CN1747029A - 光盘驱动装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种光盘驱动器(175)设有装载并移动聚焦光学元件(215)，以使激光束(240)聚焦在光盘(235)上的音圈马达(220)。所述音圈马达(220)对输入信号(281)作出响应，该响应动作基于校正温度。在所述音圈马达(220)上进行运行温度的温度测量(290)，并计算校正温度和运行温度之间温度差。该温度差用于计算驱动所述音圈马达(220)的输入信号(281)的调节量。

Description

光盘驱动装置及方法

技术领域

本发明涉及光盘驱动装置和方法，更具体地说，本发明涉及光盘驱动器中设有的音圈马达的控制。

背景技术

光盘，例如CD(compact disc)和DVD(digital versatile disc)是计算机可读媒体的形式，它提供数字信息的大量存储。光盘的一侧面可以包含数据，称为数据侧。该数据侧可以是只读的，或者也可以写入。光盘的另一侧面不包含数据，为打印标签而设，因而称为标签侧。在一些具体例中，可以一个侧面或两个侧面供数据和标签使用。

计算机的光盘驱动器(ODD)可用于从光盘数据侧读出和写入。光盘驱动器内包含的光学读取单元(OPU)设有激光头和传感器，以适应读取数据以及可能的写入数据。它们各种ODD和OPU可供使用，并制成专用于在光盘的数据侧进行读出和写入。

使用新出现的技术，OPU组件可用于在为这种打印标签工艺而设的光盘的标签面上产生图像。产生图像的过程包括确定该图像写入的轨道(光盘的一系列同心圆)的步骤以及将在光盘上进行实际图像印刷的聚焦光学元件聚焦的步骤。

ODD一般包括音圈马达(VCM)，该音圈马达用作滑板马达，在径向移动OPU组件至邻近光盘特定轨道的位置。OPU组件也可以包括VCM(音圈马达)，该VCM用作聚焦马达，移动聚焦光学元件至与光盘面垂直的特定位置，例如在一个高于或低于光盘的高度，以聚焦激光束打印标签。VCM对输入信号(电压或电流)作出响应，当加上特定输入信号时移动到特定的位置。因此，当输入信号加在滑板VCM时，OPU组件移至邻近特定的轨道。同时，当输入信号加在聚焦VCM时，聚焦光学元件移动至特定的聚焦位置。VCM一般经过校正，以在特定输入信号施加时移动至特定位置。这种校正是在特定温度下进行。

然而，VCM包括金属绕组，其电导率受温度变化的影响。因此，当VCM受热时，金属绕组的电阻增大，而其电导率降低。因为VCM在特定温度下校正根据一特定输入信号移动至特定位置，没有考虑温度变化可能造成不准确的定位。例如，假如VCM运行在与校正温度不同的温度，一特定的输入信号可能将OPU组件移动至不准确的轨道位置或者将聚焦光学元件移动至不准确的聚焦位置。

因此，对于本发明存在这种需要。

发明内容

光盘驱动器设有音圈马达，该音圈马达上装载并移动聚焦光学元件，使激光束聚焦在光盘上。音圈马达对输入信号作出响应，该响应基于一校正温度。在音圈马达上进行运行温度的温度测量，计算校正温度和运行温度之间差值。该温度差值用于计算驱动音圈马达的输入信号的调节量。

