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CN210324137U - 用于包含至少一个触摸按钮的装置的结构和组合件 - Google Patents

用于包含至少一个触摸按钮的装置的结构和组合件 Download PDF

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CN210324137U
CN210324137U CN201790001376.1U CN201790001376U CN210324137U CN 210324137 U CN210324137 U CN 210324137U CN 201790001376 U CN201790001376 U CN 201790001376U CN 210324137 U CN210324137 U CN 210324137U
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touch button
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刘东泰
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Original Assignee
Texas Instruments Inc
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Publication date
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Abstract

本申请实施例涉及一种用于包含至少一个触摸按钮的装置的结构和组合件。在所描述的实例中，一种用于移动通信或其它装置的触摸按钮结构包含：传感器槽，其具有形成在装置壁中的前侧及后侧槽壁，触摸按钮区域的内表面形成前侧槽壁；及传感器组件，其插入传感器槽内。传感器组件包含：感测元件，其可操作以响应于触摸按钮区域的触摸按压而感测前侧槽壁朝向感测元件的触摸偏转；及前侧及后侧弹性绝缘保持层压板，其粘附到感测元件的前/后侧。前/后侧弹性层压板是可压缩的以用于将传感器组件插入到传感器槽中，并且当插入时，可解压缩以分别接触前侧及后侧槽壁，并且至少前侧弹性层压板可响应于前侧槽壁在感测元件的方向上的偏转而压缩。

Description

用于包含至少一个触摸按钮的装置的结构和组合件
技术领域
此涉及用于固定用于触摸按钮的触摸传感器组合件的设备及方法，例如用于移动通信装置。
背景技术
移动/便携式个人通信/计算装置通常包含集成到装置壳体中(例如在侧壁边缘上)的物理/机械按钮。此类机械触摸按钮区别于装置屏幕上界定的电容性触摸按钮。
触摸感测技术可用于替换这些物理/机械按钮。触摸感测可用于检测触摸按钮表面上界定的触摸按钮的触摸按压，例如基于触摸表面偏转/位移。触摸传感器组合件在触摸按钮区域内侧安置在装置壳体内。触摸感测可基于使用传感器电感线圈的电感感测，或使用传感器电容电极的电容型感测，或使用传感器压敏电阻器的电阻性感测。
实用新型内容
在所描述的实例中，一种触摸传感器结构可用于包含用于触摸输入的至少一个触摸按钮的装置中，所述装置包含在装置壁上界定的触摸按钮区域以包含外触摸按钮表面。所述触摸传感器结构可包含传感器槽及插入在所述传感器槽内并与前侧及后侧槽壁间隔开的传感器组件。传感器槽可包含在所述触摸按钮区域处的所述装置壁中形成的前侧及后侧槽壁，所述触摸按钮区域的内表面形成所述前侧槽壁。所述传感器组件可包含感测元件，所述传感器元件可操作以响应于所述触摸按钮表面的触摸按压而感测朝向所述感测元件的所述前侧槽壁的触摸偏转，且前侧及后侧弹性保持层压板分别贴附到所述感测元件的前侧及后侧：所述前/后侧弹性保持层压板可压缩以用于将所述传感器组件插入到所述传感器槽中，并且当所述传感器组件插入在所述传感器槽内时，可解压缩以分别接触所述前侧及后侧槽壁。
