JP2019100978A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】視認しやすい車両用表示装置を提供する。【解決手段】車両用表示装置１００は、車両に用いられ、情報を表示する。車両用表示装置１００は、発光する光透過部３２、画像透過部３３及び画像表示部３６と、これらと隣り合うように配置され、非発光の暗色部３４と、を有する表示部３０を備え、表示部３０よりも目視側に配置され、特定の偏光を遮光可能に形成された円偏光板５１をさらに備える。【選択図】図１

Description

本開示は、車両に用いられ、情報を表示する車両用表示装置に関する。

従来、車両に用いられ、情報を表示する車両用表示装置が知られている。特許文献１に開示の装置は、発光する映像表示装置と、発光部よりも目視側に配置され、特定の偏光を遮光可能に形成された偏光板と、を備えている。

特開２０１６−１３５６６７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、映像表示装置以外の非発光部が設けられていないので、コントラストを十分に高めて、発光部にて表示される情報を視認しやすくすることができなかった。

開示されるひとつの目的は、視認しやすい車両用表示装置を提供することにある。

ここに開示された車両用表示装置は、車両に用いられ、情報を表示する車両用表示装置であって、
発光する発光部（３２，３３，３６）と、発光部と隣り合うように配置され、非発光の非発光部（３４）と、を有する表示部（３０）と、
表示部よりも目視側に配置され、特定の偏光を遮光可能に形成された偏光板（５１）と、を備える。

このような車両用表示装置によると、発光部と非発光部が隣り合うように配置された表示部に対して、目視側に偏光板が配置されている。こうした車両用表示装置に、目視側から例えば太陽光等の外光が入射すると、偏光板により特定の偏光が遮光されるので、発光部及び非発光部に到達する外光の割合が低減される。したがって、発光部及び非発光部が外光に照らされ難くなるため、表示部における発光部と非発光部とのコントラストが高まる。この結果、視認しやすい車両用表示装置を提供することができる。

なお、括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。

第１実施形態の車両用表示装置を示す図である。 第１実施形態の円偏光板の構造を示す図である。 第２実施形態の車両用表示装置を示す図である。 第３実施形態の車両用表示装置を示す図である。 変形例１の車両用表示装置を示す図である。 変形例２の車両用表示装置を示す図である。

以下、複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第１実施形態）
図１に示すように、本開示の第１実施形態による車両用表示装置１００は、車両に用いられ、乗員が着座する座席とは対向するインストルメントパネルに設置されている。車両用表示装置１００は、乗員が位置することとなる目視側へ向けて車両の情報を表示可能となっている。表示される情報としては、例えば車両の速度、エンジン回転数、エンジン冷却水の水温、ギヤのシフトレンジ、走行距離等の車両の状態が挙げられる。また、表示される情報としては、道路情報、視界補助情報、電子メール等の各種情報が挙げられる。

このような車両用表示装置１００は、ケース部１０、基板２０、表示部３０、指針４０、円偏光板５１、及びミラー偏光板５５等により構成されている。

ケース部１０は、例えば合成樹脂により遮光性に形成されており、基板２０及び表示部３０を、目視側とは反対側の背面側及び外周側から覆っている。

基板２０は、例えば合成樹脂により平板状に形成されており、ケース部１０の背面壁と、表示部３０の表示板３１との間に配置されている。基板２０には、発光素子２１，２２及びステッピングモータ２３等が実装及び保持されている。

表示部３０は、表示板３１及び画像表示部３６を有し、情報を表示する。表示板３１は、一般的に文字板とも呼ばれており、情報の表示に用いられている。表示板３１は、例えばアクリル樹脂又はポリカーボネイト樹脂等の透光性を有する基材に、半透光性又は遮光性の印刷が全体的に又は部分的に施されて、例えば平板状に形成されている。なお、印刷に代えて、塗装が施されていてもよい。こうした表示板３１は、基板２０が目視側から視認されないように、当該基板２０を目視側から全面的に覆っている。

