CN101420646B - 耳垫和耳机 - Google Patents

Abstract

提供了一种耳垫，其可附接至能够容纳音频信号处理单元的外壳，并包括环状缓冲元件和覆盖该环状缓冲元件的覆盖元件。在该耳垫中，环状缓冲元件包括外环元件、中环元件和内环元件，并且中环元件的硬度与外环元件和内环元件的硬度不同。

Description

耳垫和耳机

相关申请的交叉引用

本发明包含与2007年10月25日在日本专利局提交的日本专利申请JP2007-277971相关的主题，该专利申请的全部内容通过引用而合并于此。

技术领域

本发明涉及耳垫和耳机。

背景技术

佩戴耳机的用户用耳机来收听声音。耳机具有各自容纳有扬声器的(左右)两个外壳。在与用户的头部相对地放置的各外壳的一个表面上放置有耳垫作为防止外壳直接接触到用户头部的缓冲。

耳垫不仅起到缓冲的作用，还用来封闭在外壳和用户耳朵之间的空间，从而改善音质并防止声音外漏。有两种耳机：封闭型耳机和开放型耳机，对于封闭型耳机来说，由耳垫封闭的空间的紧密性特别重要。耳垫随着佩戴耳机的用户头部的形状而变形，这导致与用户头部的接触面积增大，从而耳垫的封闭紧密性增强。扩大与用户头部的接触面积的传统做法是增大耳垫的整体尺寸。

发明内容

然而，对于使用耳垫的耳机来说便携性很重要，而大耳垫降低了便携性。

有鉴于此，希望提供能够提高封闭紧密性并维持便携性的新颖的、改进的耳垫和耳机。

根据本发明的一个实施例，提供了一种耳垫，其包括环状缓冲元件和覆盖该环状缓冲元件的覆盖元件，其中环状缓冲元件包括外环元件、中环元件和内环元件，中环元件的硬度与外环元件和内环元件的硬度不同，并且该耳垫可附接至能够容纳音频信号处理单元的外壳。中环元件的硬度可低于外环元件的硬度。此外，中环元件的硬度可低于内环元件的硬度。

在这一结构中，中环元件的硬度低于内环元件和外环元件的硬度。因此，当环状缓冲元件被覆盖以覆盖元件时，因该覆盖元件的张力而使外环元件和内环元件向中环元件变形。结果，覆盖元件的张力被该变形所吸收，从而外环元件和内环元件的上表面(与用户头部接触的表面)变得大致平坦。因为用户头部接触该平坦表面，用户头部和耳垫之间的接触面积被增大，从而提高了耳垫的封闭紧密性。

内环元件的硬度可低于外环元件的硬度。在这一结构中，因为内环元件的硬度低于外环元件的硬度，所以覆盖元件的张力主要被内环元件的变形所吸收。这就降低了外环元件的变形量。用户头部耳朵附近的部位随着距离耳朵越远而越远离耳垫所附接到的外壳。在上述结构中，外环元件比内环元件更为向头部突出，以适合耳朵附近的头部的形状，从而提高封闭紧密性。

中环元件可具有孔。在这一结构中，通过在中环元件中形成孔，中环元件的硬度低于外环元件和内环元件的硬度。例如，如果环状缓冲元件由聚氨酯泡沫等多孔介质形成，则除介质的那些孔之外形成孔。该孔可以是通孔或非通孔。该孔可以从用户头部向着外壳方向形成。于是该孔可在与环状缓冲元件的平面大致垂直的方向上形成。孔的截面形状可以大致呈圆形、卵形、椭圆形、矩形、四边形、多边形等。

中环元件可被配置为连结外环元件和内环元件的桥元件。在这一结构中，通过由桥元件来连结外环元件和内环元件，中环元件的硬度可由桥元件的材料、放置、大小等来调整。通过改变桥元件的材料、大小等，可调整中环元件的硬度，如同以上所述的形成孔一样。

中环元件的硬度可在后部比在前部低。在这一结构中，因为后部的中环元件的硬度低，所以后部比前部更可能适应于用户头部的形状。

根据本发明的另一实施例，提供了一种耳机，其包括能够容纳音频信号处理单元的外壳；以及耳垫，该耳垫附接至外壳并包括环状缓冲元件和覆盖该环状缓冲元件的覆盖元件。耳垫的环状缓冲元件包括外环元件、中环元件和内环元件，并且中环元件的硬度与外环元件和内环元件的硬度不同。在这一结构中，用户头部和耳垫之间的接触面积增大，从而增强了耳垫的封闭紧密性。

