JP2856990B2 - 画像読取装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像読取装置、特に、
主走査方向で複数の領域に分割して原稿を走査し、画像
情報を読み取る画像読取装置に関する。
主走査方向で複数の領域に分割して原稿を走査し、画像
情報を読み取る画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえばスキャナ等の平面走査型画像読
取装置においては、主走査方向で複数の領域に分割して
原稿を走査し、画像情報を読み取っている。この画像読
取装置は、原稿を配置するための原稿配置部と、原稿に
光を照射する光源と、主走査方向に配列されかつ画素に
相当する多数のＣＣＤ素子（固体撮像素子の一例）と、
複数の領域に対応して前記主走査方向に配列されかつ前
記固体撮像素子に前記原稿からの光を結像する複数のレ
ンズとを備えている。
取装置においては、主走査方向で複数の領域に分割して
原稿を走査し、画像情報を読み取っている。この画像読
取装置は、原稿を配置するための原稿配置部と、原稿に
光を照射する光源と、主走査方向に配列されかつ画素に
相当する多数のＣＣＤ素子（固体撮像素子の一例）と、
複数の領域に対応して前記主走査方向に配列されかつ前
記固体撮像素子に前記原稿からの光を結像する複数のレ
ンズとを備えている。
【０００３】この種の画像読取装置では、原稿の画像の
厚さ方向（光軸方向）の変位が、読取り領域の境界にお
いて、画像情報が重複したり画像が欠落したりする原因
となる。これを防止する従来技術として、結像用のレン
ズと原稿との間に焦点距離を長くするための視野レンズ
を配置したもの（特公平４−１２０６２号公報）、隣接
する領域の境界側の画角を小さくして使用するもの（特
開昭５８−１１１５６８号）、及び原稿の光軸方向への
変位の方向及び変位量を検出する変位検出手段を設けた
もの（特開平３−１０９８６２号公報）が知られてい
る。
厚さ方向（光軸方向）の変位が、読取り領域の境界にお
いて、画像情報が重複したり画像が欠落したりする原因
となる。これを防止する従来技術として、結像用のレン
ズと原稿との間に焦点距離を長くするための視野レンズ
を配置したもの（特公平４−１２０６２号公報）、隣接
する領域の境界側の画角を小さくして使用するもの（特
開昭５８−１１１５６８号）、及び原稿の光軸方向への
変位の方向及び変位量を検出する変位検出手段を設けた
もの（特開平３−１０９８６２号公報）が知られてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】視野レンズを設けた前
記従来の構成では、レンズ枚数が増えて光学系の構成が
複雑になるので、装置が高価になりまた光学系の調整も
複雑になる。領域の境界側の画角を小さくして使用する
前記従来の構成では、画角を調整するために、ＣＣＤ素
子の主走査方向の位置を調整する必要があり、調整が困
難である。さらに、変位検出手段を設けた前記従来の構
成では、検出用としてレーザ変位計等の変位センサが必
要になり、センサの調整が煩雑であるとともに、センサ
を設けることにより装置が高価になる。
記従来の構成では、レンズ枚数が増えて光学系の構成が
複雑になるので、装置が高価になりまた光学系の調整も
複雑になる。領域の境界側の画角を小さくして使用する
前記従来の構成では、画角を調整するために、ＣＣＤ素
子の主走査方向の位置を調整する必要があり、調整が困
難である。さらに、変位検出手段を設けた前記従来の構
成では、検出用としてレーザ変位計等の変位センサが必
要になり、センサの調整が煩雑であるとともに、センサ
を設けることにより装置が高価になる。
【０００５】本発明の目的は、安価にかつ調整容易に画