表示板３１は、光透過部３２、画像透過部３３、及び暗色部３４を有している。光透過部３２は、表示板３１の基材に対して、半透光性の半透過層等が形成されることにより、背面側の基板２０に実装された発光素子２１からの光Ｌ１を目視側へ透過表示するようになっている。本実施形態の発光素子２１には、発光ダイオード素子が採用されており、例えば白色光を発するようになっているが、赤色光、青色光等の単色光を発するようにしてもよい。発光素子２１からの光Ｌ１は、例えばランダム偏光となっている。

光透過部３２としては、車両用表示装置１００における指標３２ａ及び表示灯が該当する。指標３２ａは、指針４０に指示される指示対象であって、目盛及び目盛に対応する値を示す文字を含んでいる。表示灯は、点灯及び消灯を切り替えることにより、車両の状態を表示する。表示灯は、例えば警告表示、方向指示器の作動状態を示す表示等を含んでいる。こうして光透過部３２は、発光する発光部の一部として機能している。

画像透過部３３は、表示板３１において基材の両側の表面を露出させること又は開口穴を形成していることにより、背面側に配置された画像表示部３６からの画像の表示光Ｌ２を目視側へ透過するようになっている。こうして画像透過部３３は、画像表示部３６と協働して、発光する発光部の一部として機能している。

暗色部３４は、表示板３１において光透過部３２及び画像透過部３３以外の領域において、光透過部３２及び画像透過部３３を囲むように配置されている。暗色部３４は、表示板３１の基材に対して、遮光性の遮光層が形成されることにより、背面側の発光素子２１，２２からの光を遮光するように、暗色（本実施形態では黒色）に形成されている。したがって暗色部３４は、非発光の非発光部として機能している。

画像表示部３６は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、ＴＦＴ）を用いた液晶パネルであって、２次元方向に配列された複数の液晶画素から形成されるアクティブマトリクス型の液晶パネルが採用された液晶表示器となっている。画像表示部３６は、目視側に矩形状の表示画面３７を形成している。そして、表示画面３７に表示される画像の表示光Ｌ２が画像透過部３３を透過して目視側へ射出されるようになっている。ここで表示光Ｌ２は、液晶パネルの直線偏光板を経由するため、直線偏光となっている。こうして画像表示部３６は、画像透過部３３と協働して、発光する発光部の一部として機能している。なお、画像表示部３６には、液晶表示器以外の有機ＥＬディスプレイ等を採用することができる。

このように表示部３０において、光透過部３２、画像表示部３６及び画像透過部３３と、暗色部３４とは、互いに隣り合うように配置されている。光透過部３２、画像表示部３６、画像透過部３３、及び暗色部３４は、構成が互いに異なることにより、その表面粗さが互いに異なる部分を有している。例えば暗色部３４の表面粗さは、遮光層を形成していることにより、画像表示部３６の表示画面３７の表面粗さよりも、粗く設定されている。

指針４０は、連結部４１及び指示部４２を一体的に有している実体物として形成されている。連結部４１は、表示板３１に開けられた貫通穴３０ａを通して配置されており、ステッピングモータ２３の回転軸と連結されている。指示部４２は、表示板３１よりも目視側に配置されており、針状を呈している。指針４０は、ステッピングモータ２３の出力に応じて回転軸まわりに回動し、指示部４２が指示する指標３２ａに応じた車両の情報を表示するようになっている。また、指針４０は、基板２０に実装された発光素子２２により照明されて発光するようになっている。本実施形態の発光素子２２にも、発光ダイオード素子が採用されている。

円偏光板５１及びミラー偏光板５５は、互いに積層された状態で一体的に形成され、表示板３１及び指針４０とは、空間を挟んで離間した目視側に配置されている。円偏光板５１及びミラー偏光板５５は、例えば車両の下方から上方へ向かう程、表示板３１とは離間するように、表示板３１に対して傾斜して配置されている。

