CN1110466A - 用于信用卡式寻呼机的外部通信链路 - Google Patents

Abstract

一种具有包围着一个底板和安装在该底板上的 电子电路的机壳的信用卡寻呼机。一个信息连接装 置包括至少一个模压的光波导，该光波导具有在其一 端安装光电器件的纤芯和该纤芯的第二端被安置在 将能够从机壳外部容易接触的底板上，以便通过该第 二端传送光信息信号。

Description

本发明涉及信用卡式寻呼机，更具体地讲是涉及用于将信用卡式寻呼机接到外部设备的装置，以便利用来自该信用卡寻呼机的信息和向该信用卡寻呼机提供信息。

当前，在市场上可以得到信用卡寻呼机，信用卡式寻呼机名称是来自这种寻呼机有近似于信用卡大小的这样一个事实。通常，这种寻呼机由包括一个低功耗液晶器件（LCD）矩阵的小型字母-数字屏/显示器组成。该寻呼机经过射频信号接收电话庆信号和消息，从一些最近的概念上讲，实际上能够在返回的射频信号中发送或重发简单的消息（例如，确认信号）。一个主要问题是，这种寻呼机仅能够承担少量几项任务，和由于在射频信号上数据的局限，从发送器向信用卡式寻呼机发送视频信号（已压缩的或其他形式的）的太多显示点阵可能损害系统的性能。

由于大小和形状不能改变，使信用卡式寻呼机进行外部连接是相当困难的。信用卡式寻呼机的大小和形状是这种设备的主要优点，和任何改变形状的连接或使其丧失方便性都是不能接收的。但是，如果有可能在信用卡式寻呼机和外部设备之间进行信息连接的话，则有可能获得许多优点。例如，信用卡式寻呼机收到的消息可能被存储和在外部打印机上定期地被打印。有可能实现信用卡式打印机的重新编程（地址、预存消息等等）等等。利用磁耦合已经做了与信用卡（不是信用卡式寻呼机）通信的某些尝试。然而，这种类型的通信严重地限制了信息转移的数量与速度。因此，在外部设备与信用卡寻呼机之间快速和方便地连接信息的设备是非常需要的。

本发明的一个目的是提供一种新的和改进的信用卡寻呼机。

本发明的另一个目的是提供一种新的和改进的具有外部通信链路的信用卡寻呼机。

本发明的还有另外的一个目的是提供一种新的和改进的小到足以不改变寻呼机的大小或形状并且有外部通信链路的信用卡寻呼机。

本发明还有一个目的是提供一种新的和改进的具有外部通信链路的信用卡寻呼机，该寻呼机能够以高速率向和从该寻呼机传送大量的信息。

本发明还另有一个目的是提供一种新的和改进的制造不昂贵和操作简单的具有外部通信链路的信用卡寻呼机。

利用用于信用卡寻呼机的外部信息连接装置至少部分地解决了上面的各个问题和其他问题和实现了上面各个目的和其他目的，该寻呼机具有包围着一个底板的外壳和安装在底板上的电子电路，信息连接装置包括至少一个模压的光波导，该光波导具有一个纤芯，该纤芯的一端安装一个光电（Photonic）器件，和该张纤芯的第二端被安装在从机壳外部容易接触的位置，以便通过该第二端进行光信息信号通信。

在另外的一个实施例中，该外部连接装置包括安装在信用卡寻呼机上的光收发信机模块和安装在诸如一台计算机的外部设备上的光收发信机，利用一条其每个端点具有对接连接的带状光纤使模块相连接，和在信用卡寻呼机与外部设备之间提供一个光通信链路。这些模块将以薄于该信用卡寻呼机的方式构成，和通常当安装在寻呼机上时约小于一毫米厚度。

参照各附图：

图1是含有本发明的具有外部信息连接装置，该连接装置部分已被拉出的信用卡寻呼机的透视图;

图2是如图1所表示的具有外部信息连接装置的信用卡寻呼机的一部分的放大透视图;

图3是从图1的线3-3看外部信息连接装置的一部分，该连接装置的一部分已经拉出的截面图;

图4是图3为一部分被大大地放大了的截面图;

图5是从图4的线5-5看去，图4的部分的横断面图;

