JP2008176836A - 対物レンズ駆動装置およびそれを用いたディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、レンズホルダのねじれ振動に関して対物レンズの振動の振幅を抑えた対物レンズ駆動装置を提供し、それを用いたディスク装置において、ディスクへの情報記録の高速化を可能にすることを目的とする。
【解決手段】
レンズホルダに設けられた２つの開口部の外郭であって、それら２つの開口部の間の平板に対して垂直な４つの壁のうち、レンズホルダを挟んで弾性支持する第１の支持部材と第２の支持部材の間の中心線に対して、対物レンズと反対側であって、平板に対して対物レンズと反対側にある壁の厚みを最も厚くすることで達成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクの記録面上に記録された情報を再生または情報の記録を行うために光ディスクの記録面上に光を集光する対物レンズをフォーカシング方向とトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置とそれを用いたディスク装置に関する。

ディスク状の情報記録媒体に情報を記録し、または記録された情報を再生するディスク装置では、光ディスクを高速に回転させることによってデータ転送速度の向上が図られている。ディスク装置には、光ディスクの回転に追従して正確に情報を記録または再生するために、対物レンズをフォーカシング方向とトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置が搭載されている。

一般的な、対物レンズ駆動装置は、ヨークと永久磁石からなる磁気回路と、対物レンズを取付けた可動部と、この可動部を保持する固定部と、固定部に接続され可動部を弾性支持する第１および第２の支持部材から構成される。その第１の支持部材と第２の支持部材の間の中心線上に対物レンズが配置される。また可動部に設けられた２つの開口部の間の平板にはフォーカシングコイルとトラッキングコイルが取付けられており、フォーカシングコイルに電流を流すと、ヨークに取付けられた永久磁石からの磁束の作用によって生じる電磁力で可動部がフォーカシング方向に駆動される。同様にトラッキングコイルに電流を流すと、ヨークに取付けられた永久磁石からの磁束の作用によって生じる電磁力で可動部がトラッキング方向に駆動される（特許文献１参照）。

このような対物レンズ駆動装置では、対物レンズをフォーカシング方向とトラッキング方向に位置決めするために、光ディスクの回転数の高速化に合わせて、フォーカシングとトラッキングの制御帯域を高める必要がある。そして安定した制御を実現するためには、対物レンズ駆動装置の高次共振周波数での振幅を小さくする必要がある。

特開平８−１９４９６２号公報（第１図）

対物レンズ駆動装置の高次共振としてレンズホルダのねじれ振動がある。上記従来技術のように対物レンズが、レンズホルダを挟んで弾性支持する第１の支持部材と第２の支持部材の間の中心線に対して対称に配置された対物レンズ駆動装置においては、ねじれ振動の影響を受けにくい。しかしながら、光ディスクの内周側に設けられたデータ領域へのアクセスを可能にするために、対物レンズが、レンズホルダを挟んで弾性支持する支持部材の、対物レンズの光軸方向から見た中心線に対して内周側に偏って取付けられた対物レンズ駆動装置においては、レンズホルダにねじれ振動が発生した場合に対物レンズの位置が振動の腹になり振幅が大きくなってしまう可能性があった。

本発明は、レンズホルダのねじれ振動に関して対物レンズの振動の振幅を抑えた対物レンズ駆動装置を提供し、それを用いたディスク装置において、ディスクへの情報記録の高速化を可能にすることを目的とする。

上記目的は、レンズホルダに設けられた２つの開口部の外郭であって、それら２つの開口部の間の平板に対して垂直な４つの壁のうち、レンズホルダを挟んで弾性支持する第１の支持部材と第２の支持部材の間の中心線に対して、対物レンズと反対側であって、平板に対して対物レンズと反対側にある壁の厚みを最も厚くすることで達成される。

本発明によれば、レンズホルダのねじれ振動のモードにおいて、駆動力を生じる各コイルのモード成分を大きさが等しく、方向が逆向きとなるようにすることができる。これにより、各コイルで生じる駆動力は等しいので、各コイルでの駆動力とねじれ振動のモード成分の積が互いに打消しあい、レンズホルダのねじれ振動による対物レンズの位置での振動の振幅を小さくできる。

