CN112887545A - 摄像模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种摄像模组及电子设备，涉及电子产品领域。一种摄像模组包括：基座；镜头模块，所述镜头模块设置于所述基座，所述镜头模块相对于所述基座固定；感光芯片，所述感光芯片位于所述镜头模块和所述基座之间，所述感光芯片与所述镜头模块对应设置，且所述感光芯片相对于所述镜头模块可活动；压电调焦模块，所述压电调焦模块连接于所述基座和所述感光芯片之间，在所述压电调焦模块通电的情况下，所述压电调焦模块可变形且驱动所述感光芯片靠近或远离所述镜头模块。一种电子设备，包括上述摄像模组。本申请至少能够解决现有摄像模组结构复杂、响应速度慢的问题。

Description

摄像模组和电子设备

技术领域

本申请属于电子产品技术领域，具体涉及一种摄像模组及电子设备。

背景技术

随着智能手机的发展，拍照与摄像越发成为用户关注的重点功能，手机拍照与摄像时的稳定性一直是保证拍照和摄像体验的关键所在。然而，常规的摄像头模组的变焦方式为驱动镜头移动，但镜头的体积大重量较重，需要较大的驱动力，使得驱动结构复杂，响应速度慢，影响拍摄质量和体验。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种电子设备及电子设备，至少能够解决现有摄像模组结构复杂、响应速度慢的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请实施例提供了一种摄像模组，该摄像模组包括：

基座；

镜头模块，所述镜头模块设置于所述基座，所述镜头模块相对于所述基座固定；

感光芯片，所述感光芯片位于所述镜头模块和所述基座之间，所述感光芯片与所述镜头模块对应设置，且所述感光芯片相对于所述镜头模块可活动；

压电调焦模块，所述压电调焦模块连接于所述基座和所述感光芯片之间，在所述压电调焦模块通电的情况下，所述压电调焦模块可变形且驱动所述感光芯片靠近或远离所述镜头模块。

本申请实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括摄像模组和供电模块，所述摄像模组为上述实施例所述的摄像模组；所述供电模组与所述摄像模组的所述压电调焦模块连接，且所述供电模组为所述压电调焦模块供电。

在本申请实施例中，感光芯片通过压电调焦模块设置在基座上，通过压电调焦模块可以驱动感光芯片靠近或远离镜头模块，以实现变焦功能。相比于常规的变焦方式，本申请中的摄像模组无需驱动镜头移动，而是驱动感光芯片移动，从而采用驱动力较小的压电调焦模块即可驱动感光芯片移动实现变焦，并且，降低了驱动结构的复杂程度，提高了响应速度，进而提升了拍摄质量和用户体验。

