CN103309500A - 一种触控面板的感测结构 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种触控面板的感测结构，其包含多个电极群组设置于一基板，基板具有一第一侧边与一第二侧边，而每一电极群组包含：一第一外部电极，设置于第一侧边；一第二外部电极，设置于第二侧边；多个内部电极，设置于第一外部电极与第二外部电极之间；以及多个导线，交替设置于电极群组的二侧。如此，本发明藉由在每一电极群组中设置具有锯齿状的第一外部电极、第二外部电极与内部电极，以及将会缩减宽度的导线交替设置于电极群组的二侧，以增加每一电极群组中可设置的电极数量，进而提升触控面板感测结构的触控感测的灵敏度。

Description

一种触控面板的感测结构
技术领域
本发明为一种触控面板的结构，尤指一种触控面板的感测结构。
背景技术
近年来，各式电子产品都不断朝向操作简便、小体积以及大屏幕尺寸的方向迈进，特别是携带式的电子产品对于体积及屏幕尺寸的要求更为严格。因此，许多电子产品都将触控面板与液晶显示面板整合，以省略键盘或是操控按键所需的空间，进而使屏幕可配置的面积扩大。
常见的触控面板依其感测原理可区分为电阻式、电容式、红外线式以及超音波式等等，其中电容式触控面板因为具有防尘、防刮以及高分辨率等优点，因此，越来越多的电子装置采用电容式触控面板。
电容式触控面板的原理主要是在一玻璃基板的表面镀上一层透明导电薄膜(例如氧化铟锡)作为感测结构。当使用者以手指碰触面板时，手指的接近会造成感测结构上的耦合电容变化。电容式触控面板可依据感测结构的电容变化分析据以决定手指触碰的位置。
然而，一般双层电容式触控传感器，需要在玻璃基板的上、下表面分别铺设电极，因此，其具有生产成本较高与制造工序繁琐等缺点，而为了解决双层电容式触控传感器的不足之处，单层电容式触控传感器应运而生。
习知单层电容式触控感测结构是由两个电极群组而组成，而第一电极群组仅由一第一电极以及一第二电极所组成，第二电极群组仅由一第三电极以及一第四电极所组成，因此其仅有两个部分为触碰位置，所以其感测的灵敏度有限，且其第一电极、第二电极、第三电极或第四电极的形状仅适用于设置两两相对的电极，导致无法增加每一电极群组中的电极数量，进而无法提升触控感测的灵敏度，此外，其导线的布局方式会压缩到电极的空间，因此无法在每一电极群组中设置更多电极以增加触控感测的灵敏度，所以习知单层电容式触控感测结构仍有许多需要改进的地方。
因此，本发明针对上述问题提供了一种利用其电极形状与导线布局方式，可于每一电极群组中设置两个以上的电极以增加触控感测的灵敏度的触控面板的感测结构。
发明内容
本发明的目的之一，是提供一种触控面板的感测结构，利用其电极形状与导线布局方式，可于每一电极群组中设置两个以上的电极以增加触控感测的灵敏度。
本发明的目的之一，是提供一种触控面板的感测结构，藉由增加每一电极群组中的触控运算区域，进而增加触控感测的精确度。
本发明的目的之一，是提供一种触控面板的感测结构，藉由增加每一电极群组中的触控运算区域，进而增加多点触控的精确度。
本发明的目的之一，是提供一种触控面板的感测结构，藉由缩减导线的宽度以减少导线在电极群组中所占的面积，且藉由此方式克服在电极群组中设置多个电极时导线过多以致电极设置空间被压缩的问题。
为了达到上述各目的及其功效，本发明揭示一种触控面板的感测结构，其包含多个电极群组，该些电极群组设置于一基板，该基板具有相对应的一第一侧边与一第二侧边，而每一电极群组包含：一第一外部电极，设置于第一侧边，第一外部电极具有一第一外部主电极与一第一外部子电极，第一外部子电极连接第一外部主电极的一侧，并第一外部子电极呈锯齿状，且朝向第二侧边；一第二外部电极，设置于第二侧边，第二外部电极具有一第二外部主电极与一第二外部子电极，第二外部子电极的连接第二外部主电极的一侧，并第二外部子电极呈锯齿状，且朝向第一侧边；以及多个内部电极，设置于第一外部电极与第二外部电极之间，该些内部电极分别具有一内部主电极、一第一内部子电极与一第二内部子电极，第一内部子电极连接内部主电极的一侧，第一内部子电极呈锯齿状并朝向第一侧边，第二内部子电极连接内部主电极的另一侧，第二内部子电极呈锯齿状并朝向第二侧边，该些内部电极相互串行排列，并该些内部电极的一第一个内部电极的第一内部子电极与第一外部子电极互补但彼此电性隔离，且该些内部电极的最后一个内部电极的该第二内部子电极与该第二外部子电极互补但彼此电性隔离。如此，本发明藉由在每一电极群组中设置具有锯齿状子电极的第一外部电极、第二外部电极与内部电极，以增加每一电极群组中可设置的电极数量，进而提升触控面板感测结构的触控感测的灵敏度。而藉由增加每一电极群组中的触控运算区域，进而增加触控感测的灵敏度与精确度，并藉由增加每一电极群组中的触控运算区域，进而提供更精确的多点触控能力。
