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CN112673306A - 调光装置 - Google Patents

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CN112673306A CN201980058434.8A CN201980058434A CN112673306A CN 112673306 A CN112673306 A CN 112673306A CN 201980058434 A CN201980058434 A CN 201980058434A CN 112673306 A CN112673306 A CN 112673306A
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Abstract

调光装置具备:驱动电压输出部,构成为输出驱动电压;控制部,构成为使驱动电压输出部中的驱动电压的大小渐增或者渐减;以及多个调光部,与驱动电压输出部并联连接。调光部的透光率与调光部的施加电压的大小相应地变化。而且,调光装置还具备:分压电路,与多个调光部当中的1个连接,并且构成为,对各调光部所共同的驱动电压进行分压而使与该分压电路连接的调光部的施加电压的大小与其他的至少1个调光部的施加电压的大小不同。

Description

调光装置
技术领域
本发明涉及具备透光率可变的调光片的调光装置。
背景技术
调光片具备调光层及夹着调光层的一对透明电极层。与一对透明电极层间的电位差相应地,例如调光层所包含的液晶分子的取向状态变化,从而调光片的透光率变化。
近年来提出了一种调光装置,该调光装置具备具有多个调光部的调光片,控制调光部的透光率以使得按照每个调光部而透光率不同。例如,专利文献1所记载的调光片具有沿着1个方向排列的多个带状的调光部,调光装置控制各调光部的透光率以使得沿着调光部的排列方向而多个调光部的透光率逐渐变小。根据这样的控制,能够在调光片的面内中进行透明度形成有梯度的表现(expression)、即灰度表现。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2018-60128号公报
发明内容
发明要解决的课题
为了实现调光片的上述灰度表现,需要控制向各调光部施加的电压的大小以使得透明电极层间的电位差在多个调光部间阶段性地变化。因此,上述专利文献1的调光装置具有按照每个调光部而独立的电源,各调光部被从相互不同的电源施加了相互不同大小的交流电压。
然而,按照每个调光部分别设置电源,即意味着按照每个调光部分别设置用于生成对调光部的驱动适合的交流电压的电路。因此,每个调光部的电路单元的构成变得复杂,并且电路单元变大。而且,在电路单元按照每个调光部分别设置的情况下,还需要用于统一控制多个电路单元的控制电路。因此,调光装置的电路构成变得复杂,而且,调光装置中的电路的收容部分不得不大型化。
本发明的目的在于提供一种能够通过简单的电路构成来实现灰度表现的调光装置。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的调光装置具备:驱动电压输出部,构成为输出驱动电压;控制部,构成为使所述驱动电压输出部中的所述驱动电压的大小渐增或者渐减;调光片,具有与所述驱动电压输出部并联连接的多个调光部,所述调光部的透光率与所述调光部的施加电压的大小相应地变化;以及分压电路,与所述多个调光部当中的1个连接,并且构成为,对各调光部所共同的所述驱动电压进行分压而使与该分压电路连接的所述调光部的施加电压的大小与其他的至少1个所述调光部的施加电压的大小不同。
根据上述构成,从驱动电压输出部向多个调光部输出共同的驱动电压,通过分压电路在对多个调光部施加的施加电压之间形成差。因此,与按照每个调光部分别设置生成驱动电压的电路的构成相比,能够通过简单的电路构成实现灰度表现。
发明效果
根据本发明,在调光装置中,能够通过简单的电路构成实现灰度表现。
附图说明
图1是针对调光装置的第1实施方式示出了调光装置所具备的调光片的剖面构造的图。
图2是示出了第1实施方式的调光装置的电气构成的图。
图3是示出了对第1实施方式的调光片所具备的调光部施加的施加电压与平行光线透射率及雾度之间的关系的图。
图4是示意性地示出了第1实施方式的调光装置中的多个调光部的透明度及施加电压的大小的图。
图5是示意性地示出了第1实施方式的调光装置中的多个调光部的透明度及施加电压的大小的图。
图6是示意性地示出了第1实施方式的调光装置中的多个调光部的透明度及施加电压的大小的图。
图7A是示意性地示出了第1实施方式的调光装置中的多个调光部的透明度变化的过程的一部分的图。
图7B是示意性地示出了第1实施方式的调光装置中的多个调光部的透明度变化的过程的一部分的图。
图7C是示意性地示出了第1实施方式的调光装置中的多个调光部的透明度变化的过程的一部分的图。
图8是针对调光装置的第2实施方式示出了调光装置的电气构成的图。
图9是示意性地示出了第2实施方式的调光装置中的多个调光部的透明度及施加电压的大小的图。
图10是示意性地示出了第2实施方式的调光装置中的多个调光部的透明度及施加电压的大小的图。
图11是示意性地示出了第2实施方式的调光装置中的多个调光部的透明度及施加电压的大小的图。
具体实施方式
(第1实施方式)
参照附图对调光装置的第1实施方式进行说明。
[调光片的构成]
对第1实施方式的调光装置所具备的调光片的构造进行说明。调光片被粘贴在透明的构件上使用。调光片被粘贴的面既可以是平面,也可以是曲面。例如,调光片被安装于窗玻璃、隔扇或玻璃壁等建材,或者汽车的窗玻璃等车辆用构件。
如图1所示那样,调光片10具备:调光层11;一对透明电极层即第1透明电极层12A及第2透明电极层12B;以及一对透明支撑层即第1透明支撑层13A及第2透明支撑层13B。第1透明电极层12A与第2透明电极层12B夹着调光层11,第1透明支撑层13A与第2透明支撑层13B夹着调光层11及透明电极层12A、12B。第1透明支撑层13A对第1透明电极层12A进行支撑,第2透明支撑层13B对第2透明电极层12B进行支撑。
