JPH05304457A - 光電スイッチ - Google Patents
光電スイッチInfo
- Publication number
- JPH05304457A JPH05304457A JP13595192A JP13595192A JPH05304457A JP H05304457 A JPH05304457 A JP H05304457A JP 13595192 A JP13595192 A JP 13595192A JP 13595192 A JP13595192 A JP 13595192A JP H05304457 A JPH05304457 A JP H05304457A
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- JP
- Japan
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- light
- circuit
- output
- light projecting
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光電スイッチの検出距離調整時にも投光パル
スの輝度を一定とすること。 【構成】 発振回路１１の出力Ｖosc と、その出力を平
均化する平均化回路１４の出力Ｖavg を可変抵抗器１３
の両端に与える。そして可変抵抗器１３の出力Ｖｂをト
ランジスタ１５によって電流に変換して発光ダイオード
１６の発光電流を制御する。こうすれば可変抵抗器１３
により波高値を変化させても平均電流が一定となる。そ
うすれば調整者にとっては波高値のレベルにかかわらず
輝度が一定となり、検出距離調整が容易に行える。
スの輝度を一定とすること。 【構成】 発振回路１１の出力Ｖosc と、その出力を平
均化する平均化回路１４の出力Ｖavg を可変抵抗器１３
の両端に与える。そして可変抵抗器１３の出力Ｖｂをト
ランジスタ１５によって電流に変換して発光ダイオード
１６の発光電流を制御する。こうすれば可変抵抗器１３
により波高値を変化させても平均電流が一定となる。そ
うすれば調整者にとっては波高値のレベルにかかわらず
輝度が一定となり、検出距離調整が容易に行える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光電スイッチに関し、特
にその感度調整に特徴を有する光電スイッチに関するも
のである。
にその感度調整に特徴を有する光電スイッチに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来光電スイッチは、例えば図５に示す
ようにクロック信号を発生する発振回路１の出力を投光
素子駆動回路２及び信号処理回路３に与え、投光素子４
をパルス点灯すると共に、投光素子４と対向する位置又
は物体からの反射光を受光する位置に受光素子５を設
け、増幅回路６を介してその信号を波形整形し、発振回
路１の出力をゲート信号として信号処理回路３によって
その出力を積分・波形整形し、出力回路７より出力する
ようにしていた。しかるに反射型の光電スイッチにあっ
ては、パルス駆動される投光素子４に対応する物体検知
位置に物体を配置し、投光パルスの波高値を変えること
でその受光感度を変化させて検出距離を調整していた。
この場合には検出距離の調整を容易にするために、投光
素子として可視光の発光素子、例えば赤色の発光ダイオ
ードを使用している。そうすれば赤色光の照射位置が明
確になり、検知位置や距離の調整を容易にすることがで
きる。
ようにクロック信号を発生する発振回路１の出力を投光
素子駆動回路２及び信号処理回路３に与え、投光素子４
をパルス点灯すると共に、投光素子４と対向する位置又
は物体からの反射光を受光する位置に受光素子５を設
け、増幅回路６を介してその信号を波形整形し、発振回
路１の出力をゲート信号として信号処理回路３によって
その出力を積分・波形整形し、出力回路７より出力する
ようにしていた。しかるに反射型の光電スイッチにあっ
ては、パルス駆動される投光素子４に対応する物体検知
位置に物体を配置し、投光パルスの波高値を変えること
でその受光感度を変化させて検出距離を調整していた。
