CN1834774A - 棱镜结构体和投影机 - Google Patents

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Abstract

提供具有将射出侧光学元件相对液晶面板和交叉分色棱镜以正确的角度进行配置的作业容易的结构的棱镜结构体。该棱镜结构体是一种包括分别具有液晶面板和视场角补偿片而根据图像信息调制多个色光中的某一色光从而生成图像光的多个液晶装置、将由多个液晶装置生成的图像光合成的交叉分色棱镜(500)的棱镜结构体(550)，其特征在于：多个液晶装置分别还具有固定于交叉分色棱镜的固定部件(440R)、保持液晶面板(410R)的同时固定于固定部件的保持部件(450R)和保持视场角补偿片(460R)的同时可以围绕照明光轴转动调整的射出侧光学元件保持部件(462R)，射出侧光学元件保持部件在围绕照明光轴转动调整后相对保持部件固定。

Description

棱镜结构体和投影机
技术领域
本发明涉及棱镜结构体和投影机。
背景技术
图8是表示投影机的一般的光学系统的图。在图中和以下的说明中，z轴表示沿光的行进方向的轴，x轴表示与z轴垂直并且与图8的纸面平行的轴，y轴表示与z轴垂直并且与图8的纸面垂直的轴。
如图8所示，该投影机1000a包括：照明装置100；将从照明装置100射出的光分离为红色光、绿色光和蓝色光3个色光的色分离导光光学系统200；根据图像信息调制由色分离导光光学系统200分离的3个色光而生成图像光的3个液晶装置400aR、400aG、400aB；将由这3个液晶装置400aR、400aG、400aB生成的图像光合成的交叉分色棱镜500a和将由交叉分色棱镜500a合成的图像光投影到屏幕SCR等投影面上的投影光学系统600。
在这样的投影机中，近年来已广泛使用了液晶装置的结构要素(例如液晶面板、射出侧偏振片等)的全部或一部分与交叉分色棱镜实现一体化的棱镜结构体(例如，参见专利文献1)。
图9是用于说明这样的棱镜结构体550b而示出的图。
在棱镜结构体550b中，如图9所示，红色光用的液晶面板410bR保持在液晶面板保持框412bR的凹部内。另外，固定框440bR粘贴在交叉分色棱镜500b的光入射端面上，中间框450bR用螺钉固定在固定框440bR上。
液晶面板410bR通过将在中间框450bR的四角突出设置的销钉分别插入液晶面板保持框412bR的孔中而接合成为临时固定状态，在该临时固定状态下，将一对楔子418bR、418bR推入液晶面板410bR与液晶面板保持框412bR之间进行定位，最后将这些楔子418bR、418bR与固定框440bR粘接固定。虽然图中省略了，但是，对于其他色光用的液晶面板410bG、410bB也采用同样的方法进行定位固定。这样，可以将各液晶面板410bR、410bG、410bB高精度地定位。
但是，在该棱镜结构体550b中存在以下问题，即需要固定框440bR、中间框450bR、液晶面板保持框412bR、楔子418bR及418bR等很多部件，而且将这很多部件组装很麻烦，同时使工序复杂化，也难于降低制造成本。
因此，本发明人对可以解决这些问题的棱镜结构体提出了专利申请(特愿2004-41826号(在本专利申请时尚未公开))。
图10是用于说明上述棱镜结构体550c而示出的图。棱镜结构体550c(一部分未图示)是将液晶装置400cR、400cG、400cB(一部分未图示)的结构要素的一部分(液晶面板410cR、射出侧偏振片430cR)与交叉分色棱镜500c(图中未示出)一体化的棱镜结构体。并且，该棱镜结构体550c包括在两侧具有直立片d1、d1而剖面呈C字状的固定部件440cR和在两侧具有直立片d2、d2而剖面呈C字状的保持部件450cR，固定部件440cR的直立片d1、d1与保持部件450cR的直立片d2、d2相互滑动接触地组装。
