KR100771282B1 - 모바일용 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모바일용 카메라 모듈을 개시한다.

본 발명에 따른 모바일용 카메라 모듈은, 렌즈군이 끼워지는 원통형의 경통부 및 이 경통부의 일측에 일체로 형성되는 사각관 형상을 갖는 베이스부를 구비하는 하우징과, 상기 하우징의 베이스부 저부에 구비되는 것으로 상면에 촬상소자가 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판과, 상기 하우징의 베이스부 저면측에 대각 방향으로 복수개 형성되는 것으로 원기둥 형태로 돌출되는 보스와, 상기 보스에 대응되는 인쇄회로기판에 서로 다른 방향성을 갖도록 형성되는 것으로 직선부를 갖는 타원형의 조립홀을 포함하여 구성된다.

상기에서와 같이 구성되는 본 발명에 따른 모바일용 카메라 모듈은, 인쇄회로기판에 형성되는 조립홀의 형태를 직선부를 갖는 타원형 구조로 하는 간소한 구조변경을 통해 조립성을 양호하게 하면서 치수산포에 따른 틸팅 불량을 해소 할 수 있는 이점이 있다.

카메라, 렌즈, 모바일, 하우징, 틸트

Description

모바일용 카메라 모듈{camera module for mobile}

도 1은 종래 기술에 따른 모바일용 카메라 모듈을 설명하기 위한 단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 모바일용 카메라 모듈의 요부를 개략적으로 나타낸 분해 사시도,

도 3은 종래 기술에 따른 모바일용 카메라 모듈에서 하우징 틀어짐을 설명하기 위한 모식도,

도 4는 본 발명에 따른 모바일용 카메라 모듈을 설명하기 위한 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 모바일용 카메라 모듈의 요부를 개략적으로 나타낸 분해 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 모바일용 카메라 모듈에서 인쇄회로기판의 저면을 나타낸 저면도,

도 7은 본 발명에 따른 모바일용 카메라 모듈에서 하우징 틀어짐을 설명하기 위한 모식도,

도 8은 본 발명에 따른 모바일용 카메라 모듈에서 인쇄회로기판의 다른 실시예를 나타낸 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 모바일용 카메라 모듈 10 : 렌즈군

11 : 렌즈 13 : 홀더

20 : 하우징 21 : 경통부

22 : 베이스부 25 : 보스

30 : IR필터 40 : 촬상소자

50 : 인쇄회로기판 51,52,53,54 : 조립홀

본 발명은 모바일 기기에 채용되는 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하우징과 인쇄회로기판의 치수 산포로 인한 회전성분의 불량을 보정하여 제품의 신뢰성을 향상시키는 모바일용 카메라 모듈에 관한 것이다.

최근 들어 휴대가 용이하면서 음성정보 및 데이터의 송수신 기능이 강화된 각종 모바일 기기의 기술이 급속도로 발전·보급되고 있으며, 특히 PDA와 IMT2000 단말기 등과 같은 차세대 이동통신 단말기의 보급이 증가됨에 따라 이들 소형 정보통신 단말기를 화상통신과 촬상 작업용으로 활용하기 위한 소형 카메라 모듈에 대한 수요가 크게 늘어나고 있다.

이러한, 카메라 모듈은 크게 이미지 센서모듈과 렌즈 하우징으로 구성되며, 상기 이미지 센서모듈은 촬상소자와 이 촬상소자와 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판(PCB;printed circuit board) 그리고 촬상된 신호를 외부 회로로 전송하기 위한 연성회로기판(FPCB;flexible printed circuit board)을 구비하고, 상기 렌즈 하 우징은 상기 이미지 센서모듈을 밀폐 수용하는 것으로 하나 이상의 렌즈와 필터를 구비한다.

여기서, 상기 촬상소자는 외부로부터 광영상신호(光映像信號)를 전기적인 신호로 바꾸는 장치로서, 크게 촬상관과 고체 이미지 센서로 나눌 수 있으며, 전자로는 비디콘(Vidicon), 플럼비콘(Plumbicon) 등이 있고, 후자로는 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS; Completementary Metal-Oxide Semiconductor)센서와, 전하 결합 소자(CCD; Charge Coupled Device)센서가 있다. 즉, 빛에 의해 발생한 전자를 그대로 출력부까지 이동시키는 것은 CCD 이미지 센서이며, 빛에 의해 발생한 전자를 각 화소 내에서 전압으로 변환한 후 여러 CMOS 스위치를 통해 출력하는 것이 CMOS 이미지 센서이다.

