JPH06297311A - Manufacture of optical element - Google Patents
Manufacture of optical elementInfo
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- JPH06297311A JPH06297311A JP8440793A JP8440793A JPH06297311A JP H06297311 A JPH06297311 A JP H06297311A JP 8440793 A JP8440793 A JP 8440793A JP 8440793 A JP8440793 A JP 8440793A JP H06297311 A JPH06297311 A JP H06297311A
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- glass material
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- optical glass
- lens
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、赤外光デバイス等に使
用される赤外光学素子の製造方法、より具体的にはその
表面の加工方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an infrared optical element used in an infrared light device or the like, and more specifically to a method of processing the surface thereof.
【0002】[0002]
【従来技術およびその問題点】従来、放射温度計、熱画
像を計測するサーモグラフィー、赤外線レーザー(CO
レーザー、CO2 レーザ等)の赤外光学素子、特にレン
ズ部分やウインドウには、光学材として、セレン化亜鉛
(ZnSe)、ゲルマニウム(Ge)、シリコン(Si)、サフ
ァイア(Al2O3 )、カルコゲナイドガラスなどの赤外透
過材料が使用され、光学研磨加工により研磨されてい
る。しかしながら、従来の光学研磨加工方法による製造
では、粗研磨から仕上げ研磨まで何段階もの工程を経な
ければならず、非常に手間と時間を要するという問題が
あった。2. Description of the Related Art Conventional radiation thermometers, thermographs for measuring thermal images, infrared lasers (CO
Laser, CO 2 laser, etc.) infrared optical elements, especially lens parts and windows, as optical materials, zinc selenide (ZnSe), germanium (Ge), silicon (Si), sapphire (Al 2 O 3 ), An infrared transmissive material such as chalcogenide glass is used and is polished by an optical polishing process. However, in the production by the conventional optical polishing processing method, many steps from rough polishing to finish polishing have to be performed, which is very troublesome and time-consuming.
【0003】[0003]
【発明の目的】本発明は、上記従来の製造方法の問題に
鑑みてなされたもので、光学素子を短時間で加工、製造
できる製造方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems of the conventional manufacturing method, and an object thereof is to provide a manufacturing method capable of processing and manufacturing an optical element in a short time.
【0004】[0004]
【発明の概要】本発明は、切削加工法の条件、研削加工
法の条件、光学素子の特性に着目して成されたもので、
請求項1に記載の発明は、光学ガラス材を保持して回転
させる回転手段と、この光学ガラス材に対して少なくと
も回転軸方向および半径方向に移動可能なバイト手段に
より上記光学ガラス材を切削加工して光学素子を製造す
る方法であって、上記バイト手段の半径方向送り速度を
f(μm /rev )、バイト手段による切り込み量をd
(μm )、バイト手段のノーズ半径をR(μm )、最大
切りくず厚をtm (μm )としたときに、下記式、tm
=fcos-1(1−d/R)≦0.15μm 、を満足する
f、d、Rによる切削工程を有すること、に特徴を有す
る。請求項2に記載の発明は、光学ガラス材を保持して
回転させる回転手段と、この光学ガラス材に対して少な
くとも回転軸方向および半径方向に移動可能な回転砥石
により上記光学ガラス材を研削加工して光学素子を製造
する方法であって、上記光学ガラス材の回転数が60〜30
0rpm、砥石切り込み量が1μm以下、かつ、回転砥石の
送り量が2〜10μm/rev である研削工程を有するこ
と、に特徴を有する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention was made by paying attention to the conditions of the cutting method, the conditions of the grinding method and the characteristics of the optical element.
According to the invention described in claim 1, the optical glass material is cut by a rotating means for holding and rotating the optical glass material, and a biting means movable with respect to the optical glass material at least in the rotational axis direction and the radial direction. And a method for manufacturing an optical element by using the cutting tool, the feed rate in the radial direction of the cutting tool is f (μm / rev), and the cutting amount by the cutting tool is d.
(Μm), the radius of the nose of the cutting tool is R (μm), and the maximum chip thickness is t m (μm), the following formula, t m
= Fcos −1 (1-d / R) ≦ 0.15 μm, the cutting step is performed by f, d, and R. According to a second aspect of the present invention, the optical glass material is ground by a rotating means for holding and rotating the optical glass material, and a rotary grindstone movable at least in the rotational axis direction and the radial direction with respect to the optical glass material. And a method for producing an optical element, wherein the number of rotations of the optical glass material is 60 to 30.
It is characterized by having a grinding step of 0 rpm, a grindstone cut amount of 1 μm or less, and a rotary grindstone feed amount of 2 to 10 μm / rev.
