JP2020067521A - 制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】ユーザによる撮像装置の操作に応じて高速なフォーカス制御が可能な制御装置を提供する。【解決手段】制御装置(212)は、ユーザによる撮像装置の操作に基づいて合焦判定幅を変更する変更手段(212a)と、合焦判定幅に基づいて合焦判定を行う判定手段(212b)とを有する。【選択図】図1
Description
本発明は、フォーカス制御を行う制御装置に関する。
特許文献1には、交換レンズの許容錯乱円径δと開放F値の情報に基づいて合焦判定幅(合焦範囲)を設定し、位相差方式により高精度な焦点調整を行うカメラが開示されている。特許文献2には、合焦精度の向上とハンチング発生の低減を両立させて合焦制御を行うことを目的として、合焦判定幅を設定するレンズ交換式カメラが開示されている。
しかしながら、特許文献1および特許文献2に開示されたカメラにおいて、合焦判定幅は、交換レンズの固有の情報により一意に決定される。例えば、カメラにおいて通常行われる撮影では、シャッタースイッチを半押し状態にすることで自動焦点調整が行われ、その後にシャッタースイッチを押し込むことで撮影が行われる。また、カメラの使用用途によっては、即時の撮影が必要な場合があり、その場合にはシャッタースイッチを一気に押し込むことで撮影を行うことも考えられる。このような場合でも、交換レンズに固有の1つの合焦判定幅の範囲内にデフォーカス量が至るまで合焦動作を繰り返し行うと、高速なフォーカス制御を行うことができず、シャッタースイッチを押してから実際に撮影が行われるまでにタイムラグが発生してしまう。
そこで本発明は、ユーザによる撮像装置の操作に応じて高速なフォーカス制御が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することを目的とする。
本発明の一側面としての制御装置は、ユーザによる撮像装置の操作に基づいて合焦判定幅を変更する変更手段と、前記合焦判定幅に基づいて合焦判定を行う判定手段とを有する。
本発明の他の側面としての撮像装置は、撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子と、前記制御装置とを有する。
本発明の他の側面としての制御方法は、ユーザによる撮像装置の操作に基づいて合焦判定幅を変更するステップと、前記合焦判定幅に基づいて合焦判定を行うステップとを有する。
本発明の他の側面としてのプログラムは、前記制御方法をコンピュータに実行させる。
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
本発明によれば、ユーザによる撮像装置の操作に応じて高速なフォーカス制御が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、図1を参照して、本実施形態における撮像システムについて説明する。図1は、撮像システム(カメラシステム)10のブロック図である。撮像システム10は、撮像装置(カメラ本体)200と、撮像装置200に着脱可能に装着されるレンズ装置(交換レンズ)100とを備えて構成される。撮像装置200とレンズ装置100は、不図示のマウントによって機械的に結合され、図1中の丸印で示される接点(カメラ側接点231、レンズ側接点131)を介して電気的に通信可能に接続されている。なお、撮像装置200とレンズ装置100との間の通信方式は、電気的な通信方式に限定されるものではなく、光通信等の他の手段を利用した通信方式であってもよい。また、接点を介して撮像装置200からレンズ装置100に電源が供給される。