像の欠落及び重複を実質的に防止することにある。
像の欠落及び重複を実質的に防止することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る画像読取装
置は、主走査方向で複数の領域に分割して原稿を走査
し、画像情報を読み取る装置である。この装置は、原稿
配置部と光源と固体撮像素子と複数のレンズとを備えて
いる。原稿配置部は原稿を配置するためのものである。
光源は原稿に光を照射するものである。画素に相当する
多数の固体撮像素子は、主走査方向に配列されている。
複数のレンズは、複数の領域に対応して主走査方向に配
列され、固体撮像素子に原稿からの光を結像するもので
ある。このレンズの焦点距離ｆが、読み取り線数を
Ｌn ，光軸から領域端までの長さをｙ，固体撮像素子の
素子間ピッチをＰ，固体撮像素子上の許容ずれ画素数を
ｎ，原稿の光軸方向のずれ量をΔとしたときに、次式で
示される条件を満たす。
置は、主走査方向で複数の領域に分割して原稿を走査
し、画像情報を読み取る装置である。この装置は、原稿
配置部と光源と固体撮像素子と複数のレンズとを備えて
いる。原稿配置部は原稿を配置するためのものである。
光源は原稿に光を照射するものである。画素に相当する
多数の固体撮像素子は、主走査方向に配列されている。
複数のレンズは、複数の領域に対応して主走査方向に配
列され、固体撮像素子に原稿からの光を結像するもので
ある。このレンズの焦点距離ｆが、読み取り線数を
Ｌn ，光軸から領域端までの長さをｙ，固体撮像素子の
素子間ピッチをＰ，固体撮像素子上の許容ずれ画素数を
ｎ，原稿の光軸方向のずれ量をΔとしたときに、次式で
示される条件を満たす。
【０００７】 ｆ≧（Ｌn ×ｙ−ｎ）×Ｐ×Ｌn ×Δ／｛ｎ×（１＋Ｐ×Ｌn ）｝
【０００８】
【作用】本発明に係る画像読取装置では、原稿配置部に
配置された原稿に光源から光が照射されると、原稿から
の光が複数のレンズを介して固体撮像素子で受光され、
画素に相当する画像情報が得られる。ここでは、レンズ
の焦点距離ｆが上式を満たすように設定されているの
で、原稿が光軸方向に変位しても固体撮像素子上での画
素のずれ量が許容ずれ画素数ｎ以内になり、安価にかつ
調整容易に画像情報の重複及び欠落を実質的に防止でき
る。
配置された原稿に光源から光が照射されると、原稿から
の光が複数のレンズを介して固体撮像素子で受光され、
画素に相当する画像情報が得られる。ここでは、レンズ
の焦点距離ｆが上式を満たすように設定されているの
で、原稿が光軸方向に変位しても固体撮像素子上での画
素のずれ量が許容ずれ画素数ｎ以内になり、安価にかつ
調整容易に画像情報の重複及び欠落を実質的に防止でき
る。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明の一実施例による画像読取装
置（以下、スキャナという）１を示している。このスキ
ャナ１は、下フレーム２と、下フレーム２上に載置され
る上フレーム３とを有している。下フレーム２の上面に
は原稿載置装置４が配置されている。
置（以下、スキャナという）１を示している。このスキ
ャナ１は、下フレーム２と、下フレーム２上に載置され
る上フレーム３とを有している。下フレーム２の上面に
は原稿載置装置４が配置されている。
【００１０】図２に示すように、下フレーム２の中央に
おいて、原稿載置装置４の下方には透過原稿をスリット
露光するための透過用光源７が上下移動可能に配置され
ている。原稿載置装置４は、図２に矢印で示す副走査方
向に移動可能な原稿台５と、原稿台５を駆動する駆動機
構１３とを有している。原稿台５は、４８３ｍｍ×６４
６ｍｍまでの原稿６を載置可能であり、上下１対のガラ
ス板で原稿６を挟持する構成となっている。
