CN1677520A - 半导体激光装置及光学拾取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半导体激光装置，所述装置包括用于发射激光的一半导体激光器件和具有主表面和周边侧表面的一基板。所述周边侧表面具有一上表面和一下表面。所述半导体激光器安装在基板的主表面上。所述周边侧表面的上表面和下表面中的至少一者从垂直于主表面的方向倾斜以使得半导体激光装置在垂直方向上的高度减小或最小化。

Description

半导体激光装置及光学拾取装置

技术领域

本发明涉及一种用于向/从信息记录介质记录/再现信息的半导体激光装置，例如光盘或类似介质，以及涉及使用该半导体激光装置的光学拾取装置。

本申请要求2004年1月30日在日本申请的专利申请No.2004-024901和2005年1月20日在日本申请的专利申请No.2005-013391的优先权，其全部内容通过引用被结合于此。

背景技术

下面描述一种采用如上所述类型的半导体激光装置的传统光学拾取装置。

图4A是示出了传统光学拾取装置大体结构的侧视图，图4B是示出了在传统光学拾取装置中使用的半导体激光装置基板部分的周边部件的正视图。

如图4A所示，传统的光学拾取装置20具有半导体激光装置18，其中在基板11上设置了诸如半导体激光器(LD)12、监控基座13等的部件；反射镜14；物镜15；以及外壳(未示出)，其按照部件间的预定位置关系容纳并且固定它们。

如图4B所示，基板11周围部分有两个直形部分11b和两个弧形部分11c，两个直形部分彼此平行并位于正视图的上部和下部，两个弧形部分位于正视图的左手位置和右手位置，并与直形部分11b相连。弧形部分11c和光学拾取装置20的外壳(未示出)接合，用于旋转基板11以调整激光照射的位置。直形部分11b通常不用与外壳来接合，即与外壳不接触。当基板11与外壳接合时，两个直形部分11b竖直排列，即其中一个处于比另一个高的位置。

此外，反射镜14、物镜15以及与物镜15集成在一起的致动器(未示出)按照它们间预定的位置关系固定到外壳上。

在半导体激光装置18内，半导体激光器(LD)12安装在监控基座13上。同时，监控基座13、信号光电检测器(未示出)、全息图像器件等被设置在基板11的主表面11a上。

在光学拾取装置20内，从半导体激光器12发射的激光从反射镜14被反射。这些传播方向已改变的光经由物镜15透射到光盘16的信息记录表面。

在光学拾取装置20内，基板11固定在外壳上，以便直形部分11b竖直排列，并且从半导体激光器12发射的、沿平行于光盘16的信息记录表面的方向传播的激光落到反射镜14上。

为了使光学拾取装置20更薄，可以把半导体激光装置18附接在外壳的上部分，且与上述外壳呈一预定的角度，如图5所示(例如参见日本专利No.2626106)。

图5显示一光学拾取装置20A，其中半导体激光装置18以倾斜的方式(相对于外壳成预定角度)附接在外壳的上部分。基板11的下边缘(下面的直形部分11b)处于比反射镜14的下边缘更高的位置(高于图4中的假想线L)这样基板11的下边缘不能从反射镜14的下边缘向下凸出，得到更薄的光学拾取装置20A。

发明内容

依据本发明的一个方面，半导体激光装置包括用于发射激光的一半导体激光器件和具有主表面和周边侧表面的一基板。周边侧表面具有一上表面和一下表面。所述半导体激光器安装在基板的主表面上。所述周边侧表面的上表面和下表面中的至少一者从垂直于主表面的方向倾斜以使得半导体激光装置在垂直方向上的高度减小或最小化。

在本发明的一个实施例中，所述基板的周边侧表面具有两个弧形部分和两个平面部分。两个弧形部分在正视图中位于左手位置和右手位置，两个直形部分竖直设置在两个弧形部分之间并彼此平行。两个直形部分从垂直于主表面的方向沿同一方向倾斜。