本実施形態のレンズ装置100は、複数のレンズを含む撮像光学系、および、電気回路部110を有する。撮像光学系は、物体(被写体)の光学像を形成する。撮像光学系は、フォーカスレンズ101、ズームレンズ102、および、絞り103等を有する。フォーカスレンズ101は、駆動回路114によりステッピングモータ等のアクチュエータが駆動されることにより、光軸OAに沿った方向(光軸方向)に移動して焦点調節(フォーカシング)を行う。フォーカスレンズ101の位置は、位置検出回路115により検出される。ズームレンズ102は、光軸方向に移動して焦点距離を変更する。ズームレンズ102の位置は、位置検出回路117により検出される。絞り103は、駆動回路116によりステッピングモータ等のアクチュエータを駆動することにより、その開口が開閉駆動され、撮像装置200の後述する撮像素子211に入射する光量を調節する。絞り103は、開放検知スイッチ118により開放位置にあるか否かが検出される。位置検出回路115、117は、例えばエンコーダのようなセンサの信号をレンズマイコン111が受け取り可能な信号に変換する機能を有する。特に位置検出回路115は、撮像素子211により決定されるピントの許容錯乱円型δの応じて高い合焦精度が要求されるため、分解能が高いセンサを有する。
電気回路部110は、レンズマイコン111、通信手段112、メモリ113、フォーカスレンズ101の駆動回路114および位置検出回路115、ズームレンズ102の位置検出回路117、絞り103の駆動回路116および開放検知スイッチ118を有する。また電気回路部110は、ジャイロ(検出手段)119および通信手段112を有する。ジャイロ119は、角速度を検出するセンサ(ジャイロセンサ)であり、防振機構を有するレンズ装置100に搭載される。レンズマイコン111は、レンズ装置100内の各部を制御する。具体的には、レンズマイコン111は、位置検出回路115により検出される位置情報に基づいて、フォーカスレンズ101を駆動することや、撮像装置200からの命令に従って絞り103を駆動する。通信手段112は、撮像装置200(カメラマイコン212)との間で通信を行う。メモリ113は、撮像装置200との通信に使用されるプロトコルやデータを格納するROMやRAM等の記憶部である。
本実施形態の撮像装置200は、電気回路部210、メインミラー201、サブミラー202、ファインダ光学系203、および、ファインダ204を有する。なお図1において、撮像装置200は一眼レフデジタルカメラであるが、デジタルビデオカメラやミラーレスカメラ等の他の撮像装置であってもよい。メインミラー201とサブミラー202は、図1に示されるように光路に挿入されたミラーダウン状態と光路から退避したミラーアップ状態(不図示)との間で移動可能に構成されている。メインミラー201は、例えば、ハーフミラーから構成され、ミラーダウン状態では入射光の一部をファインダ光学系203に反射して物体をファインダ204で観察可能にし、残りの入射光を投下する。メインミラー201を投下した入射光は、サブミラー202により反射される。一方、ミラーアップ状態において、入射光は撮像素子211に到達する。
電気回路部210は、カメラマイコン212、測光部213、シャッター214、撮像素子211、表示手段215、通信手段216、メモリ217、電源218、操作部219、および、焦点検出部220を有する。測光部213は、入射光量を測定する。シャッター214は開閉することにより、撮像素子211を露光する。撮像素子211は、CMOSセンサやCCDセンサ等の光電変換素子であり、レンズ装置100の撮像光学系により形成された光学像(被写体像)を光電変換する。表示手段215は、撮像装置200の各種情報を表示する。
通信手段216は、カメラマイコン212とレンズ装置100のレンズマイコン111との間で、接点(カメラ側接点231、レンズ側接点131)を介した通信を可能にする。通信プロトコルは、一般的な3線式のクロック同期式等を用いればよい。カメラマイコン212は、通信により、レンズ装置100の情報(識別情報、開放F値等)を取得すると共に、レンズ装置100が対応可能な許容錯乱円径δを取得する。撮像光学系の許容錯乱円δと開放F値の情報は、許容錯乱円δの情報と開放F値の情報とを分離させて状態で保持した情報、または、許容錯乱円δと開放F値との積の情報であってもよい。また通信において、カメラマイコン212は、レンズマイコン111に対して、初期化命令、フォーカスレンズ101やその他の撮像光学系の光学素子の駆動命令(制御命令)を送信する。操作部219は、撮像装置200に搭載されている各種の操作スイッチである。具体的には、操作部219は、レリーズボタンや、撮像装置200の撮影モードや撮影条件を設定するスイッチ等を含む。各種の操作スイッチの信号はカメラマイコン212に伝えられ、カメラマイコン212はその信号に応じた動作を実行する。
