JPH09257589A - 赤外線熱画像装置における温度ドリフト補正装置 - Google Patents
赤外線熱画像装置における温度ドリフト補正装置Info
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- JPH09257589A JPH09257589A JP8069851A JP6985196A JPH09257589A JP H09257589 A JPH09257589 A JP H09257589A JP 8069851 A JP8069851 A JP 8069851A JP 6985196 A JP6985196 A JP 6985196A JP H09257589 A JPH09257589 A JP H09257589A
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- gain
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外気温度の急激な変化に対しても観測温度の
変動を補正する。 【解決手段】 物体から放射された赤外線は光学レンズ
系１を通って赤外線検出器２に入射する。センサ３は光
学系の内部温度ＴＬを測定し、センサ８は周囲の外気温
度ＴＥを測定する。ＣＰＵ９は、Ｙ＝αＸ＋β＝｛Ｒ
（ｍＴＬ＋ｎＴＥ）／（ｍ＋ｎ）｝Ｘ＋βに基づいて利
得αを計算する。Ｘは検出器２の出力値、Ｙは利得可変
増幅器４の出力値、Ｒ、ｍ、ｎは定数である。そして、
利得αを示す利得制御信号及びオフセット値βを示すオ
フセット制御信号をＤ／Ａ変換器１０に出力する。増幅
器４は、利得制御信号に従って利得を増減すると共に、
オフセット制御信号に従って出力信号Ｙに与えるオフセ
ットを変化させる。
変動を補正する。 【解決手段】 物体から放射された赤外線は光学レンズ
系１を通って赤外線検出器２に入射する。センサ３は光
学系の内部温度ＴＬを測定し、センサ８は周囲の外気温
度ＴＥを測定する。ＣＰＵ９は、Ｙ＝αＸ＋β＝｛Ｒ
（ｍＴＬ＋ｎＴＥ）／（ｍ＋ｎ）｝Ｘ＋βに基づいて利
得αを計算する。Ｘは検出器２の出力値、Ｙは利得可変
増幅器４の出力値、Ｒ、ｍ、ｎは定数である。そして、
利得αを示す利得制御信号及びオフセット値βを示すオ
フセット制御信号をＤ／Ａ変換器１０に出力する。増幅
器４は、利得制御信号に従って利得を増減すると共に、
オフセット制御信号に従って出力信号Ｙに与えるオフセ
ットを変化させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体から放射され
た赤外線を検出して物体の温度分布を示す熱画像を表示
する赤外線熱画像装置に関し、特に周囲の外気温度によ
る観測温度の変動を補正することができる温度ドリフト
補正装置に関するものである。
た赤外線を検出して物体の温度分布を示す熱画像を表示
する赤外線熱画像装置に関し、特に周囲の外気温度によ
る観測温度の変動を補正することができる温度ドリフト
補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、物体から放射された赤外線を検出
して熱画像を表示する赤外線熱画像装置が各種熱解析に
利用されている。このような赤外線熱画像装置では、周
囲の外気温度の変動に伴って赤外線検出器から得られる
信号が変化する。したがって、赤外線検出器から出力さ
れた信号を基にそのまま熱画像を構成すると、一定温度
の被観測物体を観測していても外気温度が変化すると物
体の温度の変化として捉えてしまい、問題となる。そこ
で、従来の赤外線熱画像装置では、入射赤外線を赤外線
検出器へ導く光学系にその内部温度を測定するセンサを
設け、このセンサの出力値によって赤外線検出器の出力
を補正していた。
して熱画像を表示する赤外線熱画像装置が各種熱解析に
利用されている。このような赤外線熱画像装置では、周
囲の外気温度の変動に伴って赤外線検出器から得られる
信号が変化する。したがって、赤外線検出器から出力さ
