JP3721297B2 - フレキシブル配線用基板の画像処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブル配線用基板の画像処理装置に関するものである。
【0002】
【従来技術】
従来、フレキシブル配線用基板の画像処理装置は、上方照明手段からの照明による反射光で撮像して画像処理するタイプと、下方照明手段からの照明による透過光で撮像して画像処理するタイプの2タイプの専用機を使用していた。これでは、2機種を製作用意しなければならない。
そこで、今日、図7に示すようにフレキシブル配線用基板Wを案内する作業面11に同作業面11を上昇限としてダイ5を上昇させる案内口21を開口して、フレキシブル配線用基板Wの各加工対象部W1をその案内口21上に送り動する度に、パンチ3、ダイ5と同軸状に出入りする撮像部8でその加工対象部W1を撮像し、その撮像に必要な照明をパンチ3下降の邪魔にならない位置に設けた上方照明手段6またはダイ5下降時に案内口21を介して照射する下方照明手段7から行なう画像処理装置が提案されている。
この画像処理装置は、前記上方照明手段6からの反射光または下方照明手段7からの透過光のもとに撮像部8で撮像しトリミング加工や穿孔加工の基準部位を画像解析し、その座標を撮像部8に連係する画像処理部(図示せず)で演算処理し、加工時には、その座標値とティーチングされた座標入力値との誤差量だけ、フレキシブル配線用基板WがX・Y・θ方向に制御動させて芯出しした後、ダイ5が作業面11と同一高さまで上昇し、パンチ3が下降する構成になっている。
ちなみに、フレキシブル配線基板としては、光透過性のある絶縁樹脂(イミド系、ポリエステル系等様々)W’の片面に銅箔やステンレス箔等の導電性金属基材W”を積層した片面積層タイプや、同絶縁樹脂の両面に銅箔やステンレス箔等の導電性金属基材を積層した両面積層タイプ(図示せず)が存在する。
前記両面積層タイプの場合には、上層側の導電性金属基材に主にエッチング処理で配線回路や基準部位等が形成される。そして、下方照明手段からの透過光を使用できないことから、上方照明手段からの反射光を使用して、撮像し、画像解析して、前記のように基準部位が演算処理される。
【0003】
ところで、対象となるフレキシブル配線用基板Wの種類にもよるが、上方照明手段6からの反射光をもとに撮像して、画像解析する場合、エッチング処理された導電性金属基材W”からの反射光ばかりでなく、絶縁樹脂W’からの透過光が鏡面仕上げされているダイ5から反射されこれも反射光となって撮像部8で受光され、この反射光が基準部位、詳細には基準マークT1、T1の中心座標値の演算処理の妨げになってしまうことがある。
図8は、上方照明での2値化画像を表示するモニタ画面の一例を示しており、配線回路T2…(導電性金属基材)先端部位からの反射光(白表示)と、ダイ5表面からの反射光(白表示)とが重なり合い、その上反射光の反射角度具合でダイ5の打抜き孔(黒表示)15が傾斜状に変位して表示されている。この図8において、破線は配線回路T2…先端部、一方の基準マークT1、ダイ5、平面視矩形状の加工対象エリアW1’の位置を仮想的に示している。
このようなことは、図9に示すような下方照明手段7による透過光を画像解析する場合においても、同様に言えることであり、絶縁樹脂W’からの透過光ばかりでなく、導電性金属基材W”裏面域からの反射光が鏡面仕上げされているダイ5から反射されこの透過光が基準マークT1、T1の中心座標値の演算処理の妨げになることがある。
この問題点を解決するためには、上方照明手段7、下方照明手段8の角度(向き)を変更したり、照度の強弱を調整する。