JP2011227300A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
投写型映像表示装置の投写部を筺体の上方へ配した場合でも安定して設置することができる投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明に係る投写型映像表示装置は、映像光を設置面へ投写させる超短焦点の投写型映像表示装置１００を一例とする。投写型映像表示装置１００は、一端側に投写窓２０２が設けられた筐体２００と、筐体２００の他端側で前記映像投写部が設けられた面に直交する回動軸Ａを中心に回動自在に結合されたフレーム２５１とを備える。投写型映像表示装置１００は、筺体２００に対して略９０°フレーム２５１を回動させた第１の状態と、筺体２００とフレーム２５１を重ねた第２の状態とを有す。フレーム２５１は、第２の状態の際に少なくとも投写窓２０２を囲うことを要旨とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば机の天板上に置いて、机の天板面をスクリーンとして投写するようにした小型の投写型映像表示装置に関する。

従来、投写型映像表示装置では、机の上に設置し、壁面のスクリーンへ映像を投写させるタイプが一般的であった。この種の投写型映像表示装置では投写レンズより先に机の天板部分が存在し投写映像が机の天板で遮られると、壁面のスクリーンへ映像全体を投写させることができなかった。

この課題を鑑みて考えられた文献が特許文献１である。特許文献１では、投写型映像表示装置の筺体が縦長に形成され、映像を投写する投写レンズを筺体の上方に配している。このような構成にすることにより、投写レンズから投写された映像が投写レンズより先にある机の天板により遮られることがなく壁面のスクリーンへ映像を投写させることができる。
特開２００６−２０８８３０号公報

しかしながら、縦長の筺体とすることにより投写型映像表示装置の重心が上方に位置することとなる。このような投写型映像表示装置は、筺体を縦長に形成することにより設置面の面積が狭くなるため、非常に不安定な設置状態となる。

また、机の上に設置し、机の天板面に映像を投写させるようにした投写型映像表示装置の場合も、投写映像範囲を広くするために、筺体の上方に映像を投写する映像投写部を配す必要があり、やはり投写型映像表示装置が縦長になり、同様の課題が招来する。

そこで本発明の投写型映像表示装置は、上記課題に鑑みなされたものであり、投写型映像表示装置の映像投写部を筺体の上方へ配した場合でも安定して設置することができる投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の一の特徴は、投写型映像表示装置１００において、一端側に映像投写部（例えば投写窓２０２）が設けられた筐体２００と、前記筐体２００の他端側で前記映像投写部（例えば投写窓２０２）が設けられた面に直交する回動軸Ａを中心に回動自在に結合されたフレーム２５１とを備え、前記筺体２００に対して前記フレーム２５１を略９０°回動させた第１の状態（例えば図１の状態）と、前記筺体２００と前記フレーム２５１を重ねた第２の状態（例えば図３の状態）とを有し、前記フレーム２５１は前記第２の状態の際に少なくとも前記映像投写部（例えば投写窓２０２）を囲うことを要旨とする。

上述した投写型映像表示装置１００において、前記筺体２００には操作用の操作ボタン（例えば電源ボタン２０５）をさらに備え、前記操作ボタン（例えば電源ボタン２０５）は前記第２の状態の際に前記フレーム２５１により囲われることを特徴とするとしてもよい。

本発明によれば、投写型映像表示装置の映像投写部を筺体の上方へ配した場合でも安定して設置することができる。

本実施形態に係る投写型映像表示装置の正面から見た外観斜視図である。 本実施形態に係る投写型映像表示装置の背面から見た外観斜視図である。 本実施形態に係る投写型映像表示装置の携帯時の外観斜視図である。 本実施形態に係る投写型映像表示装置の内部構成を正面から示した透視図である。 本実施形態に係る投写型映像表示装置の内部構成を側面から示した透視図である。 本実施形態に係るセンサの制御フローを示したフローチャートである。 本実施形態に係る投写型映像表示装置から投写される映像をセンサで撮像している状態を示す斜視図である。 本実施形態に係る投写型映像表示装置の他の使用方法を側面から示した側面図である。