【0005】[0005]
【実施例】以下図示実施例に基づいて本発明を説明す
る。本実施例で赤外光学素子の素材として使用した赤外
透過材料は、AsS, AsSe, GeAsSe, GeSeSb, GeSbSなどの
カルコゲナイドガラスであり、ビッカース硬度は120 〜
160Kg/mm2 が望ましい。以下、直径10mm、厚さ4mm、片
方の面形状が平面、他方が曲率半径18mmの平凸球面レン
ズを製造する実施例について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to illustrated embodiments. The infrared transmissive material used as the material of the infrared optical element in this example is chalcogenide glass such as AsS, AsSe, GeAsSe, GeSeSb, GeSbS, and has a Vickers hardness of 120-
160Kg / mm 2 is desirable. Hereinafter, an example of manufacturing a plano-convex spherical lens having a diameter of 10 mm, a thickness of 4 mm, one surface shape being a flat surface, and the other surface having a curvature radius of 18 mm will be described.
【0006】[実施例1]図1および図2は、切削加工
法により球面レンズを製造するための製造装置の要部を
示す正面図および平面図である。レンズブランク11を
ワックスによりレンズホルダー12に接合し、このレン
ズホルダー12を旋盤主軸13に装着する。そして、少
なくとも回転軸方向及び半径方向に正確に移動可能なバ
イトテーブル14に取り付けた単結晶ダイヤモンドバイ
ト15によって、切削加工を行なう。つまり、旋盤主軸
13を回転させ、所望のレンズ形状に合わせてバイトテ
ーブル14を軸方向および半径方向に移動させて、単結
晶ダイヤモンドバイト15によってレンズブランク11
の表面を切削加工する。[Embodiment 1] FIGS. 1 and 2 are a front view and a plan view showing a main part of a manufacturing apparatus for manufacturing a spherical lens by a cutting method. The lens blank 11 is bonded to the lens holder 12 with wax, and the lens holder 12 is mounted on the lathe spindle 13. Then, the single crystal diamond bite 15 attached to the bite table 14 that can be accurately moved at least in the rotational axis direction and the radial direction is used for cutting. That is, the lathe spindle 13 is rotated, the bite table 14 is moved in the axial direction and the radial direction according to the desired lens shape, and the lens blank 11 is moved by the single crystal diamond bite 15.
Cutting the surface of.
【0007】この切削加工条件は、下記式に基づいて設
定できる。 tm =fcos-1(1−d/R) tm :最大切りくず厚(μm ) f :テーブル送り速度(μm /rev ) d :バイト切り込み量(μm ) R :バイト15のノーズ16の半径(μm ) この式において、tm ≦0.15μm となるf、d、Rの組
み合わせによる加工工程により、カルコゲナイドガラス
からなるレンズブランク11の表面を、脆性破壊を生じ
させることなく、欠陥のない光学鏡面に切削することが
できる。The cutting conditions can be set based on the following equation. t m = fcos -1 (1- d / R) t m: maximum chip thickness (μm) f: table feed rate (μm / rev) d: Byte depth of cut (μm) R: radius of the nose 16 of the byte 15 (Μm) In this formula, the surface of the lens blank 11 made of chalcogenide glass is subjected to a processing step by a combination of f, d, and R such that t m ≦ 0.15 μm, without causing a brittle fracture and without a defect-free optical mirror surface. Can be cut into.
【0008】例えば、旋盤主軸13の回転数を1000rpm
に設定して、係数f、d、Rの組み合わせを、f=2μ
m /rev 、d=2μm 、R=1000μm 、またはf=3μ
m /rev 、d=1μm /rev 、R=1000μm とすること
により、レンズブランク11の表面を光学鏡面に加工す
ることができた。For example, the rotation speed of the lathe spindle 13 is 1000 rpm.
, And set the combination of coefficients f, d, and R to f = 2μ
m / rev, d = 2 μm, R = 1000 μm, or f = 3 μ
By setting m / rev, d = 1 μm / rev and R = 1000 μm, the surface of the lens blank 11 could be processed into an optical mirror surface.
