CN113676822A - 扬声装置、投影设备以及调整扬声装置的声压的方法 - Google Patents

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CN113676822A CN202110982773.4A CN202110982773A CN113676822A CN 113676822 A CN113676822 A CN 113676822A CN 202110982773 A CN202110982773 A CN 202110982773A CN 113676822 A CN113676822 A CN 113676822A
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胡震宇
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Abstract

本公开涉及一种扬声装置、投影设备以及调整扬声装置的声压的方法，其中，扬声装置包括载体；音圈组件，安装于载体；以及振膜组件，包括第一振膜和第二振膜，所述第一振膜和所述第二振膜均包括相连的刚性振动部和柔性连接部，所述柔性连接部安装于所述载体，所述刚性振动部与所述音圈组件连接，在所述音圈组件的轴向上，所述第一振膜的刚性振动部与所述第二振膜的刚性振动部具有间隔空间，且所述第二振膜的刚性振动部遮盖所述第一振膜的至少部分刚性振动部，所述第二振膜的刚性振动部设置有第一开孔。第一开孔设置于第二振膜的刚性振动部处，当振膜发生振动时，避免第一开孔发生变形而影响扬声装置的发音质量，保证扬声装置具有良好的产品性能。

Description

扬声装置、投影设备以及调整扬声装置的声压的方法
技术领域
本公开涉及扬声技术领域，具体地，涉及一种扬声装置、投影设备以及调整扬声装置的声压的方法。
背景技术
现有的家用投影设备，为了追求便捷和移动方便，所以投影设备的体积都设置的比较小巧，这就使得内置的音箱一般都是每个声道用一个小口径小功率的扬声装置。由于尺寸较小，这样势必会造成声音效果大打折扣。如果想要增大声音效果的输出，就会增加扬声装置的个数，或者增大扬声装置的口径以及音箱的体积，或增加功率，就会导致成本大大增加，也会使得投影设备不符合小巧的设计外形。
发明内容
本公开的第一个目的是提供一种扬声装置，以至少部分地解决相关技术中存在的问题。
本公开的第二个目的是提供一种投影设备，该投影设备使用本公开提供的扬声装置。
本公开的第三个目的是提供一种调整扬声装置的声压的方法，其中，扬声装置为本公开提供的扬声装置。
为了实现上述目的，本公开提供一种扬声装置，包括：
载体；
音圈组件，安装于所述载体；以及
振膜组件，包括第一振膜和第二振膜，所述第一振膜和所述第二振膜均包括相连的刚性振动部和柔性连接部，所述柔性连接部安装于所述载体，所述刚性振动部与所述音圈组件连接，
在所述音圈组件的轴向上，所述第一振膜的刚性振动部与所述第二振膜的刚性振动部具有间隔空间，且所述第二振膜的刚性振动部遮盖所述第一振膜的至少部分刚性振动部，所述第二振膜的刚性振动部设置有第一开孔。
可选地，所述第二振膜的刚性振动部在所述轴向上遮盖所述音圈组件以及所述第一振膜的至少部分刚性振动部。
可选地，所述第二振膜的柔性连接部和所述第一振膜的柔性连接部为同一折环的刚性振动部呈凹向所述音圈组件的曲面。
可选地，所述第一振膜的刚性振动部和所述第二振膜的刚性振动部平行间隔设置。
可选地，所述振膜组件还包括安装在所述第二振膜的背向所述第一振膜一侧的第三振膜，所述第三振膜在所述轴向上遮盖所述第二振膜的至少部分刚性振动部，并形成有第二开孔。
可选地，在所述轴向上，所述第二开孔的投影与所述第一开孔的投影至少部分重合。
