JP4683996B2 - コンデンサーマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、マイクロホンユニット部をマイクロホンケースに着脱することができるコンデンサーマイクロホン、例えば無指向性マイクロホンユニット部または単一指向性マイクロホンユニット部に任意に交換することができるコンデンサーマイクロホンに関するもので、特に、ユニット部を交換可能にしたことによる雑音の増大を抑制することができるコンデンサーマイクロホンに関するものである。

コンデンサーマイクロホンは、マイクロホンユニットのインピーダンスが高いことから、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）などで構成されたインピーダンス変換器が用いられる。また、マイクロホンとして必要な性能を満たしあるいは必要な機能を果たすために、出力回路、ローカット回路などがマイクロホンに内蔵される。

一方、マイクロホンユニット部を用途に応じて交換することができるコンデンサーマイクロホンがある。例えば、無指向性マイクロホンユニット部と単一指向性マイクロホンユニット部とを選択的に交換して装着することができるコンデンサーマイクロホンがある。マイクロホンユニット部を交換可能なコンデンサーマイクロホンにおけるユニット交換機構は、一般的に、マイクロホンケースに対してマイクロホンユニットを組み込んだユニットケースをねじで結合する構造に設計される。マイクロホンユニットで音声が電気信号に変換されて出力される音声信号は、電気接点を介してマイクロホンケース側に伝達され、マイクロホンケース内に収納されているインピーダンス変換器でインピーダンス変換が行われ、ローカット処理などの所定の処理を行って外部に出力されるようになっている。

図４、図５は、マイクロホンユニット部を用途に応じて交換することができるコンデンサーマイクロホンの従来例を示す。図４、図５において、符号１はマイクロホンケースを、符号３はマイクロホンユニット部を示している。マイクロホンケース１は先端（図４、図５において左端）部の内周面に雌ねじ１９を有し、マイクロホンユニット部３は後端部に雄ねじ３２を有し、上記雌ねじ１９に雄ねじ３２がねじ込まれることによってマイクロホンケース１にマイクロホンユニット部３を結合することができるように構成されている。

マイクロホンユニット部３は、ほぼ円筒形のユニットケース３１を有し、ユニットケース３１の先端寄りにコンデンサーマイクロホンユニット３０が装着されている。コンデンサーマイクロホンユニット３０は従来知られている一般的なユニット構成であるから、その詳細な説明は省略する。ユニットケース３１の先端には、スリット状の複数の音声導入孔を有する前カバー３９が被せられている。ユニットケース３１の後端側には内側端板３３が嵌められて固定されるとともに、それよりも外側に外側端板３４が嵌められて固定されている。外側端板３４の中心に形成された孔には内側から鍔付きの接点３８が挿入されている。内側端板３３の中心に形成された孔には外側から内側に向かって棒状の端子３６が挿入され、端子３６はマイクロホンユニット３０の方に向かって突出した形態で内側端板３３に固定されている。内側端板３３と外側端板３４の中心の孔内には導電体からなる圧縮ばね３７が介在していて、圧縮ばね３７の反発力によって上記接点３８が外側端板３４の外側に向かって押され、半球面状に形成された接点３８の後端部が外側端板３４から突出している。上記棒状の端子３６の先端部には、マイクロホンユニット３０から後方に伸びた出力端子板３５がねじ止めされている。したがって、マイクロホンユニット３０で変換された音声信号は、出力端子板３５、端子３６、圧縮ばね３７、接点３８に伝達されるようになっている。

前記マイクロホンケース１は、比較的長い円筒状ケース１１を主体としてなる。円筒状ケース１１の先端部内周には、雌ねじ１９に隣接してそれより後ろ側に端板１６が嵌められて固定されている。端板１６の中心を厚さ方向に貫いて接点２０が嵌められ固定されている。円筒状ケース１１内にはその長さ方向に沿って回路基板１５が取り付けられている。回路基板１５には、前述のＦＥＴを主体とするインピーダンス変換回路、ローカット回路、出力回路などが組み込まれている。上記接点２０は適宜の導電材を介して回路基板１５の入力端子に接続されている。円筒状ケース１１の後端部にはコネクタケース１２が嵌められてねじなどで固定されている。コネクタケース１２内には絶縁性のコネクタベース１３が固定されている。コネクタベース１３には３個の導電性のピン１４が埋め込まれ、規格化された３ピン構成のコネクタを構成している。回路基板１５に形成された出力回路の出力端子および接地端子が、それぞれに対応する上記各ピンに電気的に接続されている。

