CN114035707A - 检测方法及检测装置 - Google Patents

Abstract

本公开文件提供一种检测方法及检测装置，检测方法包含下列步骤。在第一时间长度，施加电压至电容式触控面板的触控感测电极。在第一时间长度结束时，停止施加电压至电容式触控面板的触控感测电极，并且将触控感测电极电性耦接可变电容以及运算放大器，其中运算放大器的非反向输入端用以接收参考电压。调整可变电容的电容值使运算放大器的输出电压大致上为零。判断可变电容的电容值是否在预期电容值。

Description

检测方法及检测装置

技术领域

本公开涉及一种检测方法及检测装置，特别涉及一种适用于电容式触控显示面板的检测方法及检测装置。

背景技术

在现今的电容式触控显示面板技术中，包含外挂式触控显示面板以及内嵌式触控显示面板，其中电容式触控显示面板在工艺上的电容及电阻的变异更容易造成触控显示面板的不良，如何判别电容式触控显示面板的电容及电阻的变异是必要的议题。

发明内容

本公开文件提供一种检测方法，检测方法包含下列步骤。在第一时间长度，施加电压至电容式触控面板的触控感测电极。在第一时间长度结束时，停止施加电压至电容式触控面板的触控感测电极，并且将触控感测电极电性耦接可变电容以及运算放大器，其中运算放大器的非反向输入端用以接收参考电压。调整可变电容的电容值使运算放大器的输出电压大致上为零。判断可变电容的电容值是否在预期电容值。

本公开文件提供一种检测装置，检测装置包含：可变电容以及运算放大器。检测装置用以在第一时间长度内施加电压至电容式触控面板的触控感测电极，并且检测装置在第一时间长度结束后将触控感测电极连接至可变电容以及运算放大器，其中检测装置将可变电容调整至运算放大器的输出大致上为零，并且检测装置判断可变电容经调整后的数值是否在预期电容值。

综上所述，本揭式文件利用检测装置中的可变电容判断电容式触控面板的电容是否变异。

附图说明

为使本公开的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，说明书附图的说明如下：

图1为本公开一实施例的电容式触控面板的示意图。

图2为依据本公开一实施例的用于检测图1中的电容式触控面板的检测装置的示意图。

图3为本公开一实施例的检测电容式触控面板的电容的检测方法的流程图。

图4为依据图3中的步骤S310，对电容式触控面板的触控感测电极充电的波形图。

图5为本公开一实施例的检测电容式触控面板的电阻的检测方法的流程图。

图6为依据图5中的步骤S350，对电容式触控面板的触控感测电极充电的电压波形图。

附图标记说明：

为使本公开的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附符号的说明如下：

100：电容式触控面板

120：触控感测电极

130：间隙

140：共通电极

150：发光元件

160：阵列

170：显示器玻璃基板

200：检测装置

Cpanel：电容

Rpanel：电阻

Vcom：系统电压端

S1,S2：开关

CC：可变电容

Vpad：节点

AMP：运算放大器

Cbase：电容

Vout：输出端

Vref：参考电压

GND：接地端

Vtx：电压

具体实施方式

下列是举实施例配合所附图示做详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本公开所涵盖的范围，而结构运行的描述非用以限制其执行顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等技术效果的装置，皆为本公开所涵盖的范围。另外，图示仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同元件或相似元件将以相同的符号标示来说明。

在全篇说明书与权利要求所使用的用词(terms)，除有特别注明除外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此公开的内容中与特殊内容中的平常意义。

此外，在本文中所使用的用词“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指“包含但不限于”。此外，本文中所使用的“及/或”，包含相关列举项目中一或多个项目的任意一个以及其所有组合。

于本文中，当一元件被称为“耦接”或“耦接”时，可指“电性耦接”或“电性耦接”。“耦接”或“耦接”亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用“第一”、“第二”、…等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。

