CN115209295A - 一种骨传导振动发声装置、骨传导眼镜及可穿戴设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种骨传导振动发声装置、骨传导眼镜及可穿戴设备。该骨传导振动发声装置包括外壳、振子、线圈和两个弹性件。外壳设有收容腔。振子设于所述收容腔内。线圈与所述外壳相对固定且环绕于所述振子外周。两个所述弹性件分别连接于所述振子的两端,所述弹性件包括外支架和连接臂,所述外支架与所述外壳相连,所述连接臂一端与所述外支架相连,另一端沿着所述弹性件的长度方向延伸并与所述振子相连。本发明中,振子两端均设有弹性件对其进行支撑限位,能够有效的提高其振动时的线性度,防止发生滚振现象。
Description
技术领域
本发明涉及骨传导技术领域,尤其涉及一种骨传导振动发声装置、骨传导眼镜及可穿戴设备。
背景技术
骨传导传声是通过骨头引起听觉的传导方式,骨传导耳机、骨传导眼镜等可穿戴设备,通过骨传导振动发声装置产生振动,从而使人听到声音。
骨传导振动发声装置常包括外壳、设于外壳内的振子、连接在外壳和振子之间的弹片以及驱动振子振动的线圈,振子具有磁性,其在通电线圈的磁场作用下振动,且可以在弹片的作用下复位。
振子仅在其一端设置弹片与外壳相连,另一端则悬空设置,振子在振动的过程中可能会产生左右摆动的滚振现象,该情形在振子呈狭长的条状的情况下尤为突出,滚振的出现,使得振子在振动过程中容易撞击外部的零部件,产生杂音,不仅影响音质,还容易损坏零部件。
另外,骨传导振动发声装置的安装空间较小,现有的弹片常包括环状的外支架、设于外支架中心的板体以及连接在板体和外支架之间的多根弹臂,板体与振子相连,通过弹臂的弹力驱动振子复位,由于骨传导振动发声装置体积小,现有结构弹片的弹臂长度短、宽度小,不利于提高骨传导振动发声装置的声学质量和可靠性。
因此,有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种骨传导振动发声装置、骨传导眼镜及可穿戴设备,能够减少振子振动过程中的滚振现象。
为实现上述发明目的,第一方面,本发明提出了一种骨传导振动发声装置,包括:
外壳,设有收容腔;
振子,设于所述收容腔内;
线圈,与所述外壳相对固定且环绕于所述振子外周;以及,
两个弹性件,两个所述弹性件分别连接于所述振子的两端,所述弹性件包括外支架和连接臂,所述外支架与所述外壳相连,所述连接臂一端与所述外支架相连,另一端沿着所述弹性件的长度方向延伸并与所述振子相连。
进一步地,所述连接臂包括与所述外支架相连的基部、与所述振子的第一端面相连的连接部以及连接于所述基部和所述连接部之间的弹性部,所述连接臂自所述基部沿着所述弹性件的长度方向延伸。
进一步地,所述振子包括与其长度方向垂直的对称面,所述弹性件的连接部和基部分别位于所述对称面两侧,且两个所述弹性件的连接臂关于所述振子的重心中心对称。
进一步地,所述弹性部向着所述振子所在侧倾斜设置;或者,
所述连接部相对所述弹性部向着所述振子所在侧凸起;或者,
所述连接部与所述振子之间连接有间隔板。
进一步地,所述外壳两端开口,所述外支架连接于所述外壳开口端的端面上。
进一步地,所述外支架包括与所述外壳相连的第一表面以及与所述第一表面相对设置的第二表面,所述振子振动过程中,所述连接臂不超出所述外支架的第二表面。
进一步地,所述外支架包括相对设置的两个第一杆体,所述基部连接于两个所述第一杆体之间。
进一步地,所述外支架呈环状,其包括分别连接于两个所述第一杆体之间的两个第二杆体。
进一步地,所述振子包括导磁板以及连接于所述导磁板两端的两个磁体,两个所述磁体同极相对设置,所述线圈环绕于所述导磁板外周;或者,