第1透明电极层12A经由从配置于第1透明电极层12A表面的第1端子部14A延伸的布线而与外部电路连接。第2透明电极层12B经由从配置于第2透明电极层12B表面的第2端子部14B延伸的布线而与外部电路连接。第1端子部14A在调光片10的端部,配置于第1透明电极层12A从调光层11、第2透明电极层12B及第2透明支撑层13B露出的区域。第2端子部14B在调光片10的端部,配置于第2透明电极层12B从调光层11、第1透明电极层12A及第1透明支撑层13A露出的区域。端子部14A、14B构成调光片10的一部分。
调光层11包含液晶组合物。调光层11例如由高分子网络型液晶(PNLC:PolymerNetwork Liquid Crystal)、高分子分散型液晶(PDLC:Polymer Dispersed LiquidCrystal)、胶囊型向列型液晶(NCAP:Nematic Curvilinear Aligned Phase)等构成。例如,高分子网络型液晶具备具有三维网眼状的高分子分散网络,在高分子分散网络所具有的空隙中保持液晶分子。调光层11所包含的液晶分子例如为,介电常数各向异性为正,液晶分子的长轴方向的介电常数大于液晶分子的短轴方向的介电常数。液晶分子例如是席夫碱类、偶氮类、氧化偶氮类、联苯类、三联苯类、苯甲酸酯类、二苯乙炔类、嘧啶类、环己烷羧酸酯类、苯环己烷类、二噁烷类的液晶分子。
第1透明电极层12A及第2透明电极层12B分别是具有导电性的透明的层。作为构成透明电极层12A、12B的材料,例如能够列举氧化铟锡(ITO)、掺氟氧化锡(FTO)、氧化锡、氧化锌、碳纳米管(CNT)、包括聚(3,4-乙基二氧噻吩)(PEDOT)的聚合物、包括Ag合金薄膜的多层膜等。
第1透明支承层13A及第2透明支承层13B分别是透明的基材。作为透明支承层13A、13B,例如能够使用玻璃基板、硅基板、或者由聚乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚酰亚胺、聚砜、环烯烃聚合物、三乙酰纤维素等构成的高分子膜。
[调光装置的构成]
如图2所示那样,调光装置100具备调光片10、电压分配部20、驱动部30、输入部40。
调光片10具有多个调光部15。第1实施方式中,作为例子,对调光片10具有6个调光部15的方式进行说明。在从与调光片10的表面对置的位置观察的俯视时,调光部15具有沿着1个方向延伸的矩形带状的形状。多个调光部15沿着共同的方向延伸,并沿着与该调光部15的延伸方向正交的方向排列。6个调光部15为,面对纸面从左侧起按照调光部15a、调光部15b、调光部15c、调光部15d、调光部15e、调光部15f的顺序排列。
相互相邻的调光部15之间,第1透明电极层12A被绝缘。第1端子部14A按照每个调光部15分别配置。相互相邻的调光部15之间,第2透明电极层12B连续,在第2透明电极层12B配置有各调光部15所共用的1个第2端子部14B。即,第1透明电极层12A被输入按照每个调光部15而独立的电压信号,第2透明电极层12B被输入针对全部调光部15共同的电压信号。另外,如果是各调光部15所共同的电压信号被输入至第2透明电极层12B的方式,则也可以是在相互相邻的调光部15之间第2透明电极层12B被绝缘。
驱动部30具备可变电压生成电路31、交流生成电路32、控制部33、以及AC/DC适配器34。可变电压生成电路31和交流生成电路32构成驱动电压输出部或者驱动电压输出电路。
可变电压生成电路31被从交流电源50输入交流电压。可变电压生成电路31根据被输入的交流电压,生成大小依据于来自控制部33的控制信号的直流电压。即,可变电压生成电路31构成为能够输出相互不同大小的直流电压。
交流生成电路32根据从可变电压生成电路31输入的直流电压,生成交流电压,该交流电压具有与该直流电压的大小对应的有效值、以及依据于来自控制部33的控制信号的频率。详细地讲,交流生成电路32包含全桥电路。然后,交流生成电路32通过依据于来自控制部33的控制信号的开关动作,生成具有矩形波的波形的交流电压,并将该交流电压作为驱动电压而输出。
控制部33例如是进行软件处理的微型计算机,控制可变电压生成电路31所生成的直流电压的大小、以及交流生成电路32所生成的交流电压的频率。控制部33作为对可变电压生成电路31的输出电压的大小进行规定的控制信号,将基于来自输入部40的信号的信号向可变电压生成电路31输出。此外,控制部33为了由交流生成电路32生成预先设定的频率的交流电压,而向交流生成电路32输出使其进行上述开关动作的控制信号。
AC/DC适配器34根据从交流电源输入的交流电压,生成与控制部33的动作适合的大小的直流电压,并向控制部33输出。
调光装置100具备例如触摸传感器或开关等操作部。操作部构成为能够检测调光装置100的使用者对操作部进行的操作的操作量。例如,如果操作部为触摸传感器,则触摸传感器所具有的操作面上的手指的移动量被作为操作量检测。
输入部40将与操作部的操作量相应的电信号向控制部33输出。输入部40例如包含电位计。即,控制部33基于与操作部的操作量相应的来自输入部40的输入,使可变电压生成电路31的输出电压的大小渐增或渐减。
在上述构成中,与操作部的操作量相应地,从驱动部30输出的驱动电压的大小变化。另外,在本实施方式中,所谓交流电压的大小,意思是指交流电压的有效值的大小。
电压分配部20具备与单个调光部15串联连接的电容器21。电容器21是分压电路的一个例子。电容器21按照每个调光部15分别设置,电压分配部20具备与相互不同的调光部15连接的多个电容器21。多个调光部15相对于驱动部30并联连接,驱动部30的交流生成电路32所输出的驱动电压被施加至调光部15与电容器21的串联电路。但是,多个调光部15中也可以包含有未与电容器21连接的调光部15。
在第1实施方式中,调光部15a上未连接电容器21,在调光部15b~15f的每个上连接有电容器21。调光部15b上连接有电容器21b,调光部15c上连接有电容器21c,调光部15d上连接有电容器21d,调光部15e上连接有电容器21e,调光部15f上连接有电容器21f。
5个电容器21b~21f的电容相互不同。5个电容器21b~21f的电容被设定成,在调光片10与电压分配部20的串联电路被施加了任意大小的驱动电压时,作用于调光部15a~15f的电压的大小从调光部15a朝向调光部15f,按照调光部15的排列顺序变小。