図４は、円筒状ケース１１の雌ねじ１９にユニットケース３１の雄ねじ３２をねじ込むことによって、マイクロホンケース１にマイクロホンユニット部３を結合した状態を示す。この状態では、マイクロホンユニット部３の接点３８がマイクロホンケース１側の接点２０の先端に当たり、かつ、圧縮ばね３７の圧縮力により接点３８が接点２０に押圧され、接点３８と接点２０が電気的につながっている。したがって、マイクロホンユニット３０で変換されて出力される音声信号は、出力端子板３５、端子３６、圧縮ばね３７、接点３８、接点２０を経て回路基板１５の入力端子に入力される。回路基板１５では、インピーダンス変換、ローカット、増幅など所定の処理が行われ、出力信号が出力端子としての３個のピン１４に伝達される。３個のピン１４のうちの１個はアースにつながるアースピンである。コネクタケース１２にはその規格に適合したコネクタプラグが挿入され、３個のピン１４とマイクロホンコードを介して、外部回路に信号が入力されるようになっている。

以上説明した従来のコンデンサーマイクロホンによれば、マイクロホンケース１とマイクロホンユニット部３とが雌ねじ１９と雄ねじ３２の螺合により電気的に接続されるため、マイクロホンケース１とマイクロホンユニット部３がアースとなって、外部の電磁波に対する遮蔽部材として機能するようになっている。
しかしながら、マイクロホンケース１とマイクロホンユニット部３の結合部が、外部から入る電磁波の通り道であり、また、音声信号のアース側の信号の通り道でもあるため、音声信号が上記電磁波の影響を受けやすい構造になっている。すなわち、マイクロホンケース１とマイクロホンユニット部３のねじ結合部分は、高周波信号に対してインピーダンスをもってしまうため、上記結合部から内部回路に電磁波が入り込みやすく、内部回路に入り込んだ電磁波が、内部回路を構成する半導体で検波され、雑音を発生するからである。特に、上記ねじによる結合部に信号電流が流れると雑音が大きくなっていた。また、近年、携帯電話が普及し、あらゆる場所で頻繁に携帯電話が使用される状況下では、コンデンサーマイクロホンの近傍で携帯電話が使用されるケースが増え、携帯電話から放射される電磁波が上記結合部から侵入してコンデンサーマイクロホンの雑音の原因となるケースが増えている。

なお、本発明にかかるコンデンサーマイクロホンに関連のある特許文献記載の発明として、マイクユニットを含むマイクロホンカプセルを、音声信号出力用の電気回路が内蔵されたグリップ部に対して交換可能としたコンデンサーマイクロホンにおいて、マイクロホンカプセル内に、例えば二つのパッド用コンデンサーを設け、切り換えスイッチによりマイクユニットの有効静電容量に対してパッド用コンデンサーを選択的に並列接続可能とすることにより、カプセル交換時の感度調整を容易に行うことができるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１記載の発明は、マイクユニットを含むマイクロホンカプセルを、グリップ部に対して交換可能としたものであるが、カプセル交換時の感度調整を容易に行うことができるようにすることを目的とするものである。したがって、後で説明するように、マイクロホンユニット部を交換できるようにしたコンデンサーマイクロホンにおいて、マイクロホンユニット部とマイクロホンケースとの結合部から進入しようとする電磁波による雑音を防止することを目的とする本願発明とは目的が異なる。

本発明にかかるコンデンサーマイクロホンに関連のある別の特許文献記載の発明として、単一指向性エレクトレットコンデンサーマイクロホンにおいて、一方の電極を構成する背極板を嵌合固定する絶縁材料よりなる背極ホルダを具備し、背極ホルダに内装して背極ホルダとプリント基板を電気接続する導線リングを具備し、高周波雑音除去用コンデンサーおよびインダクタその他の回路素子を含むＩＣチップを、背極ホルダの内部に形成される背極室に収容したプリント基板に取り付け固定した構成のものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２記載の発明は、高周波雑音除去のためのインダクタを具備するものであるが、マイクロホンユニット部を交換できるようにしたコンデンサーマイクロホンにおいて、マイクロホンユニット部とマイクロホンケースとの結合部から進入しようとする電磁波による雑音を防止することを目的とする本願発明とは目的が異なる。