附图说明

图1为本申请实施例公开的镜头模块、压电调焦模块和基座装配的示意图；

图2为本申请实施例公开的镜头模块、基板和压电调焦模块的装配示意图；

图3为本申请实施例公开的镜头模块、弹性件、基板及压电调焦模块的分解示意图；

图4为本申请实施例公开的镜头模块、感光芯片和基板的装配剖面图；

图5为本申请实施例公开的镜头模块的结构示意图；

图6为本申请实施例公开的基板的结构示意图；

图7为本申请实施例公开的压电调焦模块的示意图；

图8为本申请实施例公开的压电调焦模块的弹性内框架在无约束情况下变形前后的示意图；

图9为本申请实施例公开的压电调焦模块的弹性内框架宽度方向一端固定的情况下变形前后的示意图；

图10为本申请实施例公开的基板相对于镜头模块处于原始状态的示意图；

图11为本申请实施例公开的基板相对于镜头模块靠近的示意图；

图12为本申请实施例公开的基板相对于镜头模块远离的示意图。

附图标记说明：

100-基座；110-第一侧面；120-第二侧面；130-避让孔；

200-镜头模块；210-插接部；

300-压电调焦模块；310-弹性内框架；311-边沿；320-弹性外框架；330-连接件；340-压电堆；

400-感光芯片；

500-弹性件；510-环形部；520-弹出部；

600-基板；610-基板本体；611-插接孔；612-限位柱；620-模组PCB；

700-供电模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的摄像模组进行详细地说明。

如图1至图12所示，本申请实施例公开一种摄像模组，所公开的摄像模组包括基座100、镜头模块200、感光芯片400和压电调焦模块300。

基座100为摄像模组的基础安装构件，基座100为镜头模块200和压电调焦模块300等结构提供了安装基础，以通过基座100实现对镜头模块200和压电调焦模块300的固定安装。在一种具体的实施例中，基座100可以为凹形结构，其具有安装腔体，安装腔体的一侧面上开设有避让孔130，避让孔130所在的侧面为第一侧面110，与避让孔130相对的一侧面为第二侧面120，镜头模块200部分设置在安装腔体内，镜头部分从避让孔130伸出。镜头模块200的靠近镜头的一侧固定在第一侧面110上，具体可以是粘接、焊接等，压电调焦模块300固定在第二侧面120上。在压电调焦模块300通入电压时，压电调焦模块300可以驱动基板600以及其上的感光芯片400靠近或远离镜头模块200，从而实现变焦。

镜头模块200为摄像模组的核心拍摄构件，镜头模块200设置在基座100上，且镜头模块200相对于基座100固定。

感光芯片400为摄像模组的感光构件，感光芯片400能够感应光线，将接收到的光信号转化为电信号，进而实现取景拍摄。感光芯片400位于镜头模块200和基座100之间，感光芯片400与镜头模块200相对设置，且感光芯片400可以相对于镜头模块200活动，以通过改变感光芯片400与镜头模块200之间的距离实现变焦。

压电调焦模块300为摄像模组的驱动构件，压电调焦模块300连接在基座100和感光芯片400之间，压电调焦模块300既可以对感光芯片400进行支撑，又能够驱动感光芯片400移动。压电调焦模块300在通电的情况下可以发生变形，以使压电调焦模块300在镜头的光轴的方向伸缩。在压电调焦模块300通电的情况下，可以产生伸缩运动，从而驱动感光芯片400靠近或远离镜头模块200，实现变焦，以满足用户拍摄需求。

基于上述设置，可以根据实际需求对感光芯片400的位置进行控制，例如，当需要感光芯片400靠近镜头模块200时，向压电调焦模块300通入一定大小的正电压，此时，压电调焦模块300朝向镜头模块200的方向伸长，与此同时，压电调焦模块300同步带动感光芯片400朝向镜头模块200方向移动，从而使感光芯片400靠近镜头模块200。反之，当需要感光芯片400远离镜头模块200时，向压电调焦模块300通入一定大小的负电压，此时，压电调焦模块300向远离镜头模块200的方向收缩，与此同时，压电调焦模块300同步带动感光芯片400向远离镜头模块200方向移动，从而使感光芯片400远离镜头模块200。因此，通过压电调焦模块300驱动感光芯片400靠近或远离镜头模块200，以使摄像模组变焦。

本申请实施例中，感光芯片400通过压电调焦模块300设置在基座100上，通过压电调焦模块300可以驱动感光芯片400靠近或远离镜头模块200，从而实现变焦功能。相比于常规的变焦方式，本申请中的摄像模组无需驱动镜头移动，而是驱动感光芯片400移动，从而采用驱动力较小的压电调焦模块300即可驱动感光芯片400移动实现变焦，并且，降低了驱动结构的复杂程度，提高了响应速度，进而提升了拍摄质量和用户体验。