おいて、原稿載置装置４の下方には透過原稿をスリット
露光するための透過用光源７が上下移動可能に配置され
ている。原稿載置装置４は、図２に矢印で示す副走査方
向に移動可能な原稿台５と、原稿台５を駆動する駆動機
構１３とを有している。原稿台５は、４８３ｍｍ×６４
６ｍｍまでの原稿６を載置可能であり、上下１対のガラ
ス板で原稿６を挟持する構成となっている。
【００１１】上フレーム３には、反射原稿をスリット露
光するための反射用光源８と光学系９と、４個のＣＣＤ
ラインセンサからなる受光素子１０とが配置されてい
る。各受光素子１０は、主走査方向（図２の奥行き方
向）に配列された７５００画素のＣＣＤ素子からなり、
４個の受光素子１０により、原稿６の主走査方向４８３
ｍｍ幅の１ラインを３００００画素で読み取り得る。
光するための反射用光源８と光学系９と、４個のＣＣＤ
ラインセンサからなる受光素子１０とが配置されてい
る。各受光素子１０は、主走査方向（図２の奥行き方
向）に配列された７５００画素のＣＣＤ素子からなり、
４個の受光素子１０により、原稿６の主走査方向４８３
ｍｍ幅の１ラインを３００００画素で読み取り得る。
【００１２】光学系９は、図３に示すように、原稿６か
らの光を水平方向に９０°折り曲げる反射ミラー１１
と、原稿６からの光を受光素子１０上で結像するための
レンズ１２とを備えている。レンズ１２は、受光素子１
０に対応して４個が主走査方向に並列配置されている。
レンズ１２は、原稿台５上で主走査方向に延びる画像読
み取りライン２２において、４つの領域Ａ1 〜Ａ4 の画
像を受光素子１０に結像可能に配置されている。なおこ
れらの領域Ａ1 〜Ａ4 の隣り合う領域は相互に重複して
いる。
らの光を水平方向に９０°折り曲げる反射ミラー１１
と、原稿６からの光を受光素子１０上で結像するための
レンズ１２とを備えている。レンズ１２は、受光素子１
０に対応して４個が主走査方向に並列配置されている。
レンズ１２は、原稿台５上で主走査方向に延びる画像読
み取りライン２２において、４つの領域Ａ1 〜Ａ4 の画
像を受光素子１０に結像可能に配置されている。なおこ
れらの領域Ａ1 〜Ａ4 の隣り合う領域は相互に重複して
いる。
【００１３】また、レンズ１２の焦点距離ｆは、 ｆ≧（Ｌn ×ｙ−ｎ）×Ｐ×Ｌn ×Δ／｛ｎ×（１＋Ｐ×Ｌn ）｝ となっている。この理由を以下に説明する。図４に示す
ように、原稿６の原稿面において、光軸ＯＡから観察点
ＯＰまでの距離をｙ、原稿６の光軸方向のずれ量をΔ、
レンズ１２の焦点距離をｆ、光学系９の倍率をｍ、原稿
６が光軸方向にずれているときの受光素子１０の像面上
での移動量をδ、原稿６が光軸方向にずれていないとき
の光軸ＯＡから受光素子１０上における観察点ＯＰの像
ＯＬまでの距離をＩ、原稿６が光軸方向にずれていると
きの光軸ＯＡから観察点ＯＰの像ＯＬd までの距離をＩ
d 、原稿６がずれていないときの主光線が光軸ＯＡとな
す角度をθ、原稿６がずれているときの主光線が光軸Ｏ
Ａとなす角度をθd とすると、 ｙ＝ｆ・（１＋１／ｍ）・ｔａｎθ ゆえに ｔａｎθ＝ｙ／｛ｆ・（１＋１／ｍ）｝ …（１） また、 ｙ＝｛ｆ・（１＋１／ｍ）＋Δ｝・ｔａｎθd ゆえに ｔａｎθd ＝ｙ／｛ｆ・（１＋１／ｍ）＋Δ｝ …（２） Ｉ ＝ｆ・（１＋ｍ）・ｔａｎθ …（３） Ｉd ＝ｆ・（１＋ｍ）・ｔａｎθd …（４） （１），（２），（３），（４）式より、
ように、原稿６の原稿面において、光軸ＯＡから観察点
ＯＰまでの距離をｙ、原稿６の光軸方向のずれ量をΔ、
レンズ１２の焦点距離をｆ、光学系９の倍率をｍ、原稿
６が光軸方向にずれているときの受光素子１０の像面上
での移動量をδ、原稿６が光軸方向にずれていないとき
の光軸ＯＡから受光素子１０上における観察点ＯＰの像
