JPWO2018079308A1 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

回転可能に支持される反射ユニットの部品点数を削減することができるヘッドアップディスプレイ装置を提供すること。ヘッドアップディスプレイ装置（１０）は、回転可能な第２の反射ユニット（５０）を有する。第２の反射ユニット（５０）は、両端部にそれぞれ回転の中心となる回転軸部（５１，５２）を有し、ケース（２０）は、回転軸部（５１，５２）を支持する第１の支持部（７１）及び第２の支持部（７２）を有する。第１の支持部（７１）は、ケース（２０）に一体的に形成され、一方の回転軸部（５１）を差し込み可能な穴（７１ａ）によって構成され、第２の支持部（７２）は、他方の回転軸部（５２）を係止している。

Description

本発明は、回転可能に設けられた反射ユニットを含むヘッドアップディスプレイ装置に関する。

車両のフロントガラス等に各種情報を表示し、表示された情報を周囲の背景と共に視認可能とするいわゆるヘッドアップディスプレイ装置がある。例えば、ヘッドアップディスプレイ装置に関する従来技術として特許文献１に開示される技術がある。

特許文献１に開示されたヘッドアップディスプレイ装置は、ケース及びこのケースに被せられた蓋体に、画像を表示するための光を投射する投射器と、この投射器から投射された光を反射する第１の反射ユニットと、この第１の反射ユニットが反射した光をスクリーンに向かって反射する第２の反射ユニットと、外部からの光を遮断する遮光体と、が収納されて構成される。

第２の反射ユニットは、ケースに固定された第１の支持部，第２の支持部に、回転可能に支持されている。詳細には、第２の反射ユニットは、回転可能に設けられた第２の保持体と、この第２の保持体によって保持された第２の反射鏡と、からなる。第２の保持体の一端に形成された穴には、第１の支持部に形成された第１の回転軸部が差し込まれる。第２の保持部の他端に形成された第２の回転軸部は、第２の支持部に係止される。第１の支持部及び第２の支持部は、それぞれ、締結部材によりケースに固定される。これにより、第２の反射ユニットは、回転可能にケースに取り付けられる。

ところで、第２の反射ユニットは、第１の支持部及び第２の支持部を介して、ケースに取り付けられている。より少ない部品点数で、第２の反射ユニットをケースに取り付けることができれば望ましい。

特許第５１１５７８４号公報

本発明は、回転可能に支持される反射ユニットの部品点数を減らすことができるヘッドアップディスプレイ装置の提供を課題とする。

請求項１による発明によれば、ケース及びこのケースに被せられた蓋体に、画像を表示するための光を投射する投射器と、この投射器から投射された光を反射する第１の反射ユニットと、この第１の反射ユニットが反射した光をスクリーンに向かって反射する第２の反射ユニットと、外部からの光を遮断する遮光体と、が収納され、
前記第１の反射ユニットは、回転不能に設けられた第１の保持体と、この第１の保持体によって保持された第１の反射鏡と、を含み、
前記第２の反射ユニットは、回転可能に設けられた第２の保持体と、この第２の保持体によって保持された第２の反射鏡と、を含むヘッドアップディスプレイ装置において、
前記第２の保持体は、両端部にそれぞれ回転の中心となる回転軸部を有し、
前記ケースは、前記回転軸部を支持する第１の支持部及び第２の支持部を有し、
前記第１の支持部は、前記ケースに一体的に形成され、一方の前記回転軸部を差し込み可能な穴によって構成され、
前記第２の支持部は、他方の前記回転軸部を係止していることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置が提供される。

請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記遮光体は、一端に前記ケースに差し込まれた差込部を有し、他端に前記ケースに締結部材によって固定される固定部を有し、
前記第１の保持体は、前記固定部に重ね合わされた重合部を有し、
この重合部は、前記締結部材によって前記固定部と共に前記ケースに固定されている。

請求項３に記載のごとく、好ましくは、前記第１の保持体は、前記重合部とは異なる場所において前記ケースに当接している当接部を有し、又は、
前記遮光体は、前記ケースに当接している当接部を有し、
前記蓋体は、前記当接部に向かって延び前記当接部を押さえる押さえ部を有している。