【0009】[実施例2]図3および図4には、切削加
工法による球面レンズを製造するための該略図を示す。
レンズブランク21は、レンズホルダー22にワックス
等により接合され、レンズホルダー22を介して研削盤
主軸23に固定される。砥石スピンドル24の先端部に
は研削砥石25が装着されていて、砥石スピンドル24
は、少なくとも軸方向及び半径方向に正確に移動可能な
テーブル26に一体に支持されている。この切削装置で
は、砥石スピンドル24を回転させてその先端部に装着
された研削砥石25により、レンズブランク21の表面
を所定のレンズ形状に研削する。つまり、砥石スピンド
ル24により研削砥石25を回転させながら、レンズ形
状に合わせてテーブル26を移動して、所望のレンズ形
状を形成する。[Embodiment 2] FIGS. 3 and 4 are schematic views for manufacturing a spherical lens by a cutting method.
The lens blank 21 is bonded to the lens holder 22 with wax or the like, and is fixed to the grinder main shaft 23 via the lens holder 22. A grindstone 25 is attached to the tip of the grindstone spindle 24.
Is integrally supported by a table 26 that can be accurately moved at least in the axial direction and the radial direction. In this cutting apparatus, the grindstone spindle 24 is rotated, and the surface of the lens blank 21 is ground into a predetermined lens shape by the grinding grindstone 25 attached to the tip portion thereof. In other words, while the grinding stone 25 is rotated by the grindstone spindle 24, the table 26 is moved according to the lens shape to form a desired lens shape.
【0010】本実施例の研削装置では、研削砥石25に
は粒度#800 以上のダイヤモンド砥石を用い、例えば、
研削砥石25の直径を15mm、砥石スピンドル23の回転
数を30000rpmに設定したときに、研削盤主軸23の回転
数を120rpm、砥石25の切り込み量を0.3 μm 、テーブ
ル26の送り速度を5μm /rev 、または研削盤主軸2
3の回転数を200rpm、砥石25の切り込み量を0.2 μm
、テーブル26の送り速度を10μm /rev に設定した
加工工程により、カルコゲナイドガラスからなるレンズ
ブランク21を、脆性破壊させること無く、欠陥の無い
光学鏡面に研削することができた。In the grinding apparatus of this embodiment, a diamond grindstone having a grain size of # 800 or more is used as the grinding grindstone 25.
When the diameter of the grinding wheel 25 is set to 15 mm and the rotation speed of the grinding wheel spindle 23 is set to 30000 rpm, the rotation speed of the grinder spindle 23 is 120 rpm, the cutting amount of the grinding wheel 25 is 0.3 μm, and the feed rate of the table 26 is 5 μm / rev. , Or grinder spindle 2
The rotation speed of 3 is 200 rpm, and the cutting depth of the grindstone 25 is 0.2 μm
By the processing step in which the feed rate of the table 26 was set to 10 μm / rev, the lens blank 21 made of chalcogenide glass could be ground to a defect-free optical mirror surface without causing brittle fracture.
【0011】本発明の研削方法を適用した研削装置によ
りカルコゲナイドガラスからなるレンズブランク21を
脆性破壊させること無く、欠陥の無い光学鏡面に研削で
きる条件は、下記の通りである。 研削主軸の回転数 :60〜300rpm (レンズブランク回転数) 砥石切り込み量 :1μm 以下 テーブル送り速度 :2〜10μm /rev なお、上記式における単位rev は、研削主軸23の単位
回転である。The conditions under which a lens blank 21 made of chalcogenide glass can be ground to a defect-free optical mirror surface by a grinding device to which the grinding method of the present invention is applied without causing brittle fracture of the lens blank 21 are as follows. Grinding spindle rotation speed: 60 to 300 rpm (lens blank rotation speed) Grinding stone cutting amount: 1 μm or less Table feed speed: 2 to 10 μm / rev The unit rev in the above formula is the unit rotation of the grinding spindle 23.
【0012】本発明の製造方法は、上記実施例のような
球面レンズだけでなく、テーブルの移動制御により非球
面レンズや平行平板、あるいはプリズムなどの光学素子
の製造にも適用できる。The manufacturing method of the present invention can be applied not only to the spherical lens as in the above embodiment, but also to the manufacture of an optical element such as an aspherical lens, a parallel plate, or a prism by controlling the movement of the table.
【0013】[0013]
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り本発明の製
造方法によれば、カルコゲナイドガラスを切削加工法や
研削加工法によって短時間に、しかも光学研磨加工法で
は非常に困難な非球面形状の光学素子も容易に形成でき
るので、大幅な生産性の向上、製造コストの削減を図る
ことができる。As is apparent from the above description, according to the manufacturing method of the present invention, chalcogenide glass having an aspherical shape which is very difficult to be cut by a cutting method or a grinding method and which is very difficult by an optical polishing method. Since the optical element can be easily formed, the productivity can be greatly improved and the manufacturing cost can be reduced.