通过对调光部15串联连接电容器21,从而施加至该串联电路的电压被分压。调光部15等效地讲与RC并联电路类似,因此随着与调光部15连接的电容器21的电容变小,施加至调光部15的电压变小。例如,在调光部15b~15f的电容恒定时,具体地说,在调光部15b~15f中的俯视时的面积恒定时,电容器21的电容按照电容器21b、电容器21c、电容器21d、电容器21e、电容器21f的顺序变小。
由于调光部15a上未连接有电容器21,因此,被施加了未被分压的大小的电压。即,调光部15b~15f之中,调光部15a被施加的电压最大,从调光部15a朝向调光部15f,被施加的电压变小。
[调光部的施加电压与透明度之间的关系]
参照图3,说明对调光部15施加的施加电压的大小与雾度(haze,也可称为浊度)及可见光线透射率之间的关系。
在调光部15中,当透明电极层12A、12B未被施加电压时,液晶分子的长轴方向的朝向是不规则的。因此,入射至调光层11的光散射,调光部15看起来白浊。另一方面,若第1透明电极层12A与第2透明电极层12B之间被施加电压,则与施加电压的大小相应地液晶分子取向,取向的液晶分子的长轴方向成为沿着透明电极层12A、12B间的电场方向的朝向。作为其结果,光容易透射调光层11,与施加电压的增大相应地调光部15的透明度变高。
在此,起因于液晶分子的动作,对调光部15施加的施加电压与调光部15中的雾度及平行光线透射率之间的关系具有图3所示的特性。另外,本实施方式中的调光部15的透明度是指作为雾度及平行光线透射率而被定量化的指标,透明度越高则雾度越小且平行光线透射率越大,透明度越低则雾度越大且平行光线透射率越小。
如图3所示那样,在施加电压从0起缓缓地变大时,至第1阈值电压V1为止,即使施加电压变化,雾度及平行光线透射率也几乎不变化。换言之,相对于施加电压而言的雾度及平行光线透射率的变化率、即施加电压的每单位变化量的、雾度及平行光线透射率的变化量小。因此,在施加电压不足第1阈值电压V1时,调光部15的透明度最低,调光部15为不透明。
另一方面,在施加电压为第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下时,与施加电压的变化相应地,雾度及平行光线透射率较大地变化。换言之,相对于施加电压而言的雾度及平行光线透射率的变化率变大。详细地讲,随着施加电压变大,雾度变小且平行光线透射率变大。因此,与施加电压的变化相应地,调光部15中的透明度较大地变化。
若施加电压超过第2阈值电压V2,则即使施加电压变化,雾度及平行光线透射率也几乎不变化。换言之,相对于施加电压而言的雾度及平行光线透射率的变化率小。在施加电压超过第2阈值电压V2时,调光部15的透明度最高。
第1阈值电压V1和第2阈值电压V2根据调光层11所使用的液晶的种类等而不同,图3所示的例子中,第1阈值电压V1为10V,第2阈值电压V2为20V。
[驱动模式]
调光片10具有如下的驱动模式:调光部15全部不透明且透明度无可视觉辨认的差异的不透明模式;多个调光部15间透明度产生可视觉辨认的差异的灰度模式;以及调光部15全部透明且透明度无可视觉辨认的差异的透明模式。参照图4~图6,对各模式进行说明。另外,在图4~图6中,通过点的密度对各调光部15的透明度进行表示,通过棒状图表对各调光部15的施加电压的大小进行表示。
参照图4对不透明模式进行说明。在驱动部30输出驱动电压Vo时,调光部15a~15f被施加Vo以下的大小的电压。然后,如上述那样,调光部15a的施加电压Va、调光部15b的施加电压Vb、调光部15c的施加电压Vc、调光部15d的施加电压Vd、调光部15e的施加电压Ve、调光部15f的施加电压Vf依次变小。在本实施方式中,调光部15a上未连接有电容器21,因此,调光部15a~15f的施加电压的最大值、即调光部15a的施加电压Va的大小与驱动电压Vo的大小相等。
如图4所示那样,在对调光部15a~15f的最大的施加电压Va不足第1阈值电压V1时,调光部15a~15f的施加电压Va~Vf全部不足第1阈值电压V1。换言之,在施加电压Va不足第1阈值电压V1时,调光部15a~15f的施加电压的最大值与最小值之差即电压差Vdf小于第1阈值电压V1(0<Vdf<V1)。电压差Vdf即是调光部15a的施加电压Va与调光部15f的施加电压Vf之差。
如前面的图3所示那样,在施加电压不足第1阈值电压V1时,即使施加电压的大小存在差,调光部15的雾度及平行光线透射率也几乎不产生差。因此,在施加电压Va不足第1阈值电压V1时,调光部15a~15f均为不透明,调光部15a~15f中的透明度之差不被使用者辨识。这样,在施加电压Va不足第1阈值电压V1时,调光片10成为不透明模式。
参照图5对灰度模式所包含的状态的一个例子进行说明。以如图5所示那样在对调光部15a~15f的最大的施加电压Va在第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下的范围内为规定值以上时,调光部15a~15f的施加电压Va~Vf的全部成为第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下的方式,设定了电容器21的电容。换言之,在施加电压Va为上述规定值以上时,调光部15a~15f中的电压差Vdf为第2阈值电压V2与第1阈值电压V1之差以下(0<Vdf≦V2-V1)。例如,在施加电压Va为第2阈值电压V2时,调光部15a~15f的施加电压Va~Vf分别成为第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下。
如前面的图3所示那样,施加电压为第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下时,与施加电压的大小相应地,调光部15的雾度及平行光线透射率变化。施加电压Va在第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下的范围内为上述规定值以上时,调光部15a~15f的施加电压Va~Vf在第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下的范围内为相互不同的大小,并且,从施加电压Va朝向施加电压Vf缓缓地变小。因此,调光部15a~15f的透明度相互不同,从调光部15a朝向调光部15f缓缓地透明度变低。即,使用者辨识出调光部15a~15f的透明度之差,调光片10成为灰度模式。