请参阅图1，图1为本公开一实施例的电容式触控面板100的示意图。如图1所示，电容式触控面板100包含封装玻璃110、触控感测电极120、共通电极140、发光元件150、阵列160以及显示器玻璃基板170。发光元件150可由有机光二极管实施，阵列160用以驱动发光元件150。触控感测电极120、共通电极140、发光元件150、阵列160封装在封装玻璃110以及显示器玻璃基板170之间。并且，触控感测电极120以及共通电极140之间具有间隙130。如此一来，可将触控感测电极120、间隙130以及共通电极140视为电容式触控面板100的电容。在后续实施例中，为了较佳的理解，本公开文件提供的方法如何分别检测电容式触控面板100的电容以及电阻的变异，图1中的电容式触控面板100是以内嵌式触控面板为例。然而，本公开提供的检测方法亦可适用于其他具有电容结构的触控面板，例如，外挂式触控面板等。因此，本公开文件不以此为限。

在电容式触控面板的技术中，电容式触控面板100的电容是由触控感测电极120、共通电极140以及在触控感测电极120与共通电极140之间的间隙130组成。因此，在电容式触控面板100的工艺上，触控感测电极120与共通电极140之间的间隙130可能会有所偏差。另一方面，由于内嵌式触控面板的电容与外挂式触控面板的电容相比较大，因而触控感测电极120的电阻在工艺上的变异容忍度更低。

亦即，电容式触控面板100的间隙130变异会造成电容式触控面板100的电容偏差，并且电容式触控面板100的触控感测电极120变异会造成电容式触控面板100中触控感测电极120的电阻偏差。前述的电容偏差及电阻偏差可能会造成电容式触控面板100无法或者是延迟判断正确的触控感测位置。因此，在本公开文件中提供检测装置以及检测方法用于检测电容式触控面板100。

请参阅图2，图2为依据本公开一实施例的用于检测图1中的电容式触控面板100的检测装置200的示意图。在图2的实施例中，可将电容式触控面板100的触控感测电极120视为电容Cpanel的第一端、电容式触控面板100的共通电极140视为电容Cpanel的第二端、电容式触控面板100的间隙130视为电容Cpanel的间隙。

并且，可将电容式触控面板100的触控感测电极120视为电阻Rpanel、触控感测电极120的检测接垫视为节点Vpad。也就是说，电阻Rpanal的第一端电性耦接节点Vpad，电阻Rpanal的第二端电性耦接电容Cpanel的第一端，电容Cpanel的第二端电性耦接系统电压端Vcom。其中，系统电压端Vcom的电压电平可以相等或近似于接地端GND的电压电平。

检测装置200包含可变电容CC、运算放大器AMP、电容Cbase以及开关S1及S2。详细而言，开关S1的第一端用以接收电压Vtx，开关S1的第二端电性耦接电阻Rpanel的第一端以及节点Vpad。开关S2的第一端电性耦接节点Vpad，开关S2的第二端电性耦接可变电容CC的第一端以及运算放大器AMP的反向输入端。可变电容CC的第二端电性耦接接地端GND。运算放大器AMP的非反向输入端用以接收参考电压Vref。运算放大器AMP用以在差分模式下运行，从而将其两输入端的电压差值输出。

请参阅图3，图3为本公开一实施例的检测电容式触控面板100的电容Cpanel的检测方法的流程图S300。流程图S300包含步骤S310、S320、S330、S340、S342以及S344。步骤S310为在一个时间长度内，对电容式触控面板100的电容Cpanel充电。步骤S320为将电容式触控面板100的检测接垫Pad连接至检测装置200。步骤S330为调整检测装置200中的可变电容CC。步骤S340为判断可变电容CC的电容值是否在预期电容值。步骤S342为电容式触控面板100的电容Cpanel在标准电容值。步骤S344为电容式触控面板100的电容Cpanel相异于标准电容值。其中，步骤S310～S340可由检测装置200执行。

在步骤S310中，在一个时间长度内，对电容式触控面板100的触控感测电极120施加电压Vtx。换言之，在一个时间长度内，将开关S1导通并将开关S2，使开关S1将其第一端的电压Vtx经由电容式触控面板100的电阻Rpanel传送至电容式触控面板100的电容Cpanel，以对电容式触控面板100的电容Cpanel充电。并且，在所述时间长度结束时，关断开关S1以停止对电容式触控面板100的触控感测电极120施加电压Vtx。亦即，停止对电容式触控面板100的电容Cpanel充电。值得注意的是，由于RC电路的充电电量与时间常数(亦即，RC电路上的电阻值乘以电容值)相关联，并且当充电时间达到五倍的时间常数，RC电路的充电电量约等于99.3％。