所謂人為的な後作業がどうしても必要となり、作業性を著しく低下させてしまう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、鏡面仕上げされているダイ表面の反射作用の影響を受けることなく、上方照明、下方照明でもって2値化に必要な鮮明な基準マークの2値化画像を得ることができるフレキシブル配線用基板の画像処理装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために講じた技術的手段は、請求項1は、ワークを案内する作業面に、同作業面を上昇限としてダイを上昇させる案内口を開口し、案内口上のワークに向けて照射する上方照明手段をパンチ下降の邪魔にならない位置に設けると共にダイ下降時に案内口からワークに向けて照射する下方照明手段を設け、更にパンチとダイとの間に同軸状に出入りして案内口上のワークの加工対象部を撮像する撮像部を前後動可能に設け、前記上方照明手段、下方照明手段を切り替え可能とし、前記撮像部を画像処理部に連係したフレキシブル配線用基板の画像処理装置において、下降時のダイを上方から隠蔽する程度の面積を有するシャッタを作業面の下位に水平方向出入り可能に設け、前記下方照明手段は、下降時のダイ上方にシャッタを位置させた際、同シャッタでワークの加工対象部への照射が阻害されない位置に配設し、前記シャッタが、光を吸収する機能を具備していることを要旨とする。
光を吸収する機能を持たせるとは、ダイ表面を光を吸収する色にしたり、反射特性が低い仕上げに加工したり、更には同様な機能を有する被膜をシャッタの表面に塗着すること等を意味する。
【0006】
上記技術的手段によれば、両面積層タイプでは、加工対象部を上方照明手段からの反射光で撮像し、画像解析して、例えば基準マークの座標を演算処理する。そして、片面積層タイプの場合には、下降時のダイと作業面との間にシャッタを差入れた状態で上方照明手段もしくは下方照明手段から照射して同様に基準マークの座標を演算処理する。上方照明では、絶縁樹脂を透過した透過光はシャッタで吸収されて、基準マークや隣設する配線回路からの反射光のみが撮像部で受光される。他方、下方照明では、基準マークや隣設する配線回路の裏面から反射される反射光がシャッタで吸収されて、絶縁樹脂を透過した透過光のみが撮像部で受光される。
【0007】
請求項2は、請求項1記載のシャッタに代えて、薄形の光源体が使用され、その薄形の光源体を、前記下方照明手段として使用することを要旨とする。
前記薄形の光源体とは、エレクトリックルミネセンスやアクリル等の透明体の裏面に塗装、ラミネート等で反射層を施し、一面に取着したLEDからの冷光をその反射層で反射する所謂導光板等が使用される。
ここで、下方照明手段として使用するとは、請求項1記載の下方照明手段と切り替え可能に使用する場合と、その下方照明手段と交換して使用する場合、双方を指す。
また、エレクトリックルミネセンスや導光板等の薄形の光源体は、上方照明時にはシャッタ(下方照明として使用しない)として使用する。
【0008】
上記技術的手段によれば、薄形の光源体がダイの表面を隠し尚且つ上方照明では透過光を、下方照明では反射光を共に吸収する。
また、前記薄形の光源体が、エレクトリックルミネセンスの場合には、発光が全域に亘って均一である。
【0009】
そして、請求項1または2記載の撮像部が、CCDカメラと、そのCCDカメラの前方に固定的な距離を隔てて一体的に配設された反射鏡と、その反射鏡をパンチとダイと同軸状に位置するように前後方向に出し入れさせる出入り機構とを備え、前記反射鏡と一体的または反射鏡の支持体に取付けて上方照明手段が反射鏡の下方に配置されていることを要旨とする。
前記上方照明手段は、例えば反射鏡真下においてその反射鏡を囲むように反射鏡の支持体に等間隔をおいてLEDを取着して構成したり、反射鏡をプリズムとし、反射光の入光部となるプリズム下端面縁部分同一円周上に等間隔をおいて複数個のLEDを取着する構成等、具体的な構造に任意であるが、LEDが反射光の入光時の妨げにならないように配慮する構成にする。
【0010】
前記技術的手段によれば、ワークに接近した位置から加工対象部に照射することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図面は、本実施の形態フレキシブル配線用基板の画像処理装置を組み込んだ穿孔装置を示しており、図1及び図2は、第1の実施の形態を、図3は、第2の実施の形態を、更には図4及び図5は、第3の実施の形態を、更には図6は、第4の実施の形態を各々示している。全実施の形態共に、片面積層タイプのフレキシブル配線用基板を対象とした実施の形態を示している。
第1の実施の形態の上方照明方式の画像処理装置について説明すると、符号Aは穿孔装置、Bはその画像処理装置である。