在本发明的一个实施例中，所述半导体激光器安装在基板的主表面上，并同时安装在监控基座部分上。

在本发明的一个实施例中，所述基板的主表面上设置有接收入射光以检测信号的一信号光电检测器和将从其外部返回的激光分光导向所述信号光电检测器的一光学器件。

在本发明的一个实施例中，所述半导体激光器件以沿垂直于基板主表面的方向发射激光的方式设置。

在本发明的一个实施例中，所述半导体激光器件以沿平行于基板主表面的方向发射激光的方式设置。所述半导体激光装置还包括用来反射从半导体激光器件发射的激光以将激光的传播方向改变为垂直于所述基板主表面的方向的一提升镜(raising mirror)。

在本发明的一个实施例中，所述基板是一凹形的绝缘框架。所述基板在绝缘框架的周边侧表面的左手表面和右手表面上具有多个导电引线构件，每一个导电构件从所述绝缘框架的左手表面和右手表面的外侧延伸到内侧。每一个导线构件通过导线连接到绝缘框架中的所述半导体激光器件和信号光电检测器的电极上。

在本发明的一个实施例中，所述光学器件以覆盖绝缘框架的凹形内侧部分的开口的方式设置。所述绝缘框架的周边侧表面的上表面和下表面中的至少一者和所述光学器件的一侧表面从垂直于其上设置有所述半导体激光器件和信号光电检测器的凹形内侧部分的底面的方向倾斜，使得半导体激光装置在垂直方向上的高度被减小或最小化。

在本发明的一个实施例中，所述光学器件是包括用来衍射激光的衍射光栅的一全息图像器件，或者一半透明反射镜(half mirror)，所述半透明反射镜透射从半导体激光器件发射的激光和沿与其相反方向传播的激光中的一者，而朝预定方向反射另一激光。

在本发明的一个实施例中，所述信号光电检测器接收经光学器件分光的激光，以由所述返回激光检测记录在盘上的信息，并进行聚焦错误检测和寻道错误检测。

根据本发明的另一个方面，一种光学拾取装置包括以上描述的一半导体激光装置和一外壳部分。所述半导体激光装置以从外壳部分倾斜预定角度的方式固定到所述外壳部分。

在本发明的一个实施例中，所述光学拾取装置还包括一物镜部分和一反射镜部分，该反射镜部分用来将从所述半导体激光装置发射的激光向物镜部分反射。所述半导体激光装置相对于外壳部分以预定角度倾斜，使得半导体激光装置的下边缘比反射镜部分的下边缘高。

在本发明的一个实施例中，所述光学拾取装置还包括一物镜部分和一反射镜部分，该反射镜部分用来将从所述半导体激光装置发射的激光向所述物镜部分反射。所述半导体激光装置相对于外壳部分以预定角度倾斜，使得半导体激光装置的上边缘比所述反射镜部分的上边缘低。

在本发明的一个实施例中，在所述半导体激光装置中所述基板的周边侧表面的上表面和/或下表面之间的角度是根据所述预定角度而确定的。

下面描述本发明的功能。

根据本发明，基板周边侧表面的上表面和下表面中的至少一者从垂直于基板主表面的方向倾斜，其倾斜方式使得半导体激光装置在垂直方向上的高度减小(或最小化)。当半导体激光装置以倾斜预定角度的方式附接到外壳上时，基板主表面与基板周边侧表面的上表面和/或下表面之间的角度根据所述预定角度而确定。因此，基本上抑制了光学拾取装置厚度的增加，从而可以得到更薄的光学拾取装置。

此外，半导体激光器件可以以沿平行于基板主表面的方向发射光的方式设置，在这种情况下，设置了一提升镜部分，其反射从半导体激光器件发射出的激光，以将光的传播方向改变为与基板主表面垂直的方向。从而，可以减小半导体激光装置在水平线方向(图2中的横向方向)上的尺寸，另外，如上所述，可以减小半导体激光装置在高度方向(图2中的竖直方向)上的厚度。因此，使得光学拾取装置的厚度更薄。

因此，在此描述的本发明可以提供一种光学拾取装置，在该光学拾取装置中，基板周边侧表面的上表面和下表面中的至少一者从垂直于基板主表面的方向倾斜，使得半导体激光装置在垂直方向上的高度减小(或最小化)，并且因此，当半导体激光装置以预定角度附接到外壳上时，基板周边侧表面的上表面和/或下表面并没有竖直倾斜(即，基板周边侧表面的上表面和/或下表面水平定向)一个角度，从而可以基本上抑制光学拾取装置厚度的增加并获得更小的厚度。