根据上述本发明的实施例，有可能增强封闭紧密性并维持便携性。

附图说明

[65]图1是示出根据本发明实施例的耳垫所附接到的耳机的说明图。

图2是示出根据本发明实施例的耳垫所附接到的耳机的说明图。

图3A是示出根据本发明的第一实施例的耳垫的结构的说明图。

图3B是示出根据本发明的第一实施例的耳垫的结构的说明图。

图3C是示出根据本发明的第一实施例的耳垫的结构的说明图。

图4是示出根据该实施例的耳垫的内部结构的说明图。

图5A是示出根据该实施例的缓冲元件的说明图。

图5B是示出根据该实施例的缓冲元件的说明图。

图6A是示出根据该实施例的耳垫的说明图。

图6B是示出根据该实施例的耳垫的说明图。

图7A是示出根据该实施例的相关技术的耳垫的截面的截面图。

图7B是示出根据该实施例的相关技术的耳垫的截面的截面图。

图7C是示出根据该实施例的相关技术的耳垫的截面的截面图。

图8是示出根据该实施例的缓冲元件的第一替代例的说明图。

图9是示出根据该实施例的缓冲元件的第二替代例的说明图。

图10A是示出根据本发明的第二实施例的缓冲元件的说明图。

图10B是示出根据本发明的第二实施例的缓冲元件的说明图。

图11是示出根据本发明的另一实施例的缓冲元件的说明图。

图12是示出根据本发明的另一实施例的缓冲元件的说明图。

具体实施方式

以下将参照附图来详细说明本发明的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，具有大致相同的功能和结构的结构元素被标以相同的附图标记并省略对这些结构元素的重复说明。

耳机

以下参照图1和图2来说明根据本发明实施例的耳垫所附接到的耳机的概要。随后详细说明根据本发明实施例的耳垫。

图1和图2是示出根据本发明实施例的耳垫所附接到的耳机的说明图。参照图1，耳机1包括头架2、左右滑动器3、悬挂器4、外壳5、耳垫7和线缆6。

在图1中，x轴的正方向对于用户来说是右方向，而y轴的正方向对于用户来说是上方向。在图2中，z轴的负方向对于用户来说是前方向。因而，在x轴的正方向上的滑动器3、悬挂器4、外壳5和耳垫7用于用户的右耳，而x轴的负方向上的滑动器3、悬挂器4、外壳5和耳垫7用于用户的左耳。

头架2是连接左右滑动器3的连接元件。当用户佩戴耳机1时，通常头架2的至少一部分接触用户的头顶以支撑耳机1。头架2具有预定的刚性和弹性，并且头架2的弯曲形状被伸长以增大两个耳垫7之间的空间，从而耳机1可保持在用户头部上。

滑动器3是滑动元件，其耦合头架2和悬挂器4，并关于头架2可在轴向上滑动地支撑悬挂器4。具体地，滑动器3可伸展和缩回，并由滑动器3的伸展和缩回导致悬挂器4下方的各元件关于头架2向下移动。于是，当佩戴耳机1时，根据用户的头部大小、耳朵到头顶的距离等来调整滑动器3的伸展和缩回，从而使外壳5与用户耳朵相对地布置。另一方面，当不使用时，使滑动器3缩回而存放耳机1，这节省了存放空间。

悬挂器4是转动元件，其耦合滑动器3和外壳5，并可关于大致在横向方向(z轴)上的转动轴转动地支撑外壳5。而且，悬挂器4由滑动器3可关于大致在纵向方向(y轴)的转动轴转动地支撑。因而，悬挂器4绕y轴转动并使外壳5绕z轴转动。于是，当佩戴耳机1时，外壳5的朝向可根据用户耳朵附近的形状来改变，从而使外壳5与耳朵相对地布置。