以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
［本実施形態］
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、本実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成について、図１乃至図３を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る投写型映像表示装置の正面から見た外観斜視図である。図２は、本実施形態に係る投写型映像表示装置の背面から見た外観斜視図である。図３は、本実施形態に係る投写型映像表示装置の携帯時の外観斜視図である。

図１に示すように、投写型映像表示装置１００は、筺体２００とフレーム２５１から構成される。筺体２００は略扁平直方体形状を成している。ここで図１に示しているように筺体２００の設置面をＸ−Ｙ平面として筺体２００の設置面における短辺方向をＸ軸方向とし、筺体２００の設置面における長辺方向をＹ軸方向と定義する。Ｚ軸方向は、Ｘ−Ｙ平面に直交する方向と定義する。尚、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の正方向は、各図面に記載したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の矢印方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の負方向は、各図面に記載したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の矢印と逆方向と定義する。

Ｙ−Ｚ平面に平行でＸ軸の負方向へ向いている面を一側面１０２、Ｙ−Ｚ平面に平行でＸ軸の正方向へ向いている面を他の側面１０３、Ｘ−Ｙ平面に平行でＺ軸の正方向へ向いている面を天面１０４、Ｘ−Ｙ平面に平行でＺ軸の負方向へ向いている面を底面１０５、Ｘ−Ｚ平面に平行でＹ軸の正方向へ向いている面を正面１０６、Ｘ−Ｚ平面に平行でＺ軸の負方向へ向いている面を背面１０７と定義する。

フレーム２５１は、筺体２００の外形よりも一回り大きな外形形状を有し、投写型映像表示装置１００の強度を強めるため金属製の材質で形成される。フレーム２５１は、筺体２００の正面１０６及び背面１０７の底面側に回動軸Ａを中心として回動自在に取り付けられる。回動軸Ａは、正面１０６及び背面１０７に直交し、底面１０５側の近傍に設けられる。フレーム２５１は、筺体２００に対して３６０°回動させることができる。筺体２００とフレーム２５１が重なった状態（図３参照）を０°としたとき、９０°、１８０°、２７０°、３６０°の位置において図示しない例えばボールとばね等から形成される機構によりクリック感を伴いながら筺体２００とフレーム２５１の関係を簡易的に固定させることができる。

筺体２００は、投写窓２０２、センサ２０３、リモコン受光部２０４を正面に配し、電源ボタン２０５を天面に配し、ＵＳＢケーブル２０６を背面に配し、内部にプロジェクタ部４００（映像光生成部１４０、バッテリ１５１、回路基板（図４参照）等）を備える。筺体２００の投写窓２０２、センサ２０３、リモコン受光部２０４、電源ボタン２０５、ＵＳＢケーブル２０６（収納時）は、フレーム２５１が回動することを阻害しないように筺体２００から突出する部分は存在しない。

また、筺体２００は、略扁平直方体を有しているがそれに限定されるものではなく、筺体２００の６面が曲面であってもよい。従って本発明の面は、平面及び曲面を含む概念であることに留意すべきである。

投写窓２０２は、筺体２００の正面１０６において天面１０４に近い一端部側に配され、プロジェクタ部４００で生成される映像光を遮らないように十分な透明領域の面積を有す。投写窓２０２は、正面１０６に対して特定の角度を設けて配される。具体的には、投写窓２０２は、プロジェクタ部からの投写映像の光軸に対して略直交するように配される（図５参照）。

センサ２０３は、投写窓２０２の近傍に配され、投写窓２０２よりも筺体の中央よりに配される。センサ２０３は、具体的にはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサが使用される。センサ２０３は、投写窓２０２から投写面に投写される映像を撮像することができるように取り付けられる。

リモコン受光部２０４は、筺体２００の正面１０６において底面１０５に近い一端部側に配され、図示しない付属のリモコンの操作ボタンを操作することにより生成される赤外線信号を受光する受光部である。

