CN102375311A - 投影机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够有效地冷却光学元件的投影机。投影机具备:绿侧面板(451G)和沿着绿侧面板(451G)的表面对冷却空气(A32、B32)进行送风的冷却装置(5)。冷却装置(5)从绿侧面板(451G)的2个互相相对的端缘部(451D、451U)中一方的端缘部(451D)侧朝向另一方的端缘部(451U)侧,并且沿着互相交叉的2个送风方向(D1、D2)分别对冷却空气(A32、B32)进行送风。
Description
技术领域
本发明涉及投影机。
背景技术
以往,已知具备从外部吸入并排出冷却空气的冷却风扇和连接于该冷却风扇而对液晶面板等光学元件流出冷却空气的管道的投影机(例如,参照专利文献1)。
在专利文献1所记载的投影机中,管道的一端侧连接于冷却风扇,另一端侧延伸直到液晶面板的配置位置附近,从冷却风扇排出的冷却空气被导引到液晶面板为止。然后,冷却空气从形成于管道的另一端侧的流出口相对于液晶面板从下方朝向上方流出,液晶面板被冷却。具体地说,从冷却风扇排出的冷却空气在管道内在与向液晶面板入射的入射光束的光轴正交的方向上流动,然后与管道的另一端的壁面碰撞,由于该壁面而改变流路方向,从流出口流出。
专利文献1:特开2005-338236号公报
但是,近年来,伴随着高亮度化,液晶面板等光学元件的温度容易上升。因此,在专利文献1所记载的冷却结构中,存在难以有效冷却液晶面板等光学元件这样的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效地冷却光学元件的投影机。
本发明的投影机,其特征在于:具备光学元件和沿着所述光学元件的表面对冷却空气进行送风的冷却装置,所述冷却装置,从所述光学元件的互相相对的2个端缘部中的一方的端缘部侧朝向另一方的端缘部侧、并且沿着互相交叉的2个送风方向分别对冷却空气进行送风。
在本发明中,冷却装置在沿着光学元件的表面对冷却空气进行送风时,沿着互相交叉的2个送风方向分别对冷却空气送风。
由此,沿着2个送风方向分别被送风的冷却空气发生碰撞,由于该碰撞而产生紊流。因此,能够使光学元件的表面与冷却空气的热交换效率增加,能够有效地冷却光学元件。
此外,作为从冷却装置向光学元件送风冷却空气的送风方向(2个送风方向),可以考虑例如下面的送风方向。
即,从光学元件的一个端缘部对冷却空气进行送风,并且从与所述一个端缘部交叉的另一个端缘部对冷却空气进行送风。
在此,在2个送风方向所成的角度(碰撞角度)大的情况下,被送风的冷却空气在冷却了光学元件后,大幅扩展开而流通。因此,存在冷却了光学元件后的温度高的冷却空气蔓延到其他的光学元件而引起其他的光学元件的温度上升的可能性。因此,需要将2个送风方向所成的角度(碰撞角度)设定得较小,当如上所述那样设定2个送风方向而使碰撞角度变得较小时,碰撞后的流速快的冷却空气所流动的区域,从发热量高的光学元件的中心偏离,冷却效率下降。
在本发明中,2个送风方向设定为,从光学元件的互相相对的2个端缘部中的一方的端缘部侧朝向另一方的端缘部侧。
由此,即使将2个送风方向所成的角度(碰撞角度)设定得较小,也容易使得碰撞后的流速快的冷却空气所流动的区域成为发热量高的光学元件的中心的周围,冷却效率提高。另外,也能够使冷却了光学元件后的冷却空气向狭窄的预定的范围内流通。因此,能够防止冷却了光学元件后的温度高的冷却空气蔓延到其他的光学元件,也不会有引起其他的光学元件的温度上升的可能性。
在本发明的投影机中,优选:所述2个送风方向设定为,相对于连结所述2个端缘部的各中心位置的中心线对称。
根据本发明,如上所述那样设定2个送风方向,所以能够沿着光学元件的整个表面对冷却空气进行送风,能够均衡地冷却光学元件整体。
在本发明的投影机中,优选:沿着所述2个送风方向分别被送风的冷却空气的交叉位置设定为,相对于所述光学元件的表面的中心位置位于冷却空气的上游侧。