さらに別の特許文献記載の発明として、セラミックバイモルフ素子を使用した振動ピックアップマイクロホンが、近くで携帯電話が使用されても、その携帯電話からのディジタルノイズを受けないように、セラミックバイモルフ素子とインピーダンス変換回路としてのＦＥＴとの間に、インダクタとキャパシタからなるフィルタを介装してなる振動ピックアップマイクロホンが知られている（例えば、特許文献３参照）。
特許文献３記載の発明は、マイクロホンの近くで携帯電話が使用されたとき、ディジタルノイズを受けないようにするものであるが、マイクロホンユニット部を交換できるようにしたコンデンサーマイクロホンにおいて、マイクロホンユニット部とマイクロホンケースとの結合部から進入しようとする電磁波による雑音を防止することを目的とする本願発明とは目的が異なる。

また、マイクロホンの送信波信号出力線のマイクロホンと近接する位置にインピーダンス素子としてのインダクタを直列に介装し、このインピーダンス素子により、上記送信信号出力線に誘導された無線送信波信号がマイクロホンへ進入することを阻止するように構成としたものも知られている（例えば、特許文献４参照）。
特許文献４記載の発明は、マイクロホンの送信波信号出力線に直列に接続したインピーダンス素子が、電磁波による雑音防止効果があることを開示したものであるが、マイクロホンユニット部を交換できるようにしたコンデンサーマイクロホンにおいて、マイクロホンユニット部とマイクロホンケースとの結合部から進入しようとする電磁波による雑音を防止することを目的とする本願発明とは目的が異なる。

特開２００４−２３７０５号公報 特開２０００−２３２７００号公報 特開平１０−３３６７９４号公報 特開平９−８３４６３号公報

本発明は、上記従来のコンデンサーマイクロホンの問題点に鑑みてなされたもので、マイクロホンユニット部をマイクロホンケースに着脱可能としたコンデンサーマイクロホンにおいて、マイクロホンユニット部とマイクロホンケースとの結合部から内部回路に電磁波が侵入することを確実に防止し、電磁波を原因とする雑音の発生を防止することができるコンデンサーマイクロホンを提供することを目的とする。

本発明は、マイクロホンケースと、マイクロホンケースに着脱可能でコンデンサーマイクロホンユニットを内蔵するユニットケースと、マイクロホンケースに収納された回路基板と、マイクロホンケースにユニットケースを装着した状態においてユニットケースの後端を回路基板に電気的に接続する電路とを有し、電路は、インダクタを介してユニットケースの後端を回路基板に電気的に接続するものであり、インダクタは回路基板の接地電極に接続され、マイクロホンケースにユニットケースが装着されているときに、ユニットケースが音声信号の接地側電路として機能し、マイクロホンケースが電磁波による高周波電流の経路として機能し、マイクロホンケース内では、音声信号の接地側電路が上記インダクタによって高周波電流経路と分離され、回路基板上の音声回路が高周波電流から隔離されることを最も主要な特徴とする。

ユニットケースはマイクロホンケースに着脱可能であり、内蔵されているコンデンサーマイクロホンユニットの仕様が異なる複数種類のユニットケースないしはマイクロホンユニット部を用意しておけば、マイクロホンの使用条件などに応じて、任意の仕様のユニットケースないしはマイクロホンユニット部を選択してマイクロホンケースに装着し、使用者の意図に適応した仕様のマイクロホンとして使用することができる。ユニットケースをマイクロホンケースに装着した状態で、ユニットケースの後端がインダクタを介してマイクロホンケース内の回路基板に電気的に接続され、ユニットケースがマイクロホンケースとともに、音声電流と高周波電流の接地側電路として機能する。マイクロホンケース内においては、高周波電流の接地側電路であるマイクロホンケースと音声電流の接地側電路である回路基板の接地側電路とが分離されるため、回路基板上の電路が高周波電流から隔離され、音声回路に高周波電流を原因とする雑音が混入することがなく、雑音の少ないクリアな音声信号を得ることができる。