因此，按照棱镜结构体550c，将固定部件440cR和保持部件450cR组合而相互固定后，将液晶面板410cR安装固定到交叉分色棱镜500c上。这样，用于将液晶面板410cR安装到交叉分色棱镜500c上的所需部件就仅是固定部件440cR和保持部件450cR这两个部件，可以减少部件数目。结果，组装工序简单化，从而可以降低制造成本。
专利文献1：特开平10-10994号公报(图7)
但是，在棱镜结构体550c中，用粘接剂将射出侧偏振片430cR相对于保持部件450cR的射出侧面d3固定，所以，将射出侧偏振片430cR相对液晶面板410cR或交叉分色棱镜500c以正确的角度进行配置的作业依然是很烦杂的。
近年来，作为投影机的液晶装置，为了提高视场角(视野角)特性或对比度特性等，已使用了在液晶面板与射出侧偏振片之间配置视场角补偿片或第2射出侧偏振片的液晶装置。该视场角补偿片或第2射出侧偏振片和上述射出侧偏振片的情况一样，相对液晶面板或交叉分色棱镜未以正确的角度配置时，将不能实现指定的视场角或对比度。
但是，在特愿2004-41826号的说明书或图中，并未涉及如何将视场角补偿片或第2射出侧偏振片相对液晶面板410cR或交叉分色棱镜500c等以正确的角度进行配置。
发明内容
因此，本发明的目的旨在提供具有将射出侧偏振片、视场角补偿片、第2射出侧偏振片等射出侧光学元件相对液晶面板或交叉分色棱镜以正确的角度进行配置的作业容易的结构的棱镜结构体。另外，本发明的目的旨在提供具有上述棱镜结构体的视场角宽的或对比度高的投影机。
本发明的棱镜结构体是包括：分别具有液晶面板和射出侧光学元件并根据图像信息调制多个色光的任一色光而生成图像光的多个液晶装置和将由上述多个液晶装置生成的图像光合成的交叉分色棱镜的棱镜结构体，其特征在于：上述多个液晶装置还分别具有：固定于上述交叉分色棱镜的固定部件、保持上述液晶面板的同时固定于上述固定部件的保持部件和保持上述射出侧光学元件的同时能够围绕照明光轴转动调整的射出侧光学元件保持部件；上述射出侧光学元件保持部件在围绕照明光轴转动调整后相对上述保持部件固定。
因此，按照本发明的棱镜结构体，保持射出侧光学元件的射出侧光学元件保持部件在围绕照明光轴转动调整后相对保持部件固定，所以，射出侧光学元件可以相对液晶面板和交叉分色棱镜以正确的角度配置。
另外，按照本发明的棱镜结构体，可以利用在使可以围绕照明光轴转动调整的射出侧光学元件保持部件围绕照明光轴转动调整后相对保持部件固定这样的非常简单的方法实现那样的作业。
因此，本发明的棱镜结构体是具有这样一种结构的棱镜结构体，其中将射出侧光学元件相对液晶面板和交叉分色棱镜以正确的角度进行配置的作业是容易的。
在本发明的棱镜结构体中，优选地，上述保持部件具有用于进行上述射出侧光学元件的转动调整的圆弧状的导引孔，上述射出侧光学元件保持部件具有能够插入上述导引孔的销钉。
通过采用这样的结构，使射出侧偏振片保持部件的销钉沿保持部件的导引孔移动，可以将射出侧光学元件保持部件围绕照明光轴转动调整，从而可以顺利地进行在将射出侧光学元件保持部件围绕照明光轴转动调整后相对保持部件固定的作业。
在本发明的棱镜结构体中，优选地，上述射出侧光学元件保持部件在压靠上述保持部件的状态下转动调整后相对上述保持部件粘接固定。
通过采用这样的结构，可以抑制射出侧偏振片相对照明光轴的倾斜，从而可以抑制该倾斜引起的色差的发生。
在本发明的棱镜结构体中，优选地，上述射出侧光学元件保持部件具有用于把持上述保持部件的把持部，上述射出侧光学元件保持部件在利用上述把持部的弹力压靠上述保持部件的状态下转动调整后相对上述保持部件粘接(接合)固定。
射出侧光学元件保持部件对保持部件的压靠，也可以使用由弹簧部件形成的专用的把持夹具而利用该把持夹具的弹力进行，通过采用这样的结构，可以更容易地进行在将射出侧光学元件保持部件围绕照明光轴转动调整后相对保持部件固定的作业。
在本发明的棱镜结构体中，优选地，上述多个液晶装置还分别具有粘贴(安装)在上述交叉分色棱镜上的射出侧偏振片，上述射出侧光学元件是视场角补偿片。
通过采用这样的结构，将本发明的棱镜结构体应用于投影机，可以构成视场角宽的投影机。
在本发明的棱镜结构体中，优选地，上述多个液晶装置还分别具有粘贴在上述交叉分色棱镜上的射出侧偏振片，上述射出侧光学元件是第2射出侧偏振片。
