KR102148609B1 - 회전 테이블을 이용한 3차원 이미지 촬영 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전 테이블을 이용한 3차원 이미지 촬영 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 회전 테이블에 올려 놓은 촬영 대상물인 피사체를 다양한 각도 및 높낮이에서 자동으로 촬영하여 보다 명확한 피사체의 3차원 이미지를 추출할 수 있도록함으로써, 효율적인 3차원 이미지 정보제공이 이루어지게 하는 것이다.
본 발명은 촬영 대상물을 올려놓고 일측 방향으로 일정 각도씩 회전시키는 촬영 대상물 회전수단과; 상기 촬영대상물로 향한 촬영 카메라;를 포함하여 구성하여 상기 촬영 카메라에 의해 촬영 대상물을 3차원적으로 촬영하기 위한 3차원 촬영장치에 있어서, 촬영 대상물의 상부 및 둘레를 촬영하기 위한 촬영 카메라를 일정각도 만큼씩 회전 및 정지시키는 카메라 회전수단을 상기 촬영 대상물 회전수단 상부에 설치하되, 상기 카메라 회전수단은 미 도시한 촬영 시스템의 지지부재에 고정 설치된 고정 브라켓의 고정 지지대와 결합한 가동 지지대 끝단에 결합한 서보모터의 회전축에 회전원판을 회전 및 정지 가능하게 설치하고, 상기 회전원판의 저면에 일정간격을 두고 복수의 촬영 카메라를 설치하여 구성함을 특징으로 한다.

Description

회전 테이블을 이용한 3차원 이미지 촬영 시스템{3D Imaging System using Rotation Table}
본 발명은 회전 테이블을 이용한 3차원 이미지 촬영 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 회전 테이블에 올려 놓은 촬영 대상물인 피사체를 다양한 각도 및 높낮이에서 자동으로 촬영하여 보다 명확한 피사체의 3차원 이미지를 추출할 수 있도록하여, 효율적인 3차원 이미지 정보제공이 이루어지게 하는 것이다.
일반적으로, 사업화를 위한 특정 제품(피사체)의 이미지 정보전달을 온라인(on-line)상에서 입체 영상으로 볼 수 있도록하는 3차원 이미지 촬영 시스템이 널리 알려져 있고, 이러한 3차원 이미지 촬영 시스템을 통하여 얻어진 3차원 이미지를 공개특허 제10-2018-0107193호에 게재된 3차원 이미지용 디스플레이를 통하여 디스플레이 하는 기술이 소개되고 있다.
그러나 일반적으로 사용자가 카메라를 통하여 직접 촬영 대상을 촬영하는 경우, 물품에 대한 배경색 및 빛 조절이 되지 않은 상태로 촬영이 이루어져, 배경에 그림자가 발생하고 촬영 품질이 떨어지는 문제점이 있고, 특히 3차원 이미지의 경우, 사용자가 일일이 다각도의 물품의 이미지를 촬영해야 하기 때문에, 거의 그 이용이 불가능한 문제점이 있다.
이에 따라서, 사용자들이 물품의 이미지를 촬영하기 위하여, 특히 촬영 대상의 3차원 이미지를 생성하기 위해서는, 전문적인 스튜디오에서 촬영을 하거나, 3차원 이미지 촬영용 전문 제품을 사용해야 했다. 이에 따라서, 물품의 촬영에 많은 시간 및 비용이 소모되는 문제점이 있으며, 사용자가 직접 촬영하지 못하는 문제점이 지적되어 왔다.