图6是具有相连接的进行通信的外部设备的信用卡寻呼机的简化框图。

具体参照图1，透视图表示包含有本发明向具有外部信息连接装置12，并且该装置的一些部分已被拉出来的信用卡寻呼机10。外部信息连接装置12包括安装在信用卡寻呼机10上的第一光收发信机13，以便经过信用卡寻呼机10的外壳11伸出和容易与其外部相连接。外部信息连接装置12还包括具有与光收发信机模块13相同的第二光收发信机模块的外部设备（未示出）和每端具有连接器15（仅表示出一端）的带状光纤14。连接器15包括一对向外延伸的插针16，设计为将与光收发信机模块13的一个边缘上的对准套筒17相插合。插针16对准在带状光纤14上的多个光通道，和连接器15具有位于对准套筒16之间的光输入/输出端（将要予以说明）。应当这样理解，即一般连接器15也将是以套筒构成的，和光通道（带状光纤14）的各端点将被抛光，以便在光收发信机模块23中与光输入/输出端基本上无间隙地相连接。而后插针16被插入和通过磨擦啮合，锁合等方式或者固定在连接器15的套筒中或者固定在光收发信机模块13中。

在这个具体的例子中，信用卡寻呼机10包括显示器20和多个控制锁21。显示器20例如是本专业所公知的形式的LCD显示器。控制链21是可以通过一层例如外壳11的保护膜进行操作的那种类型型和执行例如电源开/关，从存储器中检索消息等等适当操作信用卡寻呼机10所必需的各种功能。

通常，信用卡寻呼机10的外壳10包括通过注塑模压形成在上部和下部22和23的光收发信机模块13。通过模压部分22和23模压形成的信用卡寻呼机10的外壳11是一种公知的工艺，在本说明书将不做进一步的说明。当利用通过模压部分22和23来密封信用卡寻呼机10的内部元件和光收发信机模块13时，本专业的技术人员将会了解可能有许多不同类型的密封方法可以采用，这要取决于具体的制造技术，环境等等因素。一般来说，不考虑外壳11的型式和是如何形成的，寻呼机的尺寸要近似于一毫米或更薄数量级的信用卡。

具体参照图2，说明了光收发信机模块13的内部元件的透视图。提供了一块用于安装将要描述的各种元件的电气互连和安装板25，为了更好地说明，板25相对于其他元件被大大地放大了。板25可以简单地是标准镀银铜泊板或印制电路板，或在本实施例中，该板可以是设计为必须安装许多集成电路芯片的多层电路板。另外，当板25在本实施例中仅表示为承载光收发信机模块13的元件时，可以理解为信用卡寻呼机10的底板将可以代替板25和这些元件可以直接安装在底板上，或印刷电路板上，以承载信用卡寻呼机10的各个元件。构成电的输入/输出端18的引线结构方便地结合到多层电路板中和以任何公知方式电气连接到板25的上表面上的电导体26。板25具有由延伸在安装区域27和28之间的电导体31和延伸在安装区域27和29之间的电导体32限定的三人不同的安装区域27、28和29。

在这个具体实施例中，光接口35在安装区域27上固定地安装在板25上，和集成电路36和37分别在安装区域28和29固定安装在板25上。光接口35包含所有的光/电和电/光变换电路，和从而由收发信机模块13的静止中分离出所有的严格的光对准问题。另外，在该实施例中，集成电路36和37通过导电环氧树脂封装以便直接安装，但也应理解，可以利用连接和安装到电导体26、31和32的任何方便的方法。集成电路36包括发信机电路，用于按照在电输入/输出端18接收的信号驱动含在光接口35中的光发生器。集成电路37含有接收机电路，用于通过含在光接口35中的光检测器按照由光接口35接收的光信号接收产生的电信号。为了便于说明起见，利用了两个分别的集成电路36和37，但是应当理解为，该两个集成电路可能包含在一个半导体芯片中。

利用CMOS门电路，特别是在包含发信机的集成电路36中，因为CMOS门能够直接驱动诸如VCSEL之类的光发生器，从而不需要复杂的、常规的发信机电路。此外的原因是该门电路是非常简单的，这种使用是由于要利用这种电路的速度与低功耗。要求未预偏置的激光器，以便于标准的CMOS数字无件能够直接连接到激光器，而不带有单个的串联的电阻（用于电流限制）。这种概念，本文中称为“直接驱动”，大大地简化了发信机电路和显著地改善了光收发信机的制造方法。由自关断元件ECL直接驱动光发生器也能用来简化发信机电路。能够利用ECL自关断元件的例子是可以从MOTOROLA公司得到的ECLinPS序列MC10E107FN异或门。