CCD 이미지센서는 저잡음 신호출력이 가능하고 화소간 균일성을 유지할 수 있어 CMOS 이미지센서에 비해 고화질을 구현 할 수 있는 반면, CMOS 이미지 센서는 CCD 이미지센서에 비해 주변회로가 단순하면서 소비전력이 낮고 경제성이 높은 장점으로 인해 휴대성이 요구되는 모바일 기기(이동통신 단말기, PDA, PC카메라 등)에 적용되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 모바일용 카메라 모듈을 나타낸 단면도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이 이동통신 단말기와 같이 휴대성이 강조되는 모바일기기에 탑재되는 카메라 모듈은 하나 이상의 렌즈(111)를 내부에 수용하고 있 는 관형상의 홀더(113)로 된 렌즈군(110)과;

상기 홀더(113)가 원통형의 경통부(121) 내에 나사체결 방식으로 구비되어 축선방향을 따라 가변 변위를 갖도록 하는 하우징(120)과, 상기 하우징(120)의 내부에 구비되는 것으로 홀더(113)의 하측에 위치되어 내부로 입사되는 적외선을 차단하면서 빛이 내부로 반사되는 것을 방지하는 IR필터(130)와, 이 IR필터(130)의 하측에 간격을 두고 구비되어 렌즈(111)로부터 수광되는 이미지를 받아들이는 촬상소자(140) 및 이 촬상소자(140)의 하측에 전기적으로 연결되고 구비되면서 상기 하우징(120)의 경통부(121)의 하측에 형성되는 사각 상자 형상의 베이스부(123)의 저면을 차폐하는 인쇄회로기판(150)으로 구성된다.

이와 같이 구성되는 카메라 모듈(100)은 상술한 렌즈(111)에 이미지가 결상되면, 이 결상된 이미지는 IR필터(130)를 통과하면서 적외선 등이 필터링 된 상태로 촬상소자(140)에 수광된다. 이어서 상기 촬상소자(140)는 수광된 이미지를 전기신호로 변환시켜 피사체의 이미지를 촬영하게 되고, 이렇게 촬영된 이미지는 인쇄회로기판(150)을 통해 외부 회로로 전송되게 된다.

한편, 상기 하우징(120)과 인쇄회로기판(150)은 상호 끼움구조에 의해 일체로 결합되는 구성이며, 이를 도 2를 참조하여 살펴보면, 먼저 상기 하우징(120)은 베이스부(123)의 저면 모서리측 부분에 대각선 방향으로 배치되는 원기둥 형태를 갖는 한쌍의 보스(125)가 돌출 형성되고, 상기 인쇄회로기판(150)은 상기 보스(125)와 대응되는 위치에 원형의 조립홀(155)이 이 형성되는 구조이다.

이때, 상기 인쇄회로기판(150)의 조립홀(150)은 상기 하우징(120)의 보스(125)가 원활하게 조립될 수 있도록 하기 위한 조립공차와 성형상의 치수산포를 보상 할 수 있을 정도의 내경을 갖도록 형성된다.

일예로, 종래에는 하우징(120)의 보스(125) 지름이 0.35mm이고, 상기 인쇄회로기판(150)의 조립홀(155)의 내경은 0.4mm 이상으로 설계하였으며, 이때 상기 인쇄회로기판(150)의 조립홀(155)을 형성하기 위한 방법으로는 대각방향으로 배치되는 한쌍의 조립홀간의 간격을 정하고, 각 조립홀의 내경의 크기를 결정하기 위하여 3지점을 지정하고 측정하였다.

그러나, 종래 기술에 따른 인쇄회로기판(150)의 조립홀(155)의 내경(d2) 크기는 상기 하우징(120)의 보스(125)와의 조립성과 성형 과정에서의 치수 산포 등을 고려하여 그 크기가 결정됨에 따라 결과적으로 상기 보스(125)와 조립홀(155)이 조립된 상태에서의 상호 간극(clearance;d3)이 커짐에 따라 조립 후 회전성분의 불량현상 즉, 틸팅(tilting)현상이 발생하는 문제점이 있었다.