附图说明

以下的详细说明结合附图进行。在附图中，标号的最左位数字表示该标号首次出现的图号。而且，在附图中使用相同的标号来表示相同的特征和部件。

图1是表示本发明一实施例的示范性光盘媒体标志系统的框图，该系统用以测量和调节输入信号值，以控制音圈马达在变化的温度范围进行跟踪和聚焦光学元件的操作。

图2是表示本发明一实施例的阐明用于映射和标签制作和示范性光盘驱动器系统的框图。

图3是表示本发明一实施例的温度调节和标签制作程序的流程图。

具体实施方式

概述

以下讨论用以测量和补偿其上装有用于制作和标示光盘的OPU组件和聚焦光学元件的音圈马达(VCM)的温度变化的系统和方法。

示范性系统环境

图1表示适用于测量和校正音圈马达输入电压值的示范性光盘媒体标示系统100。该标示系统100包括盘式媒体标示装置105和显示装置110。盘式媒体标示装置105可以实施为独立的专用于标签光盘媒体的装置。或者，盘式媒体标示装置105可以组装为例如可写入CD播放机或驱动器的光盘媒体播放机或驱动器的一部分，它实施为在CD-R(可记录的CD)和/或CD-RW(可重写的CD)上附加标签以及记录数据。盘式媒体标示装置105也可以组装为DVD播放机或驱动器的一部分，它实施为在DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW光盘等上附加标签以及记录数据。光盘媒体播放机或驱动器(光学装置)可用于从光盘数据侧读取和写入。该光学装置所包含的光学读取单元(OPU)设有适应读取和写入数据的激光头和传感器。这种可写入光学装置可包括例如作为音频系统外围部件的独立的音频CD播放机，作为标准设备装在PC(个人计算机)中的CD或DVD(数字通用光盘)驱动器，DVD播放机和/或刻录机以及任意数量的类似实施方案。

盘式媒体标示装置105一般包括一个或多个处理器115(例如各种微处理器、控制器等)，它处理各种命令来控制盘式媒体标示装置105的运行，并与其他电子和计算机装置通信。盘式媒体标示装置105可用一个或多个存储部件，其例子包括随机存取存储器(RAM)120，盘式存储装置125和非易失性存储器130(例如一个或多个只读存储器(ROM)135、闪速存储器、EPROM、EEPROM等)。

盘式存储装置125可以包括任何类型的磁或光的存储装置，例如硬盘驱动器、磁带、可记录和/或可重写的CD、DVD、DVD+RW等等。该一个或多个存储部件提供数据存储装置，用于存储各种信息和/或数据，例如盘式媒体标示装置105的配置信息，图形用户界面信息以及任何其他类型的有关盘式媒体标示装置105运行方面的信息和数据。盘式媒体标示装置105的可供选择的实施可以包括各种处理和存储能力，并可以包括任何数量的与图1所示不同的存储部件。

盘式媒体标示装置105可以包括固件140，它可为存储在ROM135中永久存储模块，或与例如处理器部件115的盘式媒体标示装置105中的其他部件一起实现。固件140经编程后与盘式媒体标示装置105一起配给，它用来协调盘式媒体标示装置105中硬件的运行，并包含用于执行这些运行的可编程构造。

操作系统145和一个或多个应用程序可存储在非易失性存储器130中，并在处理器115中执行，以提供运行时间环境。运行时间环境通过让各种接口能够被确定，助长盘式媒体标示装置105的可扩展性，这转而又使各应用程序能够与盘式媒体标示装置105互动。在本例中，这些应用程序包括标签设计应用程序150、图像处理应用程序155和打印控制应用程序160。而且，设想强VCM增益测量值165存储在非易失性存储器(例如非易失性存储器130)中。在一些实施例中，VCM增益测量值165存储在RAM 130或ROM 135的非易失性区域中。VCM增益测量值对特定VCM是固有的，尤其与VCM绕组所用的金属，VCM绕组数目和进行测量时温度有关。铜VCM的一例VCM增益测量值是摄氏36°时0.426mm/V。

标签设计应用程序150产生在显示装置110上显示的标签设计用户界面170，用户在该界面上可以建立要在例如光盘的光盘媒体呈现的标签图像。用户可以指定文本、背景的为映射图像、数字照片、图形或符号和/或它们的任何组合，在用户界面170上创建标签图像。

图像处理应用程序155处理在标签设计用户界面170上创建的标签图像，产生标签图像数据和激光头控制数据的数据流，用于在光盘媒体(例如光盘)的同心圆轨道上标示图像。例如，标签图像的连续色调RGB(红、绿和蓝色)矩形光栅图可被色映射并分入打印颜色通道KCMY(黑、蓝青、品红和黄色)或灰度，然后被半色调处理并转换到同心圆轨道上。该数据流可被格式化为激光头控制数据，并可与其他控制命令一起被扩增，以控制盘式媒体标示装置105，在光盘媒体上形成标签。

可以产生使用图像处理应用程序155的标签文件。标签文件通过打印控制应用程序160与控制器260(图2)通信，打印控制应用程序160解析该标签文件来控制打印标签机构。或者，这些同心圆轨道可一次一个轨道地生成并流到盘式媒体标示装置105，通过打印控制应用程序160进行处理并打印标签。