この場合には検出距離の調整を容易にするために、投光
素子として可視光の発光素子、例えば赤色の発光ダイオ
ードを使用している。そうすれば赤色光の照射位置が明
確になり、検知位置や距離の調整を容易にすることがで
きる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の光電スイッチでは、検出距離を短くしたり感度
を下げるために投光パルスの波高値を低くすれば、赤色
発光ダイオードの輝度は暗くなる。従って照射位置や検
出距離がわかりにくくなってしまうという欠点があっ
た。
な従来の光電スイッチでは、検出距離を短くしたり感度
を下げるために投光パルスの波高値を低くすれば、赤色
発光ダイオードの輝度は暗くなる。従って照射位置や検
出距離がわかりにくくなってしまうという欠点があっ
た。
【０００４】本願の請求項１，２の発明はこのような従
来の光電スイッチの問題点に鑑みてなされたものであっ
て、受光感度を投光側で調整するようにした光電スイッ
チにおいて、可視光の投光素子の輝度を常に一定に保つ
ことにより、感度調整を容易に行えるようにすることを
技術的課題とする。
来の光電スイッチの問題点に鑑みてなされたものであっ
て、受光感度を投光側で調整するようにした光電スイッ
チにおいて、可視光の投光素子の輝度を常に一定に保つ
ことにより、感度調整を容易に行えるようにすることを
技術的課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、投光パルスを発生する発振回路と、可視光を発光す
る投光素子と、発振回路の出力に基づいて投光素子を駆
動する投光素子駆動手段と、投光素子から照射された光
を受光する受光素子と、受光素子の出力変化に基づいて
物体を検出する信号処理回路と、を具備する光電スイッ
チであって、投光素子駆動手段は、投光パルスのピーク
値を調整するピーク値調整手段と、発振回路より投光パ
ルスが与えられる毎にピーク値調整手段により調整され
たピーク値を有し、その平均電流が等しい投光レベルを
設定する投光レベル設定手段と、を具備することを特徴
とするものである。
は、投光パルスを発生する発振回路と、可視光を発光す
る投光素子と、発振回路の出力に基づいて投光素子を駆
動する投光素子駆動手段と、投光素子から照射された光
を受光する受光素子と、受光素子の出力変化に基づいて
物体を検出する信号処理回路と、を具備する光電スイッ
チであって、投光素子駆動手段は、投光パルスのピーク
値を調整するピーク値調整手段と、発振回路より投光パ
ルスが与えられる毎にピーク値調整手段により調整され
たピーク値を有し、その平均電流が等しい投光レベルを
設定する投光レベル設定手段と、を具備することを特徴
とするものである。
【０００６】又本願の請求項２の発明は、投光パルスを
発生する発振回路と、発振回路より発生する投光パルス
を平均化する平均化回路と、平均化回路の出力及び発振
回路の出力が両端に接続され、その中点を調整信号とし
て出力する可変抵抗器と、可変抵抗器より出力され、そ
の電圧レベルに応じた電流に変換する投光素子駆動回路
と、投光素子駆動回路に接続されその投光電流によって
駆動され、可視光を発光する投光素子と、投光素子から
照射された光を受光する受光素子と、受光素子の出力変
化に基づいて物体を検出する信号処理回路と、を具備す
ることを特徴とするものである。
発生する発振回路と、発振回路より発生する投光パルス
を平均化する平均化回路と、平均化回路の出力及び発振
回路の出力が両端に接続され、その中点を調整信号とし
て出力する可変抵抗器と、可変抵抗器より出力され、そ
の電圧レベルに応じた電流に変換する投光素子駆動回路
と、投光素子駆動回路に接続されその投光電流によって
駆動され、可視光を発光する投光素子と、投光素子から
照射された光を受光する受光素子と、受光素子の出力変
化に基づいて物体を検出する信号処理回路と、を具備す
ることを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】このような特徴を有する本願の請求項１の発明
によれば、物体の検知距離を調整するためにピーク値調
整手段によって投光パルスのピーク値を調整しており、