可选地，所述第三振膜包括遮盖所述音圈组件的中心部和环绕所述中心部的环形部，所述中心部配置为能够完全遮盖所述音圈组件的轴向端面的防尘膜，所述环形部构造为刚性振动部，第二开孔形成于所述环形部。
根据本公开的第二个方面，还提供一种投影设备，该投影设备包括本公开提供的扬声装置。
根据本公开的第三个方面，还提供一种调整扬声装置的声压的方法，所述扬声装置为本公开提供的扬声装置，所述方法包括如下步骤：
获取当前的所述扬声装置对应的第一频响曲线；
获取预设的第二频响曲线；以及
根据所述第一频响曲线和所述第二频响曲线调整所述扬声装置的参数；
其中，所述参数包括所述扬声装置的振膜组件的开孔的透孔率、所述振膜组件的开孔的位置、所述开孔的延伸方向和所述振膜组件的直径中的一种或多种；所述透孔率为所述开孔的面积占据所述振膜组件的面积的比例。
可选地，所述振膜组件包括第一振膜、遮盖所述第一振膜的第二振膜以及遮盖所述第二振膜的第三振膜，所述开孔包括设置在所述第二振膜上的第一开孔和/或设置在所述第三振膜上的第二开孔。
可选地，根据所述第一频响曲线和所述第二频响曲线调整所述扬声装置的参数，包括：
调整所述开孔的尺寸和/或数量，以改变所述振膜组件的透孔率，
其中，所述透孔率为35％～65％。
通过上述技术方案，本公开实施例提供的扬声装置通过设置两个振膜组件，并在遮盖第一振膜的第二振膜上设置有开孔，以传递声音、提高扬声装置的声压。其中，第一开孔设置于第二振膜的刚性振动部处，当振膜发生振动时，可以避免第一开孔发生变形而影响扬声装置的发音质量，保证扬声装置具有良好的产品性能。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开示例性实施方式提供的扬声装置的结构示意图；
图2是本公开示例性实施方式提供的扬声装置的正投影视图；
图3是图2中的剖视图A；
图4是本公开另一示例性实施方式提供的扬声装置的正投影视图；
图5是图4中的剖视图B；
图6是本公开另一示例性实施方式提供的扬声装置的正投影视图；
图7是图6中的剖视图C；
图8是本公开另一示例性实施方式提供的扬声装置的正投影视图；
图9是图8中的剖视图D；
图10是本公开另一示例性实施方式提供的与图8中开孔角度不同的扬声装置的正投影视图；
图11是本公开示例性实施方式提供的扬声装置在不同振膜直径下的频率响应对比图；
图12是本公开示例性实施方式提供的扬声装置在不同振膜直径下的频率响应对比图；
图13是本公开示例性实施方式提供的扬声装置在不同振膜透孔率下的频率响应对比图；
图14是本公开示例性实施方式提供的扬声装置在不同开孔角度下的频率响应对比图。
附图标记说明
10-载体，21-第一振膜，22-第二振膜，23-第三振膜，231-中心部，232-环形部，201-刚性振动部，30-音圈组件，31-磁铁，32-导磁极片，33-音圈骨架，34-U型导磁碗，41-第一开孔，42-第二开孔，50-柔性连接部，60-定心支片。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”是根据图3所示的图面方向进行定义的，“内、外”是针对相应零部件的本身轮廓而言的。本公开中所使用的术语如“第一、第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。此外，下面的描述在涉及附图时，不同附图中的同一附图标记表示相同或相似的要素。
