KR20140078018A - 보이스 코일 모터 - Google Patents

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Abstract

보이스 코일 모터는 렌즈를 고정하는 보빈의 외주면에 등 간격으로 형성된 오토 포커스 마그네트들 및 상기 보빈의 상기 외주면 중 상기 오토 포커스 마그네트들 사이에 배치된 손떨림 보정 마그네트를 포함하는 가동자; 상기 오토 포커스 마그네트들과 각각 마주하는 오토 포커스 코일 블럭들, 상기 손떨림 보정 마그네트들과 각각 마주하는 손떨림 보정 마그네트 및 상기 오토 포커스 코일 블럭 및 상기 손떨림 보정 마그네트를 고정하는 하우징을 포함하는 고정자; 상기 고정자에 대하여 상기 가동자를 탄력적으로 지지하는 탄성 부재; 상기 고정자를 서포트 하는 베이스; 및 상기 하우징을 덮으며 상기 베이스에 결합 되는 케이스를 포함한다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}
본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것으로 특히, 본 발명은 베이스로부터 플로팅되어 양방향으로 구동되면서 오토 포커스 기능 및 오토 포커스 중 손떨림 보정을 함께 구현하는 보이스 코일 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 피사체를 디지털 이미지 또는 동영상으로 저장하는 카메라 모듈이 장착된 휴대폰 또는 스마트폰이 개발되고 있다.
종래 카메라 모듈은 렌즈 및 렌즈를 통과한 광을 디지털 이미지로 변환하는 이미지 센서 모듈을 포함한다.
그러나, 종래 카메라 모듈은 렌즈 및 이미지 센서 모듈 사이의 간격을 자동으로 조절하는 오토 포커싱 기능이 없어 고품질 디지털 이미지를 획득하기 어려우며 사용자의 손이 흔들림에 따라 발생 되는 손떨림에 의한 이미지 품질 저하가 발생 되는 문제점을 갖는다.
본 발명은 구동 신호가 인가되지 않았을 때 렌즈를 포함하는 가동자를 베이스로부터 플로팅 시켜 양방향으로 포커싱 동작 및 포커싱 동작 중 손떨림 보정 기능을 함께 수행하는 보이스 코일 모터를 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일실시예로서, 보이스 코일 모터는 렌즈를 고정하는 보빈의 외주면에 등 간격으로 형성된 오토 포커스 마그네트들 및 상기 보빈의 상기 외주면 중 상기 오토 포커스 마그네트들 사이에 배치된 손떨림 보정 마그네트를 포함하는 가동자; 상기 오토 포커스 마그네트들과 각각 마주하는 오토 포커스 코일 블럭들, 상기 손떨림 보정 마그네트들과 각각 마주하는 손떨림 보정 마그네트 및 상기 오토 포커스 코일 블럭 및 상기 손떨림 보정 마그네트를 고정하는 하우징을 포함하는 고정자; 상기 고정자에 대하여 상기 가동자를 탄력적으로 지지하는 탄성 부재; 상기 고정자를 서포트 하는 베이스; 및 상기 하우징을 덮으며 상기 베이스에 결합 되는 케이스를 포함한다.
본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 보빈의 외주면에 오토 포커싱 및 손떨림 보정을 위한 마그네트들을 교대로 형성하고, 보빈과 마주하는 고정자의 하우징에는 오토 포커싱을 위한 마그네트 및 손떨림 보정을 위한 마그네트와 대응하는 위치에 배치된 코일 블럭을 배치하여 오토 포커싱 및 손떨림 보정을 독자적으로 또는 오토 포커싱 중 손떨림 보정을 수행하여 오토 포커싱 및 손떨림 보정을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 조립 단면도이다.
도 3은 도 1 중 베이스, 가동자, 오토 포커스 코일 블럭 및 손떨림 보정 코일 블럭을 발췌 도시한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 조립 단면도이다. 도 3은 도 1 중 베이스, 가동자, 오토 포커스 코일 블럭 및 손떨림 보정 코일 블럭을 발췌 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 보이스 코일 모터(800)는 오토 포커스 기능 및 손떨림 보정 기능을 함께 수행한다.
오토 포커스 기능은 가동자(100)를 고정자(200)로부터 구동시키는 기능으로,오토 포커스 기능을 수행하기 위해서 렌즈가 탑재되어 포커스 기능을 수행하는 가동자(100) 및 베이스(300)는 가동자(100) 및/또는 고정자(200)에 구동 신호가 인가되지 않았을 때 상호 이격 된다.
