(57)【要約】【課題】装置の揺れを抑制可能な撮像装置を提供する。【解決手段】本発明の撮像装置は、光学系（５）によって結像される被写体像を撮像する撮像部（６）と、該撮像部（６）に対して相対的に回転可能な回転部材（１３）を支持する支持部（１４）と、前記光学系、前記撮像部及び前記支持部とを有する揺動部（２）と、該揺動部（２）の重心を回転中心として前記揺動部（２）を回転可能に保持する保持部（３）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系によって結像される被写体像を撮像する撮像部と、該撮像部に対して相対的に回転可能な回転部材を支持する支持部と、前記光学系、前記撮像部及び前記支持部とを有する揺動部と、
前記揺動部の重心を回転中心として前記揺動部を回転可能に保持する保持部と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記保持部は、前記揺動部の重心を通る少なくとも２軸を中心として、前記揺動部を回転可能に保持することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の撮像装置であって、
前記支持部は、前記撮像部により撮像された画像を記録可能な記録用ディスクを回転させることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置であって、
前記保持部は、前記揺動部を囲むとともに前記記録用ディスクを出し入れするためのディスク用扉を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像装置であって、
前記ディスク用扉をロックするロック部材と、前記揺動部の回転を停止させる停止部材と、を備え、前記ロック部材と前記停止部材とは連動可能であり、前記ロック部材及び前記停止部材の一方がロック状態の時、他方はロック解除状態となることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の撮像装置であって、
前記支持部材は、前記記録用ディスクと略同一な形状及び重量を有し且つ画像記録機能を有さないダミーディスクを回転可能なことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の撮像装置であって、
前記回転部材に前記記録用ディスクが装着されている場合は、撮影画像を該記録用ディスクに記録し、
前記ダミーディスクが装着され且つ内蔵記録媒体を有する場合は、撮影画像を該内蔵記録媒体に記録することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像装置であって、
前記揺動部の回転角度が制限されていることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系によって結像される被写体像を撮像する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学系によって結像される被写体像を撮像する、例えばカメラ等の撮像装置において、光学系及び回転板を含むレンズ鏡筒を撮像装置本体の内部にバネ等で保持するものが存在する（例えば、特許文献１参照）。この撮像装置は、回転板を回転させてジャイロ効果により手ぶれを補正している。
【特許文献１】特開２００６−２４３４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、近年、ハイビジョンカメラ等で撮影された映像を、大画面テレビで鑑賞する機会も多くなってきている。この際、体の揺れ等によって生じる、手ぶれより低周波で振幅の大きな揺れや傾きが問題となっている。上記従来技術では、バネの復元力により、振幅の大きな揺れを生じることがあり、このような低周波・大振幅の揺れをさらに助長することになる。
【０００４】
本発明の課題は、装置の揺れを抑制可能な撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
請求項１に記載の発明は、光学系（５）によって結像される被写体像を撮像する撮像部（６）と、該撮像部（６）に対して相対的に回転可能な回転部材（１３）を支持する支持部（１４）と、前記光学系、前記撮像部及び前記支持部とを有する揺動部（２）と、前記揺動部（２）の重心を回転中心として前記揺動部（２）を回転可能に保持する保持部（３）とを備えることを特徴とする撮像装置（１）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置（１）であって、前記保持部（３）は、前記揺動部（２）の重心を通る少なくとも２軸を中心として、前記揺動部（２）を回転可能に保持することを特徴とする撮像装置（１）である。