CN1220757A - 光盘的扫描装置 - Google Patents

Abstract

一种扫描装置,包括一转盘,可围绕一转动轴线转动,以及一定位装置,可相对于转盘在一横交于转盘转动轴线的平面内移动。定位装置包括一辐射源和一致动器,后者带有一物镜系统,它平行于转盘转动轴线移动。扫描装置还包括一致动装置,用于使致动器和辐射源相互移动在至少横交于转盘转动轴线的平面内各分别的操作位置之间,以便使得具有相互不同基底厚度和/或信息密度的各种光盘能够受到扫描。

Description

光盘的扫描装置

本发明涉及一种扫描装置，包括一转盘，用于支承一盘状的记录媒体，此转盘可围绕一转动轴线转动，而且还包括一辐射源和一定位装置，后者可相对于转盘在一至少基本上横交于转动轴线的平面内操作，此定位装置包括一致动器，它包括一底座和一托架，后者可相对于底座移动并托带一物镜系统，此定位装置还包括一定向器，用于使辐射源所发出的一辐射光束指向物镜系统。

这样一种扫描装置可从EP-A0464912中得知。此已知的扫描装置具有一用于支承、对中和转动光盘特别是CD的转盘。这种光盘具有一信息层，带有一制有一系列凹点的螺旋形轨迹，信息以数字形式储放在轨迹之中，而各凹点代表系列毕特。在一CD上的数字信息由一具有名义厚度1.2mm的透明基底予以覆盖。扫描装置还包括一光电扫描器，包括一物镜和一移动此物镜的致动器。一半导体-激光光源用来以光学方式扫描一光盘。激光光束经由物镜被聚焦在CD的信息层，基底设置在物镜与信息层之间。由于一CD上的数字信息由一基底予以保护，可能有的裂纹和尘粘不处在扫描光盘的光束的聚焦平面之内，以致它们相比之下不具有什么影响。

为了确保光束的正确聚焦，致动器包括一静止不动的致动器部分和一可动的致动器部分，并包括一线圈和一永久磁铁的驱动组合体，用于使物镜平行于其光轴移动。在聚焦期间，可动的致动器部分在一中心位置附近作平移运动。一聚焦伺服系统形成线圈运动器。致动器还能够使物镜在一横交于其光轴的方向上移动，以作跟踪之用。

随着时间的推移，根据“CD标准”，已经研制出了各种各样类型的光盘，诸如CD-Audio、CD-ROM、CD-I和CD-R，它们全都具有一种其厚度符合此标准所规定的数值的基底。近来，提出了一种数字通用光盘(DVD)，它包括两个透明基底，其间夹置一或多个信息层。所述通用光盘的各基底各自具有一名义厚度0.6mm，即CD的基底厚度的一半。其次，DVD之中的数位长度和范围均不同于CD的对应参数。由于这些和其他一些区别，数字通用光盘，以诸如DVD-Audio、DVD-ROM、DVD-RAM和DVD-Video等各种不同变体出现，都不能轻易地借助于已知的扫描装置予以扫描。

本发明的目的是改进已知的扫描装置，以便获得一种能够扫描基底厚度和/或信息密度彼此显著不同的光盘的装置。

根据本发明的扫描装置的特征在于，定位装置包括两个本体，可以在至少基本上横交于转盘转动轴线的平面内相互移动，而致动器的底座固定于其中一个所述本体和定向器固定于另一个所述本体中另一本体上，以及物镜系统包括设置得彼此邻近的物镜，每一物镜具有一光轴，至少基本上平行于转盘转动轴线而延伸，而且设置了止动装置，以便把所述本体相互地止动在止动位置上，在每一这种位置上，定向器被设置得对置于其中一个物镜以使辐射光束沿着相应物镜的光轴指向相应的物镜。

根据本发明的装置可阅读两种或更多类型的光盘，特别是其透明基底彼此共同的各种光盘，不同之处在于它们具有不同的名义厚度和/或信息是以彼此不同的方式予以记录的。止动位置的数量一般等于所需的有待扫描的光盘类型的数量，而物镜系统随时可以在每一止动位置上把一辐射光束聚焦于一光盘的信息平面上的一聚焦点。为了从一个止动位置前进到另一止动位置，定向器和整个致动器相互地被移动通过一段由物镜系统确定的距离。