【0012】
穿孔装置Aは、作業台1と、その作業台1に取付けられるパンチングユニット2と、パンチ3、その駆動機構4と、ダイ5と、上方照明手段6と、下方照明手段7と、撮像部8と、画像処理部9と、制御部10とを備えている。
【0013】
作業台1は、表面を作業面11とし、奥側には、側面視コの字状を呈するパンチングユニット2が図示するようにその下半部32を作業台1の作業面11の下位に回り込むようにして取付けてある。
【0014】
パンチングユニット2は、図1に示すように側面視略コの字状を呈してなり、その作業台1への取付状態において上半部12に駆動機構4が取付けてある。
【0015】
また、前記作業台1には、その作業面11において前記パンチ3と相対する個所に案内口21を開口し、その案内口21を利用してダイ5が作業面11を上限として上下動可能となるように支持部15を介して作業台1内に支持されている。
【0016】
また、前記パンチングユニット2において、作業台1の作業面レベルよりも上位に位置する垂直部22部分に、前進状態において前記パンチ3、ダイ5と同軸状となる撮像部8が出入り機構18を介して前後動可能に支持されている。
【0017】
前記支持部15は、ダイ5を有するダイ軸151と、そのダイ軸151の上下動機構152とを備えている。
【0018】
ダイ軸151は、パンチングユニット2の下半部32に開口したセット縦口321の上半部に嵌合状に固定的に設けた筒状体322にリニアガイド323で上下動可能に支持すると共に、中途部にセット縦口321の内周面に摺接する環状突部151aを周設し、下端側周面に螺子部152bを螺設している。
【0019】
上下動機構152は、前記セット縦口321の下端開放部を蓋板152aで被蓋することによってダイ軸151の前記環状突部151a下面と蓋板152aとの間にダイ軸151上昇用のエアー供給室152bを確保するようになし、且つ同蓋板152aの中央に開孔した孔152cから前記ダイ軸151の下端側を突出させて、前記螺子部152bに螺合するブラケット152dと蓋板152aとの間に圧縮バネ152eを介在し、圧搾空気を前記エアー供給室152bに供給することによって、ダイ軸151が、前記環状突部151a上面を前記筒状体322の下面に当接するまでを上昇限として圧縮バネ152eの弾撥力に抗して上昇し、圧搾空気の供給停止によって前記圧縮バネ152eの弾撥力で環状突部151aが蓋板152aの上面に当接するまでダイ5を下降させる構成になっている。
【0020】
前記リニアガイド323は、筒状のリテーナー323a内にボール323bを内外に突出するように回転可能に散在させた状態で散在した構成になっている。符号152gは、ダイ5を回転不能に上下動させるためのガイドポストであり、152hは、エアー漏れを防止するOリング、152iは、圧搾空気を供給する接続金具である。
【0021】
撮像部8は、CCDカメラ8aとその前方の反射鏡8bとで構成され、その出入り機構18は、パンチングユニット2の垂直部22に設けたエアーシリンダ8cのロッドにCCDカメラ8aを保持する保持体8dを連結し、その保持体8dにアーム(支持体)8eを介してパンチ3とダイ5と同軸状に位置するように反射鏡8bが前後出し入れ可能な構成になっている。符号8gは、前記保持体8dをスライド可能に案内するガイドレールである。
【0022】
駆動機構4は、前記パンチングユニット2の上半部12にZ用サーボモータ14を配設すると共にパンチ3を保持するパンチブロック13と対応するラム24にボールネジ34を取付け、このボールネジ34を前記Z用サーボモータ14にプーリー141、141及びベルト142を介して連係し、ラム24は上半部12に設けた上下ガイド143でもって上下動可能に案内されるようになっている。
【0023】
上方照明手段6は、パンチ3回りのパンチブロック13に案内口21方向を向いて斜め下向きで且つ放射状にLEDを複数個保持し、パンチ3が下降してワークWの加工対象部W1を加工する際に作業面11に衝突しない位置に設けてある。
また、下方照明手段7は、前記筒状体322の鍔部322aにLEDを案内口21方向に向けて上向きで且つ複数個等間隔保持して、圧搾空気の供給を停止した時のダイ5の下降で開放される案内口21に向けて上方に投光できるようになっている。