参照图1至图10，本公开提供一种扬声装置，该扬声装置包括载体10、安装于载体10的音圈组件30以及安装于载体10，并与音圈组件30连接的振膜组件。具体地，音圈组件30可以包括磁铁31、导磁极片32、音圈骨架33以及U型导磁碗34，振膜组件连接在音圈骨架33上，磁铁31例如可以为圆柱形钕铁硼磁铁。音圈组件30通过导电线与电路板连接，以通过电路板的通电使得音圈骨架33带动振膜组件沿图3所示的图面上下方向做活塞运动，从而使得振膜组件振动而发声，音圈组件30也可以采用T形导磁柱加圆环形铁氧体磁铁的外磁结构。此外，音圈骨架33的外周可以设置有与载体10连接的定心支片60，以在音圈组件30运动时起到支撑的作用，避免音圈组件30产生非线性运动而影响扬声装置的发声效果。
其中，振膜组件可以包括第一振膜21和第二振膜22，两个振膜可以分别包括相连的刚性振动部201和柔性连接部50，柔性连接部50安装于载体10，刚性振动部201可以与音圈组件30连接。其中，可以是两个振膜组件中的一个与音圈组件30连接，另一个振膜组件通过该与音圈组件30连接的振膜组件与音圈组件30连接，也可以是两个振膜组件分别与音圈组件连接。在音圈组件30的轴向上，第一振膜21的刚性振动部与第二振膜22的刚性振动部具有间隔空间，以便于振动发声。并且，第二振膜22的刚性振动部遮盖第一振膜21的至少部分刚性振动部，第二振膜22的刚性振动部上设置有第一开孔41，以使声音能够通过第一开孔41传递出去。首先，需要说明的是，这里的遮盖指的是振膜在发声方向遮盖其他振膜，例如，在图3中，振膜组件会朝向图面的上方发声，此时，位于上方的第二振膜22会遮盖位于其正下方的第一振膜21，因此需要在第二振膜22上设置第一开孔41。在下面的实施例中，当某个或某些振膜虽然在轴向上位于其他振膜上方，但其没有遮盖其他振膜，如在图3图面所示的左右方向上错开时，此时，即使是位于上方的振膜也不需要开孔。这里，各个部件之间的连接可以通过粘接的方式来实现。并且，多个振膜可以采用相同的材质和形状，也可以采用不同的材质和形状，这里不作限定。各振膜之间在轴向上的间隔可以为3mm～10mm，这里的间隔指的是有遮盖关系的两个振膜之间的间隔。具体地，振膜组件的刚性振动部201用于通过振动传递声音，柔性连接部50用于提供阻尼，为刚性振动部201提供能够前后运动的柔性。
通过上述技术方案，本公开实施例提供的扬声装置通过设置两个振膜组件，并在遮盖第一振膜21的第二振膜22上设置有开孔，以传递声音、提高扬声装置的声压。其中，第一开孔41设置于第二振膜22的刚性振动部201处，当振膜发生振动时，可以避免第一开孔41发生变形而影响扬声装置的发音质量，保证扬声装置具有良好的产品性能。
本公开实施例中，参照图6和图7，第二振膜22的刚性振动部201在轴向上遮盖音圈组件30以及第一振膜21的至少部分刚性振动部201。这里，可以在第二振膜22的整个刚性振动部201上均布设置有第一开孔41，以更好地传递下层的声音。
进一步地，参照图7，第二振膜22的柔性连接部50和第一振膜21的柔性连接部可以构造为同一折环，即两个振膜通过一个折环进行连接。折环可以构造为波浪状，以提供柔性保证刚性振动部201振动的顺畅性。通过减小一个折环可以降低整个振膜组件的质量，进一步可以提高声压值，还可以减少生产工艺。折环可以起到支撑振膜的作用，并为振膜提供顺性恢复力和阻尼作用。折环的材料可以为橡胶、PU、纸、织布类，振膜的材料可以为纸盆类、碳纤维等纤维类、PP或其它聚酯薄膜类等。折环的形状可以为半圆弧形或M型等。
参照图7，在该实施例中，第二振膜22的刚性振动部201呈凹向音圈组件30的曲面。这种设置成曲面的方式，可以使得振膜具有较高的刚性，并且可以具有降低阻尼、提升高频响应的效果。在其他实施例中，每个振膜均可以设置成这种曲面式的结构。
在另一种实施例中，参照图3和图5，第一振膜21的刚性振动部201和第二振膜22的刚性振动部可以平行间隔设置。即两个振膜可以在轴向上平行间隔设置，当两个刚性振动部201均为平面时，可以设置成两个倒锥形结构，在两个刚性振动部配置为上述的曲面是，两个曲面可以配置为曲率相同。