所述振子包括导磁部和分别位于所述导磁部两侧的两个磁性部,两个所述磁性部同极相对设置,所述线圈环绕于所述导磁部外周。
进一步地,所述外壳的外周面开设有用于安装所述线圈的安装孔,所述安装孔为盲孔或者通孔。
进一步地,所述外壳设置有凸出至所述安装孔内的一个或多个凸台,所述凸台用于限制所述线圈高度方向的位置。
进一步地,所述外壳一体成型;或者,
所述外壳包括相互连接的上壳体和下壳体,所述上壳体和所述下壳体的连接面经过所述安装孔。
第二方面,本发明提出了一种骨传导眼镜,包括如上任一项所述的骨传导振动发声装置。
第三方面,本发明提出了一种可穿戴设备,包括如上任一项所述的骨传导振动发声装置。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1.本发明中,振子两端均设有弹性件对其进行支撑限位,能够有效的提高其振动时的线性度,防止发生滚振现象。另外,弹性件包括外支架和沿着外支架长度方向延伸的连接臂,能够充分利用有限的空间,增加连接臂的长度和宽度,一方面可以使得连接臂能够更为可靠的提供复位力,另一方面可以使得连接臂与振子之间的连接更为牢固,进一步减轻了滚振现象。
2.作为改进,连接臂的连接部和基部分别位于振子对称面的两侧,且两个连接臂中心对称,能够进一步保证连接臂的长度,同时保证弹性件对振子的施力的均衡和对称,有利于进一步避免发生滚振现象。
3.作为改进,外壳的外周面设置有用于安装线圈的安装孔,使得线圈能够从外壳侧面推入外壳内进行安装,装配更为方便,同时使得骨传导振动发声装置整体结构更为紧凑,利于实现小型化。
附图说明
图1是本发明中一种实施方式的骨传导振动发声装置的结构示意图。
图2是图1所示的骨传导振动发声装置的俯视图。
图3是沿图2中C-C剖切线剖得的剖视图。
图4是本发明中一种实施方式的弹性件的结构示意图,图中外支架呈环状。
图5是图4所示的弹性件的主视图。
图6是本发明中一种实施方式的骨传导振动发声装置的剖视图,图中连接部的厚度大于弹性部的厚度。
图7是本发明中一种实施方式的骨传导振动发声装置的剖视图,图中连接部向着振子凸出。
图8是本发明中一种实施方式的骨传导振动发声装置的剖视图,图中连接部与振子之间连接有间隔板。图9是本发明中一种实施方式的弹性件的结构示意图。
图10是图1所示的骨传导振动发声装置的外壳的结构示意图。
图11是图1所示的骨传导振动发声装置的外壳的立体剖面图。
图12是图1所示的骨传导振动发声装置的外壳的主视图。
图13是本发明中线圈安装于外壳的安装孔内的示意图。
图14是本发明中一种实施方式的外壳的结构示意图,图中外壳包括上壳体和下壳体。
图15是本发明中一种实施方式的振子与线圈的位置示意图。图中振子由多个零件连接而成。
图16是本发明中一种实施方式的振子与线圈的位置示意图,图中振子为单个零件。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图,对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
如图1至图15所示,对应于本发明一种较佳实施例的骨传导振动发声装置,其包括外壳1、振子2、线圈3和弹性件4。
骨传导振动发声装置整体呈条状,相应的,其振子2、线圈3和弹性件4也呈条状,且骨传导振动发声装置、外壳1、振子2、线圈3和弹性件4的长度方向一致,图2中箭头B示意出了长度方向。可以理解的是,条状的骨传导振动发声装置更适于安装在条状的空间内,例如对于骨传导眼镜而言,条状的骨传导振动发声装置更适于安装至条状的镜腿内,且对镜腿的形状影响小。
外壳1为振子2、线圈3和弹性件4的安装载体,其设有收容腔10。外壳1例如可以采用塑胶、铝或者不锈钢等材料制成。