因此，与发信机电路相连的每条光通道的数据发送能力是由CMOS门确定在一个初始速度上（由MOTOROLA公司制造的1.2μm  ACT序列门提供150Mb/s的传输速率），这样取决于所用具体的CMOS类型，光收发信机13可以提供从几Mb/s到高于21Gb/s的并行数据转移速率。这种数据转移速率的范围使光收发信机模块13特别适合于在信用卡寻呼机10中使用。

图3是从图1的线3-3看光收发信机13的一部分的断面图，其中光收发信机的一些部分已被拉出。在这个优选的实施例中，光接口35包括一个模压的光波导40，该光波导可以从图4和5中更详细地看出。图4是大大地放大了的光接口35和模压的光波导的断面。图5是从图4中线5-5看模压的光波导40的横断面图。

模压的光波导40由第一包层42、第二包层44和纤芯45组成。第二包层44在其内表面模压有轴向延伸的槽，该槽设计为在其中容纳未处理的纤芯材料。通常，模压的第一包层42和模压的第二包层44的内表面由形成光波导40的纤芯45和起到粘合作用的和一种透光聚合物的透光材料粘合在一起的。透光材料通常可以是诸如环氧树脂、塑料、聚酰亚胺或类似的任何一些材料。一般，这些透光材料的折射指数的范围从1.544至1.58。应当理解为，形成光波导的纤芯45的折射指数应当至少大于包层42和44的折射指数0.01。

在该具体的模压光波导40的实施例中，环氧树脂被用于将第一包层42的内表面粘合到第二包层44的内表面上。环氧树脂的应用是以完全充满第一包层42的槽的方式实现的，从而形成纤芯45。另外，由于具有完全由包层42和44包围的纤芯45，所以纤芯45具有良好的导光或光信号的特性。此外，在配合上包层42和44的折射指数的模压光波导40中其容量是适用的。

除此以外，第二包层44具有附着在其下表面的接地平面，或接地导体46。另外，多个电导体50，在本实施例中是每个纤芯45一个，被模压入第一包层42。例如，导电体50是以柔性导线结构设置的，该导线结构在半导体技术领域中是公知的。接地导体46和导体50是由任何方便的电导体材料，诸如铜、铝、金、银等构成的。

正如特别是在图4和5中所看到的那样，电导体50被模压入第一包层42和每个导体具有在模压的光波导40的端面55上形成电气可接触的接点52的第一端。电导体50延伸进入第一包层42的主体和在57处被弯曲了通常为两个90°的弯，以便每个电导体50和58部分位于第一包层42的上表面和有利于从外部对其它的连接。在第一包层42的上表面的58部分这部分根据具体应用、位置、外部电连接的类型将予以制做。例如，位置58可能成为用于缓冲光波导50到底板25的触发器芯片的位置，或直接连接信用卡寻呼机10的底板，显而易见，在直接连接的情况，到光接口35的引线将会变窄。

接地导体46可以模压入包层44，或与包层44一起模压，或者可以在包层44形成以压淀积在其上面。另外，当接地平面46在该具体实施例中称为接地平面时，本专业的技术人员将理解为，在某些特殊应用情况下，接地导体46可以被模压入第二包层44，和可以类似于电导体50包括多个分别的导体。在任何情况下，接地导体46通常包括位于第二包括44的一端60的外部电可接触触点59，该端60位于与第一包层42的端55的同一平面，该两者限定了光波导40的第一端。另外，通常接地导体46包括位于第二包层44的外表面的外部可接触的电气部分62。

光阵列70被表示为附着在光波导的第一端，该光阵列70包括至少一个光检测器和一个光发生器。在该具体实施例中光阵列70包含20个光器件72。光器件72可以是现有技术已知的用于检测光或产生光的任何器件，或者任何它们的组合，诸如光检测二极管、光发射二极管、垂直腔表面发射激光器、任何其他已知激光器、场发射器件等。每个光器件72包括在光画列70表面75的光输入/输出端74。每个光输入/输出端74与一个不同的纤芯45对准，以便对准纤芯45传来的光进入光器件72的输入/输出端74或者由光器件72产生的光离开输入/输出端74进入已对准的纤芯45和从而传导到相对端。

