CN114402578A - 电气装置 - Google Patents

Abstract

根据本公开的实施例的电气装置包括：显示器；位于显示器的背侧的摄像模块，摄像模块包括光学透镜和用于感测通过光学透镜的光以捕获图像的成像传感器；用于将热量从成像传感器带走的散热器基板，成像传感器布置在散热器基板上；连接到散热器基板的热辐射板；将摄像模块、散热器基板和热辐射板容纳在其内部的外壳，外壳包围显示器。热辐射板是使热量穿过显示器或外壳向电气装置的外部辐射的超材料。

Description

电气装置

技术领域

本发明涉及一种电气装置。

背景技术

近年来，移动电话或智能手机等电气装置具有高帧率的图像传感器。在电气装置中，长曝光用于获得良好的低光性能。此外，视频模式开始在电气装置中频繁使用。电气装置的高架摄像模块已经开始使用1/1.4英寸或更大尺寸的图像传感器。使用这种大尺寸图像传感器的电气装置适合于执行视频模式。

例如，诸如5G智能手机之类的电气装置具有发热问题。尤其是5G智能手机的摄像模块，存在图像传感器发热的问题。图像传感器的传感器噪声是由于图像传感器的发热增加所致。因此，来自图像传感器模块的发热的减少降低了传感器噪声。传感器噪声降低了5G智能手机生成的图像质量。