振子2设于收容腔10内,在骨传导振动发声装置工作时,振子2能够沿着振动轴线A振动。作为一种优选的实施方式,外壳1沿着振动轴线A方向的两端开口,开口的面积大于振子2的截面积,振子2能够从开口装入收容腔10内,装配更为方便。
线圈3与外壳1相对固定且环绕于振子2外周,其能够通电产生变化的磁场,进而使得振子2在与磁场的相互作用下产生振动,即线圈3用于驱动振子2振动。如图1所示,在外壳1外部设置有与所述线圈3通过导线相连的柔性线路板5,柔性线路板5与外部的控制电路相连,线圈3在外部控制电路的控制下驱动振子2振动。
如图1、图3和图4所示,弹性件4的数量为两个,两个弹性件4分别连接于振子2的两端,在一些实施例中,振子2沿着振动方向(即振动轴线方向)的两端为平整的第一端面24,两个连接臂41分别与两个第一端面24相连,例如可以通过焊接或者粘接等方式相连。弹性件4整体呈片状,其包括外支架40和连接臂41,外支架40与外壳1相连,连接臂41一端与外支架40相连,另一端沿着弹性件4的长度方向延伸并与振子2相连,在振动的过程中,由连接臂41提供驱动振子2复位的弹力。弹性件4例如可以采用不锈钢、塑料或者铍铜等材质制成。
由于振子2两端均能够由弹性件4予以支撑限位,相对于一端悬空的情形,振子2能够更可靠的进行线性振动,不易发生滚振现象。同时,由于连接臂41沿着弹性件4的长度方向延伸,因此,其长度能够做的更长,弹性变形量也相应更大,有利于增加振幅,提高低频效果。另外,连接臂41的宽度也能够做的更大,与振子2之间的连接面积更大,连接更为牢固。
如图4所示,连接臂41整体呈片状,其包括与外支架40相连的基部411、与振子2相连的连接部410以及连接于基部411和连接部410之间的弹性部412,在振子2振动的过程中,基部411固定不动,连接部410跟随振子2振动,弹性部412则随着振子2的位移发生弹性变形,提供驱动振子2复位的弹力。连接臂41自基部411沿着弹性件4的长度方向延伸,从而可以获得更大长度的弹性部412,且连接部410的长度也能够视情况予以调整。另外,由于外支架40之间的空间能够被充分利用,因此弹性部412和连接部410的宽度可以做的更大,从而提高弹性部412的刚度和强度,提高连接部410和振子2之间连接的牢固程度,使得骨传导振动发声装置工作可靠性更好。
除了控制弹性部412的宽度之外,还可以在弹性部412上设置镂空孔414的方式调节弹性部412的强度和刚度。
在一些实施例中,参考图3,振子2为对称体,其包括与其长度方向垂直的对称面2a(图中对称面2a与振动轴线A重合),弹性件4的连接部410和基部411分别位于对称面2a两侧,以使得连接臂41的长度更长,可以理解的是,当基部411连接在外支架40长度方向的端部时,能够获得更长的连接臂41,当然,连接臂41的具体长度可以视实际需要予以调整。
由于连接部410和基部411分别位于对称面2a两侧,因此,为了使得振子2的受力更为对称均衡,两个弹性件4的连接臂41被设置成是中心对称的,其以振子2的重心中心对称(振子2的重心与其几何中心重合),从而使得两个连接部410距振子2重心的距离相等,弹性件4对振子2上下两端面的施力更为均衡、对称,且连接臂41沿着振动轴线A的投影基本位于振子2的第一端面24内,能够进一步避免发生滚振现象。进一步优选的,两个弹性件4被设置成是中心对称的。
可以理解的是,当连接部410更为靠近振子2沿着其长度方向的端部时,往往能够获得更长的连接臂41。
