(57)【要約】【課題】低コストでしかも寸法精度に優れた直角三角プリズムの製造方法を提供する。【解決手段】矩形のガラス平板の上下面にそれぞれ光学多層膜を形成して平板状光学部材を形成する工程と、平板状光学部材を仮止め材にて積層する工程と、積層体をその主面に対して直交して切断する工程と、切断された積層分割体の切断面を鏡面研磨する工程と、鏡面研磨された積層分割体のそれぞれの側面に光学多層膜を形成する工程と、積層分割体の仮止め材を溶解除去して端面が正方形の正四角柱を得る工程と、正四角柱を三角形状の溝を有する切断治具に装着し、正四角柱をその対角線に沿って切断し、切断治具より剥離する工程と、直角三角柱を三角形の溝を有する研磨治具に装着し、その斜面を鏡面研磨し、剥離する工程と、斜面が鏡面研磨された直角三角柱を長手方向に直交する切断面にて切断する工程と、を含むようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直角を挟む側面にそれぞれ第１及び第２の光学多層膜を備えた直角三角プリズムの製造方法であって、
矩形の平板状光学部材の一方面に第１の光学多層膜を形成し、他方面に第２の光学多層膜を形成する第１の光学多層膜形成工程と、
前記複数の平板状光学部材を第１の仮止め剤を介して積層する積層体形成工程と、
前記積層体形成工程にて形成された積層体の主面に対して直交する所定ピッチの複数の切断面にて切断する第１の切断工程と、
前記第１の切断工程により切断された積層分割体の切断面を鏡面研磨する鏡面研磨工程と、
前記鏡面研磨工程により鏡面研磨された積層分割体の一方の側面に第１の光学多層膜を、他方の側面に第２の光学多層膜を夫々形成する第２の光学多層膜形成工程と、
前記第２の光学多層膜形成工程にて側面に光学多層膜が形成された積層分割体の第１の仮止め剤を剥離して端面が正方形の正四角柱を形成する剥離工程と、
前記正四角柱を三角形状の溝の先端部に長方形の溝を有する切断治具に第２の仮止め剤を介して装着する第１の装着工程と、
前記切断治具に装着した正四角柱を該正四角柱の対角線に沿って切断し、切断治具より剥離する切断剥離工程と、
前記切断剥離工程により得られた直角三角柱を三角形の溝を有する研磨治具に第２の仮止め剤を介して装着する第２の装着工程と、
前記第２の装着工程により研磨治具に装着した複数の直角三角柱の斜面を鏡面研磨し、研磨治具より剥離する鏡面研磨・剥離工程と、
前記鏡面研磨・剥離工程にて斜面が鏡面研磨された直角三角柱を長手方向に直交して所定ピッチの複数の切断面にて切断する第２の切断工程と、を含むことを特徴とする直角三角プリズムの製造方法。
【請求項２】
直角を挟む側面にそれぞれ第１及び第２の光学多層膜を備えた直角三角プリズムの製造方法であって、
矩形の平板状光学部材の一方面に第１の光学多層膜を形成し、他方面に第２の光学多層膜を形成する第１の光学多層膜形成工程と、
前記複数の平板状光学部材を第１の仮止め剤を介して積層する積層体形成工程と、
前記積層体形成工程にて形成された積層体の主面に対して直交する所定ピッチの複数の切断面にて切断する第１の切断工程と、
前記第１の切断工程により切断された積層分割体の切断面を鏡面研磨する鏡面研磨工程と、
前記鏡面研磨工程により鏡面研磨された積層分割体の第１の仮止め剤を剥離して、対向する２つの側面に第１及び第２の光学多層膜が形成された端面が正方形の正四角柱を形成する剥離工程と、
前記剥離工程により得られた正四角柱の対向する２つの鏡面研磨面にそれぞれ第１及び第２の光学多層膜を形成する第２の光学多層膜形成工程と、
前記光学多層膜形成工程にて光学多層膜を形成された正四角柱を三角形状の溝の先端部に長方形の溝を有する切断治具に第２の仮止め剤を介して装着する第１の装着工程と、
前記切断治具に装着した正四角柱を該正四角柱の対角線に沿って切断し、切断治具より剥離する切断剥離工程と、