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の撮像装置（１）であって、前記回転部材（１３）は、前記撮像部（６）により撮像された画像を記録可能な記録用ディスクを回転させることを特徴とする撮像装置（１）である。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の撮像装置（１）であって、前記支持部（１４）は、前記揺動部（２）を囲むとともに前記記録用ディスクを出し入れするためのディスク用扉（２１）を備えることを特徴とする撮像装置（１）である。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の撮像装置（１）であって、前記ディスク用扉（２１）をロックするロック部材（３３ｂ）と、前記揺動部（２）の回転を停止させる停止部材（３３ｃ）と、を備え、前記ロック部材（３３ｂ）と前記停止部材（３３ｃ）とは連動可能であり、前記ロック部材（３３ｂ）及び前記停止部材（３３ｃ）の一方がロック状態の時、他方はロック解除状態となることを特徴とする撮像装置（１）である。
請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか１項に記載の撮像装置（１）であって、前記回転部材（１３）は、前記記録用ディスクと略同一な形状及び重量を有し且つ画像記録機能を有さないダミーディスクを回転可能なことを特徴とする撮像装置（１）である。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の撮像装置（１）であって、前記回転部材（１３）に前記記録用ディスクが装着されている場合は、撮影画像を該記録用ディスクに記録し、前記ダミーディスクが装着され且つ内蔵記録媒体を有する場合は、撮影画像を該内蔵記録媒体に記録することを特徴とする撮像装置（１）である。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像装置（１）であって、前記揺動部（２）の回転角度が制限されていることを特徴とする撮像装置（１）である。
なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、装置の揺れを抑制可能な撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態についてデジタルカメラを例にして説明するが、本発明はこれに限定されず、ビデオカメラ等の他の撮像装置であってもよい。なお、以下に示す図のうちの図２〜図６には、説明と理解を容易にするために、ＸＹＺ直交座標系を設けた。この座標系では、撮影者が光軸を水平として横長の画像を撮影する場合のカメラの位置（以下、通常の撮影位置という）において撮影者から見て左側に向かう方向をＸプラス方向とする。また、通常の撮影位置において上側に向かう方向をＹプラス方向とする。さらに、通常の撮影位置において被写体に向かう方向をＺプラス方向とする。
【０００９】
まず、カメラの構成について説明する。図１は、本実施形態のカメラ１の構成を示すブロック図である。図示するようにカメラ１は、撮影光学系５を有する揺動部２と、揺動部２を保持する保持部３とを備える。
【００１０】
揺動部２は、撮影用レンズ５ａ及び手ぶれ補正レンズ５ｂを含む撮影光学系５、撮影光学系５から入射する被写体像を撮像する撮像素子６、及び揺動部２全体を制御する揺動部制御回路８を備える。揺動部制御回路８には、撮像素子６を駆動して画像を生成する画像処理回路９、手ぶれを検出する手ぶれ検出センサ１０、手ぶれ検出センサ１０によって検出された手ぶれの量に応じて手ぶれ補正レンズ５ｂを駆動する手ぶれ補正回路１１、撮影用レンズ５ａを駆動させるＡＦ駆動回路１２が接続されている。さらに揺動部２は、撮影画像を保存するための光ディスクが挿入可能なディスクドライブ１４を備える。
【００１１】
保持部３は、揺動部制御回路８と通信を行うとともに、カメラ１全体の制御を行う保持部制御回路１５、撮影画像や操作画面を表示する表示素子１６、各種制御用のプログラムやデータ等が記録されたメモリ１７、外部より操作を行う操作部材１８及び電源１９等を備える。
【００１２】
保持部３と揺動部２との間は、細い電線、フレキシブル基板又は光ファイバ等の結線４を用いて揺動部２の揺動に対して負荷とならないように電気的に接続されている。電気通信を行う場合はシリアル通信とすることで少ない線数で通信速度が確保されている。記録画像の高速転送を行う場合には、極細の光導波路（光ファイバ）を用いることで、通信容量の確保と接続線の細線化とを両立することが可能である。
【００１３】
次に、カメラ１を構成する各部の具体的な形状及び配置について説明する。図２は本実施形態のカメラ１のＸＺ平面における部分概略断面図である。また、図２において揺動部２及び保持部３の後述する蓋部２１，３１は閉じた状態である。図３は図２と同様に本実施形態のカメラ１のＸＺ平面における概略断面図であるが、揺動部２については断面図ではなくＹ方向の上面図で示し、蓋部２１，３１は開いた状態である。