通过使每一物镜和/或其位置仅适配于一种给定类型的光盘，比如由基底厚度和/或信息或记录密度所表征的光盘，扫描装置可以径直地适配于扫描一批两种或更多光盘类型的一给定类型的光盘。为此目的，只是需要选定适当的止动装置。

在根据本发明的扫描装置的一种实用实施例中，定向器设计成一反射器，诸如具有一镜面的镜子。在另一实用实施例中，物镜系统包括两个配置得彼此邻近的物镜，其中一个物镜选定得在每一止动位置上与一辐射源配合。如果定向器采取一反射器的形式，反射器则在光学上介于辐射源与所选定物镜之间。辐射源可以是固定安装的辐射源，比如一激光源。

根据本发明的扫描装置的一项实用的实施例，包括两个配置得相互邻近的物镜，适于阅读和/或录记一符合CD标准的类型的光盘和一符合DVD标准的类型的光盘。

在致动器中适当地选择和定位物镜的情况下，用于已知扫描装置中的已知致动器几乎不必遵照一些附加的要求。根据本发明的扫描装置之中的致动器原则上由于具有两个物镜而非一个物镜而不同于从EP-A0464912中得知的致动器，在这种情况下，物镜的不同光学性质和在光轴方向上看到的物镜相互间位置是具有重要意义的。

应当指出，EP-A0727776披露了一种扫描装置，采用一致动器，带有一固定的致动器部分和一携带两个物镜的可枢转的致动器部分。后面提及的致动器部分可以围绕一支承销相对于另一致动器部分枢转经过一较大的角度，以便或是把一个或是把另一个物镜设置在一工作位置上。在每一工作位置上，可枢转的致动器部分还在跟踪期间围绕支承销实现微小的枢转动作和在聚焦期间沿着支承销实现微小的平移。由于需要可枢转的部分能够实现即大也小的两种枢转动作，采用了状为各附加线圈和/或磁铁的特定驱动装置。这样一种措施导致各种附加的电子控制装置和附加的结构质量和体积，不利于装置的效率。其次，需要可枢转致动器部分的两个精确确定的零位置，以便确保精确扫描此扫描装置所适用的每一光盘。在此已知的装置中，各零位置是借助于磁性吸持力获得的，它们为可枢转的部分确定了各优先的位置。不过，如此获得的各零位置由于诸如温度变动和主要磁场非均匀性的影响不是轻易可以再现的。

根据本发明的扫描装置的一项实施例的特征在于止动装置包括一第一止动件，设置在其中一个本体上，以及一第二止动件，设置在另一本体上，两止动件在操作期间在止动位置上彼此配合。

根据本发明的扫描装置的一项实施例的特征在于止动件是机械零件，它们在止动位置上机械地彼此连接。除了前面提及的各项优点之外，这些零件具有减少磨损的另外优点。其次，致动所需的力量可以小于使用机械零件的情况。

根据本发明的扫描装置的一项实施例的特征在于止动件是磁性或电磁元件，它们可以分别以磁性方式或电磁方式彼此连接。

根据本发明的扫描装置的一项实施例的特征在于设置了致动装置，用于在止动位置之间相互地移动两个本体。

根据本发明的扫描装置的一项实施例的特征在于致动器包括至少一第一止动件，设置在一个本体上，以及至少一固定的第二止动件，第一止动件在定位装置操作期间可与第二止动件啮合，以便产生一种本体从一止动位置到另一止动位置的相互的移动。由于各止动件的存在，这种移动可借助于用于移动定位装置的驱动装置予以实现，驱动装置毕竟是现有的。

根据本发明的扫描装置的一项实施例的特征在于致动装置包括一电磁驱动装置。

根据本发明的扫描装置的一项实施例的特征在于其中一个本体采取支承在一机座上的第一滑座的形式，此第一滑座可以沿着一第一平移轴线被平移，以及第二台座采取支承在第一滑座上的一第二滑座的形式，此第二滑座可以沿着一第二平移轴线被平移，至少其中一条所述轴线至少基本上平行于物镜的光轴之间的一垂直连接线延伸。这样一种结构是实际可行的，而且易于实现。由于成本上的原因，第二滑座可以支承在第一滑座上。如果关于第二滑座的支承提出更为严格的要求，则其中第二滑座独立于第一滑座而受到支承的实施例应当优先。