【0024】
尚、前記パンチブロック13には、バッキングプレート13a、パンチプレート(パンチを抜差し可能に保持するプレート)13b、ストリッパープレート13c等が備設されている。
【0025】
画像処理部9は、RAM(図示せず)に加工対象部W1の基準マークT1や基準となる個所T1’のティーチングデータを画像データとして記憶する画像メモリ(図示せず)と、撮像部8での撮像信号の画像解析上のデータを座標データとして記憶する画像メモリ(図示せず)とを具備し、その他にモニタ画面19へのINF(図示せず)や交信用のINF(図示せず)、更にはROM(図示せず)に記憶されている画像解析に関する制御プログラムを実行して、取り込んだアナログ画像信号を2値化し、この2値化されて記憶されたRAM(図示せず)内の芯出し用の座標値と前記ティーチングデータの座標値とで芯出しデータを演算するCPU(図示せず)を具備し、その結果を交信用のINF(図示せず)を介して機構制御部(制御部)10に転送する一連の制御を行なうものである。
【0026】
制御部10は、基本的にはROM(図示せず)に記憶されている装置本体を統括制御するための制御プログラムに基づいて各機構、サーボモータ、圧搾空気の供給源、エアーシリンダ等を制御し、交信用のINF(図示せず)を介してその各機構類等へ指令を行ない装置全体を統括制御する。
【0027】
画像処理装置Bは、ワーク(フレキシブル配線用基板)Wを案内する作業面11を有する前記作業台1、その作業台1に組み付けられた前記パンチングユニット2、作業面11を上昇限として同作業面11に開口されている案内口21を利用して上下動する前記ダイ3、案内口21上のフレキシブル配線用基板Wに向けて照射する上方照明手段6、ダイ3下降時に案内口21から同配線用基板Wに向けて照射する下方照明手段7、パンチ3とダイ5との間に同軸状に出入りして案内口21上の同配線用基板Wの加工対象部W1を撮像する前記撮像部8、更には、下降時のダイ5を上方から隠蔽する程度の面積を有するシャッタ100とで構成され、前記上方照明手段6と下方照明手段7とは切り替え可能にしてある。
【0028】
このシャッタ100は、エアーシリンダ102等の所望な手段で下降時のダイ5と案内口21との間に水平方向出入り可能に設けてある。
また、このシャッタ100は、合成樹脂製や金属製であるが、光吸収性の表面色にしてあったり、また光を反射しない荒仕上げ加工が施されている。
【0029】
上記のように構成された画像処理装置Bは、ワークWであるフレキシブル配線用基板が着脱可能に保持されたワークホルダb1を挟持してX・Y・θ3方向に制御動可能な移動手段bで、所定のプログラム通りに各加工対象部W1、本実施の形態ではトリミング加工部W1を案内口21真上に送り動する度に、シャッタ100が下降時のダイ5の真上にその上方から隠蔽するように水平方向に移動されると共に、撮像部8の反射鏡8bもダイ5、パンチ3と同軸状に移動される。そして、上方照明による反射光でトリミング加工部W1を撮像し、画像解析して、基準マークT1の中心座標値や基準となる個所T1’の座標値を演算処理する。
絶縁樹脂W’を介して透過される光が、ダイ5に至らずにシャッタ100で吸収され、反射することがなくなることから、図2に示す2値化画像を拡大表示するモニタ画面19のように、配線回路T2…、基準マークT1、エッチング処理で除去されない導電性金属基材W”部分がポジ(白)、他の部分が透過によりネガ(黒)になる。
それ故、基準マークT1を有する場合には、図2(a)に示すように芯出しに必要な2つの基準マークT1、T1の中心座標値が正確に算出され、また、基準となる個所(平面視矩形状の加工対象エリアW1’の一対コーナー)T1’、T1’を有する場合には、図2(b)に示すように芯出しに必要な2つの基準となる個所T2、T2の座標値が正確に算出される。
トリミング加工する場合には、前記基準マークT1、T1の中心座標値を基準にして、また基準となる個所T1’、T1’の座標値を基準にしてプログラム通りに行なわれる。
【0030】