在本发明中,2个送风方向的交叉位置设定为上述的位置,所以冷却空气在比光学元件的表面的中心位置靠所送风的冷却空气的上游侧的位置碰撞。因此,能够通过碰撞后的流速快的冷却空气对发热量高的光学元件的表面的中心进行冷却,能够更加有效地冷却光学元件。
在本发明的投影机中,优选:所述冷却装置具备将从一端侧导入的冷却空气导引到所述光学元件的2个管道,所述2个管道在另一端侧连通,并且具备分别沿着所述2个送风方向使冷却空气流出的流出口。
但是,在采用专利文献1所记载的管道的情况下,冷却空气与管道的另一端的壁面碰撞,由此在壁面产生摩擦,所以由于压力损失导致冷却空气的流速下降。而且,伴随着冷却空气的流速的下降,从流出口流出的冷却空气的流量也减少,不能相对于光学元件流出足够流量的冷却空气,难以良好地冷却光学元件。
在本发明中,冷却装置具备另一端侧连通的上述的2个管道。
由此,在2个管道中,从各一端侧导入的冷却空气在另一端侧互相碰撞,由此变更流路方向,经由各流出口沿着2个送风方向分别流出。
即,通过在各管道内部使各冷却空气碰撞而改变流路方向,所以与采用专利文献1所记载的通过使冷却空气与壁面等碰撞而改变流路方向的管道的情况相比较,能够抑制冷却空气的压力损失,能够抑制流速的下降。因此,以在各冷却空气的碰撞后仍维持流速的状态,将冷却空气从各流出口向光学元件导引。
因此,被导引到光学元件的冷却空气的流量不会减少,所以能够将足够流量的冷却空气导引到光学元件,能够更加有效地冷却光学元件。
在本发明的投影机中,优选:所述2个管道形成为,按直线状连通。
例如,在从2个管道的一端侧导入的各冷却空气从倾斜方向等互相碰撞的情况下,冷却空气的一部分流动到管道的壁面为止因壁面而改变流路方向,从各流出口朝向光学元件流出。因此,在壁面产生摩擦,可能会由于压力损失而导致冷却空气的流速下降。
在本发明中,各管道形成为,按直线状连通。
由此,从2个管道的一端侧导入的各冷却空气以互相相对的朝向碰撞,所以在碰撞时能够使冷却空气的大部分不接触管道的壁面地流动。因此,碰撞后的冷却空气流速未下降地从各流出口朝向光学元件流出,所以能够更有效地冷却光学元件。
附图说明
图1是表示本发明的本实施方式所涉及的投影机的概略结构的图。
图2是示意性表示所述实施方式的冷却装置的立体图。
图3是示意性表示所述实施方式的冷却装置的俯视图。
图4是示意性表示所述实施方式的冷却装置的剖视图。
符号说明
1:投影机;5:冷却装置;7:第1冷却风扇(冷却风扇)
8:第2冷却风扇(冷却风扇);60G:绿侧冷却用流出口(流出口);
61:第1管道部(管道);61A、62A:一端;61B、62B:另一端;
62:第2管道部(管道);451G:绿色光侧的液晶面板(光学元件);
451D:端缘部(一方的端缘部);451U:端缘部(另一方的端缘部);
601G、602G:流出口;Ax:中心线;C:交叉位置;
D1、D2:送风方向;P:中心位置(光学元件表面的中心位置)。
具体实施方式
下面,基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。
投影机的结构
图1是表示本实施方式中的投影机1的概略结构的图。具体地说,图1是示意性表示投影机1的概略结构的图。
另外,在下面,在投影机1将投影侧(配置有投影透镜3一侧)设为“前面”,将其相反侧设为“背面”。另外,将投影机1的顶面侧(图1中的图示近前)设为“上侧”,将底面侧设为“下侧”。进而,下面所记载的“左”、“右”相当于从前面观察投影机1时的左右。
投影机1根据从外部设备等输入的图像信息对光进行调制并将其投影到屏幕(图示省略)上,显示投影图像。该投影机1如图1所示,具备:大致长方体状的外装壳体2;投影透镜3;光学单元4;对投影机1内部的各构成部件进行冷却的冷却装置5;和将具体的图示省略了的、对向投影机1内部的各构成部件供给电力的电源单元以及投影机1内部的各构成部件进行控制的控制装置等。
