JP4685699B2 - 撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は観察光学系を備えた撮影装置に関するものである。

撮影装置であるカメラには、銀塩フィルムを用いるものと、銀塩フィルムを用いないで撮影画像や映像を電子的・磁気的に記録保存できるデジタルカメラがある。
ところで、デジタルカメラによるデジタル画像の撮影時に撮影範囲を決定する方法としては、撮像素子の出力を撮影装置背面の液晶モニターなどに表示し直接観察する方式や、小型の液晶モニターなどの表示をレンズで拡大観察する所謂ＥＶＦ（Electric View Finder）方式などの表示装置を利用する方法が一般的である。
しかしながら、前者は、明るい屋外では表示が見え難い、カメラを顔から離して保持することになるため手ぶれが発生しやすいといった欠点がある。また後者は、装置が大型化して携帯性が悪化すると共に、コストが高くなるといった欠点がある。

また両者に共通の欠点として消費電力が大きいため電池の消耗が早く、撮影枚数が減少してしまうことが挙げられる。このため、銀塩フイルムカメラで撮影する場合と同様に、実像式や逆ガリレオ式などの所謂光学式観察光学系を用いて撮影したいという撮影者の要求が少なからず存在するのが実情であった。
なお、特許文献１〜３には対物レンズを撮影光学系と共用する方式の観察光学系において、観察光学系視野内にカメラ本体の撮影レンズの光軸回りでの姿勢を表示することを特徴とする発明が開示されている。しかしながら、特許文献１、２は、撮影前に撮影者に対して情報を提示するだけであり、撮影結果の画像データを補正するものではない。また特許文献３はカメラ本体の傾きを振動により撮影者に警告するものであり、撮影結果を補正するものではない。

また特許文献４には、観察光学系の視野のアスペクト比の変更を撮影画像に反映させることにより、観察光学系の観察範囲に合わせて撮影結果の画像データを加工する技術が開示されている。また特許文献５には、撮影結果の画像データを見ながら撮影範囲内でアスペクト比の変更やトリミングを行う技術が開示されている。これら特許文献４、５は何れも観察光学系の視野と撮影データの変更に関する技術であるが、観察光学系と撮像素子間のアジマスずれには言及していない。
さらに特許文献６には、撮影範囲と観察光学系の視野範囲を一致させる技術が開示されているが、被写体までの距離情報に応じて観察光学系の視野範囲を変える所謂パララックス（視差）補正であり、観察光学系と撮像素子間のアジマスずれには言及していない。
特許文献７には、観察光学系と撮像素子間のアジマスずれを修正する技術が開示されているが、撮影装置の製造時に観察光学系内の視野枠を調整する技術であり、撮影後の画像データを補正するものではなかった。
特開平１１−３５２５７０号公報 特開平０４−１２５５３２号公報 特開平１１−３３８０３７号公報 特開２００４−１６３９３４公報 特開２００４−１６６２７１公報 特開２００３−２２２９３７公報 特開２００３−０９８５７３公報

しかしながら、現在の小型化された撮影装置に内蔵された光学式観察光学系の場合、撮像素子に対する光学式観察光学系のアジマスは、部品の公差や組立のばらつきのため保証されているとは言い難い。また光学式観察光学系内の視野枠の姿勢を調整しアジマスを合わせる場合でも、撮影者がアジマスずれを感じない程度に調整を追い込むことは至難の業であり現実的でなかった。
また、ＪＩＳ Ｂ７１０１で規定される付属品取付座に代表される付属品取り付け装置を利用して取り付ける単体の光学式観察光学系を用いる場合は、言うまでも無く内蔵の光学式観察光学系を用いる場合以上にアジマスずれが発生する可能性が大きくなってしまう。
このため、液晶モニターやＥＶＦなどの表示装置を使用せずに、アジマスがずれた光学式観察光学系を用いて撮影を行うと全ての撮影画像のアジマスがずれてしまう。