附图说明

通过参考附图阅读和理解下面的详细描述，对于本领域中的技术人员来说，本发明的这些以及其它优点将变得很显然。

图1A是示出了根据本发明实施例1的光学拾取装置大致结构的侧视图。

图1B是示出了图1A中光学拾取装置中使用的半导体激光装置的基板部分的周边部分的正视图。

图2是示出了根据本发明实施例2的光学拾取装置的大致结构的侧视图。

图3是示出了图2的半导体激光装置的示例性详细结构的透视图。

图4A是示出了传统光学拾取装置的大致结构的侧视图。

图4B是示出了图4A中传统光学拾取装置中使用的半导体激光装置的基板部分的周边部分的正视图。

图5是示出了传统光学拾取装置的另一个示例性大致结构的侧视图。

具体实施方式

下面参照附图通过说明示例的方式描述本发明。

在实施例1和2中，本发明的半导体激光装置应用于光学拾取装置。在实施例3中，描述本发明的半导体激光装置的具体结构。那些与本发明不直接相关的部分不在此详细说明。

(实施例1)

图1A是示出了根据本发明实施例1的光学拾取装置的大致结构的侧视图。图1B是示出了光学拾取装置中使用的半导体激光装置的基板部分的周边部分的正视图。

如图1A所示，光学拾取装置10具有半导体激光装置8，其中在基板1上设置了诸如半导体激光器(LD)2、监控基座3等部件；反射镜4(反射镜部分)；物镜5(物镜部分)；和外壳(外壳部分，未示出)，其按照这些部件间的预定位置关系容纳和固定它们。

在半导体激光装置8中，半导体激光器(LD)2安装在监控基座3上。同时，监控基座3、接收入射光以检测信号的信号光电检测器(未示出)、包括一衍射激光的衍射光栅的全息图像器件(未示出)设置在基板1的主表面1a上。

如图1B所示，基板1的周边部分(周边侧表面)有两个弧形部分1c(弧形弯曲表面部分)和两个平面部分1b，两个弧形部分1c位于正视图的左手位置和右手位置，两个平面部分在弧形部分1c之间竖直排列(在正视图的上面和下面的位置)。弧形部分1c与光学拾取装置10的外壳(未示出)接合，用来旋转基板1以便调整光所照射的位置。直形部分1b通常不与外壳接合，即与外壳不接触。当基板1和外壳接合时，两个直形部分1b竖直排列，即它们中的一个位于比另一个高的位置。

此外，反射镜4、物镜5以及与物镜5集成在一起的致动器(未示出)等固定在外壳上。

在光学拾取装置10中，半导体激光器2垂直于基板1的主表面1a设置。从半导体激光器2发射的激光被反射镜4反射。传播方向已经改变了的光经由物镜5透射到光盘6的信息记录表面。从信息记录表面反射的激光沿着相反的方向传播，即透射经过物镜5并被反射镜4反射。光进一步被全息图像器件中设置的衍射光栅所衍射，以落在信号光电检测器上。在信号光电检测器中，光盘6上记录的信息作为信号被检测。

举例来说，一个决定光学拾取装置10的厚度的重要因素是半导体激光装置8的厚度A。

在实施例1中，基板1以半导体激光装置8相对于外壳成一个预定角度的方式接合到外壳1内。确定外壳和半导体激光装置8之间的角度，以获得反射镜4和半导体激光装置8之间的位置关系决定，使得反射镜4的下边缘(直形部分1b)比半导体激光装置8的下边缘高，即半导体激光装置8的下边缘(直形部分1b)不从反射镜4的下边缘向下凸出。在这种情况下，由于半导体激光装置8的下边缘(直形部分1b)不从反射镜4的下边缘向下凸出，所以光学拾取装置10的厚度可以做得比半导体激光装置8没有角度地附接到外壳上时更薄。

此外，在实施例1中，基板1的周边部分(周边的侧表面)的上部(上直形部分1b)从垂直于基板1的主表面1a的方向沿倾斜角减小的方向倾斜。

基板1的周边部分(周边的侧表面)的下部(下直形部分1b)从垂直于基板1的主表面1a的方向沿倾斜角增大的方向(沿与角度减小相同的方向；逆时针方向)倾斜。这些角具有相同的预定角度。