根据本发明的扫描装置的一项实用的实施例的特征在于第一平移轴线和第二平移轴线至少基本上彼此平行地延伸。对于给定的一些用途，可能希望选择彼此不平行的两条平移轴线。比如，第一平移轴线和第二平移轴线至少基本上垂直地互相交叉。根据本发明的扫描装置的一实用实际例的特征在于其中一个本体采取一枢转件的形式，此件可以围绕一平行于转盘转动轴线的枢转轴线枢转，另一本体则相对于枢转件被支承并可相对于枢转件沿着一条直线移动，该直线至少基本上平行于物镜光轴之间的一垂直连接线延伸。在此实施例中，借助本身已知的装置可以实现致动器简单而又精确的安装，枢转件可以制成为一枢转臂杆。

根据本发明的扫描装置的一项实施例的特征在于致动器的底座固定于枢转件上，而定向器固定于另一本体上。另一本体也可以是一枢转件，但最好是制成为一滑座。

根据本发明的扫描装置的一项实施例的特征在于定向器包括一反射器。此反射器可以比如是一平面镜或一棱镜。

本发明还涉及包括有根据本发明的扫描装置的一种光盘放送器，装放在一外壳之中。

本发明还涉及一种系统，包括一第一类型的光盘和一第二类型的光盘，每一所述光盘具有一光学上透明的基底和一所述基底上的光学上可扫描的信息层，以及根据本发明的扫描装置。第一类型光盘与第二类型光盘之间的区别主要在于基底厚度和/或信息层中信息密度方面的区别。在一实用的实施例中，第一类型包括CD，而第二类型包括DVD。

本发明现在将通过实例参照附图较为详细地予以说明，附图中：

图1是一示意透视图，表明根据本发明的系统的一项实视图，

图2是一示意透视图，表明根据本发明的扫描装置的一项实施例，

图3是一示意透视图，表明根据本发明的光盘放送器的一项实施例。

示于图1的根据本发明的系统包括一第一类型的光盘、一第二类型的光盘和一根据本发明的扫描装置1。第一类型的光盘是CD，其中示出了一张光盘3，而第二类型光盘是DVD。最后所提类型之中的一张光盘5予以示出。扫描装置1包括一转盘7，可围绕一转动轴线7a转动，用于分别支承一盘状记录媒体，即前述的光盘3和5中之一。扫描装置1还包括一辐射源，特别是一半导体激光器9，和一定位装置11。定位装置11包括两个本体13和15，可彼此相对移动，并各自构成一滑座13和15。两个滑座13和15可以沿着导引装置在径向上或至少大致径向上相对于转盘7平移。在本实例中，导引装置包括两根滑杠17和19，固定在一机架18上并延伸穿过滑座13和15的轴承(未示出)。一电磁致动器23具有一底座21固定于滑座13上。致动器23具有一托架25，可相对于底座21移动并托带一包括两个物镜27a和27b的物镜系统。物镜27a和27b(从平行于滑杠17和19的方向看设置成彼此一线)分别具有一光轴27a1和27b1，所述光轴平行于转盘7的转动轴线7a延伸。托架25经由一可铰接的或挠性的悬挂装置固定于底座21上，以致物镜27a和27b既可沿聚焦方向(由箭头F指明)，也可沿跟踪方向(由箭头T指明)移动。为了驱动托架25，设置了一电磁线圈装置33。EP-A464912(在此引入作为参考)阐述一例托架25悬挂装置和带有电磁线圈装置33的磁路31。

一定向器35，在本实例中为一平面镜，固定于滑座15上并用以使辐射源9发出的辐射光束37指向其中一个物镜27a或27b。

根据本发明的扫描装置1包括一止动装置，用于把滑座13和15彼此相对地止动在两个精确限定的止动位置上。这些止动位置是由物镜系统27a、27b和定向单元35的那些相对位置决定的，其中，由辐射源9产生的辐射光束37在它已被定向之后通过物镜27a或物镜27b。在图1中，滑座13和15相互处在一止动位置，其中，辐射光束在已经经过定向器35之后被沿着物镜27b的光轴27b1定向。在另一止动位置上，其中相对于所示的止动位置，滑座13和15已被移动一个等于光轴27a1与27b1之间的距离的距离，其中辐射光束在由定向单元35反射之后被定向为沿着光轴27a1。在本实例中，所述止动装置包括两对磁性元件39a、39b和41a、41b，每对元件的相对表面是经过相反极化的，这样滑座13和15在每一止动位置上是彼此磁性耦合的。在所示止动位置上，这是借助于元件39a和39b实现的；在另一止动位置上，是借助于元件41a和41b实现的。