以下、本発明にかかるコンデンサーマイクロホンの実施例について図を参照しながら説明する。なお、図４、図５に示す従来例の構成と同じ構成部分には同じ符号を付してある。また、図示の実施例は、マイクロホンユニット部を例えば無指向性マイクロホンユニット部または単一指向性マイクロホンユニット部、その他の仕様のマイクロホンユニット部に任意に交換することができるコンデンサーマイクロホンであるが、図面上では１種類のマイクロホンユニット部のみを示している。

図１、図２において、符号１はマイクロホンケースを、符号３はマイクロホンユニット部を示している。マイクロホンケース１は先端（図１、図２において左端）部の内周面に雌ねじ１９を有し、マイクロホンユニット部３は後端部に雄ねじ３２を有している。マイクロホンケース１とマイクロホンユニット部３がこれらの中心軸線の周りに相対回転させられ、上記雌ねじ１９と雄ねじ３２が螺合されることによって、マイクロホンケース１にマイクロホンユニット部３を結合することができ、また、上記雌ねじ１９と雄ねじ３２の螺合を外すことによって、マイクロホンケース１とマイクロホンユニット部３の結合を外すことができるように構成されている。

マイクロホンユニット部３は、ほぼ円筒形のユニットケース３１を有し、ユニットケース３１内の先端寄りの位置にコンデンサーマイクロホンユニット３０が装着されている。コンデンサーマイクロホンユニット３０は従来知られている一般的な構成のものでよく、一面側の外周縁部が保持リングによって保持された振動板と、スペーサの介在のもとに上記振動板とわずかな隙間をおいて上記保持リングとは反対側に対向配置された固定極と、その他適宜の部品によって構成されている。ユニットケース３１の先端には、図３（ａ）（ｂ）に示すように、スリット状の複数の音声導入孔３９１を有する前カバー３９が被せられている。コンデンサーマイクロホンユニット３０の前側には音声の入り口である前側音響端子がある。また、単一指向性のマイクロホンユニットの場合は後ろ側音響端子が設けられる。

ユニットケース３１の後端側には内側端板３３が嵌められて固定され、それよりも外側に隣接して外側端板３４が嵌められて固定されている。外側端板３４の中心に形成された孔には内側から鍔付きの接点３８が挿入されている。内側端板３３の中心に形成された孔には外側から内側に向かって棒状の端子３６が挿入され、端子３６はマイクロホンユニット３０の方に向かって突出した形態で内側端板３３に固定されている。内側端板３３と外側端板３４の中心の孔内には導電体からなる圧縮ばね３７が介在していて、圧縮ばね３７の反発力によって上記接点３８が外側端板３４の外側に向かって押され、半球面状に形成された接点３８の後端部が外側端板３４から外側に突出している。上記棒状の端子３６の先端部には、マイクロホンユニット３０から後方に伸びた出力端子板３５がねじ止めされている。したがって、マイクロホンユニット３０で変換された音声信号は、出力端子板３５、端子３６、圧縮ばね３７、接点３８に伝達されるようになっている。

前記マイクロホンケース１は、マイクロホンのグリップとしての役目を果たす比較的長い円筒状ケース１１を主体としてなる。円筒状ケース１１の先端部内周には、雌ねじ１９に隣接してそれより後ろ側に端板１６が嵌められて固定されている。端板１６の中心を厚さ方向に貫いて接点２０が嵌められ固定されている。円筒状ケース１１内にはその長さ方向に沿って回路基板１５が配置され取り付けられている。回路基板１５には、前述のＦＥＴを主体とするインピーダンス変換回路、ローカット回路、出力回路などが組み込まれている。上記接点２０は適宜の導電材を介して回路基板１５の入力端子あるいは入力端子として機能する半田付けランドなどに接続されている。円筒状ケース１１の後端部にはコネクタケース１２が嵌められてねじなどで固定されている。コネクタケース１２内には絶縁性のコネクタベース１３が固定されている。コネクタベース１３には３個の導電材からなるピン１４が埋め込まれ、規格化された３ピン構成のコネクタを構成している。回路基板１５に形成された出力回路の出力端子および接地端子が、それぞれに対応する上記各ピンに電気的に接続されている。