在另外实例中，一种触摸传感器组合件可用于包含用于触摸输入的至少一个触摸按钮的装置中，所述装置包含在装置壁上界定的触摸按钮区域以包含外触摸按钮表面，所述装置包含具有在所述触摸按钮区域处的所述装置壁中形成的前侧及后侧槽壁的传感器槽，所述触摸按钮区域的内表面形成所述前侧槽壁。所述触摸传感器组合件可包含具有感测元件的传感器组件，所述感测元件可操作以响应于所述触摸按钮表面的触摸按压而感测朝向所述感测元件的所述前滑动槽壁的触摸偏转，且可包含分别贴附到所述感测元件的前侧及后侧的前侧及后侧弹性保持层压板，其中所述前/后侧弹性保持层压板可压缩以用于将所述传感器组件插入到所述传感器槽中，并且当所述传感器组件插入在所述传感器槽内时，可解压缩以分别接触所述前侧及后侧槽壁。
在更多实例中，一种提供触摸输入的方法可与包含在装置壁上界定的至少一个触摸按钮区域以包含外触摸按钮表面的装置一起使用。所述方法包含：在所述触摸按钮区域处的所述装置壁中形成具有前侧及后侧槽壁的传感器槽，所述触摸按钮区域的内表面形成所述前侧槽壁；提供感测元件，所述感测元件可操作以响应于所述触摸按钮表面的触摸按压而感测朝向所述感测元件的前滑动槽壁的触摸偏转；以及粘附到分别粘附到所述感测元件的前侧及后侧的感测元件前侧及后侧弹性保持层压板。所述方法进一步包含：压缩所述前侧及后侧弹性保持层压板；插入所述感测元件，其中前侧及后侧弹性保持元件被压入到所述传感器槽中；以及允许所述前侧及后侧弹性保持层压板解压缩以分别接触所述前侧及后侧槽壁。
附图说明
图1A及1B说明根据实例实施例的包含两个双触摸按钮(15)(在图1B中详细展示)的实例移动通信装置壳体(10)，每一触摸按钮结构(100A)包含在触摸按钮区域(15A)的内侧的触摸传感器槽(17A)，并且具有插入的触摸传感器组件(110A)，所述触摸传感器组合件通过弹性保持层压板(图1A到1B)保持/固定在触摸传感器槽内。
图2A说明实施为Flex PCB(221)的实例触摸传感器(220)，其具有印刷感测电感器线圈(222)及到用于耦合到传感器电子器件(未展示)的迹线耦合器(223、224)的迹线互连件。
图2B说明实例弹性绝缘保持层压板(230)。
图2C说明实例触摸传感器组合件(210)，其具有粘附到实例触摸传感器Flex PCB(221)的前/后侧弹性保持层压板(230AB)。
图3A及3B说明实例触摸传感器组合件(310)，其具有未经压缩(图3A，330A1/330B1) 及经压缩(图3B，350A2/350B2)以用于插入触摸传感器槽的前/后侧弹性保持层压板。
图3C及3D说明实例触摸按钮结构(300)，其中实例触摸传感器组件(310)(包含触摸传感器(321))插入传感器槽(37)内，其中前/后侧保持层压板被压缩以用于插入(图3C，330A2/330B2)，并且在解压缩之后(图3D，330A1/330B1)，触摸传感器组合件通过与槽壁接触的经解压缩前/后侧保持层压板固定在传感器槽内。
图4A及4B说明具有触摸按钮(45)的实例装置(40A，40B)，触摸按钮(45)用实例触摸传感器结构(400)实施，触摸传感器结构(400)包含通过前/后侧弹性保持层压板 (430A/430B)固定在触摸传感器槽(47)内的实例触摸传感器组合件(410)(触摸传感器421)。图4A说明具有粘着后面板(44A)的实例装置(40A)。图4B说明具有单片后面板(44B)的替代实例装置(40B)。
图5A说明包含双触摸传感器PCB(521A/521B)的双触摸传感器(520)。
图5B说明具有双触摸传感器(521A，521B)并具有相关联前/后侧弹性保持层压板(530AB)的实例双触摸传感器组件(510A)。
图5C说明具有双触摸传感器(521A，521B)并且具有在前/后侧弹性保持层压板(530AB)上方的导电层压板(例如铜)(560A，560B)的替代实例双触摸传感器组件(510B)，例如以用于与塑料装置壳体(包含塑料触摸传感器槽)一起使用。