請求項１に係る発明では、ケースに第２の反射ユニットが収納されており、この第２の反射ユニットは、回転可能に設けられた第２の保持体を含み、この第２の保持体は、両端部にそれぞれ回転の中心となる回転軸部を有する。ケースは、回転軸部を支持する第１の支持部及び第２の支持部を有する。第１の支持部は、ケースに一体的に形成され、一方の回転軸部を差し込み可能な穴によって構成され、第２の支持部は、他方の回転軸部を係止している。

即ち、第２の反射ユニットの一方を支持する第１の支持部は、ケースと一体的に形成されている。第１の支持部がケースと別個に形成され、締結部材によりケースに固定される場合と比較すると、第１の支持部、及び、締結部材が不要となる。そのため、ヘッドアップディスプレイ装置を構成する部品点数を減らすことができる。

加えて、仮に、第１の支持部がケースと別個に形成される場合、第１の支持部をケースに取り付ける際、部品の寸法誤差により、第１の支持部の位置は、ケースに対してずれる虞がある。結果、第１の支持部を介して取り付けられる第２の反射ユニットの位置もずれる虞がある。一方、第１の支持部がケースに一体的に形成された穴により構成されれば、第１の支持部がケースに対してずれる虞はない。結果、第２の反射ユニットも、所定の位置に配置される。

請求項２に係る発明では、遮光体は、一端にケースに差し込まれた差込部を有し、他端にケースに締結部材によって固定される固定部を有している。第１の保持体は、固定部に重ね合わされた重合部を有し、この重合部は、締結部材によって固定部と共にケースに固定されている。即ち、第１の保持体及び遮光体をケースに固定するための締結部材は共用される。締結部材を減らすことができるため、ヘッドアップディスプレイ装置の部品点数を減らすことができる。

加えて、遮光体は、一端にケースに差し込まれる差込部を有する。そのため、遮光体をケースに組み付ける際、ケースに差し込まれた差込部を基点として、遮光体を回転させ、遮光体をケースに取り付けることができる。組付けの際、遮光体の動きが規制されるため、遮光体が第２の反射体ユニットに誤って当たることを抑制できる。そのため、遮光体のケースへの組み付けが容易となる。

請求項３に係る発明では、第１の保持体は、重合部とは異なる場所においてケースに当接している当接部を有し、又は、遮光体は、ケースに当接している当接部を有している。蓋体は、当接部に向かって延び当接部を押さえる押さえ部を有している。そのため、蓋体をケースに被せると、第１の保持体の当接部、又は、遮光体の当接部は、ケースと押さえ部に挟まれる。結果、第１の保持体、又は、遮光体は、より強固にケースに固定される。

本発明の実施例によるヘッドアップディスプレイ装置の断面図である。 図１に示されたヘッドアップディスプレイ装置の斜視図である。 図２に示された第２の反射ユニットの組み付けを説明する図である。 図２に示されたヘッドアップディスプレイ装置の遮光体の斜視図である。 図１に示されたヘッドアップディスプレイ装置の蓋体を下方から見た斜視図である。 図４に示された遮光体の組み付けについて説明する図である。 図４の７ー７線断面図である。 図１に示されたヘッドアップディスプレイ装置の第１の保持体の組み付けを説明する図である。 図７に示された第２の支持部付近でのヘッドアップディスプレイ装置の断面図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中、左右とは車両の乗員を基準として左右、前後とは車両の進行方向を基準として前後を指す。また、図中Ｆｒは前、Ｒｒは後、Ｌは乗員から見て左、Ｒは乗員から見て右、Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。
＜実施例＞

図１を参照する。図１には、本発明の実施例によるヘッドアップディスプレイ装置１０が示されている。このヘッドアップディスプレイ装置１０は、例えば、車両に搭載される。

ヘッドアップディスプレイ装置１０から投射された光は、フロントガラス１１（スクリーン１１）に画像として表示され、運転者は、フロントガラス１１より前方の背景と共に、画像を視認できる。画像として、例えば、速度等の車両情報やナビゲーション情報等が表示される。

