(57)【要約】  小型化しても、伝送媒体との間の容量結合が十分に得られ、受信感度が良好であり、安定した音楽再生ができる音楽再生システムを提供すること。本発明の音声再生システムは、音声信号を変調し電界信号に変換して送信する送信機（１）と、電界通信用の伝送媒体側電極（３１）及び外側電極（３８）を備えており、前記電界信号から前記音声信号を復調し、復調された音声信号を出力する受信機（３）と、前記電界信号を介して前記音声信号を前記送信機（１）から前記受信機（３）に伝送する伝送媒体（２）と、を具備し、前記受信機（３）は、穴部に挿入可能な挿入部（３６ａ）を備えた筺体（３６）を有し、前記挿入部（３６ａ）に前記伝送媒体側電極（３１）が配置されていることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号を変調し電界信号に変換して送信する送信機と、電界通信用の伝送媒体側電極及び外側電極を備えており、前記電界信号から前記音声信号を復調し、復調された音声信号を出力する受信機と、前記電界信号を介して前記音声信号を前記送信機から前記受信機に伝送する伝送媒体と、を具備し、前記受信機は、穴部に挿入可能な挿入部を備えた筺体を有し、前記挿入部に前記伝送媒体側電極が配置されていることを特徴とする音声再生システム。
【請求項２】
前記筺体における前記挿入部以外の領域に前記外側電極が配設されていることを特徴とする請求項１記載の音声再生システム。
【請求項３】
前記伝送媒体側電極は、前記挿入部が前記伝送媒体と接する面に対して略平行な面を有することを特徴とする請求項１記載の音声再生システム。
【請求項４】
前記伝送媒体側電極の主面と前記外側電極の主面とが対向しないことを特徴とする請求項１記載の音声再生システム。
【請求項５】
前記伝送媒体側電極の主面と前記外側電極の主面とのなす角が略直角であることを特徴とする請求項４記載の音声再生システム。
【請求項６】
前記挿入部は先端に向けて縮径する円錐形の筒状であり、前記伝送媒体側電極も前記挿入部の先端に向けて縮径する円錐形の筒状であることを特徴とする請求項３記載の音声再生システム。
【請求項７】
前記挿入部は先端に向けて縮径する円錐形の筒状であり、前記伝送媒体側電極は、複数の短冊状の電極からなり、該複数の電極を連結して挿入部の先端に向けて縮径するように配置したことを特徴とする請求項３記載の音声再生システム。
【請求項８】
前記挿入部は先端に向けて縮径する円錐形の筒状であり、前記伝送媒体側電極は、径が異なるリング状の電極からなり、該複数のリング状の電極を連結して挿入部の先端に向けて縮径するように配置したことを特徴とする請求項３記載の音声再生システム。
【請求項９】
前記挿入部は先端に向けて縮径する円錐形の筒状であり、前記伝送媒体側電極は、挿入部の先端に向けて縮径するような螺旋状の電極であることを特徴とする請求項３記載の音声再生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体や空間のような伝送媒体を介して音声信号を送受信して出力する音声再生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
音声信号を再生するシステムにおいては、例えば、ＡＭ、ＦＭ、ＡＳＫ、ＦＳＫなどの方法で変調された音声信号が送信機から電磁波信号として送信され、人体や空間などの伝送媒体を介して受信機に伝送され、この受信機で音声信号に復調され、復調された音声信号がスピーカのような出力手段から音声として再生される。このシステムにおいて、受信機は、変調された音声信号を検出する信号検出回路と、検出された音声信号を復調する復調回路と、復調された音声信号を増幅する増幅回路と、音声を出力するスピーカとから主に構成されている。このような音声再生システムに伝送媒体（主に人体）を介して信号を通信する電界通信技術を応用し、ワイヤレス・ヘッドフォンを実現することが望まれている。【０００３】