因此在步骤S310中，为了将电容式触控面板100的电容Cpanel充满电，前述的时间长度可以是五倍以上的时间常数(亦即，电阻Rpanel乘以电容Cpanel的数值)，借此将电容式触控面板100的电容Cpanel充电至近似最大电量值。在一些实施例中，为了确保电容式触控面板100的电容Cpanel确实充满电，可以将前述的时间长度设定在八倍的时间常数(电阻Rpanel乘以电容Cpanel的数值)。

为了更佳的理解时间常数与充电电量的关联，请一并参阅图4。图4为依据图3中的步骤S310，对电容式触控面板100的触控感测电极120充电的波形图。在图4所示的实施例中，纵轴代表充电电量比率，单位是百分比(％)。横轴代表时间，单位是微秒(μs)。如图4所示，无论电容式触控面板100的电容Cpanel是否有变异，在提供八倍的第一标准时间常数(例如，4.8μs)的充电时间后，均可将电容式触控面板100的电容Cpanel充电至99.9％以上的电量比率。换言之，各个电容式触控面板100的电容Cpanel的第一端的电位在足够的充电时间下应可达到电压Vtx的电平。其中，步骤S310中所述的第一标准时间常数可以是理想的电容式触控面板100的标准电容值乘以其标准电阻值。

由于前述的电量比率是以各个电容式触控面板100各自的电容Cpanel能被充电的总电量进行换算而得到的电量比率。因此，若一个电容式触控面板100的电容Cpanel较大，会有较大的电容量，在足够的充电时间下所存储的电量相对较大；若另一个电容式触控面板100的电容Cpanel较小，会有较小的电容量，在足够的充电时间下所存储的电量相对较小。并且在后续实施例中，会通过各个电容式触控面板100各自的电容Cpanel在步骤S310中所存储的电量，判断电容式触控面板100的电容Cpanel是否有变异。

在步骤S320中，为了电容式触控面板100的电容Cpanel是否有变异，导通开关S2以将电容式触控面板100的检测接垫连接至检测装置200，，使电容式触控面板100的触控感测电极120连接至检测装置200中的运算放大器AMP的反向输入端以及可变电容CC的第一端。在步骤S320中会提供足够的充电时间使电容式触控面板100的电容Cpanel的电位经由电阻Rpanel及开关S2传送至可变电容CC，使电容Cpanel与可变电容CC的电位实现平衡。

类似地，在步骤S320中所述的时间也可以是八倍以上的第二标准时间常数(例如，约为4.8μs)的充电时间。进一步来说，步骤S320中所述的第二标准时间常数可以是电容式触控面板100的第一标准时间常数(电阻Rpanel乘以电容Cpanel的数值)加上检测装置200本身电路的时间常数。

实际情形中，在步骤S310以及S320仅需确保电容式触控面板100的电容Cpanel有足够的时间充/放电以在当下的电路架构达到电位平衡，即可利用继续的步骤S330～S340中可变电容CC的电容值判断电容式触控面板100的电容Cpanel的相对大小，从而判断电容Cpanel是否变异。

由于在步骤S320中，已提供足够的放电时间使电容Cpanel以及可变电容CC的电位达到平衡，因此步骤S330中调整检测装置200中的可变电容CC使运算放大器AMP的输出端Vout的电压大致上为零，亦即将可变电容CC调整至节点Vpad、可变电容CC的第一端以及电容Cpanel的电压实质上等同于参考电压Vref。其中，参考电压Vref的电平高于接地端GND的电压电平。并且，电压Vtx大于参考电压Vref以及接地端GND的电压。

由于各个电容式触控面板100的电容Cpanel各自在步骤S310便以被充电至大约为最大电量。因此，在步骤S320中，对于具有较大电容量的电容Cpanel的电容式触控面板100，检测装置200会将可变电容CC调整至较大的电容值，才能使运算放大器AMP的输出端Vout的电压大致上为零；对于具有较小电容量的电容Cpanel的电容式触控面板100，检测装置200会将可变电容CC调整至较小的电容值，才能使运算放大器AMP的输出端Vout的电压大致上为零。