ＯＬまでの距離をＩ、原稿６が光軸方向にずれていると
きの光軸ＯＡから観察点ＯＰの像ＯＬd までの距離をＩ
d 、原稿６がずれていないときの主光線が光軸ＯＡとな
す角度をθ、原稿６がずれているときの主光線が光軸Ｏ
Ａとなす角度をθd とすると、 ｙ＝ｆ・（１＋１／ｍ）・ｔａｎθ ゆえに ｔａｎθ＝ｙ／｛ｆ・（１＋１／ｍ）｝ …（１） また、 ｙ＝｛ｆ・（１＋１／ｍ）＋Δ｝・ｔａｎθd ゆえに ｔａｎθd ＝ｙ／｛ｆ・（１＋１／ｍ）＋Δ｝ …（２） Ｉ ＝ｆ・（１＋ｍ）・ｔａｎθ …（３） Ｉd ＝ｆ・（１＋ｍ）・ｔａｎθd …（４） （１），（２），（３），（４）式より、
【００１４】
【数１】
【００１５】ゆえに δ＝Δ・ｍ2 ・ｙ／（ｆ＋ｍ・Δ＋ｆ・ｍ） この移動量δを各受光素子１０のＣＣＤ素子のｎ画素内
に収めるためには、ＣＣＤ素子の画素ピッチ（ｍｍ）を
Ｐとすると、 δ／Ｐ≦ｎ ゆえに Δ・ｍ2 ・ｙ／｛Ｐ・（ｆ＋ｍ・Δ＋ｆ・ｍ）｝≦ｎ 上式を変形すると以下のようになる。
に収めるためには、ＣＣＤ素子の画素ピッチ（ｍｍ）を
Ｐとすると、 δ／Ｐ≦ｎ ゆえに Δ・ｍ2 ・ｙ／｛Ｐ・（ｆ＋ｍ・Δ＋ｆ・ｍ）｝≦ｎ 上式を変形すると以下のようになる。
【００１６】 Δ・ｍ2 ・ｙ≦ｎ・Ｐ・（ｆ＋ｍ・Δ＋ｆ・ｍ） Δ・ｍ・（ｍ・ｙ−ｎ・Ｐ）≦ｎ・Ｐ・ｆ・（１＋ｍ） ゆえに ｆ≧Δ・ｍ・（ｍ・ｙ−ｎ・Ｐ）／｛ｎ・Ｐ・（１＋ｍ）｝ …（６） 単位長さあたりの線密度をＬn （ライン／ｍｍ）とすると、 ｍ＝Ｐ・Ｌn …（７） （７）式と（６）式とから ｆ≧（Ｌn ・ｙ−ｎ）・Ｐ・Ｌn ・Δ／｛ｎ・（１＋Ｐ・Ｌn ）｝ …（８） （８）式を満たすようにレンズ１２の焦点距離ｆを定め
ると、原稿６の光軸方向のずれ量Δにおいて、受光素子
１０のＣＣＤ素子の像ＯＬのずれ（移動量δ）が許容ず
れ画素数ｎ以内に収まることになる。このため、安価な
光学系で煩雑な調整をすることなく、複数のレンズの結
像領域の境界部分における画像の欠落や重複を実質的に
防止できる。
ると、原稿６の光軸方向のずれ量Δにおいて、受光素子
１０のＣＣＤ素子の像ＯＬのずれ（移動量δ）が許容ず
れ画素数ｎ以内に収まることになる。このため、安価な
光学系で煩雑な調整をすることなく、複数のレンズの結
像領域の境界部分における画像の欠落や重複を実質的に
防止できる。
【００１７】次に、上述の実施例の動作について説明す
る。原稿６を原稿台５に装着し、オペレータが走査開始
を指示すると、光源７または光源８が点灯し、原稿台５
が図２の左右方向（副走査方向）に移動し走査が開始さ
れる。走査が開始されると、原稿６に対して透過または
反射した光は反射ミラー１１で水平方向に反射してレン
ズ１２に入射する。レンズ１２に入射した光は受光素子
１０で結像して画像に応じた電気信号に変換される。
る。原稿６を原稿台５に装着し、オペレータが走査開始
を指示すると、光源７または光源８が点灯し、原稿台５
が図２の左右方向（副走査方向）に移動し走査が開始さ
れる。走査が開始されると、原稿６に対して透過または
反射した光は反射ミラー１１で水平方向に反射してレン
ズ１２に入射する。レンズ１２に入射した光は受光素子
１０で結像して画像に応じた電気信号に変換される。
【００１８】ここでは、原稿６が光軸方向にずれ量Δ変
位した場合でも、受光素子１０における像の移動量δが
許容ずれ画素数ｎ以内になる。この結果、各受光素子１
０の境界領域において、原稿６が光軸方向にずれても、
画像情報の欠落や重複を実質的に防止することができ
る。たとえば、主走査方向４８３ｍｍ幅の原稿６を走査
する場合に、受光素子１０がそれぞれ７５００画素のＣ
ＣＤ素子からなり、解像度を示す単位長さ当たりの線密
度Ｌn が５９．１ライン／ｍｍ、画素ピッチＰが７μ
