CN102540387A - 驱动器、相机模组及便携式电子装置 - Google Patents

Abstract

一种驱动器包括一两端开口的固定筒，一两端开口的活动筒，一压电驱动组件，及一预压组件。固定筒具有一贯穿其两端的第一收容腔。活动筒活动地收容于第一收容腔内，活动筒的中心轴与第一收容腔的中心轴同轴。压电驱动组件包括一压电元件及一摩擦件，压电元件设置于固定筒的侧壁，摩擦件固定于活动筒且与压电元件相对。预压组件设置于固定筒与活动筒之间且与压电驱动组件相对，预压组件施加一个预压力于活动筒，使摩擦件与压电元件相互接触。压电元件通电后发生形变，压电元件摩擦驱动摩擦件带动活动筒沿其中心轴相对于固定筒移动。本发明还提供一种具有该驱动器的相机模组及一种具有该相机模组的便携式电子装置。

Description

驱动器、相机模组及便携式电子装置

技术领域

本发明涉及一种驱动器，尤其涉及一种能量损耗较少且适于小型化发展的驱动器、具有该驱动器的相机模组及具有该相机模组的便携式电子装置。

背景技术

光电技术与精密加工技术的飞速发展，以及消费者的使用要求不断地增加，使得具有自动对焦拍摄功能的数码相机、手机或者笔记本电脑等便携式电子装置日益普及。

目前，具有自动对焦拍摄功能的便携式电子装置普遍采用的是电磁感应马达，如音圈马达、步进马达等。电磁感应马达具有力矩大、功率高等优点，整体技术发展较为成熟。但是，电磁感应马达存在功耗高、结构复杂、难于微型化等缺点。因此，随着消费者的使用要求的日益苛刻，电磁感应马达将难于适应便携式电子装置朝节能环保、微型化方向发展的趋势。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能量损失较少、适于小型化发展的驱动器、具有该驱动器的相机模组及具有该相机模组的便携式电子装置。

一种驱动器，其包括一个两端开口的固定筒，一个两端开口的活动筒，一个压电驱动组件，及一个预压组件。所述固定筒具有一个贯穿其两端的第一收容腔。所述活动筒活动地收容于所述第一收容腔内，所述活动筒的中心轴与所述第一收容腔的中心轴同轴。所述压电驱动组件包括一个压电元件及一个摩擦件，所述压电元件设置于所述固定筒的侧壁，所述摩擦件固定于所述活动筒且与所述压电元件相对。所述预压组件设置于所述固定筒与所述活动筒之间且与所述压电驱动组件相对，所述预压组件施加一个预压力于所述活动筒，使所述摩擦件与所述压电元件相互接触。所述压电元件通电后发生形变，所述压电元件摩擦驱动所述摩擦件带动所述活动筒沿其中心轴相对于所述固定筒移动。

一种相机模组包括一个镜筒及一个影像传感器，所述影像传感器设置于一个支撑座上。所述相机模组进一步包括一个上述驱动器，所述驱动器设置于所述支撑座上且位于所述影像传感器的上方，所述镜筒收容于所述驱动器的活动筒内，所述影像传感器位于所述镜筒的光轴上，所述驱动器用于驱动所述镜筒移动以实现对焦。

一种便携式电子装置，其包括一个本体及一个上述的相机模组，所述相机模组设置于所述本体上。

相对于现有技术，本发明实施例提供的驱动器具有如下优点：其一，所述驱动器通过其中的预压组件施加作用力于活动筒，使固定于活动筒的摩擦件与压电元件相互接触，当压电元件通电后发生形变时，即可摩擦驱动摩擦件带动活动筒沿其中心轴相对于固定筒移动，由此，可以减少驱动能量的损失，有利于节能环保。其二，所述驱动器组件较简单，其中的压电元件设置于固定筒的侧壁，有效的利用了固定筒的横向空间，使得所述驱动器的结构较紧凑，适于小型或微型化的发展趋势。其三，具有所述驱动器的相机模组结构较紧凑，体积较小，便于简化配置有所述相机模组的便携式电子装置，使得相应的便携式电子装置的结构较紧凑、体积较小，有效地提高其便携性。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的驱动器的示意图。