以上のように、レンズホルダのねじれ振動に関して対物レンズの位置の振幅を抑えた対物レンズ駆動装置を提供することができ、それを用いたディスク装置において、ディスクへの情報記録の高速化を可能にする。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１１は本発明の対物レンズ駆動装置７３を適用したディスク装置１の分解斜視図である。同図において、ディスク装置１は、主にボトムケース１０と、情報の記録媒体であるディスクを装置内へ搬入または装置外へ搬出するためのディスクトレイ４と、ディスク装置内に搭載された電子部品の駆動制御および信号処理を行う半導体部品が搭載された回路基板９などから構成される。ボトムケース１０の上面と前面には、それぞれトップケース２，フロントパネル３が設けられ、ボトムケース１０の前記上面および前面を覆っている。

前記ディスクトレイ４には、ユニット化された機構部（以下、ユニットメカと称す）６が取付けられ、その下面はアンダーカバー８で覆われている。ユニットメカ６には、ディスクを回転させるためのスピンドルモータ５と、ディスク上に情報を記録または再生する光学ヘッド７と、光学ヘッド７を図示しない案内軸に沿ってディスクの半径方向に移動させるための光学ヘッド送り機構などが搭載されている。

図１０は本発明の対物レンズ駆動装置７３を適用した光学ヘッド７の斜視図である。同図において、光学ヘッド７は、主に対物レンズ駆動装置７３，光学系およびフレキシブルプリント基板７４の３つの要素から構成されている。対物レンズ駆動装置７３は、ディスク上のトラックに追従して正確に情報を記録または再生するために、対物レンズをフォーカシング方向とトラッキング方向に駆動する機構となっている。光学系は、レーザ光を射出する半導体レーザ７１と、半導体レーザからの光を分岐したりディスク上へ集光したりする図示されないレンズやミラーと、ディスクからの反射光を受光する光検出器７２などで構成される。フレキシブルプリント基板７４は、対物レンズ駆動装置７３や光学系を回路基板９とを複数の配線パターンによって電気的に接続する。

図１は本発明の対物レンズ駆動装置７３の斜視図である。同図において、ｘ軸方向は、図示されていない光ディスクの接線方向、ｙ軸方向は光ディスクの半径方向であるトラッキング方向、ｚ軸方向は対物レンズ７３１の光軸方向であるフォーカシング方向を示す。
対物レンズ駆動装置７３は、対物レンズ７３１を取付けた可動部と、この可動部を保持する固定部７３３と、固定部７３３に接続され可動部を弾性支持する第１の支持部材734a，第２の支持部材７３４ｂと、ヨーク７３５と永久磁石７３６からなる磁気回路から構成される。

ワイヤ状の第１の支持部材７３４ａ，第２の支持部材７３４ｂは、一端が固定部７３３の端面近辺に固定され、他端がレンズホルダ７３２の両端に設けられた突部７３９にはんだなどを用いて固定される。

対物レンズ７３１は、第１の支持部材７３４ａと第２の支持部材７３４ｂとの間の中心線Ｌに対して非対称に取付けられている。また、レンズホルダ７３２には２つの開口部が設けられており、それら２つの開口部の間の平板７３２ｅの両面に、トラッキングコイル７３７と、フォーカシングコイル７３８ａ，７３８ｂ，７３８ｃ，７３８ｄ（図示せず）が装着される。

ここで、対物レンズ７３１とレンズホルダ７３２と、トラッキングコイル７３７およびフォーカシングコイル７３８ａ，７３８ｂ，７３８ｃ，７３８ｄとが、可動部になる。つまり、この可動部が固定部７３３に対して移動することになる。