図１は、円筒状ケース１１の雌ねじ１９にユニットケース３１の雄ねじ３２をねじ込むことによって、マイクロホンケース１にマイクロホンユニット部３を結合した状態を示す。マイクロホンケース１の主体をなす円筒状ケース１１に配置された接点２０とユニットケース３１に配置された接点３８は、マイクロホンケース１に対してマイクロホンユニット部３を着脱するときの相対回転中心に配置されている。また、ユニットケース３１が円筒状ケース１１に装着されているとき、円筒状ケース１１とユニットケース３１双方の接点２０，３８同士が接触するように構成されている。接点２０，３８は音声信号を伝達するための接点である。上記のようにマイクロホンケース１にマイクロホンユニット部３を結合した状態では、マイクロホンユニット部３の接点３８がマイクロホンケース１側の接点２０の先端に当たり、かつ、圧縮ばね３７の圧縮力により接点３８が接点２０に押圧され、接点３８と接点２０が電気的につながっている。したがって、マイクロホンユニット３０で変換されて出力される音声信号は、出力端子板３５、端子３６、圧縮ばね３７、接点３８、接点２０を経て回路基板１５の音声信号入力端子に入力される。回路基板１５では、インピーダンス変換、ローカット、増幅など所定の処理が行われ、出力信号が出力端子としての３個のピン１４に伝達される。３個のピン１４のうちの１個はアース（接地）につながるアースピンである。コネクタケース１２にはその規格に適合したコネクタプラグが挿入され、３個のピン１４とマイクロホンコードを介して、外部回路に信号が入力されるようになっている。

ここまでの説明は、図４、図５に示す従来のコンデンサーマイクロホンの構成とほぼ同じである。以下に説明する構成は本発明の特徴的な構成である。図１、図２において、円筒状ケース１１の先端寄りに内装されている絶縁材からなる端板１６には、先端外側面側すなわちマイクロホンユニット部３側に接触子１７が取り付けられている。接触子１７はリング状に形成されていて、接触子１７の内周縁部はマイクロホンケース１の内方に向かって円筒状に絞り成形され、この円筒状内周縁部は、端板１６に段状に形成された円柱部に嵌められている。接触子１７の外周縁部は上記内周縁部とは逆向きであるマイクロホンケース１の外方に向かって円筒状に絞り成形されている。この接触子１７の円筒状外周縁部の前端は、マイクロホンケース１に結合されるユニットケース３１の後端面に対向するとともに、前述の雌ねじ１９と雄ねじ３２の螺合によりマイクロホンケース１とマイクロホンユニット部３とを結合した状態では、ユニットケース３１の後端面に接触子１７の円筒状外周縁部の前端が圧接するように構成されている。接触子１７は導電性を有するとともに弾性を有していて、上記のように接触子１７の円筒状外周縁部の前端がユニットケース３１の後端面に圧接した状態では接触子１７が撓んで付勢され、この付勢力で接触子１７がユニットケース３１に圧接し、接触子１７がユニットケース３１と電気的に一体に結合されるように構成されている。接触子１７は、上記のように撓むことができるように構成する必要がある。そのために、内周側に形成された円筒部のみが端板１６に固定され、それ以外の部分は端板１６から浮いた状態になっている。なお、接触子１７を撓みやすくするために、上記内周側の円筒部以外の部分に、複数の半径方向のスリットを形成してもよい。

上記接触子１７にはインダクタ１８の一端が接続されている。インダクタ１８の他端は前記回路基板１５に形成されている電極ないしは接地パターンに、半田付けなどの適宜の電気的接続手段によって接続されている。インダクタ１８の一端側は前記端板１６を貫通して接触子１７に半田付けなどの適宜の電気的接続手段によって接続されている。回路基板１５の接地パターンは音声信号回路の接地パターンであり、この接地パターンは、インダクタ１８、接触子１７からなる電路を介してコンデンサーマイクロホンユニット部３のユニットケース３１に接続されることになる。換言すれば、接触子１７とインダクタ１８は、マイクロホンケース１にユニットケース３１を装着した状態においてユニットケース３１の後端を上記回路基板１５に電気的に接続する電路を構成している。