図２を併せて参照する。ヘッドアップディスプレイ装置１０は、ケース２０及びこのケース２０に被せられた蓋体３０に、画像を表示するための光を投射する投射器１２と、この投射器１２を制御する制御基板１９と、投射器１２から投射された光を反射する平面鏡ユニット４０（第１の反射ユニット４０）と、この平面鏡ユニット４０が反射した光をフロントガラス１１に向かって反射する凹面鏡ユニット５０（第２の反射ユニット５０）と、外部からの光を遮断する遮光体６０と、が収納され、構成される。

ケース２０は、合成樹脂により製造され、第１のケース半体２１と、この第１のケース半体２１に支持される第２のケース半体２２と、からなる。第２のケース半体２２は、上縁部２２ａ及び下縁部２２ｂが第１のケース半体２１に係止されることにより支持されている。

第２のケース半体２２には、投射器１２が設けられる。投射器１２は、投射器ケース１３に、例えば、光源１４が実装された光源用基板１５と、レンズ１６と、表示パネル１７と、が収納されて、構成される。第１のケース半体２１に被せられる蓋体３０には、開口部３０ａが形成されており、この開口部３０ａには光が透過可能な透光性カバー３１が取り付けられている。

第１のケース半体２１には、凹面鏡ユニット５０、遮光体６０、平面鏡ユニット４０、が設けられている。以下、説明する。

図３を参照する。凹面鏡ユニット５０は、両端部にそれぞれ回転の中心となる第１の回転軸部５１及び第２の回転軸部５２を有する第２の保持体５３と、この第２の保持体５３によって保持された凹面鏡５４（第２の反射鏡５４）と、からなる。凹面鏡５４は、例えば、合成樹脂で製造された基体と、この基体に蒸着により形成される反射膜と、からなる。後述する平面鏡４２（第１の反射鏡４２）も同様の構成である。

第１の回転軸部５１，第２の回転軸部５２は、それぞれ、第１の支持部７１，第２の支持部７２に支持される。第１の支持部７１は、第１のケース半体２１に一体的に形成され、第１の回転軸部５１を差し込み可能な差込穴７１ａによって構成されている。一方、第２の支持部７２は、第２の回転軸部５２を係止する係止体７３と、第１のケース半体２１に形成され係止体７３を収容する収容部７４と、からなる。第２の回転軸部５２の係止には周知技術が採用される。詳細な説明は省略する。

係止体７３は、係止溝７５が形成された本体部７６と、この本体部７６の底面から下方に延びる脚部７７，７７と、本体部７６の上端から後方に延びる延長部７８と、からなる。

なお、第１の回転軸部５１の側方に設けられた把持部５５が、図示しないアクチュエータに把持されることにより、凹面鏡ユニット５０は回転する。詳細な説明は省略する。

第１のケース半体２１には、遮光体６０（図２参照）、又は、平面鏡ユニット４０（第１の保持体４１（図２参照））を支持するための第１の平面部８１〜第４の平面部８４、及び、固定面部８５が形成されている。これらの第１の平面部８１〜第４の平面部８４、及び、固定面部８５には、それぞれ、上方に突出し、遮光体６０、又は、第１の保持体４１の第１のケース半体２１に対する位置を定める第１のピン８６〜第４のピン８９と、固定ピン８５ａが形成されている。

第１のケース半体２１の前端には、第１の被差込部２４，第２の被差込部２５が形成されている。

図４を参照する。次に、遮光体６０について説明する。遮光体６０は、投射器１２や制御基板１９などの所定部材を覆い（図１参照）、外部からの光によってこれらの所定部材が照らされて迷光となることを防ぐ。遮光体６０は、底部６１と、この底部６１の前端から上方に延びる前壁部６２ａと、底部６１の左右の端部から上方に延びる左壁部６２ｂ,右壁部６２ｃと、底部６１の後端から上方に延びる後壁部６２ｄと、からなる。

底部６１の後部には、投射器１２から投射された光を通過させる第１の開口部６１ａが形成されている。底部６１の前部には、凹面鏡ユニット５０を収容する第２の開口部６１ｂが形成されている。

図３及び図４を参照する。左壁部６２ｂの前端には、第１の平面部８１と当接する第１の当接部６３が形成されている。第１の当接部６３には、第１のピン８６が差し込まれる第１の穴６３ａが形成されている。右壁部６２ｃの前端には、第２の平面部８２及び係止体７３に当接する第２の当接部６４が形成されている。第２の当接部６４の後部には、第１のピン８６が差し込まれる第２の穴６４ａが形成されている。