振子2在振动过程中需要一定的振动空间,并避免与连接臂41的基部411和弹性部412干涉。在第一种优选的实施例中,参考图3至图5,弹性部412向着振子2所在侧倾斜设置,这样,其连接部410和弹性部412从外支架40向收容腔10内凸起,从而在连接部410和外支架40之间形成供振子2振动的空间。在第二种优选的实施例中,参考图6,连接臂41呈平板状,连接部410和弹性部412位于同一平面上,连接部410的厚度被设置成大于弹性部412的厚度,并相对弹性部412向着振子2所在侧凸起,如此,振子2与弹性部412之间通过连接部410隔开,形成供其振动的空间。在第三种优选的实施例中,连接部410通过折弯的方式相对弹性部412向着振子2的所在侧凸起,以形成供振子2振动的空间,本实施例中,连接部410的厚度可以小于、大于或者等于弹性部412的厚度。在第四种优选的实施例中,参考图8,其与第二种优选的实施例的区别在于,其连接部410与弹性部412厚度相同,通过在连接部410和振子2之间设置间隔板413隔开振子2和弹性部412,从而形成供振子2振动的空间。
作为一种优选的实施方式,参考图3至图5,外壳1沿着振子2振动方向的两端开口,为叙述方便起见,其开口端的端面被称为第二端面14,两个弹性件4的外支架40分别连接在第二端面14上,连接方式例如可以是胶粘连接或者焊接。外支架40包括与第二端面14相连的第一表面400以及与第一表面400相对平行设置的第二表面401。在骨传导振动发声装置安装时,可以通过其外支架40与外部的零件相连,例如与可穿戴设备用于与人脸部接触的面板相连,从而将振动传递至面板。优选的,振子3在振动过程中,连接臂41不超出外支架40的第二表面401,这样,与外支架40相连的零件无需设置避让连接臂41的结构,能够简化结构。显然的,在图3至图5所示的弹性部421倾斜设置的实施例中,通过控制外支架40与位于原位的振子2之间的距离,即可将连接臂41调整成在振动过程中不超出外支架40。
如图9所示,外支架40用于将弹性件4固定在外壳1上,其包括两个第一杆体402,基部411连接在两个第一杆体402之间。优选的,两个第一杆体402平行设置,基部411与两个第一杆体402均相连。两个第一杆体402的长短可以相同也可以不同。在一种优选的实施方式中,外支架40的两个第一杆体402可以是相独立的零件,两者不相连接。在另一种优选的实施方式中,外支架40呈环状,其还包括分别连接在两个第一杆体402之间的第二杆体403,如图4所示,两个第一杆体402的端部连接有第二杆体403,整个外支架40呈矩形的环状。当外支架40呈环状时,其结构强度和刚度更好,与外支架40之间的连接通常也更牢固。
外壳1具有位于上下端的两个第二端面14以及连接在两个第二端面14之间的外周面,如图10至图13所示,以外壳1的外形呈长方体状的情形为例,其外周面包括相对设置的两个第一侧面15和相对设置的两个第二侧面16,其中第一侧面15沿着外壳1的长度方向延伸,第二侧面16沿着外壳1的宽度方向延伸,外壳1的高度方向与振动轴线A方向一致。外壳1的外周面开设有用于安装线圈3的安装孔12,本实施例中,安装孔12开设于第一侧面15上,在其他实施例中,其也可以开设在第二侧面16上。
在一种优选的实施方式中,安装孔12是盲孔,其开设于第一侧面15上,沿着与第一侧面15垂直的方向延伸,但是不连通另一侧的第一侧面15,在该种实施方式中,线圈3从安装孔12内推入到底即可完成安装。在另一种优选的实施方式中,如图13所示,安装孔12为通孔,其贯穿外壳1,连通两个第一侧面15,在该种实施方式中,线圈3可以从外壳1的两侧推入安装。
为了便于线圈3的推入,安装孔12的开口呈喇叭状,即安装孔12的开口向着外部逐渐增大,从而能够引导线圈3装入安装孔12内,便于线圈3的装配。