즉, 종래에는 작업자가 한쌍의 조립홀 간의 간격을 기준으로 상기 인쇄회로기판(150)에 조립홀이 형성될 위치를 표시하고, 표시된 위치에 3개의 지점을 지정하고 원이 이들 지점을 지나는 크기를 갖는 조립홀을 형성시키는 방법이므로, 작업자의 측정방법에 따라 조립홀의 크기나 위치에 편차가 발생하여 하우징과의 조립이 불가능하게 되는 등 제품의 양산성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 종래에는 조립홀의 내경(d2) 크기를 설계치에 비해 크게 성형하여 하우징(120)과의 치수 및 성형 산포로 인한 조립불량을 최소화하도록 하고 있으나, 이때에는 상기 조립홀(155)의 내경(d2)과 하우징(120)의 보스(125) 직경(d1)간의 간극차(d3)가 커지게 되어 결과적으로 하우징(120)과 인쇄회로기판(150)간의 회전성분의 불량 즉, 틸팅 현상을 야기하여 제품의 성능과 신뢰성을 크게 저하시키는 또 다른 문제점을 초래하였다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 인쇄회로기판에 형성되는 조립홀의 위치 및 크기를 정밀하게 관리 할 수 있도록 하여 양호한 조립성을 유지시키면서 하우징과 인쇄회로기판이 조립된 상태에서의 틀어짐 즉, 틸팅 현상을 방지할 수 있는 모바일용 카메라 모듈을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 모바일용 카메라 모듈은, 렌즈군이 끼워지는 원통형의 경통부 및 이 경통부의 일측에 일체로 형성되는 사각관 형상을 갖는 베이스부를 구비하는 하우징과, 상기 하우징의 베이스부 저부에 구비되는 것으로 상면에 촬상소자가 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판과, 상기 하우징의 베이스부 저면측에 대각 방향으로 복수개 형성되는 것으로 원기둥 형태로 돌출되는 보스와, 상기 보스에 대응되는 인쇄회로기판에 서로 다른 방향성을 갖도록 형성되는 것으로 직선부를 갖는 타원형의 조립홀을 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 보스는 상기 하우징의 베이스부 저면에 대각방향으로 외곽측에 근접되는 위치에 각각 형성되고, 이에 대응되는 인쇄회로기판에 형성되는 조립홀은 수평방향으로 배치되는 수평 조립홀 및 수직방향으로 배치되는 수직 조립홀로 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 보스는 상기 하우징의 베이스부 저면에 대각방향으로 외곽측에 근접되는 위치에 각각 형성되고, 이에 대응되는 인쇄회로기판에 형성되는 조립홀은 대각선 방향을 따라 배치되는 대각 조립홀 및 이 대각 조립홀에 대하여 직각이 되게 배치되는 직각 조립홀로 구성되는 것에 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 모바일용 카메라 모듈을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 모바일용 카메라 모듈을 설명하기 위한 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 모바일용 카메라 모듈의 요부를 개략적으로 나타낸 분해 사 시도이다. 그리고, 도 6은 인쇄회로기판의 저면을 나타낸 저면도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이 본 발명의 모바일용 카메라 모듈(1)은 크게 이미지를 수광하기 위한 렌즈군(10)과, 이 렌즈군(10)이 설치되는 하우징(20) 그리고 상기 하우징(20)의 내부에 구성되어 필터링을 실시하는 IR필터(30) 및 상기 렌즈군(10)과 IR필터(30)를 통과한 이미지를 수광하는 촬상소자(40) 및 이 촬상소자(40)와 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판(50)으로 구성된다.

이를 보다 상세하게 설명하면, 상기 하우징(20)은 외부 환경으로부터 내부의 구성품을 보호 및 기밀 유지를 하기 위한 일종의 외체로서, 이때의 상기 하우징(20)은 상·하면이 개방되는 원통형의 경통부(21)와, 이 경통부(21)의 하측에 연통되게 일체로 형성되는 것으로 사각관 형상을 가지며 하면은 개방된 형상을 갖는 베이스부(23)로 구성된다. 여기서 상기 베이스부(23)는 저면에 하향 돌출되는 원기둥 형태를 갖는 복수개의 보스(25)가 일체로 돌출 형성되며, 이때의 상기 보스(25)는 후술할 인쇄회로기판(50)에 형성된 조립홀(51,52)에 끼움되는 구조이다.

이러한 구성을 갖는 하우징(20)은 경통부(21)에 조립되는 렌즈군(10)이 가변 변위를 가질 수 있도록 나사 체결되는 구조이며, 이때의 상기 렌즈군(10)은 하나 이상의 렌즈(11) 및 상기 렌즈(11)를 내부에 구비하는 관형상을 갖는 홀더(13)로 구성된다.

또한, 상기 하우징(20)은 상기 렌즈군(10)의 하측으로 내부로 입사되는 적외선을 차단하면서 빛이 내부에서 반사되는 것을 방지하기 위한 IR필터(30)가 접착제 등을 통해 부착 구성되며, 상기 IR필터(30)의 하측으로는 렌즈(11)와 IR필터(30)를 통과한 이미지를 수광하기 위한 촬상소자(40)가 위치된다. 이때의 촬상소자(40)는 도면에서 보는 바와 같이 인쇄회로기판(50)의 상면에 위치되어 전기적으로 연결되는 구조이다.