图2是图1所示驱动器的分解示意图。

图3是图1所示驱动器另一视角的分解示意图。

图4是图1所示驱动器沿IV-IV方向的剖视图。

图5是本发明第二实施例提供的具有图1所示驱动器的相机模组的示意图。

图6是图5所示相机模组的分解示意图。

图7是本发明第三实施例提供的具有图5所示相机模组的便携式电子装置的示意图。

主要元件符号说明

固定筒            10

第一收容腔        11

第一侧壁          13

第二侧壁          14

第三侧壁          15

第四侧壁          16

第一凸缘          17

导向销            18

活动筒            20

第二收容腔        21

第五侧壁          23

第六侧壁          24

第七侧壁          25

第八侧壁          26

第二凸缘          27

压电驱动组件      30

压电元件          31

摩擦件            33

预压组件          40

第一磁性元件      41

第二磁性元件      42

检测组件          50

霍尔传感器        51

第三磁性元件      53

柔性电路板        60

固定架            70

驱动器            100

第一收容槽        131

第二收容槽        141

第三收容槽        151

第一销孔          171

相机模组          200

第一凹槽          231

第二凹槽          232

第三凹槽          241

第二销孔          271

镜筒              280

支撑座            290

便携式电子装置    300

摩擦部            311

本体              380

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本技术方案作进一步详细说明。

请参阅一并图1至图3，本发明第一实施例提供的驱动器100。所述驱动器100包括一个固定筒10，一个活动筒20，一个压电驱动组件30，一个预压组件40，一个检测组件50，一个柔性电路板60，及一个固定架70。

所述固定筒10作为所述驱动器100的整体支架，用于收容所述活动筒20，并配合所述活动筒20安装设置所述压电驱动组件30、所述预压组件40、所述检测组件50、所述柔性电路板60及所述固定架70。所述活动筒20用于收容被驱动件，如镜筒。所述压电驱动组件30用于驱动所述活动筒20相对于所述固定筒10移动。所述预压组件40配合所述压电驱动组件30，使所述压电驱动组件30可以有效地实现其驱动目的。所述检测组件50用于检测所述活动筒20的位移。所述柔性电路板60为所述驱动器100供应从电源输送的电流，并传输所述检测组件50获取的检测信号。所述固定架70用于固定所述压电驱动组件30中的压电元件31。

所述固定筒10为两端开口的结构，其具有一个第一收容腔11，所述第一收容腔11贯穿所述固定筒10的两端。本实施例中，所述固定筒10为长方体结构，其截面为正方形。所述第一收容腔11大致呈长方体结构。所述固定筒10具有依次首尾相连的一个第一侧壁13，一个第二侧壁14，一个第三侧壁15及一个第四侧壁16。所述第一侧壁13、所述第三侧壁15、所述第二侧壁14、及所述第四侧壁16围绕形成所述固定筒10的第一收容腔11。所述第一侧壁13与所述第二侧壁14相对，所述第三侧壁15与所述第四侧壁16相对。所述固定筒10还具有一个平行于所述第一侧壁13、所述第三侧壁15、所述第二侧壁14、及所述第四侧壁16的中心轴。所述第一侧壁13开设有一个第一收容槽131。所述第二侧壁14开设有一个第二收容槽141。所述第一收容槽131贯穿所述第一侧壁13且与所述第一收容腔11相贯通。所述第二收容槽141与所述第一收容槽131相对，所述第二收容槽141贯穿所述第二侧壁14且与所述第一收容腔11相贯通。所述固定筒10一端开口处的边缘设有一个朝所述第一收容腔11延伸的片状的第一凸缘17。本实施例中，所述第一凸缘17靠近所述第四侧壁16与所述第一侧壁13相交的角落，所述第一凸缘17与所述固定筒10的上端面相平且垂直于所述第一收容腔11的中心轴。所述第一凸缘17设有一个第一销孔171，所述第一销孔171贯穿所述第一凸缘17，所述第一销孔171的中心轴平行于所述第一收容腔11的中心轴。所述第一销孔171用于配合设置一个导向销18，以配合设置所述活动筒20。