そこで、光学式観察光学系の視野を用いて被写体の水平又は垂直を決定し撮影した基準画像から撮像素子と光学式観察光学系との間のアジマス補正量を算出し、算出したアジマス補正量を用いて撮影画像のアジマスを補正することが考えられる。
しかしながら、上記したような基準画像を取得する際に、撮影者が誤って光学式観察光学系の視野ではなく、表示装置に表示された撮影画像を用いて基準画像を取得すると、観察光学系のアジマスずれが反映されないものとなってしまう。
本発明は上記したような点を鑑みてなされたものであり、アジマス補正を行うための基準画像を取得する際の誤操作を防止することができる撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の撮影装置は、少なくとも、撮影範囲を観察するための観察光学系と、撮影光学系によって結像された被写体像を電気的な画像データとして出力する撮像素子と、前記撮像素子により撮影した撮影画像を表示する表示手段と、を備え、前記観察光学系の視野を用いて被写体の水平又は垂直を決定し撮影した基準画像から前記撮像素子と前記観察光学系との間のアジマス補正量を算出し、算出したアジマス補正量を用いて撮影画像のアジマスを補正するようにした撮影装置であって、前記基準画像を取得する際に前記撮影光学系により撮像素子に結像され出力された画像を前記表示手段に表示しないように制御する制御手段を備えたことを特徴とする。

また本発明の撮影装置は、前記制御手段は、前記基準画像取得する際に前記表示手段に前記基準画像の取得手順を表示する表示制御を行うことを特徴とする。
また本発明の撮影装置は、前記制御手段は、前記基準画像を取得する際に、前記撮影画像を前記表示手段に表示させる場合、明度・彩度・色相の何れか一つ以上を通常の表示状態とは異なる表示状態となるように制御することを特徴とする。
また本発明の撮影装置は、前記制御手段は、前記基準画像を取得する際に、前記表示手段に通常の表示状態とは異なる表示状態の撮影画像に、前記基準画像の取得手順を重畳して表示することを特徴とする。
また本発明の撮影装置は、前記観察光学系は、内蔵された内蔵観察光学系、または外付け可能な単体観察光学系であることを特徴とする。
また本発明の撮影装置は、前記単体観察光学系の取り付けを検出する検出手段を備え、前記単体観察光学系を検出した際に、前記単体観察光学系の基準画像を取得可能に構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、基準画像を取得する際に撮影光学系により撮像素子に結像され出力された画像を表示手段に表示しないように制御することで、本来、観察光学系の視野を利用して基準画像を得るべきところを撮影者が誤って表示手段を利用して基準画像の撮影を行うといった誤操作を防止することが可能となる。

以下、本発明の撮影装置の実施形態について説明する。
図１は、本発明の撮影装置の実施形態であるデジタルカメラの外観を示した図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。
この図１（ａ）に示すように、デジタルカメラ１の前面には、撮影光学系を構成する撮影レンズ２、内蔵された図示しない観察光学系の対物窓３、及びフラッシュ窓４等が設けられている。また、デジタルカメラ１の上面には外付け観察光学系を取り付けるためのアクセサリーシュー５、及びシャッターボタン６が設けられている。
また図１（ｂ）に示すようにデジタルカメラ１の背面には、撮影者が内蔵されている観察光学系を介して撮影範囲を観察するための接眼窓１１、ＬＣＤ等の表示装置１２、及び操作ボタン１３が設けられている。

図２は、本実施形態のデジタルカメラの撮像素子と観察光学系のアジマス関係を示した図であり、図２（ａ）は撮像素子と内蔵観察光学系のアジマス関係を示した図、図２（ｂ）は撮像素子と外付け観察光学系のアジマス関係を示した図である。また図３は観察光学系の視野と撮影画像の一例を示した図であり、図３（ａ）は観察光学系の視野枠画像を示した図、（ｂ）は撮影画像を示した図である。
量産された製品では、図２（ａ）に示すように内蔵観察光学系のアジマスが撮像素子２０のアジマスに対してずれている場合や、図２（ｂ）に示すように外付け観察装置２１の観察光学系のアジマスと撮像素子２０のアジマスがずれている場合が少なくない。
このような場合、観察光学系を用いて撮影すると、本来、図３（ａ）に示すような観察光学系の視野枠に相当する撮影画像が得たいにも関わらず、図３（ｂ）に示すような傾いた撮影画面が記録されてしまう。即ち、撮影画面のアジマスと被写体のアジマスが一致した（水平が出た）画像を得たいにも関わらず、図３（ｂ）に示すような撮影画面のアジマスと被写体のアジマスが一致しない（水平が出ていない）画像が記録されてしまうことになる。