れた信号を基にそのまま熱画像を構成すると、一定温度
の被観測物体を観測していても外気温度が変化すると物
体の温度の変化として捉えてしまい、問題となる。そこ
で、従来の赤外線熱画像装置では、入射赤外線を赤外線
検出器へ導く光学系にその内部温度を測定するセンサを
設け、このセンサの出力値によって赤外線検出器の出力
を補正していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の赤
外線熱画像装置では、光学系の内部温度を測定するセン
サによって外気温度による観測温度の変動（温度ドリフ
ト）を補正していた。ところが、光学系の内部の温度は
一般的に外気温度と同じとなるが、外気温度が急激に変
動すると、その変動に応じて徐々に変化していく。した
がって、光学系の内部温度で温度ドリフトを補正する従
来の赤外線熱画像装置は、外気温度が急激に変化する
と、十分に追従することができず、測定した温度と本来
の被観測物体の温度にずれが生じてしまうという問題点
があった。本発明は、上記課題を解決するためになされ
たもので、外気温度の急激な変化に対しても温度ドリフ
トを補正することができる温度ドリフト補正装置を提供
することを目的とする。
外線熱画像装置では、光学系の内部温度を測定するセン
サによって外気温度による観測温度の変動（温度ドリフ
ト）を補正していた。ところが、光学系の内部の温度は
一般的に外気温度と同じとなるが、外気温度が急激に変
動すると、その変動に応じて徐々に変化していく。した
がって、光学系の内部温度で温度ドリフトを補正する従
来の赤外線熱画像装置は、外気温度が急激に変化する
と、十分に追従することができず、測定した温度と本来
の被観測物体の温度にずれが生じてしまうという問題点
があった。本発明は、上記課題を解決するためになされ
たもので、外気温度の急激な変化に対しても温度ドリフ
トを補正することができる温度ドリフト補正装置を提供
することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の温度ドリフト補
正装置は、光学系の内部温度を測定する光学系内部温度
測定手段と、外気温度を測定する外気温度測定手段と、
赤外線検出器の出力信号を利得制御信号に応じた利得で
増幅する利得可変増幅手段と、この利得可変増幅手段の
出力信号が示す温度が被観測物体の温度に一致するよう
に、光学系内部温度測定手段と外気温度測定手段で測定
された温度値に応じた利得制御信号を生成する利得制御
手段とを有するものである。このように、利得制御手段
が光学系内部温度測定手段と外気温度測定手段で測定さ
れた温度値に応じた利得制御信号を生成することによ
り、利得可変増幅手段の利得が増減されて温度ドリフト
が補正された信号が出力される。
正装置は、光学系の内部温度を測定する光学系内部温度
測定手段と、外気温度を測定する外気温度測定手段と、
赤外線検出器の出力信号を利得制御信号に応じた利得で
増幅する利得可変増幅手段と、この利得可変増幅手段の
出力信号が示す温度が被観測物体の温度に一致するよう
に、光学系内部温度測定手段と外気温度測定手段で測定
された温度値に応じた利得制御信号を生成する利得制御
手段とを有するものである。このように、利得制御手段
が光学系内部温度測定手段と外気温度測定手段で測定さ
れた温度値に応じた利得制御信号を生成することによ
り、利得可変増幅手段の利得が増減されて温度ドリフト
が補正された信号が出力される。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
を示す赤外線熱画像装置のブロック図である。１は入射
赤外線を集束させる光学レンズ系、２は入射赤外線の熱
エネルギー量を検出する赤外線検出器、３は光学系の内
部温度を測定する光学系内部温度センサ、４は赤外線検
出器２の出力信号を利得制御信号に応じた利得で増幅す
る利得可変増幅器、５はＡ／Ｄ変換器、６はＡ／Ｄ変換
器５の出力を画像信号に変換する画像処理部、７はＤ／
Ａ変換器、８は外気温度を測定する外気温度センサ、９