ここで、レンズホルダ７３２のねじれ振動は可動部のフォーカシングコイル７３８ａ，７３８ｂ，７３８ｃ，７３８ｄに駆動力を発生させたときに励起されやすい。図９にフォーカシングコイル７３８ａ，７３８ｂ，７３８ｃ，７３８ｄに駆動力を発生させたときの対物レンズ７３１のフォーカシング方向変位の周波数応答線図を示す。図中において記号Ａはレンズホルダ７３２のねじれ振動による対物レンズ７３１の振幅の増加量を表す。このねじれ振動による対物レンズ７３１の振幅の増加量Ａは、対物レンズ７３１のねじれ振動のモード成分と、フォーカシングコイル７３８ａ，７３８ｂ,７３８ｃ,７３８ｄの駆動力およびねじれ振動のモード成分との積を、各フォーカシングコイル７３８ａ，７３８ｂ，７３８ｃ，７３８ｄについて計算し、それらを足し合わせた形で表現される。

したがって、このねじれ振動による対物レンズ７３１の振幅の増加量Ａを小さくするためには、各フォーカシングコイル７３８ａ，７３８ｂ，７３８ｃ，７３８ｄのねじれ振動のモード成分を、大きさが等しく、方向が逆向きとなるようにすればよい。

ここでまず，レンズホルダ７３２の２つの開口部の外郭であって、それらの開口部の間の平板７３２ｅに対して垂直な４つの壁７３２ａ，７３２ｂ，７３２ｃ，７３２ｄの位置関係について図２を用いて説明する。壁７３２ａは、第１の支持部材７３４ａと第２の支持部材７３４ｂの中心線Ｌに対して、対物レンズ７３１と同じ側であって、平板７３２ｅに対して対物レンズ７３１と同じ側にある。壁７３２ｂは、中心線Ｌに対して、対物レンズ７３１と反対側であって、平板７３２ｅに対して対物レンズ７３１と同じ側にある。壁７３２ｃは、中心線Ｌに対して、対物レンズ７３１と同じ側であって、平板７３２ｅに対して対物レンズ７３１と反対側にある。壁７３２ｄは、中心線Ｌに対して、対物レンズ
７３１と反対側であって、平板７３２ｅに対して対物レンズ７３１と反対側にある。

上記指針に対して、本実施例では、図２と図３に示すように、レンズホルダ７３２の４つの壁７３２ａ，７３２ｂ，７３２ｃ，７３２ｄのうち壁７３２ｄの厚みを最も厚くしている。この場合、中心線Ｌに対して対称に配置された２対のフォーカシングコイル738a，７３８ｂ，７３８ｃ，７３８ｄのねじれ振動のモード成分の大きさが等しくなり、かつ中心線Ｌを挟んだフォーカシングコイル７３８ａ，７３８ｃとフォーカシングコイル738b，７３８ｄとでのねじれ振動のモード成分の方向が逆向きなる。したがって、ねじれ振動による対物レンズ７３１の振幅の増加量Ａを小さくできる。

この効果を図４の中実黒丸の凡例として示す。

この中実黒丸の凡例は、４つの壁７３２ａ，７３２ｂ，７３２ｃ，７３２ｄの厚みをすべて等しい１.０mm の状態（図８の状態）から、４つの壁のうち壁７３２ｄの厚みのみを０.８mmから１.６mmの間で変化させた場合（図３の状態）の、レンズホルダ７３２のねじれ振動による対物レンズ７３１の振幅の増加量Ａの大きさをプロットしたものである。図の横軸は壁７３２ｄの厚みを、壁７３２ｄと壁７３２ｃの厚さの比として表している。この図４において、横軸の値が大きくなるほど壁７３２ｄの厚みが厚くなることを意味するが、壁７３２ｄと壁７３２ｃの厚さの比がおよそ１.３ のときに対物レンズ７３１の振幅の増加量Ａをほぼ０にできていることが分かる。このとき、４つの壁の厚みの比（壁732aの厚み）：（壁７３２ｂの厚み）：（壁７３２ｃの厚み）：（壁７３２ｄの厚み）は、ほぼ１：１：１：１.３で、壁７３２ｄの厚みが最も厚くなる。

