複数の信号線DLに供給される。
上述したように、本実施形態ではメモリMは少なくとも2フレーム分のメモリ容量を持つことから、三次元画像表示の場合であっても、外部信号原SSは余剰のメモリを持つことなく、順次映像信号データを表示装置に送信するだけでよい。しかも、静止画像表示の場合は外部信号源SSからメモリMへの映像信号データの供給を停止することができる。このことにより、外部信号源SSの消費電力を削減することができる。
すなわち、本実施形態に係る表示装置およびその駆動方法によれば、外部信号源の消費電力を削減することが可能な表示装置および表示装置の駆動方法を提供することができる。
なお、上記のように三次元画像を表示させる場合以外でも、メモリMに記憶されたデータを読み出してドライバDDAから信号線DLに階調映像信号を供給する期間は、外部信号源SSからの映像信号の供給を停止することができ、消費電力を削減することができる。
例えば、二次元画像の静止画像を表示部DYPに表示させる場合には、メモリMに記憶された静止画像データを読み出して信号線DLに供給することによって静止画像を表示部DYPに表示させることができる。この場合も、静止画像が更新されるまでの間、外部信号源SSからメモリMへの映像信号の供給を停止させることができ、消費電力を削減することができる。
次に、本発明の第2実施形態に係る表示装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、上述の第1実施形態に係る表示装置と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る表示装置は、上述の第1実施形態に係る表示装置と同様に、アレイ基板110と、アレイ基板110と対向するように配置された対向基板120と、アレイ基板110と対向基板120との間に挟持された液晶層LQと、マトリクス状に配置された表示画素PXからなる表示部DYPと、を備えた液晶表示装置である。
本実施形態に係る表示装置では、上記した実施形態と同様に、図4に示すように、信号線駆動回路DDは映像信号データを記憶するメモリMと、メモリMから読み出された映像信号データディジタル・アナログ変換し、所定の信号電圧として出力するドライバDDAとを備えている。メモリMは、例えばDRAM等の揮発性メモリであって、少なくとも2フレーム分の映像信号データを記憶可能なサイズである。
外部信号源SSは、例えば放送信号を受信するアプリケーションAPRを備えている。放送信号は、例えば、携帯電話等のモバイル端末を受信対象とする地上デジタルテレビジョン放送である携帯電話・移動体端末向けの1セグメント部分受信サービス(ワンセグ)による放送信号である。
上記の表示装置において、アプリケーションAPRにより受信された放送信号は、外部信号源SSにおいて例えばMPEG(moving picture experts group)2−TS(Transport Stream)信号に復調され、さらにMPEG2−TS信号が映像PES(Packetized Elementary Stream)信号と音声PES信号とに分離される。
映像PES信号は、図示しないデコーダによりデコードされて映像信号データとして表示装置に供給される。音声PES信号は、図示しないデコーダによりデコードされて音声信号として図示しないスピーカに供給される。
例えば、従来の携帯電話等では、アプリケーションAPRにより受信された放送信号に基づく映像信号データを、映像信号源SSから取り込んだフレーム画像と合成し、一旦、外部メモリに書き込み、これを順次表示装置に供給していた。
これに対して、この実施形態では、例えばメモリMの第3記憶領域MC、第4記憶領域MDには外部情報源SSからそれぞれフレーム画像が供給され記憶されている。そして、第3記憶領域MCに外部信号源SSから供給される映像信号データがアドレス指定で書き込まれる。この第3記憶領域MCで合成された映像信号データが順次読み出されて画像表示がなされる。次のフレーム期間では、第4記憶領域MDに外部情報源SSから供給される映像信号データがアドレス指定で書き込まれ、合成された映像信号データが順次読み出されて画像表示がなされる。
なお、フレーム画像とは、表示部DYPに放送信号を表示させる場合に、放送信号を表示させる表示部DYPの領域(例えば図5に示す領域A1)の周囲に表示される画像(例えば図5に示す領域A2に表示された画像)であって、例えば機器の設定(チャンネル、音量、明るさ等)を表示する画像である。そして、メモリMの第3記憶領域MC、第4記憶領域に記憶されるフレーム画像データは、表示状態が変化しない限り書き換えられない。
上記の構成により、メモリMの第3記憶領域MC、第4記憶領域を交互に使用し、しかも映像信号データをアドレス指定で書き込むことにより、外部情報源SSからの信号情報量を減らすことが可能となる。また、静止画表示の場合には映像信号データの書き換えを不要にすることで、低消費電力化の達成が可能となる。
そして、第3記憶領域MCおよび第4記憶領域MDに記憶された映像信号データは、それぞれ順次ドライバDDAに供給される。ドライバDDAは、供給された映像信号を対応する階調映像信号にディジタル・アナログ変換して複数の信号線DLに供給する。