이러한 문제점을 해소하기위하여 제안된 선행기술인 등록특허 제10-1701329호에 의하면, 다각도의 촬영 대상의 이미지를 자동으로 촬영하여 3차원 이미지를 생성할 수 있는 회전 가능한 테이블과, 테이블을 제어할 수 있고, 촬영 조건을 설정하여 테이블을 제어하면서 촬영 대상을 촬영함으로써 촬영 대상의 3차원 이미지를 자동으로 생성 및 제공하는 시스템이 소개되고 있으나, 이 경우의 선행기술은 촬영용 회전 테이블에 피사체(촬영 대상)를 올려 놓고, 촬영장치에 의하여 제어 회전되는 회전 테이블의 회전 각에 위치한 피사체의 상부면, 전, 후면 및 양측면을 고정 위치한 촬영수단에 의하여 촬영하여 편집 처리하는 것이어서, 3차원 카메라로 이루어진 촬영수단과 피사체외의 촬영 거리가 항상 일정한 거리를 유지하게 되므로 피사체의 일측 상부가 굴곡지거나 또는 내측으로 휘어지거나 또는 내측으로 파형상의 형상을 형성하거나 하는 경우 이들 모두의 세세한 부분을 촬영할 수 없어 세밀한 피사체의 3차원 이미지를 생성하기가 어려워 피사체의 3차원 이미지 전달 효율이 저하되는 문제점이 지적될 수 있다.
본 발명은 촬영 대상물인 피사체를 다양한 각도에서 자동으로 촬영하여 피사체의 전체 3차원 이미지를 세밀하게 생성시켜 효율적인 3차원 이미지 정보제공이 이루어지도록 하는 것을 기술적 과제로 삼는다.
본 발명은 촬영 대상물을 올려놓고 일측 방향으로 일정 각도씩 회전시키는 촬영 대상물 회전수단과; 상기 촬영대상물로 향한 촬영 카메라;를 포함하여 구성하여 상기 촬영 카메라에 의해 촬영 대상물을 3차원적으로 촬영하기 위한 3차원 촬영장치에 있어서, 촬영 대상물의 상부 및 둘레를 촬영하기 위한 촬영 카메라를 일정각도 만큼씩 회전 및 정지시키는 카메라 회전수단을 상기 촬영 대상물 회전수단 상부에 설치하되, 상기 카메라 회전수단은 미 도시한 촬영 시스템의 지지부재에 고정 설치된 고정 브라켓의 고정 지지대와 결합한 가동 지지대 끝단에 결합한 서보모터의 회전축에 회전원판을 회전 및 정지 가능하게 설치하고, 상기 회전원판의 저면에 일정간격을 두고 복수의 촬영 카메라를 설치하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 촬영 대상물의 상부 및 상부를 포함한 둘레의 형상과 모양을 원거리 또는 근거리에서 촬영하게 하여 촬영 대상물의 세세한 부분까지 세밀하게 표출되도록 함으로써 촬영 편집된 이미지를 디스플레이할 경우 촬영 대상물의 3차원 이미지를 보다 선명하고도 명확하게 제공하여 광고효과를 높일 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 복수의 촬영 대상물의 촬영 작업공정을 신속하게 처리하여 촬영 영상물의 3차원 이미지 생성 작업 능률을 향상시켜 3차원 이미지 생성 작업비용을 크게 절감할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 회전 테이블을 이용한 3차원 이미지 촬영 시스템의 전체 사시도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 회전 테이블을 이용한 3차원 이미지 촬영 시스템의 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 회전 테이블을 이용한 3차원 이미지 촬영 시스템의 평면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 회전 테이블을 이용한 3차원 이미지 촬영 시스템의 작동상태 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 회전 테이블을 이용한 3차원 이미지 촬영 시스템의 제2 실시예에 의한 전체 사시도 이다.
도 7은 도 6의 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 회전 테이블을 이용한 3차원 이미지 촬영 시스템의 촬영 제어 회로 블럭도이다.
본 발명을 첨부 도면에 의하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1 ~ 도 5는 본 발명에 따른 회전 테이블을 이용한 3차원 이미지 촬영 시스템의 제1 실시시예를 설명하기 위한 도면으로, 본 발명은 촬영 대상물(10)을 올려놓고 일측 방향으로 일정 각도씩 회전시키는 촬영 대상물 회전수단(20)과; 상기 촬영대상물(10)로 향한 촬영 카메라(30);를 포함하여 구성하여 상기 촬영 카메라(30)에 의해 촬영 대상물(10)을 3차원적으로 촬영하기 위한 3차원 촬영장치에 있어서, 촬영 대상물(10)의 상부 및 둘레를 촬영하기 위한 촬영 카메라(30)를 일정각도 만큼씩 회전 및 정지시키는 카메라 회전수단(40)을 상기 촬영 대상물 회전수단(20) 상부에 설치하되, 상기 카메라 회전수단(40)은 촬영 시스템의 지지부재(W)에 고정 설치된 고정 브라켓(41)의 고정 지지대(41A)와 결합한 가동 지지대 (41B)끝단에 결합한 서보모터(42)의 회전축(42A)에 회전원판(43)을 회전 및 정지 가능하게 설치하고, 상기 회전원판(43)의 저면에 일정간격을 두고 복수의 촬영 카메라(30)를 설치하여 구성할 수 있다.