然而，没有有效的解决方案来减少来自图像传感器模块的发热以降低传感器噪声。由于5G智能手机外壳温度高，图像传感器不能减少其本身的发热。

发明内容

本公开旨在解决上述技术问题中的至少一个。因此，本公开需要提供一种电气装置。

根据本公开，一种电气装置可以包括：

显示器；

位于显示器的背侧的摄像模块，摄像模块包括光学透镜和用于感测通过光学透镜的光来捕获图像的成像传感器；

用于将热量从成像传感器带走的散热器基板，成像传感器布置在散热器基板上；

连接到散热器基板的热辐射板；以及

外壳，外壳将摄像模块、散热器基板、和热辐射板容纳在其内部，外壳包围显示器，

其中，热辐射板是使热量穿过显示器或外壳向电气装置的外部辐射的超材料。

在一些实施例中，超材料可以响应于从散热器基板传递的热量而辐射电磁波。

在一些实施例中，从超材料发射的电磁波可以穿过显示器的滤色器。

在一些实施例中，电磁波可以是红外线。

在一些实施例中，超材料的电磁波的发射率的峰值频带可以与外壳或显示器的吸收系数的峰值频带不同。

在一些实施例中，热辐射板可以具有面向外壳的辐射表面和面向散热器基板的连接表面。

在一些实施例中，可以在热辐射板的辐射表面上形成周期性地布置的多个孔。

在一些实施例中，孔的深度可以为4μm，孔的内径可以为3μm，并且孔的排列周期可以为5μm。

在一些实施例中，超材料的厚度可以在10μm至200μm的范围内。

在一些实施例中，成像传感器可以布置在散热器基板上。

在一些实施例中，电气装置还可包括第一粘胶层以及第二粘胶层，第一粘胶层将成像传感器与散热器基板结合，第二粘胶层将散热器基板和热辐射板结合。

在一些实施例中，散热器基板可以具有面向成像传感器的第一表面和面向超材料的第二表面，

其中，散热器基板的第一表面通过第一粘胶层连接至成像传感器的背面，且

其中，热辐射板的连接表面通过第二粘胶层连接至散热器基板的第二表面。

在一些实施例中，第一粘胶层和第二粘胶层可以具有导热性。

在一些实施例中，热辐射板的辐射表面可以与外壳的内面分离。

在一些实施例中，热辐射板的辐射表面可以与外壳的内面接触。

在一些实施例中，热辐射板的辐射表面可以与显示器的内面分离。

在一些实施例中，热辐射板的辐射表面可以与显示器的内面接触。

在一些实施例中，外壳可以包括面向显示器的主体部分和位于主体部分周围的外周部分，并且

其中，显示器与外壳的外周部分结合，使得显示器的显示表面的背侧面向外壳的主体部分的内表面。

在一些实施例中，电气装置还可以包括检测角速度的陀螺仪传感器和驱动摄像模块的驱动集成电路(IC)，

其中，散热器基板将热量从陀螺仪传感器和驱动IC带走。

在一些实施例中，陀螺仪传感器和驱动IC可以布置在散热器基板上。

在一些实施例中，热辐射板可以被放置在散热器基板与外壳或显示器的内面之间。

在一些实施例中，散热器基板可以是不锈钢(SUS)基板或Cu基板。

在一些实施例中，超材料可以由Al制成。

在一些实施例中，外壳可以由塑料或玻璃制成。

在一些实施例中，显示器可以包括玻璃面板。

在一些实施例中，摄像模块可以包括控制光学透镜的致动器。

附图说明

从以下参考附图的描述中，本公开的实施例的这些和/或其他方面和优点将变得明显并且更容易理解，其中：

图1是示出根据本公开的实施例的电气装置的前侧(显示侧)的外部配置的示例的图；

图2是示出根据本公开的实施例的电气装置的背侧(外壳侧)的外部配置的示例的图；

图3是示出沿图1的电气装置的线X-X截取的电气装置的横截面的示例的截面图；

图4是示出聚焦在图2所示的电气装置的摄像模块附近的配置的示例的平面图；

图5A是示出聚焦在摄像模块附近的配置的示例的截面图；

图5B是示出聚焦在摄像模块附近的配置的另一示例的截面图；

图6A是示出作为超材料的热辐射板的外观的示例的平面图；

图6B是示出沿图6A的热辐射板的线Y-Y的热辐射板的横截面配置的示例的截面图；

图7是示出作为超材料的热辐射板的热辐射模型的示例的图；

图8是示出超材料的发射率与波长之间的关系以及环氧树脂的吸收系数与波长之间的关系的示例的图；以及

图9是示出聚焦在摄像模块、陀螺仪传感器、和驱动IC附近的配置的修改的平面图。

具体实施方式

将详细描述本公开的实施例，并且将在附图中示出实施例的示例。在整个说明书中，相同或相似的元件以及具有相同或相似功能的元件由相同的附图标记表示。在此参考附图描述的实施例是解释性的，其目的在于说明本公开，而不应被解释为限制本公开。

[电气装置100]

图1是示出根据本公开的实施例的电气装置100的前侧(显示侧)的外部配置的示例的图。另外，图2是示出根据本公开的实施例的电气装置100的背侧(外壳侧)的外部配置的示例的图。另外，图3是示出沿着图1的电气装置的线X-X的电气装置100的横截面的示例的截面图，图4是示出聚焦在电气装置100的摄像模块10附近的配置的示例的平面图。

如图1至图4所示，电气装置100包括摄像模块10、外壳11、显示器12、散热器基板H、和热辐射板M。

例如，电气装置100可以是智能手机。特别地，智能手机是第5代(5G)智能手机。

然而，电气装置100可以是各种设备，诸如多功能移动设备、笔记本电脑、台式计算机、平板计算机等。

[显示器12]

显示器12基本上是透明的，并且基本上覆盖电气装置100的前表面的所有区域。换句话说，显示器12几乎覆盖电气装置100的整个前表面，并且它被称为全覆盖显示器或显示器下相机。

显示器12包括用于显示图像的多个电子元件。例如，显示器20可以包括多个电气元件，例如开关元件、发光元件、电容器、导线等。

显示器12不限于由有机发光二极管形成的显示器，而是可以由诸如液晶显示器(LCD)等的其它类型的透明显示器形成。此外，显示器12包括玻璃面板。玻璃面板不被电磁屏蔽。

[外壳11]

如图1至3所示，外壳11包括面向显示器12的主体部分11a和位于主体部分11a周围的外周部分11b。

此外，显示器12与外壳11的外周部分11b结合，使得显示器12的显示表面(外表面)的背侧(内表面)面向外壳11的主体部分11a的内表面111。

另外，如图1至图3所示，外壳11将摄像模块10、散热器基板H、和热辐射板M容纳在其内部。

另外，优选地，选择不被电磁屏蔽的材料作为外壳11的材料。因此，例如，外壳11由诸如环氧树脂之类的塑料或玻璃制成。

[摄像模块10]