【００１４】
図２に示すように揺動部２は、円筒状の本体２２から、その本体２２よりも径が小さい円筒状のレンズ鏡筒２３が突き出した外形を有している。レンズ鏡筒２３内部には、上述の撮影用レンズ５ａ及び手ぶれ補正レンズ５ｂを含む撮影光学系５が光軸（Ｚ軸）に沿って配置されている。本体２２の内部には、Ｚプラス側から撮像素子６、各種回路が配置された基板７、及びディスクドライブ１４がそれぞれＺ軸に直交するように配置されている。ディスクドライブ１４には、画像記録用の光ディスク１３が挿入されているが、画像を図１に示すメモリ１７に記録する場合は、画像記録機能を有さないダミーディスクを挿入することもできる。さらに本体２２のＺマイナス側にはディスクを出し入れするための前述の蓋部２１が設けられている。この蓋部２１は、例えば本体２２の側面に設けられた係合部２７と係合することにより開閉される。
【００１５】
図２及び図３に示すように揺動部２の本体の外周におけるＸ方向の両端の２箇所には、回転摩擦の低い部材、例えばボールベアリングや高摺動性樹脂等を用い、回転抵抗を極力抑制された回転ローラ２４が取り付けられている。この回転ローラ２４を結ぶ直線は、揺動部２の重心Ｇを通っている。また、揺動部２の本体２２の外側には、回転ローラ２４と内面が接するようにして支持環２５が配置されている。
【００１６】
図４は揺動部２と支持環２５の斜視図である。また、図５（ａ）は揺動部２、支持環２５、及び保持部３の保持状態を示すＸＹ平面図である。支持環２５は、図２及び図３に示すように揺動部２の本体２２側を向いた溝部２５ａを備える断面略コの字型（底面の平らなＵ字型）形状を有する。図５に示すように、溝部２５ａの一部は他の部分より深い深溝部２５ａａとなっている。回転ローラ２４は深溝部２５ａａにおいて支持環２５と接している。そして揺動部２は、支持環２５に対して深溝部２５ａａの段差部により規制され、図５（ａ）に示すようにロール方向（Ｚ軸を中心とした回転）にθｚの範囲で回転可能に支持されている。また、図４に示すように、支持環２５は揺動部２に対してＸ軸を中心としてピッチ方向に回転可能であるが、この場合、支持環２５の回転が大きいと、レンズ鏡筒２３の側面又は本体２２の側面が支持環２５の縁に接触するため、揺動部２の支持環２５に対するピッチ方向の回転は、図４に示す角度θｘの範囲に制限されている。
【００１７】
図３、図４及び図５に示すように支持環２５のＹ方向の両端には、突起部２６が設けられている。この両側の突起部２６を結ぶ直線は、揺動部２が支持環２５内に配置された場合に、揺動部２の重心Ｇを通る。突起部２６は円柱部２６ａと、その円柱部２６ａの先端においてＸ方向の両側に延びる延在部２６ｂとを有する。また、図５に示すように保持部３の内面における、突起部２６に対応する部分には、凹部３２が設けられている。図５（ａ）には、凹部３２のＸＹ平面における断面を示し、図５（ｂ）には図５（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示す。図示するように、凹部３２は、円形の穴のＸ方向の両側が扇形に広がった形状を有している。突起部２６を凹部３２にはめ込むことにより、支持環２５は、保持部３にヨー方向（Ｙ軸を中心とした回転）にθｙの範囲で回転可能に支持される。
【００１８】
図２に戻り、ディスクドライブ１４と、基板７との間にはブッシュゴム等の緩衝材２８が設けられている。ディスクドライブ１４は、後述するように光ディスク１３の高速回転によって微細な振動を発生する場合がある。このような手ぶれ以外の振動が発生すると、手ぶれ補正機構に余計な負荷がかかり、手ぶれ補正能力が低下する可能性がある。緩衝材２８は、このような微細振動の伝達を防止しつつ後述するジャイロ効果も達成する。
【００１９】
保持部３は、図２及び図３に示すように、揺動部２の外周を包囲している。また、保持部３のＸプラス側には、揺動部２の回転を停止させるとともに保持部３の蓋部３１を開閉するための固定部材３３が配置されている。図６は固定部材３３の斜視図である。図６（ａ）は図２に示す保持部３の蓋部３１が閉じている場合の角度に保持された固定部材３３を示す。図６（ｂ）は図３に示す保持部３の蓋部３１が開いている場合の角度に保持された固定部材３３を示す。固定部材３３は、丸棒部３３ａと、そのＺマイナス側端部に設けられた略楕円状の蓋止部３３ｂと、Ｚプラス側端部に設けられた、先端が曲がった板状の揺動停止部３３ｃとを有する。
【００２０】
図２及び図３に示すように固定部材３３は、丸棒部３３ａをＺ軸に沿わせるようにして保持部３のＸプラス側端部に設けられた開口部３４に挿通されている。図２に示すように、保持部３の蓋部３１が閉じている場合、固定部材３３は図６（ａ）の向きで保持部３に保持され、蓋止部３３ｂが保持部３の蓋部３１を抑える。これにより、撮影時は蓋部３１が固定部材３３によって固定され、使用者が揺動部２に触れることなく撮影可能となっている。
【００２１】
