(57)【要約】【課題】発光素子を光源とするプロジェクタ型の車両用灯具において、安価でコンパクトな灯具構成により、明るい配光パターンを形成可能とする。【解決手段】投影レンズ１２の後方側に、第１および第２発光素子１４、２４ならびに第１および第２リフレクタ１６、２６が配置された構成とし、両発光素子１４、２４の同時点灯によりロービーム用配光パターンを形成するようにする。これにより安価な灯具構成で明るい配光パターンを形成可能とする。その際、上向きに配置された第１発光素子１４に対して、これを上方側から覆うようにして第１リフレクタ１６を配置し、また、上向きに配置された第２発光素子２６に対して、これを上方側から覆うようにして第２リフレクタ２６を配置した上で、第２発光素子２４を、灯具正面視において第１リフレクタ１６の後方側に隠れる位置に配置する。これにより灯具構成をコンパクトなものとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影レンズと、この投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置された第１および第２発光素子と、上記第１発光素子からの光を上記投影レンズへ向けて反射させる第１リフレクタと、上記第２発光素子からの光を上記投影レンズへ向けて反射させる第２リフレクタとを備え、上記第１および第２発光素子の同時点灯により所要の配光パターンを形成するように構成された車両用灯具において、
上記第１発光素子が、上記投影レンズの光軸と交差する所要方向へ向けて配置されるとともに、上記第１リフレクタが、上記第１発光素子を上記所要方向側から覆うようにして配置されており、
上記第２発光素子が、灯具正面視において上記第１リフレクタの後方側に隠れる位置において上記所要方向へ向けて配置されるとともに、上記第２リフレクタが、上記第２発光素子を上記所要方向側から覆うようにして配置されている、ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
上記所要方向が上方向に設定されており、
上記第２発光素子が、上記第１発光素子よりも上方側に配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
【請求項３】
上記第２リフレクタの反射面が、上記第１リフレクタの反射面よりも大きい左右幅を有している、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具。
【請求項４】
上記第１リフレクタで反射した上記第１発光素子からの光により、上記配光パターンの中心領域を形成するとともに、上記第２リフレクタで反射した上記第２発光素子からの光により、上記配光パターンにおいて上記中心領域の左側および／または右側に位置する拡散領域を形成するように構成されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用灯具。
【請求項５】
灯具正面視において上記第１リフレクタと上記第２リフレクタとが部分的に重複するようにして配置されている、ことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、発光素子を光源とするプロジェクタ型の車両用灯具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プロジェクタ型の車両用灯具は、投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置された光源からの光を、リフレクタにより投影レンズへ向けて反射させるように構成されている。
【０００３】
「特許文献１」には、発光素子を光源とするプロジェクタ型の車両用灯具において、その投影レンズの後方側に２組の発光素子およびリフレクタが配置された構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６４７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
単一の発光素子を光源とするプロジェクタ型の車両用灯具において、明るい配光パターンを形成しようとした場合には、高出力の発光素子を用いる必要があり、このため高価な灯具構成となってしまう。
【０００６】
その点、上記「特許文献１」に記載されているように、投影レンズの後方側に２組の発光素子およびリフレクタが配置された構成とすれば、安価な灯具構成で明るい配光パターンを形成することが可能となる。
【０００７】
しかしながら、上記「特許文献１」に記載された車両用灯具においては、２組の発光素子およびリフレクタが上下方向に互いに離れた位置に配置されているので、灯具構成をコンパクトなものとすることができない、という問題がある。
【０００８】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、発光素子を光源とするプロジェクタ型の車両用灯具において、安価でコンパクトな灯具構成により、明るい配光パターンを形成することができる車両用灯具を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明は、発光素子およびリフレクタを２組備えた構成とした上で、その配置に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【００１０】
すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
投影レンズと、この投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置された第１および第２発光素子と、上記第１発光素子からの光を上記投影レンズへ向けて反射させる第１リフレクタと、上記第２発光素子からの光を上記投影レンズへ向けて反射させる第２リフレクタとを備え、上記第１および第２発光素子の同時点灯により所要の配光パターンを形成するように構成された車両用灯具において、
上記第１発光素子が、上記投影レンズの光軸と交差する所要方向へ向けて配置されるとともに、上記第１リフレクタが、上記第１発光素子を上記所要方向側から覆うようにして配置されており、
上記第２発光素子が、灯具正面視において上記第１リフレクタの後方側に隠れる位置において上記所要方向へ向けて配置されるとともに、上記第２リフレクタが、上記第２発光素子を上記所要方向側から覆うようにして配置されている、ことを特徴とするものである。
【００１１】
上記「発光素子」の種類は特に限定されるものではなく、例えば発光ダイオードやレーザダイオード等が採用可能である。
【００１２】
上記「所要の配光パターン」の種類は特に限定されるものではなく、例えばロービーム用配光パターンやハイビーム用配光パターン等が採用可能である。
【００１３】
上記「所要方向」は、投影レンズの光軸と交差する方向であれば、その具体的な方向は特に限定されるものではない。
【００１４】
上記「第１発光素子」および「第２発光素子」は、いずれも所要方向へ向けて配置されているが、その際、両発光素子の向きが正確に一致していることは必ずしも必要ではない。
【００１５】
上記「第２発光素子」は、灯具正面視において第１リフレクタの後方側に隠れる位置に配置されていれば、その具体的な位置は特に限定されるものではない。
【００１６】
上記「第１リフレクタ」は、第１発光素子を所要方向側から覆うようにして配置されていれば、その具体的な反射面形状や配置は特に限定されるものではない。
【００１７】
上記「第２リフレクタ」は、第２発光素子を所要方向側から覆うようにして配置されていれば、その具体的な反射面形状や配置は特に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成に示すように、本願発明に係る車両用灯具は、投影レンズの後方側に２組の発光素子およびリフレクタが配置されたプロジェクタ型の車両用灯具として構成されており、両発光素子の同時点灯により所要の配光パターンを形成するように構成されているので、安価な灯具構成で明るい配光パターンを形成することができる。
【００１９】
その際、本願発明に係る車両用灯具は、投影レンズの光軸と交差する所要方向へ向けて配置された第１発光素子に対して、これを所要方向側から覆うようにして第１リフレクタが配置されるとともに、所要方向へ向けて配置された第２発光素子に対して、これを所要方向側から覆うようにして第２リフレクタが配置された構成となっているが、第２発光素子は灯具正面視において第１リフレクタの後方側に隠れる位置に配置されているので、灯具構成をコンパクトなものとすることができる。
【００２０】
このように本願発明によれば、発光素子を光源とするプロジェクタ型の車両用灯具において、安価でコンパクトな灯具構成により、明るい配光パターンを形成することができる。
【００２１】
上記構成において、上記所要方向が上方向に設定され、かつ、第２発光素子が第１発光素子よりも上方側に配置された構成とすれば、ロービーム用配光パターン等を容易に形成することができる。
【００２２】
上記構成において、第２リフレクタの反射面が第１リフレクタの反射面よりも大きい左右幅を有する構成とすれば、第２リフレクタからの反射光の多くを第１リフレクタによって遮光されてしまうことなく投影レンズに到達させることができる。
【００２３】
上記構成において、第１リフレクタで反射した第１発光素子からの光により配光パターンの中心領域を形成するとともに、第２リフレクタで反射した第２発光素子からの光により中心領域の左側および／または右側に位置する拡散領域を形成する構成とすれば、第１および第２リフレクタが部分的に重複しているにもかかわらず、両リフレクタからの反射光により横長の配光パターンを無理なく形成することができる。
【００２４】
上記構成において、灯具正面視において第１リフレクタと第２リフレクタとが部分的に重複するようにして配置された構成とすれば、灯具構成を一層コンパクトなものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す正面図
【図２】図１のII−II線断面図
【図３】上記車両用灯具を示す平面図
【図４】（ａ）は上記車両用灯具から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンを透視的に示す図、（ｂ）、（ｃ）はこのロービーム用配光パターンを構成する２つの配光パターンを示す図
【図５】上記実施形態の変形例を示す、図２と同様の図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用灯具１０を示す正面図である。また、図２は、図１のII−II線断面図であり、図３は、車両用灯具１０を示す平面図である。
【００２８】
これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１０は、投影レンズ１２と、この投影レンズ１２の後側焦点Ｆよりも後方側に配置された第１および第２発光素子１４、２４と、第１発光素子１４からの光を投影レンズ１２へ向けて反射させる第１リフレクタ１６と、第２発光素子２４からの光を投影レンズ１２へ向けて反射させる第２リフレクタ２６と、これら第１および第２リフレクタ１６、２６と投影レンズ１２との間に配置されたミラー部材２０とを備えた構成となっている。
【００２９】
この車両用灯具１０は、ヘッドランプの一部として組み込まれた状態で用いられるロービーム用の灯具ユニットであって、ヘッドランプに組み込まれた状態では、その投影レンズ１２の光軸Ａｘが車両前後方向に対して０．５〜０．６°程度下向きの方向に延びた状態で配置されるようになっている。そして、この車両用灯具１０は、第１および第２発光素子１４、２４の同時点灯によりロービーム用配光パターンを形成するように構成されている。
【００３０】
投影レンズ１２は、前面が凸面で後面が平面の平凸非球面レンズであって、レンズホルダ３２を介してベース部材３４に支持されている。
【００３１】
第１および第２発光素子１４、２４は、いずれも白色発光ダイオードであって、横長矩形状の発光面１４ａを有している。
【００３２】
第１発光素子１４は、光軸Ａｘ上において、その発光面１４ａが上向きに配置された状態でベース部材３４に支持されている。
【００３３】
第１リフレクタ１６は、第１発光素子１４を上方側から覆うように配置されており、その下端面においてベース部材３４に支持されている。
【００３４】
この第１リフレクタ１６の反射面１６ａは、第１発光素子１４の発光中心を第１焦点とする楕円面に近似した曲面で構成されており、その楕円面の離心率が鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。また、この第１リフレクタ１６には、その後面１６ｂにも反射面処理が施されている。
【００３５】
第２発光素子２４は、第１発光素子１４よりも上方側において上向きに配置された状態でベース部材３４に支持されている。その際、この第２発光素子２４は、灯具正面視において第１リフレクタ１６の後方側に隠れる位置に配置されている。
【００３６】
第２リフレクタ２６は、第２発光素子２４を上方側から覆うように配置されており、その下端面においてベース部材３４に支持されている。
【００３７】
この第２リフレクタ２６の反射面２６ａは、第２発光素子２４の発光中心を第１焦点とする楕円面に近似した曲面で構成されており、その楕円面の離心率が鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。
【００３８】
この第２リフレクタ２６の反射面２６ａは、第１リフレクタ１６の反射面１６ａよりも大きい左右幅および上下幅を有している。また、この第２リフレクタ２６の反射面２６ａの前端縁は、第１リフレクタ１６の反射面１６ａの前端縁よりも前方側に位置している。そして、この第２リフレクタ２６は、灯具正面視において第１リフレクタ１６と部分的に重複するようにして配置されている。
【００３９】
この第２リフレクタ２６で反射した第２発光素子２４からの光の一部は、第１リフレクタ１６に到達するが、この第１リフレクタ１６の後面１６ｂには反射面処理が施されているので、この後面１６ｂで反射した後、その大半が再び第２リフレクタ２６に到達し、その反射面２６ａで反射して投影レンズ１２に到達することとなる。
【００４０】
ミラー部材２０は、第１および第２リフレクタ１６、２６からの反射光の一部を上向きに反射させて投影レンズ１２に入射させるための上向き反射面２０ａを有している。この上向き反射面２０ａは、光軸Ａｘよりも左側（灯具正面視では右側）に位置する左側領域が光軸Ａｘを含む水平面で構成されており、光軸Ａｘよりも右側に位置する右側領域が、短い斜面を介して左側領域よりも一段低い水平面で構成されている。そして、この上向き反射面２０ａの前端縁２０ａ１は、後側焦点Ｆから左右両側へ向けて、投影レンズ１２のメリジオナル像面に沿って前方側へ湾曲するようにして延びている。このミラー部材２０の上向き反射面２０ａにおいて反射した光は、下向き光として投影レンズ１２から出射することとなる。
【００４１】
図４（ａ）は、車両用灯具１０から前方へ照射される光により、車両前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンＰＬを透視的に示す図である。
【００４２】
このロービーム用配光パターンＰＬは、左配光のロービーム用配光パターンであって、その上端縁に左右段違いのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有している。このカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを鉛直方向に通るＶ−Ｖ線を境にして左右段違いで水平方向に延びており、Ｖ−Ｖ線よりも右側の対向車線側部分が下段カットオフラインＣＬ１として形成されるとともに、Ｖ−Ｖ線よりも左側の自車線側部分が、この下段カットオフラインＣＬ１から傾斜部を介して段上がりになった上段カットオフラインＣＬ２として形成されている。
【００４３】