前記切断剥離工程により得られた直角三角柱を三角形の溝を有する研磨治具に第２の仮止め剤を介して装着する第２の装着工程と、
前記第２の装着工程により研磨治具に装着した複数の直角三角柱の斜面を鏡面研磨し、研磨治具より剥離する鏡面研磨・剥離工程と、
前記鏡面研磨・剥離工程にて斜面が鏡面研磨された直角三角柱を長手方向に直交して所定ピッチの複数の切断面にて切断する第２の切断工程と、を含むことを特徴とする直角三角プリズムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直角三角プリズムの製造方法に関し、特に光学多層膜を有する直角三角プリズムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光記録媒体から情報を再生したり、あるいは情報を記録したりする光ピックアップ装置においては、光学デバイスとしてプリズムが使用されている。
上記したような光学デバイスの製造方法に関しては特許文献等に数多くの例が開示されている。例えば、特許文献１にはプリズムとその製造方法が開示されている。
【０００３】
図６は特許文献１に開示されているプリズムの構成を示した図である。また、図７は特許文献１に開示されているプリズムの製造方法を示した工程図である。
図６に示すプリズム３０は、例えばＢＫ−７等の透明な光学ガラスからなり、形状が直角二等辺三角形の直角三角プリズムである。
光信号等の光が当たる当光面３１ａ、３１ｂ、３１ｃ同士が連接する断面は、略Ｒ形状のコーナー部３０ｄ、３０ｅ、３０ｆからなり、その表面が火造り面となっている。
【０００４】
上記図６に示すようなプリズム３０の製造方法は、図７（ａ）〜（ｄ）に示す工程図に基づいている。図７（ａ）に示すガラス母材３２はホウ珪酸系光学ガラスであるＢＫ−７からなり、その形状は当光面となる表面３２ａ、３２ｂ、３２ｃを有する。またガラス母材３２の断面は、表面３２ａを斜辺とする直角二等辺三角形であり、表面３２ｂ、３２ｃの辺長はそれぞれ１０ｍｍから７０ｍｍ程度である。
【０００５】
ガラス母材３２を延伸成形する装置は図７（ｂ）に示すように、ガラス母材３２を把持する把持部を有する送り込み手段（図示せず）と、ガラス母材３２を所定の温度に加熱する加熱炉３３と、ローラー３４ａ、３４ｂの対を有してガラス母材３２の下方を延伸成形する引張手段と、延伸されたガラスを切断する切断手段３５とからなる。この延伸成形装置は、母材３２とほぼ相似形の所望範囲の寸法を有し、図７（ｃ）に示すような長尺体３６に成型する装置である。得られた長尺体３６は精密切断装置により所定の長さに切断し、図７（ｄ）に示すようなプリズムが得られる。
【０００６】
また特許文献２には、２つの直角三角柱形状プリズムの傾斜面同士を接合し、一体化したビームスプリッタの製造方法が開示されている。特許文献２では、板ガラスの上面に偏光分離膜を形成すると共に、下面にマッチング膜を形成する。全く同一の構成を備えたガラス平板を複数枚使用して、４５度の傾斜角度をつけた積層体を形成する。該積層体を４５度の傾斜角度に沿って、ワイヤーソー等を用い所定ピッチにて切断し、積層分割体を形成する。該積層分割体の切断面を鏡面研磨すると共に、各面に反射膜をコーティングする。積層分割体を整合状態で積層して、積層体を形成する。該積層体を上記切断面と直交する切断面に沿って、ワイヤーソー等を用い所定ピッチにて切断すると、ビームスプリッタの連結体を得る。そして、所定ピッチにてビームスプリッタ連結体を切断すると、ビームスプリッタが得られる。
【０００７】
