CN1723688A - 导光单元以及具备其的图像读取装置 - Google Patents

Abstract

导光单元(U)具有导光体(5)的一部分(Sb)以及另一部分(58a)在相互交叉的x、y方向上相对于反射体(6)的第一部件(60A)的第一以及第二嵌合装置(64)、(64a)嵌合的结构。在第一部件(60A)的第三以及第四嵌合装置(64b)、(64c)上，反射体(6)的第二部件(60B)的一部分(65b)以及另一部分(65c)在x、y方向上嵌合。通过这样的结构，反射体(6)可以不与导光体(5)简单地分离，而可以可靠地将它们组装。

Description

导光单元以及具备其的图像读取装置

技术领域

本发明涉及被组装到传真装置和各种扫描装置上而用于读取原稿图像的图像读取装置，以及被用作该图像读取装置的构成部件的适宜的导光单元。

背景技术

作为现有图像读取装置的一个例子，有被记载在特开平11-52136号公报中的装置。该图像读取装置如图9所示那样，具有在盒体90内收容有LED芯片91，导光体92、反射体93、透镜阵列94以及多个传感器IC芯片95的结构。导光体92呈沿着主扫描方向(与纸面方向垂直的方向)延伸的棒状，具有透光性。该导光体92构成为，若从LED芯片91发出的光从光入射面92a向内部行进，则该光被一对侧面92c所反射而从光射出面92b向原稿D的读取线L射出。光射出面92b沿着导光体92的长度方向延伸。所以，可以向原稿D的读取线L的整体适宜地照射光。

上述光被原稿D所反射，入射到透镜阵列94。这样一来，上述光聚集在多个传感器IC芯片95上，与原稿D的读取线L相对应的部位的图像在传感器IC芯片95上结合。多个传感器IC芯片95具有光电变换功能，输出与受光量相对应的输出量级的图像信号。通过这样一系列的作用，可以进行与原稿D的读取线L相对应部位的图像的读取。

反射体93起到了防止从导光体92的一对侧面92c泄漏光的作用，被在副扫描方向上夹着导光体92的第一以及第二部件93a、93b所分割。在采用这种分隔结构的情况下，第一以及第二部件93a、93b与导光体92容易发生位置偏移，是不够理想的。

所以，现阶段，如图10所示的那样，在导光体92上设置多个孔部96a、96b，同时，在第一以及第二部件93a、93b上设置多个突起97a、97b，以使它们嵌合。

但是，在上述现有技术中，具有以下问题。

即，因为突起97a、97b只是从导光体92的两侧与孔部96a、96b嵌合，所以容易从导光体92的两侧脱出。所以，当将导光体92以及反射体93组装到盒体90内来处理它们时，第一以及第二部件93a、93b从导光体92分离，有时会对那些组装作业产生妨碍。此外，当在导光体92上组装反射体93的情况下，例如当在导光体92上安装第一部件93a之后，再安装第二部件93b时，有必要可靠地保持导光体92和第一部件93a而不使它们分离。所以，安装导光体92和反射体93的作业也变得麻烦。

如果提高孔部96a、96b与突起97a、97b之间的嵌合精度，使它们紧密地嵌合的话，则可以抑制上述问题。但是即使采用这样的手段，也不能可靠地防止突起97a、97b从孔部96a、96b脱出，有时还会发生第一以及第二部件93a、93b从导光体92分离的情况。虽然可以考虑使用粘结剂将导光体92与反射体93粘接，但是依靠这样的方法，由于增加了粘结剂的涂敷工序，所以使得生产效率降低。另外，若粘结剂付着在导光体92上，则那部分的光反射情况与其他部分不同，所以导光体92的光学特性有可能被变坏。

发明内容

本发明的目的在于提供能够适当地消除或者抑制上述问题的导光单元以及图像读取装置。

根据本发明的第一方面所提供的导光单元，设置有导光体和反射体，上述导光体具有用于从光源接收光的光入射面、沿着规定的x方向延伸并且用于将从上述光入射面向该导光体内行进的光向外部射出的光射出面、以及与该光射出面连接并沿着x方向延伸的一对侧面，上述反射体具有在与x方向交叉的y方向上夹持上述导光体、并且覆盖上述一对侧面的第一部件以及第二部件，其中，上述导光单元的特征在于：上述第一部件具有：与上述导光体的一部分在y方向上嵌合的第一嵌合装置、与上述导光体的另外一部分在x方向上嵌合的第二嵌合装置、与上述第二部件的一部分在y方向上嵌合的第三嵌合装置、以及与上述第二部件的另外一部分在x方向上嵌合的第四嵌合装置。