一方、外部から侵入しようとする電磁波による高周波電流は、マイクロホンケース１の主体をなす円筒状ケース１１とユニットケース３１との結合部を通して円筒状ケース１１とユニットケース３１に流れる。ユニットケース３１には高周波電流と音声信号の接地側電流が流れることになるが、マイクロホンケース１内、および音声信号が高周波電流の影響を受けやすい円筒状ケース１１とユニットケース３１との結合部では、高周波電流の電路と音声信号の接地側の電路がインダクタ１８によって分離されているため、音声信号に高周波電流を原因とする雑音が混入することがなくなり、高音質のコンデンサーマイクロホンを得ることができる。

本発明は、マイクロホンケースに対してマイクロホンユニット部を着脱可能としたコンデンサーマイクロホンに適用することができる。特に、マイクロホンケースに対して仕様の異なるマイクロホンユニット部を選択して装着することができるようにしたコンデンサーマイクロホンにおいて有効である。その場合、ユニットケースは、仕様の異なるコンデンサーマイクロホンユニットごとに分類されられた複数のユニットケースの中から任意のものを選択してこれをマイクロホンケースに装着することができるようにする。そのために、仕様の異なるコンデンサーマイクロホンユニットであっても、ユニットケースのマイクロホンケースとの結合部の仕様は共通にする。

本発明にかかるコンデンサーマイクロホンの実施例を示す縦断面図である。 上記実施例をマイクロホンケースからマイクロホンユニット部を分離した状態で示す縦断面図である。 上記実施例中のマイクロホンユニット部を示す、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 従来のコンデンサーマイクロホンの例を示す縦断面図である。 上記従来例をマイクロホンケースからマイクロホンユニット部を分離した状態で示す縦断面図である。

符号の説明

１ マイクロホンケース
３ マイクロホンユニット部
１１ 円筒状ケース
１５ 回路基板
１７ 接触子
１８ インダクタ
１９ 雌ねじ
２０ 接点
３０ コンデンサーマイクロホンユニット
３１ ユニットケース
３２ 雄ねじ
３８ 接点

Claims (6)

1. マイクロホンケースと、
   上記マイクロホンケースに着脱可能でコンデンサーマイクロホンユニットを内蔵するユニットケースと、
   上記マイクロホンケースに収納された回路基板と、
   上記マイクロホンケースに上記ユニットケースを装着した状態において上記ユニットケースの後端を上記回路基板に電気的に接続する電路とを有し、
   上記電路は、インダクタを介して上記ユニットケースの後端を上記回路基板に電気的に接続するものであり、
   上記インダクタは上記回路基板の接地電極に接続され、上記マイクロホンケースに上記ユニットケースが装着されているときに、上記ユニットケースが音声信号の接地側電路として機能し、
   上記マイクロホンケースが電磁波による高周波電流の経路として機能し、上記マイクロホンケース内では、音声信号の接地側電路が上記インダクタによって高周波電流経路と分離され、回路基板上の音声回路が高周波電流から隔離されることを特徴とするコンデンサーマイクロホン。
2. 上記マイクロホンケースは、このマイクロホンケースに上記ユニットケースが装着されているときに上記ユニットケースの後端に接触する接触子を有し、この接触子と上記回路基板との間に上記インダクタが介在している請求項１記載のコンデンサーマイクロホン。
3. 上記マイクロホンケースと上記ユニットケースは、相対回転させて双方のねじを螺合させまた螺合を外すことによって着脱可能となっている請求項１記載のコンデンサーマイクロホン。
4. 上記ユニットケースは、仕様の異なる上記コンデンサーマイクロホンユニットごとに分けられた複数の上記ユニットケースの中から任意のものを選択してこれを上記マイクロホンケースに着脱可能である請求項１記載のコンデンサーマイクロホン。
5. 上記接触子は弾性を有していて、上記ユニットケースが上記マイクロホンケースに装着されているとき、上記接触子が上記ユニットケースの後端に押されて蓄勢される請求項２記載のコンデンサーマイクロホン。
6. 上記マイクロホンケースと上記ユニットケースは、着脱時の相対回転中心に音声信号を伝達するための接点を有し、上記ユニットケースが上記マイクロホンケースに装着されているとき上記マイクロホンケースと上記ユニットケース双方の上記接点同士が接触するように構成されている請求項３記載のコンデンサーマイクロホン。

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