参照图6对透明模式进行说明。对调光部15a~15f的最小的施加电压Vf超过第2阈值电压V2时,调光部15a~15f的施加电压Va~Vf全部比第2阈值电压V2大。
如前面的图3所示那样,施加电压比第2阈值电压V2大时,即使施加电压的大小存在差,调光部15的雾度及平行光线透射率也几乎不产生差。因此,在施加电压Vf超过第2阈值电压V2时,调光部15a~15f均透明,调光部15a~15f中的透明度之差不被使用者辨识。这样,在施加电压Vf比第2阈值电压V2大时,调光片10成为透明模式。
参照图7A~图7C对灰度模式的迁移进行说明。灰度模式包括:调光部15a~15f的一部分的透明度与其他不同的状态;以及如参照前面的图5所说明的那样全部的调光部15a~15f中透明度相互不同的状态。
调光部15a~15f当中,施加电压为第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下的调光部15中,与施加电压的大小相应地透明度变化。即便随着来自驱动部30的驱动电压的变化、而调光部15a~15f的施加电压Va~Vf发生了变化,施加电压Va~Vf的大小关系也不变,从施加电压Va朝向施加电压Vf而电压变小。因此,在灰度模式中,调光部15a~15f中的透明度的梯度的方向恒定,调光部15的透明度以从调光部15a朝向调光部15f成为面向纸面而在左侧相邻的调光部15的透明度以下的方式变低。
例如,对来自驱动部30的驱动电压渐增,驱动模式以从不透明模式起经由灰度模式而成为透明模式的方式迁移的情况进行说明。
在不透明模式中,调光部15a~15f的全部的透明度为最低。从该状态起,若随着驱动电压的上升而施加电压Va~Vf上升,则从调光部15a起依次,以施加电压成为第1阈值电压V1以上为契机,透明度逐渐变高。例如,在施加电压Va、Vb、Vc为第1阈值电压V1以上、施加电压Vd、Ve、Vf不足第1阈值电压V1时,如图7A所示那样,调光部15d、15e、15f与不透明模式时同样为不透明。另一方面,调光部15a、15b、15c的透明度比不透明模式高,按照调光部15a、15b、15c的顺序透明度变低。
若驱动电压进而上升,施加电压Va~Vf的全部成为第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下,则如图7B所示那样,调光部15a~15f的全部中透明度比不透明模式时高。然后,与施加电压Va~Vf的大小相应地,调光部15a~15f的透明度成为相互不同的状态。即,按照调光部15a、15b、15c、15d、15e、15f的顺序透明度变低。
若驱动电压进而上升,则在施加电压超过第2阈值电压V2的调光部15中,透明度成为最高。例如,在施加电压Va、Vb、Vc大于第2阈值电压V2、施加电压Vd、Ve、Vf为第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下时,如图7C所示那样,调光部15a、15b、15c透明,具有与透明模式时相同的透明度。另一方面,调光部15d、15e、15f的透明度比透明模式时低,按照调光部15d、15e、15f的顺序透明度变低。
若驱动电压进而上升,施加电压Va~Vf的全部超过第2阈值电压V2,则调光部15a~15f的全部的透明度成为最高,成为透明模式。
另外,在来自驱动部30的驱动电压渐减的情况下,驱动模式以从透明模式起经由灰度模式而成为不透明模式的方式迁移,各调光部15的透明度缓缓地变低。
在本实施方式的调光装置100中,通过驱动电压的渐增或者渐减,以从不透明模式起经由灰度模式向透明模式,或者从透明模式起经由灰度模式向不透明模式的方式,各调光部15的透明度连续地变化。此外,灰度模式中也是,各调光部15的透明度连续地变化。换言之,在全部的调光部15不透明的状态与全部的调光部15透明的状态之间,经过多个调光部15间产生透明度之差的状态,各调光部15的透明度连续地变化。特别是,在灰度模式中的透明度的迁移中,看起来是调光片10中的透明度高的部分或者透明度低的部分在调光片10的面内连续地运动。
这样的不透明模式、灰度模式、透明模式之间的驱动模式的迁移、以及灰度模式中的调光部15a~15f的透明度的迁移的定时及速度,通过驱动部30所输出的驱动电压的大小的变化的定时及速度而被控制,这样的驱动电压的变化由控制部33控制。控制部33基于来自输入部40的信号,根据使用者对操作部的操作量,控制驱动电压的变化。例如,在操作部为触摸传感器时,与触摸传感器所具有的操作面上的手指的移动方向及移动量相应地,控制部33控制驱动电压的变化。由此,与操作量相应地,调光片10的驱动模式迁移。
[作用]
对第1实施方式的调光装置100的作用进行说明。在调光装置100中,从驱动部30对多个调光部15输出共同的驱动电压,通过电压分配部20,在多个调光部15的施加电压中形成差。即,与一部分的调光部15串联地连接有电容器21、并且多个电容器21的电容存在有差,通过这样,在多个调光部15间施加电压阶段性地变化。因此,与电源、生成驱动电压的电路按照每个调光部15分别设置的情况相比,能够通过简单的电路构成实现灰度表现。因此,还抑制了调光装置100中的电路的收容部分大型化。
此外,调光部15具有在不足第1阈值电压V1的电压区域及超过第2阈值电压V2的电压区域中相对于施加电压而言的透光率及雾度的变化率小、在第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下的电压区域中上述变化率大的特性。在通过电容器21的连接而使各调光部15的施加电压不同的方式中,多个调光部15间施加电压始终产生差。通过控制各调光部15的施加电压被包含的电压区域是上述变化率大的电压区域、还是上述变化率小的电压区域,从而即使多个调光部15间的施加电压存在有差这一情况不变,也能够加大或者减小多个调光部15间的透明度之差。
