JP2020085977A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光素子から発せられる光の利用効率を高めて、透過型の表示部を表示できるようにした表示装置を提供する。【解決手段】 「黒」の色相の前方支持体２に設けられた支持凹部２１の内部に「白」の色相の前方部材６が設置されている。支持凹部２１の底部には、発光素子１１が対向する開口部２３を区画するリブ形状の境界部２４が設けられ、前方部材６には、境界部２４の前方を覆う前方対向部６５と、発光素子１１の前方に対向する前方開口部６６が形成されている。発光素子１１から発せられた光は、「白」の色相の前方部材６の内面および前方対向部６５の表面で反射されて透過型の表示部７に与えられる。【選択図】図６

Description

本発明は、発光素子と、前記発光素子の発光方向の前方に位置する透過型の表示部と、を有する表示装置に関する。

特許文献１に、車両用表示装置に関する発明が記載されている。
この車両用表示装置は、装置全体の外観を形成する支持体である拡散反射部材（１５）を有しており、拡散反射部材（１５）に、複数のＬＥＤ用開口部（１５ａ）が一列に配列して形成されている。拡散反射部材（１５）の後方に基板（１４）が固定されており、基板（１４）に、それぞれのＬＥＤ用開口部（１５ａ）の内部に位置する複数の液晶用ＬＥＤ（２０）が実装されている。拡散反射部材（１５）の前方に、第２拡散板（１９）と第１拡散板（１８）が対向しており、第１拡散板（１８）の前方に、液晶表示装置（１６）が配置されている。

この車両用表示装置は、一列に配列する複数のＬＥＤ用開口部（１５ａ）の内部に位置する液晶用ＬＥＤ（２０）が点灯すると、液晶用ＬＥＤ（２０）から発せられる照明光が、第２拡散板（１９）と第１拡散板（１８）とで拡散されて、液晶表示装置（１６）が後方から照明される。

特開２００４−２１７０６５号公報

特許文献１には、装置全体の外観を形成する支持体である拡散反射部材（１５）が、どのような色相で形成されているのかは明らかにされていない。

仮に、拡散反射部材（１５）が、黒色などのＬＥＤの光に対する反射率の低い色相で形成されているとすると、拡散反射部材（１５）によって光を効率的に反射することができず、液晶表示装置（１６）を十分な輝度の光で照明することができない。逆に、拡散反射部材（１５）が、白色などのＬＥＤの光に対する反射率の高い色相で形成されているとすると、この拡散反射部材（１５）は装置全体の外観を形成するため、装置全体が白色となってしまい装置のデザインが制限されることになる。また、ＬＥＤからの光を反射させたくはない部位においても光が反射されることがあり、光の外部への洩れなどが発生しやすくなる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、支持体を光の反射率が低い色相で構成した場合であっても、発光素子から発せられる光を透過型の表示部に有効に与えることができる表示装置を提供することを目的としている。

本発明は、発光素子を搭載した基板と、前記発光素子の発光方向の前方に位置する開口部が形成された支持体と、前記発光素子および前記開口部よりも前方に位置する透過型の表示部、とを有する表示装置において、
前記支持体には、複数の前記開口部を区画する境界部が設けられて、前記基板に搭載された複数の前記発光素子がそれぞれの前記開口部に対向しており、
前記境界部の前方に位置する前方対向部が設けられ、前記発光素子から発せられる光に対する反射率は、前記境界部の前面よりも、前記前方対向部の前面の方が高い、ことを特徴とするものである。

本発明の表示装置は、例えば、前記境界部が、前記支持体に形成された長穴を複数に区分して前記開口部を区画するリブであり、前記リブは、長穴の長辺どうしを連結するように前記支持体に一体に形成された補強用リブである。

本発明の表示装置は、前記前方対向部の前面が、前記光源から前方に離れるにしたがって前記光源からの側方距離が徐々に広がる傾斜面を有していることが好ましい。

本発明の表示装置は、前記前方対向部によって区画される複数の前方開口部と、前記前方開口部の側方から前方に延びる内壁面とを有する前方部材が設けられ、前記前方部材は、その全体が前記境界部の前面よりも反射率が高い色相で形成されており、
前記前方部材が前記支持体に固定されて、前記前方開口部が前記発光素子の前方に位置しているものが好ましい。