打印控制应用程序160确定第一轨道离光盘中心的半径和下一轨道间隔。在第一轨道半径和轨道间隔被确定后，打印控制应用程序160确定与每一轨道对应的标签图像数据。沿特定轨道的激光标示位置限定在一个坐标系中，在该坐标系中同心圆轨道由其径向距离坐标和沿各轨道的距离确定。

盘式媒体标示装置105包括光盘驱动器(ODD)系统175，它可配置成在盘媒体(即光盘)的表面上产生可见标志，从而在光盘的标签表面(即标签侧)上形成标签图像。ODD系统175将在下文结合图2详述。

盘式媒体标示装置105还可以包括一个或多个通信接口180，它可做成任何一个或多个串行和/或并行接口，例如无线接口，任何类型的网络接口和任何其他类型的通信接口。无线接口使盘式媒体标示装置105能接收例如来自遥控装置或从其他红外(IR)，802.11，蓝牙或类似的RF输入装置的控制输入命令或其他信息。网络接口提供盘式媒体标示装置105和数据通信网络之间的连接，这使其他电子和计算机装置能够与公共数据通信网络连接，从而将标签图像数据和其他信息通过网络发送给盘式媒体标示装置105。同样地，串行和/或并行接口提供在盘式媒体标示装置105和其他电子或计算机装置之间直接的数据通信路径。

盘式媒体标示装置105可包括用户输入装置185，该装置可包括键盘、指针装置、在用户控制屏上可选择的控制件和/或与盘式媒体标示装置105互动和输入信息的其他机构。盘式媒体标示装置105还包括音频/视频处理器190，该处理器产生在显示装置110上显示的内容和由例如一个或多个扬声器(未画出)的显现装置表现的声音内容。音频/视频处理器190可包括显示控制器，它处理显示内容，以在显示装置110上显示对应的图像。显示控制器可以为图形处理器、微处理器、集成电路和/或处理图像的类似视频处理部件。视频信号和音频信号可以从盘式媒体标示装置105通过RF(射频)链路、S-video链路、复合视频链路、分量视频链路传送至显示装置110。

虽然分开进行图示，但盘式媒体标示装置105的一些部件可做在一块专用集成电路(ASIC)上。此外，系统总线(未画出)一般连接盘式媒体标示装置105内的各种部件。系统总线可以为一个或多个任何各种类型总线结构，包括存储器总线或存储器控制器、外围总线、加速图形端口或使用任何种类总线结构的局域总线。而且，盘式媒体标示装置105可以与主处理器共享系统总线。

图2表示图1所示的ODD系统175的示范性实施例。ODD系统175包括光学读取单元(OPU)组件200，该组件包括滑板205、激光头210、光电传感器212、聚焦光学元件215和音圈马达(VCM)220。VCM 220响应输入信号(电压或电流)，使聚焦光学元件215移动由激光头210产生的激光束的焦点。

为图示起见，聚焦光学元件215依托在透镜支架225(1)和225(2)上。聚焦光学元件215配置成沿垂直于光盘235面的“z”轴230移动焦点(即调节焦点)。光电传感器212确定相对于光盘235面上特定位置激光束处于聚焦状态沿“z”轴230上距离。VCM 220通过接收特定的输入信号被校正而移动该特定距离。然而，假如当打印标签时运行温度不同于VCM校正时温度，因为未经调节的输入信号造成不同的z轴位置，激光束可能处于散焦。因此如下讨论的，要进行调节以补偿温度的变化，从而确定为到达对应聚焦位置的所要求z轴位置需要的适当输入信号。

然而，在一些实施例中可能还要调节z轴位置而有意地使激光束散焦。为用标示激光束产生更好的图像质量可设置该焦点偏移。例如，由聚焦激光束产生的可见点尺寸可能太小而不能有效地打印标签，因此可用散焦激光束来产生较大的可见点。或者，标示激光束可能由于在标示一表面时受热而产生这种畸变，从而需要经调节的焦点偏移。通过在输入信号中加入对应的焦点偏移值可以达到预定的焦点偏移量。这个偏移值一般也是在VCM校正温度下确定的。因此，实际运行温度下的变化提出了根据温度变化来调节焦点偏移值的需求。