また、図３に示すように、保持部３の蓋部３１が開いている場合、固定部材３３は図６（ａ）から約９０度回転した図６（ｂ）に示す向きで保持部３に保持されて揺動停止部３３ｃが揺動部２の本体２２を抑える。これにより、保持部３の蓋部３１が開いて光ディスク１３を取り出す際は、固定部材３３が揺動部２に接触し、揺動を停止させ、光ディスク１３の取り出し動作が容易となる。
【００２２】
次に、カメラ１の撮影時の動作について説明する。まず、図２に示すカメラ１の保持部３の蓋部３１が閉じた状態から、固定部材３３を９０度回転させて蓋止部３３ｂによる蓋部３１の係止を解除し、蓋部３１を開く。次いで、揺動部２の蓋部２１も係合部２７から解除して蓋部２１も開き図３の状態とする。
【００２３】
そして、光ディスク１３に画像を記録する場合、ディスクドライブ１４に光ディスク１３を装填する。しかし、本実施形態のカメラ１は、図１のメモリ１７にも記録可能である。光ディスク１３は高価であるため、メモリ１７に記録を予定している場合、不要の光ディスク１３をディスクドライブ１４に装填することはコスト的に好ましくない。しかし、ディスクドライブ１４に何らかのディスクを装填して回転させなければ後述のジャイロ効果は得られない。このため、メモリ１７を使用する場合は、光ディスク１３相当の大きさと重量を備えるダミーディスクをディスクドライブ１４に装填する。なお、本実施形態でダミーディスクには、ディスクの属性を示す情報は記録されている。
【００２４】
図７は揺動部制御回路８におけるディスク判別動作を示すフローチャートである。ディスクドライブ１４に何らかのディスクが装填されると、揺動部制御回路８は、ディスクの装填を検出する（ステップ１０１）。揺動部制御回路８は、装填されたディスクの回転を開始し（ステップ１０２）、ディスク情報を読み出す（ステップ１０３）。揺動部制御回路８はディスクの情報を読み出し、記録可能な記録用ディスクかそれ以外のディスクかの判定を行う（ステップ１０４）。記録用ディスクであれば（ステップ１０４，ＹＥＳ）、そのままディスクの回転維持される（ステップ１０５）。
【００２５】
記録用ディスクでない場合（ステップ１０４，ＮＯ）、ダミーディスクかどうかが判定される（ステップ１０７）。ダミーディスクでもない場合、不良ディスクであると判断される（ステップ１０７，ＮＯ）。そして、不良ディスクである旨の警告が表示素子１６に表示され（ステップ１０８）、回転が停止される（ステップ１０９）。
【００２６】
ダミーディスクの場合（ステップ１０７，ＹＥＳ）、メモリ１７がカメラ１に備えられているかが判断される。メモリ１７が備えられていない場合、メモリ１７が備えられていない旨の警告が表示素子１６に表示され（ステップ１１２）、回転が停止される（ステップ１０９）。
【００２７】
メモリ１７が備えられている場合（ステップ１１１，ＹＥＳ）、記録媒体としてメモリが選択され（ステップ１１３）、ディスクの回転が維持され（ステップ１０５）、ディスク判別動作が終了する。
【００２８】
ディスク判別動作終了後、カメラ１による撮影が開始される。この際、カメラ１の揺動部２におけるディスクドライブ１４内では、上述のようにディスクが回転しているので、ディスクの回転により慣性力が生じている。例えば、撮影中に撮影者の体がヨー方向に揺れると、保持部３がヨー方向に回転する。しかし、保持部３がヨー方向に揺れてもディスクの慣性により揺動部２はその位置を維持しようとする（図５（ｂ）参照）。このため、示す凹部３２は回転するが、その内部の突起部２６は、角度θｙの範囲においてその位置を保つ。
【００２９】
撮影中に撮影者の体がロール方向に揺れると、保持部３がロール方向に回転する。そして、支持環２５は保持部３とともにロール方向に回転する。しかし、支持環２５がロール方向に揺れてもディスクの慣性により揺動部２はその位置を維持しようとする（図５（ａ）参照）。このため、支持環２５は回転するが、揺動部２は回転ローラ２４によって支持環２５内の深溝部２５ａａを滑り、角度θｚの範囲内においてその位置を保つ。
【００３０】
撮影中に撮影者の体がピッチ方向に揺れると、保持部３がピッチ方向に回転する。そして、支持環２５も保持部３とともにピッチ方向に回転する。しかし、支持環２５がピッチ方向に揺れてもディスクの慣性により揺動部２はその位置を維持しようとする（図４参照）。このため、支持環２５は揺動部２に対して回転ローラ２４を支点として角度θｘの範囲内においてその位置を保とうとする。
【００３１】
また、ディスクが回転している場合、ディスクの高速回転によって微細な振動を発生する場合がある。しかし、緩衝材２８がディスクドライブ１４と撮影光学系５との間に設けられているため、ジャイロ効果を維持しつつ、これらの微細振動の伝達が防止される。
【００３２】