具体地说,以能够获得在上述变化率大的电压区域、即第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下的范围中包含各调光部15的施加电压的全部的状态的方式,设定了各电容器21的电容。在各调光部15的施加电压的全部被包含于第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下的范围时,能够加大多个调光部15间的透明度之差,因此,使用者容易辨识出调光片10内的透明度的梯度。即,变得使用者容易辨识出灰度模式。此外,由于能够与施加电压之差相应地使多个调光部15的透明度相互不同,因此,能够实现具有与调光部15的数量一致的灰度数的表现。
另一方面,能够获得在上述变化率小的电压区域即不足第1阈值电压V1的范围中包含各调光部15的施加电压的全部的状态。此时,由于能够减小多个调光部15间的透明度之差,因此,实现了多个调光部15全部不透明、且多个调光部15的透明度全部同程度地被辨识的不透明模式。此外,能够获得在上述变化率小的电压区域即超过第2阈值电压V2的范围中包含各调光部15的施加电压的全部的状态。此时也是,由于能够减小多个调光部15间的透明度之差,因此实现了多个调光部15全部透明、且多个调光部15的透明度全部同程度地被辨识的透明模式。
如以上那样,通过利用调光部15中的上述变化率的特性,从而能够实现不透明模式、灰度模式、透明模式这3种驱动模式。因此,能够实现调光片10中的多样性的表现。另外,这样的调光部15的特性通过在调光层11的材料中利用液晶可良好地实现。
此外,第1实施方式中,以从位于多个调光部15的排列方向的一端的调光部15a朝向位于另一端的调光部15f而调光部15的施加电压变小的方式设定了电容器21的电容。因此,作为灰度模式,能够实现从上述一端的调光部15a朝向上述另一端的调光部15f、按照调光部15的排列顺序而调光部15的透明度变化的表现。因此,通过不透明模式、灰度模式、透明模式之间的驱动模式的迁移,能够实现如随着时间的经过而单向拉开的帘那样调光片10内的透明度逐渐变化的自然的表现,提高了调光片10的美观性。
以上,根据第1实施方式的调光装置100,能够获得以下列举的效果。
(1)各调光部15所共同的驱动电压通过电容器21而被分压,由此,在多个调光部15间施加电压形成差。因此,能够通过简单的电路构成实现灰度表现。
(2)相互不同的调光部15所连接的多个电容器21中包含有电容相互不同的电容器21。据此,通过多个电容器21间的电容之差,换言之,通过由电容器和调光部构成的多个组中的该电容器与调光部的分压比之差,能够控制多个调光部15间的施加电压之差。因此,能够通过简单的构成来准确地控制多个调光部15间的施加电压之差。
(3)在调光部15中,相对于施加电压而言的透光率及雾度的变化率,在施加电压不足第1阈值电压V1时、以及施加电压超过第2阈值电压V2时相对较小,在施加电压为第1阈值电压以上所述第2阈值电压以下时相对较大。因此,通过作为各调光部15的施加电压被包含的电压区域而利用上述变化率的大小不同的电压区域,从而,在多个调光部15间的施加电压存在有差的状态下能够加大或减小多个调光部15间的透明度之差。
此外,通过调光层11包含液晶组合物,从而,良好地实现了与施加电压的大小相应地透光率的变化调光部15,特别是,良好地实现了具有上述变化率的大小不同的电压区域的调光部15。
(4)在多个调光部15的施加电压的最大值小于第1阈值电压V1时,电压差Vdf超过0且不足第1阈值电压V1,在上述施加电压的最大值在第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下的范围中为规定值以上时,电压差Vdf为第1阈值电压V1与第2阈值电压V2之差以下。据此,能够获得在上述变化率大的电压区域中包含多个调光部15的施加电压的全部的状态。因此,容易加大多个调光部15间的透明度之差,用户容易辨识出灰度表现。此外,能够获得在上述变化率小的电压区域中包含多个调光部15的施加电压的全部的状态。因此,能够实现例如多个调光部15全部透明或不透明的状态那样、多个调光部15间的透明度之差小的表现。因此,能够实现调光片中的多样性的表现。
(5)由于以按照多个调光部15的排列顺序、在多个调光部15间施加电压的大小变化的方式构成电压分配部20,因此,能够实现按照多个调光部15的排列顺序、调光部15的透明度缓缓地变化的灰度表现。因此,能够实现渐变状的表现。
(6)以从位于多个调光部15的排列方向上的一方的端部的调光部15a朝向位于另一方的端部的调光部15f而调光部15的施加电压变小的方式构成电压分配部20。据此,能够实现从多个调光部15的排列方向上的一方的端部朝向另一方的端部而透明度变化的渐变状的表现。因此,能够实现单向拉开的帘那样的自然的表现,提高了调光片10的美观性。
(7)通过驱动电压的渐增或者渐减,以在全部的调光部15不透明的第1状态与全部的调光部15透明的第2状态之间包含有多个调光部15中包括具有相互不同的透明度的调光部15的第3状态的方式,在第1状态与第2状态之间在多个调光部15的每个中透明度连续地变化。据此,通过各调光部15的透明度的变化,能够针对调光片10的透明度实现动态的表现,提高了调光片10的美观性。
(第2实施方式)
参照图8~图11对调光装置的第2实施方式进行说明。以下,以第2实施方式与第1实施方式的不同点为中心进行说明,关于与第1实施方式同样的构成,赋予相同的附图标记并省略其说明。
[调光装置的构成]
如图8所示那样,第2实施方式的调光装置110中,与电压分配部20所具有的多个电容器21与调光片10的连接有关的构成、以及多个电容器21中的电容的大小关系,与第1实施方式不同。调光片10、驱动部30、以及输入部40的构成与第1实施方式同样。
电压分配部20所具有的电容器21按照每个调光部15分别设置,多个电容器21与相互不同的调光部15连接。在第2实施方式中,调光部15c及调光部15d上未连接有电容器21,调光部15a、15b、15e、15f上分别连接有电容器21。调光部15a上连接有电容器21a,调光部15b上连接有电容器21b,调光部15e上连接有电容器21e,调光部15f上连接有电容器21f。
4个电容器21a、21b、21e、21f的电容被设定成,使得在调光片10与电压分配部20的串联电路被施加任意大小的驱动电压时,作用于调光部15a~15f的电压的大小从调光部15的排列方向上的中央部的调光部15朝向两端部的调光部15分别变小。即,电容器21的电容被设定成,使得从在调光部15的排列中位于中央部的调光部15c朝向位于一方的端部的调光部15a,作用于调光部15的电压变小,并且从在调光部15的排列中位于中央部的调光部15d朝向位于另一方的端部的调光部15f,作用于调光部15的电压变小。