【図1】本発明の切削加工法により球面レンズを製造す
る製造装置の実施例の要部を示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing a main part of an embodiment of a manufacturing apparatus for manufacturing a spherical lens by a cutting method according to the present invention.
【図2】本発明の切削加工法により球面レンズを製造す
る製造装置の実施例の要部を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a main part of an embodiment of a manufacturing apparatus for manufacturing a spherical lens by the cutting method of the present invention.
【図3】本発明の研削加工法により球面レンズを製造す
る製造装置の実施例の要部を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing a main part of an embodiment of a manufacturing apparatus for manufacturing a spherical lens by the grinding method of the present invention.
【図4】本発明の研削加工法により球面レンズを製造す
る製造装置の実施例の要部を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a main part of an embodiment of a manufacturing apparatus for manufacturing a spherical lens by the grinding method of the present invention.
11 レンズブランク 12 ホルダー 13 旋盤主軸 14 テーブル 15 単結晶ダイヤモンドバイト 21 レンズブランク 22 ホルダー 23 研削盤主軸 24 砥石スピンドルモータ 25 研削砥石 11 Lens Blank 12 Holder 13 Lathe Spindle Spindle 14 Table 15 Single Crystal Diamond Bit 21 Lens Blank 22 Holder 23 Grinding Machine Spindle 24 Grindstone Spindle Motor 25 Grinding Wheel
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成6年7月12日[Submission date] July 12, 1994
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0009】[実施例2]図3および図4には、研削加
工法による球面レンズを製造するための概略図を示す。
レンズブランク21は、レンズホルダー22にワックス
等により接合され、レンズホルダー22を介して研削盤
主軸23に固定される。砥石スピンドル24の先端部に
は研削砥石25が装着されていて、砥石スピンドル24
は、少なくとも軸方向及び半径方向に正確に移動可能な
テーブル26に一体に支持されている。この研削装置で
は、砥石スピンドル24を回転させてその先端部に装着
された研削砥石25により、レンズブランク21の表面
を所定のレンズ形状に研削する。つまり、砥石スピンド
ル24により研削砥石25を回転させながら、レンズ形
状に合わせてテーブル26を移動して、所望のレンズ形
状を形成する。[Embodiment 2] FIGS. 3 and 4 show a grinding process.
The schematic diagram for manufacturing the spherical lens by a construction method is shown.
The lens blank 21 is bonded to the lens holder 22 with wax or the like, and is fixed to the grinder main shaft 23 via the lens holder 22. A grindstone 25 is attached to the tip of the grindstone spindle 24.
Is integrally supported by a table 26 that can be accurately moved at least in the axial direction and the radial direction. In this grinding apparatus, the grindstone spindle 24 is rotated, and the surface of the lens blank 21 is ground into a predetermined lens shape by the grinding grindstone 25 attached to the tip of the grindstone spindle 24. In other words, while the grinding stone 25 is rotated by the grindstone spindle 24, the table 26 is moved according to the lens shape to form a desired lens shape.
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0010】本実施例の研削装置では、研削砥石25に
は粒度#800 以上のダイヤモンド砥石を用い、例えば、
研削砥石25の直径を15mm、砥石スピンドル24の回転
数を30000rpmに設定したときに、研削盤主軸23の回転
数を120rpm、砥石25の切り込み量を0.3 μm 、テーブ
ル26の送り速度を5μm /rev 、または研削盤主軸2
3の回転数を200rpm、砥石25の切り込み量を0.2 μm
、テーブル26の送り速度を10μm /rev に設定した
加工工程により、カルコゲナイドガラスからなるレンズ
ブランク21を、脆性破壊させること無く、欠陥の無い
光学鏡面に研削することができた。In the grinding apparatus of this embodiment, a diamond grindstone having a grain size of # 800 or more is used as the grinding grindstone 25.
When the diameter of the grinding wheel 25 is set to 15 mm and the rotation speed of the grinding wheel spindle 24 is set to 30000 rpm, the rotation speed of the grinder spindle 23 is 120 rpm, the cutting amount of the grinding wheel 25 is 0.3 μm, and the feed rate of the table 26 is 5 μm / rev. , Or grinder spindle 2
The rotation speed of 3 is 200 rpm, and the cutting depth of the grindstone 25 is 0.2 μm
By the processing step in which the feed rate of the table 26 was set to 10 μm / rev, the lens blank 21 made of chalcogenide glass could be ground to a defect-free optical mirror surface without causing brittle fracture.