また特許文献３にはビームスプリッタの他の製造方法が開示されている。特許文献３では、両面が鏡面研磨されたガラスプレートの一方の面に偏光分離膜を形成し、さらにＵＶ硬化型接着剤を塗布する。ＵＶ硬化型接着剤を塗布したガラスプレートの上に、同様なガラスプレートを積層すると、中間部材（偏光分離膜とＵＶ硬化型接着剤）を挟持したプレート積層体が形成される。該プレート積層体を一側面に沿って所定の間隔で切断すると、端面が正方形の細長い正四角柱が形成される。次に、研磨治具を用いて前記正四角柱を対角線に沿って４つの角を研磨すると、２つの直角三角プリズムの斜面同士を接合し、該接合面に偏光膜を挟持して一体化したビームスプリッタが得られる、と開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３２９８１７公報
【特許文献２】特開２０００−１４３２６４公報
【特許文献３】特開２００３−１３７６１５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されたプリズムの製造方法を用いてプリズムを製造すると、直角三角プリズムの３つの稜は略Ｒ形状となり強固となるものの、所望の精度の直角三角プリズム、例えば直角の角度精度、各辺の寸法精度が得られないという問題があった。また、特許文献２には立方体形状のビームスプリッタについては開示されているものの、直角を挟む側面に光学多層膜を備えた直角三角形状のプリズムについては開示されていない。また、特許文献３には２つの直角三角プリズムの斜面同士を接合し、該接合面に偏光膜を挟持して一体化したビームスプリッタの製造方法が開示されている。該製造方法を応用して直角三角形状のプリズムを形成することはできるものの、研磨工程（削り出し工程）に大幅な工数が掛かり、コストが増大するという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑み、低コストでしかも寸法精度に優れた直角三角プリズムの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、直角を挟む側面にそれぞれ第１及び第２の光学多層膜を備えた直角三角プリズムの製造方法であって、矩形の平板状光学部材の一方面に第１の光学多層膜を形成し、他方面に第２の光学多層膜を形成する第１の光学多層膜形成工程と、複数の平板状光学部材を第１の仮止め剤を介して積層する積層体形成工程と、積層体形成工程にて形成された積層体の主面に対して直交する所定ピッチの複数の切断面にて切断する第１の切断工程と、第１の切断工程により切断された積層分割体の切断面を鏡面研磨する鏡面研磨工程と、鏡面研磨工程により鏡面研磨された積層分割体の一方の側面に第１の光学多層膜を、他方の側面に第２の光学多層膜を夫々形成する第２の光学多層膜形成工程と、第２の光学多層膜形成工程にて側面に光学多層膜が形成された積層分割体の第１の仮止め剤を剥離して端面が正方形の正四角柱を形成する剥離工程と、正四角柱を三角形状の溝の先端部に長方形の溝を有する切断治具に第２の仮止め剤を介して装着する第１の装着工程と、切断治具に装着した正四角柱を該正四角柱の対角線に沿って切断し、切断治具より剥離する切断剥離工程と、切断剥離工程により得られた直角三角柱を三角形の溝を有する研磨治具に第２の仮止め剤を介して装着する第２の装着工程と、第２の装着工程により研磨治具に装着した複数の直角三角柱の斜面を鏡面研磨し、研磨治具より剥離する鏡面研磨・剥離工程と、鏡面研磨・剥離工程にて斜面が鏡面研磨された直角三角柱を長手方向に直交して所定ピッチの複数の切断面にて切断する第２の切断工程と、を含むことを特徴とする。
このような本発明によれば、寸法精度に優れた光学多層膜を有する直角三角プリズムを製造することが可能となる。例えば、直角三角プリズムに要求される直角の角度精度は切断治具の三角溝に固定して切断するので、要求精度を十分に満たすことができる。また、直角三角プリズムの三面の寸法精度は、所定の矩形の平板状光学部材を選び、積層体を適切に切断することにより、要求仕様を十分に満たす精度で構成することが可能になる。研磨工程に大幅な工数が掛からないためコストが増大するといったこともない。