この調整されたピーク値を有して平均電流が等しい投光
電流を設定するようにしている。人が目視して調整する
際には投光スポットの輝度はピーク値でなく平均電流に
よって定まるので、投光スポットの輝度は一定となる。
又本願の請求項２の発明でも投光パルスを平均化回路に
よって平均化し、発振回路の出力と平均化回路の出力と
を可変抵抗器の両端に接続し、その中点から可変抵抗器
によって設定された波高値を有し、平均電流が一定の電
圧出力を得ている。そしてこの電圧に基づいて投光素子
を駆動することによって、目視による調整時に輝度が一
定の投光スポットを得るようにしている。
によれば、物体の検知距離を調整するためにピーク値調
整手段によって投光パルスのピーク値を調整しており、
この調整されたピーク値を有して平均電流が等しい投光
電流を設定するようにしている。人が目視して調整する
際には投光スポットの輝度はピーク値でなく平均電流に
よって定まるので、投光スポットの輝度は一定となる。
又本願の請求項２の発明でも投光パルスを平均化回路に
よって平均化し、発振回路の出力と平均化回路の出力と
を可変抵抗器の両端に接続し、その中点から可変抵抗器
によって設定された波高値を有し、平均電流が一定の電
圧出力を得ている。そしてこの電圧に基づいて投光素子
を駆動することによって、目視による調整時に輝度が一
定の投光スポットを得るようにしている。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の一実施例による光電スイッチ
の投光部の構成を示すブロック図である。発振回路１１
は周期的な投光パルスを発生する発振回路であって、そ
の接地端にはアース点との間にダイオード１２が接続さ
れる。そして発振回路１１の出力Ｖosc は、可変抵抗器
１３の一端及び平均化回路１４の入力端に接続される。
平均化回路１４はこの発振回路１１の出力Ｖosc を平均
するものであって、その出力Ｖavg は可変抵抗器１３の
他端に接続される。可変抵抗器１３は光電スイッチの投
光パルス波高値を設定するピーク値調整手段であり、そ
の中点には投光素子駆動用のトランジスタ１５のベース
が接続される。トランジスタ１５のエミッタは抵抗Ｒ１
を介して接地され、コレクタは投光素子である発光ダイ
オード１６を介して電源Ｖccに接続される。ここで発光
ダイオード１６は可視光を発光する発光ダイオードとす
る。電源Ｖccには、電圧の急速な変化を防ぐためのコン
デンサＣが接続される。又トランジスタ１５のコレクタ
と接地端間には、発光ダイオード１６に発光を開始する
までのバイアス電流を与えるための定電流源１７が接続
されている。
の投光部の構成を示すブロック図である。発振回路１１
は周期的な投光パルスを発生する発振回路であって、そ
の接地端にはアース点との間にダイオード１２が接続さ
れる。そして発振回路１１の出力Ｖosc は、可変抵抗器
１３の一端及び平均化回路１４の入力端に接続される。
平均化回路１４はこの発振回路１１の出力Ｖosc を平均
するものであって、その出力Ｖavg は可変抵抗器１３の
他端に接続される。可変抵抗器１３は光電スイッチの投
光パルス波高値を設定するピーク値調整手段であり、そ
の中点には投光素子駆動用のトランジスタ１５のベース
が接続される。トランジスタ１５のエミッタは抵抗Ｒ１
を介して接地され、コレクタは投光素子である発光ダイ
オード１６を介して電源Ｖccに接続される。ここで発光
ダイオード１６は可視光を発光する発光ダイオードとす
る。電源Ｖccには、電圧の急速な変化を防ぐためのコン
デンサＣが接続される。又トランジスタ１５のコレクタ
と接地端間には、発光ダイオード１６に発光を開始する
までのバイアス電流を与えるための定電流源１７が接続
されている。
【０００９】図２（ａ）は発振回路１１の一例を示す図
である。発振回路１１は複数のインバータとＣＲ回路か
ら構成されており、その接地端は前述したように順方向
接続されたダイオード１２を介して接地されている。
である。発振回路１１は複数のインバータとＣＲ回路か
ら構成されており、その接地端は前述したように順方向
接続されたダイオード１２を介して接地されている。
【００１０】又平均化回路１４は図２（ｂ）に示すよう