例如,在调光部15b~15f的电容恒定时,电容器21a的电容小于电容器21b的电容,电容器21f的电容小于电容器21e的电容。然后,电容器21b与电容器21e的电容相等,电容器21a与电容器21f的电容相等。
由于调光部15c、15d上未连接有电容器21,因此被施加未被分压的大小的电压。即,调光部15b~15f之中,调光部15c、15d的施加电压最大,从调光部15c朝向调光部15a而施加电压变小,并且,从调光部15d朝向调光部15f而施加电压变小。调光部15c及调光部15d的施加电压相互相等,调光部15b及调光部15e的施加电压相互相等,调光部15a及调光部15f的施加电压相互相等。
[驱动模式]
在第2实施方式中也是,调光片10具有如下的驱动模式:调光部15全部不透明且透明度无可视觉辨认的差异的不透明模式;在多个调光部15间透明度产生可视觉辨认的差异的灰度模式;调光部15全部透明且透明度无可视觉辨认的差异的透明模式。参照图9~图11对各模式进行说明。
参照图9对不透明模式进行说明。在驱动部30输出驱动电压Vo时,调光部15a~15f被施加Vo以下的大小的电压。然后,如上述那样,调光部15c的施加电压Vc、调光部15b的施加电压Vb、调光部15a的施加电压Va依次变小,调光部15d的施加电压Vd、调光部15e的施加电压Ve、调光部15f的施加电压Vf依次变小。在本实施方式中,由于调光部15c、15d上未连接有电容器21,因此,调光部15a~15f的施加电压的最大值、即调光部15c、15d的施加电压Vc、Vd的大小与驱动电压Vo的大小相等。
如图9所示那样,在对调光部15a~15f的最大的施加电压Vc、Vd不足第1阈值电压V1时,调光部15a~15f的施加电压Va~Vf全部都不足1阈值电压V1。换言之,在施加电压Vc、Vd不足第1阈值电压V1时,调光部15a~15f的施加电压的最大值与最小值之差即电压差Vdf小于第1阈值电压V1(0<Vdf<V1)。电压差Vdf即是调光部15c、15d的施加电压Vc、Vd与调光部15a、15f的施加电压Va、Vf之差。
在施加电压Vc、Vd不足第1阈值电压V1时,调光部15a~15f均不透明,调光部15a~15f中的透明度之差不被使用者辨识。这样,在施加电压Vc、Vd不足第1阈值电压V1时,调光片10成为不透明模式。
参照图10对灰度模式所包含的状态的一个例子进行说明。以如图10所示那样当对调光部15a~15f的最大的施加电压Vc、Vd在第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下的范围内为规定值以上时,调光部15a~15f的施加电压Va~Vf的全部成为第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下的方式,设定了电容器21的电容。换言之,在施加电压Vc、Vd为上述规定值以上时,调光部15a~15f中的电压差Vdf为第2阈值电压V2与第1阈值电压V1之差以下(0<Vdf≦V2-V1)。
此时,从调光部15c朝向调光部15a而透明度缓缓地变低,并且,从调光部15d朝向调光部15f而透明度缓缓地变低。即,调光部15a~15f的透明度之差被使用者辨识,调光片10成为灰度模式。
参照图11对透明模式进行说明。当对调光部15a~15f的最小的施加电压Va、Vf超过第2阈值电压V2时,调光部15a~15f的施加电压Va~Vf全部比第2阈值电压V2大。此时,调光部15a~15f均透明,调光部15a~15f中的透明度之差不被使用者辨识。这样,在施加电压Va、Vf比第2阈值电压V2大时,调光片10成为透明模式。
第2实施方式中也是,即使随着来自驱动部30的驱动电压的变化而调光部15a~15f的施加电压Va~Vf变化,施加电压Va~Vf的大小关系也不变,从施加电压Vc、Vd朝向施加电压Va、Vf,电压变小。因此,在灰度模式中,调光部15a~15f中的透明度的梯度的方向恒定,从中央部的调光部15c、15d朝向端部的调光部15a、15f,调光部15的透明度变低。然后,由于施加电压Vc与施加电压Vd相等,施加电压Vb与施加电压Ve相等,施加电压Va与施加电压Vf相等,因此,调光部15c与调光部15d的透明度相等,调光部15b与调光部15e的透明度相等,调光部15a与调光部15f的透明度相等。
因此,例如,在来自驱动部30的驱动电压渐增,驱动模式以从不透明模式起经由灰度模式而成为透明模式的方式迁移的情况下,首先,中央部的调光部15c、15d的透明度开始变高,然后,调光部15b、15e的透明度开始变高,最后,端部的调光部15a、15f的透明度开始变高。然后,若调光部15a~15f的全部的透明度成为最高,则调光片10的整体成为透明。
如以上那样,第2实施方式的调光装置110中也是,通过驱动电压的渐增或者渐减,在全部的调光部15透明的状态与全部的调光部15不透明的状态之间,经过多个调光部15间的透明度产生差的状态,各调光部15的透明度连续地变化。
[作用]
对第2实施方式的调光装置110的作用进行说明。第2实施方式的调光装置110中也是,与第1实施方式同样,一部分的调光部15上串联地连接有电容器21、以及多个电容器21的电容存在有差,通过这样,在多个调光部15间施加电压形成差。因此,与电源、生成驱动电压的电路按照调光部15分别设置的构成相比,能够通过简单的电路构成实现灰度表现。此外,通过利用调光部15中的透光率及雾度的变化率的特性,能够实现不透明模式、灰度模式、透明模式这3种驱动模式。
然后,第2实施方式中,以从位于多个调光部15的排列方向的中央部的调光部15c、15d朝向位于两端的调光部15a、15f分别施加电压变小的方式,设定了电容器21的电容。因此,作为灰度模式,能够实现从中央部的调光部15c、15d朝向两端的调光部15a、15f分别按照调光部15的排列顺序而调光部15的透明度变化的表现。因此,通过不透明模式、灰度模式、透明模式之间的驱动模式的迁移,能够实现如随着时间的经过而双向拉开的帘那样透明度逐渐变化的具有特色的表现,提高了调光片10的美观性。