한편, 상기 인쇄회로기판(50)은 상기 하우징(20)의 베이스부(23) 저면에 형성되는 보스(25)가 끼움되는 복수개의 조립홀(51,52)이 형성되는 구조이며, 이때의 상기 조립홀(51,52)들은 직선부를 갖는 타원 형상으로 마련되어 서로 방향성을 갖도록 배치된다.

이러한 구성을 갖는 모바일용 카메라 모듈은 상술한 렌즈에 이미지가 결상되면, 이 결상된 이미지는 IR필터(30)를 통과하여 촬상소자(40)로 수광되며, 상기 촬상소자(40)는 수광된 이미지를 전기신호로 변환시켜 피사체의 이미지를 촬영하게 된다. 이렇게 촬영된 이미지는 인쇄회로기판(50)을 통해 외부회로로 전송된다.

이와 같은 구성은 종전의 카메라 모듈의 구조와 대동소이하다. 다만, 본 발명은 하우징(20)과 인쇄회로기판(50)을 조립시 치수 및 성형 산포에 의한 조립 불량을 방지하면서 하우징의 안정되 위치 고정을 가능하게 하는 인쇄회로기판(50)의 조립홀(51,52)을 제공하는데 특징이 있다.

먼저, 본 실시예에서의 하우징(20)은 베이스부(23)의 저면에 외곽측으로 근접되게 위치되면서 대각방향으로 배치되는 한쌍의 보스(25)가 형성되는 것을 제안하고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 상기 보스의 형성 위치나 개수는 적절 하게 변경 실시될 수 있을 것이며 그에 따라 인쇄회로기판(50)의 조립홀 위치 역시 변경될 수 있을 것이다. 이하, 본 발명은 도면에 나타내 보인 바와 같이 한쌍의 보스(25)를 구비한 하우징(20)과 이에 대응되게 한쌍의 조립홀을 형성한 인쇄회로기판(50)을 기준으로 설명한다.

상기 인쇄회로기판(50)은 상술한 베이스부(23)의 보스(25)에 대응되는 위치에 조립홀(51,52)이 형성되며, 이때의 상기 조립홀(51,52)은 전체적으로 직선부를 갖는 타원 형상으로 형성된다.

이러한 조립홀(51,52)은 방향성을 갖도록 인쇄회로기판(50)에 제공되는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 도면에서 보는 바와 같이 수평 방향으로 배치되는 수평 조립홀(51)과, 수직 방향으로 배치되는 수직 조립홀(52)로 이루어진다. 한편, 상기 수평 조립홀(51)과 수직 조립홀(52)은 동일한 크기로서 제공되며 그 방향성만 상호 직각 방향으로 배치되는 특징을 갖는다.

즉, 본 발명에서는 상기 인쇄회로기판(50)에 조립홀(51,52)을 형성함에 있어 직선부(d'2)를 갖는 타원형태로 형성하는데, 이는 직선부(d'2)가 종전의 원형홀에 비해 상대적으로 치수 관리가 용이하여 정밀성형이 가능하고 작업자에 따른 측정치의 편차가 적기 때문이다.

따라서, 상기 인쇄회로기판(50)은 조립홀(51,52)을 형성함에 있어 직선부분(d'2)이 상기 보스(25)의 직경(d'1)에 대하여 최소의 간극을 갖도록 성형 가능하므로 결과적으로 상기 보스(25)와 조립홀(51,52)의 직선부분(d'2)간의 간극(d'3)을 종전의 원형홀 구조에 비해 대폭적으로 감소시킬 수 있게 된다.

특히, 상기 인쇄회로기판(50)에 형성되는 한쌍의 조립홀(51,52)은 상호 방향성을 갖도록 구비됨에 따라 이에 삽입되는 하우징(20)은 회전 방향으로의 유동이 구속되어 회전성분의 불량 즉 틸팅에 따른 불량을 억제 할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 구성되는 인쇄회로기판(50)은 하우징(20)의 조립시 회전성분을 구속시킬 수 있는 특징을 갖는다면 조립홀들의 배치 방향을 다양하게 변경 할 수 있으며, 일예로 도 8에서 보는 바와 같이 상기 하우징(20)의 보스(25)가 끼워지는 조립홀은 대각선 방향을 따라 배치되는 대각 조립홀(53)과 이 대각 조립홀(53)에 대하여 직각이 되게 배치되는 직각 조립홀(54)로 제안될 수 있을 것이다.