外壳5是容纳小型扬声器(未示出)的收容单元。在外壳5中，可放置对用于驱动扬声器的音频信号进行如声音定位、噪声消除和信号放大的信号处理的给定电路(也称作声学电路；音频信号处理单元的例子)等。此外，将其一端连接至输入端子(未示出)的用于输入信号的线缆6连接至右或左外壳5，线缆6的另一端连接至容纳在外壳5中的扬声器或声学电路。为了驱动未连接至线缆6的外壳5内的扬声器，在连接至线缆6的外壳5和未连接至线缆6的外壳5之间放置连接线缆(未示出)。该连接线缆放置在悬挂器4、滑动器3和头架2内。换言之，经过线缆6输入一个外壳5的音频信号进一步经过连接线缆输入到另一外壳5，从而驱动左右扬声器。通过驱动扬声器，音频信号被转换成声音并提供给用户的耳朵。

耳垫7作为外壳5和用户头部之间的缓冲附接至与用户耳朵相对的外壳5的表面。因为由不可变形的刚性材料制成的外壳5与用户头部直接接触大大降低了用户佩戴它们时的舒适感，所以放置弹性耳垫7以作为外壳5和用户之间的缓冲来避免外壳5和用户的直接接触。而且，根据本发明的实施例的耳机1的耳垫7封闭用户头部和外壳5内部的扬声器之间的空间，从而改善用户听到的声音质量并防止声音外漏。耳垫7可从外壳5卸下，因此是可替换的。外壳5和耳垫7合在一起也称作耳杯。

根据本发明的实施例的耳垫7能进一步增强封闭紧密性，这与其它耳垫不同。以下详细说明耳垫7。

第一实施例

图3是示出根据本发明第一实施例的耳垫的结构的说明图。图3示出了左侧的耳垫7。图3A示出了当从用户的耳侧即从在右侧的耳垫7向x轴的负方向观看时的耳垫7。图3B示出了当从前方(z轴的负方向；即用户的前侧)向后侧观看时的耳垫7。图3C示出了当从外部即从外壳5侧向右侧耳垫7的方向观看时的耳垫7。图3B部分地示出了耳垫7的截面。

如图3所示，耳垫7呈环状，并包括显著地分开的罩71和缓冲元件8，耳垫7具有弹性。

缓冲元件8是环状缓冲元件的例子，具有由如聚氨酯泡沫、棉花和化纤的弹性材料制成的环形形状。缓冲元件8的材料不限于这些例子，可以使用任何材料，只要该材料具有适度的弹性。缓冲元件8具有特殊的结构以改进耳机1的封闭紧密性。稍后详细说明缓冲元件8的结构。

罩71是覆盖元件的例子，优选由如皮革和人造纤维的触感舒适的材料制成。罩71覆盖缓冲元件8。如图3B和3C所示，罩71具有到外壳5的连接部72和通气部73。

连接部72如图3B所示连接至耳垫7在外壳5侧的外周，并具有向环的中心开口的大致U形。具体地，连接部72被形成为延伸至外壳并在其端处进一步向环的中心延伸。向环的中心延伸的部位被插入外壳的外周上的槽(未示出)中，以使耳垫7固定到外壳5上。

图4示出耳垫7的内部结构。

通气部73由如网孔的允许空气穿过的材料制成，并如图4详细所示在张出部74等处与罩71等缝合起来。当缓冲元件8压缩或膨胀时，通气部73允许缓冲元件8的空气排出或流入。具体地说，如果弹性并用作缓冲的缓冲元件8在被罩71完全封闭的状态下膨胀或压缩，则内部的空气被封入罩71中并阻碍缓冲元件8的缓冲作用。为了避免这种情况，通气部73确保适当的通过罩71的空气流动，从而发挥出缓冲元件8的缓冲作用。通气部73优选地使空气流经罩71的内部空间和由耳垫7封闭的空间。通气部73可通过在罩71中形成孔来产生。缓冲元件8的管的直径方向是指在图3A的y-z平面上从环的中心O向外的方向。

缓冲元件

以下参照图5来详细说明根据本实施例的耳垫7的缓冲元件8的结构。图5是示出根据本实施例的缓冲元件的说明图。图5示出了左侧的耳垫7的缓冲元件8。图5A示出了当从用户的耳侧即从右侧的耳垫7向x轴的负方向观看时的缓冲元件8。图5B示出了缓冲元件8沿线A-A的截面。