さらに、本発明の表示装置では、前記支持体は、その全体が、前記前方対向部の前面よりも反射率の低い色相で形成されていることが好ましい。

本発明の表示装置は、前記支持体では、前記境界部で区画された複数の前記開口部が一列に並んで配置され、前記前方部材では、前記前方対向部で区画された複数の前記前方開口部が一列に並んで配置されているものとして構成できる。

本発明の表示装置は、前記支持体には、前方から後方に向けて窪む支持凹部が形成されて、前記支持凹部の後方の底部に前記開口部と前記境界部とが形成されており、前記前方部材が、前記支持凹部の内部に配置されている構造とすることが好ましい。

本発明の表示装置は、前記基板の前面における前記開口部に対向する領域が、前記境界部の前面よりも反射率が高い色相に着色されていることが好ましい。

本発明の表示装置は、支持体に複数の開口部が形成されて、それぞれの開口部に発光素子が対向しているが、複数の前記開口部は、例えばリブ形状で補強リブとなる境界部によって区画されている。この境界部を設けることで、複数の開口部を有する支持体の強度を高くすることができ、支持体に外力が作用したときでも表示部に歪みが生じるのを抑制することができる。そして、境界部の前方に前方対向部を配置し、前方対向部の前面の反射率を境界部の前面の反射率よりも高くすることによって、境界部が光の反射率の低い色相で形成されていても、発光素子からの光を前方対向部で効果的に反射させて表示部に送ることができる。これにより、発光素子から発せられる光の利用効率を高くすることができる。

本発明では、前方部材に、前方対向部と前方開口部を設け、さらに前方開口部の側方から前方に延びる内壁面を形成し、この前方部材の全体の色相を、支持体の全体の色相よりも反射率の高いものとすることが好ましい。この構成では、支持体を黒色などに形成しても、発光素子から発せられる光を、白色などで形成された前方部材で反射させて表示部に効果的に与えることができる。支持体を黒色などで形成できるため、全体の見栄えを良くでき、しかも支持体から外部への不要な光の漏れが発生するのを抑制することができる。

本発明の実施形態の表示装置を前方から示す斜視図、 本発明の実施形態の表示装置を前方から示す分解斜視図、 本発明の実施形態の表示装置を前方から示す部分正面図、 （Ａ）は、表示装置に使用されている支持体の正面図、（Ｂ）は、支持体をＢ−Ｂ線で切断した断面図、 （Ａ）は、表示装置に使用されている前方部材の正面図、（Ｂ）は、前方部材をＢ−Ｂ線で切断した断面図、 本発明の実施形態の表示装置を、図３に示すＶＩ線で切断した部分断面図、 本発明の実施形態の表示装置を、図３に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断した部分断面図、

図１と図２に本発明の実施形態の表示装置１が示されている。表示装置１は車載用であり、車室内の前方のインストルメントパネルやダッシュボードまたはセンターコンソールなどに埋設されて使用される。表示装置１は、Ｙ１方向が表示方向の前方であり、Ｙ２方向が後方である。Ｘ１方向が右方向でＸ２方向が左方向、Ｚ１方向が上方向でＺ２方向が下方向である。

図２の分解斜視図に示すように、表示装置１は、前方支持体２と後方支持体３を有している。図１に示すように、前方支持体２と後方支持体３は互いに固定されて支持体を構成している。支持体は筐体であり、前方支持体２は支持体の一部であるとともに筐体の一部である。前方支持体２と後方支持体３の内部には、ラバースイッチシート４と照明基板５とが収納されている。図７に示すように、ラバースイッチシート４は前方（Ｙ１方向）に位置し、照明基板５は後方（Ｙ２方向）に重ねられており、ラバースイッチシート４と照明基板５は、前方支持体２と後方支持体３との間に挟まれて固定されている。