通过采用这样的结构，将本发明的棱镜结构体应用于投影机，可以构成对比度高的投影机。
在本发明的棱镜结构体中，优选地，上述保持部件在与上述液晶面板和上述射出侧偏振片中的任一个隔离(隔开)的状态保持上述射出侧光学元件。
通过采用这样的结构，通过将射出侧光学元件与都是发热部件的射出侧偏振片和液晶面板隔离地配置，可以减少热的影响，从而可以适应于更高亮度的投影机。
在本发明的棱镜结构体中，优选地，上述射出侧光学元件是射出侧偏振片。
通过采用这样的结构，将本发明的棱镜结构体应用于投影机，可以构成对比度高的投影机。
本发明的投影机是具有照明装置、将从上述照明装置射出的照明光分离为多个色光的色分离导光光学系统、射出根据图像信息调制和合成从上述色分离导光光学系统射出的多个色光而形成的图像光的棱镜结构体和投影从上述棱镜结构体射出的图像光的投影光学系统的投影机，其特征在于：上述棱镜结构体是本发明的棱镜结构体。
因此，按照本发明的投影机，由于具有上述本发明的棱镜结构体，所以，是视场角宽的或对比度高的投影机。
附图说明
图1是用于说明实施例1的棱镜结构体550而示出的透视图；
图2是用于说明实施例1中使用的保持部件450R和射出侧光学元件保持部件462R而示出的图；
图3是用于说明实施例1的棱镜结构体550的作用效果的图；
图4是用于说明实施例1的棱镜结构体550的作用效果的图；
图5是用于说明实施例1的棱镜结构体550的作用效果的图；
图6是用于说明实施例2的棱镜结构体550A的图；
图7是用于说明实施例3中使用的保持部件450R和射出侧光学元件保持部件462BR的图；
图8是表示投影机的一般的光学系统的图；
图9是用于说明棱镜结构体550b的图；
图10是用于说明棱镜结构体550c的图。
符号说明
1000a...投影机；100...照明装置；110...光源装置；112...发光管；114...椭圆面反射器；116...辅助镜；118...平行化透镜；120...第一透镜阵列、130...第二透镜阵列；140...偏振变换元件；150...重叠透镜；200...色分离导光光学系统；210、220...分色镜；230、240、50...反射镜；260R、260G、260B...场透镜；270...入射侧透镜；280...中继透镜；400R、400G、400B、400AR、400AG、400AB、400aR、400aG、400aB、400bR...液晶装置；410R、410bR、410cR...液晶面板；412R、412bR、412cR...液晶面板保持框；418bR...楔子；430R、430cR...射出侧偏振片；432R...第2射出侧偏振片；440R、440cR...固定部件；440bR...固定框；450R、450cR...保持部件；450bR...中间框；452R...导引孔；460R...视场角补偿片；462R、462BR...射出侧光学元件保持部件；464R...把持部；466R、476R...销钉；470R...把持夹具；472R...捏手；474R...夹具本体；500、500a、500b...交叉分色棱镜；540...冷却扇；550、550A、550a、550b、550c...棱镜结构体；600...投影光学系统；Air...冷却用空气；d1、d2...直立片；d3...射出侧面；F5...螺纹件；h1...贯通孔；h2...内螺纹孔；h3...突起；h4...注入孔；h5...长孔；SCR...屏幕；T...双面胶带
具体实施方式
下面，根据图示的实施例说明本发明的棱镜结构体和投影机。
(实施例1)
图1是用于说明实施例1的棱镜结构体550的透视图。图2是用于说明实施例1的保持部件450和射出侧光学元件保持部件462R的图。
在图1中，部分省略地示出液晶装置400G的射出侧光学元件保持部件的把持部的结构。