摄像模块10位于显示器12的后面。在实施例中，摄像模块10位于显示器12的背侧，并位于图1至图3的电气装置100的上部区域的中心。特别是，如图3所示，摄像模块10置于散热器基板H上。

图5A是示出聚焦在摄像模块10附近的配置的示例的截面图。另外，图5B是示出聚焦在摄像模块10附近的配置的另一示例的截面图。

如图5A和5B所示，摄像模块10包括光学透镜L和用于感测通过光学透镜L的光以捕获图像的成像传感器S。

光学透镜L可以包括一个或多个透镜。光学透镜L聚集已经通过光学透镜L的光，并将光聚焦在成像传感器S上。成像传感器S感测该光以创建图像。

另外，如图5A和5B所示，摄像模块10还包括控制光学透镜L的致动器ACT(例如，AF：自动对焦，OIS：光学图像稳定器等)。

[散热器基板H]

如图3所示，成像传感器S布置在散热器基板H上。散热器基板H将热量从成像传感器S带走。例如，散热器基板H可为不锈钢(SUS)基板或Cu基板。

特别地，如图5A和5B所示，电气装置100还包括第一粘胶层AD1和第二粘胶层AD2。第一粘胶层AD1结合成像传感器S和散热器基板H。第二粘胶层AD2结合散热器基板H和热辐射板M。

如图5A和图5B所示，散热器基板H具有面向成像传感器的第一表面H1和面向热辐射板M的第二表面H2，第一表面H1与第二表面H2相对。另外，散热器基板H的第一表面H1通过第一粘胶层AD1连接至成像传感器S的背面。另外，热辐射板M的连接表面M2通过第二粘胶层AD2连接到散热器基板H的第二表面H2。

例如，第一粘合剂层AD1和第二粘合剂层AD2具有导热性。因此，热量从图像传感器S通过散热器基板H传递到热辐射板M。

[热辐射板M]

如图3所示，热辐射板M被放置在散热器基板H和显示器12的内面121之间(图5A)。然而，作为修改，热辐射板M可以被放置在散热器基板H和外壳11的内面111之间(图5B)。另外，如图3所示，热辐射板M连接到散热器基板H。

热辐射板M是将热量穿过显示器12或外壳11向电气装置100的外部辐射的超材料，例如，超材料M由Al制成。超材料响应于从散热器基板H传递的热量而辐射电磁波。例如，电磁波是红外线。

另外，例如，从热辐射板(超材料)M发射的电磁波穿过显示器12的滤色器。例如，超材料M的电磁波的发射率的峰值频带与显示器12或外壳10的吸收系数的峰值频带不同。

特别地，如图5A和5B所示，热辐射板(超材料)M具有面向外壳的辐射表面M1和面向散热器基板H的连接表面M2。

例如，如图5A所示，热辐射板M的辐射表面M1可与显示器12的内面121接触。然而，作为修改，热辐射板M的辐射表面M1可与显示器12的内面分离。

另一方面，如图5B所示，作为变型，热辐射板的辐射表面M1可与外壳11(主体11a)的内面111接触。然而，作为修改，热辐射板M的辐射表面M1可与外壳11的内面111分离。

图6A是表示作为超材料的热辐射板M的外观的示例的平面图。另外，图6B是示出沿图6A的热辐射板M的线Y-Y的热辐射板M的横截面配置的示例的截面图。另外，图7是示出作为超材料的热辐射板M的热辐射模型的示例的图。

如图6A和6B所示，在热辐射板(超材料)M的辐射表面M1上形成周期性排列的多个孔Z。

例如，如图6B所示，孔Z的深度Z1例如为4μm，孔Z的内径Z2例如为3μm，孔Z的排列周期Z3例如为5μm。另外，如图6B所示，例如，超材料的厚度Z4在10μm至200μm的范围内。如上所述，超材料由Al制成。

如图7所示，热辐射板M是将热量穿过显示器12或外壳11向电气装置的外部辐射的超材料。

热辐射板(超材料)M响应于从散热器基板H传递的热量而辐射电磁波(例如，红外线)。从热辐射板(超材料)M发射的电磁波穿过显示器12的滤色器。

如上所述，超材料M的电磁波的发射率的峰值频带与显示器12或外壳11的吸收系数的峰值频带不同。

换句话说，热辐射板M将热量从辐射表面M1经由显示器12或外壳11向电气装置100的外部辐射。

[物理特性和有益效果]