베이스(300)로부터 플로팅 된 가동자(100)에 가동자(100)를 상승시키는 정방향 전류와 같은 구동 신호가 인가됨에 따라 가동자(100)는 베이스(300)와 멀어지는 제1 방향으로 구동되면서 특정 포커스 기능을 수행한다.
또한, 베이스(300)로부터 플로팅 된 가동자(100)에 가동자(100)를 하강시키는 역방향 전류와 같은 구동 신호가 인가됨에 따라 가동자(100)는 베이스(300)와 가까워지는 제2 방향으로 구동되면서 특정 포커스 기능을 수행한다.
이와 같이 베이스(300)에 대하여 플로팅 된 가동자(100)에 서로 다른 구동 신호를 인가하여 양방향으로 가동자(100)를 구동 시킬 경우, 전류량을 감소시켜 소모 전류량을 감소시키고 이로 인해 저소비전력 특성을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 가동자(100)의 구동 거리를 감소시켜 가동자(100)의 포커싱 동작에 소요되는 시간을 보다 감소시킬 수 있다.
또한, 가동자(100)와 마주하는 고정자에는 손떨림 보정 기능을 수행하는 마그네트 및 코일 블럭이 배치되어 가동자(100)가 오토 포커스 동작을 수행하는 도중 손떨림 보정 기능을 함께 수행한다.
이하, 이와 같이 양방향 구동에 의한 오토 포커스 기능 및 손떨림 보정 기능을 갖는 보이스 코일 모터(800)의 보다 구체적인 구성을 설명하기로 한다.
보이스 코일 모터(800)는 가동자(100), 고정자(200), 탄성 부재(250), 베이스(300) 및 케이스(400)를 포함한다.
가동자(100)는 보빈(110), 오토 포커스 마그네트(120) 및 손떨림 보정 마그네트(130)를 포함한다.
가동자(100)는 후술 될 고정자(200)와의 작용에 의하여 베이스(300)의 상부에서 업-다운되면서 오토 포커싱 기능을 수행 및 베이스(300)의 상부에서 틸팅 되면서 손떨림 보정 기능을 함께 수행한다.
보빈(110)은, 예를 들어, 원통 형상으로 형성되며, 보빈(110)의 내주면에는 렌즈(미도시)와 결합 되기 위한 암나사부가 형성된다.
보빈(110)에는 각각 후술 될 탄성 부재(250)와 결합하기 위한 결합 돌기(112)가 형성된다.
보빈(110)의 외주면은 곡선 구간 및 직선 구간이 교대로 형성된 형상으로 형성되며, 보빈(110)의 외주면에는 4 개의 직선 구간들 및 4 개의 곡선 구간들이 형성된다.
보빈(110)의 외주면에 형성된 4 개의 직선 구간들의 하단에는 보빈(110)의 외주면으로부터 돌출된 서포트부(114)가 형성되고, 보빈(110)의 외주면에 형성된 4 개의 곡선 구간들에는 보빈(110)의 외주면으로부터 오목하게 함몰된 홈(116)들이 형성된다.
오토 포커스 마그네트(120)는 보빈(110)의 외주면에 형성된 4 개의 직선 구간들에 각각 배치되며, 오토 포커스 마그네트(120)는 서포트부(114)에 의하여 지지된다. 오토 포커스 마그네트(120)는 평판 마그네트 형상으로 형성되며, 오토 포커스 마그네트(120)는 제1 사이즈로 형성된다.
오토 포커스 마그네트(120)는 접착제 등에 의하여 보빈(110)의 외주면에 접착될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 오토 포커스 마그네트(120)는 보빈(110)의 외주면에 등 간격으로 형성되며, 오토 포커스 마그네트(120)는 보빈(110)의 외주면에 90°간격으로 4 개가 배치된다.
손떨림 보정 마그네트(130)는 보빈(110)의 곡선 구간에 형성된 홈(116)들에 배치되며, 따라서, 손떨림 보정 마그네트(130)는 오토 포커스 마그네트(120)들의 사이에 배치된다.
손떨림 보정 마그네트(130)는 오토 포커스 마그네트(120)들의 사이에 짝수개가 등 간격으로 형성되며, 예를 들어, 손떨림 보정 마그네트(130)는 오토 포커스 마그네트(120)들의 사이에 각각 배치되며, 손떨림 보정 마그네트(130)는, 예를 들어, 4 개로 형성될 수 있다.