请参见图7，压电调焦模块300包括弹性内框架310、弹性外框架320、连接件330和压电堆340。其中，压电堆340设置在弹性内框架310内部，弹性内框架310至少部分设置在弹性外框架320内部，且压电堆340的长度方向的两端分别与弹性内框架310的长度方向的两端对应连接，弹性内框架310的宽度方向的两端通过连接件330分别与弹性外框架320的长度方向的两端对应连接，弹性外框架320的宽度方向的两端分别与感应芯片和基座100连接。可选地，压电堆340为杆状结构，且在通电情况下可以沿自身长度方向伸缩，弹性内框架310和弹性外框架320均采用弹性材质，如，弹性金属或弹性非金属，连接件330为刚性杆件。如此，在压电堆340通电的情况下，压电堆340可以带动弹性内框架310沿弹性内框架310的长度方向伸长或缩短，与此同时，弹性内框架310的宽度方向的两端相互靠近或远离，并且，弹性内框架310将变形通过刚性的连接件330传递至弹性外框架320，从而使弹性外框架320的长度方向的两端彼此靠近或远离，与此同时，弹性外框架320的宽度方向的两端彼此远离或靠近，进而通过弹性外框架320带动感光芯片400运动。

基于上述设置，当压电堆340通入预定参数的电压时，可依次通过弹性内框架310连接件330和弹性外框架320驱动感光芯片400运动，以使感光芯片400靠近或远离镜头模块200，从而对摄像模组进行调焦，以满足用户需求。

此处需要说明的是，压电堆340的伸缩情况与通入的电压的大小和方向相关。例如，当压电堆340通入正电压时，压电堆340伸长，当压电堆340通入负电压时，压电堆340缩短，且压电堆340的伸长或缩短的距离与通入的电压的大小正相关，从而可以根据实际要求合理通入适当参数的电压。另外，压电堆340的具体结构及工作原理可以参考相关技术，此处不作详细阐述。

请参见图7，在一些可选的实施例中，弹性内框架310和弹性外框架320均为菱形框架，其中，菱形框架包括四个边沿311，四个边沿311首尾相连围设成一个封闭的框架，且四个边沿311的长度均相等，四个边沿311共同形成了菱形框架。基于菱形的特性，使得弹性内框架310沿自身长度方向的两端或宽度方向的两端分别对称，弹性外框架320沿自身长度方向的两端或宽度方向的两端分别对称。在弹性内框架310和弹性外框架320发生变形时，弹性内框架310的长度方向的两端，或宽度方向的两端的变形量分别相等，弹性外框架320的长度方向的两端，或宽度方向的两端的变形量分别相等。基于上述设置，使得压电调焦模块300驱动感光芯片400的移动距离更精确，提高了感应芯片的运动精度。

请继续参见图7，在一种可选的实施例中，四个边沿311共同围成容纳空间，也即，弹性内框架310具有容纳空间，弹性外框架320也具有容纳空间，压电堆340可以设置在弹性内框架310的容纳空间中，弹性内框架310部分穿设在弹性外框架320的容纳空间中。考虑到弹性内框架310和弹性外框架320均可以发生变形，在设置弹性内框架310和弹性外框架320时，将弹性内框架310与弹性外框架320的容纳空间的侧壁分隔开，使弹性内框架310和弹性外框架320之间形成避让空间，在弹性内框架310沿自身宽度方向伸长，且弹性外框架320沿自身宽度方向缩短时，弹性内框架310和弹性外框架320不会相互触碰，从而避免了弹性内框架310和弹性外框架320两者之间产生运动干涉而影响压电调焦模块300的变形。

本申请实施例中，压电调焦模块300的具体工作原理如下：

请参见图8和图9，在无约束情况下，对压电堆340施加负电压，此时压电堆340在X方向上缩短，假设压电堆340在X方向上缩短的总变形量为Δx，而压电堆340的两端分别缩短Δx/2，弹性内框架310在X方向上的两端也分别缩短Δx/2，此时，弹性内框架310在Y方向上的总变形量为Δy，而弹性内框架310的两端分别伸长Δy/2。基于能量守恒原理可知，Δy＝Δxctgθ(ctg为余切函数)。当约束弹性内框架310的宽度方向的一端时，另一端则伸长量为Δy。上述两种状态下，压电调焦模块300的放大系数为A＝ctgθ。当对压电堆340施加正电压时，过程与上述过程相反，但压电调焦模块300的放大系数不变。