优选上述导光体包括：具有上述光射出面和上述一对侧面的主要区域、以及与该主要区域在x方向上连接的辅助区域，上述辅助区域构成为包括上述光入射面、以及将从上述光入射面向该辅助区域行进的光向着上述主要区域反射的光反射面，从上述辅助区域向着上述主要区域行进的光一边沿着x方向行进一边从上述光射出面向外部射出。

优选上述第一部件具有：与上述导光体相邻并在x方向上延伸的主体部、以及从该主体部向y方向突出、并且相互隔开间隔而相对的第一以及第二壁部，上述第一嵌合装置包含上述第一以及第二的壁部，在这些第一以及第二壁部之间嵌入上述辅助区域。

优选上述第一壁部覆盖上述光反射面。

优选上述主要区域具有朝向x方向的端面、并且上述第一部件具有覆盖上述端面的第三壁部。

优选在上述端面上设置有轴心沿着x方向延伸的第一突起或者孔部，上述第二嵌合装置是以与上述第一突起或者孔部相嵌合的方式而在上述第三壁部上设置孔部或者突起。

优选在上述第二部件的x方向的一端部上设置有轴心沿着y方向延伸的第二突起或者孔部，同时，在上述第二部件的x方向的其他端部上设置有轴心沿着x方向延伸的第三突起或者孔部，上述第三嵌合装置是以与上述第二突起或者孔部嵌合的方式而在第一部件上设置的孔部或者突起，上述第四嵌合装置是以与上述第三突起或者孔部嵌合的方式而在第一部件的第三壁部上设置的孔部或者突起。

优选上述第三壁部可以在x方向上弹性变形。

优选上述反射体具有包围与上述光入射面相对的区域的四周的筒状部。

优选上述第一以及第二部件为白色树脂制的。

由本发明的第二方面提供的图像读取装置，具有光源，用于将从该光源发出的光向原稿读取线照射的导光单元，接收从上述读取线反射的光、并输出图像信号的多个传感器IC芯片，以及收容这些光源、导光单元和多个传感器IC芯片的盒体，其中，上述导光单元具备导光体以及反射体，上述导光体具有用于从光源接收光的光入射面、沿着规定的x方向延伸并且用于将从上述光入射面向该导光体内行进的光向外部射出的光射出面、以及与该光射出面连接并沿着x方向延伸的一对侧面，上述反射体具有在与x方向交叉的y方向上夹持上述导光体、并且覆盖上述一对侧面的第一以及第二部件，其特征在于：上述第一部件具有：与上述导光体的一部分在y方向上嵌合的第一嵌合装置、与上述导光体的另外一部分在x方向上嵌合的第二嵌合装置、与上述第二部件的一部分在y方向上嵌合的第三嵌合装置、以及与上述第二部件的另外一部分在x方向上嵌合的第四嵌合装置。

对于本发明的其他特征以及优点，可以通过以下进行的发明的实施方式的说明而更进一步地明确。

附图说明

图1是表示本发明的图像读取装置的一个例子的截面图。

图2是图1的II-II截面图。

图3是图1的III-III截面图。

图4是图1～3所示的图像读取装置的分解立体图。

图5是表示用于图1～3所示图像读取装置的导光体的局部剖视的立体图。

图6是图5所示导光体的作用说明图。

图7是表示用于图1～3所示图像读取装置的导光单元的局部剖视的分解立体图。

图8是表示本发明的导光单元的其他例子的局部剖视的分解立体图。

图9是表示图像读取装置的现有例的截面图。

图10是表示导光单元的现有例的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的最优实施方式进行具体说明。

图1～图4表示本发明的图像读取装置的一个例子。如图2所很好地表示那样，本实施方式的图像读取装置A具有用于将从光源4发出的光向读取线L引导的的导光单元U。导光单元U具备导光体5和反射体6，在说明图像读取装置A的整体构造之前，先对那些各个部件的结构进行说明。