以上,根据第2实施方式的调光装置110,除了第1实施方式的(1)~(5)、(7)的效果之外,还能够获得以下的效果。
(8)以从位于多个调光部15的排列方向上的中央部的调光部15c、15d朝向位于两端的调光部15a、15f的每个而调光部15的施加电压变小的方式,构成了电压分配部20。据此,能够实现从多个调光部15的排列方向上的中央部朝向两端部的每个而透明度变化的渐变状的表现。因此,能够实现如双向拉开的帘那样的具有特色的表现,提高了调光片10的美观性。
(变形例)
上述各实施方式能够以下那样变更而实施。
·多个调光部15的电容也可以不恒定。例如,多个调光部15的俯视时的面积也可以不恒定。此时,多个电容器21中的电容的大小关系不限于与多个调光部15中的施加电压的大小关系一致。多个调光部15之中的连接有电容器21的调光部15、以及与各调光部15连接的电容器21的电容只要决定成使得多个调光部15中的施加电压形成所希望的大小关系即可。此外,也可以是,针对全部的调光部15,按照每个调光部15分别连接有电容器21。
·调光片10所具有的调光部15的数量为2以上即可,不做限定。此外,调光部15的俯视时的形状不限于矩形带状,进而,多个调光部15也可以不是沿着1个方向而排列。例如也可以是,调光片10具有俯视时为正方形的多个调光部15,多个调光部15以矩阵状排列。
·多个调光部15中的施加电压的大小关系,不限于按照多个调光部15的排列顺序而施加电压的大小变化的关系。只要是通过设置如电容器21那样对驱动电压进行分压的元件使多个调光部15间施加电压产生差即可。即,也可以是,在灰度模式中,调光部15的透明度也可以不是按照调光部15的排列顺序而变化。例如,在多个调光部15以上述矩阵状排列的方式中,多个调光部15中的施加电压的大小关系与调光部15的排列的方向无关系地被设定的情况下,作为灰度模式能够实现马赛克状的表现。
·控制部33只要是基于对操作部的操作而使驱动部30所输出的驱动电压渐增或者渐减即可,对操作部的操作量也可以不被反映到驱动电压的大小的变化、即不透明模式、灰度模式、透明模式的迁移。此外,操作部也可以不构成为能够检测操作量。例如,操作部也可以是对不透明模式、灰度模式、透明模式的切换进行指示的开关,构成为仅检测操作的有无。
·控制部33不限于针对自身所执行的全部处理进行软件处理。例如,控制部33也可以具备针对自身所执行的处理的至少一部分进行硬件处理的专用的硬件电路(例如面向特定用途的集成电路:ASIC)。即,控制部33能够作为包括下述的1)至3)的处理电路(processing circuitry)而构成:1)根据计算机程序(软件)而动作的1个以上处理器;2)执行各种处理之中的至少一部分处理的1个以上专用硬件电路;或者3)上述1)和2)的组合。处理器包含有CPU和RAM及ROM等存储器,存储器保存用于使CPU执行处理的程序代码或者指令。存储器、即计算机可读介质包括通用或者专用的计算机可访问的所有的可利用的介质。
·分压电路不限于电容器21,只要是与多个调光部15之中的1个连接而对驱动电压进行分压,使该连接的调光部15的施加电压的大小与其他至少1个调光部15的施加电压的大小不同的电路即可。
·上述各实施方式中,驱动部30根据从交流电源50输入的交流电压生成了驱动电压。但不限于此,驱动部30也可以根据从直流电源输入的直流电压生成作为交流电压的驱动电压。也就是说,驱动部30只要构成为能够将相互不同的有效值的交流电压作为驱动电压而输出即可。然后,驱动电压的大小只要由控制部33控制即可。
·调光片10除了调光层11、透明电极层12A、12B及透明支撑层13A、13B之外,还可以具备其他层。上述其他层例如是,如具有紫外线阻挡功能的层等那样用于对调光层11及透明电极层12A、12B进行保护的层;提高调光片10的强度或耐热性等特性的层;等等。
此外,调光片10也可以在调光层11与透明电极层12A、12B之间具备夹着调光层11的一对取向层。取向层是对调光层11所包含的液晶分子的取向进行控制的层,在未被施加驱动电压时,使液晶分子沿透明电极层12A、12B的法线方向取向。具备取向层的构成中,随着调光部15的施加电压变大,调光部15的透明度变低。
此外,调光层11也可以包含具有规定颜色、且不会对与施加至调光层11的电压的大小相应的液晶分子的运动造成妨碍的色素。根据这样的构成,实现了具有规定颜色的调光片10。
此外,只要能够实现与施加电压的大小相应地透光率变化的调光部15即可,调光层11也可以由与液晶不同的材料构成。
(实施例)
关于上述的调光装置,使用具体的实施例进行说明。
<实施例1>
实施例1的调光装置是与第1实施方式对应的调光装置。
[调光片的构成]
形成了在调光层11中使用了高分子网络型液晶、具有6个调光部15a~15f的调光片10。该调光片10中的施加电压与雾度及平行光线透射率之间的关系具有图3所示的特性。第1阈值电压V1为10V,第2阈值电压V2为20V。各调光部15a~15f在俯视时具有矩形带状,6个调光部15a~15f沿着1个方向排列。即,调光部15a~15f按照图2所示的配置而排列。但是,调光部15a~15f的宽度不是恒定,即,俯视时的调光部15a~15f的面积不恒定。俯视时的调光部15a~15f的尺寸为下述。如下述那样,两端的调光部15a、15f的面积大于调光部15b、15c、15d、15e的面积。
·调光部15a:58mm×255mm
·调光部15b:47mm×255mm
·调光部15c:47mm×255mm
·调光部15d:47mm×255mm
·调光部15e:47mm×255mm
·调光部15f:58mm×255mm
[施加电压的推移]
调光部15a上未连接有电容器21,调光部15b~15f上分别连接有电容相互不同的电容器21,构成了调光装置100。然后,使对调光部15与电容器21的串联电路施加的驱动电压Vo的大小变化,测定了对调光部15a~15f分别作用的电压的大小。驱动电压Vo是频率为50Hz的矩形波的交流电压。表1中示出了调光部15a~15f上连接的电容器21的电容、驱动电压Vo的大小、以及调光部15a~15f的施加电压的大小。
[表1]
Figure BDA0002965063440000211