図４にはさらに、図８の状態から壁７３２ａの厚みを１.０mmから１.４mmの範囲で厚くして、壁７３２ａと壁７３２ｂの厚さの比を１.２と１.４のいずれかに固定した状態で、壁７３２ｄの厚みを増減させることで壁７３２ｄと壁７３２ｃの厚さの比を変化させたときの結果も、白抜き三角形と白抜き四角形の凡例でそれぞれ示してある。この結果から、少なくとも、壁７３２ａの板厚と壁７３２ｂの厚さの比が１.０から１.２の範囲においては、壁７３２ｄと壁７３２ｃの厚さの比を１.２ よりも大きくすると同時に、壁７３２ａの厚さと壁７３２ｂの厚さの比を、１.０よりも大きく１.２以下にした方が、壁７３２ｄと壁７３２ｃの厚さの比だけを大きくする場合に比べて、壁７３２ｄと壁７３２ｃの厚さの比が１.０ により近い条件で対物レンズ７３１の振幅の増加量Ａをほぼ０にできる。すなわち、壁７３２ｄの厚みだけを厚くする場合に比べて、壁７３２ａの厚みも同時に厚くしたほうが、壁７３２ｄの厚みを薄く抑えることができる。この場合、２つの開口部の、中心線Ｌおよび平板７３２ｅに対する非対称性を最小限に抑えられるので、フォーカシングコイル７３８ａ，７３８ｂ，７３８ｃ，７３８ｄの幅を大きくでき、対物レンズ駆動装置１の駆動力を向上することも可能になる。

図５は、本発明の第２の実施例を示す対物レンズ駆動装置７３のレンズホルダ７３２の上面図である。この第２の実施例においては、レンズホルダ７３２の４つの壁７３２ａ，
７３２ｂ，７３２ｃ，７３２ｄのうち壁７３２ａの厚みを最も厚くしている。第２の実施例のその他の構成は、第１の実施例と同様な構成となっているため、詳細な証明は省略する。このような構成とすることで、第１の実施例と同様に、中心線Ｌに対して対称に配置された２対のフォーカシングコイル７３８ａ，７３８ｂ，７３８ｃ，７３８ｄのねじれ振動のモード成分の大きさが等しくなり、かつ中心線Ｌを挟んだフォーカシングコイル738a，７３８ｃとフォーカシングコイル７３８ｂ，７３８ｄとでのねじれ振動のモード成分の方向が逆向きなる。したがって、ねじれ振動による対物レンズ７３１の振幅の増加量Ａを小さくできる。この効果を図６の中実黒丸の凡例として示す。

この中実黒丸の凡例は、４つの壁７３２ａ，７３２ｂ，７３２ｃ，７３２ｄの厚みをすべて等しい１.０mm の状態（図８の状態）から、４つの壁のうち壁７３２ａの厚みのみを０.６mmから１.８mmの間で変化させた場合（図５の状態）の、レンズホルダ７３２のねじれ振動による対物レンズ７３１の振幅の増加量Ａの大きさをプロットしたものである。図の横軸は壁７３２ａの厚みを、壁７３２ａと壁７３２ｂの厚さの比として表している。この図６において、横軸の値が大きくなるほど壁７３２ａの厚みが厚くなることを意味するが、壁７３２ａと壁７３２ｂの厚さの比がおよそ１.６ のときに対物レンズ７３１の振幅の増加量Ａをほぼ０にできていることが分かる。このとき、４つの壁の厚みの比（壁732aの厚み）：（壁７３２ｂの厚み）：（壁７３２ｃの厚み）：（壁７３２ｄの厚み）は、ほぼ１.６：１：１：１で、壁７３２ａの厚みが最も厚くなる。

図６にはさらに、図８の状態から壁７３２ｄの厚みを１.０mmから１.４mmの範囲で厚くして、壁７３２ｄと壁７３２ｃの厚さの比を１.２，１.３および１.４ のいずれかに固定した状態で、壁７３２ａの厚みを増減させることで壁７３２ａと壁７３２ｂの厚さの比を変化させたときの結果も、白抜き三角形，中実ひし形、および白抜き四角形の凡例でそれぞれ示してある。この結果から、少なくとも、壁７３２ｄの板厚が１.０から１.２の範囲においては、壁７３２ａと壁７３２ｂの厚さの比を、１.２ よりも大きくすると同時に、壁７３２ｄの厚さと壁７３２ｃの厚さの比も１.０よりも大きく１.２以下にした方が、壁７３２ａと壁７３２ｂの厚さの比だけを大きくする場合に比べて、壁７３２ａと壁732bの厚さの比が１.０ により近い条件で対物レンズ７３１の振幅の増加量Ａをほぼ０にできる。すなわち、壁７３２ａの厚みだけを厚くする場合に比べて、壁７３２ｄの厚みも同時に厚くしたほうが、壁７３２ａの厚みを薄く抑えることができる。これにより、２つの開口部の、中心線Ｌおよび平板７３２ｅに対する非対称性を最小限に抑えられるので、フォーカシングコイル７３８ａ，７３８ｂ，７３８ｃ，７３８ｄの幅を大きくでき、対物レンズ駆動装置７３の駆動力を向上することも可能になる。