每个光器件72具有位于光阵列70的表面75上的一对分割开的电端子，以便一个端子连接到相邻的，或相关的接点52，已对准的纤芯45和另外的端子连接到接地导体46的接点59。每个光器件72的电端子连接到相邻的、或相关的接点52和59，已对准的纤芯45则在64和65（见图4）通过诸如导电环氧树脂、焊料、焊料胶等焊接或易熔连接材料来连接。一般来说，由于电导体50是模压入包层42的和接地导体46是模压入、或淀积在包层44的表面上的，所以利用通常的机器人能够使接点52和59的定位有足够的精度，从而使光输入/输出端74与纤芯45能满意地对准。利用将每个光器件72的一对端子与接点52和59的简单对准，而同时利用选择n位置夹持机器人（a  pick'h  place    die/robot）的向上和向下视觉系统能够实现严格的±0.1毫米（或±0.2微米）的放置。如果方便的话也可以由人工执行固定操作。

一旦光阵列70被物理上的和电气上的固定到光波导40上，光接口35被表面安装到板25上。对光器件72的电连接可以通过一些方便的办法实现，诸如在外部可接触部分58与各接点之进行丝焊接78（见图3），或通过底板25上的焊接区，或者如上之已提到过的利用部分58作为焊接触发器芯片的位置。一般情况下，对接地导体46的单一接触提供了对所有光器件72的反面的连接。因此，20个光器件72的每一个通过电导体31或者连接到集成电路36的发信机电路或者通过电导体32连接到集成电路37的接收机电路。利用所有的元件固定地安装到板25上，该组件安装到信用卡寻呼机10的底板上并且电气上连接到其各个部件。正如上之所说明的那样，通过某些方便的方法，诸如利用上边塑料模压多出来的部分和下边塑料模压多出的部分22和23信用卡寻呼机被密封在外壳11中。在密封过程中必须保证套筒16和纤芯45的可插入性。

光输入/输出端由光波导40的纤芯45支持在光器件72的光输入/输出端与带状光纤14和连接器15中的光通道之间。在带状光纤14和连接器15中的20个光通道与光波导40的纤芯45的对准是通过连接器15的插针16啮合光波导40的套筒17来实现的。一般，连接器15通过压力弹簧锁定机械（未示出）保持与光收发信机模块13的连接。在该具体实施例中，利用了20个通道，其中8个用于从光收发信机模块13发送光信号，其中8个用于向光收发信机模块13发送光信号和四个附加通道用于时钟信号、奇偶校验和信号交换。在这里所利用的8比特数据的并行发送和接收的20个通道的同时，本专业的技术人员将应当理解，如果需要的话，则可以利用更多的或更少的通道。

具体参照图6，其中表示出信用卡寻呼机10、外部信息连接装置12、和通过外部信息连接装置12用于格式化要发信信用卡寻呼机10的和从信用卡寻呼机10接收的信息的外部设备80的简化框图。信用卡寻呼机10包括控制单元85，该单元连接从电池86接收电功率，和提供电功率和各咱控制信号给射频接收机87，射频发送机88、存储器89和显示器90。所有这些部件以公知的方式操作和寻呼操作在本文将不予以详细说明。

在该具体实施例中，外部设备80包括计算机92、键盘93和显示器/打印机94。当然应当理解为设备80可以是能够执行每种具体应用所要求的具体功能的任何设备或电路。外部信息连接装置12包括带状光纤14，安装在和电气连接到控制单元85的光收发信机模块13，和安装在和电气连接到计算机92的光收发信机模块95。因此，能够很快地和有效地将信号发送到信用卡寻呼机。重新编程各种功能等等，和能够将信号从信用卡寻呼机10发送到计算机92，以便可以由打印机94打印消息等等。

从而，公开了一种具有外部通信链路的新的和改进的信用卡寻呼机。另外，所公开的外部通信链路小到是以不要改变寻呼机的大小和形状，并且能够以高速率向和从寻呼机传送大量信息。以及，该具有外部通信链路的新的改进的信用卡寻呼机是低成本制造的和简单操作的。

Claims (9)