電源ボタン２０５は、筺体２００の天面１０４において背面１０７に近い一端部側に配され、投写型映像表示装置１００の電源をＯＮ／ＯＦＦさせるときに使用する。

図３を参照して、フレーム２５１のＸ軸方向の寸法は、筺体２００のＸ軸方向の寸法と同一であり、フレーム２５１のＺ軸方向の寸法は、筺体２００のＺ軸方向の寸法と比べると長い。従って筺体２００とフレーム２５１を重ねた状態にすれば投写型映像表示装置１００の外形寸法は、フレーム２５１の外形寸法と同一となる。

図２を参照して、ＵＳＢケーブル２０６は、一端が筺体２００に接続され、他端にＵＳＢ端子２０７が形成されている。ＵＳＢケーブル２０６を使用しない際は、ＵＳＢケーブルホルダ２０８に収められることになる。ＵＳＢ端子２０７の両側面には微小な突起（不図示）が形成されている。ＵＳＢケーブル２０６をＵＳＢケーブルホルダ２０８に収める場合には、この突起がＵＳＢケーブルホルダ２０８の両側面に形成された溝（不図示）に嵌合され、簡易的にＵＳＢケーブル２０６が保持される。投写型映像表示装置１００が外部機器とＵＳＢ端子２０７を介して接続されると、外部機器から電力が給電されると共に投写窓２０２から投写される映像の入力映像信号も供給させる。また、ＵＳＢケーブル２０６は、付属のコネクタを使用して商用電源と接続されてもよい。外部機器又は商用電源から給電された電力は、投写型映像表示装置１００を駆動させる電力に使用されてもよく、バッテリ１５１に蓄電されてもよく、またその両方でもよい。

尚、本実施形態では、投写型映像表示装置１００の電源をＯＮ／ＯＦＦさせるときに電源ボタン２０５を操作したがこれに限定されるものではなく、フレーム２５１の回動状態を検出できるセンサを設け、筺体２００とフレーム２５１が重なった状態からフレーム２５１を回動させたときに投写型映像表示装置１００の電源を自動にＯＮさせてもよく、再び筺体２００とフレーム２５１が重なった状態にさせたときに投写型映像表示装置１００の電源を自動にＯＦＦさせてもよい。
（作用及び効果）
以上のようにフレーム２５１を筺体２００に対して９０°回動させることにより、構成とすることにより、投写型映像表示装置１００の投写窓２０２を筺体２００の上方へ配した場合でも安定して設置することができる。

投写型映像表示装置１００を持ち運ぶ際は、筺体２００とフレーム２５１を重ねることにより電源ボタン２０５を隠すことができるため、ユーザが誤って電源ボタン２０５を押すという誤動作を防ぐことができる。また、投写型映像表示装置１００を持ち運ぶ際は、筺体２００とフレーム２５１を重ねることができるため、投写型映像表示装置１００を使用しているとき（フレーム２５１が筺体２００に対して９０°回動しているとき）よりもコンパクトに持ち運ぶことができる。

投写型映像表示装置１００を使用しないときは、フレーム２５１を筺体２００に重ねることができるため、投写型映像表示装置１００を小型化することができる。従って投写型映像表示装置１００を保管する際に省スペースな空間で保管することができる。また、投写窓２０２、センサ２０３、リモコン受光部２０４、ＵＳＢケーブル２０６の汚れや埃の堆積を防ぐことができる。

ＵＳＢケーブル２０６は、投写窓２０２が配される正面１０６とは対向する背面１０７に配されているため、投写映像を投写している際でもＵＳＢケーブルが投写映像を遮ることがない。