基于上述设置，假设弹性内框架310的其中一个边沿311与弹性内框架310的长度方向之间的夹角为θ₁，弹性内框架310的位移放大系数为A1＝Δy1/Δx＝ctgθ₁，由于θ₁的角度小于45°，使得A1大于1。因此，弹性内框架310具有放大运动位移的作用。

同理，假设弹性内框架310的其中一个边沿311与弹性外框架320的长度方向之间的夹角为θ₂，弹性外框架320的位移放大系数为A2＝Δz/Δy₂＝ctgθ₂，由于θ₂的角度小于45°，使得A2大于1。因此，弹性外框架320具有放大运动位移的作用。

因此，通过弹性内框架310和弹性外框架320可以实现运动位移的两级放大，总的位移放大系数为：A1*A2＝ctgθ₁*ctgθ₂，总的位移放大系数同样大于1。因此，通过弹性内框架310和弹性外框架320可以对压电堆340的伸缩位移进行两级放大，从而增大了压电调焦模块300的运动位移输出。

其中，上述Δx为弹性内框架310沿自身长度方向的总变形量，Δy₁为弹性内框架310沿自身宽度方向的总变形量，Δy₂为弹性外框架320沿自身长度方向的总变形量，Δz为弹性外框架320沿自身宽度方向的总变形量，θ₁为弹性内框架310的边沿311与压电堆340之间的夹角，θ₂为弹性外框架320的边沿311与连接件330之间的夹角。

请参见图1至图4，在一些可选的实施例中，摄像模组还包括基板600，感光芯片400设置在基板600上。具体地，基板600上可以开设容纳槽，感光芯片400嵌入并固定在容纳槽中，以实现感光芯片400的固定安装。基板600与压电调焦模块300连接，可以通过压电调焦模块300驱动基板600运动，与此同时，通过基板600同步带动感光芯片400运动，以使感光芯片400靠近或远离镜头模块200，实现变焦。

进一步地，为了使基板600按照预设的轨迹相对于镜头模块200运动，以防止基板600上的感光芯片400与镜头模块200发生偏移而影响拍摄效果，本申请在基板600和镜头模块200之间设置了导向组件。具体地，导向组件包括插接部210和插接孔611，其中，插接部210可以是柱体，即，插接柱，插接部210与插接孔611相适配，且插接部210可以在插接孔611中移动。可选地，在镜头模块200的朝向基板600的一侧面上设置插接部210，相应地，在基板600的朝向镜头模块200的一侧面上设置插接孔611。当然，还可以调换位置，即，插接部210设置在基板600上，插接孔611设置在镜头模块200上。基于此，在压电调焦模块300驱动基板600及其上的感光芯片400靠近或远离镜头模块200时，基板600的运动受到插接部210与插接孔611的限制，从而保证了基板600按照预设的方向移动而不至于偏移。因此，通过插接部210和插接孔611的配合，保证了感光芯片400在运动过程中时刻保持与镜头模块200相对设置，从而在调焦过程中不影响感光效果。

基于上述设置，相比于常规的将镜头和摄像头基座之间通过胶水粘接的方式，本申请实施例中取消了胶水，通过插接部210和插接孔611配合可实现镜头模块200与基板600的分离，并且限制镜头模块200与基板600之间横向移动，从而实现了防抖功能，增加了结构的可靠性。

另外，为了保证基座100不会与镜头模块200相互脱离，还可以在插接部210和插接孔611之间设置限位结构，以使插接部210不会脱离插接孔611。具体可以是，在插接部210的自由端部横向设置凸起，使插接部210的设置凸起的位置的尺寸大于插接孔611的端口处，以防止插接部210的端部从插接孔611的端口拔出，进而保证了基座100与镜头模块200的相互配合。

请继续参见图3，在一些可选的实施例中，镜头模块200与基板600之间设有弹性件500，弹性件500的一端面连接镜头模块200的朝向基板600的一侧面，弹性件500的另一端面连接基板600的朝向镜头模块200的一侧面，弹性件500会使基板600和感光芯片400具有远离镜头模块200运动趋势。通过弹性件500和压电调焦模块300相互配合，可以使基板600及其上的感光芯片400靠近或远离镜头模块200。