根据一种实施例，振膜组件20还可以包括安装在第二振膜22的背向第一振膜21的一侧的第三振膜23，即第二振膜22在轴向上位于第一振膜21和第三振膜23之间，这里，在第三振膜23上未设置有折环，其作用是用于产生高频声音，而第一振膜21和第二振膜22用于产生中低频的声音。第三振膜23在轴向上遮盖第二振膜11的至少部分刚性振动部201，并形成有第二开孔42。这里，第二开孔42的作用与第一开孔41的作用类似，均是用于传递声音。这里，第三振膜23可以直接与音圈组件30连接，也可以仅与第二振膜22进行连接。已知振膜产生声音的声压计算公式为：SPL＝112+10lgηo，其中ηo＝(ρo/2πc)×(BL×Sd/Mms)^2/Re，该式中ρo表示空气密度1.21kg/m3，c表示声速343m/s，BL表示磁场力因子，为音圈组件的固有数据，Sd表示扬声装置的有效振动面积，即振膜的有效振动面积，Mms表示扬声装置的振动系统总质量，可以通过称重的方式得出，Re表示音圈组件的DC阻抗。由此公式可知，扬声装置的有效振动面积Sd参数与其输出的声压SPL呈正比关系，本公开实施例中通过增加多个振膜而增大该有效振动面积，从而提高声压。
在上述的轴向方向上，第二开孔42的投影与第一开孔41的投影至少部分重合。简言之，当一个振膜由于其遮盖其他振膜而设置有开孔40时，其开孔40不会被其他振膜遮盖，也就是说，在具有第一开孔41的振膜轴向正上方处可以不设置振膜，或者上方的振膜上也设置有投影至少部分重合的第二开孔42，这样，以保证位于下方的振膜的声音能够顺利输出。
参照图3、图5、图7和图9，第三振膜23包括遮盖音圈组件30的中心部231和环绕中心部231的环形部232，中心部231可以配置为能够完全遮盖音圈组件30的轴向端面的防尘膜。环形部232和中心部231可以为一体式结构，也可以为分体式结构。当两者为分体式结构时，环形部232的一端连接在第二振膜22的刚性振动部201或者中心部231的边缘上，另一端与音圈组件30连接，以被音圈组件30带动而振动发声。该防尘膜可以遮盖在音圈组件30的上方，一方面作为振膜作用提高声压，另一方面可以对音圈组件30起到防尘的作用，从而防止音圈组件30损坏，也可以防止音圈组件30漏气，使得声音抵消。环形部232构造为刚性振动部201，上述第二开孔42可以形成在环形部232上，以避免第二开孔42在振膜振动时而发生变形，影响声压。通过形成环形部232可以进一步增大有效振动面积以提高声压，并可以通过第二开孔42来解决质量和面积所产生的抵消，从而保证声压可以有效提高。这里，参照图2，第二振膜22的第一开孔41可以设置的较大，使得第一振膜21的声音能够有效输出，第三振膜23的外轮廓可以设置成小于第二振膜22的外轮廓，因此其第二开孔42可以设置得较小，以保证振动面积，第二振膜22的声音部分可以通过第三振膜23上的开孔40输出，一部分可以从第三振膜23的圆周外透出。
本实施例中，环形部232具有一定的弧度，以与第二振膜22的刚性振动部201之间形成了间隔空间，以便于声音能够在该空间内传递。
根据本公开第二个方面，还提供一种投影设备，投影设备可以为长焦投影仪、短焦投影仪和超短焦投影仪等类型的投影仪。该投影设备包括上述的扬声装置，在家用的小巧投影设备中可以仅设置一个上述的扬声装置即可以满足高声压需求，该投影设备具有上述扬声装置的所有有益效果，这里不再赘述。
根据本公开第三个方面，还提供一种用于调整上述扬声装置的声压的方法，振膜构造为圆形结构，该方法可以包括如下步骤：
获取当前的所述扬声装置对应的第一频响曲线，该频率响应曲线可以通过扬声装置仿真设计软件生成，如FINECone软件或FINEMotor软件；
获取预设的第二频响曲线；以及
根据所述第一频响曲线和所述第二频响曲线调整所述扬声装置的参数；