このロービーム用配光パターンＰＬは、第１および第２リフレクタ１６、２６で反射した第１および第２発光素子１４、２４からの光によって投影レンズ１２の後側焦点面上に形成された第１および第２発光素子１４、２４の光源像を、投影レンズ１２により上記仮想鉛直スクリーン上に反転投影像として投影することにより形成され、そのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、ミラー部材２０の上向き反射面２０ａの前端縁２０ａ１の反転投影像として形成されるようになっている。
【００４４】
このロービーム用配光パターンＰＬにおいて、下段カットオフラインＣＬ１とＶ−Ｖ線との交点であるエルボ点Ｅは、Ｈ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方に位置している。これは光軸Ａｘが車両前後方向に対して０．５〜０．６°程度下向きの方向に延びていることによるものである。
【００４５】
このロービーム用配光パターンＰＬは、図４（ｂ）、（ｃ）に示す２つの配光パターンＰＡ、ＰＢを合成することにより形成されている。
【００４６】
図４（ｂ）に示す配光パターンＰＡは、第１リフレクタ１６で反射した第１発光素子１４からの光によって形成される配光パターンである。
【００４７】
この配光パターンＰＡは、エルボ点Ｅを中心にしてロービーム用配光パターンＰＬを縮小したような形状を有する明るい配光パターンとして形成されている。すなわち、この配光パターンＰＡは、ロービーム用配光パターンＰＬの中心領域を形成しており、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の主要部分を形成するようになっている。
【００４８】
図４（ｃ）に示す配光パターンＰＢは、第２リフレクタ２６で反射した第２発光素子２４からの光によって形成される配光パターンである。
【００４９】
この配光パターンＰＢは、配光パターンＰＡを囲むようにしてその周縁部と部分的に重複する配光パターンとして形成されている。すなわち、この配光パターンＰＢは、ロービーム用配光パターンＰＬにおいてその中心領域の左右両側に位置する拡散領域を形成しており、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の左右両端部分を形成するようになっている。
【００５０】
この配光パターンＰＢの大半は、第２リフレクタ２６で反射した後、投影レンズ１２に直接到達した第２発光素子２４からの光によって形成されるが、その一部は、第２リフレクタ２６で反射した後、第１リフレクタ１６の後面１６ｂで反射し、第２リフレクタ２６で再度反射して投影レンズ１２に到達した第２発光素子２４からの光によって形成されている。
【００５１】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
【００５２】
本実施形態に係る車両用灯具１０は、投影レンズ１２の後方側に第１および第２発光素子１４、２４ならびに第１および第２リフレクタ１６、２６が配置されたプロジェクタ型の車両用灯具として構成されており、両発光素子１４、２４の同時点灯によりロービーム用配光パターンＰＬ（すなわち所要の配光パターン）を形成するように構成されているので、安価な灯具構成で明るい配光パターンを形成することができる。
【００５３】
その際、本実施形態に係る車両用灯具１０は、上向きに配置された（すなわち投影レンズ１２の光軸Ａｘと交差する所要方向へ向けて配置された）第１発光素子１４に対して、これを上方側から（すなわち所要方向側から）覆うようにして第１リフレクタ１６が配置されるとともに、上向きに配置された第２発光素子２６に対して、これを上方側から覆うようにして第２リフレクタ２６が配置された構成となっているが、第２発光素子２４は灯具正面視において第１リフレクタ１６の後方側に隠れる位置に配置されているので、灯具構成をコンパクトなものとすることができる。
【００５４】
このように本実施形態によれば、第１および第２発光素子１４、２４を光源とするプロジェクタ型の車両用灯具１０において、安価でコンパクトな灯具構成により、明るいロービーム用配光パターンＰＬを形成することができる。
【００５５】
本実施形態においては、第１および第２発光素子１４、２４が上向きに配置されており、その際、第２発光素子２４が第１発光素子１４よりも上方側に配置されているので、本実施形態のようにミラー部材２０が配置された構成とすることによりロービーム用配光パターンＰＬを容易に形成することができる。
【００５６】
また本実施形態においては、第２リフレクタ２６の反射面２６ａが第１リフレクタ１６の反射面１６ａよりも大きい左右幅を有しているので、第２リフレクタ２６からの反射光の多くを第１リフレクタ１６によって遮光されてしまうことなく投影レンズ１２に到達させることができる。そしてこれにより、ロービーム用配光パターンＰＬをより明るい配光パターンとして形成することができる。
【００５７】
その際、本実施形態においては、第２リフレクタ２６で反射した後、第１リフレクタ１６に到達した第２発光素子２４からの光についても、その後面１６ｂで反射させて、その大半を再び第２リフレクタ２６の反射面２６ａで反射させて投影レンズ１２に到達させるようになっているので、ロービーム用配光パターンＰＬをより一層明るい配光パターンとして形成することができる。
【００５８】