상기 카메라 회전수단(40)을 구성하는 고정 브라켓(41)의 고정 지지대(41A)와 가동 지지대 (41B)는 스파이럴 기어를 통한 각도 조절 힌지와 같은 종류의 각도조절용 힌지(40A)에 의하여 결합 되게 하고, 상기 각도조절용 힌지(40A)는 고정 지지대(41A)의 회전위치 조절돌기부(41A')의 돌기와 맞물리는 홈이 형성된 회전위치 조절홈부(41B')를 가지는 가동 지지대 (41B)를 포함하여 구성하되, 상기 회전위치 조절홈부(41B') 외측 양단에 일체로 형성된 회전축(41B")의 일단을 정역 회전모터(40C)의 구동축(40C')과 결합하고, 상기 회전축(41B")의 타단은 회전위치 조절돌기부(41A')에 뚫은 구멍에 끼운 다음 고정 너트(40C")로 결합하여 구성할 수 있고, 각도 조절용 정역 회전모터(40C)의 정역 동작시 회전하는 구동축(40C')에 의하여 회전축(41B")이 정역 회전하면서 회전위치 조절홈부(41B')를 가지는 가동 지지대 (41B)가 도 4 및 도 5와 같이 각도 조절되도록 함으로써 회전원판(43)의 각도도 따라서 조절되게 하고, 이로 인하여 회전원판(43)의 저면에 일정간격을 두고 복수의 촬영 카메라(30)의 높낮이도 조절되게 하여 상기 촬영 카메라(30)를 촬영 대상물 회전수단(20)을 구성하는 회전 테이블(21) 상부에 올려놓은 촬영 대상물(10)을 근거리 또는 원거리에서 자동으로 다양한 각도로 촬영할 수 있게 하는 것이다.
즉, 도 4와 같이 회전 테이블(21) 상부에 올려놓은 촬영 대상물(10)을 근거리에서 촬영 카메라(30)로 촬영하고자하는 경우에는 각도조절용 힌지(40A)의 정역 회전모터(40C)를 구동시켜 가동 지지대 (41B)를 회전 테이블(21) 상부 근방으로 회동시키게 함으로써 촬영 대상물(10)과 근접한 회전원판(43)의 촬영 카메라(30)로 촬영 대상물을 촬영할 수 있어 촬영 대상물(10)이 다양한 형상이나 모양을 가지거나 하는 등 요철 형상을 가지는 특이한 제품인 경우 촬영 대상물의 세밀한 부분까지도 촬영이 가능하고, 원근감을 가지는 이미지 영상을 필요로 하는 경우에는 도 5와 같이 각도조절용 힌지(40A)의 정역 회전모터(40C)를 상기와 반대로 구동시켜 가동 지지대 (41B)를 회전 테이블(21) 상부 원거리로 회동시키게 함으로써 촬영 대상물(10)을 원거리에서 촬영할 수 있게된다.
상기 촬영 대상물(10)을 올려놓고 일측 방향으로 일정 각도씩 회전시키는 촬영 대상물 회전수단(20)은 정역 서보모터(21)에 의하여 일정각도씩 정역 회전 및 정지하는 붙투명체의 회전 테이블(22)을 포함하여 구성하되, 상기 정역 서보모터(21)는 미 도시한 촬영 시스템의 하부 지지부재에 고정 설치된 구조를 제시할 수 있다.