可以理解的是，所述固定筒10的结构并不局限于本实施例，根据实际需要，所述固定筒10也可以设计为圆筒结构，相应地，所述第一侧壁13、所述第二侧壁14、所述第三侧壁15及所述第四侧壁16为所述固定筒10的圆周壁中的不同部分。

所述活动筒20为两端开口的结构，所述活动筒20的外轮廓与所述固定筒10的第一收容腔11的形状相匹配，所述活动筒20活动地收容于所述第一收容腔11内，且所述活动筒20的中心轴与所述固定筒10的第一收容腔11的中心轴同轴。所述活动筒20具有一个第二收容腔21。所述第二收容腔21贯穿所述活动筒20的两端，其中心轴与所述第一收容腔11的中心轴同轴。所述第二收容腔21用于收容安装相应的被驱动件，如镜筒。本实施例中，所述活动筒20为长方体结构，其截面为正方形，所述活动筒20的体积小于所述固定筒10的第一收容腔11。所述活动筒20具有依次首尾相连的一个第五侧壁23，一个第六侧壁24，一个第七侧壁25，及一个第八侧壁26。所述第五侧壁23、所述第七侧壁25、所述第六侧壁24、及所述第八侧壁26围绕形成所述活动筒20的第二收容腔21。所述第五侧壁23与所述第六侧壁24及所述固定筒的第一侧壁13相对。所述第七侧壁25与所述第八侧壁26及所述固定筒10的第三侧壁15相对。所述第五侧壁23朝向所述固定筒10的第一侧壁13的一侧开设有一个第一凹槽231及一个第二凹槽232。所述第一凹槽231靠近所述第五侧壁23与所述第八侧壁26相交的角落，所述第二凹槽232靠近所述第五侧壁23与所述第七侧壁25相交的角落。本实施例中，所述第一凹槽231与所述第二凹槽232均为半圆柱结构，且所述第一凹槽231的中心轴及所述第二凹槽232的中心轴均平行于所述活动筒20的中心轴。所述第六侧壁24朝向所述固定筒10的第二侧壁14的一侧开设有一个第三凹槽241(如图3所示)，所述第三凹槽241靠近所述第六侧壁24与所述第八侧壁26相交的角落，所述第三凹槽241与所述固定筒10的第二收容槽141相对。本实施例中，所述第三凹槽241为长方形结构，其与所述第一凹槽231位于同一直线上(如图4所示)。

所述活动筒20的两个端面的边缘分别设有一个朝外延伸的片状的第二凸缘27，所述第二凸缘27与所述第一凸缘17相对应。本实施例中，所述第二凸缘27靠近所述第八侧壁26与所述第五侧壁23相交的角落，所述两个第二凸缘27与所述活动筒20的两个端面分别相平，且所述两个第二凸缘27均垂直于所述第二收容腔21的中心轴。每一所述第二凸缘27均设有一个第二销孔271。所述第二销孔271与所述第一凸缘17的第一销孔171相对应，用于配合所述导向销18。每一所述第二销孔271均贯穿对应的所述第二凸缘27。所述第二销孔271的中心轴与所述第一销孔171的中心轴相重合。所述第二销孔271与所述导向销18活动地配合。由此，通过所述第二销孔271与所述导向销18的配合，收容于所述第一收容腔11内的所述活动筒20与所述固定筒10相互配合，且所述活动筒20可以沿所述导向销18相对于所述固定筒10移动。

可以理解的是，所述活动筒20的结构并不局限于本实施例，根据实际需要，所述活动筒20也可以设计为圆筒结构，相应地，所述第五侧壁23、所述第六侧壁24、所述第七侧壁25及所述第八侧壁26为所述活动筒20的圆周壁中的不同部分。

所述压电驱动组件30包括一个压电元件31及一个摩擦件33。所述压电元件31设置于所述固定筒10的侧壁，所述摩擦件33固定于所述活动筒20且与所述压电元件31相对。本实施例中，所述压电元件31具有一个半圆柱结构的摩擦部311(如图3与图4所示)，所述摩擦部311的中心轴与所述活动筒20的中心轴相垂直。所述压电元件31设置于所述第一侧壁13的第一收容槽131内，所述摩擦部311朝向所述活动筒20的第五侧壁23，且正对所述第五侧壁23的的第一凹槽231。所述摩擦件33为圆柱体结构，其固定收容于所述活动筒20的第五侧壁23的第一凹槽231内。所述摩擦件33的中心轴与所述第一凹槽231的中心轴相重合且平行于所述活动筒20的中心轴。所述摩擦件33的圆周面与所述压电元件31的摩擦部311的圆周面相互垂直接触以减少接触面积以及接触时所产生的摩擦力。