以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）撮影者の体がヨー方向、ロール方向、ピッチ方向に揺れても、ジャイロ効果により制限範囲内であれば揺動部２は移動せず、揺れの影響の少ない画像を得ることができる。（２）突起部２６と保持部３に設けられた凹部３２の形状によりヨー方向の回転制限が設けられている。また支持環２５の溝部２５ａに設けられた深溝部２５ａａの長さによりロール方向の回転制限が設けられている。揺動部２の側面と支持環２５との当接によりピッチ方向の回転制限が設けられている。このため、揺動部２が保持部３の他の部分と衝突することによる部材の破損等が防止される。
（３）ディスクドライブ１４が回転している場合、ディスクの高速回転によって微細な振動を発生する場合がある。このような手ぶれ以外の振動が発生すると、手ぶれ補正機構に余計な負荷がかかり、手ぶれ補正能力の低下につながる。しかし、緩衝材２８により、ジャイロ効果を損なうことなく微細振動の伝達も防止することができる。
（４）保持部３は、図２及び図３に示すように、揺動部２の本体２２を包囲している。このため、撮影者が不用意に揺動部２に触れることにより、後述のジャイロ効果が大きく減じられることはない。
（５）固定部材３３が備えられ、保持部３の蓋部３１が閉じている場合、固定部材３３は蓋止部３３ｂが保持部３の蓋部３１を抑えている。これにより、撮影時は蓋部３１が固定部材３３によって固定され、使用者が揺動部２に触れることなく撮影可能となっている。また、保持部３の蓋部３１が開いている場合、固定部材３３揺動部２の本体２２を抑えている。これにより、保持部３の蓋部３１が開いて光ディスク１３を取り出す際は、固定部材３３が揺動部２に接触し、揺動を停止させ、光ディスク１３の取り出し動作が容易となる。
（６）光ディスク１３を使用しない場合であっても、ダミーディスクを使用することができる。したがって、高価な光ディスク１３を用いることなく、ジャイロ効果を得ることができる。
（７）ロール方向に対してはＺ軸方向の両側を保持する形態を採用していないため、撮影光路は確保することができ、且つ揺動部内の光ディスク１３の排出部を撮影光路と反対側に設けることができる。
（８）揺動部２が重心位置で保持されているため、回転抵抗が抑制されるとともに保持部の揺動が伝達されにくく、小型軽量のディスクの比較的弱いジャイロ効果でも、安定した姿勢を保つことができる。
【００３３】
（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態では、突起部２６と保持部３に設けられた凹部３２の形状、支持環２５の溝部２５ａに設けられた深溝部２５ａａの長さ、揺動部２の側面と支持環２５との当接により、ヨー方向、ロール方向及びピッチ方向の回転制限を設けた。ただし本発明はこれに限定されず、他の方法により回転制限を設けてもよい。また、各回転制限の突き当て部には、ゴム等緩衝効果のある素材を使用することで、衝撃を緩和してもよい。
（２）また、本実施形態では、一つの固定部材により保持部３の蓋部３１の開閉及び、揺動部２の本体２２の揺動停止を行った。ただし本発明はこれに限定されず、別部材で保持部３の蓋部３１の開閉及び、揺動部２の本体２２の揺動停止をそれぞれ行ってもよい。
（３）本実施形態では、ダミーディスクを使用可能な構成としたが、本発明はこれに限定されず、光ディスク１３のみ使用可能な構成であってもよい。
（４）保持部３と揺動部２とにそれぞれ蓋部３１，２１を設けたが、本発明はこれに限定されず、蓋部はいずれか一方であってもよい。
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態のカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】一実施形態のカメラのＸＺ平面における部分概略断面図である。
【図３】一実施形態のカメラのＸＺ平面における部分概略断面図である。
【図４】揺動部と支持環の斜視図である。
【図５】（ａ）は揺動部、支持環、及び保持部の保持状態を示すＸＹ平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面である。
【図６】固定部材の斜視図である。
【図７】揺動部制御回路におけるディスク判別動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１：カメラ、２：揺動部、３：保持部、５：撮影光学系、６：撮像部、１３：ディスク、１４：光ディスクドライブ、２１：蓋部、３３：固定部材、３３ｂ：蓋止部、３３ｃ：揺動停止部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009150929.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009150929.tif 000007
【図６】
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【図７】
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