손떨림 보정 마그네트(130)는 접착제 등에 의하여 보빈(110)의 외주면에 형성된 홈(116)에 접착될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 손떨림 보정 마그네트(130)는 오토 포커스 마그네트(120)의 제1 사이즈보다 작은 제2 사이즈로 형성되는데, 이는 오토 포커싱에 소요되는 자기력이 손떨림 보정을 구현하는데 필요한 자기력보다 크고, 보빈(110)의 외주면 면적은 한정되어 있기 때문이다.
고정자(200)는 하우징(210), 오토 포커스 코일 블럭(220) 및 손떨림 보정 코일 블럭(230)을 포함한다. 이에 더하여, 고정자(200)는 터미널 핀(240)을 포함할 수 있다.
하우징(210)은, 예를 들어, 하면이 개구된 사각 통 형상을 갖는다. 하우징(210)은, 예를 들어, 합성 수지를 이용한 사출공정에 의하여 형성될 수 있다.
하우징(210)의 내부에는 가동자(100)가 배치되며, 하우징(210)은 가동자(100)의 보빈(110)의 외주면에 배치된 오토 포커스 마그네트(120) 및 손떨림 보정 마그네트(130)를 감싼다.
하우징(210)을 이루는 4 개의 측벽(214)들은 각각 플레이트 형상으로 형성되며, 하우징(210)의 측벽(214)의 외측면 또는 내측면에는 오토 포커스 코일 블럭(220) 및 손떨림 보정 코일 블럭(230)을 수납하는 홈이 형성될 수 있다.
오토 포커스 코일 블럭(220)은 하우징(210)의 내부에 배치된 보빈(110)의 외주면에 배치된 각 오토 포커스 마그네트(120)들과 마주하게 배치된다.
오토 포커스 코일 블럭(220)은 코일을 장방형 형상으로 권선하여 형성되며, 오토 포커스 코일 블럭(220)은 오토 포커스 마그네트(120)들의 제1 사이즈와 동일한 사이즈로 형성된다.
보빈(110)의 외주면에는 등 간격으로 4 개의 오토 포커스 마그네트(120)들이 배치되기 때문에 하우징(210)에 배치되는 오토 포커스 코일 블럭(220)들 역시 하우징(210)에 등 간격으로 4 개가 배치된다.
오토 포커스 코일 블럭(220)은 구동 신호에 의하여 전자기력을 발생시키고 오토 포커스 코일 블럭(220)으로부터 발생된 전자기력은 오토 포커스 마그네트(120)들과 반응하여 가동자(100)를 베이스(300)로부터 멀어지는 방향 또는 가동자(100)를 베이스(300)에 대하여 가까워지는 방향으로 각각 구동하는 역할을 한다.
본 발명의 일실시예에서, 오토 포커스 코일 블럭(220)의 양쪽 단자들 중 하나는 공통적으로 전기적으로 연결된다.
손떨림 보정 코일 블럭(230)는 하우징(210)에 결합 되며, 손떨림 보정 코일 블럭(230)는 하우징(210)의 내부에 배치된 보빈(110)의 외주면에 배치된 각 손떨림 보정 마그네트(130)와 대응하는 위치에 배치된다.
손떨림 보정 코일 블럭(230)은 코일을 장방형 형상으로 권선하여 형성되며, 손떨림 보정 코일 블럭(220)은 손떨림 보정 마그네트(130)의 제2 사이즈와 동일한 사이즈로 형성된다.
보빈(110)의 외주면에는 등 간격으로 손떨림 보정 마그네트(130)들이 배치되기 때문에 하우징(210)에 배치되는 손떨림 보정 코일 블럭(230)들 역시 하우징(210)에 등 간격으로 4 개가 배치된다.
4 개의 손떨림 보정 코일 블럭(230)들은 상호 마주하게 배치된 한 쌍의 손떨림 보정 코일 블럭(230)에 각각 자이로 센서로부터 감지된 손떨림에 대응하여 서로 다른 구동신호가 인가되어 손떨림을 방지한다.
본 발명의 일실시예에서, 손떨림 보정 마그네트(130)와 손떨림 보정 코일 블럭(230)에 의한 손떨림 보정 기능은 오토 포커스 마그네트(120)와 오토 포커스 코일 블럭(110)에 의한 오토 포커스가 완료된 후 수행될 수 있다.
이와 다르게, 손떨림 보정 마그네트(130)와 손떨림 보정 코일 블럭(230)에 의한 손떨림 보정 기능은 오토 포커스 마그네트(120)와 오토 포커스 코일 블럭(110)에 의한 오토 포커스가 수행되는 도중 수행될 수 있다.