に発振回路１１の出力を積分する時定数の大きい積分回
路を有しており、この積分回路による平均化出力をボル
テージフォロワを介して出力している。平滑度が不足し
ている場合には、図２（ｂ）に示す回路をシリアル接続
して構成してもよい。又この平均レベルを出力するため
に、積分回路とボルテージフォロワでなく定電圧回路に
よって構成することもできる。
に発振回路１１の出力を積分する時定数の大きい積分回
路を有しており、この積分回路による平均化出力をボル
テージフォロワを介して出力している。平滑度が不足し
ている場合には、図２（ｂ）に示す回路をシリアル接続
して構成してもよい。又この平均レベルを出力するため
に、積分回路とボルテージフォロワでなく定電圧回路に
よって構成することもできる。
【００１１】次に本実施例の動作について説明する。図
３（ａ）の実線は発振回路１１の投光パルスＶosc を示
している。ここで投光パルスＶosc はピーク値をＶｈ，
低レベルの値をＶｌとする。Ｖｌは前述したようにダイ
オード１２によって決まるため、ダイオード１２の順方
向降下電圧ＶBEと同一である。投光パルスＶosc の周期
をＴ，パルス幅をτとする。そして平均化回路１４の出
力は図３（ａ）に破線で示すようにこれを平均したレベ
ルＶavg となっている。Ｖavg は次式で示される。 Ｖavg ＝｛Ｖｌ（Ｔ−τ）＋Ｖｈ・τ｝／Ｔ・・・（１）
３（ａ）の実線は発振回路１１の投光パルスＶosc を示
している。ここで投光パルスＶosc はピーク値をＶｈ，
低レベルの値をＶｌとする。Ｖｌは前述したようにダイ
オード１２によって決まるため、ダイオード１２の順方
向降下電圧ＶBEと同一である。投光パルスＶosc の周期
をＴ，パルス幅をτとする。そして平均化回路１４の出
力は図３（ａ）に破線で示すようにこれを平均したレベ
ルＶavg となっている。Ｖavg は次式で示される。 Ｖavg ＝｛Ｖｌ（Ｔ−τ）＋Ｖｈ・τ｝／Ｔ・・・（１）
【００１２】さて可変抵抗器１３によって投光レベルを
調整するが、その設定値を図４（ａ）に示すようにθと
する。そうすれば図４（ｂ）に示す分圧出力Ｖｂはピー
ク値をＶhb，ＬレベルをＶlb，周期をＴｂ，パルス幅を
τｂ，パルス自体の波高値をＶhl，これらの平均値をＶ
avgbとすると、これらの間には以下の関係が成り立つ。 τｂ＝τ ・・・（２） Ｔｂ＝Ｔ ・・・（３） Ｖhb＝（Ｖｈ−Ｖavg ）θ＋Ｖavg ・・・（４） Ｖlb＝（Ｖｌ−Ｖavg ）θ＋Ｖavg ・・・（５）
調整するが、その設定値を図４（ａ）に示すようにθと
する。そうすれば図４（ｂ）に示す分圧出力Ｖｂはピー
ク値をＶhb，ＬレベルをＶlb，周期をＴｂ，パルス幅を
τｂ，パルス自体の波高値をＶhl，これらの平均値をＶ
avgbとすると、これらの間には以下の関係が成り立つ。 τｂ＝τ ・・・（２） Ｔｂ＝Ｔ ・・・（３） Ｖhb＝（Ｖｈ−Ｖavg ）θ＋Ｖavg ・・・（４） Ｖlb＝（Ｖｌ−Ｖavg ）θ＋Ｖavg ・・・（５）
【００１３】そして可変抵抗器１３の出力Ｖｂの平均値
Ｖavgbは図４（ｂ）より次式で示される。 Ｖavgb＝｛Ｖlb（Ｔｂ−τｂ）＋Ｖhb・τｂ｝／Ｔｂ・・・（６） ここで式（１）〜（５）を式（６）に代入すれば次式が
得られる。 Ｖavgb＝｛Ｖｌ（Ｔ−τ）＋Ｖｈ・τ｝／Ｔ・・・（７） 式（１），（７）よりＶavgbとＶavg は等しいことがわ
かる。
Ｖavgbは図４（ｂ）より次式で示される。 Ｖavgb＝｛Ｖlb（Ｔｂ−τｂ）＋Ｖhb・τｂ｝／Ｔｂ・・・（６） ここで式（１）〜（５）を式（６）に代入すれば次式が
得られる。 Ｖavgb＝｛Ｖｌ（Ｔ−τ）＋Ｖｈ・τ｝／Ｔ・・・（７） 式（１），（７）よりＶavgbとＶavg は等しいことがわ
かる。
【００１４】一方Ｖｂの波高値Ｖhlは、式（４），
（５）より以下のように示される。 Ｖhl＝Ｖhb−Ｖlb＝（Ｖｈ−Ｖｌ）θ・・・（８） 式（８）より明らかなように、Ｖｂの波高値は投光量調
整用の可変抵抗器１３の設定値θに比例することとな
る。
（５）より以下のように示される。 Ｖhl＝Ｖhb−Ｖlb＝（Ｖｈ−Ｖｌ）θ・・・（８） 式（８）より明らかなように、Ｖｂの波高値は投光量調
整用の可変抵抗器１３の設定値θに比例することとな