如图1所示，实施例1的棱镜结构体550是具有红色光用、绿色光用和蓝色光用的液晶装置400R、400G、400B和交叉分色棱镜500的棱镜结构体。液晶装置400R具有液晶面板410R和作为射出侧光学元件的视场角补偿片460R，它的作用是根据图像信息调制红色光而生成图像光。液晶装置400G、400B也具有与液晶装置400R相同的功能。交叉分色棱镜500的作用是将由液晶装置400R、400G、400B生成的图像光合成。
液晶装置400R、400G、400B分别具有基本上相同的结构，所以，以下详细地说明红色光用的液晶装置400R的结构。
如图1所示，液晶装置400R具有固定于交叉分色棱镜500的固定部件440R，保持液晶面板410R的同时固定于固定部件440R的保持部件450R，和保持视场角补偿片460R的同时作为可以围绕照明光轴转动调整的射出侧光学元件保持部件的射出侧光学元件保持部件462R。另外，液晶装置400R还具有粘贴在交叉分色棱镜500的光入射面上的射出侧偏振片430R和用双面胶带T粘贴在保持部件450R的射出侧面d3上的第2射出侧偏振片432R。液晶面板410R保持在液晶面板保持框412R的凹部内。
在上述结构的实施例1的棱镜结构体550中，射出侧光学元件保持部件462R在围绕照明光轴转动调整后相对保持部件450R固定。另外，如图2所示，保持部件450R具有用于进行视场角补偿片460R的转动调整的圆弧状的导引孔452R。视场角补偿片460R与射出侧光学元件保持部件462R为一体化结构。射出侧光学元件保持部件462R具有可以插入保持部件450R的导引孔452R的销钉466R(参见图3和图4)。
图3～图5是用于说明实施例1的棱镜结构体550的作用效果的图。图3(a)是表示射出侧光学元件保持部件462R插入保持部件450R的状态的正面图，图3(b)是表示射出侧光学元件保持部件462R插入保持部件450R的状态的侧面图。图4(a)是表示射出侧光学元件保持部件462R插入保持部件450R后向左转动调整的状态的正面图，图4(b)是表示射出侧光学元件保持部件462R插入保持部件450R后进行转动调整之前的状态的正面图，图4(c)是表示射出侧光学元件保持部件462R插入保持部件450R后向右转动调整的状态的正面图。图5(a)是表示棱镜结构体550的冷却状态的顶视图，图5(b)是图5(a)的A1-A1剖面图，图5(c)是图5(a)的主要部分的放大图。
在实施例1的棱镜结构体550中，如图4(a)～图4(c)所示，保持视场角补偿片460R的射出侧光学元件保持部件462R围绕照明光轴转动调整后相对保持部件450R固定，所以，视场角补偿片460R就相对液晶面板410R和交叉分色棱镜500以正确的角度配置。
另外，按照实施例1的棱镜结构体550，利用在使可以围绕照明光轴转动调整的射出侧光学元件保持部件462R围绕照明光轴转动调整后相对保持部件450R固定这样的非常简单的方法就可以实现那样的作业。
因此，实施例1的棱镜结构体550是具有将视场角补偿片460R相对液晶面板410R和交叉分色棱镜500以正确的角度进行配置的作业容易的结构的棱镜结构体。
在实施例1的棱镜结构体550中，如图2所示，保持部件450R具有用于进行视场角补偿片460R的转动调整的圆弧状导引孔452R。另外，如图3所示，射出侧光学元件保持部件462R具有可以插入保持部件450R的导引孔452R的销钉466R。
因此，按照实施例1的棱镜结构体550，如图4所示，通过使射出侧光学元件保持部件462R的销钉466R沿保持部件450R的导引孔452R移动，可以将射出侧光学元件保持部件462R围绕照明光轴转动调整，从而可以顺利进行在将射出侧光学元件保持部件462R围绕照明光轴转动调整后相对保持部件450R固定的作业。
在实施例1的棱镜结构体550中，如图2和图3所示，射出侧光学元件保持部件462R具有用于把持保持部件450R的把持部464R，射出侧光学元件保持部件462R在利用把持部464R的弹力压靠保持部件450R的状态下转动调整后相对保持部件450R粘接固定。
因此，按照实施例1的棱镜体550，可以更容易地进行在将射出侧光学元件保持部件462R围绕照明光轴转动调整后相对保持部件450R固定的作业。