所述压电元件31通电后发生形变，所述压电元件31通过所述摩擦部311摩擦驱动所述摩擦件33带动所述活动筒20沿活动筒20的中心轴相对于所述固定筒10移动。具体地，所述压电元件31通电后产生形变，带动所述摩擦部311做顺时针或者逆时针方向的椭圆运动(该椭圆所在的平面平行于所述摩擦件33的中心轴)。所述摩擦部311与固定于所述活动筒20中的摩擦件33相互摩擦，所述摩擦部311驱动所述摩擦件33沿其轴向作直线运动，进而带动所述活动筒20沿所述导向销18相对于所述固定筒10移动。

可以理解的是，当所述活动筒20沿所述导向销18相对于所述固定筒10移动时，所述固定筒10的第一凸缘17可以对所述活动筒20的向上的的移动进行限制，以避免所述活动筒20脱位。

优选地，所述摩擦件33由不锈钢制成。当然，摩擦件33也可以由锰系耐磨材料、铬系耐磨材料或复合型耐磨材料制成。

所述预压组件40设置于所述固定筒10与所述活动筒20之间，且所述预压组件40与所述压电驱动组件30相对，所述预压组件40施加一个预压力于所述活动筒20，使所述摩擦件33与所述压电驱动组件30中的压电元件31始终保持相互接触。本实施例中，所述预压组件40包括一个第一磁性元件41与一个第二磁性元件42。所述第一磁性元件41设置于所述固定筒10的第二侧壁14的第二收容槽141内且朝向所述活动筒20。所述第二磁性元件42固定设置于所述活动筒20的第六侧壁24的第三凹槽241内，且所述第二磁性元件42与所述第一磁性元件41同极相对。所述第一磁性元件41与所述第二磁性元件42之间产生所述预压力(即斥力)。所述预压力作用于所述活动筒20，使所述活动筒20靠近所述固定筒10的第一侧壁13，从而使固定于所述活动筒20上的摩擦件33始终与所述压电元件31的摩擦部311相接触，进而可以使所述压电驱动组件30有效地实现其驱动目的。

由于所述第三凹槽241与所述第一凹槽231位于同一直线上，因此，所述压电元件31与所述摩擦件33的接触部位与所述预压力的方向及所述摩擦件33的中心轴处于同一直线上。由此，可以避免所述活动筒20沿所述导向销18相对于所述固定筒10移动时产生倾斜。

优选地，所述第一磁性元件41与所述第二磁性元件42均为永磁体，且所述第一磁性元件41与所述第二磁性元件42在所述活动筒20的中心轴的方向上的尺寸之比为3比2，由此可以获得较佳的预压力。

所述检测组件50包括一个霍尔传感器51及一个第三磁性元件53。所述霍尔传感器51设置于所述固定筒10的侧壁，且所述霍尔传感器51远离所述第一磁性元件41及所述第二磁性元件42。所述第三磁性元件53固定于所述活动筒20的侧壁，且所述第三磁性元件53远离所述第一磁性元件41及所述第二磁性元件42。所述第三磁性元件53与所述霍尔传感器51相对。所述霍尔传感器51感测所述第三磁性元件53移动形成的磁场变化情况。当所述第三磁性元件53随所述活动筒20移动时，所述霍尔传感器51因感测获得的磁场发生变化，而感应产生相应的信号。由此，可以检测所述活动筒20的位移量。本实施例中，所述霍尔传感器51固定设置于所述固定筒10的第一侧壁13的第一收容槽131内，所述霍尔传感器51位于所述压电元件31的一侧且靠近所述第一侧壁13与所述第三侧壁15的连接处。所述第三磁性元件53为圆柱体结构，其中心轴平行于所述活动筒20的中心轴。所述第三磁性元件53固定设置于所述活动筒20的第五侧壁23的第二凹槽232内，所述第三磁性元件53与所述霍尔传感器51相正对。