其中，所述参数包括所述扬声装置的振膜组件的开孔的透孔率、所述振膜组件的开孔的位置、所述开孔的延伸方向和所述振膜组件的直径中的一种或多种；所述透孔率为所述开孔的面积占据所述振膜组件的面积的比例。根据上述公式，通过改变直径、透孔率以及开孔位置和延伸方向，可以使得频响曲线达到预期的声压效果。并且，仅需改变开孔，而不需要改变扬声装置的整体体积，在保证不增大占用空间的前提下，调整了扬声装置的声压，从而可以节省扬声装置所应用的设备(如投影设备)的重新开发设计的成本。
其中，振膜组件包括第一振膜21、遮盖第一振膜21的第二振膜22以及遮盖第二振膜22的第三振膜23，前述开孔包括设置在第二振膜22上的第一开孔41和/或设置在第三振膜23上的第二开孔42，根据第一频响曲线和第二频响曲线调整扬声装置的参数可以为调整第一开孔41或第二开孔42的透孔率、或者同时调整第一开孔41和第二开孔42的透孔率，也可以为调整第一开孔41和第二开孔42中至少一者的位置或延伸方向，这里不做具体限定。
本公开实施例中，还可以通过改变振膜组件的直径来调整声压。具体地，可以通过调节振膜组件的第一振膜21、第二振膜22和第三振膜23的一个或多个的直径来调整声压。其中，在不改变扬声装置的整体尺寸的前提下，优选为通过改变第三振膜23的环形部232的直径来调整声压。通过设置多个振膜，当所得到的声压大于期望声压时，可以减小外轮廓较大的振膜的直径，使其面积变小，当所得到的声压小于期望声压时，可以增大外轮廓较小的振膜的直径，使其面积变大。这样，即使改变振膜直径而增大声压，也不会导致扬声装置的整体体积变大，使其仍适用于小巧的投影设备中。例如，图11和图12表示的是不同振膜直径下频率响应的对比图，横坐标表示的是频率，纵坐标表示的声压，这里以改变环形部232的直径为例进行说明，即改变图2中R的大小，图11中的曲线A表示的是环形部232的直径为28mm，图11和图12中的曲线B表示的是环形部232的直径为31mm，图12中的曲线C表示的是环形部232的直径为34mm，根据曲线图可知直径越大，高频部分的声压值也会相对高。
本公开实施例中，该方法还包括根据第一频响曲线和第二频响曲线的对比，若不满足期望的灵敏度声压，则调整开孔的大小和/或数量，以改变振膜组件的透孔率，其中，透孔率为35％～65％，在该范围内，随着透孔率的增大，声压提高。由于振膜面积的增大也会导致质量的增大，根据前述计算声压的公式，质量与声压成反比，而有效振动面积与声压成正比，因此为了避免质量对声压的影响，因此，还可以通过改变透孔率的方式来改变声压。参照图13，其横坐标和纵坐标与图11和图12表示的相同，曲线A表示的透孔率大于曲线B表示的透孔率，通过试验得知，在透孔率为35％～65％时，当透孔率阶梯增大时，高频部分的声压值也会阶梯增高，从而达到调整频率相应的目的。
该方法中调整开孔的位置的方式可以为调整开孔相对于音圈组件的倾斜角度。参照图8至图10，音圈组件30为圆柱形，开孔均匀的分隔在音圈组件30的周向上，在图8中第一开孔41的倾斜角度小于图10中第一开孔41的倾斜角度，换言之，图8中的第一开孔41更趋近于与音圈组件30的外圆周相切的趋势，这种情况下，在音圈组件30带动振膜组件运动时产生振动，图8中的第一开孔41会更多的拦截从中心传递的声音，这会导致振膜靠近音圈中心的部分发出的高频相应更强。具体地，参考图14，曲线A表示的是开孔如图8中的角度倾斜，曲线B表示的是开孔如图10中的角度倾斜，从图中可以看出，开孔角度越大时，对应的高频部分声压值越高。此外，本公开实施例中的频率范围还会根据振膜的形状、大小、厚度、质量、刚性等因素而不同，这里仅做示例性说明，其他各种可能的情况，这里不进行详细描述。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (12)

1.一种扬声装置，其特征在于，包括：