そこで、デジタルカメラ１では、撮像素子２０と観察光学糸とのアジマスのズレを補正できるように構成されている。撮像素子２０と観察光学糸とのアジマスのズレを補正する際には、先ず、図４（ａ）に示すように観察光学系の視野枠あるいはＡＦのターゲットマーク２２などの水平・垂直の基準となりうる指標と、水平や垂直成分がはっきりした被写体のアジマスを合わせてフレーミングして撮影を行うことにより、図４（ｂ）に示すような基準画像を得るようにする。次に、得られた基準画像を画像処理することにより、図４（ｃ）に示すように観察光学系の視野枠に対する被写体の傾き量θ₁、θ₂を算出する。図４（ｃ）では、抽出された直線Ａ、Ｂ、Ｃと画像の外郭四辺とのなす角度は、観察光学系と撮像素子間のアジマスずれ量に他ならない。

具体的な算出方法の流れとしては、まずエッジ強調や白黒２値化などの画像処理を行う。次に処理された画像から直線や矩形などの特徴点・形状を抽出する。その後特徴点の座標や形状の傾きから画像に対する傾きを算出するという流れになる。
ここで挙げた画像処理や特徴点抽出の手法は、特開２００５−２７８１６０公報や、特開２００５−１２２３２６公報、特開２００５−１２２３２３公報などにエッジ画像に含まれる直線を抽出する方法や矩形形状を抽出する方法など種々の手法が開示されている。
基準画像では被写体平面と撮像素子平面とが相対し平行であることが望ましいが、両者が角度を持つ場合は図４（ｄ）に示すように抽出した直線Ｅ、Ｄから異なる角度θ₄、θ₃を持つ為それらの直線のなす角を２等分する直線Ｆを算出し用いることによりアジマスずれ量θ₅を得ることができる。

図４（ｅ）は、図３（ｂ）に示した画像を基準画像として画像処理により矩形の形状を抽出した例である。この場合も以後同様にアジマスずれ量θを得ることができる。
撮像素子と被写体のアジマスのずれ量が算出できると、画像処理手段でそのアジマスずれ量を逆補正することによりアジマスがずれた画像を補正することが可能となる。画像処理手段での補正処理については、特許第２８２９００６号公報や特許第３３０３２４６号公報のほか特開平０８−１６１４２４号公報など多くの公知例があり一例では座標変換を利用することで容易に可能である。

図５は、デジタルカメラ１の構成を示したブロック図である。
この図５に示すデジタルカメラ１は撮影系ブロック３０と、アジマス処理ブロック４０とから構成される。
撮影系ブロック３０は、撮影光学系３１と、撮影範囲を観察するための観察光学系３２と、撮影光学系３１によって結像された被写体像を電気的な画像データとして出力する撮像素子２０とから構成される。
アジマス処理ブロック４０は、撮像素子２０から出力された画像データを記録する画像記録手段４１と、観察光学系の視野を用いて被写体の水平又は垂直を決定し撮影した基準画像から撮像素子２０と観察光学系３２との間のアジマス補正量を算出するアジマス情報算出手段４２とを備える。また、アジマス情報算出手段４２により算出されたアジマス補正量をアジマス情報として記憶するアジマス情報記憶手段４３と、アジマス情報算出手段４２又はアジマス情報記憶手段４３から得たアジマス補正量を用いて撮影画像のアジマスを補正する画像処理手段４４とを備える。さらに画像処理手段４４によるアジマス補正処理を実行するかどうかを選択制御や、画像処理手段４４によりアジマスを補正した画像データを画像記録手段４１に記録するための記録制御を行う制御手段４５と、撮影光学系３１の焦点距離情報や、観察光学系３２の個体情報である補助データを入力する補助情報入力手段４６等を備えて構成される。なお、アジマス情報記憶手段４３は例えば不揮発性の半導体メモリにより構成することが望ましい。