図２に示すように、照明基板５の前方（Ｙ１方向）に向く前面５ａに複数の発光素子１１が実装されている。発光素子１１は白色光を発光するＬＥＤである。前面５ａにおいて発光素子１１は左右方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に一列に並んで一定の間隔で実装されている。ラバースイッチシート４には、左右方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に連続して開口する長穴１２が形成されている。図７に示すように、ラバースイッチシート４と照明基板５とが重ねられると、複数の発光素子１１の全てが長穴１２の内部に位置する。また、ラバースイッチシート４の前方（Ｙ１方向）に向く前面４ａでは、長穴１２の下側に複数のスイッチ部１３が設けられている。スイッチ部１３では、ラバースイッチシート４の後方（Ｙ２方向）に向く内面にドーム状の反転接点が固定されており、照明基板５の前面５ａには、反転接点に対向する固定接点が設けられている。

前方支持体２と後方支持体３は、合成樹脂により成形されており、それぞれはその全体が同一の色相で形成されている。図２に示すように、前方支持体２の前方には同じく合成樹脂で形成された前方部材６が設けられている。前方部材６もその全体が同一の色相で形成されている。前方部材６は、前方支持体２と後方支持体３に比べて、表面での光の反射率が高い色相で形成されている。例えば、前方部材６は、全体が、白色、黄色、灰色、メタリック色のいずれかであり、前方支持体２および後方支持体３は、例えば、全体が黒色、濃緑色、茶色、濃青色、濃赤色のいずれかで形成されている。なお、各部材は前記色相に限られず、前方部材６が、前方支持体２と後方支持体３に比べて、表面での光の反射率が高ければ、他の色相を選択することもできる。

図２に示すように、照明基板５の前面５ａでは、発光素子１１が実装されている領域であって、少なくともラバースイッチシート４の長穴１２に対向する領域が着色領域１４となっている。着色領域１４は印刷工程で形成されており、前方支持体２と後方支持体３に比べて、表面での光の反射率の低い色相で形成されている。着色領域１４の色相は、白色、黄色、灰色、メタリック色のいずれかであり、好ましくは、前方部材６と同じ色相で形成されている。

実施形態では、前方部材６と着色領域１４の色相が「白」で、前方支持体２および後方支持体３の色相が「黒」である。

図１と図２および図４に示すように、前方支持体２の前方（Ｙ１方向）に向く前面２ａは化粧面となっており、上方に湾曲部を含んでいる。表示装置１が車両のインストルメントパネルやダッシュボードあるいはセンターコンソールに埋設され実装されると、前方支持体２の化粧面である前面２ａが車室内に露出する。

前方支持体２には、前面２ａから後方に向けて窪む支持凹部２１が形成されている。支持凹部２１は、上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）の開口幅よりも、左右方向（Ｘ１−Ｘ２方向）の開口幅が広い細長形状である。図４（Ｂ）に示すように、支持凹部２１は後方に底部２２を有している。図４（Ａ）に示すように、底部２２には、左右方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に一列に配列する複数の開口部２３が形成されている。また、底部２２には、上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に延びる境界部２４が形成されており、境界部２４によってそれぞれの開口部２３が区画されている。

それぞれの境界部２４は、一定の幅で上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に延びるリブ形状であり、このリブ形状の境界部２４で区画されたそれぞれの開口部２３は四角形である。すなわち、図４（Ａ）に示すように、境界部２４は、支持凹部２１の底部においてＸ１−Ｘ２方向に長く延びる長方形の長穴を複数に区分してそれぞれの開口部２３を区画しているものである。それぞれの境界部２４は、長穴のＺ１側の長辺縁部とＺ２側の長辺縁部とを一体に連結する剛性の高い補強リブである。

図７に示すように、表示装置１が組み立てられた状態で、ラバースイッチシート４と照明基板５が互いに密着して重ねられた状態で、ラバースイッチシート４の前面４ａが、前方支持体２の支持凹部２１の底部２２に後方から密着する。そして、照明基板５に搭載されている発光素子１１が、ラバースイッチシート４の長穴１２の内部に位置し、発光素子１１が支持凹部２１の底部２２に形成された個々の開口部２３に後方から対向し、あるいは発光素子１１の一部が開口部２３の内部に入り込む。