フレーム２５１は、筺体２００とフレーム２５１が重なった状態（図３参照）を０°としたとき、９０°、１８０°、２７０°、３６０°の位置においてクリック感を伴いながら筺体２００とフレーム２５１の関係を簡易的に固定させることができる。従って、図１のような投写状態のフレーム２５１の位置や図３のような未使用状態のフレーム２５１の位置をクリック感によりユーザが容易に把握することができる。
（映像投写部の構成）
ここで筺体２００のプロジェクタ部４００に関して図４を用いて詳細に説明する。図４は、本実施形態に係る投写型映像表示装置の内部構成を正面から示した透視図である。
筺体２００は、投写レンズ群１１１と非球面ミラー１１２とから構成される投写部１１０と、光変調素子としてのＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）１２０と、ＤＭＤ１２０へ光を照射する照明部１３０と、ＤＭＤ制御回路１２２と、ＬＥＤ制御回路１３９と、メイン制御回路１６０と、バッテリ部１５０を有す。

投写部１１０は、複数のレンズから構成される投写レンズ群１１１と凹面の非球面ミラーから構成される非球面ミラー１１２と映像光が出射する投写窓２０２とを有す。投写レンズ群１１１は、ＤＭＤ１２０にて変調された映像光をＺ軸方向へ出射する。非球面ミラー１１２は、投写レンズ群１１１の上方に設けられており、投写レンズ群１１１からの映像光を斜め下方に向けて反射し、投写窓２０２を通過させて投写面へ映像光を投写する。非球面ミラー１１２は凹面ミラーであるので、映像光は集光した後、拡大投写される（図５参照）。投写窓２０２は、映像光が集光する位置の近傍に設けられる。映像光は、投写レンズ群１１１と非球面ミラー１１２との間で結像し、投写型映像表示装置１００の設置面（図中のＸＹ平面）にて、再度、結像する。

ＤＭＤ１２０は、照明部１３０から時分割で照射される青、緑、赤の照明光を、映像入力信号に応じて変調する。ＤＭＤ１２０は、映像光を投写レンズ群１１１へ導くプリズムブロック１２１と一体的に設けられる。プリズムブロック１２１は、照明部１３０からの照明光を透過するとともに、ＤＭＤ１２０にて変調した映像光を全反射して、投写レンズ群１１１へ導く面１２１ａを有す。ＤＭＤ１２０の近傍には、ＤＭＤ１２０を制御するＤＭＤ制御回路１２２が配される。ＤＭＤ制御回路１２２は、映像入力信号及びＬＥＤ制御信号に応じてＤＭＤ１２０を制御する。

照明部１３０は、赤、緑、青の光を出射するＬＥＤ１３１Ｒ、１３１Ｇ、１３１Ｂと、赤、緑、青の光を合成してＤＭＤ１２０へ照射する複数の光学部材を有す。本実施の形態では、赤、緑、青の光を合成する光学部材として、ダイクロイックプリズム１３２を用いる。ダイクロイックプリズム１３２にて合成された合成光は、テーパロッド１３３を用いて光量分布を均一化する。テーパロッド１３３後段のレンズ１３４、１３５、１３６には、テーパロッド１３３から出射した光を平行光化するとともにＤＭＤ１２０に結像させる作用を有す。ミラー１３７、１３８には、合成光の光路をスペースに合わせて折り曲げる作用を有す。

ＬＥＤ１３１近傍には、ＬＥＤ１３１を制御するＬＥＤ制御回路１３９が配される。ＬＥＤ制御回路１３９は、映像入力信号に応じてＬＥＤ１３１Ｒ、１３１Ｇ、１３１Ｂの発光量及び発光タイミングを制御する。また、ＬＥＤ制御回路１３９は、発光量及び発光タイミングに関するＬＥＤ制御信号をＤＭＤ制御回路１２２へ送る。ＬＥＤ制御回路１３９は、配線を短くするため、ＬＥＤ１３１近傍に配することが望ましい。一方、電磁波の影響を考慮して、ＤＭＤ制御回路１２２とは可及的に離して配置することも望まれる。
ＤＭＤ１２０と照明部１３０とを併せて映像光生成部１４０と称する。