光学单元的结构
光学元件4具有沿着外装壳体2的背面从左侧向右侧延伸、延伸方向前端部分向前面侧弯曲而延伸的俯视大致L形状。
该光学单元4如图1所示,具备:光源装置41,其具有光源灯411以及反射器412;照明光学装置42,其具有透镜阵列421、422、偏振转换元件423以及重叠透镜424;色分离光学装置43,其具有分色镜431、432以及反射镜433;中继光学装置44,其具有入射侧透镜441、中继透镜443以及反射镜442、444;光学装置45,其具有作为光调制装置(光学元件)的3个液晶面板451(将红色光侧的液晶面板设为红侧面板451R,将绿色光侧的液晶面板设为绿侧面板451G,将蓝色光侧的液晶面板设为蓝侧面板451B)、3个入射侧偏振板452、3个出射侧偏振板453以及十字分色棱镜454;和光学部件用壳体46。
而且,在光学单元4中,通过上述的结构,从光源装置41出射并经过了照明光学装置42的光束通过色分离光学装置43被分离为R、G、B这3种色光。另外,分离出的各色光由各液晶面板451根据图像信息分别调制,由十字分色棱镜454合成,由投影透镜3放大投影于屏幕(图示省略)。
另外,对于上述的各光学部件41~46,作为各种一般的投影机的光学系统而利用,所以将具体的说明省略。
冷却装置的结构
图2是表示本实施方式的重要部分的立体图,具体地说,是从背面侧观察相对于冷却装置5配置有光学装置45的状态的立体图。另外,为了图示的方便,将入射侧偏振板452以及出射侧偏振板453的图示省略。这在下面的图中也同样。
冷却装置5是相对于液晶面板451、入射侧偏振板452(参照图1)以及出射侧偏振板453(参照图1)等对冷却空气进行送风的装置,如图2所示,具备管道6、第1冷却风扇7和第2冷却风扇8。
冷却风扇的结构
各冷却风扇7、8包括多叶片风扇(Sirocco Fan)。
而且,第1冷却风扇7如图1或图2所示,以排出空气的排出口71朝向背面侧的方式,配置于投影透镜3的右侧。
另外,第2冷却风扇8如图1或图2所示,以排出空气的排出口81朝向背面侧的方式,配置于投影透镜3的左侧。
另外,具体的图示省略,各冷却风扇7、8的吸入空气的吸入口连接于形成于外装壳体2的吸气口。即,通过各冷却风扇7、8的驱动,投影机1的外部的空气经由吸气口被吸入于各冷却风扇7、8的吸入口。
管道的结构
管道6如图2所示,具备第1管道部61、第2管道部62和第3管道部63,这些各管道部61~63一体形成。
第1管道部的结构
第1管道部61如图2所示,形成为俯视L形状,一端61A连接于第1冷却风扇7的排出口71,从一端61A起向背面侧延伸,然后向左侧弯曲,并使另一端61B位于光学装置45的下侧。
在该第1管道部61,在另一端61B侧,如图2所示,形成有红侧流出口60R以及绿侧流出口60G。
红侧流出口60R形成于与红侧面板451R的配置位置相对的位置,俯视具有跨红侧面板451R而在左右方向上延伸的矩形形状。
另外,在红侧流出口60R的周缘部分,如图2所示,形成有朝向上侧突出的矩形框状的整流肋610。
另外,对于绿侧流出口60G的结构,将在后面叙述。
第2管道部的结构
第2管道部62如图2所示,形成为俯视L形状,一端62A连接于第2冷却风扇8的排出口81,从一端62A起向背面侧延伸,然后向右侧弯曲,并使另一端62B位于光学装置45的下侧。
另外,管道部61、62以另一端61B、62B彼此互相按直线状连通的方式连接。
另外,在图2中,为了说明的方便,通过双点划线图示另一端61B、62B彼此的连接位置6C。对于以后的图也同样。
在该第2管道部62,在另一端62B侧,如图2所示,形成有蓝侧流出口60B以及绿侧流出口60G。
蓝侧流出口60B形成于与蓝侧面板451B的配置位置相对的位置,具有与红侧流出口60R同样的形状。
另外,在蓝侧流出口60B的周缘部分,形成有与红侧流出口60R同样的整流肋620。
另外,对于绿侧流出口60G的结构,将在后面叙述。