此外，电极群组更包含多个导线，其分别耦接第一外部电极、第二外部电极与该些内部电极，并由第一侧边向第二侧边的方向延伸至第二侧边，且该些导线交替设置于电极群组的二侧。其中，该些导线经过一个内部电极长度后其宽度即会缩减。如此，本发明藉由将导线交替设置于电极群组的二侧，且该些导线经过一个内部电极长度后其宽度即会缩减，而减少在每一电极群组中导线所占的面积，进一步增加每一电极群组中可设置的电极数量。
实施本发明产生的有益效果是：本发明藉由在每一电极群组中设置具有锯齿状子电极的第一外部电极、第二外部电极与内部电极，以增加每一电极群组中可设置的电极数量，进而提升触控面板感测结构的触控感测的灵敏度，与更精确的多点触控能力。而藉由将导线交替设置于电极群组的二侧，且该些导线经过一个内部电极长度后其宽度由2毫米缩减为1毫米，而减少在每一电极群组中导线所占的面积，进一步增加每一电极群组中可设置的电极数量。
附图说明
图1：其为本发明的一较佳实施例的触控面板的感测结构的示意图；
图2：其为本发明的一较佳实施例的触控面板的感测结构的各别电极群组的示意图；
图3：其为本发明的一较佳实施例的触控面板的感测结构的电极长度示意图；
图3A：其为本发明的一较佳实施例的触控面板的导线缩减示意图；
图4：其为本发明的一较佳实施例的触控面板的子电极示意图；
图4A、图4B：其为本发明的一较佳实施例的触控面板的梯形电极顶端示意图；
图4C、图4D：其为本发明的一较佳实施例的触控面板的梯形电极间距示意图；
图5：其为本发明的一较佳实施例的触控面板的命令通道示意图。
图5A：其为本发明的一较佳实施例的触控面板的命令信道结构示意图。
【图号对照说明】
10    基板              12    第一侧边
14    第二侧边          16    第三侧边
18    第四侧边          21    电极群组
211   第一外部电极      2111  导线
2113  第一外部主电极    2115  第一外部子电极
212   第二外部电极      2123  第二外部主电极
2125  第二外部子电极    213   内部电极
2131  导线              2133  内部主电极
2135  第一内部子电极    2137  第二内部子电极
214   内部电极          2141  导线
2143  内部主电极        2145  第一内部子电极
2147  第二内部子电极    215   内部电极
2151  导线              2153  内部主电极
2155  第一内部子电极    2157  第二内部子电极
216   内部电极          2161  导线
2163  内部主电极        2165  第一内部子电极
2167  第二内部子电极    217   内部电极
2171  导线              2173  内部主电极
2175  第一内部子电极    2177  第二内部子电极
218   命令通道                2181   上电极
2183  下电极                  23     电极群组
238   命令通道                25     电极群组
27    电极群组                278    命令通道
29    电极群组                298    命令通道
30    可视区域                41     触控区域
42    触控区域                43     触控区域
44    触控区域                45     触控区域