バッテリ部１５０は、ニッケル水素２次電池から構成されるバッテリ１５１と、バッテリ１５１の充放電を制御するバッテリ制御回路１５２とを有す。また、バッテリ１５１は、筺体２００の最下層（底面１０５側）に設けられている。バッテリ制御回路１５２は、ＵＳＢケーブル１５３を介してバッテリ１５１へ供給される電力を制御するとともに、バッテリ１５１から映像光生成部１４０（特に、ＬＥＤ１３１やＤＭＤ１２０）へ供給される電力を制御する。バッテリ１５１としては、ニッケル水素２次電池以外にも、リチウムイオン２次電池でもキャパシタでもよい。

メイン制御回路１６０は、ＤＭＤ制御回路１２２、ＬＥＤ制御回路１３９及び投写型映像表示装置１００全体を制御する。具体的には、投写部１１０（特に、投写レンズ群１１１）の一側面１０２側の領域に、メイン制御回路１６０が配されており、メイン制御回路１６０は、映像入力信号などに応じて、ＤＭＤ制御回路１２２及びＬＥＤ制御回路１３９へ制御信号を送る。

メイン制御回路１６０は、バッテリ部１５０と電気的に接続される。メイン制御回路１６０は、ＵＳＢケーブル２０６又はバッテリ部１５０から給電される電力を受け、映像光生成部１４０（特に、ＬＥＤ１３１やＤＭＤ１２０）へ供給される電力を制御する。またメイン制御回路１６０は、ＵＳＢケーブル１５３から入力される映像入力信号などに応じて、ＤＭＤ制御回路１２２及びＬＥＤ制御回路１３９へ制御信号を送る。

図４での記載は省略しているが図１に示すように正面１０６には、センサ２０３とリモコン受光部２０４が配される。メイン制御回路１６０は、センサ２０３からの投写映像内を撮像した撮像結果を取得して、その取得結果を画像解析することにより侵入物があるか否か判断する。メイン制御回路１６０は、リモコン受光部２０４からの赤外線信号を受信した受信結果を取得して投写型映像表示装置１００の各種設定を調整したり、投写映像を制御したりする。

メイン制御回路１６０は、さらにデータを記憶できる不揮発性メモリ（不図示）を備える。不揮発性メモリは、ＵＳＢケーブル２０６に接続された外部機器により入力されたデータを記憶し、投写型映像表示装置１００単独で不揮発性メモリに記憶されたデータを映像として投写させることができる。

（作用及び効果）
メイン制御回路１６０は、データ記憶できる不揮発性メモリを備えるため、常に外部機器４０１と接続して映像を投写する必要がなく本発明の投写型映像表示装置１００のみを使用して映像を投写させることができる。

投写窓２０２から投写させる映像光は、底面１０５が設置される面に投写されるため、投写型映像表示装置１００を設置することにより投写窓２０２から投写面までの距離を常に一定に保つことができ、フォーカス調整を行う必要がない。

図４で示すように重量の大きいバッテリ１５１を筺体２００の最下層に配置したため、筺体２００が低重心化する。従って、映像を投写させる際に安定して投写型映像表示装置１００を設置させることができる。
（センサによる制御フロー）
ここでセンサ２０３を用いた投写映像の制御方法に関して図６及び図７を用いて詳細に説明する。図６は、本実施形態に係るセンサの制御フローを示したフローチャートである。図７は、本実施形態に係る投写型映像表示装置から投写される映像を撮像素子で撮像している状態を示す斜視図である。

図７に示すように投写型映像表示装置１００は、投写窓２０２から映像をその設置面Ｔ（机の上に投写型映像表示装置を設置する場合、机の天板が設置面となる）を投写面として投写しており、その映像範囲内をセンサ２０３により撮像する。

図６に戻り、センサ２０３の制御フローを説明する。投写型映像表示装置１００が映像をその設置面Ｔに投写している状態でセンサ２０３により投写映像を撮像していると（ステップ１０）、センサ２０３により投写映像範囲内にユーザの手５００（ユーザの手ではない他の物体でも可）が侵入したか否かを検出する（ステップ２０）。ユーザの手５００が侵入していない場合は（ステップ２０のＮＯ）、ユーザにより投写映像を制御する意思がないと判断し、投写映像内にアイコン５１０を重畳させず（ステップ２１）ユーザの手５００が侵入するまでセンサ２０３により撮像を継続する。