は光学系内部温度センサ３と外気温度センサ８で測定さ
れた温度値に応じた利得制御信号を生成するＣＰＵ、１
０はＤ／Ａ変換器である。そして、ＣＰＵ９、Ｄ／Ａ変
換器１０が利得制御手段を構成している。
を示す赤外線熱画像装置のブロック図である。１は入射
赤外線を集束させる光学レンズ系、２は入射赤外線の熱
エネルギー量を検出する赤外線検出器、３は光学系の内
部温度を測定する光学系内部温度センサ、４は赤外線検
出器２の出力信号を利得制御信号に応じた利得で増幅す
る利得可変増幅器、５はＡ／Ｄ変換器、６はＡ／Ｄ変換
器５の出力を画像信号に変換する画像処理部、７はＤ／
Ａ変換器、８は外気温度を測定する外気温度センサ、９
は光学系内部温度センサ３と外気温度センサ８で測定さ
れた温度値に応じた利得制御信号を生成するＣＰＵ、１
０はＤ／Ａ変換器である。そして、ＣＰＵ９、Ｄ／Ａ変
換器１０が利得制御手段を構成している。
【０００６】図示しない被観測物体から放射された赤外
線は、光学レンズ系１を通って赤外線検出器２に入射す
る。この光学レンズ系１は、赤外線透過フィルタを含
み、入射光のうちの赤外線だけを赤外線検出器２に導
く。これにより、被観測物体の温度を表す出力信号が赤
外線検出器２から出力される。利得可変増幅器４は、赤
外線検出器２の出力を後述する利得で増幅すると共に、
出力信号に与える直流電位を後述するオフセット値に基
づいて上下させる。
線は、光学レンズ系１を通って赤外線検出器２に入射す
る。この光学レンズ系１は、赤外線透過フィルタを含
み、入射光のうちの赤外線だけを赤外線検出器２に導
く。これにより、被観測物体の温度を表す出力信号が赤
外線検出器２から出力される。利得可変増幅器４は、赤
外線検出器２の出力を後述する利得で増幅すると共に、
出力信号に与える直流電位を後述するオフセット値に基
づいて上下させる。
【０００７】Ａ／Ｄ変換器５は利得可変増幅器４の出力
信号をディジタル信号に変換する。そして、画像処理部
６はＡ／Ｄ変換器５の出力を図示しない表示装置で表示
できるような画像信号に変換し、Ｄ／Ａ変換器７は画像
処理部６の出力をアナログ画像信号に変換して表示装置
へ出力する。こうして、被観測物体の温度分布を示す熱
画像が表示装置に表示される。
信号をディジタル信号に変換する。そして、画像処理部
６はＡ／Ｄ変換器５の出力を図示しない表示装置で表示
できるような画像信号に変換し、Ｄ／Ａ変換器７は画像
処理部６の出力をアナログ画像信号に変換して表示装置
へ出力する。こうして、被観測物体の温度分布を示す熱
画像が表示装置に表示される。
【０００８】次に、このような赤外線熱画像装置におけ
る温度ドリフト補正の動作を説明する。光学レンズ系１
には、この光学系の内部の温度を測定する光学系内部温
度センサ３が設けられている。また、それとは別に外気
温度を測定する外気温度センサ８が、例えば赤外線熱画
像装置の図示しない外気取り入れ口に設けられている。
なお、これらの測定値を入力とするＣＰＵ９では、測定
温度のディジタル値を取り扱う。このためには、センサ
３、８にＡ／Ｄ変換器を備えていてもよいし、ＣＰＵ９
の内部でＡ／Ｄ変換してもよい。
る温度ドリフト補正の動作を説明する。光学レンズ系１
には、この光学系の内部の温度を測定する光学系内部温
度センサ３が設けられている。また、それとは別に外気
温度を測定する外気温度センサ８が、例えば赤外線熱画
像装置の図示しない外気取り入れ口に設けられている。
なお、これらの測定値を入力とするＣＰＵ９では、測定
温度のディジタル値を取り扱う。このためには、センサ
３、８にＡ／Ｄ変換器を備えていてもよいし、ＣＰＵ９
の内部でＡ／Ｄ変換してもよい。
【０００９】ここで、赤外線検出器２の出力値をＸとし
たとき、ドリフト補正結果となる利得可変増幅器４の出
力値Ｙは次式のように表すことができる。 Ｙ＝αＸ＋β ・・・（１） 式（１）において、αは利得、βはオフセット値であ
る。
たとき、ドリフト補正結果となる利得可変増幅器４の出
力値Ｙは次式のように表すことができる。 Ｙ＝αＸ＋β ・・・（１） 式（１）において、αは利得、βはオフセット値であ