한편, 하우징(210) 중 각 손떨림 보정 코일 블럭(230)의 양쪽 단부들 및 오토 포커스 코일 블럭(220)의 양쪽 단부들과 대응하는 위치에는 각각 손떨림 보정 코일 블럭(230) 및 오토 포커스 코일 블럭(220)에 외부로부터 인가된 구동 신호를 인가하는 터미널 핀(240)이 배치될 수 있고, 터미널 핀(240)은 하우징(210)내에 인서트 될 수 있다.
터미널 핀(240)는 얇은 두께로 형성된 금속 플레이트 형태로 제작되며, 터미널 핀(240) 전기적 접속 특성을 향상시키기 위해 도금층이 형성될 수 있다.
비록 본 발명의 일실시예에서 하우징(210)의 측벽(214)의 외측면 또는 내측면에 오토 포커스 코일 블럭(220) 및 손떨림 보정 코일 블럭(230)이 형성되는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게 제1 구동부(120)와 대응하는 하우징(210)에 관통홀을 형성하여도 무방하다.
베이스(300)는 직육면체 형상으로 형성되며, 베이스(300)의 중앙부에는 개구(305)가 형성된다. 베이스(300)에는 하우징(200)과 결합 되기 위한 결합 기둥(310)이 돌출된다.
베이스(300)의 결합 기둥(310) 및 결합 기둥(310)과 대응하는 하우징(200)에 형성된 결합홈은 상호 끼워 맞춤 방식으로 결합 된다.
베이스(300)의 후면에는 IR 필터 및 이미지 센서 모듈이 장착될 수 있다.
베이스(300)의 상면에는 가동자(100)의 보빈(110)과 베이스(300)가 접촉되었을 때 가동자(100) 및 후술 될 탄성 부재(250)에 충격이 가해지는 것을 방지하는 충격 흡수 부재(250)가 배치될 수 있다.
충격 흡수 부재(250)는, 예를 들어, 탄성을 갖는 고무 재질, 탄성을 갖는 합성 수지 재질로 이루어질 수 있다.
케이스(400)는 가동자(100)를 감싸는 고정자(200)를 감싸며, 고정자(200)의 오토 포커스 코일 블럭(220) 및 손떨림 코일 블럭(230)으로부터 발생 된 전자기파 또는 외부로부터 전자기파가 오토 포커스 코일 블럭(220) 및 손떨림 코일 블럭(230)으로 인가되는 것을 방지한다.
케이스(400)는 전자기파를 차단하기 위해 금속판을 프레스 가공하여 형성할 수 있다.
케이스(400)는 상판(410) 및 측면판(420)을 포함한다. 상판(410) 및 측면판(420)은 일체로 형성된다.
상판(410)은, 평면상에서 보았을 때, 사각 플레이트 형상으로 형성되며, 상판(410)의 중앙부에는 가동자(100)의 보빈(110)에 고정된 렌즈를 노출하는 개구가 형성된다.
측면판(420)은 상판(410)의 테두리로부터 고정자(200)의 하우징(210)의 측벽(214)의 외측면을 따라 연장되며, 측면판(420)은 베이스(300)에 고정된다.
탄성 부재(250)는 가동자(100)의 상단에 결합 되어 가동자(100)를 탄력적으로 지지하며, 탄성 부재(250)는 가동자(100) 및/또는 고정자(200)에 구동 신호가 인가되지 않았을 때, 가동자(100)가 베이스(300)로부터 플로팅 되도록 가동자(100)를 탄력적으로 지지한다.
탄성 부재(250)가 가동자(100)를 베이스(300)의 상면으로부터 플로팅 되도록 함으로써 가동자(100)는 베이스(300)에 대하여 양방향으로 구동되면서 포커싱 동작을 수행 또는 손떨림 보정을 수행 할 수 있게 된다.
탄성 부재(250)는 상부 탄성 부재(260) 및 하부 탄성 부재(270)를 포함한다.
상부 탄성 부재(260)는 내측 탄성부(262), 외측 탄성부(264) 및 연결 탄성부(266)를 포함한다.
내측 탄성부(262)는 보빈(110)의 상단에 형성된 결합 돌기(112)에 결합 되며, 내측 탄성부(262)는, 예를 들어, 원형 링 형상으로 형성될 수 있다.
외측 탄성부(264)는 내측 탄성부(622)의 외측에 배치되며, 외측 탄성부(264)는, 예를 들어, 사각 띠 형상으로 형성되며, 외측 탄성부(264)는 하우징(210)의 상면에 배치된다.
연결 탄성부(266)는 외측 탄성부(264) 및 내측 탄성부(262)를 연결하여 내측 탄성부(262)에 탄성을 부여한다.