当半导体激光装置8按照上述方式以预定角度附接在外壳时，与基板1的直形部分1b垂直于基板1的主表面1a的情况(传统的技术)相比，基板1的直形部分1b并不竖直倾斜。结果，这些部分(直形部分1b)引起的半导体激光装置8的厚度A的增加被抑制，因此使得光学拾取装置10能够更薄。

主表面1a和直形部分1b的夹角取决于外壳和半导体激光装置8间的附接角，通过设定所述夹角，当半导体激光装置8以预定角度被附接到外壳上时，每一个直形部分1b并不竖直倾斜，即水平定向。因此半导体激光装置8的高度方向上的厚度A变得最薄。

(实施例2)

图2是示出了根据本发明实施例2的光学拾取装置的大致结构的侧视图。

如图2所示，在光学拾取装置10A中，安装在监控基座3(监控基座部分)上的半导体激光器件2的纵向与基板1的主表面1a平行。半导体激光装置2沿平行于主表面1a的方向发射光。在基板1的主表面1a上放置一提升镜7(提升镜部分)，使得从半导体激光装置2发射出的激光被反射，以将激光的传播方向改变为与主表面1a垂直的方向。沿着与主表面1a垂直方向传播的激光从反射镜4(反射镜部分)反射而改变激光传播的方向，使得激光透射经过物镜5以落在光盘6的信息记录表面上。

在实施例1以及实施例2中，基板1的周边部分(侧表面)的上部(上直形部分1b)从垂直于基板1的主表面1a的方向沿倾斜角减小的方向倾斜。基板1的周边部分(周边的侧表面)的下部(下直形部分1b)从垂直于基板1的主表面1a的方向沿倾斜角增大的方向(沿与角度减小相同的方向；逆时针方向)倾斜。这些角具有相同的预定角度。

当半导体激光装置8A按照上述方式以预定角度附接在外壳上时，与基板1的直形部分1b垂直于基板1的主表面1a的情况(传统的技术)相比，基板1的直形部分1b并不竖直倾斜。结果，这些部分(直形部分1b)引起的半导体激光装置8A的厚度A的增加被抑制，因此使得光学拾取装置10A能够更薄。

此外，在实施例2中，半导体激光装置2的纵向与主表面1a平行使得激光沿平行于基板1的主表面1a的方向发射，并且配备提升镜面7。因此，除了上述在高度方向上减小厚度A以外，还可以减小半导体激光装置8A在水平方向上(图2的水平方向)的尺寸。这样，光学拾取装置10A可以做得更薄更小。

如上所述，根据实施例1和2，基板1的周边部分(周边的侧表面)的上部和下部(直形部分1b)从垂直于基板1的主表面1a方向竖直倾斜，使得半导体激光装置8、8A在竖直方向上的高度就可以最小化。当半导体激光装置8、8A以预定角度附接到外壳上时，在每一个直形部分1b与主表面1a之间的角度就会根据该预定角度而确定。因此，基本上抑制了半导体激光装置8、8A的厚度A的增加，从而可能制作出更薄的光学拾取装置10、10A。

在实施例1和2中，半导体激光器件2安装在基板1的主表面1a上，基板1的上周边侧表面和下周边侧表面(直形部分1b)从与主表面1a垂直的方向沿相同方向倾斜，使得在半导体激光装置8、8A在竖直方向上的高度就被最小化。本发明并不限于此。其主表面1a上安装有半导体激光器件2的基板1的上周边侧表面和下周边侧表面从垂直于主表面1a的方向倾斜，使得半导体激光装置8、8A在垂直方向上的高度减小。在这些情况下，基板1的上周边侧表面和/或下周边侧表面可以是水平的，也可以不是水平的。此外，基板1的整个周边侧表面可以从垂直于主表面1a的方向倾斜，使得半导体激光装置8、8A在垂直方向上的高度就会被最小化或减小。

此外，在实施例1中，弧形部分1c与光学拾取装置10的外壳(未示出)接合，并被用来旋转基板1以便调整被光照射的位置。然而，在大多数情况下，不需要调整被光照射的位置或者调整的量很微小。因此，基板1可以与不进行调整(无旋转)时基本上一样。无论何种情况下，当基板1的周边侧表面的上表面和下表面从垂直于主表面1a的方向倾斜，使得半导体激光装置8、8A在垂直方向上的高度减小时，就实现了本发明的变薄的效果。