激光束240由激光头210产生，指向(反射到)光盘235的标签侧面245上。激光束246产生对应于标签图像数据的激光标记，从而在光盘235的标签侧245上形成图像。

ODD系统175包括主轴马达250、VCM 255和控制器260。VCM255用作滑板马达，将OPU组件200移动到邻近光盘235的特定径向位置或轨道。VCM 255通过接收特定输入信号被校正，移动该特定距离校正。VCM 255可称为滑行或径向VCM，因为它只提供径向移动。VCM 255可以对增益即单位移动量(微米)的输入信号(例如毫伏)进行校正，以使例如特定的毫伏数造成距离上的一个移动量。

单独的步进马达256提供径向移动的粗调，特别是经校正按控制器260命令以每一步长增量移动。VCM 255包括细调部件257。当步进马达256经校正以每一个步长增量移动时，细调部件257被校正来调节到一个细调增量。例如，假如步进马达256经校正为步长120微米，细调部件257经校正为较小的增量，当要求80微米移动时，步进马达256将滑板205移动120微米，而细调部件257使滑板205反向移动40微米。

VCM 255(即细调部件257)的增益或移动量受到温度变化的影响。VCM 255增益在一特定运行温度下校正(即预定的运行温度增益)；然而，实际运行温度变化影响VCM的实际增益。

一般说，控制器260可以做成其上设有在上文讨论光盘媒体标示系统100(图1)时提及的各种部件的印刷电路板。因此，控制器260一般包括一个用于处理存储在存储器266中的来自各部件的计算机/处理器可执行命令的处理器263。处理器263一般就是在上文讨论光盘媒体标示系统100(图1)时提及的一个或多个处理器115。同样，存储器266一般就是图1的光盘媒体标示系统100的非易失性存储器130和/或固件140。

驱动器269包括激光头驱动器，滑板驱动器和主轴驱动器，它们存储在存储器266中，可在处理器263上执行。尽管在图2的实施例中表示的这些部件为存储在存储器266中和在可处理器263上执行的软件，它们也可为固件或硬件。

总而言之，主轴驱动器驱动主轴马达250，以控制光盘235绕主轴272的转速。主轴驱动器与滑板驱动器一起运行，驱动VCM 255来控制OPU组件200相对光盘235沿滑板驱动机构275的径向(轨道)定位。在打印标签实现过程中，OPU组件200的滑板205沿着滑板驱动机构275移动到光盘235的各个径向(轨道)位置。

在打印标签实现过程中，光盘235转速和OPU组件200的径向位置受到控制，使得当标签侧面245移动经过激光束240时正好在光盘235所要求位置写入激光标记。

激光头驱动器控制激光束240的激发和强度，从而在标签侧面245上写入对应标签图像的激光标记。此外，激光头驱动器控制激光束240的激发和强度，以在光盘处于数据侧278通过激光束246的位置时读出保持在光盘235数据侧278的数据。在有些情况下，同一侧面用于数据和标签写入。

VCM 220的驱动器也包括在驱动器269中。VCM驱动器可在处理器263上执行，调节向VCM 220提供输入的VCM输入信号源281。而且，还包括另一驱动器，使VCM 255可在处理器263上执行来调节向VCM 255提供输入的VCM输入信号源284。输入信号可以是电流或是电压。如上提及，VCM 220和255在特定运行温度下校正，因此输入信号是基于特定的校正运行温度。然而，当OPU组件运行在不同于校正运行温度的温度下时，会造成VCM 220和255移动不同的距离。

运行温度从温度传感器290和293读取。在此示范性实现中有二个温度传感器，用于VCM 220的温度传感器290和用于VCM 255的温度传感器293，测量各自VCM的运行温度。在另一些实现中，可以只使用一个温度传感器，以确定VCM的总运行温度。为取得更好的精度，分别在VCM 220和VCM 225的绕组上放置单独的温度传感器。运行温度测量送至控制器260并可存入存储器266中。