载体(10)；
音圈组件(30)，安装于所述载体(10)；以及
振膜组件，包括第一振膜(21)和第二振膜(22)，所述第一振膜(21)和所述第二振膜(22)均包括相连的刚性振动部(201)和柔性连接部(50)，所述柔性连接部(50)安装于所述载体(10)，所述刚性振动部(201)与所述音圈组件(30)连接，
在所述音圈组件(30)的轴向上，所述第一振膜(21)的刚性振动部(201)与所述第二振膜(22)的刚性振动部(201)具有间隔空间，且所述第二振膜(22)的刚性振动部(201)遮盖所述第一振膜(21)的至少部分刚性振动部(201)，所述第二振膜(22)的刚性振动部(201)设置有第一开孔(41)。
2.根据权利要求1所述的扬声装置，其特征在于，所述第二振膜(22)的刚性振动部(201)在所述轴向上遮盖所述音圈组件(30)以及所述第一振膜(21)的至少部分刚性振动部(201)。
3.根据权利要求1或2所述的扬声装置，其特征在于，所述第二振膜(22)的柔性连接部(50)和所述第一振膜(21)的柔性连接部(50)为同一折环。
4.根据权利要求1或2所述的扬声装置，其特征在于，所述第二振膜(22)的刚性振动部(201)呈凹向所述音圈组件(30)的曲面。
5.根据权利要求1所述的扬声装置，其特征在于，所述第一振膜(21)的刚性振动部(201)和所述第二振膜(22)的刚性振动部(201)平行间隔设置。
6.根据权利要求1所述的扬声装置，其特征在于，所述振膜组件(20)还包括安装在所述第二振膜(22)的背向所述第一振膜(21)一侧的第三振膜(23)，所述第三振膜(23)在所述轴向上遮盖所述第二振膜的至少部分刚性振动部(201)，并形成有第二开孔(42)。
7.根据权利要求6所述的扬声装置，其特征在于，在所述轴向上，所述第二开孔(42)的投影与所述第一开孔(41)的投影至少部分重合。
8.根据权利要求6所述的扬声装置，其特征在于，所述第三振膜(23)包括遮盖所述音圈组件(30)的中心部(231)和环绕所述中心部(231)的环形部(232)，所述中心部(231)配置为能够完全遮盖所述音圈组件(30)的轴向端面的防尘膜，所述环形部(232)构造为刚性振动部(201)，所述第二开孔(42)形成于所述环形部(232)。
9.一种投影设备，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的扬声装置。
10.一种调整扬声装置的声压的方法，所述扬声装置为权利要求1-8中任一项所述的扬声装置，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
获取当前的所述扬声装置对应的第一频响曲线；
获取预设的第二频响曲线；以及
根据所述第一频响曲线和所述第二频响曲线调整所述扬声装置的参数；
其中，所述参数包括所述扬声装置的振膜组件的开孔的透孔率、所述振膜组件的开孔的位置、所述开孔的延伸方向和所述振膜组件的直径中的一种或多种；所述透孔率为所述开孔的面积占据所述振膜组件的面积的比例。
11.根据权利要求10所述的调整扬声装置的声压的方法，其特征在于，所述振膜组件包括第一振膜(21)、遮盖所述第一振膜(21)的第二振膜(22)以及遮盖所述第二振膜(22)的第三振膜(23)，所述开孔包括设置在所述第二振膜(22)上的第一开孔(41)和/或设置在所述第三振膜(23)上的第二开孔(42)。
12.根据权利要求10所述的调整扬声装置的声压的方法，其特征在于，根据所述第一频响曲线和所述第二频响曲线调整所述扬声装置的参数，包括：
调整所述开孔的尺寸和/或数量，以改变所述振膜组件的透孔率，
其中，所述透孔率为35％～65％。
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