る。
【００１５】こうして得られた調整出力Ｖｂはトランジ
スタ１５のベースに与えられ、そのベース電圧によって
投光素子である発光ダイオード１６の電流が規定され
る。発光ダイオード１６には定電流源１７より一定の電
流が流れているため、トランジスタ１５を流れる電流に
よってその輝度が直接変化する。従って電圧Ｖｂに応じ
た輝度で発光ダイオード１６をパルス点灯することがで
きる。ここで分圧結果の電圧Ｖｂは以下のような特徴を
持っている。 （１）分圧した結果の平均値Ｖavgbは可変抵抗器１３の
設定に無関係にＶavgに等しい。 （２）分圧結果の波高値Ｖhlは可変抵抗器１３の設定値
θに比例する。 （３）分圧結果は可変抵抗器１３のθが０（ＭＩＮ）の
ときはＶavg に等しい。 （４）分圧結果は可変抵抗器１３の設定がθ＝１（ＭＡ
Ｘ）のときＶosc に等しい。 こうすれば投光電流の平均値を常に一定とすることがで
きる。
スタ１５のベースに与えられ、そのベース電圧によって
投光素子である発光ダイオード１６の電流が規定され
る。発光ダイオード１６には定電流源１７より一定の電
流が流れているため、トランジスタ１５を流れる電流に
よってその輝度が直接変化する。従って電圧Ｖｂに応じ
た輝度で発光ダイオード１６をパルス点灯することがで
きる。ここで分圧結果の電圧Ｖｂは以下のような特徴を
持っている。 （１）分圧した結果の平均値Ｖavgbは可変抵抗器１３の
設定に無関係にＶavgに等しい。 （２）分圧結果の波高値Ｖhlは可変抵抗器１３の設定値
θに比例する。 （３）分圧結果は可変抵抗器１３のθが０（ＭＩＮ）の
ときはＶavg に等しい。 （４）分圧結果は可変抵抗器１３の設定がθ＝１（ＭＡ
Ｘ）のときＶosc に等しい。 こうすれば投光電流の平均値を常に一定とすることがで
きる。
【００１６】尚本実施例では調整後も投光素子の平均電
流を波高値の調整にかかわらず一定になるようにしてい
るが、調整後は発振回路の出力に応じて可変抵抗器Ｖｂ
に設定した電圧を選択することによって投光素子で消費
する電力を少なくするように構成することも可能であ
る。
流を波高値の調整にかかわらず一定になるようにしてい
るが、調整後は発振回路の出力に応じて可変抵抗器Ｖｂ
に設定した電圧を選択することによって投光素子で消費
する電力を少なくするように構成することも可能であ
る。
【００１７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、投光パルスの波高値のみを調整によって変化させて
も、投光パルスの平均値を常に一定に保つことができ
る。従って投光素子の投光パルスの波高値を調整によっ
て検出距離や感度を調整する際にも、調整者にとっては
投光スポットの明るさには変化はないものと認識され
る。それ故光電スイッチの検出位置の調整を容易に行う
ことができるという効果が得られる。
ば、投光パルスの波高値のみを調整によって変化させて
も、投光パルスの平均値を常に一定に保つことができ
る。従って投光素子の投光パルスの波高値を調整によっ
て検出距離や感度を調整する際にも、調整者にとっては
投光スポットの明るさには変化はないものと認識され
る。それ故光電スイッチの検出位置の調整を容易に行う
ことができるという効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例による光電スイッチの投光部
の構成を示す回路図である。
の構成を示す回路図である。
【図２】（ａ）は本実施例に用いる発振回路の一例を示
す回路図、（ｂ）は平均化回路の構成を示す回路図であ
る。
す回路図、（ｂ）は平均化回路の構成を示す回路図であ
る。
【図３】（ａ）は発振回路及び平均化回路の出力を示す
波形図、（ｂ）は可変抵抗器の中点出力を示す波形図で
ある。
波形図、（ｂ）は可変抵抗器の中点出力を示す波形図で
ある。
【図４】（ａ）は可変抵抗器１４の設定を示す図、
（ｂ）はその出力電圧を示す図である。
（ｂ）はその出力電圧を示す図である。
【図５】従来の光電スイッチの全体構成を示すブロック
図である。
図である。
１１ 発振回路 １２ ダイオード １３ 可変抵抗器 １４ 平均化回路 １５ トランジスタ １６ 発光ダイオード １７ 定電流回路