【００１０】
また本発明は、直角を挟む側面にそれぞれ第１及び第２の光学多層膜を備えた直角三角プリズムの製造方法であって、矩形の平板状光学部材の一方面に第１の光学多層膜を形成し、他方面に第２の光学多層膜を形成する第１の光学多層膜形成工程と、複数の平板状光学部材を第１の仮止め剤を介して積層する積層体形成工程と、積層体形成工程にて形成された積層体の主面に対して直交する所定ピッチの複数の切断面にて切断する第１の切断工程と、第１の切断工程により切断された積層分割体の切断面を鏡面研磨する鏡面研磨工程と、鏡面研磨工程により鏡面研磨された積層分割体の第１の仮止め剤を剥離して、対向する２つの側面に第１及び第２の光学多層膜が形成された端面が正方形の正四角柱を形成する剥離工程と、剥離工程により得られた正四角柱の対向する２つの鏡面研磨面にそれぞれ第１及び第２の光学多層膜を形成する第２の光学多層膜形成工程と、光学多層膜形成工程にて光学多層膜を形成された正四角柱を三角形状の溝の先端部に長方形の溝を有する切断治具に第２の仮止め剤を介して装着する第１の装着工程と、切断治具に装着した正四角柱を該正四角柱の対角線に沿って切断し、切断治具より剥離する切断剥離工程と、切断剥離工程により得られた直角三角柱を三角形の溝を有する研磨治具に第２の仮止め剤を介して装着する第２の装着工程と、第２の装着工程により研磨治具に装着した複数の直角三角柱の斜面を鏡面研磨し、研磨治具より剥離する鏡面研磨・剥離工程と、鏡面研磨・剥離工程にて斜面が鏡面研磨された直角三角柱を長手方向に直交して所定ピッチの複数の切断面にて切断する第２の切断工程と、を含むことを特徴とする。
このような直角三角プリズムの製造方法によれば、寸法精度に優れた光学多層膜を有する直角三角プリズムを製造することが可能となる。例えば、直角三角プリズムに要求される直角の角度精度は切断治具の三角溝に固定して切断するので、要求精度を十分に満たすことができる。また、直角三角プリズムの三面の寸法精度は、所定の矩形の平板状光学部材を選び、積層体を適切に切断することにより、要求仕様を十分に満たす精度で構成することが可能になる。また、研磨工程に大幅な工数が掛からないためコストが増大するといったこともない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る直角三角プリズムの製造方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１乃至図４は本発明に係る直角三角形プリズムの製造方法を説明するための工程概略図である。
この場合は、先ず、第１の光学多層膜形成工程として、図１（ａ）に示すように矩形のガラス平板２の上面（一方面）に第１の光学多層膜３を、下面（他方面）に第２の光学多層膜４を形成して平板状光学部材１を形成する。
次に、積層体形成工程として、図１（ｂ）に示すように、上面に第１の光学多層膜３、下面に第２の光学多層膜４を夫々形成した平板状光学部材１を図示しない第１の仮止め剤を介して複数層積層して積層体５を形成する。この際、平板状光学部材１の端面を結ぶ平面が平板状光学部材１の主面に対して垂直になるように、つまり、積層体５の正面図が長方形となるように、図示しない直角治具等を用いて積層する。尚、前記第１の仮止め剤は、例えば、シフトワックスや水溶性の接着剤等を使用する。
【００１２】
そして、第１の切断工程として、図１（ｃ）に示すように積層体５をその主面（積層面）に対して直交する所定ピッチの複数の切断面５ａにて切断して、図１（ｄ）に示す積層分割体６を形成し、次いで、鏡面研磨工程として、この積層分割体６の切断面５ａに鏡面研磨加工を施す。