연결 탄성부(266)는 지그재그 형태로 구부러져 탄성을 발생시키는 긴 띠 형상으로 형성된다. 연결 탄성부(266)는, 예를 들어, 내측 탄성부(262)를 기준으로 대칭 형상으로 형성될 수 있다. 이와 다르게, 연결 탄성부(266)는 내측 탄성부(262)를 기준으로 비대칭 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 하부 탄성 부재(270)는, 상부 탄성 부재(260)와 유사한 형상으로 형성되며, 하부 탄성 부재(270)는 보빈(110)의 하면에 결합 되어 보빈(110)을 탄력적으로 지지한다.
본 발명의 일실시예에서, 탄성 부재(250)의 각 연결 탄성부(266)는 예를 들어 동일한 탄성 계수를 가질 수 있다. 이와 다르게, 탄성 부재(250)의 각 연결 탄성부(266)는 서로 다른 탄성 계수로 형성되어도 무방하다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 보빈의 외주면에 오토 포커싱 및 손떨림 보정을 위한 마그네트들을 교대로 형성하고, 보빈과 마주하는 고정자의 하우징에는 오토 포커싱을 위한 마그네트 및 손떨림 보정을 위한 마그네트와 대응하는 위치에 배치된 코일 블럭을 배치하여 오토 포커싱 및 손떨림 보정을 독자적으로 또는 오토 포커싱 중 손떨림 보정을 수행하여 오토 포커싱 및 손떨림 보정을 수행할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
800...보이스 코일 모터 100...가동자
200...고정자 250...탄성 부재
300...베이스 400...케이스

Claims (13)

  1. 렌즈를 고정하는 보빈의 외주면에 등 간격으로 형성된 오토 포커스 마그네트들 및 상기 보빈의 상기 외주면 중 상기 오토 포커스 마그네트들 사이에 배치된 손떨림 보정 마그네트를 포함하는 가동자;
    상기 오토 포커스 마그네트들과 각각 마주하는 오토 포커스 코일 블럭들, 상기 손떨림 보정 마그네트들과 각각 마주하는 손떨림 보정 마그네트 및 상기 오토 포커스 코일 블럭 및 상기 손떨림 보정 마그네트를 고정하는 하우징을 포함하는 고정자;
    상기 고정자에 대하여 상기 가동자를 탄력적으로 지지하는 탄성 부재;
    상기 고정자를 서포트 하는 베이스; 및
    상기 하우징을 덮으며 상기 베이스에 결합 되는 케이스를 포함하는 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오토 포커스 마그네트들은 상기 보빈의 외주면에 4 개가 등 간격으로 형성된 보이스 코일 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 손떨림 보정 마그네트들은 상기 보빈의 외주면에 짝수개가 등 간격으로 형성된 보이스 코일 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 손떨림 보정 마그네트들은 보빈의 외주면에 4 개가 등 간격으로 형성된 보이스 코일 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보빈의 외주면에는 상기 오토 포커스 마그네트들 및 상기 손떨림 보정 마그네트들을 수납하는 홈이 형성된 보이스 코일 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 오토 포커스 코일 블럭의 단자들 중 하나는 공통적으로 전기적으로 연결된 보이스 코일 모터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 오토 포커스 코일 블럭들에 구동 전류가 인가되지 않았을 때 상기 보빈의 하면은 상기 베이스의 상면으로부터 이격된 보이스 코일 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보빈과 마주하는 상기 베이스의 상면에는 충격 흡수 부재가 배치된 보이스 코일 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 오토 포커스 코일 블럭 및 상기 손떨림 보정 코일 블럭과 전기적으로 결합되는 터미널 핀을 포함하는 보이스 코일 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 상기 하우징에 결합되는 외측 탄성 부재, 상기 보빈에 결합되는 내측 탄성 부재 및 상기 외측 및 내측 탄성 부재들을 연결하는 연결 탄성 부재를 포함하는 보이스 코일 모터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 연결 탄성 부재들은 복수개가 등 간격으로 상기 외측 및 내측 탄성 부재들에 결합되며, 상기 연결 탄성 부재들의 각 탄성 계수는 동일한 보이스 코일 모터.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 연결 탄성 부재들은 비대칭 형상으로 형성된 보이스 코일 모터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 오토 포커스 코일 블럭들은 제1 사이즈로 형성되고, 상기 손떨림 보정 코일 블럭은 상기 제1 사이즈보다 작은 제2 사이즈로 형성된 보이스 코일 모터.
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