伝送媒体（主に人体）を介して送受信する通信システムについて、電界を用いて通信する方法が特許文献１などで開示されている。特許文献１には、図６に示すように、電極対、すなわち人体６２に密接に容量結合する人体側（内部）電極６１と、ルームアースに対する結合が人体側（内部）電極よりも大きくなるように配向された外側（外部）電極６３との対を、送信機及び受信機がそれぞれ１対ずつ備えている。この電極対は、図６から分かるように、平行平板の配置をとる。また、特許文献２にも、人体側（信号）電極と外側（グランド）電極）とを対向する形に配置してほぼ平行平板電極にして用いることが開示されている。
【特許文献１】特表平１１−５０９３８０号公報
【特許文献２】特開２００６−３０３７３６号公報
【発明の開示】
【０００４】
イヤフォンのようなインナーイヤー型と呼ばれる耳の穴部（外耳道）に挿入するタイプの小型なヘッドフォンにおいては、上述した平行平板の対向電極配置で小型化すると、人体と人体側電極との間の容量結合が小さくなり、受信感度が得られないという問題があった。言い換えると、十分な受信感度を得るためには、インナーイヤー型のような小型化ができず、受信感度の良い小型のヘッドフォンは実現に至っていなかった。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、小型化しても、伝送媒体との間の容量結合が十分に得られ、受信感度が良好であり、安定した音楽再生ができる音楽再生システムを提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の音声再生システムは、音声信号を変調し電界信号に変換して送信する送信機と、電界通信用の伝送媒体側電極及び外側電極を備えており、前記電界信号から前記音声信号を復調し、復調された音声信号を出力する受信機と、前記電界信号を介して前記音声信号を前記送信機から前記受信機に伝送する伝送媒体と、を具備し、前記受信機は、穴部に挿入可能な挿入部を備えた筺体を有し、前記挿入部に前記伝送媒体側電極が配置されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、受信機の挿入部に伝送媒体側電極が配置されているので、小型でありながら、伝送媒体との間の容量結合を強くできる。例えば、本構成をインナーイヤー型ヘッドフォンに適用する場合において、このヘッドフォンで音声を聞く際には、耳に装着した状態が前提となるため、ユーザに取り立てて特別な動作を要求せずに、確実に人体と人体側電極とが容量結合した状態を作ることができる。このため、受信感度が良好であり、安定した音楽再生ができるインナーイヤー型の小型ワイヤレス・ヘッドフォンを実現することができる。
【０００８】
本発明の音声再生システムにおいては、前記筺体における前記挿入部以外の領域に前記外側電極が配設されていることが好ましい。この構成によれば、受信機の挿入部以外の領域に外側電極が配置されるので、外側電極について外部のアースや送信機の外側電極との確実な結合が形成されて、安定した通信が可能になる。
【０００９】
本発明の音声再生システムにおいては、前記伝送媒体側電極は、前記挿入部が前記伝送媒体と接する面に対して略平行な面を有することが好ましい。この構成によれば、伝送媒体と伝送媒体側電極との間の容量結合がほぼ最大となり、受信感度をさらに向上させることができる。
【００１０】
本発明の音声再生システムにおいては、前記伝送媒体側電極の主面と前記外側電極の主面とが対向しないことが好ましい。この場合において、前記伝送媒体側電極の主面と前記外側電極の主面とのなす角が略直角であることが好ましい。これらの構成によれば、伝送媒体側電極の主面と外側電極の主面とが対向しないことにより、外側電極と伝送媒体及び伝送媒体側電極との間の容量結合を弱め、その容量を介した信号のロスを抑えることができ、受信感度を向上することができる。
【００１１】
本発明の音声再生システムにおいては、前記挿入部は先端に向けて縮径する円錐形の筒状であり、前記伝送媒体側電極を前記挿入部の先端に向けて縮径する円錐形の筒状や、複数の短冊状、径が異なるリング状または螺旋状とすることが好ましい。この構成によれば、伝送媒体と伝送媒体側電極との間の容量結合がさらに強くなり、受信感度をさらに向上させることができる。
【００１２】