第１の当接部６３の前端には、第１の被差込部２４に差し込まれる第１の差込部６５が形成されている。第２の当接部６４の前端には、第２の被差込部２５に差し込まれる第２の差込部６６が形成されている。

後壁部６２ｄには、固定面部８５に当接する固定部６７が形成されている。固定部６７には、固定ピン８５ａが差し込まれる第１の固定穴６８とこの第１の固定穴６８に隣接する第１のねじ穴６９が形成されている。

図５を参照する。蓋体３０は、透光性カバー３１が取り付けられる天板部３２と、天板部３２の縁に沿って形成された周壁部３３と、からなる。天板部３２には、下方に向かって延びる円柱状の第１の押さえ部３４〜第４の押さえ部３７、が形成されている。第２の押さえ部３５は、前側第２の押さえ部３５ａと、後側第２の押さえ部３５ｂと、からなる。

第１の押さえ部３４〜第４の押さえ部３７は、それぞれリブ３８が形成されている。周壁部３３には、下方に延び第１のケース半体２１に形成された係止穴２３（図２参照）に係止する係止爪３９が５つ形成されている。

図６及び図７を参照する。始めに、図７（ａ）を参照する。遮光体６０の第２の当接部６４には、下方に向かって突出した凸部６４ｂが形成されている。凸部６４ｂは、第２の穴６４ａの前方に位置する。

係止体７３が収容部７４に収容された状態において、係止体７３の脚部７７,７７は、収容部７４の底部に形成された収容穴７９,７９に差し込まれている。係止体７３の延長部７８は、収容部７４の後部に形成された段差部７４ａに当接している。第２の平面部８２の前面８２ａと、延長部７８の後面７８ａとの間には、隙間Ｃが形成されている。

次に、遮光体６０の第１のケース半体２１への組み付けについて説明する。始めに、第１の差込部６５を、第１の被差込部２４に差し込み、第２の差込部６６を、第２の被差込部２５に差し込む。

図６及び図７（ｂ）を参照する。次に、第１の差込部６５，第２の差込部６６を基点として、遮光体６０を第１のケース半体２１に近づける方向に回転させる。これにより、遮光体６０は、第１のケース半体２１に組み付けられる。

図７（ｃ）を参照する。遮光体６０が第１のケース半体２１に組み付けられた状態において。第２の当接部６４は、係止体７３の上面部７３ａ及び第２の平面部８２に当接している。第２のピン８７は、第２の穴６４ａに差し込まれている。凸部６４ｂは、隙間Ｃに差し込まれている。

図８（ａ）を参照する。次に、平面鏡ユニット４０の第１のケース半体２１への取り付けについて説明する。平面鏡ユニット４０は、回転不能である第１の保持体４１と、この第１の保持体４１によって保持された平面鏡４２（第１の反射鏡４２）と、からなる。

第１の保持体４１には、第３の平面部８３と当接する第３の当接部４３と、第４の平面部８４と当接する第４の当接部４４と、遮光体６０の固定面部８５に重ね合わされる重合部４５と、が形成されている。

第３の当接部４３には、第３の穴４３ａが形成され、第４の当接部４４には、第４の穴４４ａが形成されている。重合部４５には、第２の固定穴４６と、この第２の固定穴４６に隣接する第２のねじ穴４７が形成されている。

第１の保持体４１を第１のケース半体２１に組み付けると、第３の穴４３ａ、第４の穴４４ａ、第２の固定穴４６に、それぞれ、第３のピン８８、第４のピン８９、固定ピン８５ａが差し込まれる。次に、ねじ４９（締結部材）を、第１のねじ穴６９及び第２のねじ穴４７を通して、ねじ止めをする。これにより、第１の保持体４１の第１のケース半体２１への取り付けが完了する。

図８（ｂ）を参照する。平面鏡ユニット４０（第１の保持部４１）の重合部４５、及び、遮光体６０の固定部６７は、ねじ４９により、第１のケース半体２１の固定面部８５に固定されている。