参照图5，缓冲元件8包括显著地分开的外环元件81、中环元件82和内环元件83。在本实施例中，外环元件81、中环元件82和内环元件83使用同一材料一体地形成。

外环元件81放置在环状的缓冲元件8的外周上，内环元件83放置在环状的缓冲元件8的内周上。中环元件82放置在外环元件81和内环元件83之间。如图5B所示外环元件81、中环元件82和内环元件83的截面大致呈矩形。

中环元件82具有多个通孔91，其形成在用户的左右方向上，即从外壳5向与用户接触的表面这一方向(x轴方向)。该孔91如图5的缓冲元件8所示沿环的周向以预定间隔形成。该中环元件82中的孔91和相邻孔91之间的缓冲元件8被称作桥元件92。桥元件92连结(桥接)外环元件81和内环元件83，以维持其位置关系。

因为该孔91，中环元件82的硬度低于外环元件81和内环元件83的硬度。具体地，在没有在中环元件82中形成孔91的状态下，因为中环元件82由与外环元件81和内环元件83相同的材料制成，所以中环元件82以与外环元件81和内环元件83相同的硬度来连结外环元件81和内环元件83。另一方面，在中环元件82中形成孔91的状态下，连结外环元件81和内环元件83的部位仅限于桥元件92，从而连结外环元件81和内环元件83的中环元件82的硬度变低。换言之，中环元件82的弹性和压缩性高于外环元件81和内环元件83的弹性和压缩性。

具有上述结构的缓冲元件8被放置在罩71内的状态如图6所示。图6是示出根据本实施例的耳垫的说明图。图6A示出缓冲元件8被放置在罩71内的状态，且图6B示出用户佩戴耳机1且耳垫与用户头部接触的状态。用户的头部在x轴的正方向接触。

如图6A所示，放置在罩71内部的缓冲元件8因罩71的张力而在其顶端(x轴的正方向)聚拢。具体地，外环元件81和内环元件83因中环元件82的硬度(刚性)低而向中环元件82弯曲。然而，罩71的张力被外环元件81和内环元件83的弯曲所吸收，从而外环元件81和内环元件83的顶表面(与用户接触的表面)变得大致平坦。因此当用户的头部B接触耳垫7时，如图6B所示，外环元件81和内环元件83的顶表面弯曲，以适应头部B的形状。因此，耳垫7在接触表面C上与用户头部B接触。

图7示出了与该实施例相关的耳垫17。图7是示出根据本实施例的相关技术的耳垫的截面的截面图。图7A示出了根据相关技术的耳垫17的缓冲元件171。图7B示出了耳垫17，其中将缓冲元件171放置在罩71中。图7C示出了用户佩戴耳机且耳垫17与用户头部接触的状态。

根据相关技术的耳垫17的缓冲元件171由与上述缓冲元件8相同的材料制成，并具有大致呈矩形的截面。当缓冲元件171被放置在罩71中时，如图7B所示，缓冲元件171的顶表面(与用户接触的表面)因罩71的张力而变形成大致弧形。如果用户佩戴耳机且大致呈弧形的耳垫17接触用户头部，则如图7C所示，耳垫17在上侧(用户方向)的部分变形，以适应用户头部B的形状。然而，该被适应且变形的部位仅限于耳垫17的弧形的顶端，且耳垫17在接触表面D上与用户头部B接触。

对根据图6B所示的本实施例的耳垫7和根据图7C所示的相关技术的耳垫17进行比较显然可看到：根据本实施例的耳垫7的接触表面C的面积大于根据相关技术的耳垫17的接触表面D的面积。因此，根据本实施例的耳垫7可通过适应于用户头部的形状而变形来确保大的接触面积，从而增强耳机1的封闭紧密性。

此外，由于中环元件82的硬度低，所以本实施例的耳垫7能够柔软地适应于用户头部的形状。因而，例如如果将耳垫7用于全部覆盖耳朵的耳机1(例如封闭型)，则耳垫7可适应于用户耳朵附近的头部的形状。另一方面，如果将耳垫7用于与耳朵接触的耳机1(例如开放型)，则耳垫7可根据用户耳朵的形状而变形。而且，本实施例的耳垫7即使在适应于耳朵附近的形状或耳朵的形状而变形后，仍维持较大的接触面积，从而可维持封闭状态并改善音质。