次に、第2の実施の形態を説明すると、この実施の形態は、下方照明を使用する場合を示し、前記のようにダイ5の真上に上方から隠蔽するようにシャッタ100を移動させる点、撮像部8の反射鏡8bを、ダイ5、パンチ3と同軸状に移動される点共に前記の実施の形態と同様である。
そして、トリミング加工部W1を下方照明からの透過光で撮像し、画像解析して基準マークT1、T1の中心座標値や基準となる個所T1’、T1’の座標値を演算処理する。
エッチング処理で導電性金属基材W”が除去された部分から絶縁樹脂W’を介して透過される光は、反射鏡8bでCCDカメラ8aに反射して受光され、前記する配線回路T2、T2、基準マークT1、T1、の裏面からの反射光は、ダイ5に至らずにシャッタ100で吸収され、透過光となって反射されることがない。
それ故、図示しないが、前記実施の形態と違い配線回路T2…、基準マークT1、エッチング処理で除去されない導電性金属基材W”部分がネガ(黒)、他の部分が透過によりポジ(白)になって前記モニタ画面19に表示される。
そして、2つの基準マークT1、T1の中心座標値、基準となる個所(平面視矩形状の加工対象エリアW1’の一対コーナー)T1’、T1’の座標値を共に同様に正確に算出する。
【0031】
図4及び図5に示す第3の実施の形態は、前記シャッタ100の表面に、薄形の光源体としてエレクトリックルミネセンス101を貼着し、前記下方照明手段7を切り替えてこの光源体101を下方照明手段として使用したものである。作用的には前記する第2の実施の形態と同様であるため、具体的な説明は省略する。
【0032】
そして、前記のように基準マークT1、T1の中心座標値または基準となる個所T1’、T1’の座標値とティーチングされた座標値とを比較演算して、移動機構bでX・Y・θ3方向に制御動可能して芯出しした後、撮像部8、シャッタ100が共に後退し、ダイ5が上昇限まで上昇し、平面視コの字状のパンチ3が下降して配線回路T2の端部をトリミングする。
【0033】
前記する第3の実施の形態では、図示しないがシャッタ100と薄形の光源体101であるエレクトリックルミネセンスとを直線的で且つ一体的に備え、必要に応じてシャッタ100、エレクトリックルミネセンス101のどちらかがダイ5の真上に位置するように駆動手段を制御するようにしても良いものである。
【0034】
次に、図6に示す第4の実施の形態を説明すると、この実施の形態は、前記するアーム(支持体)8eに反射鏡としてプリズム8bを支持させ、このプリズム8bにおいて、反射光の入光部となるプリズム8b下端面に同一円周状に等間隔をおいてLEDを上方照明手段6として備えたドーナツ板8fを取着して構成している。
この実施の形態では、反射光は、ドーナツ板8fの中心孔8f’を介してプリズム8bに入光する。またシャッタとしては、出入り可能な薄形の光源体としてエレクトリックルミネセンス101を使用している。
【0035】
尚、上方照明において、エレクトリックルミネセンス101をシャッタとして利用することも可能である。この場合には、無論エレクトリックルミネセンス101の照明は消して使用する。
また、移動機構bでX・Y・θ3方向にフレキシブル配線基板Wを制御動可能して、芯出しする構造ではなく、例えば作業面の前記案内口を含む所定範囲を、フレキシブル配線用基板のバキューム機能を有するX・Y・θ3方向に制御動可能な可動テーブル部で構成し、その可動テーブル部の制御動で芯出しされる構造のものでも構わないものである。この場合には、人為的に加工対象部をパンチとダイと同軸状に差入れる度に、ワークであるそのフレキシブル配線用基板が可動テーブル部に吸着保持されて、画像処理によって得られた芯出しデータでX・Y・θ3方向に制御動された後、トリミング加工や穿孔加工が行なわれるようにする。
【0036】
尚、前記のように薄形の光源体101として、エレクトリックルミネセンスを使用しているが、他の光源(アクリル等の透明体の裏面に塗装、ラミネート等で反射層を施し、一面にLEDを取着した導光板等)を使用しても良いものである。
【0037】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したから、上方照明、下方照明どちらにしても、ダイ表面(鏡面仕上げ)からの反射光の悪影響を受けることがなくなり、画像解析によって基準マークの中心座標値や基準となる個所の座標値が正確に演算処理できる。