本発明の音声再生システムは、音声信号を変調し電界信号に変換して送信する送信機と、電界通信用の伝送媒体側電極及び外側電極を備えており、前記電界信号から前記音声信号を復調し、復調された音声信号を出力する受信機と、前記電界信号を介して前記音声信号を前記送信機から前記受信機に伝送する伝送媒体と、を具備し、前記受信機は、穴部に挿入可能な挿入部を備えた筺体を有し、前記挿入部に前記伝送媒体側電極が配置されているので、小型化しても、伝送媒体との間の容量結合が十分に得られ、受信感度が良好であり、安定した音楽再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る音声再生システムを示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る音声再生システムにおける受信機であるインナーイヤー型ワイヤレス・ヘッドフォンの基本構成を示す図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、本発明に係る音声再生システムの受信機の他の例を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る音声再生システムの受信機の他の例を示す図である。
【図５】本発明に係る音声再生システムの受信機の他の例を示す図である。
【図６】電界通信を説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
電界を使った人体通信においては、送信機−人体−受信機との容量結合を介して信号が流れる往路（図６におけるパスＡ）と、受信機−空気などの誘電体又はグランドなどの導体−受信機との容量結合を介して信号が流れる復路（図６におけるパスＢ）が必要である。この場合において、電界信号を効率よく伝送するために、往路（パスＡ）を形成する人体側電極（送信電極、受信電極）６１は人体６２との間の容量結合を大きくすることが望ましく、復路（パスＢ）を形成する外側電極（送信機外側電極、受信機外側電極）６３は人体６２との間の容量結合を小さくし、送信機と受信機の外側電極間の容量結合を大きくすることが望ましい。さらに、電界信号のロスを減らして、より効率良く伝送するために、人体側電極６１と外側電極６３との間の容量結合を小さくすることが望ましい。【００１５】
このような観点を考慮して、穴部に挿入可能な挿入部を備えた筺体を有し、前記挿入部の内部に前記伝送媒体側電極を内挿することにより、インナーイヤー型のヘッドフォンのような小型の音声再生システムにおいて電界信号を効率良く伝送できることを見出し本発明をするに至った。【００１６】
すなわち、本発明の骨子は、音声信号を変調し電界信号に変換して送信する送信機と、電界通信用の伝送媒体側電極及び外側電極を備えており、前記電界信号から前記音声信号を復調し、復調された音声信号を出力する受信機と、前記電界信号を介して前記音声信号を前記送信機から前記受信機に伝送する伝送媒体と、を具備し、前記受信機は、穴部に挿入可能な挿入部を備えた筺体を有し、前記挿入部に前記伝送媒体側電極が配置されている音声再生システムにより、小型化しても、伝送媒体との間の容量結合が十分に得られ、受信感度が良好であり、安定した音楽再生を行うことである。【００１７】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る音声再生システムを示す概略構成図である。図１に示す音声再生システムは、音声信号を変調し、電界信号に変換して送信電極１１を介して送信する送信機１と、その電界信号を介して音声信号を伝送する人体や空間などの伝送媒体２と、伝送媒体２を介して電界信号を検出し、その電界信号を音声信号に復調し、復調された音声信号を出力する受信機３とから主に構成されている。ここで、伝送媒体２は、人体であり、具体的には耳を想定している。【００１８】
受信機３は、伝送媒体２からの電界を受ける人体側電極３１と、人体側電極３１で受けた電界より音声信号を取得する信号検出回路３２と、信号検出回路３２による検出後の信号を音声信号に復調する復調回路３３と、復調後の音声信号を増幅する音声増幅回路３４と、音声信号を出力するスピーカ３５とを有する。【００１９】