在步骤S340中，由于电容式触控面板100的电容Cpanel的电容值与可变电容CC被调整后的电容值呈正相关，因此，通过判断可变电容CC的电容值是否在预期电容值，可以得知电容式触控面板100的电容Cpanel是否在标准电容值。

如此一来，便能通过可变电容CC的电容值判断各个电容式触控面板100的电容Cpanel的相对大小，并可以与同一批次生产的电容式触控面板100的电容Cpanel的大小进行比较，从而判断电容式触控面板100的电容Cpanel是否变异。

在一些实施例中，可以通过对已知为标准的电容式触控面板100进行步骤S340～S360后，记录检测装置200中的可变电容CC的电容值，并将此电容值定为预期电容值。

在一些实施例中，可以将同一批生产的电容式触控面板100经由步骤S310～S330所得到的可变电容CC的电容值进行比对，从而判断电容式触控面板100的电容Cpanel是否变异。

在步骤S342中，若可变电容CC的电容值在预期电容值，则判断电容式触控面板100的电容Cpanel在标准电容值。其中，标准电容值可以是已知为标准的电容式触控面板100的电容Cpanel的电容值。

在步骤S344中，若可变电容CC的电容值相异于预期电容值，则判断电容式触控面板100的电容Cpanel相异于标准电容值。

请参阅图5，图5为本公开一实施例的检测电容式触控面板100的电阻Rpanel的检测方法的流程图S300。流程图S300还包含步骤S340、S350、S360、S370、S372以及S374。步骤S340为维持检测装置中的可变电容CC。步骤S350为在一个时间长度内，对电容式触控面板200的触控感测电极120充电。步骤S360为在一个时间长度内，将电容式触控面板100的检测接垫连接至检测装置。步骤S370为判断运算放大器AMP的输出电压是否在预期电压值。步骤S372为电容式触控面板100的电阻Rpanel在标准电阻值。步骤S374为电容式触控面板的电阻Rpanel相异于标准电阻值。其中，步骤S340～S370可由检测装置200执行。

步骤S340是继续图3中的步骤S330。在步骤S340中，维持在步骤S330中被调整后的可变电容CC的电容值。

在步骤S350中，在一个时间长度内，对电容式触控面板100的触控感测电极120施加电压Vtx。换言之，在一个时间长度内，将开关S1导通并且将开关S2关断，使开关S1将其第一端的电压Vtx经由电容式触控面板100的电阻Rpanel传送至电容式触控面板100的电容Cpanel，以对电容式触控面板100的电容Cpanel充电。并且，在所述时间长度结束时，关断开关S1以停止对电容式触控面板100的触控感测电极120施加电压Vtx。也就是说，在所述时间长度结束时，停止对电容式触控面板100的电容Cpanel充电。值得注意的是，在步骤S350所述的时间长度可以是一倍的第一标准时间长度，例如，电阻Rpanel乘以电容Cpanel的数值。

为了更佳的理解时间常数与电容Cpanel的电位关联，请一并参阅图6。图6为依据图5中的步骤S350，对电容式触控面板100的触控感测电极120充电的电压波形图。在图6所示的实施例中，纵轴代表充电电压，单位是伏特(V)。横轴代表时间，单位是微秒(μs)。如图6所示，若部分的电容式触控面板100的电阻Rpanel较大，在提供一倍的第一标准时间常数(例如0.6μs)的充电时间后，电阻Rpanel较小的电容式触控面板100的电容Cpanel可以被充至较高电位；若部分的电容式触控面板100的电阻Rpanel较大，在提供一倍的第一标准时间常数(例如0.6μs)的充电时间后，电阻Rpanel较大的电容式触控面板100的电容Cpanel被充至较低电位。

换言之，在提供一倍的第一标准时间常数(例如0.6μs)的充电时间后，电阻Rpanel较小的电容式触控面板100的电容Cpanel会存储相对较多的电量；电阻Rpanel较大的电容式触控面板100的电容Cpanel会存储相对较少的电量。