る。
【００１０】そして、利得αは、光学系内部温度センサ
３の出力値をＴＬ、外気温度センサ８の出力値をＴＥと
したとき、次式のように表すことができる。 α＝｛Ｒ（ｍＴＬ＋ｎＴＥ）／（ｍ＋ｎ）｝ ・・・（２） 式（２）において、Ｒは定数である。また、センサ３、
センサ８の測定結果をドリフト補正にどの程度反映させ
るかを決定する荷重値ｍ、ｎは、ｍ＋ｎ＝１を満たす０
〜１の値をとる。
３の出力値をＴＬ、外気温度センサ８の出力値をＴＥと
したとき、次式のように表すことができる。 α＝｛Ｒ（ｍＴＬ＋ｎＴＥ）／（ｍ＋ｎ）｝ ・・・（２） 式（２）において、Ｒは定数である。また、センサ３、
センサ８の測定結果をドリフト補正にどの程度反映させ
るかを決定する荷重値ｍ、ｎは、ｍ＋ｎ＝１を満たす０
〜１の値をとる。
【００１１】次に、オフセット値β、定数Ｒ、ｍ、ｎを
決定する方法を説明する。まず、被観測物体を黒体炉と
し、この黒体炉の温度を一定の値Ｔｒｅｆに設定する。
また、オフセット値βは所定値（例えば０）としてお
く。そして、外気温度センサ８の出力値ＴＥが第１の温
度ＴＥ１を示す環境に赤外線熱画像装置を設置し、黒体
炉を観測する。
決定する方法を説明する。まず、被観測物体を黒体炉と
し、この黒体炉の温度を一定の値Ｔｒｅｆに設定する。
また、オフセット値βは所定値（例えば０）としてお
く。そして、外気温度センサ８の出力値ＴＥが第１の温
度ＴＥ１を示す環境に赤外線熱画像装置を設置し、黒体
炉を観測する。
【００１２】温度が一定に設定された黒体炉を観測した
とき、利得可変増幅器４から出力される出力信号Ｙは黒
体炉の温度Ｔｒｅｆを示さなければならないので、出力
値Ｙが温度Ｔｒｅｆに等しくなるのに必要な利得α（こ
れをα１とする）をこのときの赤外線検出器２の出力値
Ｘから求めることができる。
とき、利得可変増幅器４から出力される出力信号Ｙは黒
体炉の温度Ｔｒｅｆを示さなければならないので、出力
値Ｙが温度Ｔｒｅｆに等しくなるのに必要な利得α（こ
れをα１とする）をこのときの赤外線検出器２の出力値
Ｘから求めることができる。
【００１３】続いて、外気温度センサ８の出力値ＴＥが
第２の温度ＴＥ２を示す環境に赤外線熱画像装置を設置
し、黒体炉を観測する。上記と同様に、利得可変増幅器
４から出力される出力信号Ｙは黒体炉の温度Ｔｒｅｆを
示さなければならないので、出力値Ｙが温度Ｔｒｅｆに
等しくなるのに必要な利得α（これをα２とする）をこ
のときの検出器２の出力値Ｘから求めることができる。
このようにして、図２（ａ）に示すような外気温度−利
得特性線を求めることができる。
第２の温度ＴＥ２を示す環境に赤外線熱画像装置を設置
し、黒体炉を観測する。上記と同様に、利得可変増幅器
４から出力される出力信号Ｙは黒体炉の温度Ｔｒｅｆを
示さなければならないので、出力値Ｙが温度Ｔｒｅｆに
等しくなるのに必要な利得α（これをα２とする）をこ
のときの検出器２の出力値Ｘから求めることができる。
このようにして、図２（ａ）に示すような外気温度−利
得特性線を求めることができる。
【００１４】そして、この外気温度−利得特性線にかな
う定数Ｒ、ｍ、ｎを決定する。なお、以上の測定では、
外気温度をＴＥ１からＴＥ２に上げた直後、あるいは外
気温度を変化させてから短時間の後に観測を行う。した
がって、光学系の内部の温度、つまりセンサ３の出力値
ＴＬは、外気温度ＴＥ１、ＴＥ２の何れにおいても一定
の値を示しているものとする。
う定数Ｒ、ｍ、ｎを決定する。なお、以上の測定では、
外気温度をＴＥ１からＴＥ２に上げた直後、あるいは外
気温度を変化させてから短時間の後に観測を行う。した
がって、光学系の内部の温度、つまりセンサ３の出力値
ＴＬは、外気温度ＴＥ１、ＴＥ２の何れにおいても一定
の値を示しているものとする。
【００１５】次に、このように定数を決定した赤外線熱
画像装置については、オフセット値βは先に設定した所
定値のままでよいが、赤外線検出器２の感度特性のばら
つきなどにより、検出器２から出力される信号は赤外線