円偏光板５１は、ミラー偏光板５５よりも目視側に配置されている。円偏光板５１は、特定の偏光を遮光可能に形成された偏光板の一種である。図２に示すように、円偏光板５１は、透光基板層５１ａ等を挟みつつ、直線偏光板層５２及び１／４波長板層５３等を互いに積層して形成されている。直線偏光板層５２は、１／４波長板層５３よりも目視側に配置されている。直線偏光板層５２は、例えばポリビニルアルコールにヨウ素を添加して形成され、ヨウ素分子の配向方向によって透過軸と吸収軸とを互いに実質直交した状態で有している。直線偏光板層５２は、透過軸に沿った偏光を最大の透過率にて透過させると共に、吸収軸に沿った偏光を最大の吸収率にて吸収する。

１／４波長板層５３は、直線偏光板層５２よりも背面側に配置されている。１／４波長板層５３は、透過軸及び吸収軸に対して、実質４５度の角度をなすように配置された進相軸及び遅相軸を有している。１／４波長板層５３は、例えば可視光の所定の波長の光に対して、進相軸に沿った偏光と遅相軸に沿った偏光との間に、実質１／４波長分の位相差を生じさせる。

ミラー偏光板５５は、円偏光板５１と表示部３０との間に配置されている。ミラー偏光板５５は、光を部分的に透過し（より詳細には所定方向に沿った偏光を透過し）、目視側から入射する光の一部を反射する反射透過板である。ミラー偏光板５５としては、スリーエム社製のＤＢＥＦＱ等を採用可能であり、本実施形態ではそのようになっている。

図１に示すように、こうして円偏光板５１及びミラー偏光板５５は、入射する光の偏光を、選択的に透過する偏光選択透過フィルタ５０を構成している。以下では、ミラー偏光板５５の所定方向に沿う偏光をＰ波と称し、当該所定方向と直交する直交方向に沿う偏光をＳ波と称して説明を続ける。

光透過部３２を透過する発光素子２１からの光Ｌ１は、ランダム偏光、すなわちＳ波とＰ波が混在した状態となっている。係る光Ｌ１が偏光選択透過フィルタ５０に背面側から入射すると、ミラー偏光板５５により、Ｐ波が透過し、Ｓ波は反射される。ミラー偏光板５５を透過したＰ波は、さらに、円偏光板５１の１／４波長板層５３により円偏光となり、透過軸に沿った成分が直線偏光板層５２を透過する。

ミラー偏光板５５により反射されたＳ波は、例えば暗色部３４等で一部が吸収され、他部が拡散反射される（図１のＬ１Ｘ参照）。その結果、またＳ波とＰ波が混在した状態となるが、この時点で光量がかなり落ちているため、再び偏光選択透過フィルタ５０に入射し、偏光選択透過フィルタ５０を透過する光量は非常に少ない（図１のＬ１Ｙ参照）。

画像表示部３６からの画像の表示光Ｌ２は、直線偏光としてＰ波が存在した状態となっている。係る表示光Ｌ２が偏光選択透過フィルタ５０に背面側から入射すると、ミラー偏光板５５をそのまま透過し、さらに、円偏光板５１の１／４波長板層５３により円偏光となり、透過軸に沿った成分が直線偏光板層５２を透過する。したがって、画像の表示光Ｌ２は、比較的高効率で偏光選択透過フィルタ５０を透過可能となる。

一方、車両用表示装置１００には、例えば太陽光等の外光Ｌ３が、目視側から入射し得る。外光Ｌ３は、例えばランダム偏光、すなわちＳ波とＰ波が混在した状態となっている。係る外光Ｌ３が偏光選択透過フィルタ５０に目視側から入射すると、円偏光板５１の直線偏光板層５２により光量の略半分が吸収され、透過軸に沿った偏光が１／４波長板層５３により円偏光に変換される。円偏光板５１を透過した外光Ｌ３の一部は、ミラー偏光板５５の反射要素により、再び円偏光板５１に向けて鏡面反射され、その際、反射された一部が直線偏光板層５２により吸収される。

ミラー偏光板５５を透過した外光Ｌ３の一部は、例えば暗色部３４等で一部が吸収され、他部が拡散反射される。その結果、またＳ波とＰ波が混在した状態となるが、この時点で光量がかなり落ちているため、偏光選択透過フィルタ５０を透過する光量は非常に少ない。