此外，在本实施例的耳垫7中，中环元件82的硬度可简单地通过形成孔91来改变，以增强封闭紧密性。因此耳垫7可非常容易地产生。此外，耳垫7消除了为调整硬度而准备许多材料这一需要，这就减少了在制造阶段要准备的库存量，从而能够减小制造成本。

第一实施例的替代例

尽管在本实施例的耳垫7中的缓冲元件8的中环元件82的硬度通过在中环元件82中形成孔91来降低，但缓冲元件8中的硬度分布也可通过调整孔91的大小或数量来调整。以下参照图8和图9来说明调整硬度分布的替代例。

图8是示出根据本实施例的缓冲元件的第一替代例的说明图。图8示出了左侧耳垫的缓冲元件8-1。

参照图8，在根据第一替代例的缓冲元件8-1中，孔91的数量向着前方(佩戴耳机的用户的前方；即z轴的负方向)而减少。具体地，在前部，中环元件82每单位长度的孔91的数量小，而孔91的数量沿环的周向向后增大。本替代例中的其它元素与根据第一实施例的缓冲元件8中的元素相同，因此以下不再详细说明。

在该结构中，中环元件82在孔91的密度更高的后部的硬度低于中环元件82在前部的硬度。这使得缓冲元件8-1的后部更可能适应于用户头部的形状。

耳的形状一般在后部比在前部更复杂。因此，例如在接触用户耳朵的耳垫的情况下，通过使后部更可能适应于耳朵的形状，可改进耳垫的封闭紧密性。

另一方面，在覆盖了用户耳朵附近的部位的耳垫的情况下，耳垫与耳朵附近的部位相接触。在耳朵后侧的头部的形状关于耳朵的外部形状比耳朵前侧的头部的形状更为倾斜，因此相应的部位需要更可能适应于该倾斜。根据本替代例的缓冲元件8-1可适应于在耳朵后侧的大倾斜，从而进一步增强了耳垫的封闭紧密性。

中环元件82的硬度分布的改变也可根据本实施例的第二替代例来进行。以下参照图9来说明第二替代例。

图9是示出根据该实施例的缓冲元件的第二替代例的说明图。图9示出了在左侧的耳垫的缓冲元件8-2。

参照图9，在根据第二替代例的缓冲元件8-2中，孔91的大小向后方(佩戴耳机的用户的向后的方向；z轴的正方向)而增大。具体地说，中环元件82的孔91的大小在前部与第一实施例中孔91的大小相同，孔91的大小沿环的周向向后变大。本替代例中的其它元素与根据第一实施例的缓冲元件8相同，因此以下不再详细说明。

在根据第二替代例的缓冲元件8-2中，如在根据上述第一替代例的缓冲元件8-1中，后部的中环元件82的硬度低于前部的中环元件82的硬度。这使得缓冲元件8-2的后部更可能适应于用户头部的形状。因此，第二替代例具有与第一替代例相同的功能和优点。

从上述第一替代例和第二替代例可显然看到:根据本实施例的耳垫可通过改变在中环元件82中形成的孔91的大小和数量来容易地改变中环元件82的硬度。因此，除上述替代例以外，还有可能通过改变孔91的大小和数量来达到所期望的硬度。第一替代例和第二替代例具有与第一实施例相同的功能和优点。

第二实施例

以下参照图10来说明在根据本发明的第二实施例的耳垫中包括的缓冲元件。图10是示出根据本发明的第二实施例的缓冲元件的说明图。图10示出了在左侧的耳垫的缓冲元件8-3。图10A示出了当从用户的耳侧即从右侧的耳垫向x轴的负方向观看时的缓冲元件8-3。图10B示出了缓冲元件8-3沿线E-E所成的截面。

在前述第一实施例中，通过在中环元件82中形成孔91来相对地降低中环元件82的硬度。另一方面，在根据本实施例的缓冲元件8-3中，中环元件82的硬度通过改变中环元件82-1的材料来相对地降低。以下对其进行详细说明。

本实施例的缓冲元件8-3具有三层结构，这与第一实施例的缓冲元件8相同。具体地说，缓冲元件8-3包括外环元件81、中环元件82-1和内环元件83-1。外环元件81由与根据第一实施例的缓冲元件8的外环元件81相同的材料制成。