図９を参照する。蓋体３０を第１のケース半体２１に被せた状態について説明する。蓋体３０の係止爪３９,３９を第１のケース半体２１の係止穴２３,２３に係止させると、蓋体３０の第２の押さえ部３５は、遮光体６０に当接し、蓋体３０の第４の押さえ部３７は、平面鏡ユニット４０（第１の保持体４１）に当接する。

詳細には、前側第２の押さえ部３５ａは、遮光体６０の第２の当接部６４に当接している。前側第２の押さえ部３５ａは、収容部７４に収容された係止体７３の上方に位置している。後側第２の押さえ部３５ｂは、第２の当接部６４に当接している。後側第２の押さえ部３５ｂは、凸部６４ｂの上方に位置している。

第４の押さえ部３７は、第１の保持体４１の第４の当接部４４に当接している。

図２及び５を参照する。蓋体３０が第１のケース半体２１に被せられた状態において、第１の押さえ部３４は、第１の当接部６３に当接し、第３の押さえ部３６は、第３の当接部４３に当接する。

次に、本発明の効果について説明する。

図３を参照する。凹面鏡ユニット５０の一方を支持する第１の支持部７１は、第１のケース半体２１と一体的に形成されている（差込穴７１ａ）。仮に、第１の支持部７１が第１のケース半体２１と別個に形成され、ねじにより第１のケース半体２１に固定される場合と比較すると、第１の支持部７１、及び、ねじが不要となる。そのため、ヘッドアップディスプレイ装置１０を構成する部品点数を減らすことができる。

加えて、仮に、第１の支持部７１が第１のケース半体２１と別個に形成される場合、第１の支持部７１を第１のケース半体２１に取り付ける際、部品の寸法誤差により、第１の支持部７１の位置は、第１のケース半体２１に対してずれる虞がある。結果、第１の支持部７１を介して取り付けられる凹面鏡ユニット５０の位置もずれる虞がある。

一方、第１の支持部７１が第１の第１のケース半体２１に一体的に形成された差込穴７１ａにより構成されれば、第１の支持部７１が第１のケース半体２１に対してずれる虞はない。結果、凹面鏡ユニット５０も、所定の位置に配置される。

図６を参照する。遮光体６０は、第１のケース半体２１に差し込まれる第１の差込部６５，第２の差込部６６を有する。そのため、遮光体６０を第１のケース半体２１に組み付ける際、第１の差込部６５，第２の差込部６６を基点として、遮光体６０を回転させ、遮光体６０を第１のケース半体２１に取り付けることができる。組み付けの際、遮光体６０の動きが規制されるため、遮光体６０が凹面鏡ユニット５０に誤って当たることを抑制できる。そのため、遮光体６０の第１のケース半体２１への組み付けが容易となる。

図７を参照する。第２の支持部７２は、第２の回転軸部５２（図２参照）が係止する係止体７３が収容部７４に収容されることにより構成される。遮光体６０が第１のケース半体２１に取り付けられた状態において、遮光体６０の第２の当接部６４が係止体７３の上面部７３ａに当接することにより、係止体７３は固定される（図７（ｃ）参照）。即ち、第２の支持部７２は、遮光体６０と第１のケース半体２１とに挟まれて固定される。ねじ等を用いないため、ヘッドアップディスプレイ装置１０の部品点数を減らすことができる。

図８を参照する。第１の保持体４１は、遮光体６０の固定部６７に重ね合わされた重合部４５を有し、この重合部４５は、ねじ４９によって固定部６７と共に第１のケース半体２１の固定面部８５に固定されている。即ち、第１の保持体４１及び遮光体６０を第１のケース半体２１に固定するためのねじ４９は共用される。そのため、ヘッドアップディスプレイ装置１０の部品点数を減らすことができる。

図９を参照する。蓋体３０を第１のケース半体２１に被せた状態において、第２の押さえ部３５は、遮光体６０の第２の当接部６４に当接している。この第２の当接部６４は、第１のケース半体２１の第２の平面部８２に当接している。そのため、遮光体６０は蓋体３０と第１のケース半体２１に挟まれる。結果、遮光体６０は、より強固に第１のケース半体２１に固定される。