1、一种用于信用卡寻呼机的外部信息连接装置，该信用卡寻呼机具有包围着一个底板和在该底板上安装的电子电路的外壳，该信息连接装置的特征在于，至少一个模压的具有一个纤芯的光波导，该纤芯在其一端安装一个光电(photonic)器件和纤芯的第二端被安置在从外壳的外部容易接触的位置，以便通过该第二端进行光信息通信。

2、按照权利要求1所要求的一种用于信用卡寻呼机的外部信息连接装置，该信用卡寻呼机具有包围着一个底板和在该底板上安装电子电路的外壳，其特征还在于，该外壳和信息连接装置是由小于约一毫米的厚度构成的。

3、按照权利要求1所要求的一种用于信用卡寻呼机的外部信息连接装置，该信用卡寻呼机具有包围着一个底板和在该底板上安装电子电路的外壳，其特征还在于，该外壳和信息连接装置还为外部光设备对准纤芯的第二端设置一个对准导轨。

4、一种用于信用卡寻呼机的外部通信链路，其特征在于：

具有包围着一个底板和安装在底板上的电子电路的外壳的信用卡寻呼机;

一个光收发信机模块包括：

一个具有光输入端和电端子的光检测器，

一个具有光输出端和电端子的光发生器，

一个包括多个空间分开的光导纤芯的光波导，每个纤芯具有分别在光波导的第一和第二端可以通过光的第一和第二端，该光波导还具有形成在光波导第二端的对准导轨，

固定到光波导第一端的光检测器，该检测器具有基本上与多个纤芯的第一纤芯的第一端对准的光输入端，和

固定到光波导的第一端的光发生器，该发生器具有基本上与多个纤芯的第二纤芯的第一端对准的光输出端;和

光波导利用连接到信用卡寻呼机电子电路的光检测器和光发生器的电端子安装到信用卡寻呼机的底板上，和光波导还被安装为，以便使光波导的第二端和在光波导的第二端上形成的对准导轨是从外壳的外面容易接触到的。

5、一种用于信用卡寻呼机的外部通信链路，其特征于：

一个具有在外壳中的底板和电子电路;

一个光收发信机包括：

具有光输入端和位于其第一表面的电端子的光检测器，

具有光输出端和位于其第一表面的电端子的光发生器，

包括多个空间分开的导光纤芯的光波导，每个纤芯具有在该光波导的各对应端能够光连接的第一端和第二端，多个电导体，每个电导体被连接到多个纤芯的不同的一个纤芯，和具有位于与相连接的纤芯的第一端相邻的光波导的第一端的外部容易接触的接点，该光波导还具有对应于该第一端的光波导的第二端上形成的一个对准导轨，

光检测器以光输入端基本上与多个纤芯的第一纤芯的第一端对准的方式固定在光波导的一端和电端子与连接到第一纤芯的电导体的外部可接触的接点以电的方式接触，

光发生器以光输出端基本上对准多个纤芯的第二纤芯的第一端的方式固定在光波导一端和电端子与连接到第二纤芯的电导体的外部可接触的接点以电的方式接触，

第一集成电路包括具有电输入和输出端的发送机

第二集成电路包括具有电输入和输出端的接收机，

电气互联和安装板包括第一安装区，该区具有以光波导的第二端被安置在靠近该板的一个外部边缘和朝着板的外边的方式安装在板上的光波导，第二安装区具有安装在上面的第一集成电路和包括从靠近第一安装区延伸到靠近第二安装区的电导体，和具有安装在其上面的第二集成电路的第三安装区和包括从靠近第一安装区延伸到靠近第三安装区的电导体，该板还包括电的输入和输出端子，和

从靠近第一安装区延伸到靠近第二安装区的电导体在电接点被连接到发送机的电的输出端和与第一纤芯相连的电导体的外部可以接触的部分，和发送机的电输入端在电接点上被连接到电的互连和安装板的输入端，从靠近第一安装区延伸到第三安装区的电导体在电接点上被连接到接收机的电输入端和与第二纤芯相连的电导体的从外部容易接近的部分，和接收机的电的输出端在电接点上被连接到电的互连和安装板的输出端;和电的互连和安装板被安装在信用卡寻呼机的底板上，以便光波导的第二端位于靠近该板的外边缘和在光波导的第二端形成的对准导轨从外壳的外部是容易接近的，电的互连和安装板的电的输入和输出端被连接到信用卡寻呼机的电子电路。