46    触控区域                L1     内部电极长度
L2    内部电极长度            L3     电极群组整体长度
L4    外部电极长度            L5     重迭长度
L6    第一外部主电极的长度    L7     内部主电极的长度
具体实施方式
为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：
请参阅图1，其为本发明的一较佳实施例的触控面板的感测结构的示意图。如图1所示，本发明的触控面板的感测结构包含一基板10、多个电极群组(21、23、25、27、29)。基板10具有相对应的一第一侧边12、一第二侧边14，与相对应的一第三侧边16与一第四侧边18。该些电极群组(21、23、25、27、29)并排设置于基板10，且该些电极群组(21、23、25、27、29)彼此之间间隔一距离，于本实施例中，该些电极群组(21、23、25、27、29)彼此之间的距选择为0.2毫米。此外，于此实施例中的一可视区域30略小于本发明的触控面板的感测结构，该些电极群组(21、23、25、27、29)的第一侧边12或第二侧边14与可视区域30的间距选择为0.3毫米至0.5毫米之间，而该些电极群组(21、23、25、27、29)的第三侧边16或第四侧边18与可视区域30的间距选择为1.5毫米至2.5毫米之间。
请一并参阅图2，其为本发明的一较佳实施例的触控面板的感测结构的各别电极群组的示意图。由于每一个电极群组(21、23、25、27、29)的结构皆相同，因此本实施例以电极群组21做说明。如图2所示，电极群组21包含一第一外部电极211、一第二外部电极212以及多个内部电极(213、214、215、216、217)。
第一外部电极211位于基板10的第一侧边12，第一外部电极211具有一第一外部主电极2113与一第一外部子电极2115，第一外部子电极2115连接于第一外部主电极2113的一侧，并第一外部子电极2115呈锯齿状且朝向基板10的第二侧边14，即第一外部子电极2115的一第一侧连接于第一外部主电极2113，而第一外部子电极2115的第一侧的对侧呈锯齿状且朝向基板10的第二侧边14。
第二外部电极212设置于基板10的第二侧边14，第二外部电极212具有一第二外部主电极2123与一第二外部子电极2125，第二外部子电极2125连接于第二外部主电极2123的一侧，并第二外部子电极2125呈锯齿状且朝向基板10的第一侧边12，即第二外部子电极2125的一第一侧连接于第二外部主电极2123，而第二外部子电极2125的第一侧的对侧呈锯齿状且朝向基板10的第一侧边12。
该些内部电极(213、214、215、216、217)设置于第一外部电极211与第二外部电极212之间，内部电极213具有一内部主电极2133、一第一内部子电极2135与一第二内部子电极2137。第一内部子电极2135连接内部主电极2133的一侧，第一内部子电极2135呈锯齿状并朝向基板10的第一侧边12，第二内部子电极2137连接内部主电极2133的另一侧并朝向基板10的第二侧边14，由于该些内部电极(213、214、215、216、217)的结构皆相同，因此于此实施例仅以内部电极213做说明。该些内部电极(213、214、215、216、217)相互串联排列，并内部电极(213、214、215、216、217)的一第一个内部电极(于此实施例为内部电极213)的第一内部子电极2135与第一外部电极211的第一外部子电极2115互补但彼此电性隔离，且该些内部电极(213、214、215、216、217)的最后一个内部电极(于此实施例为内部电极217)的第二内部子电极2177与第二外部电极212的第二外部子电极2125互补但彼此电性隔离。其中，本发明于此所称的互补为，锯齿状电极的顶端对应与本身互补的锯齿状电极的底端，如上述即为内部电极213的第一内部子电极2135的顶端对应第一外部电极211的第一外部子电极2115的底端，而第一外部子电极2115的顶端则对应第一内部子电极2135的底端，或者内部电极217的第二内部子电极2177的顶端对应第二外部电极212的第二外部子电极2125的底端，而第二外部子电极2125的顶端则对应第二内部子电极2177的底端。