ｍ、光軸から観測点までの距離ｙが６３．５ｍｍ、原稿
６の光軸方向のずれ量Δが１ｍｍであると、レンズ１２
の焦点距離ｆが以下の条件を満たすように設定される。
位した場合でも、受光素子１０における像の移動量δが
許容ずれ画素数ｎ以内になる。この結果、各受光素子１
０の境界領域において、原稿６が光軸方向にずれても、
画像情報の欠落や重複を実質的に防止することができ
る。たとえば、主走査方向４８３ｍｍ幅の原稿６を走査
する場合に、受光素子１０がそれぞれ７５００画素のＣ
ＣＤ素子からなり、解像度を示す単位長さ当たりの線密
度Ｌn が５９．１ライン／ｍｍ、画素ピッチＰが７μ
ｍ、光軸から観測点までの距離ｙが６３．５ｍｍ、原稿
６の光軸方向のずれ量Δが１ｍｍであると、レンズ１２
の焦点距離ｆが以下の条件を満たすように設定される。
【００１９】 ｆ≧（３７５０−ｎ）・０．４１３３９／（１．４１３３９ｎ） …（９） ここで、許容ずれ画素数ｎに関しては、たとえば、明朝
５級文字の場合、画像処理による結像領域間の繋ぎ処理
を行う場合には１０画素以内であればよく、画像処理に
よる結像領域の繋ぎ処理を行わない場合には４画素以内
であればよいことが経験的に判明している。したがっ
て、ｎ＝１０を上記（９）式に代入すると、繋ぎ処理を
行う場合には焦点距離ｆが１０９．４ｍｍより大きくな
ければならないことになる。また、ｎ＝４を代入する
と、画像処理による繋ぎ処理を行わない場合には焦点距
離ｆが２７６．３ｍｍより大きくなければならないこと
になる。
５級文字の場合、画像処理による結像領域間の繋ぎ処理
を行う場合には１０画素以内であればよく、画像処理に
よる結像領域の繋ぎ処理を行わない場合には４画素以内
であればよいことが経験的に判明している。したがっ
て、ｎ＝１０を上記（９）式に代入すると、繋ぎ処理を
行う場合には焦点距離ｆが１０９．４ｍｍより大きくな
ければならないことになる。また、ｎ＝４を代入する
と、画像処理による繋ぎ処理を行わない場合には焦点距
離ｆが２７６．３ｍｍより大きくなければならないこと
になる。
【００２０】〔他の実施例〕レンズの数は４本に限られ
ることはなく、複数であれば本発明を実施できる。たと
えば、Ａ０サイズ（９２０ｍｍ幅）の原稿を２本のレン
ズを使用する光学系と２個の受光素子とで読取る構成に
おいて、各受光素子が７９００画素のＣＣＤ素子から構
成され、単位長さ当たりの線密度Ｌn が１５．７ライン
／ｍｍ、画素ピッチＰが７μｍ、光軸から観察点までの
距離ｙが２３２ｍｍ、許容画素ずれ量ｎが１０画素であ
る場合には、焦点距離ｆが３６．０ｍｍより大きくなけ
ればならないことになる。
ることはなく、複数であれば本発明を実施できる。たと
えば、Ａ０サイズ（９２０ｍｍ幅）の原稿を２本のレン
ズを使用する光学系と２個の受光素子とで読取る構成に
おいて、各受光素子が７９００画素のＣＣＤ素子から構
成され、単位長さ当たりの線密度Ｌn が１５．７ライン
／ｍｍ、画素ピッチＰが７μｍ、光軸から観察点までの
距離ｙが２３２ｍｍ、許容画素ずれ量ｎが１０画素であ
る場合には、焦点距離ｆが３６．０ｍｍより大きくなけ
ればならないことになる。
【００２１】
【発明の効果】本発明に係る画像読取装置では、レンズ
の焦点距離がｆ≧（Ｌn ・ｙ−ｎ）・Ｐ・Ｌn ・Δ／
｛ｎ・（１＋Ｐ・Ｌn ）｝を満たしているので、原稿が
光軸方向にずれても、固体撮像素子における結像位置の
移動量が許容ずれ画素数以内に収まる。このため、レン
ズの結像領域の境界部分における画像情報の欠落や重複
を、安価かつ調整容易に防止できる。
の焦点距離がｆ≧（Ｌn ・ｙ−ｎ）・Ｐ・Ｌn ・Δ／
｛ｎ・（１＋Ｐ・Ｌn ）｝を満たしているので、原稿が
光軸方向にずれても、固体撮像素子における結像位置の
移動量が許容ずれ画素数以内に収まる。このため、レン