図２（ａ）は、本発明に係る音声再生システムにおける受信機３であるインナーイヤー型ワイヤレス・ヘッドフォンの基本構成を示す図である。このヘッドフォンは、伝送媒体である人体の耳２（特に外耳道）に挿入可能な挿入部３６ａを備えた筺体３６を有しており、この挿入部３６ａの内部に伝送媒体側電極である人体側電極３１が内挿されている。また、筺体３６における外側に面する側、すなわち挿入部から離れた位置に位置する側には、電界通信用回路基板３７が配設されており、電界通信用回路基板３７の外側（筺体３６から露出する側）には、外側電極３８が配設されている。電界通信用回路基板３７と外側電極３８とは、電気的に接続されている。また、この電界通信用回路基板３７と人体側電極３１とは、電気的に接続されている。また、この電界通信用回路基板の内側（筺体３６の内部側）には、スピーカ３５が配設されている。なお、図２においては、外側電極３８を設けた場合について説明しているが、本発明においてはこれに限定されず、電界通信用回路基板３７自体が外側電極を兼ねても良く、電界通信用回路基板の外側に配置したバッテリを外側電極としても良い。また、筺体３６は、人体に装着しても人体を傷付けないようにするために、ゴムなどの材料で構成されていることが望ましい。【００２０】
このような構成のワイヤレス・ヘッドフォンを耳に装着した状態を図２（ｂ）に示す。筺体３６の挿入部３６ａの形状は、特に制限はないが、外耳道に挿入し易い形状、例えば筒状などであることが好ましい。図２（ｂ）に示すように、耳２の外耳道に筺体３６の挿入部３６ａが挿入されている。このため、挿入部３６ａと耳２の外耳道の内壁とが近接した状態となる。上述したように挿入部３６ａには、人体側電極３１が内挿されているので、人体側電極３１と耳２の外耳道の内壁とが略並行で近接した状態となる。したがって、人体側電極３１と耳２との間が強固に容量結合されている。このような容量結合により、電界通信の往路について、電界信号を安定して高感度で受信することができるので、電界通信において十分な通信品質を確保できる。また、外側電極３８は、筐体３６内で耳２から最も離れた位置で、かつ人体側電極３１と直交する方向に延設されている。したがって、外側電極３８と耳２との間の容量結合が相対的に弱くなっている。このため、電界通信の復路について、送信機１と受信機３の外側電極間の容量結合を大きくすることができる。このため、このような構成のワイヤレス・ヘッドフォンは、小型でありながら良好な受信感度を実現できる。【００２１】
図３（ａ），（ｂ）は、本発明に係る音声再生システムの受信機の他の例を示す図である。図３（ａ）に示す受信機においては、挿入部３６ａ以外の領域（図３（ａ）において上面、下面、側面の３面）に外側電極３８ａを配置している。外側電極３８ａは筐体３６の表面あるいは表面近くであって、かつ、人体２との間の容量結合を小さくできる場所に配置することが望ましい。インナーイヤー型の小型ヘッドフォンの場合には、耳２に装着した際に、外界に面した部分に外側電極３８ａを配置する。また、図３（ｂ）に示す受信機においては、電界通信用回路基板３７の外側のみに外側電極３８ｂを配置している。受信機を非常に小型にした場合、図３（ｂ）に示すような構成とすることが好ましい。【００２２】
図４（ａ）〜（ｃ）も、本発明に係る音声再生システムの受信機の他の例を示す図である。図４（ａ）〜（ｃ）に示す受信機においては、人体側電極３１ａ〜３１ｃそれぞれは、挿入部３６ａが耳２の外耳道と接する面に対して略平行な面を有する。これにより、耳２と人体側電極３１との間の容量結合がほぼ最大となり、受信感度をさらに向上させることができる。例えば、図４（ａ）に示すように、挿入部３６ａを耳２の外耳道に挿入し易いように先端に向けて縮径する円錐形の筒状とし、人体側電極３１ａも同様の円錐形の筒状とする。これにより、人体側電極３１ａと耳２の外耳道とがより平行な状態となり、容量結合がより強固となる。また、図４（ｂ）に示すように、人体側電極３１ｂは、複数の短冊状の電極を連結して挿入部３６ａの先端に向けて縮径するように配列させたものでも良い。また、図４（ｃ）に示すように、挿入部３６ａの先端に向けて縮径するような螺旋状の電極や、径が異なるリング状の電極を、挿入部３６ａの先端に向けて縮径するように配列させて連結したものでも良い。なお図４（ｂ），（ｃ）に示す構成においては、挿入部３６ａがフレキシブルな素材で形成されていた場合、挿入部３６ａが耳２の外耳道の形状に沿って変形しても、電極３１ｂ、３１ｃがその変形に追随しやすくなり、耳（人体）−人体側電極間の容量結合を非常に大きくすることができる。したがって小型のヘッドフォンでありながら、非常に安定した通信が可能となる。【００２３】