상기에서, 촬영 카메라(30)는 회전원판(43)의 하부에 1개의 촬영 카메라(30)를 설치하여 제시할 수 있고, 실시예적으로는 4개의 촬영 카메라(30)를 회전원판(43)의 하부에 45도 각도 위치에 각각 설치되게 하되, 회전원판(43)을 45도 각도씩 회전 및 정지하도록 제어하거나 45도 보다 많거나 적게 회전 및 정지할 수 있게하고, 회전수단(20)를 구성하는 회전 테이블(22)도 45도 각도씩 회전 및 정지하도록 제어하거나 45도 보다 많거나 적게 회전 및 정지할 수 있게 제공할 수 있으며, 촬영 대상물(10) 촬영시에는 회전수단(20)의 회전 테이블(22)은 고정된 상태를 유지한 상태에서 카메라 회전수단(40)의 서보모터(42)를 구동시켜 회전원판(43)을 45도 각도씩 회전 및 정지 시킨 상태에서 촬영 카메라(30) 각각 작동시켜 회전수단(20)의 회전 테이블(22) 상부에 올려진 촬영 대상물(10)을 연속 촬영할 수 있게할 수 있디. 이 경우의 회전원판(43)은 45도 각도씩 회전 및 정지하도록 제어하거나 45도 보다 많거나 적게 회전 및 정지 시켜 촬영 대상물(10)을 회전 각도에 따른 다양한 각도에서 촬영할 수 있게할 수 있게하거나, 회전수단(20)의 회전 테이블(22) 및 회전원판(43) 각각의 회전 각도를 상호 달리 설정하여 촬영할 수 있게 제어할 수 있으며, 상기 및 이하의 설명에서 회전 테이블(22) 및 회전원판(43)의 회전 각도 및 정지시간 등은 제어 프로그램에의하여 설정 제어될 수 있다.
또 다른 실시양태는 회전수단(20)의 회전 테이블(22)을 45도 각도씩 회전 및 정지하도록 제어하거나 45도 보다 많거나 적게 회전 및 정지 시킨 상태에서 카메라 회전수단(40)의 회전원판(43)은 정지된 상태로 회전되는 촬영 대상물(10)의 상부 및 둘레를 촬영 카메라(30)에 의하여 회전 각도에 따른 다양한 각도에서 연속 촬영할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서는 도 1, 도 2 및 도4, 도 5와 같이 동일한 형태를 가지는 피사체인 촬영 대상물(10)을 회전 테이블(22) 상부 양단에 올려놓고 촬영하거나 서로 다른 형태를 가지는 피사체의 촬영 대상물(10)을 올려놓고 촬영 할 수 있으며, 이때의 촬영 대상물(10)의 위치는 하나의 회전 테이블(22)의 상호 90도 위치에 올려놓고 촬영하는 것이 바람직하나, 그 위치는 작업자가 촬영 대상물(10)의 크기나 형태에 따라 위치 변경할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 촬영 대상물(10)을 다양한 각도 및 높낮이에서 촬영할 수 있도록 함으로써 촬영 대상물(10)의 형태나 모양에 따라 특징적인 형태의 부분을 촬영하여 보다 세밀한 3차원 이미지를 생성할 수 있게되는 것이다.