此外，在实施例1和2中，反射镜4被设置用来将从半导体激光装置8、8A发射出的激光向物镜5反射。半导体激光装置8、8A相对于外壳以预定角度倾斜，使得半导体激光装置8、8A的下边缘比反射镜4的下边缘更高。除此之外，半导体激光装置8、8A相对于外壳以预定角度倾斜，使得半导体激光装置8、8A的上边缘比物镜5的上边缘更低。在这种情况下，根据上述预定角度，确定基板1的周边侧表面的各个直形部分1b与半导体激光装置8、8A的主表面1a之间的角度。

(实施例3)

在本发明的实施例3中，将要描述实施例2的半导体激光装置8A的具体结构的一个示例。

图3是示出了图2中的半导体激光装置的示例性具体结构的透视图。

在图3中，作为示例性的具体结构，半导体激光装置8A包括：绝缘组件(基板1)，它是一凹形的绝缘框架；多个引线21(导电引线构件)，其设置在凹型绝缘组件每个前表面和后表面1c(左手和右手侧表面)上，前表面和后表面1c彼此相对，每一条引线21从绝缘组件的内部延伸到外部；半导体激光器件2，其置于绝缘组件的内侧底面并发射激光；反射镜7(提升镜)，其将从半导体激光器件2发射的激光反射到外部；光学器件，其置于反射镜7前面并进行分光和发射激光，该激光是已经从半导体激光器2发射出并从储存信息的外部反射物(碟盘)反射和返回的；以及信号光电检测器22，其接收经分光的激光。在绝缘组件的绝缘框架内，每一条引线21的末端通过导线电连接到半导体激光器件2的电极和信号光电检测器22上，以便驱动它们。

该光学器件在图3中未示出。该光学器件是由一个可以将光聚焦到目标位置上的全息图像器件构成。已经在盘的信息记录面上被调制并反射的返回激光被全息图像器件上设置的衍射光栅所衍射。激光被衍射光栅分光并导向信号光电检测器22。信号光电检测器22检测盘6上记录的信息。应该注意的是光学器件并不限于全息图像器件。能将返回激光向信号光电检测器22透射的任何器件都可以使用。例如，半透明反射镜可以作为光学器件设置在反射镜7的前面，该半透明反射镜使得从半导体激光器件2发射出的激光沿着直线传播而将返回激光向信号光电检测器22反射。换句话说，半透明反射镜透射从半导体激光装置2发射的激光和沿相反方向传播的激光中的一者，而向预定方向反射另一激光。

光学器件以覆盖绝缘组件凹形内侧部分的开口的方式设置。绝缘组件的周边侧表面的上表面和下表面1b中的至少一者和光学器件的侧表面从垂直于设置有半导体激光器件2和信号光电检测器22的凹形内侧部分底面的方向(点划线D)倾斜，其倾斜方式使得绝缘组件和光学器件在垂直方向上的高度(图3中的横向距离)减小或最小化。

信号光电检测器22接收到被光学器件分光的激光，并将返回激光(记录在盘上的信息)光电转化成电信号来检测所记录的信息。信号光电检测器22也可以进行聚焦错误检测和寻道错误检测。

在实施例3中，作为实施例2的示例性具体结构，光学器件被设置在反射镜7的前方。作为替代，光学器件可以设置在半导体激光器件2的前方，以实现实施例1的示例性具体结构。

本发明提供了一个用来向/从信息记录介质(碟盘)记录/再现信息的半导体激光装置以及使用该半导体激光装置的光学拾取装置。具体地说，基板的周边部分(周边侧表面)的上部和下部(直形部分)从垂直于基板主表面的方向竖直倾斜。因此，当半导体激光装置以预定角度附接在外壳上时，基本上抑制了厚度的增加，从而使得能够得到更薄的光学拾取装置。利用薄的光学拾取装置就可以获得一个用来记录/再现光盘的小而薄的记录/再现装置。