第3管道部的结构
第3管道部63如图2所示形成为,以与第1管道部61内部连通的方式将一端63A连接于第1管道部61的背面侧,从一端63A起向左侧延伸,并使另一端63B位于偏振转换元件423的下侧。
在该第3管道部63,在另一端63B侧,如图2所示,在与偏振转换元件423的配置位置相对的位置,形成有俯视在从前面侧向背面侧的方向上延伸的矩形状的PBS流出口631。
绿侧流出口的结构
绿侧流出口60G如图2所示,形成于管道部61、62的连接位置6C附近。
该绿侧流出口60G如图2所示,包括第1流出口601G、第2流出口602G和出射侧流出口603G。
第1流出口601G如图2所示,在第1管道部61的另一端61B侧,俯视位于绿侧面板451G的光入射侧。
另外,在第1流出口601G的周缘部分,如图2所示,形成有朝向左斜上侧突出的矩形框状的整流肋601。
第2流出口602G如图2所示,在第2管道部62的另一端62B侧,俯视位于绿侧面板451G的光入射侧。
另外,在第2流出口602G的周缘部分,如图2所示,形成有朝向右斜上侧突出的矩形框状的整流肋602。
出射侧流出口603G如图2所示,俯视位于绿侧面板451G的光出射侧,形成为跨管道部61、62的连接位置6C而在左右方向上延伸的矩形状。
另外,在出射侧流出口603G的周缘部分,如图2所示,形成有朝向上侧突出的矩形框状的整流肋603。
冷却空气的流路
图3以及图4是用于说明在管道6内部流通的冷却空气的流路的图。具体地说,图3是从上侧观察相对于冷却装置5配置有光学装置45的状态的俯视图。图3中的虚线箭头表示冷却空气的流动方向。另外,图4是在图3中的IV-IV线剖切所见的管道6的剖视图。图4中的实线箭头表示冷却空气的流路方向。
从各冷却风扇7、8排出的冷却空气如图3所示,被导入于管道6(冷却空气A1、B1)。
然后,冷却空气A1、B1如图3所示,在各管道部61、62内部,通过在左右方向上延伸并划分出红侧流出口60R以及蓝侧流出口60B与绿侧流出口60G的第1整流板64,被分流为冷却空气A2、B2和冷却空气A3、B3。
冷却空气A2、B2如图3所示,分别朝向另一端61B、62B侧、分别经由各流出口60R、60B向外部流出。
然后,从各流出口60R、60B流出的冷却空气通过整流肋610、620从下侧向上侧被整流,被向红色光侧以及蓝色光侧的各部件451~453送风。
冷却空气A3、B3如图3所示,在各管道部61、62内部,通过在左右方向上延伸并俯视划分出绿侧面板451G的光入射侧与光出射侧的第2整流板65,被分流为冷却空气A31、B31和冷却空气A32、B32。
另外,冷却空气A3的一部分如图3所示,被导入于第3管道部63(冷却空气A4)。冷却空气A4朝向另一端63B侧,经由PBS流出口631向外部流出。然后,从PBS流出口631流出的冷却空气与从各流出口60R、60B流出的冷却空气同样地被整流,并被向偏振转换元件423送风。
冷却空气A31、B31如图3所示,分别朝向另一端61B以及另一端62B,在连接位置6C以互相相对的朝向碰撞,使流路方向变更为向上侧,经由出射侧流出口603G向外部流出。
然后,从出射侧流出口603G流出的冷却空气与从各流出口60R、60B流出的冷却空气同样地被整流,并被向绿侧面板451G、绿色光侧的出射侧偏振板453间送风。
冷却空气A32、B32也在连接位置6C以互相相对的朝向碰撞,使流路方向变更为向上侧,经由各流出口601G、602G向外部流出。
然后,从各流出口601G、602G流出的各冷却空气A32、B32如图4所示,沿着绿侧面板451G的光入射面被送风。
更具体地说,各冷却空气A32、B32通过整流肋601、602被整流,由此分别沿着第1送风方向D1以及第2送风方向D2被送风。
各送风方向D1、D2如图4所示设定为,在从绿侧面板451G的光入射侧观察的情况下,从绿侧面板451G的4个端缘部中的互相相对的下侧的端缘部451D侧朝向上侧的端缘部451U侧。