ズの結像領域の境界部分における画像情報の欠落や重複
を、安価かつ調整容易に防止できる。
【図１】本発明の一実施例による画像読取装置の斜視概
略図。
略図。
【図２】その断面概略図。
【図３】上フレームの斜視概略図。
【図４】光学系の平面概略図。
１ スキャナ ５ 原稿台 ６ 原稿 ７ 透過用光源 ８ 反射用光源 １０ 受光素子 １２ レンズ
Claims (1)
- 【請求項１】主走査方向で複数の領域に分割して原稿を
走査し、画像情報を読み取る画像読取装置であって、 前記原稿を配置するための原稿配置部と、 前記原稿に光を照射する光源と、 前記主走査方向に配列された、画素に相当する多数の固
体撮像素子と、 前記複数の領域に対応して前記主走査方向に配列され、
前記固体撮像素子に前記原稿からの光を結像する複数の
レンズとを備え、 前記レンズの焦点距離ｆが、読み取り線数をＬn ，光軸
から前記領域端までの長さをｙ，前記固体撮像素子の素
子間ピッチをＰ，前記固体撮像素子上の許容ずれ画素数
をｎ，前記原稿の光軸方向のずれ量をΔとしたときに、
次式で示される条件を満たす、 ｆ≧（Ｌn ×ｙ−ｎ）×Ｐ×Ｌn ×Δ／｛ｎ×（１＋Ｐ×Ｌn ）｝ 画像読取装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4243411A JP2856990B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 画像読取装置 |
| US08/117,898 US5333066A (en) | 1992-09-11 | 1993-09-07 | Image reading apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4243411A JP2856990B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 画像読取装置 |
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| JP2856990B2 true JP2856990B2 (ja) | 1999-02-10 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4243411A Expired - Fee Related JP2856990B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 画像読取装置 |
Country Status (2)
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- 1992-09-11 JP JP4243411A patent/JP2856990B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-09-07 US US08/117,898 patent/US5333066A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11815672B2 (en) | 2018-03-15 | 2023-11-14 | Evident Corporation | Observation device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0698097A (ja) | 1994-04-08 |
| US5333066A (en) | 1994-07-26 |
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