虽然在这里描述了某些优选的实施例，但除了如所附权利要求中陈述的那样以外，这些实施例并不视为对本发明范围的限制。在读了这里的说明之后，各种其它变形和等同物对于本领域的技术人员来说是显而易见并且容易作出的，同时不背离本发明的精神和范围。这里引用的所有专利、公开的专利申请和出版物通过引用被结合于此，相当于在这里完全陈述一样。

Claims (14)

1.一种半导体激光装置，所述装置包括：

一发射激光的半导体激光器件；和

一具有主表面和周边侧表面的基板，所述周边侧表面具有一上表面和一下表面，

其中该半导体激光器件安装在所述基板的主表面上，并且

所述周边侧表面的上表面和下表面中的至少一者从垂直于所述主表面的方向倾斜，使得所述半导体激光装置在垂直方向上的高度被减小或最小化。

2.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其中，所述基板的周边侧表面具有两个弧形部分和两个直形部分，所述两个弧形部分在正视图中位于左手位置和右手位置，所述两个直形部分竖直位于所述两个弧形部分之间并且互相平行，并且所述两个直形部分从垂直于所述主表面的方向沿相同方向倾斜。

3.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其中，所述半导体激光器件安装在所述基板的主表面上，并同时安装在一监控基座上。

4.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其中，在所述基板的主表面上设置有接收入射光以检测信号的一信号光电检测器和将从其外部返回的激光分光导向所述信号光电检测器的一光学器件。

5.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其中，所述半导体激光器件以沿垂直于所述基板主表面的方向发射激光的方式设置。

6.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其中，所述半导体激光器件以沿平行于所述基板主表面的方向发射激光的方式设置，并且

所述半导体激光装置还包括：

用来反射从半导体激光器件发射的激光以将激光的传播方向改变为垂直于所述基板主表面的方向的一提升镜。

7.根据权利要求4所述的半导体激光装置，其中，所述基板是一凹形的绝缘框架，

所述基板在所述绝缘框架的周边侧表面的左手表面和右手表面上具有多个导电引线构件，所述每一个导电构件从所述绝缘框架的左手表面和右手表面的外侧延伸到内侧，并且

所述每一个导线构件通过导线连接到所述绝缘框架中的所述半导体激光器件和信号光电检测器的电极上。

8.根据权利要求7所述的半导体激光装置，其中，所述光学器件以覆盖所述绝缘框架的凹形内侧部分的开口的方式设置，并且

所述绝缘框架的周边侧表面的上表面和下表面中的至少一者和所述光学器件的一侧表面从垂直于其上设置有所述半导体激光器件和所述信号光电检测器的凹形内侧部分的底面的方向倾斜，使得所述半导体激光装置在垂直方向上的高度被减小或最小化。

9.根据权利要求4所述的半导体激光装置，其中，所述光学器件是包括用来衍射激光的衍射光栅的一全息图像器件，或者一半透明反射镜，所述半透明反射镜透射从所述半导体激光器件发射的激光和沿与其相反方向传播的激光中的一者，而朝预定方向反射另一激光。

10.根据权利要求4所述的半导体激光装置，其中，所述信号光电检测器接收经所述光学器件分光的激光，以由所述返回激光检测记录在盘上的信息，并进行聚焦错误检测和寻道错误检测。

11.一种光学拾取装置，所述装置包括：

根据权利要求1所述的一半导体激光装置和

及一外壳部分，

其中，所述半导体激光装置以从外壳部分倾斜预定角度的方式固定到所述外壳部分。

12.根据权利要求11所述的光学拾取装置，其中还包括：

一物镜部分；

一反射镜部分，用来将从所述半导体激光装置发射的激光向所述物镜部分反射，

其中，所述半导体激光装置相对于所述外壳部分以预定角度倾斜，使得所述半导体激光装置的下边缘比所述反射镜部分的下边缘高。

13.根据权利要求11所述的光学拾取装置，其中还包括：

一物镜部分；

一反射镜部分，用来将从所述半导体激光装置发射的激光向所述物镜部分反射，

其中，所述半导体激光装置相对于所述外壳部分以预定角度倾斜，使得所述半导体激光装置的上边缘比所述反射镜部分的上边缘低。

14.根据权利要求11所述的光学拾取装置，其中，在所述半导体激光装置中所述基板的周边侧表面的上表面和/或下表面之间的角度是根据所述预定角度而确定的。

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