カメラマイコン212は、変更手段212aおよび判定手段212bを有する。変更手段212aは、ユーザによる撮像装置200の操作に基づいて合焦判定幅(合焦範囲)を変更(設定)する。判定手段212bは、設定された合焦判定幅に基づいて、焦点検出部220からの焦点検出結果であるデフォーカス量が合焦判定幅の範囲内(合焦範囲内)にあるか否かを判定する(合焦判定を行う)。カメラマイコン212は、デフォーカス量が合焦範囲内にない場合、フォーカスレンズ101を駆動して自動焦点調節(フォーカス制御:AF制御)を行う。一方、デフォーカス量が合焦範囲内にある場合、AF制御を終了する。なお、合焦判定幅(合焦範囲)の決定方法については、後述する。
メモリ217は、ROMやRAM等を有し、カメラマイコン212が使用する情報、カメラマイコン212が動作するプログラム、カメラマイコン212がレンズ装置100から取得した情報を格納する。前述のように、カメラマイコン212は、レンズマイコン111から許容錯乱円δを取得してもよいし、メモリ217にレンズ装置100の識別情報とδを関連付けたテーブルを予め格納しておいてもよい。この場合、カメラマイコン212は、レンズ装置100の識別情報と開放F値の情報とを通信により取得し、取得した識別情報とメモリ217に格納されたテーブルから許容錯乱円径δを取得する。
本実施形態における合焦判定幅は、レンズ装置100から取得した開放F値、許容錯乱円径δ、および、操作部219の情報等のユーザによる撮像装置200の操作に基づいて決定される。例えば、通常の撮影時においては、レリーズスイッチを半押しする(操作部219を構成するAF動作スイッチSW1)ことでAF制御を行い、レリーズスイッチを更に押し込んで全押しする(操作部219を構成する撮影スイッチSW2)ことで撮影を行う。このとき合焦判定幅は、第一の合焦判定幅(例えば±Fδ/4)が設定される。一方、即時に撮影が必要な場合、レリーズスイッチを一気に押し込むことが想定される。このような場合、レリーズスイッチを半押しした時点で、AF制御が開始し、合焦後に即時撮影が実施される。このとき、合焦判定に要する時間は短い方が好ましいため、合焦判定幅は、第一の合焦判定幅よりも広い第二の合焦判定幅(例えば±Fδ/2)が設定される(第二の合焦判定幅>第一の合焦判定幅)。
以上のように、カメラマイコン212は、操作部219がレリーズスイッチを含む場合、レリーズスイッチの信号(押され方)により、即時に撮影が必要か否かを判定し、その判定結果に基づいて合焦判定幅を決定する。また、操作部219が撮影モードの選択スイッチを含む場合、撮影モードに応じて合焦判定幅を決定する。例えば、撮影モードが通常モードの場合には第一の合焦判定幅を設定し、撮影モードがスポーツモードのような速写性能が要求されるモード(速写性優先モード等)の場合には第二の合焦判定幅を設定する。
次に、図2を参照して、本実施形態における制御方法(撮像処理)について説明する。図2は、本実施形態における制御方法のフローチャートである。図2の各ステップは、主にカメラマイコン212により実行される。なお、図2のフローチャートは、コンピュータに各ステップの機能を実行させるプログラムとして実現可能である。
まず撮像装置200の電源を入れると、ステップS1において、カメラマイコン212は、通信手段216を介してレンズ装置100と初期通信(カメラ−レンズ通信)を行う。初期通信において、カメラマイコン212は、レンズ装置100が対応可能な許容錯乱円径δに関する情報を取得し、その情報をメモリ217に格納する。続いてステップS2において、カメラマイコン212は、ユーザによるレリーズスイッチやAF−ONスイッチ等の操作部219の操作に応じて、操作部219から発行されたAF駆動命令を受け取る。
AF駆動命令が発行されると、ステップS3において、カメラマイコン212は撮影モードを確認し、撮影モードが速写性を優先するモード(速写性優先モード)であるか否かを判定する。撮影モードが速写性優先モードである場合、ステップS4に進む。一方、撮影モードが速写性優先モードでない場合、ステップ5に進む。