도 6 ~ 도 7은 본 발명의 제2실시예를 설명하기 위한 도면으로, 이 경우의 실시예는 복수의 촬영 대상물(10)을 하나의 촬영 시스템으로 촬영하여 복수의 촬영 대상물(10)의 촬영 작업공정을 신속하게 처리하여 촬영 영상물(10)의 3차원 이미지 생성 작업 능률을 향상시켜 3차원 이미지 생성 작업비용을 크게 절감할 수 있게 하기 위한 것으로, 상기 카메라 회전수단(40)을 구성하는 회전원판(43)의 테두리에 기어부(43A)를 형성하고, 상기 기어부(43A)에 복수개의 촬영 카메라(30-1)가 하부에 부착된 제2 회전원판(43-1)의 기어부(43A-1)를 맞물리게 하되, 상기 제2 회전원판(43-1) 상부 중앙에 설치된 고정봉(42-1) 일측에 고정된 가동 지지대 (41B-1)와 고정 브라켓(41-1)의 고정 지지대(41A-1)를 제2 각도조절용 힌지(40A-1)로 결합하여 제2 카메라 회전수단(40)을 구성하고, 상기 회전 테이블(22) 구동용 서보모터(21)의 축에 설치된 제1 기어(G1)에 맞물린 동력전달 기어(G2)에 제2 기어(G3)를 맞물리게 하되, 상기 제2 기어(G3)의 축(G3-1)의 상부에 제2 회전 테이블(22-1)을 설치하여 구성할 수 있고, 상기 각도조절용 힌지(40A)와 제2 각도조절용 힌지(40A-1)는 연결봉(P)에 의하여 연결하여 각도조절용 힌지(40A) 작동 시 연결봉(P)이 회전하면서 제2 각도조절용 힌지(40A-1)의 가동 지지대 (41B-1)의 높낮이를 조절할 수 있게되며, 이는 제2 각도조절용 힌지(40A-1)의 구성을 각도조절용 힌지(40A)와동일한 구성을 통하여 이루어질 수 있다.
따라서, 제2 각도조절용 힌지(40A-1)의 작동은 제1 실시예의 각도조절용 힌지(40A) 작동과 동일하게 작동하여 2개의 회전원판(43), 제2 회전원판(43-1)이 동시에 높낮이 조절이 가능하며, 회전원판(43) 회전시 제2 회전원판(43-1)이 기어부(43A)와 기어부(43A-1)의 맞물림 회전에 의하여 반대로 회전하게되고, 이들 회전 각도 및 정지 시간 등은 제어 프로그램에 의하여 설정될 수 있고, 상기 동력전달 기어(G2)의 축(G2-1)과 제2 기어(G3)의 축(G3-1) 각각의 하부는 고정 지지부재(100)에 베어링에 의하여 회동가능하게 설치될 수 있다.
상기에서, 회전 테이블(22)의 상방에는 회전원판(43)이 위치되고, 제2 회전 테이블(22-1)의 상방에는 제2 회전원판(43-1)이 위치되게 하되, 상기 회전 테이블(22) 및 제2 회전 테이블(22-1) 각각에 촬영 대상물(10)을 올려놓고 상기 제1 실시예와 동일한 방법으로 회전 및 정지하는 촬영 대상물(10)을 촬영 카메라(30), (30-1)에 의하여 촬영할 수 있게 되므로 적어도 2개 이상의 촬영 대상물(10)을 하나의 촬영 시스템으로 촬영할 수 있게되며, 회전원판(43), 제2 회전원판(43-1) 및 회전 테이블(22) 및 제2 회전 테이블(22-1) 각각의 회전 각도 및 정지 시간 등은 제어 프로그램에 의하여 제어될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 회전 테이블을 이용한 3차원 이미지 촬영 시스템의 촬영 제어 회로 블럭도로서, 주제어부(200)와; 주제어부(200)에 의하여 제어되는 원격 카메라 구동부(210)와; 상기 원격 카메라 구동부(210)에 의하여 구동되는 촬영 카메라(30)와; 상기 주제어부(200)에 연결된 무선 통신부(220)와 무선 통신이 가능한 제1 무선 통신부(230)에 연결된 회전 테이블 제어부(240); 및 상기 회전 테이블 제어부(240)에 의하여 제어되는 서보모터(21);를 포함하여 구성하고, 무선 통신부(220)와 무선 통신이 가능한 제2 무선 통신부(250)에 연결된 회전원판(40) 제어부(260) 및 회전원판(40) 제어부(260)에 의하여 제어되는 서보모터(42) 및 각도 조절용 정역 회전모터(40C);를 포함하여 구성할 수 있고, 상기 촬영 카메라(30)에 의하여 촬영된 촬영 대상물(10)의 촬영 부분을 영상획득장치(270)에 의하여 처리되어 컴퓨터 단말기(280)에 입력처리되며, 컴퓨터 단말기(280)에 입력되는 제어신호에 의하여 제어 프로그램에 따라 서보모터 등 각 동작부가 제어될 수 있다.