本実施形態においては、第１リフレクタ１６で反射した第１発光素子１４からの光によりロービーム用配光パターンＰＬの中心領域を形成するとともに、第２リフレクタ２６で反射した第２発光素子２４からの光によりロービーム用配光パターンＰＬにおいてその中心領域の左右両側に位置する拡散領域を形成するように構成されているので、第２発光素子２４が灯具正面視において第１リフレクタ１６の後方側に隠れる位置に配置されているにもかかわらず、両リフレクタ１６、２６からの反射光により横長のロービーム用配光パターンＰＬを無理なく形成することができる。
【００５９】
本実施形態においては、灯具正面視において第１リフレクタ１６と第２リフレクタ２６とが部分的に重複するようにして配置されているので、灯具構成を一層コンパクトなものとすることができる。
【００６０】
上記実施形態においては、ミラー部材２０が配置された構成とすることによりロービーム用配光パターンＰＬを形成するように構成されているものとして説明したが、ミラー部材２０の代わりに、第１および第２リフレクタ１６、２６からの反射光の一部を遮光するシェードが配置された構成を採用することも可能である。
【００６１】
上記実施形態においては、車両用灯具１０からの照射光によりロービーム用配光パターンＰＬを形成するように構成されているものとして説明したが、上記実施形態の構成においてミラー部材２０を取り除くことにより、ハイビーム用配光パターンを形成するように構成することも可能である。その際、第１および第２発光素子１４、２４ならびに第１および第２リフレクタ１６、２６を上下反転させた構成とすることも可能である。
【００６２】
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
【００６３】
図５は、本変形例に係る車両用灯具１１０を示す、図２と同様の図である。
【００６４】
同図に示すように、この車両用灯具１１０の基本的な構成は上記実施形態の車両用灯具１０と同様であるが、第１発光素子１１４および第１リフレクタ１１６の配置が上記実施形態の場合と異なっており、これに伴い、ミラー部材１２０およびベース部材１３４の構成が上記実施形態の場合と一部異なっている。
【００６５】
すなわち、本変形例においては、第１発光素子１１４が、光軸Ａｘの下方側において、その発光面１１４ａを上向きにした状態でベース部材１３４に支持されている。ただし、この第１発光素子１１４の構成自体は、上記実施形態の第１発光素子１４と同様である。
【００６６】
第１リフレクタ１１６は、上記実施形態の第１リフレクタ１６と同様、第１発光素子１１４を上方側から覆うように配置されており、その反射面１１６ａで第１発光素子１１４からの光を反射させることにより、ロービーム用配光パターンＰＬの中心領域を形成するようになっている。その際、この第１リフレクタ１１６の反射面１１６ａは、第１発光素子１１４の位置が上記実施形態の第１発光素子１４に対して下方側に変位していることに対応して、その表面形状が上記実施形態の第１リフレクタ１６の反射面１６ａの表面形状とは多少異なるものとなっている。
【００６７】
この第１リフレクタ１１６の後面１１６ｂにも反射面処理が施されており、これにより第２リフレクタ２６で反射した第２発光素子２４からの光の一部を、この後面１１６ｂで反射させるようになっている。
【００６８】
本変形例においても、灯具正面視において第１リフレクタ１１６と第２リフレクタ２６とが部分的に重複するようにして配置されている。
【００６９】
本変形例のミラー部材１２０も、第１および第２リフレクタ１１６、２６からの反射光の一部を上向きに反射させて投影レンズ１２に入射させるための上向き反射面１２０ａを有している。その際、この上向き反射面１２０ａは、上記実施形態の第１発光素子１４に対して下方側に変位している第１リフレクタ１１６からの反射光をより多く上向きに反射させるため、その前端縁１２０ａ１から後方へ向けて下方側に傾斜した傾斜面として形成されている。
【００７０】
本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００７１】
なお、上記実施形態およびその変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。
【００７２】
また、本願発明は、上記実施形態およびその変形例に記載された構成に限定されるものではなく、これ以外の種々の変更を加えた構成が採用可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１０、１１０  車両用灯具
１２  投影レンズ
１４、１１４  第１発光素子
１４ａ、１１４ａ  発光面
１６、１１６  第１リフレクタ
１６ａ、２６ａ、１１６ａ  反射面
１６ｂ、１１６ｂ  後面
２０、１２０  ミラー部材
２０ａ、１２０ａ  上向き反射面
２０ａ１、１２０ａ１  前端縁
２４  第２発光素子
２６  第２リフレクタ
３２  レンズホルダ
３４、１３４  ベース部材
Ａｘ  光軸
ＣＬ１  下段カットオフライン
ＣＬ２  上段カットオフライン
Ｅ  エルボ点
Ｆ  後側焦点
ＰＡ、ＰＢ  配光パターン
ＰＬ  ロービーム用配光パターン
【図１】
2015115276.tif 000003
【図２】
2015115276.tif 000004
【図３】
2015115276.tif 000005
【図４】
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【図５】
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