上記のように、信号線駆動回路DDが、少なくとも2フレーム分以上の映像信号データを記憶可能なメモリMを備えることにより、表示装置が直接映像信号データを受け取り、フレーム画像データと合成して画像表示を行なうことができる。これにより、外部情報源SSの信号処理を軽減でき、消費電力を削減することができる。
更に、映像信号データ、フレーム画像データは、表示状態が変化しない限り書き換えられないので、伝送情報量を軽減でき、これにより低消費電力化の達成が可能となる。
すなわち、本実施形態に係る表示装置およびその駆動方法によれば、外部信号源の消費電力を削減することが可能な表示装置および表示装置の駆動方法を提供することができる。
なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。上記表示装置の構成要素は、ハードウエアとして構成されていてもよく、ソフトウェアとして構成されていてもよい。
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
例えば、上記第2実施形態に係る表示装置は、図5に示すように、メモリMを外部情報源SSから伝送される映像信号データを記憶する第3記憶領域MCと、フレーム画像データを記憶する第4記憶領域MDとで構成すると共に、映像信号データとフレーム画像データとを合成する映像信号生成部DDBを備えて構成することもできる。この場合、信号源駆動回路DDの素子数は増大するものの、上記実施形態と同様に外部情報源SSの信号処理を軽減できると共に、外部情報源SSから伝送される情報量の削減の効果を得ることができる。
なお、図5の映像信号生成部DDBには合成された画像の一例を示している。合成される画像の領域A1は放送信号データに基づく画像であって、領域A2にはフレーム画像データに基づく画像である。
また、携帯電話では、例えば表示画面を回転させることで、画面のアスペクト比を9:16から16:9に変更する機能を備えている場合がある。このような場合でも、この実施形態に従えば、フレーム画像データのみを書き換え、映像信号生成部DDBで画像合成することで表示が可能となる。
以上説明したように、本発明によれば、外部信号源の消費電力を削減することが可能な表示装置および表示装置の駆動方法を提供することができる。
PX…表示画素、DYP…表示部、PE…画素電極、SL…走査線、DL…信号線、SW…画素スイッチ、CE…対向電極、SD…走査線駆動回路、DD…信号線駆動回路、TCON…タイミングコントローラ、SS…外部信号源、M…メモリ、DDA…ドライバ、MA…第1記憶領域、MB…第2記憶領域、MC…第3記憶領域、MD…第4記憶領域、DDB…映像信号生成部、130…駆動部。
Claims (4)
- マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、
前記複数の表示画素が配列した行に沿って配置された複数の走査線と、
前記複数の表示画素が配列した列に沿って配置された複数の信号線と、
前記複数の走査線を駆動する走査線駆動部と、前記複数の信号線を駆動する信号線駆動部と、を含む駆動手段と、
前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記信号線駆動部は、外部信号源から供給された映像信号データを2フレーム分以上記憶する記憶手段を備えている表示装置。 - 前記記憶手段は、前記外部信号源から供給された映像信号データを2フレーム分以上記憶するRAMを備えている請求項1記載の表示装置。
- 表示部を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記駆動手段は、外部信号源から供給されたデータを、2フレーム分以上記憶する記憶手段を備えた表示装置の駆動方法であって、
前記制御手段は、外部信号源により、二次元画像表示から三次元画像表示に切り替える信号が供給されると、前記外部信号源から供給される右目用画像データを、前記記憶手段の第1記憶領域に記憶させるとともに、左目用画像データを前記記憶手段の第2記憶領域に記憶させ、
前記第1記憶領域から読み出されたデータに対応する階調映像信号と、前記第2記憶領域とから読み出されたデータに対応する階調映像信号とを、交互に前記表示部に供給する、表示装置の駆動方法。 - 表示部を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記駆動手段は、外部信号源から供給されたデータを、2フレーム分以上記憶する記憶手段と、前記記憶手段から読み出されたデータを組み合わせて映像信号を生成する映像信号生成手段と、を備えた表示装置の駆動方法であって、
前記制御手段は、外部信号源から供給された放送信号データの1フレーム分を前記記憶手段の第3記憶領域に記憶させ、
前記第3記憶領域に記憶された放送信号データと、前記記憶手段の第4記憶領域に記憶された画像データとを読み出して、読み出されたデータを前記映像信号生成部において組み合わせて映像信号を生成し、
前記映像信号生成部で生成された映像信号に対応する階調映像信号を前記表示部に供給する、表示装置の駆動方法。
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