在步骤S360中，为了检测电容式触控面板100的电阻Rpanel是否有变异，将电容式触控面板100的检测接垫(亦即，节点Vpad)连接至检测装置200，并导通开关S2，使电容式触控面板100的触控感测电极120连接至检测装置200中的运算放大器AMP的反向输入端以及可变电容CC的第一端。在步骤S360中会提供足够的时间使电容式触控面板100的电容Cpanel的电位经由电阻Rpanel及开关S2传送至可变电容CC，使电容Cpanel与可变电容CC的电位实现平衡。类似地，在步骤S360中所述的时间也可以是八倍以上的第二标准时间常数(例如，约为4.8μs)的充电时间。进一步来说，在此电路连接关系下，第二标准时间常数实质上等于电容式触控面板100的第一时间常数(电阻Rpanel乘以电容Cpanel)加上检测装置200本身电路的时间常数。

实际情形中，在步骤S350以及S3360仅需确保电容式触控面板100的电阻Rpanel在设定的时间长度进行充电与放电，并且充电时间需与放电时间相异，即可利用继续的步骤S330～S340判断电容式触控面板100的电阻Rpanel的相对大小，从而判断电阻Rpanel是否变异。

由于检测装置200中的可变电容CC的电容值在步骤S330中经调整后就维持至步骤S370。因此在步骤S360中将电容式触控面板100的检测接垫(以及，节点Vpad)连接至检测装置200之后，可将检测装置200中的可变电容CC的电容值视为电容式触控面板100的补偿电容。换言之，此时无论电容式触控面板100的电容Cpanel较大或是较小，各个电容式触控面板100的电容Cpanel加上各自与检测装置200在步骤S330中被调整后的可变电容CC的电容值应为定值。

因此，在步骤S370中，通过判断运算放大器AMP的输出电压是否在预期电压值，可以得知电容式触控面板100的电阻Rpanel是否在标准电阻值。

举例而言，电阻Rpanel较小的电容式触控面板100的电容Cpanel会在步骤S350中存储较多的电量，因而在步骤S360中将检测接垫(亦即，节点Vpad)连接至检测装置200之后，节点Vpad、电容Cpanel的第一端、可变电容CC的第一端会在较高的电位，使运算放大器OPA的两输入端的电压差值较小，运算放大器AMP的输出电压会具有较小电压幅值。另一方面，电阻Rpanel较大的电容式触控面板100的电容Cpanel会在步骤S350中存储较少的电量，因而在步骤S360中将检测接垫(亦即，节点Vpad)连接至检测装置200之后，节点Vpad、电容Cpanel的第一端、可变电容CC的第一端会在较低的电位，使运算放大器OPA的两输入端的电压差值较大，使得运算放大器AMP的输出电压会具有较大电压幅值。

如此一来，便能通过运算放大器AMP的输出电压判断各个电容式触控面板100的电阻Rpanel的相对大小，并可以与同一批次生产的电容式触控面板100的电阻Rpanel的大小进行比较，从而判断电容式触控面板100的电阻Rpanel是否变异。

在一些实施例中，可以通过对已知为标准的电容式触控面板100进行步骤S340～S360后，记录检测装置200中的运算放大器AMP的输出电压，并将此输出电压定为预期电压值。

在步骤S372中，若运算放大器AMP的输出电压在预期电压值，则判断电容式触控面板100的电阻Rpanel在标准电阻值。其中，标准电阻值可以是已知为理想的电容式触控面板100的电阻Rpanel的电阻值。

步骤S374中，若运算放大器AMP的输出电压相异于预期电压值，则判断电容式触控面板100的电阻Rpanel相异于标准电阻值。

值得注意的是，将步骤S360所述的时间长度设定为大于步骤S350所述的时间长度，即可达到电容式触控面板100的电容Cpanel在不同时间长度充/放电的效果，从而通过步骤S310～S370也可以判断电容式触控面板100的电容Cpanel及电阻Rpanel是否有变异。并且，在此情形中，步骤S310所述的时间长度亦会大于步骤S350所述的时间长度。因此，可以将步骤S360所述的时间长度设定为步骤S350所述的时间长度的五倍以上。并且，可以将步骤S310所述的时间长度设定为步骤S350所述的时间长度的五倍以上。