如此，本发明藉由在电极群组21中设置具有锯齿状子电极的第一外部电极211、第二外部电极212与多个内部电极(213、214、215、216、217)，以增加电极群组21中可设置的电极数量，进而提升触控面板感测结构的触控感测的灵敏度。
由上述可知，本发明的电极群组21包含多个触控区域(41、42、43、44、45、46)，即第一外部子电极2115与第一内部子电极2135之间形成触控运算区域41，第二内部子电极2137与第一内部子电极2145之间形成触控运算区域42，第二内部子电极2147与第一内部子电极2155之间形成触控运算区域43，第二内部子电极2157与第一内部子电极2165之间形成触控运算区域44，第二内部子电极2167与第一内部子电极2175之间形成触控运算区域45，第二内部子电极2177与第二外部子电极2125之间形成触控运算区域46。由于本发明利用第一外部子电极2115的锯齿交错于第一内部子电极2135的锯齿而形成触控运算区域，使触控物触碰此触控运算区域时，而利用内差运算出触控物于此触控运算区域中的位置，因此，本发明的此实施例将触控面板中每一电极群组中分为六个触控运算区域以增加触控感测的灵敏度与精确度，且由于在每一电极群组中增加触控运算区域，可提供每一电极群组中的多点触控(Multi touch)能力，也就是提供感测面板更精确的多点触控能力。
于此实施例中，第一外部电极211、第二外部电极212与该些内部电极(213、214、215、216、217)为一氧化铟锡薄膜电极，但不以此为限，亦可为其它电极材料所组成的电极。
另外，为了使触控面板具有更一致的光透射率，可于第一外部子电极2115与第一内部子电极2135、第二内部子电极2137与第一内部子电极2145、第二内部子电极2147与第一内部子电极2155、第二内部子电极2157与第一内部子电极2165、第二内部子电极2167与第一内部子电极2175、第二内部子电极2177与第二外部子电极2125之间设置虚电极，以达到具有更一致的光透射率。
请一并参阅图3，其为本发明的一较佳实施例的触控面板的感测结构的电极长度示意图，如图所示，电极群组21更包含有多个导线(2111、2121、2131、2141、2151、2161、2171)，分别耦接第一外部电极211、第二外部电极212与该些内部电极(213、214、215、216、217)，并由基板10的第一侧边12向第二侧边14的方向延伸至第二侧边14，且该些导线(2111、2121、2131、2141、2151、2161、2171)交替设置于电极群组21的二侧。其中，导线2111耦接第一外部电极211，导线2121耦接第二外部电极212，导线2131耦接内部电极213，导线2141耦接内部电极214，导线2151耦接内部电极215，导线2161耦接内部电极216，导线2171耦接内部电极217。且，该些导线(2111、2121、2131、2141、2151、2161、2171)耦接第一外部电极211、第二外部电极212与内部电极(213、214、215、216、217)的一初始宽度选择为0.2毫米，如图3A所示为导线2131的缩减示意图，导线2131经过一个内部电极长度L1后其宽度缩减为0.1毫米，而藉由缩减导线2131的宽度可减少导线2131在电极群组21中所占的面积，且藉由此方式可克服在电极群组中设置多个电极时导线过多以致电极设置空间被压缩的问题，而其余导线(2111、2121、2131、2151、2161、2171)的缩减方式皆与导线2131相同，因此不再赘述。
承接上述，本发明藉由此缩减方式以减少导线(2111、2121、2131、2151、2161、2171)于电极群组21中所占的面积，并藉此方式克服在电极群组21中设置多个电极时导线过多以致电极设置空间被压缩的问题。
此外，本发明的触控面板的感测结构可运用在单层玻璃型的传感器(Oneglass sensor)或薄膜型传感器(Film type sensor)，当运用在单层玻璃型的传感器时，其玻璃厚度选择为0.8毫米至1.1毫米之间，而当运用在薄膜型传感器时，其玻璃厚度加上贴合层的厚度选择为0.8毫米至1.1毫米之间。