상기와 같이 구성되는 모바일용 카메라 모듈의 조립 과정을 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 렌즈군(10)과 IR필터(30)가 조립된 하우징(20)을 준비하고, 이를 촬상소자(40)를 구비한 인쇄회로기판(50)의 상측으로 위치시킨다. 이때, 상기 하우징(20)의 베이스부(23)에 형성된 각각의 보스(25)가 상기 인쇄회로기판(50)에 형성된 대응되는 조립홀(51,52)에 조립될 수 있도록 위치되어야 한다.

이어서, 상기 하우징(20)의 각 보스(25)가 상기 인쇄회로기판(50)의 조립홀(51,52)에 끼워지도록 하여 조립을 완료한다.

이때, 상기 인쇄회로기판(50)에 형성되는 조립홀(51,52)은 직선부분(d'2)을 갖는 타원 형상을 갖도록 성형되는데, 이러한 조립홀(51,52)의 직선부분(d'2)은 치수관리가 용이하여 정밀한 성형이 가능하고 작업자에 따른 측정치의 편차가 양호하므로 종전의 원형의 조립홀에 비해 위치 및 크기 산포를 양호하게 관리 할 수 있다. 따라서, 상기 조립홀(51,52)의 직선부분(d'2)은 상기 하우징(20)의 보스(25) 직경(d'1)에 비해 미세한 간격(d'3)을 갖도록 성형이 가능하다.

상술한 바와 같이 상기 인쇄회로기판(50)에 조립이 완료된 하우징(20)은 각각의 보스(25) 부분이 직선부분(d'2)을 갖는 타원형의 조립홀(51,52)에 끼움되고, 이들 각 조립홀(51,52)은 상호 방향성을 갖도록 배치되는 것에 의해 결과적으로 상기 하우징(20)은 인쇄회로기판(50)을 기준으로 회전성분이 안정적으로 구성됨에 따라 틸팅에 의한 불량을 방지 할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

상기에서와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 모바일용 카메라 모듈은, 인쇄회로기판에 형성되는 조립홀의 형태를 직선부를 갖는 타원형 구조로 하는 간소한 구조변경을 통해 조립성을 양호하게 하면서 치수산포에 따른 틸팅 불량을 해소 할 수 있는 이점이 있다.

특히, 조립홀을 형성함에 있어 직선부를 기준으로 치수를 관리하므로 종전의 원형 조립홀에 비해 측정 작업자에 의한 편차를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 치수관리의 정밀성을 높일 수 있어 결과적으로 조립홀과 이에 끼움되는 보스와의 간극을 타이트하게 하여 조립후 회전성분의 틀어짐 즉, 틸팅현상을 최소화시킬 수 있게 된다.

따라서, 생산 수율성을 대폭적으로 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라 제품의 안정된 성능을 보장하므로 이를 채용한 모바일 기기의 신뢰성을 높일 수 있는 산업상 대단히 유용한 효과를 제공하는 것이다.

Claims (3)

1. 렌즈군이 끼워지는 원통형의 경통부 및 이 경통부의 일측에 일체로 형성되는 사각관 형상을 갖는 베이스부를 구비하는 하우징과;

   상기 하우징의 베이스부 저부에 구비되는 것으로 상면에 촬상소자가 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판과;

   상기 하우징의 베이스부 저면측에 대각 방향으로 복수개 형성되는 것으로 원기둥 형태로 돌출되는 보스와;

   상기 보스에 대응되는 인쇄회로기판에 서로 다른 방향성을 갖도록 형성되는 것으로 직선부를 갖는 타원형의 조립홀;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일용 카메라 모듈.
2. 제 1항에 있어서, 상기 보스는,

   상기 하우징의 베이스부 저면에 대각방향으로 외곽측에 근접되는 위치에 각각 형성되고, 이에 대응되는 인쇄회로기판에 형성되는 조립홀은 수평방향으로 배치되는 수평 조립홀 및 수직방향으로 배치되는 수직 조립홀;

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일용 카메라 모듈.
3. 제 1항에 있어서, 상기 보스는,

   상기 하우징의 베이스부 저면에 대각방향으로 외곽측에 근접되는 위치에 각 각 형성되고, 이에 대응되는 인쇄회로기판에 형성되는 조립홀은 대각선 방향을 따라 배치되는 대각 조립홀 및 이 대각 조립홀에 대하여 직각이 되게 배치되는 직각 조립홀;

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일용 카메라 모듈.

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