熱画像装置ごとに異なる。そこで、ある赤外線熱画像装
置におけるオフセット値βを求めるには、光学系の内部
温度ＴＬと外気温度ＴＥが共に一定の状態で、被観測物
体の温度を変える（あるいは温度が異なる物体を観測す
る）ことにより、図２（ｂ）に示すような赤外線検出器
出力値−補正値特性線を求める。そして、この特性線よ
り赤外線検出器出力値Ｘ＝０のときの補正値Ｙを求め
る。これがオフセット値βである。こうして、定数Ｒ、
ｍ、ｎ、オフセット値βを決定することができる。
画像装置については、オフセット値βは先に設定した所
定値のままでよいが、赤外線検出器２の感度特性のばら
つきなどにより、検出器２から出力される信号は赤外線
熱画像装置ごとに異なる。そこで、ある赤外線熱画像装
置におけるオフセット値βを求めるには、光学系の内部
温度ＴＬと外気温度ＴＥが共に一定の状態で、被観測物
体の温度を変える（あるいは温度が異なる物体を観測す
る）ことにより、図２（ｂ）に示すような赤外線検出器
出力値−補正値特性線を求める。そして、この特性線よ
り赤外線検出器出力値Ｘ＝０のときの補正値Ｙを求め
る。これがオフセット値βである。こうして、定数Ｒ、
ｍ、ｎ、オフセット値βを決定することができる。
【００１６】ＣＰＵ９には、こうして決定された定数
Ｒ、ｍ、ｎ、オフセット値βが設定されており、ＣＰＵ
９は、光学系内部温度センサ３の出力値ＴＬ、外気温度
センサ８の出力値ＴＥに基づいて、式（２）から利得α
を計算する。そして、この利得αを示す利得制御信号の
ディジタル値、及びオフセット値βを示すオフセット制
御信号のディジタル値をＤ／Ａ変換器１０に出力する。
Ｒ、ｍ、ｎ、オフセット値βが設定されており、ＣＰＵ
９は、光学系内部温度センサ３の出力値ＴＬ、外気温度
センサ８の出力値ＴＥに基づいて、式（２）から利得α
を計算する。そして、この利得αを示す利得制御信号の
ディジタル値、及びオフセット値βを示すオフセット制
御信号のディジタル値をＤ／Ａ変換器１０に出力する。
【００１７】利得制御信号及びオフセット制御信号のデ
ィジタル値がＤ／Ａ変換回路１０によってアナログ信号
に変換されることにより、利得可変増幅器４は、利得制
御信号に従って利得を増減すると共に、オフセット制御
信号に従って出力信号Ｙに与えるバイアス（直流電位）
を変化させる。以上のようにして、式（１）、（２）に
基づく温度ドリフト補正が行われる。
ィジタル値がＤ／Ａ変換回路１０によってアナログ信号
に変換されることにより、利得可変増幅器４は、利得制
御信号に従って利得を増減すると共に、オフセット制御
信号に従って出力信号Ｙに与えるバイアス（直流電位）
を変化させる。以上のようにして、式（１）、（２）に
基づく温度ドリフト補正が行われる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、利得制御手段が光学系
内部温度測定手段と外気温度測定手段で測定された温度
値に応じた利得制御信号を生成することにより、利得可
変増幅手段がその利得を増減するので、外気温度の急激
な変化に対しても温度ドリフトを補正することができ、
外気温度が急激に変化しても被観測物体の温度を正確に
表す赤外線熱画像装置を得ることができる。
内部温度測定手段と外気温度測定手段で測定された温度
値に応じた利得制御信号を生成することにより、利得可
変増幅手段がその利得を増減するので、外気温度の急激
な変化に対しても温度ドリフトを補正することができ、
外気温度が急激に変化しても被観測物体の温度を正確に
表す赤外線熱画像装置を得ることができる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す赤外線熱画
像装置のブロック図である。
像装置のブロック図である。
【図２】 外気温度と利得可変増幅器の利得との関係及
び赤外線検出器出力とドリフト補正値との関係の１例を
示す特性図である。
び赤外線検出器出力とドリフト補正値との関係の１例を
示す特性図である。
１…光学レンズ系、２…赤外線検出器、３…光学系内部