複数の発光素子１１は左右方向（Ｙ１−Ｙ２方向）に一列に並んでおり、ラバースイッチシート４の長穴１２も左右方向に長く形成されている。これに対し、前方支持体２の支持凹部２１の底部２２では、リブ形状の境界部２４が左右方向に一定の間隔で形成されて、複数の開口部２４を区画している。複数の境界部２３によって底部２２が補強されていることになり、底部２２に左右方向に連続する細長い長穴の開口部を形成したものと比べて、前方支持体２の強度を高くすることができる。

図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、支持凹部２１には、底部２２の上部側方から前方に延びる上側内面２５ａと、下部側方から前方に延びる下側内面２５ｂ、および右部側方から前方に延びる右側内面２６ａと左部側方から前方に延びる左側内面２６ｂを有している。

図２と図３および図４に示すように、前方支持体２では、支持凹部２１の下側に複数の釦支持穴２７が形成されている。複数の釦支持穴２７は左右方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に一定の間隔で形成されている。各図には現れていないが。それぞれの釦支持穴２７の内部に操作釦が支持される。いずれかの操作釦が押されると、ラバースイッチシート４で構成される複数のスイッチ部１３のいずれかが押圧される。

図２と図５に示すように、前方部材６は、左右方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に細長い枠体形状である。図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、前方部材６のＹ１方向に向く前端部には、上向きの上方嵌合片６４ａと下向きの下方嵌合片６４ｂがそれぞれ複数設けられて一体に形成されている。図３と図６および図７に示すように、表示装置１が組立てられた状態では、前方部材６が、前方支持体２の支持凹部２１の内部に装着され、上方嵌合片６４ａと下方嵌合片６４ｂが、前方支持体２に嵌合して、前方支持体２と前方部材６とが固定される。

図５（Ａ）（Ｂ）と図６に示すように、前方部材６はＹ２側に底部６１を有し、底部６１の上部側方からは前方に延びる上部内壁面６２ａが、底部６１の下部側方からは前方に延びる下部内壁面６２ｂが形成されている。また、底部６１の右側方からは前方に延びる右内壁面６３ａが、底部６１の左側方から前方に延びる左内壁面６３ｂが形成されている。

図５（Ａ）（Ｂ）と図６に示すように、前方部材６の底部６１には、複数の前方対向部６５が左右方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に一定の間隔で形成されている。また底部６１には、前方対向部６５によって区画された前方開口部６６が形成されている。図３と図６に示すように、前方部材６が、前方支持体２の支持凹部２１の内部に装着されると、それぞれの前方対向部６５が、前方支持体２に形成されたリブ形状の境界部２４の前方に対向する。また、前方部材６の底部６１に形成された前方開口部６６が、前方支持体２に形成された開口部２３の開孔領域の内部に位置する。そして、それぞれの前方開口部６６は、発光素子１１の前方に位置する。または、発光素子１１の一部が前方開口部６６の内部に入り込んでもよい。

図６には、前方部材６に形成された前方対向部６５の断面形状が示されている。前方対向部６５の前面は、前方（Ｙ１方向）に向く平坦な前端面６５ａと、発光素子１１から前方に向けて離れるにしたがって発光素子１１からの側方距離が徐々に広がる傾斜面６５ｂと、を有している。また、前方開口部６６は四角形であり、その開口面積は、前方支持体２に形成された開口部２３の開口面積よりも小さい。

図２に示すように、前方部材６の前方に透過型の表示部７が設けられている。図６と図７に示すように、表示部７は、透過型の液晶表示セル７ａと、液晶表示セル７ａの後方に密着して重ねられた導光部材７ｂとで構成されている。導光部材７ｂは、導光シートや光拡散シートならびにレンズシートなど複数のシートが重ねられて構成されている。図６と図７に示すように、液晶表示セル７ａと導光部材７ｂとが重ねられた表示部７は、前方部材６の前端の開放部を完全に塞ぐようにして、前方部材６に固定されている。

図２に示すように、表示部７の前方にカバーパネル８が設けられている。カバーパネル８はポリカーボネート樹脂などの透光性樹脂で形成されている。図６と図７に示すように、カバーパネル８は表示部７の前方に距離を空けた状態で前方支持体２に固定されている。