图8是示出超材料的发射率与波长的关系、以及环氧树脂的吸收系数与波长的关系的示例的图。

如图8所示，超材料的发射峰被分成两个。由于这两个峰存在于环氧树脂的低吸收区域中，因此对超材料的热辐射的影响低。

该超材料在3μm至6μm波长范围内具有高发射峰，而该超材料在其它波长范围内具有非常低的热发射率。即，该超材料具有高的波长选择性。

因此，热辐射板(超材料)可以使用波长对塑料和玻璃透明的3μm至6μm红外波长来辐射热量。然而，3μm至6μm的红外波长对于金属不能是透明的。

5G智能手机外壳总是使用玻璃/或塑料外壳，因为它们对毫米波是透明的。

如上所述，在电气装置100中，热辐射板(超材料)M的电磁波的发射率的峰值频带与显示器12或外壳10的吸收系数的峰值频带不同。因此，从热辐射板(超材料)M发射的电磁波穿过显示器12或外壳10。

换句话说，热辐射板(超材料)M通过发射电磁波而将发热穿过外壳11或显示器12辐射到电气装置100的外部。

因此，来自图像传感器S的发热不会留在诸如智能电话之类的电气装置100中。因此，可以减少图像传感器S的发热，并且实现低传感器噪声。

另外，由于热辐射板M为约200μM且薄。因此，可以减小摄像模块10、散热器基板H、和热辐射板M的总高度。

[修改的示例]

图9是示出聚焦在摄像模块10、陀螺仪传感器13和驱动IC 14附近的配置的修改的平面图。

如图9所示，电气装置100还可以包括检测角速度的陀螺仪传感器13。例如，如图9所示，陀螺仪传感器13布置在散热器基板H上。此外，散热器基板H将热量从陀螺仪传感器13带走。

此外，如图9所示，电气装置100还可包括驱动IC(Integrated Circuit，集成电路)14，驱动IC 14驱动摄像模块10，例如，如图9所示，驱动IC 14布置在散热器基板H上。此外，散热器基板H将热量从驱动IC 14上带走。

在某些情况下，陀螺仪传感器13位于传感器的散热基板H上。陀螺仪传感器信号在传感器快门打开时具有由于热偏差而引起的低频漂移。

这种漂移导致OIS的位置波动，并且由于OIS的位置变化，特别是在长曝光的情况下，所捕获的图像具有模糊。

因此，如果散热器基板H能够减少发热，则陀螺仪传感器13也能够减少发热，从而能够减少漂移。

在本公开的实施例的描述中，应当理解，诸如“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“顺时针”、和“逆时针”的术语应当被解释为指代如所讨论的附图中所描述或示出的取向或位置。这些相对术语仅用于简化本公开的描述，而不指示或暗示所提及的装置或元件必须具有特定取向，或在特定取向中构造或操作。因此，这些术语不能被解释为限制本公开。

另外，诸如“第一”和“第二”之类的术语在本文中用于描述的目的，并且不旨在指示或暗示相对重要性或意义或暗示所指示的技术特征的数量。因此，用“第一”和“第二”限定的特征可以包括一个或多个这种特征。在本公开的描述中，“多个”意味着两个或多于两个，除非另有说明。

在本公开的实施例的描述中，除非另外指定或限制，否则术语“安装”、“连接”、“耦接”等被广泛地使用，并且可以是例如固定连接、可拆卸连接、或一体连接；还可以是机械或电连接；还可以是直接连接或经由中间结构的间接连接；还可以是两个元件的内部通信，这可以由本领域技术人员根据特定情况来理解。

在本公开的实施例中，除非另外指定或限制，其中第一特征在第二特征“上”或“下”的结构可以包括其中第一特征与第二特征直接接触的实施例，并且还可以包括其中第一特征和第二特征彼此不直接接触，而是经由形成在其间的附加特征接触的实施例。此外，第一特征在第二特征“上”、“上方”或“顶部”可包括第一特征在第二特征的正或倾斜“上”、“上方”或“顶部”的实施例，或仅意味着第一特征所处的高度高于第二特征的高度；而第一特征在第二特征“下”、“下方”或“底部”可包括第一特征在第二特征的正或倾斜“下”、“下方”或“底部”的实施例，或仅意味着第一特征所处的高度低于第二特征的高度。