导光体5例如是丙烯醛类的树脂制成的，是透明的。该导光体5的各处表面为镜面。若导光体5的表面是镜面，则在将光导入到导光体5内部的情况下，能够使以比被该导光体5的材质所确定的全反射临界角大的角度向该导光体5的表面入射的光全反射。另一方面，能够使以比上述全反射临界角小的角度入射的光透过导光体5的外部。

如图5很好表示的那样，导光体5为沿着该图的x方向的细长棒状，具有辅助区域Sb与主要区域Sa在x方向上连接的结构。x方向相当于图像读取装置A的主扫描方向。辅助区域Sb是用于使从光源4发出的光向主要区域Sa行进的区域，具有从光源4接收光的向下的光入射面50，以及将透过该光入射面50而向该辅助区域Sb内行进的光向主要区域Sa反射那样相对光入射面50倾斜的光反射面51。光反射面51无论是曲面还是平面都可以。

主要区域Sa是起到将来自辅助区域Sb的光向读取线L射出的作用的部分，具有光射出面52、一对侧面53、底面54、以及端面55。光射出面52是以一定宽度在x方向上延伸的细长矩形的平面形状。一对侧面53是与在光射出面52的x方向延伸的两侧边缘相结合，并且夹着该主要区域Sa的厚度方向中心线C1而相互对称的抛物面。通过这样的结构，在从靠近底面54的位置向各个侧面53行进过来的光再被各个侧面53向光射出面52反射的情况下，根据抛物面的特性，可以使上述光与中心线C1近似平行地行进。因此，可以得到抑制从光射出面52射出的光扩散较大的效果。如图3所很好地表示的那样，中心线C1相对辅助区域Sb的宽度方向的中心线C2倾斜。这是为了相对于光入射面50接收来自被配置在其正下方的光源4的光，如图2所很好地表示那样，光射出面52使来自其斜下方位置的光向读取线L射出。

在主要区域Sa的底面54上，在x方向上隔着间隔而设置有多个凹沟56。从而，如图6所示那样，在该导光体5上，若光从辅助区域Sb向主要区域Sa行进，则该光通过反复进行由一对侧面53、底面54以及光射出面52造成的全反射，而向端面55行进。另外，在上述光的行进过程中，入射到规定凹沟56的面，通过按照较大改变其行进方向那样而被反射，产生以比全反射临界角小的入射角入射到光射出面52的光。该光就这样地透过光射出面52。根据这样的原理，在该导光体5上，光一边在主要区域Sa内向端面55行进，一边从光射出面52的各处射出。

如图7中很好地表示的那样，反射体6具有第一以及第二部件60A、60B。它们均为白色合成树脂制成的，它们的外表面的整体的反射率较高。

第一以及第二部件60A、60B具有主体部61A、61B，以在与x方向垂直的y方向上将导光体5从其两侧面夹持的方式而邻接，并在x方向上延伸。在主体部61A、61B上形成有用于与导光体5的一对侧面53对面接触的曲面部分62a。此外，在主体部61A上也形成有用于与导光体5的底面54对面接触的细长的平面部62b。

在主体部61A上，连续设置有从该主体部61A向y方向突出的第一至第三壁部63A～63C。第一壁部63A形成为能够覆盖导光体5的光反射面51。第二壁部63B形成为能够支持辅助区域Sb的底面部分。第一以及第二壁部63A、63B构成本发明所谓的第一嵌合装置，可以在这些第一以及第二壁部63A、63B的间隙64嵌入导光体5的辅助区域Sb。

第一以及第二壁部63A、63B，如图1中很好地表示的那样，具有比光入射面50更向下方延伸、且相隔着间隔而相对的延伸部63A’、63B’。在第一以及第二部件60A、60B的x方向上的各自的一个端部，如图3中很好地表示的那样，具有与辅助区域Sb的两侧面57接触的部分，以及比光入射面50更向下方延伸且相互隔着间隔而相对的延伸部60A’、60B’。四个延伸部分60A’、60B’、63A’、63B’构成筒状部，该筒状部包围配置光入射面50下方的光源4的区域的四方。