ステップS4、S5において、カメラマイコン212は、レリーズスイッチが一気押しされた等により即時に露光動作を行う必要があるか否か(即時撮影が必要か否か)を判定する。ステップS4にて即時撮影が必要であると判定された場合、ステップS6に進む。一方、ステップS4にて即時撮影が必要でない場合と判定された場合、ステップS7に進む。同様に、ステップS5にて即時撮影が必要であると判定された場合、ステップS8に進む。一方、ステップS5にて即時撮影が必要でない場合と判定された場合、ステップS9に進む。
ステップS6において、カメラマイコン212(変更手段212a)は、合焦判定幅を設定値1に設定する。ステップS7において、カメラマイコン212(変更手段212a)は、合焦判定幅を設定値2に設定する。ステップS8において、カメラマイコン212(変更手段212a)は、合焦判定幅を設定値3に設定する。ステップS9において、カメラマイコン212(変更手段212a)は、合焦判定幅を設定値4に設定する。ここでは、設定値1〜4のうち設定値1が最も広い合焦判定幅であり、合焦判定(フォーカス制御)を速やかに実行することができる。逆に、設定値4は最も狭い合焦判定幅であり、多少時間を要するがより高精度のフォーカス制御が可能である。ステップS6〜S9のいずれかにて合焦判定幅(設定値1〜4のいずれか)が設定されると、ステップS10に進む。
ステップS10において、カメラマイコン212は、AF駆動を開始する。続いてステップS11において、カメラマイコン212(判定手段212b)は、ステップS6〜S9のいずれかにて設定された合焦判定幅(設定値1〜4のいずれか)に基づいて合焦判定を行う。ステップS11にて非合焦状態であると判定された場合(デフォーカス量が合焦判定幅の範囲外である場合)、ステップS10に戻る。一方、ステップS11にて合焦状態であると判定された場合(デフォーカス量が合焦判定幅の範囲内である場合)、ステップS12に進む。
ステップS12において、カメラマイコン212は、シャッター214をオープンし、露光を行う。以上で、撮影動作(本実施形態の制御方法)が終了する。なお本実施形態において、ステップS6〜S9における合焦判定幅決定後にAF駆動を開始すると説明したが、これに限定されるものではない。ステップS2にてAF駆動を開始し、AF駆動中に合焦判定幅を決定してもよい。またステップS4、S5では、即時撮影が必要であるか否かを、レリーズスイッチが一気押しされたか否かにより判定するとして説明したが、これに限定されるものではない。以下、他の実施形態について説明する。
図3は、AF動作スイッチSW1と撮影スイッチSW2の動作タイミングのグラフである。図3において、横軸は時間、縦軸はAF動作スイッチSW1および撮影スイッチSW2のそれぞれのON/OFF状態を示している。AF動作スイッチSW1のON状態は、レリーズスイッチを半押しした状態、または、AF−ONスイッチのようにAF動作を行うために押されるスイッチのON状態を示す。撮影スイッチSW2のON状態は、撮影動作を行わせるためのスイッチのON状態を示し、レリーズスイッチであれば全押し状態である。
図3において、Δtは、AF動作スイッチSW1がONになってから撮影スイッチSW2がONになるまでの時間(第一の時間)を表す。図2中のステップS4、S5にてレリーズスイッチが一気押しされた場合、時間Δtは十分に小さい。このためカメラマイコン212は、即時撮影が必要であると判定する。また、AF動作スイッチSW1が押されAF動作が開始される前に撮影スイッチSW2が押された場合や、AF動作スイッチSW1によりAF動作中に撮影スイッチSW2が押された場合、カメラマイコン212は即時撮影が必要であると判定することができる。時間Δtに基づいて即時撮影の必要性(即時性)を判定するための閾値(所定の時間)は、レンズ装置100がAF駆動命令を受けてから動き出す時間や、AF動作に要する時間に応じて決定される。このため、レンズ装置100のメモリ113に時間Δtの閾値を保存しておき、通信手段112を介して撮像装置200に対して閾値を与えてもよい。