在本公开文件的另一些实施例中，亦可将图5的步骤S350所述的时间长度定为五倍以上的时间常数，并将步骤S360所述的时间长度定为一倍以的时间常数，亦可达到电容式触控面板100的电容Cpanel在不同时间长度充/放电的效果，从而通过步骤S310～S370也可以判断电容式触控面板100的电容Cpanel及电阻Rpanel是否有变异。亦即，将步骤S350所述的时间长度设定为大于步骤S360所述的时间长度，即可达到电容式触控面板100的电容Cpanel在不同时间长度充/放电的效果。并且，在此情形中，步骤S310所述的时间长度亦会大于步骤S360所述的时间长度。因此，可以将步骤S350所述的时间长度设定为步骤S360所述的时间长度的五倍以上。并且，可以将步骤S310所述的时间长度设定为步骤S360所述的时间长度的五倍以上。

综上所述，本公开文件利用检测装置200中的可变电容CC判断电容式触控面板100的电容Cpanel是否变异，并在检测电容式触控面板100的电阻Rpanel的检测阶段维持检测装置200中的可变电容CC的电容值，借此判断电容式触控面板100的电阻Rpanel是否变异。

虽然本公开已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本公开，任何本领域通具通常知识者，在不脱离本公开的构思和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此本公开的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种检测方法，包含：

在一第一时间长度，施加一电压至一电容式触控面板的一触控感测电极；

在该第一时间长度结束时，停止施加该电压至该电容式触控面板的该触控感测电极，并且将该触控感测电极电性耦接一可变电容以及一运算放大器，其中该运算放大器的非反向输入端用以接收一参考电压；

调整该可变电容的一电容值使该运算放大器的输出电压大致上为零；以及

判断该可变电容的电容值是否在一预期电容值。

2.如权利要求1所述的检测方法，还包含：

若该可变电容的该电容值等同于该预期电容值，判断该电容式触控面板的电容在标准电容值；以及

若该可变电容的该电容值相异于该预期电容值，判断该电容式触控面板的电容相异于标准电容值。

3.如权利要求2所述的检测方法，还包含：

维持该可变电容的电容值；

在一第二时间长度，施加该电压至该电容式触控面板的该触控感测电极；

在该第二时间长度结束时，停止施加该电压至该电容式触控面板的该触控感测电极；

在一第三时间长度，将该触控感测电极电性耦接该可变电容以及该运算放大器；以及

在该第三时间长度结束时，使该触控感测电极与该可变电容以及该运算放大器断路，并判断该运算放大器的输出电压是否在一预期电压值。

4.如权利要求3所述的检测方法，其中该第一时间长度大于该第二时间长度，且该第三时间长度大于该第二时间长度。

5.如权利要求3所述的检测方法，其中该第一时间长度大于该第三时间长度，且该第二时间长度大于该第三时间长度。

6.如权利要求3所述的检测方法，还包含：

若该运算放大器的输出电压等同于该预期电压值，判断该触控感测电极的电阻在标准电阻值；以及

若该运算放大器的输出电压相异于该预期电压值，判断该触控感测电极的电阻相异于标准电阻值。

7.一种检测装置，包含：

一可变电容；以及

一运算放大器，其中该检测装置在一第一时间长度内施加一电压至一电容式触控面板的一触控感测电极，并且该检测装置在该第一时间长度结束后将该触控感测电极连接至该可变电容以及该运算放大器，该检测装置将该可变电容调整至该运算放大器的输出大致上为零，并且该检测装置判断该可变电容经调整后的数值是否在预期电容值。

8.如权利要求7所述的检测装置，其中该检测装置在一第二时间长度施加该电压至该触控感测电极，并在一第三时间长度将该触控感测电极连接至该检测装置的该可变电容以及该运算放大器，并且该检测装置判断该运算放大器的输出是否在预期电阻值。

9.如权利要求8所述的检测装置，其中该第一时间长度大于该第二时间长度，且该第三时间长度大于该第二时间长度。

10.如权利要求8所述的检测装置，其中该第一时间长度大于该第三时间长度，且该第二时间长度大于该第三时间长度。

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