（作用効果）
以上説明した第１実施形態の作用効果を以下に説明する。

第１実施形態によると、発光部としての光透過部３２、画像透過部３３、及び画像表示部３６と非発光部としての暗色部３４が隣り合うように配置された表示部３０に対して、目視側に偏光板としての円偏光板５１が配置されている。こうした車両用表示装置１００に、目視側から例えば太陽光等の外光Ｌ３が入射すると、偏光板により特定の偏光が遮光されるので、発光部及び非発光部に到達する外光Ｌ３の割合が低減される。したがって、発光部及び非発光部が外光Ｌ３に照らされ難くなるため、表示部３０における発光部と非発光部とのコントラストが高まる。この結果、視認しやすい車両用表示装置１００を提供することができる。

また、第１実施形態によると、偏光板として円偏光板５１を採用すると、目視側から入射した外光Ｌ３が当該偏光板により特定の偏光が遮光された後、遮光されなかった直線偏光がさらに円偏光に変換される。そして、表示部３０で目視側に反射される際に、その円偏光が逆回りになる。この逆回りの円偏光が当該偏光板により遮光されるので、表示部３０に到達した外光Ｌ３が再び目視側に反射されても、偏光板よりも目視側に透過され難くなる。したがって、外光Ｌ３の影響が低減されるので、表示部３０における発光部と非発光部とのコントラストを、より高めることができる。

また、第１実施形態によると、偏光板と、表示部３０との間に、反射透過板としてのミラー偏光板５５が配置されている。したがって、目視側から入射した外光Ｌ３の一部が偏光板により円偏光に変換されて透過しても、反射透過板が目視側から入射した外光Ｌ３の一部を再び目視側へ反射する。こうした反射では、拡散反射の場合よりも精度を高めて、円偏光を逆回りにすることができる。

したがって、表示部３０に到達する外光Ｌ３の割合、すなわち表示部３０で拡散反射される光の割合を低減して、外光Ｌ３を反射透過板での反射で精度よく逆回りの偏光に変換することで、偏光板での外光Ｌ３の遮光効率を高めることが可能となり、表示部３０における発光部と非発光部とのコントラストを、格段に高めることができる。

また、第１実施形態によると、反射透過板をミラー偏光板５５としたことにより、画像表示部３６のように発光部から発せられる光を所定方向に沿った偏光にすれば、発光部から発せられた光が透過反射板及び偏光板を効率よく目視側へ透過できるようになる。したがって、反射透過板での反射を利用して偏光板での外光Ｌ３の遮光効率を高める一方、発光部から発せられた光を輝度が高い状態で視認させることができる。故に、表示部３０における発光部と非発光部とのコントラストを、格段に高めることができる。

また、第１実施形態によると、偏光板と反射透過板とは、互いに積層された状態で配置されている。このようにすると、製造の際、予め偏光板の方向と反射透過板の方向とを合わせておけるので、発光部に対する位置合わせを容易に行なうことができる。

また、第１実施形態によると、非発光部には、情報の表示に用いられる板状の表示板３１において暗色に形成された暗色部３４が含まれている。暗色部３４が暗色に視認されることにより、発光部が目立つようになり、発光部と非発光部とのコントラストは格段に高まる。

（第２実施形態）
図３に示すように、第２実施形態は第１実施形態の変形例である。第２実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。

第２実施形態では、反射透過板について、ミラー偏光板５５に代えて、ハーフミラー２５５が採用されている。すなわち、円偏光板５１及びハーフミラー２５５は、互いに積層された状態で一体的に形成され、入射する光の偏光を、選択的に透過する偏光選択透過フィルタ２５０を構成している。

ハーフミラー２５５は、光を部分的に透過し、目視側から入射する光の一部を反射する反射透過板である。ハーフミラー２５５は、透光性の基板に、金属薄膜又は誘電体多層膜を形成してなり、入射する光の一部を透過し、他の一部を反射するようになっている。なお、本実施形態のハーフミラー２５５は、透過率及び反射率がそれぞれ約５０％となっているが、例えば２０〜８０％の範囲に設定してもよい。