6、一种具有连接到外部设备的外部通过链路的信用卡寻呼机，其特征在于，一个安装在信用卡寻呼机上的光收发信机模块和安装在外部设备上。光收发信机模块，利用具有在其每一端与各模块以成对啮合方式成对连接的带状光纤进行连接，并在信用卡寻呼机与外部设备之间提供一个光通信链路。

7、一种具有外部通信链路的信用卡寻呼机，其特征在于，

在外壳中具有电子电路的信用卡寻呼机;

每个具有多个发送和接收信道的第一和第二光收发信机模块;

每个发送信道包括一个具有光输出端和位于其第一表面的电端子的光发生器和具有电的输入和输出端的发信机，每个接收信道包括一个具光输入端和位于其第一表面的电端子和具有电的输入和输出端的接收机，

第一集成电路包括所有的发送机和第二集成电路包括所有的接收机。

光波导包括第一包层，以包覆关系覆盖在第一包层上面，多个位于第一和第二包层之间的分割开来和实质上被上述包层所包围的导光纤芯，每个纤芯光波导的相对的各端上具有光可以通过的第一和第二端，在第一包层上形成多个电导体和每个导体被连接到多个纤芯的一个不同的纤芯和具有位于靠近所述纤芯的第一端的光波导的第一端从外部容易接触的接点和位于第一包层的外表面的外部容易接触的部分，该光波导还有在相对于第一端的光波导的第二端形成的多个对准套筒，

每个光检测器的光输入端基本上对准多个纤芯的一个纤芯的第一端的方式固定在光波导的端上和电端子与连接到已对准的纤芯的电导体的外部可接触的接点以电的方式接触，

每个光发生器以光输出端基本上对准多个纤芯的一个纤芯的第一端的方式被固定到光波导的端上和电端子与连接到已对准的纤芯的电导体的外部可接触的接点以电的方式接触，

电气互连和安装板包括第一安装区，该安装区上具有以光波导的第二端被靠近板的外部边缘和朝着其外边的方式安装的光波导，第二安装区具有安装在其上的第一集成电路，和包括多个从靠近第一安装区向靠近第二安装区延伸的电导体，和第三安装区具有安装在其上面的第二集成电路和包括多个从靠近第一安装区向靠近第三安装区延伸的电导体，该板还包括电的输入和输出端子，

每个发送机的电的输出端以电接触的方式被连接到从靠近第一安装区向靠近第二安装区延伸的多个电导体的一个和每个发送机的电的输入端以电接触的方式被连接到电气互连和安装板的一个输入端，每个接收机的电的输入端的电接触的方式被连接到从靠近第一安装区向靠近第三安装区延伸的多个电导体的一个和每个接收机的电输出端以电接触的方式被连接到电气互连和安装板的输出端，和

在第一包层上形成的多个电导体的每一个电气上连接位于第一包层外表面从外部可接触部分通向从靠近第一安装区向靠近第二安装区和向靠近第三安装区延伸的多个导体中的一个;

设备包括用于形成要被发送到信用卡寻呼机的信息和从信用卡寻呼机接收信息的电路;

第一光收发信机模块利用该被连接到信用卡寻呼机的外壳中的电子电路的第一光收发信机模块的电气互连和安装板的电输入和输出端被安装在信用卡寻呼机的外壳中和第二光收发信机模块利用被连接到设备中用于形成信息的电子电路的第二光收发信机模块的电气互连和安装板的电输入和输出端被安装在设备中;和

具有第一和第二端的带状光纤包括多个光通道和在每一端的一个连接器，其中每一连接器是由多个向外延伸的插针形成的，该插针与多个在光波导上的对准套筒相配合，在光波导中多个纤芯的每个纤芯是利用向外延伸的插针啮合入对准插孔实现光对准的。

8、按照权利要求7所要求的用于信用卡寻呼机的外部通信链路，其特征还在于，光波导的第二端和第一光收发信机模块的对准导轨位于信用卡寻呼机的一个边缘。

9、按照权利要求8所要求的用于信用卡寻呼机的外部通信链路，其特征还在于，信用卡寻呼机的外壳和第一光收发信机模块是由小于约一毫米的厚度构成的。

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