根据本发明的扫描装置1包括一驱动装置，用于沿着导引装置17、19移动滑座13和15。这一驱动装置包括一固定于机架18上的电机43，以及一包括小齿轮45的传动装置。小齿轮45啮合一配置在滑座13上的齿条47。当电机被供电时，两个滑座13和15同时被移动通过同样的距离，亦即，由于它们分别经由元件39a、39b和41a、41b的耦合，该移动均处在定位装置的操作范围之内。在本实例中，这一操作范围在径向上由机架18的两机架部分18a和18b予以限制。

根据本发明的扫描装置1包括致动装置，用于在所述两个止动位置之间相互移动滑座13和15。除了所述驱动装置43、45之外，这些致动装置包括构成部分滑座15的两个第一止动件49a和49b，以及由机架部分18a和18b构成的两个第二滑动件。如果当电机43被供电而每个滑座13和15从图示位置沿着滑杠17和19在径向上被推离转盘7，第一止动件49a将在一给定瞬时顶靠第二止动件18a，其结果是，滑座15被停住。由于在此情况下滑座13仍然受到驱动，而且驱动力大于磁性元件39a与39b之间的磁性吸持力，滑座13更进一步被移动通过一段距离d，直至达到止动位置，在此位置磁性元件41a和41b建立了滑座13与15之间的耦合。

根据示于图2的本发明的扫描装置101包括一转盘107，可以围绕一转动轴线107a转动，用于支承盘状的记录媒体，这些媒体可以在它们的基底厚度和/或信息密度上有所不同。扫描装置101还包括一辐射源109和一定位装置，后者可以相对于转盘107在一个至少大致横交于转动轴线107a的平面内操作。可动定位装置包括一致动器123，具有一底座121和一托架125，后者可以相对于底座121移动并托带一物镜系统。定位装置还包括一定向器135，其形式为一反射器，特别是一面镜子，用于使辐射源所生成的一辐射光束137指向物镜系统。定位装置包括形式为滑座113和115的两个本体，它们可以在至少大致横交于转盘107的转动轴线107a的平面内相互移动，而致动器123的底座固定于其中一个本体上，即本实例中的滑座113上。定向器135固定于另一本体上，即滑座115上。物镜系统包括配置得彼此邻近的两个物镜，即本实例中的物镜127a和127b，每一物镜分别具有一光轴127a1和127b1，所述光轴至少基本上平行于转盘107的转动轴线107a延伸。

除了所用的物镜系统，关于致动器结构的进一步信息，可参照EP-A464912。

扫描装置101具有一驱动装置，包括带有一小齿轮145的电机143，小齿轮145啮合滑座115的一齿条147。滑座115可以沿着包括两根滑杠117和119的导引装置117、119平移。滑座113可以相对于滑座115在一个有限的程度上平移，导引是借助于滑座115的导引边缘117a和119a实现的。由于滑杠117和119相对于转盘107至少沿大致径向延伸，以及导引边缘117a和119a平行于滑杠117和117延伸，所以滑座113和115可以分别沿着一第一平移轴线T1和一第二平移轴线T2平移，所述轴线至少沿大致径向延伸。其次，两条轴线T1和T2至少大致平行于物镜127a和127b的光轴127a1和127b1之间的一条垂直连接线1延伸。

扫描装置101包括止动装置，用于相互地把滑座113和115止动在以下述方式限定的止动装置上，即在这些位置上定向器135对置于其中一个物镜127a或127b，以便使辐射光束137沿着相应的光轴127a1或127b1取向。止动装置包括一第一机械止动件，其形式为一设置在滑座113上的弹性止动钩139a，以及一第二止动件，其形式为两个止动凹槽139b1和139b2。