另外，由于射出侧光学元件保持部件462R利用把持部464R的弹力压靠保持部件450R的射出侧面d3，所以，可以抑制视场角补偿片460R相对照明光轴的倾斜，结果，可以抑制倾斜引起的色差的发生。
在实施例1的棱镜结构体550中，如图1所示，液晶装置400R还具有粘贴在交叉分色棱镜500上的射出侧偏振片430R，如图5所示，保持部件450R在与液晶面板410R和射出侧偏振片430R中的任一个隔离的状态保持视场角补偿片460R。对于其他的液晶装置400G、400B，也和液晶装置400R一样。
因此，按照实施例1的棱镜结构体550，可以将视场角补偿片460R与作为发热部件的射出侧偏振片430R和液晶面板410R隔离地配置，所以，可以减少热的影响，从而可以适应于更高亮度的投影机。另外，按照实施例1的棱镜结构体550，在射出侧偏振片430R与第2射出侧偏振片432R之间和视场角补偿片460R与液晶面板410R之间形成有流过冷却用空气Air的流路，所以，可以进一步减少热的影响，从而可以适应于更高亮度的投影机。
在实施例1的棱镜结构体550中，如上所述，射出侧光学元件是视场角补偿片部460R，所以，通过将实施例1的棱镜结构体550用于投影机，可以构成视场角宽的投影机。
(实施例2)
图6是用于说明实施例2的棱镜结构体550A的图。
在图6中，部分省略地示出液晶装置400AG的射出侧光学元件保持部件的把持部的结构。
实施例2的棱镜结构体550A具有与实施例1的棱镜结构体550基本上相同的结构，但是，如图6所示，与实施例1的棱镜结构体550不同的地方是液晶装置400AR不具有第2射出侧偏振片。对于其他的液晶装置400AG、400AB，也具有与液晶装置400AR相同的结构。
这样，实施例2的棱镜结构体550A虽然与实施例1的棱镜结构体550不同的地方是不具有第2射出侧偏振片，但是，由于射出侧光学元件保持部件462R在围绕照明光轴转动调整后相对保持部件450R固定，所以，视场角补偿片460R相对液晶面板410R和交叉分色棱镜500以正确的角度配置。
另外，按照实施例2的棱镜结构体550A，利用在使射出侧光学元件保持部件462R围绕照明光轴转动调整后相对保持部件450R固定这样的非常简单的方法就可以实现那样的作业。
因此，实施例2的棱镜结构体550A和实施例1的棱镜结构体550的情况一样，是具有将视场角补偿片460R相对液晶面板410R和交叉分色棱镜500以正确的角度进行配置的作业容易的结构的棱镜结构体。
实施例2的棱镜结构体550A在除了此点以外具有和实施例1的棱镜结构体550相同的结构，所以，具有与实施例1的棱镜结构体550相同的效果。
(实施例3)
图7是用于说明实施例3使用的保持部件450R和射出侧光学元件保持部件462BR的图。图7(a)是表示射出侧光学元件保持部件462BR插入保持部件450R的状态的正面图，图7(b)是表示射出侧光学元件保持部件462BR插入保持部件450R的状态的侧面图，图7(c)是表示射出侧光学元件保持部件462BR插入保持部件450R后取下把持夹具470R的状态的正面图。
实施例3的结构体550B(图中未示出)具有与实施例1的棱镜结构体550基本上相同的结构，但是，如图7所示，与实施例1的棱镜结构体550不同的地方是射出侧光学元件保持部件不具有把持部。
这样，实施例3的棱镜结构体550B虽然与实施例1的棱镜结构体550不同的地方是射出侧光学元件保持部件不具有把持部，但是，由于射出侧光学元件保持部件462BR在围绕照明光轴转动调整后相对保持部件450R固定，所以，视场角补偿片460R相对液晶面板410R(图中未示出)和交叉分色棱镜500(图中未示出)以正确的角度配置。
另外，按照实施例3的棱镜结构体550B，利用在使射出侧光学元件保持部件462R围绕照明光轴转动调整后相对保持部件450R固定这样的非常简单的方法就可以实现那样的作业(角度配置)。