计算装置接口296使ODD系统175的控制器260与其他电子或计算装置接口，以接收标签图像数据或标签文件(未画出)。计算机装置接口296可以实现为ATAPI(Advanced Technology AttachmentPacket Interface：先进技术附加包接口)，它是许多小型计算机并行或串行设备接口之一。另一通用的计算机接口是SCSI(small computersystem interface：小型计算机系统接口)，这是将外围设备与计算机相连的通用设备接口。SCSI规定命令结构、执行命令的方式和处理状态的方式。各种其他可用的物理接口包括Parallel Interface，FiberChannel，IEEE 1394，USB(Universal Serial Bus)和ATA/ATAPI。ATAPI是在ATA接口上使用的命令执行协议，使得CD-ROM和磁带驱动器可以通过同一ATA电缆与ATA硬盘驱动器连接。ATAPI装置一般包括CD-ROM驱动器、可读CD驱动器、可写CD驱动器、DVD驱动器、磁带驱动器、超级软盘驱动器(例如ZIP和LS-120)，等等。

控制器260或处理器263可执行下述计算。非温度补偿的输入信号值加在VCM 220和225上。测量实际的运行温度，并相应地调节来自VCM输入信号281和284的输入信号，以使聚焦光学元件215和滑板205到达准确的位置。

运行温度测量由温度传感器290和293执行。最好，温度传感器290放在贴近VCM 220绕组的位置，而温度传感器293放在贴近VCM 255绕组的位置。在另一些实施例中，只有一个温度传感器用于VCM 220和VCM 255。

由于在VCM 220或VCM 225先前校正时的校正温度和由相应的温度传感器290或293测量的当前运行温度之间存在温度差，要计算该温度差对所要的输入信号的影响。校正温度可以存储在存储器266的非易失性区域，由控制器260或处理器263调出。因此为VCM 220和VCM 255计算两个温度差值。下列等式描述每个温度差值，其中运行温度是测量的运行温度，校正温度是校正VCM时的温度。

温度差值(VCM)＝运行温度-校正温度

每个温度差值乘以各自VCM 220和225的温度系数(TC)。所得到的值就是对输入信号值所需要的电压调节。注意在一个实施例中TC可以主要根据VCM绕组所用金属的电阻导热系数(TCR)而定。然而，为了更精确量度热效应，一般要考虑整个系统(或者VCM)的TC(温度系数)，那就不仅仅是绕组金属TCR了。要考虑这种热效应，VCM的TC可以由设计和制造确定，设计和制造一般形成该系统的标称TC和该系统TC的最低限和最高限。

VCM 220和255绕组所用的金属例如是铜。铜的TCR是每摄氏度0.393％。计算下列等式就推导出输入信号调节量，在本例中是电压输入调节量。

调节量＝温度差值(VCM)×(TC)

在输入信号表287中每个输入值要用推导出的“调节量”值进行调节。下列等式说明再调节方法，其中“经调节电压”是经再调节的输入信号值，“输入电压”是输入信号表287中的输入信号值。

经调节电压＝输入电压+调节量×输入电压

以下给出一个例子。校正温度＝摄氏36°，测得的运行温度是摄氏55°，TC是每摄氏度0.393％。

调节量＝(55-36)×0.393＝7.5％

因此假如输入信号值即电压值是70mV，它要被调节+7.5％，达到温度补偿值75.25mV，这是加在音圈马达上使物镜或滑板定位的电压。

至于聚焦VCM 220，焦点偏移值可包含在输入信号调节量中。例如，假如要求有30微米(μm)焦点偏移，在校正温度为摄氏36°时VCM增益测量值例如是0.426mm/V。因此要考虑这焦点偏移，在输入信号值中加入一个附加电压(输入)值。在本例中，所推导出的附加电压是0.030mm/(0.426mm/V)＝70.42mV。然而，在运行温度为摄氏55°时温度补偿附加电压是(0.030mm/0.426mm/V)(100％+7.50％)＝75.70mV。在运行温度下为了达到同一焦点偏移要加上75.70mV，而不是70.42mV。

图3表示在光盘标签区域打印标签的示范性过程300。该示范性过程300可包含在图1和图2的ODD 175中。而且，ODD 175可以用执行过程300的机构和功能来实现。