第２実施形態においても、光透過部３２を透過する発光素子２１からの光Ｌ１は、ランダム偏光、すなわちＳ波とＰ波が混在した状態となっている。係る光が偏光選択透過フィルタ２５０に背面側から入射すると、ハーフミラー２５５を一部が透過する。ハーフミラー２５５を透過した光は、円偏光板５１の１／４波長板層５３を透過し、さらに透過軸に沿った成分が直線偏光板層５２を透過する。

ハーフミラー２５５により反射された一部の光Ｌ１Ｘは、例えば暗色部３４等で一部が吸収され、他部が拡散反射される。しかし、この時点で光量がかなり落ちているため、再び偏光選択透過フィルタ２５０に入射し、偏光選択透過フィルタ２５０を透過する光量は非常に少ない（図３のＬ１Ｙ参照）。

画像表示部３６からの画像の表示光Ｌ２は、直線偏光としてＰ波が存在した状態となっている。係る表示光Ｌ２が偏光選択透過フィルタ２５０に背面側から入射すると、ハーフミラー２５５を一部が透過し、さらに、円偏光板５１の１／４波長板層５３により円偏光となり、透過軸に沿った成分が直線偏光板層５２を透過する。したがって、画像の表示光Ｌ２は、比較的高効率で偏光選択透過フィルタ２５０を透過可能となる。

一方、車両用表示装置１００には、例えば太陽光等の外光Ｌ３が、目視側から入射し得る。外光Ｌ３は、例えばランダム偏光、すなわちＳ波とＰ波が混在した状態となっている。係る外光Ｌ３が偏光選択透過フィルタ２５０に目視側から入射すると、円偏光板５１の直線偏光板層５２により光量の略半分が吸収され、透過軸に沿った偏光が１／４波長板層５３により円偏光に変換される。円偏光板５１を透過した外光Ｌ３の一部は、ハーフミラー２５５により、再び円偏光板５１に向けて鏡面反射され、その際、逆回りの円偏光となるので、反射された光の多くが直線偏光板層５２により吸収される。

ハーフミラー２５５を透過した外光Ｌ３の一部は、例えば暗色部等で一部が吸収され、他部が拡散反射される。その結果、またＳ波とＰ波が混在した状態となるが、この時点で光量がかなり落ちているため、再び偏光選択透過フィルタ２５０を透過する光量は非常に少ない。

以上説明した第２実施形態によると、反射透過板をハーフミラー２５５としたことにより、偏光板としての円偏光板５１を背面側に透過した外光Ｌ３を、適切な反射率にて、逆回りの円偏光に変換し、再び偏光板へ反射することができる。故に、偏光板での外光Ｌ３の遮光効率を高めることが可能となり、表示部３０における発光部と非発光部とのコントラストを、格段に高めることができる。

（第３実施形態）
図４に示すように、第３実施形態は第２実施形態の変形例である。第３実施形態について、第２実施形態とは異なる点を中心に説明する。

第３実施形態の反射透過板としてのハーフミラー３５５と、円偏光板５１とは、互いに離間して配置されている。具体的に、ハーフミラー３５５は、表示板３１の目視側に貼り合わせられて配置されている。ハーフミラー３５５には、表示板３１の貫通穴３０ａに対応する位置に、同様の貫通穴３５５ａが開けられている。そして、指針４０の連結部４１が両貫通穴３０ａ，３５５ａに挿通されている。

すなわち、実体物としての指針４０は、指示部４２を円偏光板５１とハーフミラー３５５との間に配置されている。このような配置において、ハーフミラー３５５よりも背面側に位置する表示板３１及び画像表示部３６は、ハーフミラー３５５が目視側から入射する外光Ｌ３を再び目視側へ鏡面反射する結果、外光Ｌ３の影響を余り受けなくなる。一方で、指針４０の指示部４２は、表示板３１及び画像表示部３６よりも外光Ｌ３の影響をある程度残すことができる。しがたって、外光Ｌ３の入射光量及び入射方向に応じて、指針４０が明るく目立つと共に、陰影により高い立体感を醸し出す。ただし、指針４０に対しても、外光Ｌ３は円偏光板５１によりある程度遮光されるため、当該指針４０が乗員から見えなくなる程眩しくなることは抑制されている。