次に、前記表示装置における表示動作を説明する。
図６と図７に示すように、照明基板５の前面５ａにラバースイッチシート４が密着し、ラバースイッチシート４の前面４ａが、前方支持体２に形成された支持凹部２１の底部２２に後方から密着している。そして、照明基板５に実装されている個々の発光素子１１が、ラバースイッチシート４に形成された長穴１２の内部に位置し、さらに、発光素子１１が前方支持体２の支持凹部２１の底部２２に形成されたそれぞれの開口部２３に対向している。そのため、発光素子１１が点灯されると、発光素子１１から発せられた光は、前記長穴１２および前記開口部２３を経て、主に前方支持体２の支持凹部２１の内部に与えられる。

前方支持体２はその全体が反射率の低い色相で、実施形態では「黒」であり、化粧面である前面２ａの外観が良好で品位の高い製品となっている。また、支持凹部２１の上側内面２５ａと下側内面２５ｂ、および右側内面２６ａと左側内面２６ｂの色相も「黒」であり、支持凹部２１の内部での光の反射が抑制されている。支持凹部２１の底部２２では、個々の開口部２３を区画するリブ形状の境界部２４が設けられて、前方支持体２の強度が増強されているが、仮に、底部２２に「黒」の色相の境界部２４が露出している構造にすると、発光素子１１から発せられて表示部７の導光部材７ｂで反射された光の多くが境界部２４で吸収されてしまい、境界部２４から表示部７に反射される光の量が極端に減衰する。

そこで、実施形態の表示装置１では、前方支持体２の支持凹部２１の内部に前方部材６が設置されており、前方部材６は、その全体が、発光素子１１から発せられる光に対する反射率が前方支持体２よりも高い色相の「白」となっている。図３と図６および図７に示すように、ラバースイッチシート４の長穴１２の内部に位置している発光素子１１は、それぞれ前方部材６の前方開口部６６に対向している。そして、図６に示すように、支持凹部２１の底部２２に設けられたリブ形状の境界部２４の前方が前方部材６に形成された前方対向部６５で覆われている。そして、発光素子１１から発せられる光に対する反射率は、境界部２４の前面よりも、前方対向部６５の前面の方が高くなっている。さらに、図２に示すように、照明基板５の前面５ａでは、前方支持体２の開口部２３と前方部材６の前方開口部６６に対向する部分が着色領域１４であり、実施形態では着色領域１４の色相が「白」である。

そのため、個々の発光素子１１から発せられた光は、前方開口部６６から前方部材６の内部に入り、前方部材６の内面である「白」の色相の上部内壁面６２ａと下部内壁面６２ｂ、および右内壁面６３ａと左内壁面６３ｂにおいて、高い反射率で反射されて表示部７に与えられる。

図６に示すように、前方部材６の底部６１では、「黒」の境界部２４の前方に「白」の前方対向部６５が対向し、前方対向部６５の前方に向く前面には、発光素子１１から前方に離れるにしたがって発光素子１１との側方距離が徐々に広がる傾斜面６５ｂが形成されている。そのため、発光素子１１から発せられる光の一部の成分Ｌ１は、前方対向部６５の傾斜面６５ｂに反射されて前方に向かうようになる。また、発光素子１１から発せられて表示部７の導光部材７ｂで反射されて戻った光の一部の成分Ｌ２は、前方対向部６５の前面である前端面６５ａや傾斜面６５ｂに反射されてさらに前方に向けられる。また、前方開口部６６の内部に戻った光は、照明基板５の前面５ａの着色領域１４の「白」の色相で反射されて再び前方部材６の内部に戻される。

図７に示すように、前方支持体２の支持凹部２１の内部に前方部材６が装着され、前方部材６の前端部に、前方部材６の内部を塞ぐように透過型の表示部７が固定されている。そのため、発光素子１１からの光は、前方部材６の「白」の内面に反射されて、表示部７に効率的に与えられ、高い輝度で表示部７を表示できるようになる。

図６と図７に示すように、前方部材６の前端部は液晶表示セル７ａで覆われており、液晶表示セル７ａは、駆動されていないときに「黒」の色相である。そのため、表示装置１を前方から見たときに、液晶表示セル７ａが駆動していないときは全体が「黒」の外観を呈し、液晶表示セル７ａが駆動されているときは、前方支持体２の前面の「黒」で囲まれた部分で各種表示が発光素子１１で照明される。いずれの場合も、表示装置１を前方から見たときに、「白」が現れないため、常に外観が良好である。