本发明电极群组更包含：再者，外部电极长度L4为第一外部电极211或第二外部电极212由第一侧边12向第二侧边的方向的长度，外部电极长度L4为电极群组整体长度L3除以内部电极总数加上二，接着乘以百分之七十五后再加上重迭长度L5的一半，也就是L4＝L3÷(5+2)*0.75+0.5*L5。其中，重迭长度L5为第一外部子电极2115与第一内部子电极2135、第二外部子电极2125与第二内部子电极2177或内部电极(213、214、215、216、217)彼此间互补且重迭的部分的长度(第二内部子电极2137与第一内部子电极2145、第二内部子电极2147与第一内部子电极2155、第二内部子电极2157与第一内部子电极2165以及第二内部子电极2167与第一内部子电极2175)，且重迭长度L5选择为2毫米至8毫米之间。
内部电极长度L1相等于内部电极长度L2，为每一内部电极(213、214、215、216、217)由第一侧边12向第二侧边14的方向的长度，内部电极长度L1为电极群组整体长度L3减去二倍的外部电极长度L4后再加上一重迭长度L5，接着除以内部电极总数(于此实施例有5个内部电极)，接着再加上重迭长度L5，也就是L1＝L2＝(L3-2*L4+L5)÷5+L5。
请一并参阅图4，其为本发明的一较佳实施例的触控面板的子电极示意图，第一外部子电极2115、第二外部子电极2125、第一内部子电极(2135、2145、2155、2165、2175)或第二内部子电极(2137、2147、2157、2167、2177)分别为一锯齿状电极，锯齿状电极包含有多个梯形电极，于此实施例中仅以第一外部子电极2115、第一内部子电极2135与第二内部子电极2137做说明，第一外部子电极2115的多个梯形电极并排连接于第一外部主电极2113的一侧且彼此具有一间距，而第一内部子电极2135的多个梯形电极并排连接于内部主电极2133的一侧且彼此具有一间距，而第二内部子电极2137的多个梯形电极并排连接于内部主电极2133的另一侧且彼此具有一间距。请参阅图4A、图4B，其为梯形电极顶端示意图，如图所示梯形电极的顶端的宽度选择为2毫米。请参阅图4C、图4D，其为梯形电极间距示意图，如图所示该些梯形电极彼此的间距亦选择为2毫米。
此外，第一外部电极211的第一外部主电极2113由第一侧边12向第二侧边14的方向的长度相等于第二外部电极212的第二外部主电极2123，于此实施例中，仅以第一外部主电极2113的长度L6做说明，第一外部主电极2113的长度L6选择为2毫米至4.5毫米之间。而内部电极(213、214、215、216、217)的内部主电极(2133、2143、2153、2163、2173)由第一侧边12向第二侧边14的方向的长度皆相同，因此于此实施例中仅以内部主电极2133的长度L7做说明，内部主电极2133的长度L7选择为4毫米至6毫米之间。而重迭长度L5选择为2毫米至4毫米之间。
请参阅图5，其为本发明的一较佳实施例的触控面板的命令通道示意图，如图所示，本发明的触控面板的感测结构包含有对应电极群组(21、23、27、29)的命令通道(218、238、278、298)，其中，命令通道218耦接电极群组21，命令通道238耦接电极群组23，命令通道278耦接电极群组27、命令通道298耦接电极群组29。命令通道(218、238、278、298)为触控按键(Touch Key)的部分，例如为一般手持电子装置下方的首页键或返回键等，且当触碰到电极群组(21、23、25、27、29)与命令通道(218、238、278、298)之间时，则判断为命令通道(218、238、278、298)被触碰，例如触碰到电极群组21与命令通道218之间，则判断为命令通道218被触碰，其余则以此类推。
请一并参阅图5A，其为本发明的一较佳实施例的触控面板的命令信道结构示意图，本发明的命令通道218包含一上电极2181与一下电极2183，上电极2181互补对应于下电极2183，且上电极2181与下电极2183的间距为0.4毫米，此外，上电极2181的主体部分的宽度选择为1毫米至2毫米之间。由于该些命令通道(218、238、278、298)的结构皆相同，因此于此实施例仅以命令通道218做说明。
再者，当本发明的触控面板的感测结构的导线设置为向面板10的第二侧边14(接收导线讯号的芯片设置于第二侧边14的下方)时，命令通道(218、238、278、298)可合并在可挠式电路板上，当触控面板的感测结构的导线设置为向面板10的第一侧边12(接收导线讯号的芯片设置于第一侧边12的上方)时，命令通道(218、238、278、298)可合并在触控面板上。