在以上描述中提供了各种实施例和示例以实现本公开的不同结构。为了简化本公开，以上描述了特定元件和设置。然而，这些元件和设置仅作为示例，而不是要限制本公开。此外，在本公开中，参考数字和/或参考字母可以在不同的示例中重复。这种重复是为了简化和清楚的目的，而不是指不同实施例和/或设置之间的关系。此外，本公开中提供了不同过程和材料的示例。然而，本领域技术人员将理解，也可以应用其它过程和/或材料。

在整个说明书中，对“实施例”、“一些实施例”、“示例性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的引用意味着结合实施例或示例描述的特定特征、结构、材料或特性被包括在本公开的至少一个实施例或示例中。因此，在整个说明书中出现的上述短语不一定是指本公开的相同实施例或示例。此外，特定特征、结构、材料或特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例或示例中。

流程图中描述的或本文以其他方式描述的任何过程或方法可以被理解为包括用于实现过程中的特定逻辑功能或步骤的可执行指令的代码的一个或多个模块、片段或部分，并且本公开的优选实施例的范围包括其他实现方式，其中本领域技术人员应当理解，可以以与所示或所讨论的顺序不同的顺序来实现功能，包括以基本上相同的顺序或以相反的顺序。

在此以其他方式描述的或在流程图中示出的逻辑和/或步骤，例如用于实现逻辑功能的可执行指令的特定序列表，可以在任何计算机可读介质中具体实现，以供指令执行系统、设备或装置(例如基于计算机的系统，该系统包括能够从指令执行系统、设备和装置获得指令并执行该指令的处理器或其他系统)使用，或者与指令执行系统、设备和装置结合使用。关于说明书，“计算机可读介质”可以是适于包括、存储、通信、传播或传输由指令执行系统、设备或装置使用或与指令执行系统、设备或装置结合使用的程序的任何设备。计算机可读介质的更具体的示例包括但不限于：具有一条或多条导线的电子连接(电子设备)、便携式计算机外壳(磁设备)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤设备和便携式光盘只读存储器(CDROM)。此外，计算机可读介质甚至可以是能够在其上打印程序的纸张或其它适当介质，这是因为，例如，当需要以电子方式获得程序时，可以对纸张或其它适当介质进行光学扫描，然后进行编辑、解密或利用其它适当方法进行处理，然后可以将程序存储在计算机存储器中。

应当理解的是，本公开的每个部分可以通过硬件、软件、固件或其组合来实现。在上述实施例中，多个步骤或方法可以由存储在存储器中并由适当的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果它由硬件实现，同样在另一个实施例中，步骤或方法可以通过本领域已知的以下技术中的一个或组合来实现：具有用于实现数据信号的逻辑功能的逻辑门电路的分立逻辑电路、具有适当组合逻辑门电路的专用集成电路、可编程门阵列(PGA)、现场可编程门阵列(FPGA)等。

本领域技术人员应当理解，本公开的上述示例性方法中的所有或部分步骤可以通过用程序命令相关硬件来实现。程序可以存储在计算机可读存储介质中，并且当在计算机上运行时，程序包括本公开的方法实施例中的步骤中的一个或组合。

此外，本公开实施例的各功能单元可以集成在一个处理模块中，或者这些单元可以是单独的物理存在，或者两个或多个单元集成在一个处理模块中。集成模块可以以硬件的形式或以软件功能模块的形式实现。当集成模块以软件功能模块的形式实现并作为独立产品出售或使用时，集成模块可存储在计算机可读存储介质中。

上述存储介质可以是只读存储器、磁盘、CD等。

尽管已经示出和描述了本公开的实施例，但是本领域技术人员应当理解，这些实施例是说明性的，不能解释为限制本公开，并且在不脱离本公开的范围的情况下，可以对这些实施例进行改变、修改、替换和变化。

Claims (26)