【手続補正3】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0011】本発明の研削方法を適用した研削装置によ
りカルコゲナイドガラスからなるレンズブランク21を
脆性破壊させること無く、欠陥の無い光学鏡面に研削で
きる条件は、下記の通りである。 研削主軸の回転数 :60〜300rpm (レンズブランク回転数) 砥石切り込み量 :1μm 以下 テーブル送り速度 :2〜10μm /rev なお、上記式における単位rev は、研削盤主軸23の単
位回転である。The conditions under which a lens blank 21 made of chalcogenide glass can be ground to a defect-free optical mirror surface by a grinding device to which the grinding method of the present invention is applied without causing brittle fracture of the lens blank 21 are as follows. Grinding spindle rotation speed: 60 to 300 rpm (lens blank rotation speed) Grinding stone cutting amount: 1 μm or less Table feed speed: 2 to 10 μm / rev The unit rev in the above formula is the unit rotation of the grinder spindle 23.
【手続補正4】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】符号の説明[Correction target item name] Explanation of code
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【符号の説明】 11 レンズブランク 12 レンズホルダー 13 旋盤主軸 14 テーブル 15 単結晶ダイヤモンドバイト 21 レンズブランク 22 レンズホルダー 23 研削盤主軸 24 砥石スピンドル 25 研削砥石[Explanation of symbols] 11 lens blank 12 lens holder 13 lathe spindle 14 table 15 single crystal diamond bite 21 lens blank 22 lens holder 23 grinder spindle 24 grindstone spindle 25 grinding grindstone
Claims (3)
手段と、この光学ガラス材に対して少なくとも回転軸方
向および半径方向に移動可能なバイト手段により上記光
学ガラス材を切削加工して光学素子を製造する方法であ
って、 上記バイト手段の半径方向送り速度をf(μm /rev
)、 バイト手段による切り込み量をd(μm )、 バイト手段のノーズ半径をR(μm )、 最大切りくず厚をtm (μm )としたときに、下記式、 tm =fcos-1(1−d/R)≦0.15μm を満足するf、d、Rによる切削工程を有すること、を
特徴とする光学素子の製造方法。1. An optical element for cutting the optical glass material by a rotating means for holding and rotating the optical glass material, and a cutting means capable of moving at least in a rotational axis direction and a radial direction with respect to the optical glass material. And a radial feed rate of the cutting tool is f (μm / rev).
), The amount of cut in bytes unit is taken as d ([mu] m), the nose radius of the byte unit R ([mu] m), the maximum chip thickness of t m ([mu] m), the following equation, t m = fcos -1 (1 -D / R) ≦ 0.15 μm, and a cutting step by f, d, and R is provided.
手段と、この光学ガラス材に対して少なくとも回転軸方
向および半径方向に移動可能な回転砥石により上記光学
ガラス材を研削加工して光学素子を製造する方法であっ
て、 上記光学ガラス材の回転数が60〜300rpm、 砥石切り込み量が1μm以下、かつ、 回転砥石の送り量が2〜10μm/rev 、である研削工
程を有すること、を特徴とする光学素子の製造方法。2. An optical element by grinding the optical glass material with a rotating means for holding and rotating the optical glass material, and a rotating grindstone movable at least in the rotational axis direction and the radial direction with respect to the optical glass material. And a grinding step in which the rotational speed of the optical glass material is 60 to 300 rpm, the grindstone cutting amount is 1 μm or less, and the rotary grindstone feed amount is 2 to 10 μm / rev. A method for manufacturing a featured optical element.
ラス材は、ビッカース硬度が120 〜160Kg/mm2 のカルコ
ゲナイドガラスである光学素子の製造方法。3. The method for manufacturing an optical element according to claim 1, wherein the optical glass material is chalcogenide glass having a Vickers hardness of 120 to 160 kg / mm 2 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8440793A JPH06297311A (en) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | Manufacture of optical element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8440793A JPH06297311A (en) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | Manufacture of optical element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06297311A true JPH06297311A (en) | 1994-10-25 |
Family
ID=13829742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8440793A Pending JPH06297311A (en) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | Manufacture of optical element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06297311A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006132126A1 (en) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Nidec Sankyo Corporation | Method of producing optical element, and optical element |
JP2007307680A (en) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Olympus Corp | Cutting method, optical element and die |
JP2012512412A (en) * | 2008-12-16 | 2012-05-31 | サバンジ・ウニヴェルシテシ | 3D scanner |
CN110605611A (en) * | 2019-09-11 | 2019-12-24 | 湖北大冶汉龙发动机有限公司 | Chip discharging angle control method with inner cooling tool |
-
1993
- 1993-04-12 JP JP8440793A patent/JPH06297311A/en active Pending
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