如表1所示那样,调光部15a~15f的施加电压,无关于驱动电压Vo的大小地,从调光部15a朝向调光部15f变小。在此,在驱动电压Vo为10.1V时,调光部15a~15f的施加电压的最大值为10.1V,最小值为5.1V。因此,表明存在有当驱动电压Vo不足10V时调光部15a~15f的施加电压的全部不足第1阈值电压V1的状态。
此外,在驱动电压Vo为20.1V时,调光部15a~15f的施加电压的最大值为20.1V,最小值为10.3V。因此,表明存在有当驱动电压Vo为10V以上20V以下时调光部15a~15f的施加电压的全部为第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下的状态。
此外,在驱动电压Vo为40.5V时,调光部15a~15f的施加电压的最大值为40.5V,最小值为20.5V。因此,表明存在有当驱动电压Vo超过20V时调光部15a~15f的施加电压的全部大于第2阈值电压V2的状态。
因此,根据实施例1的调光装置100,能够实现不透明模式、灰度模式、透明模式这3种驱动模式,进而,作为灰度模式,能够实现从调光部15的排列方向上的一端的调光部15a朝向另一端的调光部15f、按照调光部15的排列顺序而透明度变化的表现。
<实施例2>
实施例2的调光装置是与第2实施方式对应的调光装置。实施例2中的调光片10的构成,即调光片10的层构成及调光部15的配置及尺寸与实施例1同样。
[施加电压的推移]
调光部15c、15d上未连接有电容器21,调光部15a、15b、15e、15f上分别连接有电容器21,构成了调光装置110。然后,使对调光部15与电容器21的串联电路施加的驱动电压Vo的大小变化,测定了对调光部15a~15f分别作用的电压的大小。驱动电压Vo是频率为50Hz的矩形波的交流电压。表2中示出了调光部15a~15f所连接的电容器21的电容、驱动电压Vo的大小、以及调光部15a~15f的施加电压的大小。
[表2]
Figure BDA0002965063440000221
如表2所示那样,调光部15a~15f的施加电压,无关于驱动电压Vo的大小地,从调光部15c朝向调光部15a变小,并且从调光部15d朝向调光部15f变小。
在此,在驱动电压Vo为10.1V时,调光部15a~15f的施加电压的最大值为10.1V,最小值为5.1V。因此,表明存在有当驱动电压Vo不足10V时调光部15a~15f的施加电压的全部不足第1阈值电压V1的状态。
此外,在驱动电压Vo为20.1V时,调光部15a~15f的施加电压的最大值为20.1V,最小值为10.3V。因此,表明存在有当驱动电压Vo为10V以上20V以下时调光部15a~15f的施加电压的全部为第1阈值电压V1以上第2阈值电压V2以下的状态。
此外,在驱动电压Vo为40.5V时,调光部15a~15f的施加电压的最大值为40.5V,最小值为20.5V。因此,表明存在有当驱动电压Vo超过20V时调光部15a~15f的施加电压的全部大于第2阈值电压V2的状态。
因此,根据实施例2的调光装置110,能够实现不透明模式、灰度模式、透明模式这3种驱动模式,而且,作为灰度模式,能够实现从调光部15的排列方向上的中央部的调光部15c、15d朝向两端的调光部15a、15f分别按照调光部15的排列顺序而透明度变化的表现。

Claims (9)

1.一种调光装置,具备:
驱动电压输出部,构成为输出驱动电压;
控制部,构成为使所述驱动电压输出部中的所述驱动电压的大小渐增或者渐减;
调光片,具有与所述驱动电压输出部并联连接的多个调光部,所述调光部的透光率与所述调光部的施加电压的大小相应地变化;以及
分压电路,与所述多个调光部当中的1个连接,并且构成为,对各调光部所共同的所述驱动电压进行分压而使与该分压电路连接的所述调光部的施加电压的大小与其他的至少1个所述调光部的施加电压的大小不同。
2.根据权利要求1记载的调光装置,其中,
所述分压电路是与相互不同的所述调光部连接的多个分压电路当中的1个,
所述多个分压电路的每个是与对应的所述调光部串联连接的电容器,
所述多个分压电路中包含有电容相互不同的电容器。
3.根据权利要求1或2记载的调光装置,其中,
在各调光部中,
在将相对于施加电压而言的透光率的变化率定义为对象变化率的情况下,
与所述施加电压不足第1阈值电压时的所述对象变化率、以及所述施加电压超过比所述第1阈值电压大的第2阈值电压时的所述对象变化率的各自相比,所述施加电压为所述第1阈值电压以上所述第2阈值电压以下时的所述对象变化率更大。
4.根据权利要求3记载的调光装置,其中,
所述驱动电压输出部输出任意大小的所述驱动电压时的所述多个调光部的施加电压当中的最大值与最小值之差为电压差,
所述最大值小于所述第1阈值电压时,所述电压差超过0且不足所述第1阈值电压,
所述最大值在所述第1阈值电压以上所述第2阈值电压以下的范围内为规定值以上时,所述电压差超过0且为所述第1阈值电压与所述第2阈值电压之差以下。
5.根据权利要求1~4中任一项记载的调光装置,其中,
所述分压电路为与相互不同的所述调光部连接的多个分压电路当中的1个,
所述多个调光部沿着1个方向排列,
以按照所述多个调光部的排列顺序所述调光部的施加电压的大小变化的方式,构成了所述多个分压电路。
6.根据权利要求5记载的调光装置,其中,
以从位于所述多个调光部的排列方向上的一方的端部的所述调光部朝向位于另一方的端部的所述调光部,所述调光部的所述施加电压变小的方式,构成了所述多个分压电路。
7.根据权利要求5记载的调光装置,其中,
以从位于所述多个调光部的排列方向上的中央部的所述调光部朝向位于两端的所述调光部的每个,所述调光部的所述施加电压变小的方式,构成了所述多个分压电路。
8.根据权利要求1~7中任一项记载的调光装置,其中,
所述调光片包括:全部的所述调光部不透明的第1状态;全部的所述调光部透明的第2状态;以及所述多个调光部中包括具有相互不同的透光率的所述调光部的第3状态,
通过由所述控制部使所述驱动电压的大小渐增或者渐减,以在所述第1状态与所述第2状态之间包含所述第3状态的方式在所述第1状态与所述第2状态之间各调光部的透光率连续地变化。
9.根据权利要求1~8中任一项记载的调光装置,其中,
所述调光片具备:包含液晶组合物的调光层;夹着所述调光层的一对透明电极层;以及夹着所述调光层及所述一对透明电极层的一对透明支撑层。
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