1.一种电气装置，包括：

显示器；

位于所述显示器的背侧的摄像模块，所述摄像模块包括光学透镜和用于感测通过所述光学透镜的光来捕获图像的成像传感器；

用于将热量从所述成像传感器带走的散热器基板，所述成像传感器布置在所述散热器基板上；

连接到所述散热器基板的热辐射板；以及

外壳，所述外壳将所述摄像模块、所述散热器基板、和所述热辐射板容纳在其内部，所述外壳包围所述显示器，

其中，所述热辐射板是使热量穿过所述显示器或所述外壳向所述电气装置的外部辐射的超材料。

2.根据权利要求1所述的电气装置，其中，所述超材料响应于从所述散热器基板传递的热量而辐射电磁波。

3.根据权利要求1所述的电气装置，其中，从所述超材料发射的电磁波穿过所述显示器的滤色器。

4.根据权利要求2所述的电气装置，其中，所述电磁波是红外线。

5.根据权利要求2所述的电气装置，其中，所述超材料的电磁波的发射率的峰值频带与所述外壳或所述显示器的吸收系数的峰值频带不同。

6.根据权利要求2所述的电气装置，其中，所述热辐射板具有面向所述外壳的辐射表面和面向所述散热器基板的连接表面。

7.根据权利要求6所述的电气装置，其中，在所述热辐射板的辐射表面上形成周期性地布置的多个孔。

8.根据权利要求7所述的电气装置，其中，所述孔的深度为4μm，所述孔的内径为3μm，并且所述孔的排列周期为5μm。

9.根据权利要求7所述的电气装置，其中，所述超材料的厚度在10μm至200μm的范围内。

10.根据权利要求1所述的电气装置，其中，所述成像传感器布置在所述散热器基板上。

11.根据权利要求6所述的电气装置，还包括

第一粘胶层，所述第一粘胶层将所述成像传感器与所述散热器基板结合，以及

第二粘胶层，所述第二粘胶层将所述散热器基板和所述热辐射板结合。

12.根据权利要求11所述的电气装置，其中，

所述散热器基板具有面向所述成像传感器的第一表面和面向所述超材料的第二表面，

所述散热器基板的所述第一表面通过所述第一粘胶层连接至所述成像传感器的背面，并且

所述热辐射板的所述连接表面通过所述第二粘胶层连接至所述散热器基板的所述第二表面。

13.根据权利要求12所述的电气装置，其中，所述第一粘胶层和所述第二粘胶层具有导热性。

14.根据权利要求12所述的电气装置，其中，所述热辐射板的所述辐射表面与所述外壳的内面分离。

15.根据权利要求12所述的电气装置，其中，所述热辐射板的所述辐射表面与所述外壳的内面接触。

16.根据权利要求12所述的电气装置，其中，所述热辐射板的所述辐射表面与所述显示器的内面分离。

17.根据权利要求12所述的电气装置，其中，所述热辐射板的所述辐射表面与所述显示器的内面接触。

18.根据权利要求1所述的电气装置，其中，

所述外壳包括面向所述显示器的主体部分和位于所述主体部分周围的外周部分，并且

所述显示器与所述外壳的所述外周部分结合，使得所述显示器的显示表面的背侧面向所述外壳的所述主体部分的内表面。

19.根据权利要求1所述的电气装置，还包括检测角速度的陀螺仪传感器和驱动所述摄像模块的驱动集成电路(IC)，

其中，所述散热器基板将热量从所述陀螺仪传感器和所述驱动IC带走。

20.根据权利要求19所述的电气装置，其中，所述陀螺仪传感器和所述驱动IC布置在所述散热器基板上。

21.根据权利要求1所述的电气装置，其中，所述热辐射板布置在所述散热器基板与所述外壳或所述显示器的内面之间。

22.根据权利要求1所述的电气装置，其中，所述散热器基板是不锈钢(SUS)基板或Cu基板。

23.根据权利要求1所述的电气装置，其中，所述超材料由Al制成。

24.根据权利要求1所述的电气装置，其中，所述外壳由塑料或玻璃制成。

25.根据权利要求1所述的电气装置，其中，所述显示器包括玻璃面板。

26.根据权利要求1所述的电气装置，其中，所述摄像模块包括控制所述光学透镜的致动器。

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