图6说明针对具有双触摸传感器槽(67A，67B)的双触摸按钮(65A，65B)实施的实例替代触摸传感器结构(600)，且其包含插入到双触摸传感器槽中的导电(铜)带以完成围绕插入的触摸传感器(具有弹性保持层压板的Flex PCB)的法拉第盒，其包含传感器槽的金属壁，所述金属壁将触摸传感器与EMI(例如与无线充电)屏蔽。
具体实施方式
实例实施例包含用于将用于触摸按钮的触摸传感器组合件固定在装置内的结构及方法，其包含设计实例(实例实施方案)。
在实例应用中，触摸按钮设备可用于使用触摸感测技术(例如利用电感、电容或电阻 (压敏)感测)实施用于移动通信装置的一或多个触摸按钮。每一触摸按钮界定在装置壳体的触摸按钮区域处(例如在装置壳体的侧壁上)。触摸按钮设备使得能够在触摸按钮区域的内侧在装置壳体内安装/固定相关联触摸传感器组合件，所述触摸传感器组合件包含触摸传感器(例如感测电感器线圈)。
在此描述中：“触摸按钮”意指在例如装置壳体的侧壁的装备外壳的区段上界定的触摸输入区域，其例如用于移动通信装置，所述触摸区域具有外触摸表面及内表面；“触摸传感器槽”意指安置在触摸按钮区域的内侧的槽，其中内触摸按钮表面形成触摸传感器槽的前侧壁；“触摸传感器组合件”意指实施为传感器印刷电路板(PCB)的触摸传感器，例如柔性PCB(Flex PCB)，其包含在传感器PCB上形成(例如印刷)的触摸传感器元件(电感性感测线圈、电容性感测电极、压敏电阻器)，其中迹线互连件包含到传感器电子器件的迹线连接器(例如在传感器PCB上共同定位或远离传感器)定位，触摸传感器组合件包含粘附(例如粘着)到传感器PCB的前及后侧的前/后侧弹性保持层压板；“弹性保持层压板”意指弹性、绝缘层或垫，其粘附(例如粘着)到传感器PCB的前及后侧从而形成可弹性压缩/可解压缩及电绝缘的前/后侧层压板；且“触摸传感器结构”意指触摸传感器槽，其中触摸传感器组合件通过弹性保持层压板插入并固定在槽内，弹性保持层压板经压缩用于插入且接着解压缩以至少接触前及后侧槽壁。
简要概述，用于移动通信或其它装置的触摸按钮结构包含：传感器槽，其具有形成在装置壁中的前侧及后侧槽壁，触摸按钮区域的内表面形成前侧槽壁；及传感器组件，其插入在传感器槽内。传感器组件包含：感测元件，其可操作以响应于触摸按钮的触摸按压而感测朝向感测元件的前滑动槽壁的触摸偏转；及前侧及后侧弹性绝缘保持层压板 (例如记忆或减震泡沫)，其粘附到感测元件的前/后侧。前/后侧弹性层压板可压缩以用于将传感器组件插入到传感器槽中，并且在插入时，可解压缩以分别接触前侧及后侧槽壁，并且至少前侧弹性层压板可响应于前侧槽壁在感测元件的方向上的偏转而压缩。感测元件可实施为柔性印刷电路板。感测可为电感性、电容性或电阻性(使用压敏电阻元件)。导电层压板可粘附到前侧弹性保持层压板，以提供导电目标，例如与非导电(例如塑料) 装置主体一起使用。
图1A到1B说明包含两个双触摸按钮15(在图1B中详细展示)的实例移动通信装置壳体10，每一触摸按钮结构100A包含触摸传感器槽17A及插入触摸传感器组合件101A。图2A到2C说明实例触摸传感器组合件210，其中实例触摸传感器220实施为Flex PCB 221，并且具有前/后侧弹性保持层压板230AB。图3A到3D说明具有触摸传感器槽37 的实例触摸传感器结构300，包含插入具有前/后侧弹性保持层压板330AB的触摸传感器组合件310，包含压缩弹性保持层压板以用于插入(图3B)，以及在插入后解压缩(图 3C)以接触槽壁并将触摸传感器组合件固定在触摸传感器槽内。图4A到4B说明实例装置配置40A、40B。图5A到5C说明实例替代双触摸传感器组合件配置510A、510B，图5C中的配置510B包含在前/后侧弹性保持层压板530AB上方的导电层压板(例如铜)，例如用于与塑料装置壳体(包含塑料触摸传感器槽)一起使用。图6说明具有双触摸传感器槽67A/67B的实例替代双触摸传感器结构600，并且包含插入到触摸传感器槽中的导电(铜)带以围绕插入触摸传感器完成法拉第盒以提供EMI屏蔽。