优选地，所述第三磁性元件53为永磁体。

所述柔性电路板60设置于所述固定筒10的外围，且所述柔性电路板60围绕所述固定筒10的第一侧壁13。所述柔性电路板60与所述压电驱动组件30中的压电元件31及所述检测组件50中霍尔传感器51分别电性连接。由此，所述柔性电路板60可以为所述压电元件31供应从电源(图未示)输送的电流，并且可以输送所述霍尔传感器51所感应产生的信号。

可以理解的是，所述柔性电路板60还可以与其他元件进行电性连接。

所述固定架70设置于所述固定筒10的第一侧壁13的外侧。所述固定架70将所述压电元件31固定于所述第一侧壁13的第一收容槽131内，以避免所述压电元件31从所述第一收容槽131脱位。本实施例中，所述固定架70贴附于所述柔性电路板60上。

可以理解的是，所述固定架70与所述柔性电路板60之间相互电性绝缘。

所述驱动器100通过其中的所述预压组件40施加预压力于所述活动筒20，使固定于所述活动筒20的所述摩擦件33与压电元件31相互接触。当所述压电元件31通电后发生形变时，即可摩擦驱动所述摩擦件33带动所述活动筒20沿导向销18(即所述活动筒20的中心轴的方向)相对于所述固定筒10移动，由此，可以减少驱动能量的损失，有利于节能环保。同时，所述驱动器100的基本组件较简单，其中的压电元件31设置于所述固定筒10的侧壁，摩擦件33设置于所述活动筒的侧壁，所述预压组件40设置于所述固定筒10与所述活动筒20的侧壁，由此，有效的利用了所述固定筒10与所述活动筒20的横向空间，使得所述驱动器100的结构较紧凑，适于小型或微型化的发展趋势。

请参阅一并参阅图5与图6，本发明第二实施例提供一种相机模组200，其包括一个镜筒280，一个支撑座290，及一个第一实施例提供的驱动器100。

所述镜筒280用于收容镜片、间隔环、滤光片等光学元件(图未示)。所述镜筒280收容于所述驱动器100中活动筒20的第二收容腔21内。

所述支撑座290用于支撑所述驱动器100。本实施例中，所述支撑座290具有一个收容空间292，其用于收容设置影像传感器(图未示)。

所述驱动器100设置于所述支撑座290上。设置于所述支撑座290上的影像传感器位于所述镜筒280的光轴上。外部光线经过所述镜筒280内的光学元件，然后入射到影像感测器上形成影像信号。所述驱动器100用于根据拍摄需求，相应地驱动所述镜筒280移动以实现对焦。

可以理解的是，所述镜筒280的外圆周壁上可以开设外螺纹，相应地，所述驱动器100中，活动筒20的第二收容腔21的内周壁上可以开设与所述外螺纹相配合的内螺纹。由此，通过所述内螺纹与所述外螺纹的配合，即可将所述镜筒280安装于所述驱动器100上。当然，所述镜筒280与所述驱动器100的配合关系并不局限于螺纹配合，只要能实现将所述镜筒280安装于所述驱动器100上即可。

可以理解的是，当所述活动筒20沿所述导向销18相对于所述固定筒10移动时，所述支撑座290可以对所述活动筒20向下的移动进行限制。由此，所述支撑座290与所述固定筒10的第一凸缘17可以确定所述活动筒20的移动行程。

可以理解的，在本发明中，所述镜筒280及影像感测器的类型以及封装方式可以是现有技术当中出现的任何一种。

请参见图7，本发明第三实施例提供一种便携式电子装置300，其包括一个本体380，及一个第二实施例提供的相机模组200。

所述相机模组200设置于所述本体380上。本实施例中，所述便携式电子装置300是手机。当然，所述便携式电子装置300也可以为录像机、数码相机、笔记本电脑等其它电子装置。

具有所述驱动器100的相机模组200结构较紧凑，体积较小，便于简化配置有所述相机模组200的便携式电子装置300，由此，使得相应的便携式电子装置300的结构较紧凑、体积较小，有效地提高其便携性。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种驱动器，其包括：