従来技術においては、人体側電極と外側電極とが対向している構成である。このような対向した構成では、人体側電極−外側電極間の容量結合が大きくなり、この容量を介してせっかく受信した信号がロスするという問題がある。これに対して、本発明に係る構成、すなわち、人体側電極３１の主面と外側電極３８の主面とが対向しない、特に好ましくは、人体側電極３１の主面と外側電極３８の主面とのなす角が略直角である構成では、ロスの原因となる人体側電極−外側電極間の容量結合を小さく抑えることができ、ロスの少ない高感度な通信が可能になる。このように、人体側電極３１の主面と外側電極３８の主面とが略直交する構成は、ヘッドフォンを小型にする制約の中では、人体側電極−外側電極間容量を最も小さくすることができ、良好な感度がえられる望ましい構成である。【００２４】
また、人体側電極３１の主面と外側電極３８の主面とが対向しない配置としては、図５に示すような配置が挙げられる。すなわち、外側電極３８ｃを外部に突出させる構成が挙げられる。この構成においては、外側電極３８ｃが外部のグランドと容量結合し易いので通信感度が非常に向上する。【００２５】
上述した説明においては、挿入部３６ａを含む筺体３６が一体になっている態様について説明しているが、本発明においては、人体側電極３１を内挿した挿入部３６ａが筺体３６から着脱可能に構成されていても良い。この場合においては、筺体３６に挿入部３６ａを装着する際に、人体側電極３１が電界通信用回路基板３７に電気的に接続するように構成することが望ましい。【００２６】
このように、本発明の音声再生システムでは、例えば、本構成をインナーイヤー型ヘッドフォンに適用する場合において、このヘッドフォンで音声を聞く際には、耳に装着した状態が前提となるため、ユーザに取り立てて特別な動作を要求せずに、確実に人体と人体側電極とが容量結合した状態を作ることができる。このため、受信感度が良好であり、安定した音楽再生ができるインナーイヤー型の小型ワイヤレス・ヘッドフォンを実現することができる。【００２７】
上記構成を有する音声再生システムにおいて、通信を行う場合の動作について説明する。ここでは、本システムがワイヤレスのヘッドフォンシステムである場合について説明する。【００２８】
まず、音声信号源である送信機１において、例えば音声信号（２０ｋＨｚ以下）を、人体が導電性を示す周波数（数百ｋＨｚ〜数十ＭＨｚ）の搬送波で変調して変調信号を得る。この変調信号は、増幅され、電圧変化に変換されることにより、変調信号に対応する電磁界信号となる。そして、この電界信号が伝送媒体２である人体に付与される。なお、送信機１における変調方式については特に制限はない。【００２９】
人体に付与された電界信号は、受信機３の人体側電極３１で受信される。人体側電極３１に加わった電界信号は、信号検出回路３２に送られる。信号検出回路３２では、電界信号が内部の増幅回路で増幅されて復調回路３３に送られ、復調回路３３において送信機１で使用した搬送波を用いて復調して音声信号が取得される。この音声信号は、増幅回路３４で増幅された後に、スピーカ３５から音声として出力される。【００３０】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態における回路構成、部品点数、数値などは一例であり、本発明はこれに限定されず適宜変更して実施することができる。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することができる。
【図１】
2009081698.tif 000003
【図２】