図4は、AF動作スイッチSW1および撮影スイッチSW2の動作タイミングとジャイロ119の信号(ジャイロ信号)との関係を示すグラフである。図4において、横軸は時間、縦軸はAF動作スイッチSW1と撮影スイッチSW2のON/OFF状態、および、ジャイロ信号をそれぞれ示している。レンズ装置100にはジャイロ119が搭載されている。以下、ジャイロ119の出力信号(ジャイロ信号)を用いた場合の即時性の判定について説明する。
被写体の動きが速く、ユーザの操作に基づいて撮像システム10を素早く動かした場合を考える。ジャイロ信号は、レンズ装置100の角速度を表す。このため、ユーザが撮像システム10を素早く動かすと、ジャイロ信号は大きく出力される。レンズマイコン111は、ジャイロ信号を常時監視している。ジャイロ信号が図4に示される閾値ωを超えた場合、レンズマイコン111は、撮像システム10が急峻に動かされたと判定し、その情報をカメラマイコン212に通知する。カメラマイコン212は、レンズマイコン111の通知からの時間を監視し、AF動作スイッチSW1がONされるまでの時間Δt2(第二の時間)を計測する。時間Δt2が所定の時間よりも小さい場合、カメラマイコン212は、即時撮影が必要と判定し、その判定結果に応じた合焦判定幅を設定する。
なお本実施形態において、撮像システム10の動かし方を検出する検出手段(センサ)は、レンズ装置100に搭載されたジャイロ119であるが、これに限定されるものではない。例えば、角速度を検出するジャイロ119に代えて、加速度を検出する加速度センサを用いてもよい。また本実施形態において、ジャイロ119(または加速度センサ)はレンズ装置100に搭載されているが、これに限定されるものではない。例えば、撮像装置200に搭載されたジャイロ(ジャイロセンサ)や加速度計(加速度センサ)を用いてもよい。
このように本実施形態において、制御装置(カメラマイコン212)は、ユーザによる撮像装置の操作に基づいて合焦判定幅を変更する変更手段212aと、合焦判定幅に基づいて合焦判定を行う判定手段212bとを有する。好ましくは、変更手段は、複数の合焦判定幅(設定値1〜4)の中から、ユーザによる操作に基づいて一つの合焦判定幅を選択する。複数の合焦判定幅は、例えば、駆動限界値に基づいて設定される。駆動限界値は、例えば、フォーカスレンズ101の制御分解能である。フォーカスレンズ101の制御分解能は、レンズ装置100の種類に応じて異なったり、レンズ装置100の電力モード(通常電力モードと、通常モードよりも消費電力の少ない省電力モード等)に応じて異なったりする。
好ましくは、変更手段は、AF動作スイッチSW1が押されてから撮影スイッチSW2が押されるまでの第一の時間(時間Δt)に基づいて、合焦判定幅を変更する。より好ましくは、変更手段は、第一の時間が所定の時間よりも長い場合、第一の合焦判定幅(設定値2または設定値4)を設定し、第一の時間が所定の時間よりも短い場合、第一の合焦判定幅よりも広い第二の合焦判定幅(設定値1または設定値3)を設定する。
好ましくは、変更手段は、撮影モード(ユーザによる撮像装置の操作に基づいて設定された撮影モード)に基づいて、合焦判定幅を変更する。より好ましくは、変更手段は、撮影モードが速写性優先モードでない場合、第一の合焦判定幅(設定値3または設定値4)を設定し、撮影モードが速写性優先モードである場合、第一の合焦判定幅よりも広い第二の合焦判定幅(設定値1または設定値2)を設定する。
好ましくは、変更手段は、ユーザによる操作(動作)に基づく撮像装置の加速度および速度の少なくとも一方に基づいて、合焦判定幅を変更する。より好ましくは、変更手段は、撮像装置またはレンズ装置に設けられた検出手段からの出力信号に基づいて、加速度及び速度の少なくとも一方を取得する。より好ましくは、変更手段は、加速度が所定の加速度を超えてからAF動作スイッチが押されるまでの第二の時間に基づいて、合焦判定幅を変更する。また好ましくは、変更手段は、速度が所定の速度を超えてからAF動作スイッチが押されるまでの第二の時間(時間Δt2)に基づいて、合焦判定幅を変更する。加速度及び速度に基づいて合焦判定幅を変更する場合は、加速度および速度がそれぞれの閾値を超えてから、AF動作スイッチが押されるまでの時間に基づいて合焦判定幅を変更しても良い。