こうして指針４０と表示板３１及び画像表示部３６との間で外光Ｌ３の影響度合を異ならせることにより、指針４０が表示板３１及び画像表示部３６（すなわち表示部３０）とは異なる見え方に演出されるのである。

以上説明した第３実施形態によると、偏光板としての円偏光板５１と反射透過板としてのハーフミラー３５５との間に配置された実体物をさらに備える。この構成によれば、互いに隣り合う発光部及び非発光部を有する表示部３０の外光Ｌ３への影響を低減できる一方、実体物には外光Ｌ３の影響を残すことができるので、表示部３０に対して、外光Ｌ３に応じた多彩な見え方で実体物を目立たせることができる。車両用表示装置１００の見栄えを斬新なものとすることができる。

また、第３実施形態によると、実体物は、回動可能に形成され、指標３２ａを指示することにより情報を表示する指針４０を含む。このような指針４０が外光Ｌ３に応じた多彩な見え方で目立つことにより、乗員を指針４０に誘目させることができるので、指針４０が指示する指標３２ａの読み取りは、一層容易となる。

（他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

変形例１としては、偏光板及び反射透過板は、表示部３０の全域を覆うように配置されていなくてもよく、例えば発光部に対向する領域に、部分的に配置されていてもよい。図５に示す例では、発光部としての画像表示部３６又は画像透過部３３に対向する領域のみに、偏光板及び反射透過板を互いに積層した偏光選択透過フィルタ５０が配置されている。すなわち、偏光選択透過フィルタ５０は、表示部３０の全域を覆うように表示部３０よりも目視側に配置された透光板５７の一部に貼り合わされた状態で形成されている。

第３実施形態に関する変形例２としては、図６に示すように、ハーフミラー３５５に代えて、第１実施形態のようなミラー偏光板４５５が、表示板３１の目視側に貼り合わせられた反射透過板として採用されていてもよい。

第３実施形態に関する変形例３としては、実体物は、指針４０に限られない。例えば実体物は、目盛を立体的に形成した立体指標、又は、加飾リング等の表示部３０を加飾する加飾部材を、含むことができる。

変形例４としては、反射透過板が設けられていなくてもよい。

変形例５としては、偏光板は、円偏光板５１に限られず、直線偏光板であってもよい。

１００ 車両用表示装置、３０ 表示部、３２ 光透過部（発光部）、３３ 画像透過部（発光部）、３４ 暗色部（非発光部）、３６ 画像表示部（発光部）、５１ 円偏光板（偏光板）

Claims (9)

1. 車両に用いられ、情報を表示する車両用表示装置であって、
   発光する発光部（３２，３３，３６）と、前記発光部と隣り合うように配置され、非発光の非発光部（３４）と、を有する表示部（３０）と、
   前記表示部よりも目視側に配置され、特定の偏光を遮光可能に形成された偏光板（５１）と、を備える車両用表示装置。
2. 前記偏光板は、円偏光板である請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記偏光板と前記表示部との間に配置され、光を部分的に透過可能にしつつ、目視側から入射する光の一部を再び目視側へ反射するように形成された反射透過板（５５，２５５，３５５，４５５）をさらに備える請求項２に記載の車両用表示装置。
4. 前記反射透過板は、所定方向に沿った偏光を透過し、目視側から入射する光の一部を反射するミラー偏光板である請求項３に記載の車両用表示装置。
5. 前記反射透過板は、ハーフミラーである請求項３に記載の車両用表示装置。
6. 前記偏光板と前記反射透過板との間に配置された実体物（４０）をさらに備える請求項３から５のいずれか１項に記載の車両用表示装置。
7. 前記実体物は、回動可能に形成され、指標を指示することにより前記情報を表示する指針を含む請求項６に記載の車両用表示装置。
8. 前記偏光板と前記反射透過板とは、互いに積層された状態で配置されている請求項３から５のいずれか１項に記載の車両用表示装置。
9. 前記非発光部は、前記情報の表示に用いられる板状の表示板において暗色に形成された暗色部を含む請求項１から８のいずれか１項に記載の車両用表示装置。

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