换而言之,第1送风方向D1设定为与2个端缘部451D、451U双方交叉。第2送风方向D2也同样。
另外,各送风方向D1、D2如图4所示设定为,相对于通过绿侧面板451G的矩形状的光入射面的中心位置P的中心线Ax(分别连结各端缘部451D、451U的中心位置的线)对称。
进而,各送风方向D1、D2如图4所示,设定为互相交叉。
在这里,各送风方向D1、D2交叉的角度α,优选为,比45度小的角度,在本实施方式中,设定为40度。
另外,各送风方向D1、D2的交叉位置C设定为,位于比中心位置P靠下侧(被送风的冷却空气的上游侧)的位置。
然后,沿着各送风方向D1、D2分别被送风的冷却空气A32、B32在交叉位置C互相碰撞,然后向上侧流动。
另外,各冷却风扇7、8的排出量设定为使得各冷却空气A3、B3在各管道部61、62的连接位置6C碰撞,具体地说,设定为,使得向绿侧流出口60G被导引的各冷却空气A3、B3的流量大致相等。
在本实施方式中,第1冷却风扇7的冷却空气A1的排出量设定得比第2冷却风扇8的冷却空气B1的排出量多。这是为了将从第1冷却风扇7排出的冷却空气A1的一部分也向第3管道部63导引。
根据上述的本实施方式,起到下面的效果。
在本实施方式中,投影机1具备沿着相互交叉的各送风方向D1、D2分别对冷却空气A32、B32进行送风的冷却装置5。
由此,沿着送风方向D1、D2分别被送风的冷却空气A32、B32由于碰撞而产生紊流。因此,能够使绿侧面板451G与冷却空气A32、B32的热交换效率增加,能够有效地冷却绿侧面板451G。
另外,各送风方向D1、D2设定为从绿侧面板451G的端缘部451D侧朝向端缘部451U侧。由此,即使在减小送风方向D1、D2所成的角度(碰撞角度)α、使冷却了绿侧面板451G后的冷却空气A32、B32朝向狭窄的预定的范围内流通来防止冷却了绿侧面板451G后的温度高的冷却空气A32、B32蔓延到其他的光学元件的情况下,也容易地使得碰撞后的流速快的冷却空气A32、B32所流动的区域成为发热量高的绿侧面板451G的中心的周围,能够使冷却效率提高。
另外,在本实施方式中,将角度α设定为40度。由于因冷却空气A32、B32的碰撞而产生的紊流,使得冷却空气A32、B32的流速变快。通过将角度α设定得较小为45度以下等,能够将碰撞后的流速快的冷却空气A32、B32所产生的区域扩展到冷却空气的更靠下游侧。由此,能够进一步增加绿侧面板451G的光入射面与冷却空气A32、B32的热交换效率,能够更有效地冷却绿侧面板451G。
进而,将送风方向D1、D2设定为相对于中心线Ax对称,所以能够沿着绿侧面板451G的整个光入射面对冷却空气A32、B32进行送风,能够均衡地冷却绿侧面板451G的光入射面。
另外,将交叉位置C相对于中心位置P设定为冷却空气A32、B32的上游侧的位置。由此,冷却空气A32、B32在与发热量高的位置即绿侧面板451G的光入射面的中心位置P相比靠被送风的冷却空气的上游侧的位置碰撞。因此,能够通过碰撞后的流速快的冷却空气A32、B32对绿侧面板451G的光入射面的中心位置P进行冷却,并且能够通过碰撞后的流速快的冷却空气A32、B32对绿侧面板451G的光入射面的较宽的范围进行冷却,能够更加有效地冷却绿侧面板451G。
进而,冷却装置5具备另一端61B、62B侧连通的管道部61、62。
由此,在管道部61、62,从各一端61A、62A侧被导入的冷却空气A32、B32在另一端61B、62B侧互相碰撞,由此变更流路方向,经由各流出口601G、602G沿着第2送风方向分别流出。
即,通过在各管道部61、62内部使各冷却空气A32、B32碰撞而改变流路方向,所以与采用使其与壁面等碰撞而改变流路方向的管道的情况相比较,能够抑制冷却空气的压力损失,能够抑制流速的下降。因此,以在各冷却空气A32、B32的碰撞后仍维持流速的状态,冷却空气A32、B32从各流出口601G、602G向绿侧面板451G被导引。