因此，实施例3的棱镜结构体550B和实施例1的棱镜结构体550的情况一样，是具有将视场角补偿片460R相对液晶面板410R和交叉分色棱镜500以正确的角度进行配置的作业容易的结构的棱镜结构体。
在实施例3的本发明的棱镜结构体550B中，射出侧光学元件保持部件462R在利用用于把持保持部件450R的保持夹具470R的弹力压靠保持部件450R的状态下转动调整后相对保持部件450R粘接固定。
因此，按照实施例3的棱镜结构体550B，可以更容易地进行在将射出侧光学元件保持部件462BR围绕照明光轴转动调整后相对保持部件450R固定的作业。
另外，由于射出侧偏振片保持部件462BR利用把持夹具470R的弹力压靠保持部件450R的射出侧面d3，所以，可以抑制视场角补偿片460R相对照明光轴的倾斜，结果，可以抑制倾斜引起的色差的发生。
另外，在将射出侧偏振片保持部件462BR相对保持部件450R粘接固定的作业结束之后，如图7(c)所示，可以将把持夹具470R从棱镜结构体上取下。
实施例3的棱镜结构体550B在除了此点以外具有和实施例1的棱镜结构体550相同的结构，所以，具有与实施例1的棱镜结构体550相同的效果。
以上，根据上述各实施例说明了本发明的棱镜结构体和投影机，但是，本发明不限于上述各实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内可以实施各种形式，例如，可以是以下的变形。
在上述各实施例的棱镜结构体550、550A、550B中，作为射出侧光学元件，示出了使用视场角补偿片的例子，但是，本发明不限于此，作为射出侧光学元件，也可以使用第2射出侧偏振片或射出侧偏振片。这时，通过将本发明的棱镜结构体应用于投影机，可以构成对比度高的投影机。

Claims (9)

1.一种棱镜结构体，是包括：分别具有液晶面板和射出侧光学元件并根据图像信息调制多个色光的任一色光而生成图像光的多个液晶装置和将由上述多个液晶装置生成的图像光合成的交叉分色棱镜的棱镜结构体，其特征在于：
上述多个液晶装置还分别具有：固定于上述交叉分色棱镜的固定部件、保持上述液晶面板的同时固定于上述固定部件的保持部件和保持上述射出侧光学元件的同时能够围绕照明光轴转动调整的射出侧光学元件保持部件；
上述射出侧光学元件保持部件在围绕照明光轴转动调整后相对上述保持部件固定。
2.按权利要求1所述的棱镜结构体，其特征在于：上述保持部件具有用于进行上述射出侧光学元件的转动调整的圆弧状的导引孔，上述射出侧光学元件保持部件具有能够插入上述导引孔的销钉。
3.按权利要求1或2所述的棱镜结构体，其特征在于：上述射出侧光学元件保持部件在压靠上述保持部件的状态下转动调整后相对上述保持部件粘接固定。
4.按权利要求3所述的棱镜结构体，其特征在于：上述射出侧光学元件保持部件具有用于把持上述保持部件的把持部，上述射出侧光学元件保持部件在利用上述把持部的弹力压靠上述保持部件的状态下转动调整后相对上述保持部件粘接固定。
5.按权利要求1～4中的任一项所述的棱镜结构体，其特征在于：上述多个液晶装置还分别具有粘贴在上述交叉分色棱镜上的射出侧偏振片，上述射出侧光学元件是视场角补偿片。
6.按权利要求1～4中的任一项所述的棱镜结构体，其特征在于：上述多个液晶装置还分别具有粘贴在上述交叉分色棱镜上的射出侧偏振片，上述射出侧光学元件是第2射出侧偏振片。
7.按权利要求5或6所述的棱镜结构体，其特征在于：上述保持部件在与上述液晶面板和上述射出侧偏振片中的任一个隔离的状态保持上述射出侧光学元件。
8.按权利要求1～4中的任一项所述的棱镜结构体，其特征在于：上述射出侧光学元件是射出侧偏振片。
9.一种投影机，是具有照明装置、将从上述照明装置射出的照明光分离为多个色光的色分离导光光学系统、射出根据图像信息调制和合成从上述色分离导光光学系统射出的多个色光而形成的图像光的棱镜结构体和投影从上述棱镜结构体射出的图像光的投影光学系统的投影机，其特征在于：上述棱镜结构体是权利要求1～8中的任一项所述的棱镜结构体。
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