进一步地，弹性件500为环形弹片，如，圆角矩形的环形弹片，环形弹片固定在基板600的朝向镜头模块200的侧面上，环形弹片背离基板600的一侧抵紧于镜头模块200的朝向基板600的侧面。请参见图3，在一种具体的实施例中，环形弹片包括环形部510和弹出部520，其中，环形部510设置在基板600的朝向镜头模块200的侧面上，具体可以在基板600的朝向镜头模块200的侧面上开设凹槽，环形部510可以嵌在凹槽中，另外还可以将环形部510粘接或焊接在凹槽中，以实现环形弹片与基板600的固定连接。环形部510的朝向镜头模块200的表面上设置多个凸出于环形部510的表面的弹出部520，弹出部520可以是片状结构。在镜头模块200与基板600装配后，弹出部520则紧紧止抵在镜头模块200的朝向基板600的侧面上，使弹出部520和镜头模块200之间形成了法向的挤压力和切向的摩擦力，在挤压力和摩擦力的共同作用下，使镜头模块200处于稳定状态，并使镜头模块200与基板600之间具有一定的缓冲作用，从而在电子设备跌落时，镜头模块200和基板600不易受到损坏。

请继续参见图3，在一些可选的实施例中，基板600的朝向镜头模块200的侧面以及镜头模块200的朝向基板600的侧面中的至少一者上设有限位柱612。具体地，限位柱612凸出一定高度，当基板600靠近镜头模块200到达一定程度时，基板600和镜头模块200之间会受到限位柱612的限位作用，以限制基板600继续靠近镜头模块200，从而可以有效防止基板600与镜头模块200发生碰撞而导致零部件损坏。

在一些可选的实施例中，基板600包括基板本体610和模组PCB620，其中，模组PCB620设置在基板本体610的背离镜头模块200的一侧，模组PCB620与压电调焦模块300连接。可选地，模组PCB620与基板本体610之间可以通过胶水或双面胶粘接固定。另外，感光芯片400设置在模组PCB620上，且两者之间电连接，一方面模组PCB620对感光芯片400起到支撑作用，另一方面，还可以与感光芯片400之间进行电信号交互，从而实现对摄像模组的控制。基板本体610上设有透光孔，感光芯片400与透光孔相对设置，基板本体610上还可以设置滤光片，且滤光片与透光孔相对设置。如此，光源可以经过镜头模块200的镜头进入到摄像模组内部，并经由滤光片的滤光作用，而后通过透光孔照射到感光芯片400上，从而在感光芯片400上感应出电信号，最终经过模组PCB620传递至电子设备的主板。

另外，由于基板本体610与镜头模块200直接相对，可以将插接孔611设置在基板本体610上，并与设置在镜头上的插接部210配合安装，以实现镜头模块200相对于基板本体610运动。

本申请实施例公开的摄像模组的变焦原理如下：

请参见图10至图12，向压电调焦模块300施加正电压，使压电堆340伸长，从而使压电调焦模块300产生向上的位移，与此同时，模组PCB620和基板本体610同步向上移动，并通过基板本体610对弹性件500进行挤压，基板本体610与镜头模块200之间的间隙减小。由于感光芯片400设置在基板600上，使得感光芯片400靠近镜头模块200，从而使焦距变小。

向压电调焦模块300施加负电压，使压电堆340缩短，从而使压电调焦模块300产生向下的位移，与此同时，模组PCB620和基板本体610同步向下移动，此时，弹性件500松开，基板本体610与镜头模块200之间的间隙增大。由于感光芯片400设置在基板600上，使得感光芯片400远离镜头模块200，从而使焦距变大。

本申请实施例还公开一种电子设备，所公开的电子设备包括摄像模组和供电模块700，摄像模组为上述实施例中的摄像模组，供电模块700与压电调焦模块300电连接，从而，通过供电模块700可以为压电调焦模块300供电，以实现压电调焦模块300的伸缩运动。