在方框305的步骤中，在例如图2的VCM 220和225的VCM处作温度测量。该温度测量是用例如图2的温度传感器290和293进行的。

在方框310的步骤中，计算校正所用温度和方框305的步骤中测量的运行温度之间温度差。该计算可以对一些选择的VCM或全部VCM进行。

在方框315的步骤中，计算调节量因数，其中的计算是温度差和特定VCM的导热系数(TC)的乘积。

在方框320的步骤中，根据方框315的步骤中求得的调节量因数，计算经调节的输入信号值。经调节的输入信号值基于从过程300求得的输入信号值用方框315的步骤中求得的调节量因数减小或增大。

在方框325的步骤中，确定是否加入焦点偏移值。焦点偏移值可对装载聚焦光学元件的VCM加以确定。假如不进行焦点偏移计算(即沿方框325的“NO”分支)，则进行方框330的步骤。在方框330的步骤中，经调节的输入信号值送往一输入信号源，例如VCM输入信号源281和284，以产生相应的VCM的输入信号，将滑板205置于邻近所要轨道的位置，或将聚焦光学元件215置于所要聚焦位置。

在方框335的步骤中，在VCM接收经调节的输入信号并将OPU组件和聚焦光学元件放置到位，就可在该特定位置打印标签。

若要进行焦点偏移值计算(即沿方框325的“YES”分支)，则执行方框340的步骤。在方框340的步骤中，计算用以达到所要求焦点偏移量的经调节的输入信号。该输入信号通过将焦点偏移距离除以VCM增益并乘以在方框310中计算的温度差求得。该计算只对装载聚焦光学元件的VCM进行。

在方框340的步骤中计算的焦点偏移值加到经调节的输入信号上，这使聚焦光学元件处在适当的聚焦状态。该合并的输入信号值被送往输入信号源例如VCM输入信号源281，以驱动VCM使聚焦光学元件处于适当聚焦的位置。

尽管本发明在叙述中主要针对结构部件和/或方法过程，但应理解在所附权利要求书中限定的本发明不必局限于所述的特定部件或过程。更确切地说，这些特定的部件和过程作为实施本申请发明的示范性形式而公开。

Claims (10)

1.一种光盘驱动器(175)，其中包括：

装载将激光束(240)聚焦在光盘(235)上的聚焦光学元件(215)的音圈马达(220)，该音圈马达(220)对输入信号(281)作出响应；

测量所述音圈马达(220)上的运行温度的温度传感器(290)；以及

当所述音圈马达(220)的运行温度和校正温度之间存在温度差时用于调节输入信号(281)的控制器(260)。

2.如权利要求1所述的光盘驱动器(175)，其特征在于：所述音圈马达(220)为预定的焦点偏移而作了校正。

3.如权利要求1所述的光盘驱动器(175)，其特征在于：经调节的输入信号(281)为预定的焦点偏移而被进一步调节。

4.如权利要求1所述的光盘驱动器(175)，其特征在于：所述温度传感器(290)包括放置在所述音圈马达(220)的绕组上的第一温度传感器(290)和第二温度传感器(283)。

5.一种光盘驱动器(175)，其中包括：

移动装载聚焦光学元件(215)的滑板(205)的音圈马达(255)，其中所述滑板(205)提供将激光束(240)聚焦在光盘(235)上的聚焦光学元件(215)的径向定位，所述音圈马达(255)对输入信号(284)作出响应；

测量所述音圈马达(293)上的运行温度的温度传感器；以及

当所述音圈马达(255)的运行温度和校正温度之间存在温度差时用来调节输入信号(284)的控制器(260)。

6.如权利要求5所述的光盘驱动器(175)，其特征在于：所述音圈马达(255)包括粗调部件(256)和细调部件(257)。

7.如权利要求6所述的光盘驱动器(175)，其特征在于：基于对应于输入信号(284)的距离，所述粗调部件(256)将所述滑板(205)移过一个预定增量，而所述细调部件(257)按一较小的预定增量调节。

8.一种方法，包括如下步骤：

在第一音圈马达(220)和第二音圈马达(255)上测量运行温度；

确定所述第一音圈马达(220)和所述第二音圈马达(255)的运行温度和校正温度之间的温度差；以及

基于所述温度差调节给所述第一音圈马达(220)和所述第二音圈马达(255)的输入信号(281、284)。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述测量包括分别对所述第一音圈马达(220)和所述第二音圈马达(255)的测量。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述调节基于所述第一音圈马达(220)和所述第二音圈马达(255)所用的金属的热接触电阻值。

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