Claims (2)
- 【請求項１】 投光パルスを発生する発振回路と、 可視光を発光する投光素子と、 前記発振回路の出力に基づいて前記投光素子を駆動する
投光素子駆動手段と、 前記投光素子から照射された光を受光する受光素子と、 前記受光素子の出力変化に基づいて物体を検出する信号
処理回路と、を具備する光電スイッチにおいて、 前記投光素子駆動手段は、投光パルスのピーク値を調整
するピーク値調整手段と、前記発振回路より投光パルス
が与えられる毎に前記ピーク値調整手段により調整され
たピーク値を有し、その平均電流が等しい投光レベルを
設定する投光レベル設定手段と、を具備することを特徴
とする光電スイッチ。 - 【請求項２】 投光パルスを発生する発振回路と、 前記発振回路より発生する投光パルスを平均化する平均
化回路と、 前記平均化回路の出力及び前記発振回路の出力が両端に
接続され、その中点を調整信号として出力する可変抵抗
器と、 前記可変抵抗器より出力され、その電圧レベルに応じた
電流に変換する投光素子駆動回路と、 前記投光素子駆動回路に接続されその投光電流によって
駆動され、可視光を発光する投光素子と、 前記投光素子から照射された光を受光する受光素子と、 前記受光素子の出力変化に基づいて物体を検出する信号
処理回路と、を具備することを特徴とする光電スイッ
チ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13595192A JPH05304457A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 光電スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13595192A JPH05304457A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 光電スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05304457A true JPH05304457A (ja) | 1993-11-16 |
Family
ID=15163658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13595192A Pending JPH05304457A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 光電スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05304457A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009168492A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Anywire:Kk | 光電センサシステム |
| CN107332548A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-11-07 | 江门市江海区凯辉光电器材厂有限公司 | 一种光电开关 |
-
1992
- 1992-04-27 JP JP13595192A patent/JPH05304457A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009168492A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Anywire:Kk | 光電センサシステム |
| CN107332548A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-11-07 | 江门市江海区凯辉光电器材厂有限公司 | 一种光电开关 |
| CN107332548B (zh) * | 2017-07-27 | 2023-09-12 | 江门市江海区凯辉光电器材厂有限公司 | 一种光电开关 |
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