进一步地,参考图11至图13,外壳1设置有凸出至安装孔12内的一个或多个凸台13,凸台13沿着振子2振动轴线A凸出,从而减小安装孔12高度方向的距离,对线圈3在高度方向进行限位。外壳1可以仅设置与线圈3上端面30相对设置的凸台13,也可以仅设置与线圈3下端面31相对设置的凸台13,还可以同时设置多个凸台13,分别与线圈3的上端面30和下端面31相对应。通过设置凸台13,可以更为精确的限定线圈3高度方向的位置,同时降低线圈3与安装孔12其他部分之间的配合精度,降低加工成本。优选的,线圈3与凸台13相抵接。线圈3与外壳1之间优选通过胶粘连接,设置凸台13还有利于线圈3和安装孔12的孔表面之间形成容纳胶水的间隙,使得线圈3的安装更为牢固。
作为一种优选的实施方式,外壳1包括两组分别位于线圈3上下侧的凸台组,每组凸台组均包括4个凸台13,分别对应抵接在线圈3的两个长边侧和两个短边侧,限位效果更好。如图11和图13所示,与短边侧对应的凸台13设置有过渡面130,过渡面130可以是倾斜的或者是弧形的,以进一步引导线圈3装入安装孔12内。
可以理解的是,由于线圈3能够外凸于外壳1的收容腔10,其外周不完全由外壳1包围住,因此,能够更充分的利用空间,提高整体结构的紧凑程度,利于骨传导振动发声装置的小型化。另外,线圈3外露于外壳1,其散热效果更佳。
外壳1除了设置成一体式的结构外(一体成型),还可以通过多个部分连接而成,优选的,如图14所示,其包括上壳体17和下壳体18,通过上壳体17和下壳体18连接而成。两个壳体的连接面19经过安装孔12,以使得安装孔12至少部分位于其中的一个壳体上,且自连接面19处开口。这样,在安装线圈3时,可以先将线圈3组装在上壳体17或者下壳体18的安装孔12内,之后,将另一壳体与该壳体焊接成为外壳1,实现线圈3在外壳1内的组装,可以简化组装流程,方便装配。
在一种优选的实施方式中,如图15所示,振子2由多个零件连接而成,具体而言,其包括导磁板20以及连接在导磁板20两端的两个磁体21,两个磁体21同极相对设置,例如两个磁体21的N极相邻,S极则位于振子2的两个端部。线圈3环绕在导磁板20外周,两个磁体21的磁感线能够更为集中的穿过线圈3,从而提高磁场利用率,增加振子2振动的灵敏度和驱动力。优选的,线圈3的上下端超出至导磁板20外部,环绕于两个磁体21的外部,以进一步提高磁场利用率。
在另一种优选的实施方式中,参考图16,振子2为单个的零件,其通过对导磁材料充磁的方式在振子2上形成导磁部22和分别位于导磁部22两侧的两个磁性部23,图16以虚线示出了导磁部22和磁性部23之间的分界。导磁部22没有磁性,两个磁性部23具有磁性,且同极相对设置,线圈3环绕于导磁部22外周。同样优选的,线圈3的上下端超出至导磁部22外部,环绕于两个磁性部23的外部,以提高磁场利用率。
本发明还提出了一种骨传导眼镜,其包括上文所述的骨传导振动发声装置。骨传导眼镜还包括条状的镜腿,骨传导振动发声装置呈条状,且设置于镜腿内。由于骨传导振动发声装置呈条状,与镜腿的形状相适应,因此,能够有效地减小镜腿的截面积,使得骨传导眼镜的佩戴更为舒适。
作为一种优选的实施方式,骨传导振动发声装置的长宽比(长度a和宽度b的比值)为1.2~8,进一步优选的,长宽比为3~5之间的任意值,更进一步优选的,骨传导振动发声装置的长宽比为4。通过设置合适的长宽比,有利于在充分利用空间的情况下提高骨传导振动发声装置的性能。显然的,由于骨传导振动单元的长宽比较大,宽度和厚度较小,因此,镜腿能够做的更细,佩戴更为舒适、轻便和美观。
本发明还提出了一种可穿戴设备,该可穿戴设备例如可以是耳机、眼镜、头盔等适于佩戴在头部的设备,其包括上文所述的骨传导振动发声装置。
上述仅为本发明的具体实施方式,其它基于本发明构思的前提下做出的任何改进都视为本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种骨传导振动发声装置,其特征在于,包括:
外壳(1),设有收容腔(10);
振子(2),设于所述收容腔(10)内;