より好ましくは、変更手段は、第二の時間が所定の時間よりも長い場合、第一の合焦判定幅(設定値2または設定値4)を設定し、第二の時間が所定の時間よりも短い場合、第一の合焦判定幅よりも広い第二の合焦判定幅(設定値1または設定値3)を設定する。
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
本実施形態によれば、ユーザによる撮像装置の操作に応じて高速なフォーカス制御が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することができる。このため、撮像装置の状態により即時の撮影が必要と判定された場合、タイムラグを発生させずに撮影を行うことが可能となる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
212 カメラマイコン(制御装置)
212a 変更手段
212b 判定手段
212a 変更手段
212b 判定手段
Claims (14)
- ユーザによる撮像装置の操作に基づいて合焦判定幅を変更する変更手段と、
前記合焦判定幅に基づいて合焦判定を行う判定手段と、を有することを特徴とする制御装置。 - 前記変更手段は、複数の合焦判定幅の中から、前記ユーザによる前記操作に基づいて一つの前記合焦判定幅を選択することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記変更手段は、AF動作スイッチが押されてから撮影スイッチが押されるまでの第一の時間に基づいて、前記合焦判定幅を変更することを特徴とする請求項1または2に記載の制御装置。
- 前記変更手段は、
前記第一の時間が所定の時間よりも長い場合、第一の合焦判定幅を設定し、
前記第一の時間が前記所定の時間よりも短い場合、前記第一の合焦判定幅よりも広い第二の合焦判定幅を設定することを特徴とすることを特徴とする請求項3に記載の制御装置。 - 前記変更手段は、撮影モードに基づいて、前記合焦判定幅を変更することを特徴とする請求項1または2に記載の制御装置。
- 前記変更手段は、
前記撮影モードが速写性優先モードでない場合、第一の合焦判定幅を設定し、
前記撮影モードが前記速写性優先モードである場合、前記第一の合焦判定幅よりも広い第二の合焦判定幅を設定することを特徴とすることを特徴とする請求項5に記載の制御装置。 - 前記変更手段は、前記撮像装置の加速度および速度の少なくとも一方に基づいて、前記合焦判定幅を変更することを特徴とする請求項1または2に記載の制御装置。
- 前記変更手段は、前記撮像装置またはレンズ装置に設けられた検出手段からの出力信号に基づいて、前記加速度または前記速度を取得することを特徴とする請求項7に記載の制御装置。
- 前記変更手段は、前記加速度が所定の加速度を超えてからAF動作スイッチが押されるまでの第二の時間に基づいて、前記合焦判定幅を変更することを特徴とする請求項7または8に記載の制御装置。
- 前記変更手段は、前記速度が所定の速度を超えてからAF動作スイッチが押されるまでの第二の時間に基づいて、前記合焦判定幅を変更することを特徴とする請求項7または8に記載の制御装置。
- 前記変更手段は、
前記第二の時間が所定の時間よりも長い場合、第一の合焦判定幅を設定し、
前記第二の時間が前記所定の時間よりも短い場合、前記第一の合焦判定幅よりも広い第二の合焦判定幅を設定することを特徴とすることを特徴とする請求項9または10に記載の制御装置。 - 撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子と、
請求項1乃至11のいずれか1項に記載の制御装置と、を有することを特徴とする撮像装置。 - ユーザによる撮像装置の操作に基づいて合焦判定幅を変更するステップと、
前記合焦判定幅に基づいて合焦判定を行うステップと、を有することを特徴とする制御方法。 - 請求項13に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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