图1A到1B说明实例移动通信装置壳体10，其包含侧壁13及后面板13。图4A到 4B说明替代后面板配置。
两个双触摸按钮15形成在侧壁13中。每一触摸按钮由触摸按钮结构形成，通过触摸按钮15A及实例触摸按钮结构100A例示。实例双触摸按钮结构包含双触摸按钮 15A/15B，其具有双触摸按钮结构100A/100B。
触摸按钮结构100A(100B)包含触摸传感器槽17A(17B)及插入触摸传感器组件110A(110B)。触摸传感器槽17A在触摸按钮区域15A的内侧形成在侧壁13中。根据实例实施例，插入触摸传感器组合件110A通过弹性保持层压板保持/固定在触摸传感器槽内。
图1B说明装置侧壁13的触摸按钮区域15的细节，其包含两个双触摸按钮及相关联触摸传感器槽。双触摸按钮15A/15B由包括双触摸传感器槽17A/17B的相应触摸按钮结构100A/100B形成。双传感器槽17A/17B形成在侧壁13的槽延伸区域13E中。
图2A到2C说明实例触摸传感器组合件210。触摸传感器组合件210包含触摸传感器组件220及前/后侧弹性绝缘保持层压板230AB。实例触摸传感器组件经配置用于电感性触摸感测。替代触摸感测技术是电容性感测(使用电容感测电极)及使用压敏电阻器的电阻性感测。
图2A到2C说明实例触摸传感器组合件210。图2A说明实施为触摸传感器印刷电路板(PCB)221(例如柔性PCB(Flex PCB)221)的实例触摸传感器组件220。Flex PCB 221 包含在Flex PCB的前侧220FS上形成的印刷感测电感器线圈222。迹线互连件将感测电感器线圈222连接到具有连接器垫224的迹线耦合器223，以用于耦合到传感器电子器件(未说明)或耦合到其它电路(例如用于触摸处理)。
举例来说，触摸传感器电子器件可共同定位在Flex PCB上，或者可远离触摸传感器。通过连接器223/224耦合到触摸传感器组件221的触摸传感器电子器件可经设计以向感测电感器线圈222提供激励驱动电流，从而产生投射时变磁感测B场，并测量指示触摸按钮区域的偏转的传感器电感器线圈特性(例如电感或Q因子)，所述触摸按钮区域包含前侧触摸传感器槽壁)。
图2B说明实例弹性绝缘保持层压板230。实例弹性保持层压板可为弹性绝缘层或垫，其可弹性压缩及可解压缩，并且电绝缘，并且可粘附(例如粘着)到Flex PCB 221的前及后侧。实例层压板材料是记忆泡沫及减震泡沫。
图2C说明实例触摸传感器组合件210，其中前/后侧弹性保持层压板230AB粘附到实例触摸传感器Flex PCB 221。迹线连接器224连接到触摸传感器Flex PCB 221。
图3A到3D说明用于触摸按钮35的实例触摸传感器结构300。触摸传感器结构300包含插入在侧壁33中的触摸传感器槽37内的实例触摸传感器组合件310。触摸传感器组合件310包含触摸传感器(图2A，220)，由元件321表示，其具有前/后侧弹性保持层压板330AB。
图3A到3B说明实例触摸传感器组合件310。在图3A中，前/后侧弹性保持层压板是未压缩330A1/330B1。在图3B中，前/后侧层压板是经压缩330A2/330B2以用于插入到触摸传感器槽中。
图3C到3D说明实例触摸按钮结构300，其具有实例触摸传感器组合件310，其被插入在装置侧壁33中的传感器槽37内，传感器组合件310包括触摸传感器321。图3C 说明经压缩以用于插入的前/后侧保持层压板330A2/330B2。图3D说明解压缩(回弹)之后的前/后侧层压板330A1/330B1。
在解压缩之后，触摸传感器组合件310通过与槽壁接触的经解压缩前/后侧弹性保持层压板而固定在触摸传感器槽37内。经解压缩前/后侧弹性保持层压板将触摸传感器321与触摸传感器槽壁间隔开，且特定来说与触摸按钮区域35的内侧(其形成前侧槽壁)间隔开，从而提供电绝缘，同时允许触摸按钮槽壁响应于触摸按压条件而朝向触摸传感器321偏转/位移。