如图7中很好地表示的那样，在第一部件60A上形成有三个孔部64a～64c。它们相当于本发明中所指的第二至第四嵌合装置的一个例子。孔部64a、64c以各自的轴心向着x方向延伸的方式而被设置在第三壁部63C上。在导光体5的的端面55以及第二部件60B的x方向的一个端部的端面上设置有轴心沿着x方向延伸的突起58a、65c，这些突起58a、65c分别与孔部64a、64c嵌合。孔部64b以其轴心沿着y方向延伸的方式而被设置在第一壁部63A上。在第二部件60B的x方向的另一端部上设置有轴心沿着y方向延伸的突起65b，该突起65b与孔部64b嵌合。孔部64a～64c既可是贯通孔也可是非贯通孔。第三壁部63C与导光体5的端面55对面接触，起到防止光从该端面55向外部泄露的作用。该第三壁部63C可以与主体部60A相对而沿着图7的箭头Na所示的方向依靠弹性恢复力进行弹性变形。

接下来，对图像读取装置A的其他部分的结构进行说明。

如图2中很好地表示的那样，图像读取装置A除了导光单元U以及光源4之外，还具有盒体1、透明板2、基板3、透镜阵列7以及多个传感器IC芯片8。

盒体1例如是黑色合成树脂制成的，该盒体1的各个部分的面为光反射率较低的黑色。在盒体1的内部收容有光源4、导光单元U、透镜阵列7以及多个传感器IC芯片8。基板3被安装在盒体1的底部，在该基板3的上面安装有光源4以及多个传感器IC芯片8。

透明板2是玻璃或者合成树脂制成的，被安装在盒体1的上面，起到支持并引导原稿D的作用。在该透明板2的上面配置有压紧辊P，通过该压紧辊P的转动，使得原稿D一边与透明板2的表面相接触一边被向副扫描方向搬运。在透明板2的上面部分中，透镜阵列7的正上方位置相当于读取线L。

光源4是所谓的点状光源，具有将发红、绿、蓝(R、G、B)的各色光的三种LED芯片一起收容在具有透光性能的树脂包内的结构。根据这样的结构，可以对应彩色图像的读取。但是，作为光源4也可以按照对应黑白图像读取的方式，采用发白光或者发与之不同的别的颜色的单色光的LED那样的结构。该光源4被设置在基板3的靠近长度方向的一个端部的位置上。

导光单元U通过被嵌入在盒体1上形成的凹部11而被安装到盒体1上。导光体5的光入射面50位于光源4的正上方，同时，采用光射出面52可以从读取线L的斜下方向读取线L照射光那样的配置。反射体6的第一部件60A具有不比导光体5的光射出面52更向上方突出的高度。第二部件60B采用不比光射出面52更向透镜阵列7伸出那样的结构。根据这样的构成，因为是在从光射出面52到读取线L为止的光路周围不存在反射体6的一部分的结构，所以，从光射出面52射出而被原稿D反射的光的一部分被反射体6向读取线L反射后，可以防止不适当地向透镜阵列7入射的现象的发生。产生上述现象会导致读取图像的质量的恶化，而在本实施方式中，能够防止这样的不良情况的发生。在透镜阵列7与导光单元U之间被盒体1的隔离壁部13所分开，该隔离壁部13的上面13a以在副扫描方向上朝向与读取线L相对的方向相反的方向的方式而倾斜。根据这样的结构，可以防止被原稿D反射的光因隔离壁部13而向读取线L反射。

透镜阵列7用于通过使被照射到读取线L上而被原稿D反射的光聚集，来使原稿D的图像在传感器IC芯片8的表面上结合。作为该透镜阵列7，例如可以使用具有使原稿D的图像正立等倍数地结合的多个柱状透镜、以及将它们排成列状而保持的树脂制夹持器的透镜阵列。该透镜阵列7被嵌入在盒体1上形成的沟部12。

多个传感器IC芯片8在透镜阵列7的下方被设置为沿着主扫描方向延伸的列状。各个传感器IC芯片8具有多个受光元件80，构成为若依靠多个受光元件80接收被透镜阵列7所聚集的光，则进行光电变换，输出与受光量相对应的输出量级的图像信号。

接下来，对上述结构的图像读取装置A以及导光元件U的作用进行说明。

首先，若点亮光源4，则如所述那样，从光源4发出的光从导光体5的光入射面50向导光体5的辅助区域Sb内行进后，向主要区域Sa行进，从光射出面52射出。由于该光被照射到原稿D的读取线L上，其反射光经过透镜阵列7被多个传感器IC芯片8所接收，所以能够得到与原稿D的读取线L的图像相对应的图像信号。该图像信号被输出到与该图像读取装置A相连的外部装置(省略图示)上。