特に、前側第２の押さえ部３５ａは、係止体７３の上方の位置している。そのため、第１のケース半体２１及び前側第２の押さえ部３５ａは、第２の当接部６４と共に、係止体７３も挟み込んでいるといえる。前側第２の押さえ部３５ａが係止体７３の上方以外の場所に位置している場合と比較すると、より強固に係止体７３を固定できる。

加えて、第４の押さえ部３７は、第１の保持体４１の第４の当接部４４に当接している。第４の当接部４４は、第１のケース半体２１の第４の平面部８４に当接している。そのため、第１の保持体４１は蓋体３０と第１のケース半体２１に挟まれる。結果、第１の保持体４１は、より強固に第１のケース半体２１に固定される。

なお、本発明によるヘッドアップディスプレイ装置１０は、車両を例に説明したが、その他の乗り物にも適用可能であり、これらの形式のものに限られるものではない。また、スクリーンは、フロントガラスに限られず、ケースに支持されたコンバイナであってもよい。即ち、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。

本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、乗用車に搭載するのに好適である。

１２…投射器
２０…ケース
２１…第１のケース半体
２４…第１の被差込部
２５…第２の被差込部
３０…蓋体
３４…第１の押さえ部
３５…第２の押さえ部（３５ａ…前側、３５ｂ…後側）
３６…第３の押さえ部
３７…第４の押さえ部
４０…平面鏡ユニット
４１…第１の保持体
４２…平面鏡（第１の反射鏡）
４３…第３の当接部
４３ａ…第３の穴
４４…第４の当接部
４４ａ…第４の穴
４５…重合部
４６…第２の固定穴
４７…第２のねじ穴
５０…凹面鏡ユニット
５１…第１の回転軸部
５２…第２の回転軸部
５３…第２の保持体
５４…凹面鏡（第２の反射鏡）
６０…遮光体
６３…第１の当接部
６３ａ…第１の穴
６４…第２の当接部
６４ａ…第２の穴
６４ｂ…凸部
６５…第１の差込部
６６…第２の差込部
６７…固定部
６８…第１の固定穴
６９…第１のねじ穴
７１…第１の支持部
７１ａ…差込穴
７２…第２の支持部
７３…係止体
７３ａ…上面部
７４…収容部
７５…段差部
７８…延長部
７８ａ…後面
８１…第１の平面部
８２…第２の平面部
８３…第３の平面部
８４…第４の平面部
８５…固定面部
８６…第１のピン
８７…第２のピン
８８…第３のピン
８９…第４のピン
Ｃ…隙間

Claims (3)

1. ケース及びこのケースに被せられた蓋体に、画像を表示するための光を投射する投射器と、この投射器から投射された光を反射する第１の反射ユニットと、この第１の反射ユニットが反射した光をスクリーンに向かって反射する第２の反射ユニットと、外部からの光を遮断する遮光体と、が収納され、
   前記第１の反射ユニットは、回転不能に設けられた第１の保持体と、この第１の保持体によって保持された第１の反射鏡と、を含み、
   前記第２の反射ユニットは、回転可能に設けられた第２の保持体と、この第２の保持体によって保持された第２の反射鏡と、を含むヘッドアップディスプレイ装置において、
   前記第２の保持体は、両端部にそれぞれ回転の中心となる回転軸部を有し、
   前記ケースは、前記回転軸部を支持する第１の支持部及び第２の支持部を有し、
   前記第１の支持部は、前記ケースに一体的に形成され、一方の前記回転軸部を差し込み可能な穴によって構成され、
   前記第２の支持部は、他方の前記回転軸部を係止していることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記遮光体は、一端に前記ケースに差し込まれた差込部を有し、他端に前記ケースに締結部材によって固定される固定部を有し、
   前記第１の保持体は、前記固定部に重ね合わされた重合部を有し、
   この重合部は、前記締結部材によって前記固定部と共に前記ケースに固定されていることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記第１の保持体は、前記重合部とは異なる場所において前記ケースに当接している当接部を有し、又は、
   前記遮光体は、前記ケースに当接している当接部を有し、
   前記蓋体は、前記当接部に向かって延び前記当接部を押さえる押さえ部を有していることを特徴とする請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

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