在图2所示的止动位置，其中定向器135使辐射光束137沿着物镜127b的光轴127b1定向，钩139a与凹槽139b1啮合。在另一止动位置上(未示出)，其中定向器135使辐射光束137沿着物镜127a的光轴127a1定向，钩139a与凹槽139b2啮合。在两种情况下，滑座113和115在扫描设置在转盘107上的一记录媒体期间都被锁定而不能彼此移动。

扫描装置101包括致动装置，用于在两个止动位置之间彼此移动两个滑座113和115。这些致动装置包括一设置在滑座113上的第一止动件149，以及两个静止不动的第二止动件118a和118b。第一止动件149采取一突起的形式，而各自固定于一机架118的第二止动件118a和118b则都是棒状的。第一止动件149相对于第二止动件118a和118b定位的方式是，在扫描期间，滑座113和115可以一起在径向上移动而止动件149并不接触止支动件118a或118b。不过，当两滑座一起被移动到一径向向外或向内的位置时，止动件149接触相应的止动件118a或118b。如果从图示止动位置发生这样的一种向外的位移，受驱滑座115将在止动件149已经接触止动件118a之后完成一微小行程，止动钩139a则脱出止动槽136b1而与止动槽139b2啮合以便把滑座113和115彼此耦合在另一止动位置上。

示于图3的根据本发明的光盘放送器包括一扫描装置201，装放在一外壳200之中。扫描装置201适合于扫描特别在其透明基底和信息密度方面彼此不同的各种光盘。扫描装置201包括一转盘207，支承在一机架218上并具有用于一光盘的一支承表面207b和一对中部分207c。机架218固定于外壳200上，任选为弹性和/或阻尼方式，并且转盘207可围绕转动轴线207a转动。扫描装置201还包括一辐射源209和一定位装置，后者可在一横交于转动轴线的平面内操作，此定位装置包括一致动器223，它包括一底座221和一托架225，后者可相对于底座221移动并托带一包括两个物镜227a和227b的物镜系统。所述定位装置还包括一定向器235，用于使辐射源235所发出的一辐射光束237指向物镜系统。所述定位装置包括两个本体，即一枢转件213和一滑座215，它们可以在横交于转盘207的转动轴线207a的平面内彼此运动。枢转件213可以围绕一平行于转盘207的转动轴线207a的枢转轴线213a作枢转，而滑座可以沿着导引装置217、219相对于转盘207的转动轴线207a在径向上被平移。所述定向器235固定于滑座215上，此滑座在本实例中可以由一包括电机243的驱动装置经由一小齿轮245和一齿条247驱动。所述致动器223的底座221固定于枢转件213上，后者在本实例中可枢转地装在滑座215之中。除去物镜系统227a、227b，致动器223属于US-A4817076(在此引入作为参考)中详细描述的类型。致动器223包括一支承销202，平行于转盘207的转动轴线207a延伸，而托架225则能够为追踪目的而围绕支承销202的中心轴线实现微小的转动。

其次，托架225能够为对焦目的而在支承销202的纵向上实现微小的平移运动。致动器还包括一具有驱动线圈的磁路。物镜227a和227b各自分别具有一光轴227a1和227b1，光轴227a1与227b1之间的垂直连接线1平行于导引装置217、219并因而平行于滑座215的平移方向而延伸。

枢转件213支承一扇齿轮240，它啮合一致动件244的一齿条242。在本实例中，致动件244装在滑座214之中，以便可以在两个位置中间沿径向滑动，示于图3的是两个位置中的一个。在所示致动件244的位置中，枢转件213和滑座215处在一个它们被彼此止动的位置上，即在该止动位置定向器235使辐射光束237指向物镜227b。致动件244借助于一弹性止动钩239a相对于滑座215被止动，止动钩与一闩定凹槽239b1啮合。

由于致动件244从图示位置向转盘207移动，一种枢转运动就被赋予枢转件213并因而赋予致动器223。如果止动钩239a与止动凹槽239b2啮合，则枢转件213和滑座215达到一个新的止动位置。在这一止动位置上，定向器235使辐射光束237指向物镜227a。致动件244的移动是由滑座215的移动生成的，为此，止动装置218a、218b和249起了重要的作用。在滑座215从示于图3的位置移动到一个远离转盘的位置期间的一给定的瞬间，致动件244的突起249将被固定止动件218a保持。随着滑座215移动的进行，致动件244相对于滑座215而移动，则止动钩239a最终与止动凹槽239b2啮合。当滑座215从此时获得的状态开始朝向转盘207移动，图示的止动装置可以通过突起249与固定止动件218b之间的合作而再次获得。