针对基于电感感测的实例实施方案，可插入式触摸传感器321包含感测电感器线圈 (图2，222)。当插入在装置壳体30的触摸按钮区域35处形成的触摸传感器槽37时，触摸按钮区域35的内侧处的前侧触摸传感器槽壁(或者，例如粘附到至少前侧弹性保持层压板330A的导电层压板，如结合图5C描述)形成导电目标，其通过可压缩弹性保持层压板330与触摸传感器321(感测电感器线圈)绝缘。触摸按钮区域的按钮按压偏转引起朝向经插入触摸传感器321的至少前侧触摸传感器槽壁的偏转(图2，具有感测电感器线圈元件222的FlexPCB 221)，从而压缩在插入触摸传感器组件的任一侧上的弹性保持层压板330AB。前/后侧弹性保持层压板330的此弹性压缩引起触摸传感器321(感测电感器线圈)与由导电触摸传感器槽壁(导电装置主体)或例如至少前侧弹性保持层压板 330A上的导电层压板形成的导电目标之间的距离的改变。此触摸偏转表现为线圈电感的改变(或与电感相关的电感触摸传感器的性质)。
图4A到4B说明具有触摸按钮45的实例装置40A及40B，触摸按钮45利用实例触摸传感器结构400来实施。触摸传感器结构400包含由触摸传感器元件421表示的实例触摸传感器组合件410，其通过前/后侧弹性保持层压板430A/430B固定在侧壁43中的触摸传感器槽47内。
图4A说明实例装置40A，其具有粘附到触摸传感器槽47的底部的后面板44A，且具有粘附在传感器槽的顶部的显示面板90。图4B说明替代实例装置40B，其中具有单片后面板44B(在触摸传感器槽47的底部)且具有粘附到触摸传感器槽的顶部的显示面板90。
图5A到5C说明实例双触摸传感器组合件510A、510B，包含具有中心耦合器523/524的双触摸传感器PCB 520(521A/521B)。图5A说明包含双触摸传感器PCB 521A/521B 的双触摸传感器520。
图5B说明具有双触摸传感器521A、521B并且具有相关联前/后侧弹性保持层压板530AB的实例双触摸传感器组合件510A。图5C说明具有双触摸传感器521A、521B并且具有在前/后侧弹性保持层压板530AB上方的导电层压板(例如铜)的替代实例双触摸传感器组件510B，例如以与塑料装置壳体(包含塑料触摸传感器槽)一起使用。与导电层压板接触的触摸按钮侧壁(非导电塑料)的偏转/位移引起导电层压板的偏转/位移，导电层压板代替导电(金属)触摸传感器槽侧壁作为导电目标。
图6说明针对具有双触摸传感器槽67A、67B的双触摸按钮65A、65B实施的实例替代触摸传感器结构600。将导电带(如铜或铝)插入双触摸传感器槽以围绕插入触摸传感器(例如具有弹性保持层压板的触摸传感器Flex PCB)完成法拉第盒。法拉第盒包含传感器槽的金属壁，并将触摸传感器与EMI(例如与无线充电)屏蔽。
在权利要求书的范围内，在所描述的实施例中修改是可能的，并且其它实施例是可能的。

Claims (17)

1.一种用于包含至少一个触摸按钮的装置的结构，所述触摸按钮用于触摸输入，所述装置包含在装置壁上界定的触摸按钮区域以包含外部触摸按钮表面，所述结构的特征在于包括：
传感器槽，其具有在所述触摸按钮区域处形成在所述装置壁中的前侧及后侧槽壁，所述触摸按钮区域的内表面形成所述前侧槽壁；及
传感器组件，其插入在所述传感器槽内，所述传感器组件与所述前侧及后侧槽壁间隔开，所述传感器组件包含：感测元件，其可操作以响应于所述触摸按钮表面的触摸按压而感测前滑动槽壁朝向所述感测元件的触摸偏转；及前侧及后侧弹性保持层压板，其分别贴附到所述感测元件的前侧及后侧，所述前侧及后侧弹性保持层压板可压缩以用于将所述传感器组件插入到所述传感器槽中；
其中当所述传感器组件插入在所述传感器槽内时，所述前侧及后侧弹性保持层压板可解压缩以分别接触所述前侧及后侧槽壁。