이상에서 설명한 발명의 설명은 본 발명의 이해를 위하여 예를 들어 설명한 것에 불과할 뿐, 본 발명의 범위를 정하고자 하는 것이 아님을 유의하여야 한다. 본 발명의 범위는 청구범위에 기재되어 있는 사항에 의하여 정하여지며, 청구범위에 기재된 사항의 범위 내에서 구성요소의 단순한 변형이나 변경은 본 발명의 보호범위 내에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 촬영 대상물 20 : 촬영 대상물 회전수단
21 : 서보모터 22 : 회전 테이블
30 : 촬영 카메라 40 : 카메라 회전수단
40A : 각도조절용 힌지 42 : 서보모터
40C : 각도 조절용 정역 회전모터 43 : 회전원판

Claims (5)

  1. 촬영 대상물(10)을 올려놓고 일측 방향으로 일정 각도씩 회전시키는 촬영 대상물 회전수단(20)과; 상기 촬영대상물(10)로 향한 촬영 카메라(30);를 포함하여 구성하여 상기 촬영 카메라(30)에 의해 촬영 대상물(10)을 3차원적으로 촬영하기 위한 3차원 촬영장치에 있어서, 촬영 대상물(10)의 상부 및 둘레를 촬영하기 위한 촬영 카메라(30)를 일정각도 만큼씩 회전 및 정지시키는 카메라 회전수단(40)을 상기 촬영 대상물 회전수단(20) 상부에 설치하되, 상기 카메라 회전수단(40)은 촬영 시스템의 지지부재(W)에 고정 설치된 고정 브라켓(41)의 고정 지지대(41A)와 결합한 가동 지지대 (41B)끝단에 결합한 서보모터(42)의 회전축(42A)에 회전원판(43)을 회전 및 정지 가능하게 설치하고, 상기 회전원판(43)의 저면에 일정간격을 두고 복수의 촬영 카메라(30)를 설치하여 구성하되, 상기 카메라 회전수단(40)을 구성하는 고정 브라켓(41)의 고정 지지대(41A)와 가동 지지대 (41B)는 각도조절용 힌지(40A)에 의하여 결합하되,
    상기 카메라 회전수단(40)을 구성하는 회전원판(43)의 테두리에 기어부(43A)를 형성하고, 상기 기어부(43A)에 복수개의 촬영 카메라(30-1)가 하부에 부착된 제2 회전원판(43-1)의 기어부(43A-1)를 맞물리게 하되, 상기 제2 회전원판(43-1) 상부 중앙에 설치된 고정봉(42-1) 일측에 고정된 가동 지지대 (41B-1)와 고정 브라켓(41-1)의 고정 지지대(41A-1)를 제2 각도조절용 힌지(40A-1)로 결합하여 제2 카메라 회전수단(40)을 구성하고, 회전 테이블(22) 구동용 서보모터(21)의 축에 설치된 제1 기어(G1)에 맞물린 동력전달 기어(G2)에 제2 기어(G3)를 맞물리게 하되, 상기 제2 기어(G3)의 축(G3-1)의 상부에 제2 회전 테이블(22-1)을 설치하여 구성하는 것을 특징으로 하는 회전 테이블을 이용한 3차원 이미지 촬영 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각도조절용 힌지(40A)는 고정 지지대(41A)의 회전위치 조절돌기부(41A')의 돌기와 맞물리는 홈이 형성된 회전위치 조절홈부(41B')를 가지는 가동 지지대 (41B)를 포함하여 구성하되, 상기 회전위치 조절홈부(41B') 외측 양단에 일체로 형성된 회전축(41B")의 일단을 정역 회전모터(40C)의 구동축(40C')과 결합하고, 상기 회전축(41B")의 타단은 회전위치 조절돌기부(41A')에 뚫은 구멍에 끼운 다음 고정 너트(40C")로 결합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 회전 테이블을 이용한 3차원 이미지 촬영 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 각도조절용 힌지(40A)와 제2 각도조절용 힌지(40A-1)는 연결봉(P)에 의하여 연결하여 구성하는 것을 특징으로 하는 회전 테이블을 이용한 3차원 이미지 촬영 시스템.
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