本申请实施例中的电子设备可以是手机、平板电脑、电子书阅读器、可穿戴设备等，本申请实施例不限制电子设备的具体种类。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种摄像模组，其特征在于，包括：

基座；

镜头模块，所述镜头模块设置于所述基座，所述镜头模块相对于所述基座固定；

感光芯片，所述感光芯片位于所述镜头模块和所述基座之间，所述感光芯片与所述镜头模块对应设置，且所述感光芯片相对于所述镜头模块可活动；

压电调焦模块，所述压电调焦模块连接于所述基座和所述感光芯片之间，在所述压电调焦模块通电的情况下，所述压电调焦模块可变形且驱动所述感光芯片靠近或远离所述镜头模块。

2.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述压电调焦模块包括弹性内框架、弹性外框架、连接件和压电堆；

所述压电堆设置于所述弹性内框架内，所述弹性内框架设置于所述弹性外框架内，所述压电堆沿自身长度方向的两端分别与所述弹性内框架的长度方向的两端对应连接，所述弹性内框架的宽度方向的两端通过所述连接件分别与所述弹性外框架的长度方向的两端对应连接，所述弹性外框架的宽度方向的两端分别与所述基座和所述感光芯片连接；

在所述压电堆通电的情况下，所述压电堆可变形且沿自身长度方向伸缩，以驱动所述弹性内框架的长度方向的两端彼此远离或靠近，所述弹性内框架带动所述弹性外框架的长度方向的两端彼此靠近或远离，且所述弹性外框架的宽度方向的两端彼此远离或靠近。

3.根据权利要求2所述的摄像模组，其特征在于，所述弹性内框架和所述弹性外框架均为菱形框架；

所述菱形框架包括四个首尾相连且长度相等的边沿，四个所述边沿之间围设成容纳空间，所述压电堆设置于所述弹性内框架的容纳空间内，所述弹性内框架部分穿设于所述弹性外框架中。

4.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述摄像模组还包括基板，所述感光芯片设置于所述基板，所述压电调焦模块与所述基板连接；

所述镜头模块和所述基板中的一者上设有多个朝向另一者延伸的插接部，另一者上设有多个插接孔，所述插接部与所述插接孔插接配合，且所述插接部与所述插接孔可相对运动，以使所述基板及所述感光芯片可靠近或远离所述镜头模块。

5.根据权利要求4所述的摄像模组，其特征在于，所述镜头模块与所述基板之间设有弹性件，所述弹性件被配置为使所述基板及所述感光芯片具有远离所述镜头模块的运动趋势。

6.根据权利要求5所述的摄像模组，其特征在于，所述弹性件为环形弹片，所述环形弹片固定于所述基板的朝向所述镜头模块的侧面上，所述环形弹片背离所述基板的一侧抵紧于所述镜头模块的朝向所述基板的侧面。

7.根据权利要求6所述的摄像模组，其特征在于，所述环形弹片包括环形部和弹出部，所述环形部连接于所述基板的朝向所述镜头模块的侧面上，所述弹出部朝向所述镜头模块的一侧至少部分凸出于所述环形部的表面，在所述镜头模块与所述基板装配的情况下，所述弹出部止抵于所述镜头模块的朝向所述基板的侧面。

8.根据权利要求4所述的摄像模组，其特征在于，所述基板的朝向所述镜头模块的侧面以及所述镜头模块的朝向所述基板的侧面中的至少一者上设置有限位柱。

9.根据权利要求4所述的摄像模组，其特征在于，所述基板包括相连接的基板本体和模组PCB，所述插接孔设置于所述基板本体，所述模组PCB设置于所述基板本体的背离所述镜头模块的一侧，所述模组PCB与所述压电调焦模块连接。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括摄像模组和供电模块，所述摄像模组为根据权利要求1-9中任意一项所述的摄像模组，所述供电模组与所述摄像模组的所述压电调焦模块连接，且所述供电模组为所述压电调焦模块供电。

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