2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，当所述传感器组件插入所述传感器槽内并且所述前侧及后侧弹性保持层压板经解压缩以分别接触所述前侧及后侧槽壁时，则
所述前侧及所述后侧弹性保持层压板使所述感测元件与所述前侧及后侧槽壁绝缘；且
至少所述前侧弹性保持层压板可响应于引起所述前侧槽壁在所述感测元件的方向上的偏转的所述触摸按钮表面的触摸按压而压缩。
3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述前侧及后侧弹性保持层压板是由记忆泡沫及减震泡沫中的一者形成。
4.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述感测元件包括柔性印刷电路板。
5.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述感测元件包含以下中的一者：感测电感器线圈；电容电极、压敏电阻元件。
6.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述装置壳体由导电材料及非导电材料中的一者形成，使得所述槽壁分别是导电的及不导电的。
7.根据权利要求6所述的结构，其特征在于，所述槽壁是不导电的，并且所述传感器组件进一步包括：
导电层压板，其粘附到所述前侧弹性保持层压板。
8.根据权利要求6所述的结构，其特征在于，所述槽壁是导电的，并且所述结构进一步包括导电屏蔽件，以至少与所述导电槽壁一起形成围绕所述感测元件的法拉第盒。
9.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述装置是移动通信装置。
10.一种用于包含至少一个触摸按钮的装置的组合件，所述触摸按钮用于触摸输入，所述装置包含在装置壁上界定的触摸按钮区域以包含外部触摸按钮表面，所述装置包含在所述触摸按钮区域处形成在所述装置壁中的前侧及后侧槽壁的传感器槽，所述触摸按钮区域的内表面形成所述前侧槽壁，所述组合件的特征在于包括：
传感器组件，其包含：感测元件，其可操作以响应于所述触摸按钮表面的触摸按压而感测前滑动槽壁朝向所述感测元件的触摸偏转；及前侧及后侧弹性保持层压板，其分别贴附到所述感测元件的前侧及后侧，所述前侧及后侧弹性保持层压板可压缩以用于将所述传感器组件插入到所述传感器槽中；
其中当所述传感器组件插入在所述传感器槽内时，所述前侧及后侧弹性保持层压板可解压缩以分别接触所述前侧及后侧槽壁。
11.根据权利要求10所述的组合件，其特征在于，当所述传感器组件插入在所述传感器槽内并且所述前侧及后侧弹性保持层压板经解压缩以分别接触所述前侧及后侧槽壁时，则
所述前侧及所述后侧弹性保持层压板使所述感测元件与所述前侧及后侧槽壁绝缘；且
至少所述前侧弹性保持层压板可响应于引起所述前侧槽壁在所述感测元件的方向上的偏转的所述触摸按钮表面的触摸按压而压缩。
12.根据权利要求10所述的组合件，其特征在于，所述前侧及后侧弹性保持层压板由记忆泡沫及减震泡沫中的一者形成。
13.根据权利要求10所述的组合件，其特征在于，所述感测元件包括柔性印刷电路板。
14.根据权利要求10所述的组合件，其特征在于，所述感测元件包含以下中的一者：感测电感器线圈；电容电极、压敏电阻元件。
15.根据权利要求10所述的组合件，其特征在于，所述装置壳体由导电材料及非导电材料中的一者形成，使得所述槽壁分别是导电的及不导电的。
16.根据权利要求15所述的组合件，其特征在于，所述槽壁是不导电的，并且所述传感器组件进一步包括：
导电层压板，其粘附到所述前侧弹性保持层压板。
17.根据权利要求15所述的组合件，其特征在于，所述槽壁是导电的，并且所述组合件进一步包括导电屏蔽件，以至少与所述导电槽壁一起形成围绕所述感测元件的法拉第盒。
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