ユーザの手５００が侵入した場合は（ステップ２０のＹＥＳ）、ユーザにより投写映像を制御する可能性があると判断し、投写映像内にアイコン５１０を重畳させて表示する（ステップ３０）。

センサ２０３は、ユーザの手５００が投写映像内に侵入した後も継続的に投写映像内を撮像しており、ユーザの手５００がアイコン５１０のいずれかに重なっているか否かを検出する。ユーザの手５００がアイコン５１０のいずれにも重なっていない場合には、ユーザにより投写映像を制御する意思がなく、投写映像を指図しながらプレゼン等を行っているものと判断して、アイコン５１０の重畳表示は維持したままステップ２０へ戻る。

尚、投影面をカメラで撮影することにより侵入物体を検出する手法に関しては、例えば特開２００６−３４５０８１の説明に譲るものとする。ユーザの手５００がアイコン５１０のいずれかに重なっている場合には、特定時間（例えば1秒間）アイコン５１０にユーザの手５００が重なり続けているか否かを検出する（ステップ５０）。特定時間（例えば1秒間）アイコン５１０にユーザの手５００が重なり続けていない場合には（ステップ５０のＮＯ）、一時的にユーザの手５００がアイコンに重なっただけであると判断してステップ４０へ戻る。

特定時間アイコン５１０にユーザの手５００が重なり続けている場合には（ステップ５０のＹＥＳ）、重なっているアイコン５１０の種類に応じて投写型映像表示装置１００の各種設定等の操作、映像のコマ送り／戻し、映像の早送り／巻き戻しや、投写型映像表示装置１００の各種設定を行うことができる。
（作用及び効果）
このような構成とすることにより、投写型映像表示装置に直接触れて操作ボタンでの操作やリモコンでの操作を行う必要がなく、投写映像に直接触ることにより投写型映像表示装置の各種設定や投写映像の制御等を行うことができるため、ユーザは直感的に操作することができる。
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

具体的には、光源としてＬＥＤを用いて説明したが、光源はＬＥＤに限定されるものではなく、固体光源としてはレーザ光源、ランプ光源としては高圧水銀ランプやキセノンランプなども利用可能である。レーザ光源を垂直方向へ可動するミラーと水平方向へ可動するミラーで反射させることにより投写面上に映像を描画するいわゆるスキャンニング方式の光源も利用可能である。光変調素子としては、ＤＭＤを用いて説明したが、透過型、半透過型あるいは反射型の液晶パネルなども利用可能である。

また本実施形態では、投写型映像表示装置１００の設置している面に映像を投写させたが映像を投写させる場所は、設置面に限定されるものではなく、例えば図８のように背面１０７を設置面にして、壁面６００へ映像を投写させてもよい。この場合、設置面に投写するための十分な面積がない若しくは設置面が投写に適していない面（凹凸がある、単一色でない）である際に壁面６００へ投写させることができるため、ユーザが投写型映像表示装置１００を使用できる場所を広げることができる。

投写型映像表示装置・・・１００、映像投写部（投写窓）・・・２０２、
筺体・・・２００、回動軸・・・Ａ、フレーム・・・２５１、
操作ボタン（電源ボタン）・・・２０５、

Claims (2)

1. 投写型映像表示装置において、
   一端側に映像投写部が設けられた筐体と、前記筐体の他端側で前記映像投写部が設けられた面に直交する回動軸を中心に回動自在に結合されたフレームとを備え、
   前記筺体に対して前記フレームを略９０°回動させた第１の状態と、
   前記筺体と前記フレームを重ねた第２の状態とを有し、
   前記フレームは前記第２の状態の際に少なくとも前記映像投写部を囲うことを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 請求項１に記載の投写型映像表示装置において、
   前記筺体には操作用の操作ボタンをさらに備え、前記操作ボタンは前記第２の状態の際に前記フレームにより囲われることを特徴とする投写型映像表示装置。
   
   

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