一个两端开口的固定筒，所述固定筒具有一个贯穿其两端的第一收容腔；

一个两端开口的活动筒，所述活动筒活动地收容于所述第一收容腔内，所述活动筒的中心轴与所述第一收容腔的中心轴同轴；

一个压电驱动组件，所述压电驱动组件包括一个压电元件及一个摩擦件，所述压电元件设置于所述固定筒的侧壁，所述摩擦件固定于所述活动筒且与所述压电元件相对；及

一个预压组件，所述预压组件设置于所述固定筒与所述活动筒之间且与所述压电驱动组件相对，所述预压组件施加一个预压力于所述活动筒，使所述摩擦件与所述压电元件相互接触；

所述压电元件通电后发生形变，所述压电元件摩擦驱动所述摩擦件带动所述活动筒沿其中心轴相对于所述固定筒移动。

2.如权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述固定筒一端的边缘设有一个朝所述第一收容腔延伸的片状的第一凸缘，所述第一凸缘垂直于所述固定筒的中心轴，所述活动筒的两个端面的边缘分别设有一个朝外延伸的片状的第二凸缘，所述第二凸缘垂直于所述活动筒的中心轴，所述第二凸缘与所述第一凸缘相对应，所述第一凸缘设有一个导向销，每一所述第二凸缘均设有一个与所述导向销相活动配合的销孔，所述导向销的中心轴与所述销孔的中心轴相重合且均平行于所述第一收容腔的中心轴。

3.如权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述压电元件具有一个半圆柱体结构的摩擦部，所述摩擦部的中心轴与所述活动筒的中心轴相垂直，所述摩擦部的圆周面与所述摩擦件相互接触。

4.如权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述摩擦件为圆柱体结构，所述摩擦件的中心轴平行于所述活动筒的中心轴。

5.如权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述预压组件包括一个第一磁性元件与一个第二磁性元件，所述第一磁性元件设置于所述固定筒的侧壁上且朝向所述活动筒，所述第二磁性元件设置于所述活动筒的侧壁上且与所述第一磁性元件同极相对产生所述预压力。

6.如权利要求5所述的驱动器，其特征在于，所述固定筒具有相对的第一侧壁与第二侧壁，所述第一侧壁设有一个第一收容槽，所述第二侧壁设有一个第二收容槽，所述第一收容槽与所述第一收容腔相贯通，所述压电元件设置于所述第一收容槽内，所述第二收容槽与所述第一收容槽相对且与所述第一收容腔相贯通，所述第一磁性元件设置于所述第二收容槽内。

7.如权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述压电元件与所述摩擦件的接触部位与所述预压力的方向及所述摩擦件的中心轴处于同一直线上。

8.如权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述驱动器进一步包括一个用于检测所述活动筒的位移的检测组件，所述检测组件包括一个霍尔传感器及一个第三磁性元件，所述霍尔传感器设置于所述固定筒的侧壁，所述第三磁性元件为圆柱体结构，所述第三磁性元件的中心轴平行于所述活动筒的中心轴，所述第三磁性元件固定于所述活动筒的侧壁，所述第三磁性元件与所述霍尔传感器相对。

9.如权利要求8所述的驱动器，其特征在于，所述驱动器进一步具有一个柔性电路板，所述柔性电路板设置于所述固定筒的外围，所述柔性电路板与所述压电元件及所述霍尔传感器分别电性连接。

10.如权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述驱动器进一步包括一个固定架，所述固定架设置于所述固定筒的外侧，所述固定架将所述压电元件固定于所述固定筒的侧壁。

11.一种相机模组，其包括一个镜筒及一个支撑座，所述支撑座上设置有一个影像传感器，其特征在于：所述相机模组进一步包括一个如权利要求1～10任一项所述的驱动器，所述驱动器设置于所述支撑座上且位于所述影像传感器的上方，所述镜筒收容于所述驱动器的活动筒内，所述影像传感器位于所述镜筒的光轴上，所述驱动器用于驱动所述镜筒移动以实现对焦。

12.一种便携式电子装置，其包括一个本体及一个如权利要求11所述的相机模组，所述相机模组设置于所述本体上。

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