次に、第２の光学多層膜形成工程として、図２（ａ）に示すように、積層分割体６の鏡面研磨を施した２つの側面にそれぞれ第１の光学多層膜７ａと第２の光学多層膜７ｂとを形成する。この後、剥離工程として、積層分割体７の前記第１の仮止め剤を剥離することで、図２（ｂ）に示すような端面が正方形状で４つの側面にそれぞれ第１の光学多層膜３、７ａと第２の光学多層膜４、７ｂとが形成された正四角柱８が得られる。
【００１３】
次に、第１の装着工程として、図２（ｃ）に示すように正四角柱８を三角形状の溝１０ａの先端部に長方形の溝１０ｂを形成した切断治具９に第２の仮止め剤を介して装着固定し、切断剥離工程として、図２（ｄ）に示すように正四角柱８の対角線に沿ってスライサー等を用いて切断し、切断治具９より剥離することで、図３（ａ）に示すような直角三角柱１１が得られる。ここで、図２（ｄ）には一例としてスライサーのブレード部５１と、該ブレード部５１に装着した外周刃ブレード５１ａを示している。尚、前記第２の仮止め剤は、例えば、シフトワックス等を使用する。
図３（ａ）に示す直角三角柱１１の直角を挟む面１１ａ、１１ｂには、それぞれ第１の光学多層膜と第２の光学多層膜とが形成されている。なお、図２（ｂ）に示した例では隣接する側面が第１の光学多層膜３、７ａ（あるいは第２の光学多層膜４、７ｂ）が配した例を示したが、隣接する側面にそれぞれ第１の光学多層膜３と第２の光学多層膜７ｂ（あるいは第２の光学多層膜４と第１の光学多層膜７ａ）とを配してもよい。ただし、正四角柱８をその対角線に沿って切断する場合に切断して得られた三角柱の直角を挟む側面にそれぞれ第１の光学多層膜７ａと第２の光学多層膜７ｂとが配されるように切断すればよい。
【００１４】
次に、第２の装着工程として、図３（ｂ）に示すように複数の三角形の溝１２ａが設けられた研磨治具１２の溝１２ａに、図３（ａ）に示す直角三角柱１１を装着し、第２の仮止め剤で固定した後、鏡面研磨・剥離工程として、直角三角柱１１の斜面１１ｃを鏡面研磨加工すると共に研磨治具１２から直角三角柱１１を剥離する。
この後、第２の切断工程として、図３（ｃ）に示すように直角三角柱１１’の長手方向に直交して所定ピッチの複数の切断面１１ａ’にて切断して、図３（ｄ）に示す直角三角プリズム１３を得ることができる。つまり、直角三角プリズム１３の直角を挟む側面には第１の光学多層膜１３ａと第２の光学多層膜１３ｂが形成されており斜面は鏡面研磨加工が施されている直角三角プリズム１３を得ることができる。
このように直角三角プリズム１３を製造すれば、寸法精度に優れた光学多層膜を有する直角三角プリズムを製造することが可能となる。例えば、直角三角プリズム１３に要求される直角の角度精度は切断治具の三角溝に固定して切断するので、要求精度を十分に満たすことができる。また、直角三角プリズム１３の三面の寸法精度は、所定の矩形のガラス平板を選び、積層体を適切に切断することにより、要求仕様を十分に満たす精度で構成することが可能になる。また研磨工程に大幅な工数が掛からないためコストが増大するといったこともない。
【００１５】
本発明に係る直角三角プリズム製造方法の第２の実施例について説明する。
なお、この場合は、上記直角三角プリズムの製造方法で説明した図１までは上記の説明と同様であるため説明を省略する。
この場合は、図１（ｄ）に示す積層分割体６の切断面５ａを鏡面研磨加工した後、仮止め材を溶解除去して、図４に示すような正四角柱１４を得る。図４に示すように正四角柱１４の上下面にはそれぞれ第１及び第２の光学多層膜３、４が形成され、側面１４ａ、１４ｂは鏡面研磨が施されている。正四角柱１４の鏡面研磨が施された側面１４ａ、１４ｂにそれぞれ第１及び第２の光学多層膜を形成すれば、図２（ｂ）に示した正四角柱８と同様な正四角柱が得られる。それ以後の工程は図２（ｃ）、（ｄ）及び図３（ａ）から同図（ｄ）に示した工程と同様な工程を用いることにより、直角三角プリズム１３の直角を挟む側面にそれぞれ第１の光学多層膜と第２の光学多層膜とを有し、斜面は鏡面研磨加工が施された直角三角プリズムを製造することができる。