反射体6覆盖导光体5的辅助区域Sb的光入射面50以外的部分、以及主要区域Sa的光射出面52以外的部分，有效地防止光从这些部分泄漏。因此，对于读取线L的照明效率高，可以得到高质量的明亮的读取图像。另外，如图1以及图3所示的那样，因为反射体6的四个延伸部分60A’、60B’、63A’、63B’构成为包围从光源4到光入射面50为止的光路的筒状部，所以从光源4发出的光在导光体5内高效率地行进，由此照明效率也进一步得到提高。

导光单元U的组装可以按照以下的步骤进行。即，在图7所示的状态下，首先在反射体6的第一部件60A上安装导光体5。该安装是在将导光体5的辅助区域Sb嵌入第一以及第二壁部63A、63B的间隙64的同时，通过将突起58a嵌入孔部64a来进行的。如果通过将第三壁部63C向图7的箭头Nb方向推压而使其弯曲来扩大该第三壁部63C与间隙64之间的距离的话，则能够避免突起58a与第三壁部63C之间的干涉，而使突起58a顺利地嵌入孔部64a。通过上述嵌合作业，可以使导光体5保持在第一部件60A上。由于突起58a和孔部64a在x方向上嵌合，所以导光体5不容易从第一部件60A上沿着y方向脱出。

接下来，使反射体6的第二部件60B的突起65b、65c嵌入第一部件60A的孔部64b、64c。在进行该作业时，通过将第三壁部63C向箭头Nb方向推压而使其弯曲，能够避免突起65c与第三壁部63C之间的干涉，来使这些嵌合作业顺利地进行。若进行上述嵌合，则能够相对于反射体6的第一部件60A安装保持第二部件60B。由于突起65c和孔部64c在x方向上嵌合，所以第二部件60B不容易从第一部件60A上沿着y方向脱出。

如上述那样，导光单元U通过向反射体6的第一部件60A依次地安装导光体5以及第二部件60B，而能够简单地进行组装。导光体5以及第二部件60B由于能够以不易沿着y方向脱出的方式而安装到第一部件60A上，所以在处理该导光单元U时，因为不注意而造成它们分离的危险变小，可以适宜地进行将导光单元U安装到盒体1上的作业。

图8表示本发明的导光单元的其他实施方式。在该图中，对于与上述实施方式相同或者类似的要素，标注与上述实施方式相同的符号。

在该图中表示的导光单元Ua中，在反射体6的第一部件60A上设置有三个突起64a’～64c’。与其相对，在导光体5上设置有与突起64a’相嵌合的孔部58a’，而且在第二部件60B上设置有与突起64b’、64c’相嵌合的孔部65b’、65c’。

该导光单元Ua与上述实施方式的导光单元U相比较的话，是调换了突起和孔部的关系。但是，与导光单元U同样地，可以将导光体5以及第二部件60B以不容易沿着y方向脱出的方式而安装到第一部件60A上。因此，也可以得到与导光单元U同样的效果。由此，如可以理解的那样，在本发明中，被设置在反射体的第一部件上的嵌合装置既可是突起也可是凹部。

本发明并不限于上述实施方式。本发明的导光单元以及图像读取装置的各个部分的具体组成，可以自由地进行各种的设计变更。

例如，作为导光体，也可以使用将导光体下面以外的部分作为光入射面来代替将长度方向的一个端部的下面作为光入射面。另外，作为导光体，例如也可以如图9以及图10所示的现有技术的导光体那样，使用在导光体内部使光沿着该导光体的长度方向行进那样构成的型式。

反射体可以与导光体的形状相对应而形成各种形状。虽然优选反射体按照覆盖在导光体的外表面上除去光入射面以及光射出面的全体那样形成，但是不一定要限定于此。在导光体的外表面上也可以存在未被反射体所覆盖的部分。本发明的反射体，也可以按照至少覆盖与导光体的光射出面相连接的一对侧面那样构成。反射体的材质也可以不是白色树脂制成的。