温度センサ、４…利得可変増幅器、５…Ａ／Ｄ変換器、
６…画像処理部、７…Ｄ／Ａ変換器、８…外気温度セン
サ、９…ＣＰＵ、１０…Ｄ／Ａ変換器。
温度センサ、４…利得可変増幅器、５…Ａ／Ｄ変換器、
６…画像処理部、７…Ｄ／Ａ変換器、８…外気温度セン
サ、９…ＣＰＵ、１０…Ｄ／Ａ変換器。
Claims (1)
- 【請求項１】 被観測物体から放射された赤外線を光学
系で受光し、この赤外線を赤外線検出器で検出して被観
測物体の温度を表示する赤外線熱画像装置に設けられ
た、周囲の外気温度による観測温度の変動を補正するた
めの温度ドリフト補正装置であって、 前記光学系の内部温度を測定する光学系内部温度測定手
段と、 外気温度を測定する外気温度測定手段と、 前記赤外線検出器の出力信号を利得制御信号に応じた利
得で増幅する利得可変増幅手段と、 この利得可変増幅手段の出力信号が示す温度が前記被観
測物体の温度に一致するように、光学系内部温度測定手
段と外気温度測定手段で測定された温度値に応じた前記
利得制御信号を生成する利得制御手段とを有することを
特徴とする温度ドリフト補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8069851A JPH09257589A (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 赤外線熱画像装置における温度ドリフト補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8069851A JPH09257589A (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 赤外線熱画像装置における温度ドリフト補正装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09257589A true JPH09257589A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13414738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8069851A Pending JPH09257589A (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 赤外線熱画像装置における温度ドリフト補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09257589A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012154845A (ja) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 温度測定装置における補正データの取得方法およびこれを行う、温度測定方法、及び、温度測定装置。 |
| JP2015215177A (ja) * | 2014-05-08 | 2015-12-03 | セイコーエプソン株式会社 | 回路装置、温度検出装置、電子機器及び温度検出方法 |
-
1996
- 1996-03-26 JP JP8069851A patent/JPH09257589A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012154845A (ja) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 温度測定装置における補正データの取得方法およびこれを行う、温度測定方法、及び、温度測定装置。 |
| JP2015215177A (ja) * | 2014-05-08 | 2015-12-03 | セイコーエプソン株式会社 | 回路装置、温度検出装置、電子機器及び温度検出方法 |
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