显然，符合本发明的光盘放送器还包括必需的各种光学和电子器件，它们本身都是已知的。

应当指出，本发明并不限于在此所述的各项实施例。比如，在图所示实例中的滑座可以设计成一个枢转件。其次，在图3所示实例中的枢转件不必支承在滑座上。而且，止动装置和/或致动装置可以以不同于所述的方式予以设计。

Claims (15)

1．一种扫描装置，包括一转盘，用于支承一盘状的记录媒体，此转盘可绕一转动轴线转动，以及还包括一辐射源和一定位装置，后者可以相对于转盘在一至少基本上横交于转动轴线的平面内操作，此定位装置包括一致动器，它包括一底座和一托架，此托架可相对于底座移并托带一物镜系统，此定位装置还包括一定向器，用于使辐射源到发出的一辐射光束指向物镜系统，其特征在于，定位装置包括两个本体，它们可以在至少基本上横交于转盘转动轴线的平面中相互移动，致动器的底座固定于其中一个所述本体上，而定向器固定于所述本体中的另一所述本体上，以及物镜系统包括设置得彼此邻近的物镜，第一物镜具有一至少基本上平行于转盘转动轴线而延伸的光轴，以及设置了止动装置以便把所述本体相互地止动在止动位置上，在每一所述止动位置上，定向器设置得对置于其中一个物镜以便使辐射光束沿着相应物镜的光轴指向相应的物镜。

2．一种按照权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，止动装置包括一设置在其一个本体上的第一止动件，以及一设置在另一本体上的第二止动件，两止动件在操作期间在止动位置上彼此合作。

3．一种按照权利要求2所述的扫描装置，其特征在于止动件是机械零件，它们在止动位置机械地彼此连接。

4．一种按照权利要求2所述的扫描装置，其特征在于止动件是磁性或电磁元件，它们可以分别以磁性方式或电磁方式彼此连接。

5．一种按照前述权利要求中任何一项所述的扫描装置，其特征在于设置了致动装置，用于在止动位置之间相互地移动两个本体。

6．一种按照权利要求5所述的扫描装置，其特征在于致动装置包括至少一个设置在一本体上的第一止动件，以及至少一个固定的第二止动件，第一止动件在定位装置操作期间可与第二止动件啮合，以便产生一种本体从一止动位置到另一止动位置的相互的移动。

7．一种按照权利要求5所述的扫描装置，其特征在于致动装置包括一电磁驱动装置。

8．一种按照前述权利要求中任何一项所述的扫描装置，其特征在于其中一个本体采取支承在一机架上的第一滑座的形式，此第一滑座可以沿着一第一平移轴线被平移，以及第二台座采取支承在第一滑座上的一第二滑座的形式，此第二滑座可以沿着一第二平移轴线被平移，至少其中一条所述轴线至少基本上平行于物镜的光轴之间的一垂直连接线延伸。

9．一种按照权利要求8所述的扫描装置，其特征在于第一平移轴线和第二平移轴线至少基本上彼此平行地延伸。

10．一种按照要求8、9或10所述的扫描装置，其特征在于第二滑座独立地支承在第一滑座上。

11．一种按照权利要求1至7中任何一项所述的扫描装置，其特征在于其中一个本体采取一个枢转件的形式，此件可以围绕一平行于转盘转动轴线的枢转轴线枢转，另一本体则相对于枢转体被支承并可以相对于枢转件沿着一条直线移动，该直线至少基本上平行于物镜光轴之间的一垂直连接线延伸。

12．一种按照权利要求11所述的扫描装置，其特征在于致动器的底座固定于枢转件上，而定向器固定于另一本体上。

13．一种按照前述权利要求中任何一项所述的扫描装置，其特征在于定向器包括一反射器。

14．一种光盘放送器，包括一种按照前述权利要求中任何一项所述的扫描装置，装放在一外壳之中。

15．一种系统，包括：

一第一类型的光盘和一第二类型的光盘，每一所述光盘具有一光学上透明的基底和一存在于所述基底上的、光学上可扫描的信息层，和

权利要求1至13中任何一项所述的扫描装置。

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