本发明的图像读取装置，例如也可以作为便携扫描仪型的图像读取装置那样构成来替代使用压紧辊而将原稿在副扫描方向上搬运那样构成的装置。

Claims (11)

1.一种导光单元，设置有导光体和反射体，

所述导光体具有用于从光源接收光的光入射面、沿着规定的x方向延伸并且用于将从所述光入射面向该导光体内行进的光向外部射出的光射出面、以及与该光射出面连接并沿着x方向延伸的一对侧面，

所述反射体具有在与x方向交叉的y方向上夹持所述导光体、并且覆盖所述一对侧面的第一部件以及第二部件，其中，所述导光单元的特征在于：

所述第一部件具有：与所述导光体的一部分在y方向上嵌合的第一嵌合装置、与所述导光体的另外一部分在x方向上嵌合的第二嵌合装置、与所述第二部件的一部分在y方向上嵌合的第三嵌合装置、以及与所述第二部件的另外一部分在x方向上嵌合的第四嵌合装置。

2.如权利要求1所述的导光单元，其特征在于：

所述导光体包括：具有所述光射出面和所述一对侧面的主要区域、以及与该主要区域在x方向上连接的辅助区域，

所述辅助区域包括：所述光入射面、以及将从所述光入射面向该辅助区域行进的光向着所述主要区域反射的光反射面，从所述辅助区域向着所述主要区域行进的光一边沿着x方向行进一边从所述光射出面向外部射出。

3.如权利要求2所述的导光单元，其特征在于：

所述第一部件具有：与所述导光体相邻并在x方向上延伸的主体部、以及从该主体部向y方向突出、并且相互隔开间隔而相对的第一以及第二壁部，

所述第一嵌合装置包含所述第一以及第二的壁部，在这些第一以及第二壁部之间嵌入所述辅助区域。

4.如权利要求3所述的导光单元，其特征在于：

所述第一壁部覆盖所述光反射面。

5.如权利要求3所述的导光单元，其特征在于：

所述主要区域具有朝向x方向的端面、并且所述第一部件具有覆盖所述端面的第三壁部。

6.如权利要求5所述的导光单元，其特征在于：

在所述端面上设置有轴心沿着x方向延伸的第一突起或者孔部，

所述第二嵌合装置是以与所述第一突起或者孔部相嵌合的方式而在所述第三壁部上设置的孔部或者突起。

7.如权利要求6所述的导光单元，其特征在于：

在所述第二部件的x方向的一端部上设置有轴心沿着y方向延伸的第二突起或者孔部，同时，在所述第二部件的x方向的其他端部上设置有轴心沿着x方向延伸的第三突起或者孔部，

所述第三嵌合装置是以与所述第二突起或者孔部嵌合的方式而在第一部件上设置的孔部或者突起，

所述第四嵌合装置是以与所述第三突起或者孔部嵌合的方式而在第一部件的第三壁部上设置的孔部或者突起。

8.如权利要求7所述的导光单元，其特征在于：

所述第三壁部可以在x方向上弹性变形。

9.如权利要求1所述的导光单元，其特征在于：

所述反射体具有包围与所述光入射面相对的区域的四周的筒状部。

10.如权利要求1所述的导光单元，其特征在于：

所述第一以及第二部件为白色的树脂制成。

11.一种图像读取装置，具有光源，用于将从该光源发出的光向原稿读取线照射的导光单元，接收从所述读取线反射的光、并输出图像信号的多个传感器IC芯片，以及收容这些光源、导光单元和多个传感器IC芯片的盒体，其中，

所述导光单元具备导光体以及反射体，

所述导光体具有用于从光源接收光的光入射面、沿着规定的x方向延伸并且用于将从所述光入射面向该导光体内行进的光向外部射出的光射出面、以及与该光射出面连接并沿着x方向延伸的一对侧面，

所述反射体具有在与x方向交叉的y方向上夹持所述导光体、并且覆盖所述一对侧面的第一以及第二部件，其特征在于：

所述第一部件具有：与所述导光体的一部分在y方向上嵌合的第一嵌合装置、与所述导光体的另外一部分在x方向上嵌合的第二嵌合装置、与所述第二部件的一部分在y方向上嵌合的第三嵌合装置、以及与所述第二部件的另外一部分在x方向上嵌合的第四嵌合装置。

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