2009081698.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年6月16日(2010.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号を変調し電界信号に変換して送信する送信機と、
電界通信用の伝送媒体側電極及び外側電極を備えており、前記電界信号から前記音声信号を復調し、復調された音声信号を出力する受信機と、
前記電界信号を介して前記音声信号を前記送信機から前記受信機に伝送する伝送媒体と、を具備し、
前記受信機は、穴部に挿入可能な挿入部を備えた筺体を有し、前記伝送媒体側電極が前記挿入部と前記伝送媒体とが接する面に対して略平行な面を有することを特徴とする音声再生システム。
【請求項２】
前記筺体における前記挿入部以外の領域に前記外側電極が配設されていることを特徴とする請求項１記載の音声再生システム。
【請求項３】
前記伝送媒体側電極は、前記挿入部の形状に沿う形状を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の音声再生システム。
【請求項４】
前記伝送媒体側電極の主面と前記外側電極の主面とが対向しないことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の音声再生システム。
【請求項５】
前記伝送媒体側電極の主面と前記外側電極の主面とのなす角が略直角であることを特徴とする請求項４記載の音声再生システム。
【請求項６】
前記挿入部は先端に向けて縮径する円錐形の筒状であり、前記伝送媒体側電極も前記挿入部の先端に向けて縮径する円錐形の筒状であることを特徴とする請求項３記載の音声再生システム。
【請求項７】
前記挿入部は先端に向けて縮径する円錐形の筒状であり、前記伝送媒体側電極は、複数の短冊状の電極からなり、該複数の電極を連結して挿入部の先端に向けて縮径するように配置したことを特徴とする請求項３記載の音声再生システム。
【請求項８】
前記挿入部は先端に向けて縮径する円錐形の筒状であり、前記伝送媒体側電極は、径が異なるリング状の電極からなり、該複数のリング状の電極を連結して挿入部の先端に向けて縮径するように配置したことを特徴とする請求項３記載の音声再生システム。
【請求項９】
前記挿入部は先端に向けて縮径する円錐形の筒状であり、前記伝送媒体側電極は、挿入部の先端に向けて縮径するような螺旋状の電極であることを特徴とする請求項３記載の音声再生システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の音声再生システムは、音声信号を変調し電界信号に変換して送信する送信機と、電界通信用の伝送媒体側電極及び外側電極を備えており、前記電界信号から前記音声信号を復調し、復調された音声信号を出力する受信機と、前記電界信号を介して前記音声信号を前記送信機から前記受信機に伝送する伝送媒体と、を具備し、前記受信機は、穴部に挿入可能な挿入部を備えた筺体を有し、前記伝送媒体側電極が前記挿入部と前記伝送媒体とが接する面に対して略平行な面を有することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この構成によれば、受信機の挿入部に伝送媒体側電極が配置されているので、小型でありながら、伝送媒体との間の容量結合を強くできる。例えば、本構成をインナーイヤー型ヘッドフォンに適用する場合において、このヘッドフォンで音声を聞く際には、耳に装着した状態が前提となるため、ユーザに取り立てて特別な動作を要求せずに、確実に人体と人体側電極とが容量結合した状態を作ることができる。このため、受信感度が良好であり、安定した音楽再生ができるインナーイヤー型の小型ワイヤレス・ヘッドフォンを実現することができる。また、この構成によれば、伝送媒体と伝送媒体側電極との間の容量結合がほぼ最大となり、受信感度をさらに向上させることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の音声再生システムにおいては、前記伝送媒体側電極は、前記挿入部の形状に沿う形状を有することが好ましい。
【国際調査報告】
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