另一方面，中环元件82-1由硬度低于外环元件81的材料制成。内环元件83-1也由硬度低于外环元件81的材料制成。中环元件82-1的硬度低于内环元件83-1的硬度。因而，环元件的硬度从最高起按照如下顺序排列：

外环元件81>内环元件83-1>中环元件82-1

在该结构中，如在第一实施例中，因罩的张力而使外环元件81和内环元件83-1向中环元件82-1弯曲，从而增大接触面积。因此，包括本实施例的缓冲元件8-3的耳垫具有与第一实施例中所述相同的功能和优点。

尽管内环元件83-1由硬度低于外环元件81的材料制成，但外环元件81和内环元件83-1也可由相同材料制成以具有相同硬度，这如第一实施例一样也确保了封闭紧密性。

然而，根据本实施例，通过将外环元件81的硬度设为高于内环元件83-1的硬度，从而使外环元件81可更紧密地接触到用户头部。因此，包括该缓冲元件8-3的耳垫可进一步提高封闭紧密性。因为内环元件83-1的硬度低于外环元件81的硬度，所以内环元件83-1向中环元件82-1的变形大于外环元件81的变形。这确保了与用户头部接触的外环元件81的表面的平坦度。一般来说，用户头部在耳朵位置处向耳机突出得最大，且用户头部随着距离耳朵位置越远而越远离耳机。在上述结构中，外环元件81可更紧密地接触到头部，以适应于头部的该外部形状。从而耳垫可进一步改进封闭紧密性。

本领域技术人员应当理解：根据设计需求和其它因素可出现各种修改、组合、子组合和变更，只要该修改、组合、子组合和变更落入所附权利要求或其等同物的范围内。

例如，尽管在第一实施例中孔91是通孔，但本发明不限于此。例如，如图11所示，孔91可以不是通孔。在这种情况下，将孔91形成在与用户头部接触的表面中，并将桥元件92放置在孔91的底部(x轴的负方向)。

而且，尽管在第一实施例中，孔91如图8等所示大致呈柱形，但本发明不限于此。例如，尽管未示出，孔91可具有卵形截面或大致呈矩形的截面。尽管图11所示的孔91不是通孔，但孔91可以是长的通孔。

而且，尽管在第二实施例中，通过改变中环元件82-1的材料等来调整缓冲元件的硬度分布，但本发明不限于此。例如，除了改变中环元件82-1的材料等之外，还可以形成孔91。孔91的形状可以如上所述以各种方式改变。

图11和12示出了左耳用的耳垫中包括的缓冲元件8-4、8-5，并且还示出了截面。在未截断的状态中，缓冲元件8-4和8-5除了孔91的形状等之外，以与第一实施例或第二实施例中说明的相同方式来配置。

尽管在以上实施例中说明了将耳垫用于耳机的情况，但本发明不限于此。根据以上实施例的耳垫也可应用于耳垫接触到用户的耳朵或耳朵附近的头部以封闭内部空间的任何装置，如听筒、护耳罩和头盔。

Claims (8)

1.一种耳垫，包括：

环状缓冲元件；和

覆盖所述环状缓冲元件的覆盖元件，其中

所述环状缓冲元件包括外环元件、中环元件和内环元件，

所述中环元件的硬度与所述外环元件和所述内环元件的硬度不同，并且

所述耳垫能附接至能够容纳音频信号处理单元的外壳。

2.根据权利要求1所述的耳垫，其中

所述中环元件的硬度低于所述外环元件的硬度。

3.根据权利要求2所述的耳垫，其中

所述中环元件的硬度低于所述内环元件的硬度。

4.根据权利要求2所述的耳垫，其中

所述内环元件的硬度低于所述外环元件的硬度。

5.根据权利要求2所述的耳垫，其中

所述中环元件具有孔。

6.根据权利要求2所述的耳垫，其中

所述中环元件被配置为连结所述外环元件和所述内环元件的桥元件。

7.根据权利要求2所述的耳垫，其中

所述中环元件的硬度在后部比在前部低。

8.一种耳机，包括：

能够容纳音频信号处理单元的外壳；和

耳垫，其附接至所述外壳并包括环状缓冲元件和覆盖所述环状缓冲元件的覆盖元件，其中

所述环状缓冲元件包括外环元件、中环元件和内环元件，并且

所述中环元件的硬度与所述外环元件和所述内环元件的硬度不同。

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