このように構成されるデジタルカメラ１のアジマス処理ブロック４０では、撮像素子２０から基準画像の出力を受けたアジマス情報算出手段４２は撮像素子２０と観察光学系３２のアジマス補正量を前述の手法で算出し、そのアジマス情報をアジマス情報記憶手段４３に記憶させる。その際、アジマス情報記憶手段４３には、補助情報を関連付けて他の補助情報を同時に記憶させることも可能である。またアジマス情報記憶手段４３は、複数個のアジマス情報を記憶することが可能とされる。
画像処理手段４４はアジマス情報記憶手段４３からアジマス情報を受信した画像を補正して画像記録手段４１に出力する。なお、画像処理手段４４では、画像の補正を行わずにアジマス情報の付加のみを行うようにしても良い。
制御手段４５は、画像処理手段４４により画像処理を施した画像データを画像記録手段４１に記録する制御や、補正前の画像を画像記録手段４１に対して記録する記録制御等を行う。図６はアジマス情報記憶手段へ記憶する情報の一例を示した図である。

図７はデジタルカメラ１においてアジマス補正量を算出する際の処理の流れを示したフローチャートである。なお、以下に説明するアジマス補正量の算出処理は制御手段４５が処理を実行することにより実現されるものである。
アジマス補正量を取得するための所要の操作が行われると、制御手段４５は、平均モードが選択（ＯＮ）されたか否かの判別を行う（Ｓ１）。平均モードとは、基準画像を複数回撮影したときの平均値から補正量を求めるモードであり、補正量を１枚の基準画像より得る場合は平均モードが非選択（ＯＦＦ）となる。
ここで、平均モードがＯＮであると判別した場合は、撮影枚数（撮影回数）ｎ回の選択と入力のための処理を行う（Ｓ２）。次に、変数ｉを「１」にセットした後（Ｓ３）、変数ｉがｎの値より小さいか否かの判別を行い（Ｓ４）、変数ｉがｎの値より小さい場合は、基準画像の撮影を行い（Ｓ５）、撮影した基準画像の出力データを画像記録手段４１に一旦記録した後（Ｓ６）、アジマス情報算出手段４２によりアジマス補正量を算出する（Ｓ７）。そして、変数ｉに「１」を加算した後（Ｓ８）、ステップＳ４に戻り、変数ｉが設定した撮影回数ｎになるまでステップＳ５〜Ｓ７の処理を繰り返し行う。そして、ステップＳ４において肯定結果が得られた時に、つまりｉ≧ｎに達したら、ステップＳ９に移行してアジマス補正量の平均値を算出する。

一方、ステップＳ１において、平均モードがＯＦＦである判別した場合（Ｓ１でＮ）、基準画像の撮影を行い（Ｓ１０）、撮影した基準画像の出力データを画像記録手段４１に一旦記録した後（Ｓ１１）、アジマス補正量を算出する（Ｓ１２）。
ステップＳ１３においては、補助情報モードが選択（ＯＮ）しているか否かの判別を行い、補助情報モードが選択（ＯＮ）された場合は補助情報の選択と入力のための処理を行う（Ｓ１４）、そして、続くステップＳ１５においてアジマス情報記憶手段４３にアジマス補正量と共に記憶する。一方、補助情報モードが未選択（ＯＦＦ）の場合は（Ｓ１３でＮ）、アジマス情報記憶手段４３にアジマス補正量のみを記憶するようにしている。

ところで、上記のようにしてアジマス補正量を算出する処理において、撮影者が基準画像を取得する際に、誤って光学式観察光学系の視野ではなく表示装置１２の表示画像を用いて基準画像を取得した場合は、観察光学系のアジマスずれが反映されないものとなってしまう。
そこで、本実施形態のデジタルカメラ１においては、アジマス補正量を算出する算出処理を実行する際には、図８に示す処理を併せて実行することにより、撮影者が誤って表示装置１２の表示画像を用いてアジマス補正量を算出するための基準画像を撮影してしまうという誤操作を防ぐようにしている。