また、前方支持体２は全体が「黒」の色相であるため、例えば、図７に示す前方支持体２の支持凹部２１の内面と、前方部材６の外面との隙間δ内に、発光素子１１からの光が入ったとしても、黒色の前方支持体２に光が吸収されるため、外部に光が漏れにくくなる。

実施形態の表示装置１では、透過型の表示部７が、液晶表示セル７ａと導光部材７ｂとで構成されているが、透過型の表示部７としては液晶表示セル７ａを有するものに限られない。例えば、透過型の表示部として前方部材６の前端に「黒」の色相などの被透過のパネルが設けられ、このパネルに文字や記号または模様などの固定された表示を形成する白色などの光透過部が形成されているものであってもよい。この表示部では、発光素子１１が点灯すると、パネルに形成された文字や記号または模様が発光素子１１から発せられる各種色相の光によって後方から照明されて表示されるようになる。

また、実施形態では、発光素子１１と開口部２３および前方開口部６６が左右方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に一列に配列しているが、これらが上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に複数設けられ、全体として複数列に配置していてもよい。

１ 表示装置
２ 前方支持体
３ 後方支持体
４ ラバースイッチシート
５ 照明基板
６ 前方部材
７ 表示部
７ａ 液晶表示セル
７ｂ 導光部材
１１ 発光素子
１４ 着色領域
２１ 支持凹部
２２ 底部
２３ 開口部
２４ 境界部
６１ 底部
６２ａ 上部内壁面
６２ｂ 下部内壁面
６３ａ 右内壁面
６３ｂ 左内壁面
６５ 前方対向部
６５ａ 全端面
６５ｂ 傾斜面
６６ 前方開口部

Claims (8)

1. 発光素子を搭載した基板と、前記発光素子の発光方向の前方に位置する開口部が形成された支持体と、前記発光素子および前記開口部よりも前方に位置する透過型の表示部、とを有する表示装置において、
   前記支持体には、複数の前記開口部を区画する境界部が設けられて、前記基板に搭載された複数の前記発光素子がそれぞれの前記開口部に対向しており、
   前記境界部の前方に位置する前方対向部が設けられ、前記発光素子から発せられる光に対する反射率は、前記境界部の前面よりも、前記前方対向部の前面の方が高い、ことを特徴とする表示装置。
2. 前記境界部は、前記支持体に形成された長穴を複数に区分して前記開口部を区画するリブであり、前記リブは、長穴の長辺どうしを連結するように前記支持体に一体に形成された補強用リブである請求項１記載の表示装置。
3. 前記前方対向部の前面は、前記光源から前方に離れるにしたがって前記光源からの側方距離が徐々に広がる傾斜面を有している請求項１または２記載の表示装置。
4. 前記前方対向部によって区画される複数の前方開口部と、前記前方開口部の側方から前方に延びる内壁面とを有する前方部材が設けられ、前記前方部材は、その全体が前記境界部の前面よりも反射率が高い色相で形成されており、
   前記前方部材が前記支持体に固定されて、前記前方開口部が前記発光素子の前方に位置している請求項１ないし３のいずれかに記載の表示装置。
5. 前記支持体は、その全体が、前記前方対向部の前面よりも反射率の低い色相で形成されている請求項４記載の表示装置。
6. 前記支持体では、前記境界部で区画された複数の前記開口部が一列に並んで配置され、前記前方部材では、前記前方対向部で区画された複数の前記前方開口部が一列に並んで配置されている請求項４または５記載の表示装置。
7. 前記支持体には、前方から後方に向けて窪む支持凹部が形成されて、前記支持凹部の後方の底部に前記開口部と前記境界部とが形成されており、前記前方部材が、前記支持凹部の内部に配置されている請求項４ないし６のいずれかに記載の表示装置。
8. 前記基板の前面における前記開口部に対向する領域が、前記境界部の前面よりも反射率が高い色相に着色されている請求項１ないし７のいずれかに記載の表示装置。

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