因此,向绿侧面板451G被导引的冷却空气A32、B32的流量不会减少,所以能够向绿侧面板451G导引足够流量的冷却空气,能够更加有效地冷却绿侧面板451G。
另外,管道部61、62形成为,按直线状连通。
由此,从各管道部61、62的一端61A、62A侧被导入的各冷却空气A32、B32以互相相对的朝向碰撞,所以在碰撞时能够使冷却空气A32、B32的大部分不接触各管道部61、62的壁面地流动。因此,碰撞后的冷却空气流速未下降地从各流出口601G、602G朝向绿侧面板451G流出,所以能够更加有效地冷却绿侧面板451G。
实施方式的变形
另外,本发明并不限定于上述的实施方式,在能够达成本发明的目的的范围内的变形、改良等也包含于本发明。
在所述的实施方式中,对于从下侧的端缘部451D朝向上侧的端缘部451U相对于绿侧面板451G对冷却空气A32、B32进行送风的结构进行了说明,但这些也可以相反。即,也可以是从上侧的端缘部451U朝向下侧的端缘部451D相对于绿侧面板451G对冷却空气A32、B32进行送风的结构。另外,并不限定于这些在上下方向上对冷却空气A32、B32进行送风的结构,也可以是在左右方向上送风的结构。
在上述实施方式中,冷却空气以互相相对的朝向碰撞,但也可以以不相对的朝向碰撞。
在上述实施方式中,通过管道部61、62向绿侧面板451G导引冷却空气A32、B32,但并不限定于此。例如,也可以构成为将这些管道部61、62省略,从各冷却风扇7、8直接向绿侧面板451G送风冷却空气A32、B32。
在上述实施方式中,设为冷却绿侧面板451G的光入射面的结构,但也可以是冷却光出射面的结构或者冷却光入射面、光出射面双方的结构。
在上述实施方式中,将绿侧面板451G作为冷却对象的光学元件而进行了说明,但冷却对象并不限于此。例如,也可以将红侧面板451R、蓝侧面板451B、入射侧偏振板452、出射侧偏振板453等作为冷却对象。
在上述实施方式中,使用了透射型的液晶面板,但也可以使用反射型的液晶面板。
在上述实施方式中,例示了具备液晶面板作为光学元件的投影机1,但只要是对入射光束进行调制的光学元件,也可以采用其他的结构的光学元件。例如,也能够将本发明应用于使用采用微镜的器件等液晶以外的光学元件的投影机。
在上述实施方式中,例示了图像光相对于投影面的投影方向和该图像光所涉及的图像的观察方向大致相同的正面投影型的投影机1,但本发明并不限定于此,也能够将本发明应用于投影方向与观察方向为相反方向的背面投影型的投影机。
本发明能够作为使用于展示和/或家庭影院的投影机而利用。
Claims (5)
1.一种投影机,其特征在于:具备光学元件和沿着所述光学元件的表面对冷却空气进行送风的冷却装置,
所述冷却装置,从所述光学元件的互相相对的2个端缘部中的一方的端缘部侧朝向另一方的端缘部侧、并且沿着互相交叉的2个送风方向分别对冷却空气进行送风。
2.根据权利要求1所述的投影机,其特征在于:
所述2个送风方向设定为,相对于连结所述2个端缘部的各中心位置的中心线对称。
3.根据权利要求1或2所述的投影机,其特征在于:
沿着所述2个送风方向分别被送风的冷却空气的交叉位置设定为,相对于所述光学元件的表面的中心位置位于冷却空气的上游侧。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的投影机,其特征在于:
所述冷却装置具备将从一端侧导入的冷却空气向所述光学元件导引的2个管道,
所述2个管道在另一端侧连通,并且具备分别使冷却空气沿着所述2个送风方向流出的流出口。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的投影机,其特征在于:
所述2个管道形成为,按直线状连通。
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