図８はデジタルカメラ１においてアジマス補正量を算出する際に実行する処理を示したフローチャートである。なお、以下の処理も制御手段４５が実行することにより実現されるものである。また、後述する表示装置モード及びメッセージモードは予めＯＮに設定されているものとする。
この場合、制御手段４５は、表示装置モードがＯＮであるか否かの判別を行い（Ｓ２１）、ＯＮの場合は、表示装置１２の画像表示をオフにする（Ｓ２２）。つまり、図９に示すように表示装置１２に撮影画像を表示しないようにする。
次に、メッセージモードがＯＮか否かの判別を行い（Ｓ２３）、メッセージモードがＯＮの場合は、表示装置１２に観察光学系の接眼窓１１を利用して基準画像の撮影を行うように促すメッセージを表示する（Ｓ２４）。例えば図１０に示すような基準画像取得の動作中であることを示す警告メッセージ、或いは図１１に示すような基準画像取得の手順を示すメッセージ等を表示する。この後、基準画像の撮影を行い（２Ｓ５）、撮影終了後に表示装置の画像表示をＯＮにして（Ｓ２６）、処理を終えるようにする。なお、本実施形態では文字によるメッセージを例に挙げたが、文字のメッセージのほかに図象や画像・動画・音声などを提示することも可能であり、これらもメッセージの範囲に含まれるものである。

このように本実施形態のデジタルカメラ１においては、基準画像を取得する際に撮影光学系により撮影した撮影画像を表示装置１２に表示しないように制御することで、本来、観察光学系の視野を利用して基準画像を得るべきところを撮影者が誤って表示装置１２を利用して基準画像の撮影を行うといった誤操作を防止することが可能となる。
また、本実施形態のデジタルカメラ１においては、撮影画像が表示されていない表示装置１２に基準画像を取得するためのメッセージを表示するようにしているため、表示装置１２を用いて基準画像を取得してしまうという誤操作を防ぎつつ、正しい操作方法も文字や図表により表示できるので、取扱説明書などを携帯していなくても基準画像の取得操作を間違いなく行うことが可能となる。

また、上記処理例では、表示装置１２に撮影画像を表示しないようにしているが、表示装置１２に表示する撮影画像を通常の表示状態とは異なる状態で表示することにより、通常の撮影状態ではないことを撮影者に認識させることで誤操作を防止することも可能である。
例えば、図１２に示すように表示装置１２に表示する撮影画像の明度を落としてコントラストを下げたり、或いは彩度を下げて白黒表示したりすることにより、撮影者に通常の撮影状態ではないことを認識させることで誤操作を防止する。また例えば、図１３に示すように表示装置１２に表示する画像の明度を反転表示、所謂ネガ表示にしたり、図１４に示すように表示装置１２に表示する画像を白黒２値化して表示したりしても同様な効果が得られる。なお、図１２〜図１４に示す表示画像の処理方法は何れも公知の技術であるため、その詳細については説明を割愛する。
このように本実施形態のデジタルカメラ１においては、基準画像を取得する際に表示装置１２に撮影画像を表示する場合は、明度、彩度、色相の何れか一つ以上を通常の表示状態とは変化させるようにしているため、表示装置１２に表示する画像のコントラストや色合いを替えることにより通常の撮影状態ではないことを撮影者に認識させることが可能となり、基準画像の取得時の誤操作を防ぐことが可能となる。

また図示は省略するが、表示装置１２に通常の表示状態とは異なる表示状態の撮影画像に、観察光学系を用いて基準画像の撮影を行うように促すメッセージを重畳して表示することも可能である。このようにすれば、表示装置１２を用いて基準画像を取得してしまうという誤操作を防ぎつつ、正しい操作方法も文字や図表により表示できるので、取扱説明書などを携帯していなくても基準画像取得操作を間違いなく行うことが可能となる。
以上説明したように、本実施形態のデジタルカメラ１においては、図１５（ａ）に示すように観察光学系の視野である接眼窓１１を利用して基準画像の撮影を行うようにしているので、アジマスずれ量がθ（図２参照）である場合でも、図１６に示すように観察光学系のアジマスずれ量θを反映した基準画像を得ることが出来、この画像より算出したアジマス補正量を用いて観察光学系を用いて撮影した画像のアジマス補正を行うことが可能になる。