综上所述，本发明藉由在每一电极群组中设置具有锯齿状子电极的第一外部电极、第二外部电极与内部电极，以增加每一电极群组中可设置的电极数量，进而提升触控面板感测结构的触控感测的灵敏度，与更精确的多点触控能力。而藉由将导线交替设置于电极群组的二侧，且该些导线经过一个内部电极长度后其宽度由2毫米缩减为1毫米，而减少在每一电极群组中导线所占的面积，进一步增加每一电极群组中可设置的电极数量。
上文仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (12)

1.一种触控面板的感测结构，其特征在于，其包含多个电极群组，该些电极群组设置于一基板，该基板具有相对应的一第一侧边与一第二侧边，而每一该电极群组包含：
一第一外部电极，设置于该第一侧边，该第一外部电极具有一第一外部主电极与一第一外部子电极，该第一外部子电极连接该第一外部主电极的一侧，并该第一外部子电极呈锯齿状，且朝向该第二侧边；
一第二外部电极，设置于该第二侧边，该第二外部电极具有一第二外部主电极与一第二外部子电极，该第二外部子电极连接该第二外部主电极的一侧，并该第二外部子电极呈锯齿状，且朝向该第一侧边；以及
多个内部电极，设置于该第一外部电极与该第二外部电极之间，该些内部电极分别具有一内部主电极、一第一内部子电极与一第二内部子电极，该第一内部子电极连接该内部主电极的一侧，该第一内部子电极呈锯齿状并朝向该第一侧边，该第二内部子电极连接该内部主电极的另一侧，该第二内部子电极呈锯齿状并朝向该第二侧边，该些内部电极相互串行排列，并该些内部电极的第一个内部电极的该第一内部子电极与该第一外部子电极互补但彼此电性隔离，且该些内部电极的最后一个内部电极的该第二内部子电极与该第二外部子电极互补但彼此电性隔离。
2.如权利要求1所述的感测结构，其特征在于，其中该电极群组更包含：
多个导线，分别耦接该第一外部电极、该第二外部电极与该些内部电极，并由该第一侧边向该第二侧边的方向延伸至该第二侧边，且该些导线交替设置于该电极群组的二侧。
3.如权利要求2所述的感测结构，其特征在于，其中该些导线耦接该第一外部电极、该第二外部电极与该些内部电极的一初始宽度选择为0.2毫米，而该些导线经过一个内部电极长度后其宽度缩减为0.1毫米。
4.如权利要求3所述的感测结构，其特征在于，其中该内部电极长度为每一该内部电极由该第一侧边向该第二侧边的方向的长度，该内部电极的长度为该电极群组整体长度减去二倍的该外部电极长度后再加上一重迭长度，接着除以该些内部电极的总数，接着再加上该重迭长度，该重迭长度为该第一外部子电极与该第一内部子电极、该第二外部子电极与该第二内部子电极或该些内部电极彼此间互补且重迭的部分的长度。
5.如权利要求4所述的感测结构，其特征在于，其中该外部电极长度为该第一外部电极或该第二外部电极由该第一侧边向该第二侧边的方向的长度，该外部电极长度为该电极群组整体长度除以该些内部电极的总数加上二，接着乘以百分之七十五后再加上该重迭长度的一半。
6.如权利要求4所述的感测结构，其特征在于，其中该重迭长度选择为2毫米至8毫米之间。
7.如权利要求1所述的感测结构，其特征在于，其中该第一外部子电极、该第二外部子电极、该第一内部子电极或该第二内部子电极分别为一锯齿状电极，该锯齿状电极包含有多个梯形电极。
8.如权利要求7所述的感测结构，其特征在于，其中该些梯形电极的一顶端的宽度与该些梯形电极彼此的间距选择为2毫米。
9.如权利要求1所述的感测结构，其特征在于，其中该第一外部主电极或该第二外部主电极由该第一侧边向该第二侧边的方向的长度选择为2毫米至4.5毫米之间。
10.如权利要求1所述的感测结构，其特征在于，其中该内部主电极由该第一侧边向该第二侧边的方向长度选择为4毫米至6毫米之间。
11.如权利要求1所述的感测结构，其特征在于，其中该些电极群组并排设置于该基板，且该些电极群组彼此的间距选择为0.2毫米。
12.如权利要求1所述的感测结构，其特征在于，其中该第一外部电极、该第二外部电极或该些内部电极为一氧化铟锡薄膜电极。
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