线圈(3),与所述外壳(1)相对固定且环绕于所述振子(2)外周;以及,
两个弹性件(4),两个所述弹性件(4)分别连接于所述振子(2)的两端,所述弹性件(4)包括外支架(40)和连接臂(41),所述外支架(40)与所述外壳(1)相连,所述连接臂(41)一端与所述外支架(40)相连,另一端沿着所述弹性件(4)的长度方向延伸并与所述振子(2)相连。
2.如权利要求1所述的骨传导振动发声装置,其特征在于,所述连接臂(41)包括与所述外支架(40)相连的基部(411)、与所述振子(3)的第一端面(24)相连的连接部(410)以及连接于所述基部(411)和所述连接部(410)之间的弹性部(412),所述连接臂(41)自所述基部(411)沿着所述弹性件(4)的长度方向延伸。
3.如权利要求2所述的骨传导振动发声装置,其特征在于,所述振子(2)包括与其长度方向垂直的对称面(2a),所述弹性件(4)的连接部(410)和基部(411)分别位于所述对称面(2a)两侧,且两个所述弹性件(4)的连接臂(41)关于所述振子(2)的重心中心对称。
4.如权利要求2所述的骨传导振动发声装置,其特征在于,所述弹性部(412)向着所述振子(2)所在侧倾斜设置;或者,
所述连接部(410)相对所述弹性部(412)向着所述振子(2)所在侧凸起;或者,
所述连接部(410)与所述振子(2)之间连接有间隔板(413)。
5.如权利要求2所述的骨传导振动发声装置,其特征在于,所述外壳(1)两端开口,所述外支架(40)连接于所述外壳(1)开口端的端面上。
6.如权利要求5所述的骨传导振动发声装置,其特征在于,所述外支架(40)包括与所述外壳(1)相连的第一表面(400)以及与所述第一表面(400)相对设置的第二表面(401),所述振子(2)振动过程中,所述连接臂(41)不超出所述外支架(40)的第二表面(401)。
7.如权利要求2所述的骨传导振动发声装置,其特征在于,所述外支架(40)包括相对设置的两个第一杆体(402),所述基部(411)连接于两个所述第一杆体(402)之间。
8.如权利要求7所述的骨传导振动发声装置,其特征在于,所述外支架(40)呈环状,其包括分别连接于两个所述第一杆体(402)之间的两个第二杆体(403)。
9.如权利要求1所述的骨传导振动发声装置,其特征在于,所述振子(2)包括导磁板(20)以及连接于所述导磁板(20)两端的两个磁体(21),两个所述磁体(21)同极相对设置,所述线圈(3)环绕于所述导磁板(20)外周;或者,
所述振子(2)包括导磁部(22)和分别位于所述导磁部(22)两侧的两个磁性部(23),两个所述磁性部(23)同极相对设置,所述线圈(3)环绕于所述导磁部(22)外周。
10.如权利要求1至9任一项所述的骨传导振动发声装置,其特征在于,所述外壳(1)的外周面开设有用于安装所述线圈(3)的安装孔(12),所述安装孔(12)为盲孔或者通孔。
11.如权利要求10所述的骨传导振动发声装置,其特征在于,所述外壳(1)设置有凸出至所述安装孔(12)内的一个或多个凸台(13),所述凸台(13)用于限制所述线圈(3)高度方向的位置。
12.如权利要求10所述的骨传导振动发声装置,其特征在于,所述外壳(1)一体成型;或者,
所述外壳(1)包括相互连接的上壳体(17)和下壳体(18),所述上壳体(17)和所述下壳体(18)的连接面(19)经过所述安装孔(12)。
13.一种骨传导眼镜,其特征在于,包括如权利要求1至12任一项所述的骨传导振动发声装置。
14.一种可穿戴设备,其特征在于,包括如权利要求1至12任一项所述的骨传导振动发声装置。
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