また、図２（ｂ）に示すようにデジタルカメラ１に対して外付け観察装置２１を装着した際には、図１５（ｂ）に示すように外付け観察装置２１の視野である接眼窓２２を用いて基準画像の撮影が行われるので、上記同様、図１６に示すように観察光学系のアジマスずれ量θを反映した基準画像を得ることが出来、この画像より算出したアジマス補正量を用いて観察光学系を用いて撮影した画像のアジマス補正を行うことが可能になる。
なお、図示しないがデジタルカメラ１に外付け観察装置２１の取り付けを検出する検出手段を設け、外付け観察装置２１を検出した場合は、外付け観察装置２１を用いて撮影を行った場合のアジマスずれ量を基準にして補正を行うようにしている。なお検出手段としては、機械式のスイッチを用いたものや接点を通して電気抵抗の変化を検出するもの、単体の観察光学系に予め内蔵する電子的な情報を読み出す方式など、レンズ交換式のカメラとその交換レンズ間の情報のやり取りあるいはカメラと外部ストロボ間の情報のやり取りといった公知の技術を応用して利用することが可能である。

本発明の撮影装置の実施形態であるデジタルカメラの外観を示した図。 本実施形態のデジタルカメラの撮像素子と観察光学系のアジマス関係を示した前面図。 観察光学系の視野枠視野と撮影画像の一例を示した図。 基準画像取得のために撮影する被写体の一例を示した図。 本実施形態のデジタルカメラの構成を示したブロック図。 アジマス情報記憶手段へ記憶する情報の一例を示した図。 本実施形態のデジタルカメラにおけるアジマス補正量を算出する際の処理の流れを示したフローチャート。 本実施形態のデジタルカメラにおいてアジマス補正量を算出する際に実行する処理を示したフローチャート。 基準画像取得時における表示装置の表示状態の一例を示した図。 基準画像取得時における表示装置の表示状態の一例を示した図。 基準画像取得時における表示装置の表示状態の一例を示した図。 基準画像取得時に表示装置に表示する撮影画像の表示状態の一例を示した図。 基準画像取得時に表示装置に表示する撮影画像の表示状態の一例を示した図。 基準画像取得時に表示装置に表示する撮影画像の表示状態の一例を示した図。 観察光学系の視野画像と表示装置の表示画像の関係を示した図。 基準画像の一例を示した図。

符号の説明

１…デジタルカメラ、２…撮影レンズ、３…対物窓、４…フラッシュ窓、５…アクセサリーシュー、６…シャッターボタン、１１、２３…接眼窓、１２…表示装置、１３…操作ボタン、２０…撮像素子、２１…外付け観察装置、２２…ターゲットマーク、３０…撮影系ブロック、３１…撮影光学系、３２…観察光学系４０…アジマス処理ブロック、４１…画像記録手段、４２…アジマス情報算出手段、４３…アジマス情報記憶手段、４４…画像処理手段、４５…制御手段、４６…補助情報入力手段

Claims (6)

1. 少なくとも、撮影範囲を観察するための観察光学系と、撮影光学系によって結像された被写体像を電気的な画像データとして出力する撮像素子と、前記撮像素子により撮影した撮影画像を表示する表示手段と、を備え、前記観察光学系の視野を用いて被写体の水平又は垂直を決定し撮影した基準画像から前記撮像素子と前記観察光学系との間のアジマス補正量を算出し、算出したアジマス補正量を用いて撮影画像のアジマスを補正するようにした撮像装置であって、
   前記基準画像を取得する際に前記撮影光学系により撮像素子に結像され出力された画像を前記表示手段に表示しないように制御する制御手段を備えたことを特徴とする撮影装置。
2. 前記制御手段は、前記基準画像取得する際に前記表示手段に前記基準画像の取得手順を表示する表示制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
3. 前記制御手段は、前記基準画像を取得する際に、前記撮影画像を前記表示手段に表示させる場合、明度・彩度・色相の何れか一つ以上を通常の表示状態とは異なる表示状態となるように制御することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
4. 前記制御手段は、前記基準画像を取得する際に、前記表示手段に通常の表示状態とは異なる表示状態の撮影画像に、前記基準画像の取得手順を重畳して表示することを特徴とする請求項３に記載の撮影装置。
5. 前記観察光学系は、内蔵された内蔵観察光学系、または外付け可能な単体観察光学系であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の撮影装置。
6. 前記単体観察光学系の取り付けを検出する検出手段を備え、前記単体観察光学系を検出した際に、前記単体観察光学系の基準画像を取得可能に構成されていることを特徴とする請求項５に記載の撮影装置。

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