【００１６】
このように直角三角プリズム１３を製造すれば、上記同様、寸法精度に優れた光学多層膜を有する直角三角プリズムを製造することが可能となる。例えば、直角三角プリズムに要求される直角の角度精度は切断治具の三角溝に固定して切断するので、要求精度を十分に満たすことができる。また、直角三角プリズムの三面の寸法精度は、所定の矩形のガラス平板を選び、積層体を適切に切断することにより、要求仕様を十分に満たす精度で構成することが可能になる。また、研磨工程に大幅な工数が掛からないためコストが増大するといったこともない。
【００１７】
図５（ａ）は、上記のように作製した光学多層膜を有する直角三角プリズムの一例である。この図５（ａ）に示す直角三角プリズム１５は光路変更プリズムであり、直角を挟む側面に反射防止膜１５ａ、１５ｂがそれぞれ形成されている。この光路変更プリズム１５に図中上方から光１６が入射すると、斜面１５ｃにより全反射されて、光路を９０°変換された光１７となり、光路変更プリズム１５の側面から出射する。このように、図５（ａ）に示す光路変更プリズム１５は光の光路を９０°変換する機能を有する。
【００１８】
図５（ｂ）は、上記のように作製した光学多層膜を有する直角三角プリズムを用いて構成した光ピックアップ装置である。
図５（ｂ）に示す光ピックアップ装置は、レーザーダイオード２０ａ、２０ｂと、偏光ビームスプリッタ２１ａ、２１ｂと、本発明の光学多層膜付直角三角プリズム２２と、波長板２３と、集光レンズ２４と、光検出器２６ａ、２６ｂとを備えている。レーザーダイオード２０ａとして例えば、波長７８０ｎｍ帯のＣＤあるいは波長６５０ｎｍ帯のＤＶＤ用のレーザーダイオードを、レーザーダイオード２０ｂに波長４０５ｎｍ帯の青色波長帯のレーザーダイオードを用いた光ピックアップ装置とすることができる。直角三角プリズム２２の直角を挟む側面２２ａ、２２ｂの表面上には、波長７８０ｎｍ帯あるいは６５０ｎｍ帯のレーザー光を反射する光学特性を有する光学多層膜、波長４０５ｎｍ帯のレーザー光を反射する光学特性を有する光学多層膜がそれぞれ形成されている。このように、光ピックアップ装置に光学多層膜付直角三角プリズムを用いると、レーザーダイオードから出射する光路を９０°変換してディスク２５に入射させることができるので、光ピックアップ装置を小型化することができる。
なお、直角三角プリズムに形成する光学多層膜は前述の光学多層膜に限らず、例えば直角三角プリズムの斜面に偏光分離膜や所望の波長帯の光を反射する反射膜を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）乃至（ｄ）は本発明に係る直角三角柱プリズムの製造方法を示した概略工程図。
【図２】（ａ）乃至（ｄ）は本発明に係る直角三角柱プリズムの製造方法を示した概略工程図。
【図３】（ａ）乃至（ｄ）は本発明に係る直角三角柱プリズムの製造方法を示した概略工程図。
【図４】正四角柱を示す斜視図。
【図５】（ａ）は光路変更プリズムの一例を示した図、（ｂ）は光ピックアップ装置の構成例を示した図。
【図６】従来の直角二等辺三角プリズムの構成を示した図。
【図７】（ａ）乃至（ｄ）は図６に示すプリズムの製造方法を説明する工程図。
【符号の説明】
【００２０】
１…平板状光学部材、２…ガラス平板、３、１３ａ…第１の光学多層膜、４、１３ｂ…第２の光学多層膜、５…積層体、５ａ…切断面、６…積層分割体、８…正四角柱、９…切断治具、１０ａ…三角溝、１２…研磨治具、１３…直角三角プリズム、１４…正四角柱、１５ａ、１５ｂ…光学多層膜、５１…ブレード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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