しかも、下方照明手段として使用される薄形の光源体、例えばエレクトリックルミネセンスは、加工対象部に真下から、その加工対象部域全域を均一に照射するため、より鮮明な2値化画像を得るのに好適であるし、シャッタを母体としてその上に貼着することによって設けることも可能であり、取付施工も非常に簡単である。
その上、そのエレクトリックルミネセンスを、上方照明時のシャッタとして有効利用することができる。
また、請求項3のようにパンチとダイとの間に同軸状に出入りするCCDカメラへの反射鏡の下方に上方照明手段を設けている場合には、ワークの加工対象部の近接した位置から照射でき、光が拡散せず鮮明な2値化画像を得るのに好適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明フレキシブル配線用基板の画像処理装置における第1の実施の形態を組み込んだ穿孔装置の側面図で一部切欠して示す。
【図2】フレキシブル配線基板の加工対象部の2値化画像を示すモニタ画面で、(a)は、基準マークを有するトリミング加工部を示す、(b)基準となる個所(平面視矩形状の加工対象エリアの一対コーナー)を有するトリミング加工部を示す。
【図3】第2の実施の形態を示す要部の拡大断面図。
【図4】図3の要部の斜視図で一部切欠して示す。
【図5】第3の実施の形態を示す要部の拡大断面図。
【図6】第4の実施の形態を示す要部の拡大断面図。
【図7】従来のフレキシブル配線用基板の画像処理装置において上方照明の場合を示す部分拡大断面図。
【図8】同上方照明の場合のフレキシブル配線基板の加工対象部の2値化画像で、(a)は、基準マークを有するトリミング加工部を示す、(b)基準となる個所(平面視矩形状の加工対象エリアの一対コーナー)を有するトリミング加工部を示す。
【図9】同従来のフレキシブル配線用基板の画像処理装置において下方照明の場合を示す部分拡大断面図。
【符号の説明】
A:穿孔装置 B:画像処理装置
1:作業台 11:作業面
W:ワーク(フレキシブル配線用基板)
W1:加工対象部(トリミング加工部)
5:ダイ 3:パンチ
21:案内口 6:上方照明手段
7:下方照明手段 100:シャッタ
8:撮像部
101:薄形の光源体(エレクトリックルミネセンス)
T1:基準マーク T1’:基準となる個所
W”:導電性金属基材 W’:絶縁樹脂
8b:反射鏡 8a:CCDカメラ
8e:アーム(支持体)
Claims (3)
- ワークを案内する作業面に、同作業面を上昇限としてダイを上昇させる案内口を開口し、案内口上のワークに向けて照射する上方照明手段をパンチ下降の邪魔にならない位置に設けると共にダイ下降時に案内口からワークに向けて照射する下方照明手段を設け、更にパンチとダイとの間に同軸状に出入りして案内口上のワークの加工対象部を撮像する撮像部を前後動可能に設け、前記上方照明手段、下方照明手段を切り替え可能とし、前記撮像部を画像処理部に連係したフレキシブル配線用基板の画像処理装置において、下降時のダイを上方から隠蔽する程度の面積を有するシャッタを作業面の下位に水平方向出入り可能に設け、前記下方照明手段は、下降時のダイ上方にシャッタを位置させた際、同シャッタでワークの加工対象部への照射が阻害されない位置に配設し、前記シャッタが、光を吸収する機能を具備していることを特徴とするフレキシブル配線用基板の画像処理装置。
- 前記シャッタに代えて、薄形の光源体が使用され、その薄形の光源体を、前記下方照明手段として使用することを特徴とする請求項1記載のフレキシブル配線用基板の画像処理装置。
- 前記撮像部が、CCDカメラと、そのCCDカメラの前方に固定的な距離を隔てて一体的に配設された反射鏡と、その反射鏡をパンチとダイと同軸状に位置するように前後方向に出し入れさせる出入り機構とを備え、前記反射鏡と一体的または反射鏡の支持体に取付けて上方照明手段が反射鏡の下方に配置されていることを特徴とする請求項1または2記載のフレキシブル配線用基板の画像処理装置。
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