図７は、本発明の第３の実施例を示す対物レンズ駆動装置７３のレンズホルダ７３２の上面図である。この第３の実施例においては、レンズホルダ７３２の４つの壁７３２ａ，
７３２ｂ，７３２ｃ，７３２ｄのうち、壁７３２ａの厚みと壁７３２ｄの厚みを等しく、かつ、残り２つの壁７３２ｂ，７３２ｃの厚みよりも厚くしている。

第３の実施例のその他の構成は、第１および第２の実施例と同様な構成となっているため、詳細な証明は省略する。このような構成とすることで、第１および第２の実施例と同様に、中心線Ｌに対して対称に配置された２対のフォーカシングコイル７３８ａ，738b，７３８ｃ，７３８ｄのねじれ振動のモード成分の大きさが等しくでき、かつ中心線Ｌを挟んだフォーカシングコイル７３８ａ,７３８ｃとフォーカシングコイル７３８ｂ,７３８ｄとでのねじれ振動のモード成分の方向が逆向きにできる。したがって、ねじれ振動による対物レンズ７３１の振幅の増加量Ａを小さくできる。本実施例ではさらに，２つの開口部の大きさを等しくすることができるので，開口部に配置される永久磁石の７３６や，平板７３２ｅに取付けられるフォーカシングコイル７３８ａ，７３８ｂ，７３８ｃ，７３８ｄおよびトラッキングコイル７３７に関して，それぞれの形状と寸法の共通化が可能となる。

本発明は、対物レンズ駆動装置やそれを用いたディスク装置において、ディスクへの情報記録の高速化を可能にする。

本発明の一実施例を示す、対物レンズ駆動装置の斜視図。 本発明の一実施例の対物レンズ駆動装置の上面図。 本発明の一実施例のレンズホルダの上面図。 本発明の一実施例の効果を示すグラフ。 本発明の一実施例のレンズホルダの上面図。 本発明の一実施例の効果を示すグラフ。 本発明の一実施例のレンズホルダの上面図。 従来例のレンズホルダの上面図。 対物レンズのフォーカシング方向変位の周波数応答線図。 本発明の対物レンズ駆動装置を適用した光学ヘッドの斜視図。 本発明の対物レンズ駆動装置を適用したディスク装置の分解斜視図。

符号の説明

１ ディスク装置
２ トップケース
３ フロントパネル
４ ディスクトレイ
５ スピンドルモータ
６ ユニットメカ
７ 光学ヘッド
８ アンダーカバー
９ 回路基板
１０ ボトムケース
７１ 半導体レーザ
７２ 光検出器
７３ 対物レンズ駆動装置
７４ フレキシブルプリント基板
７３１ 対物レンズ
７３２ レンズホルダ
７３２ａ，７３２ｂ，７３２ｃ，７３２ｄ レンズホルダの開口部の外郭である壁
７３２ｅ レンズホルダの２つの開口部の間の平板
７３３ 固定部
７３４ａ 第１の支持部材
７３４ｂ 第２の支持部材
７３５ ヨーク
７３６ 永久磁石
７３７ トラッキングコイル
７３８ａ，７３８ｂ，７３８ｃ，７３８ｄ フォーカシングコイル
７３９ 突部
Ｌ 支持部材の対物レンズの光軸方向から見た中心線
Ａ レンズホルダのねじれ振動による対物レンズの振幅の増加量

Claims (8)

1. 対物レンズを取付けるためのレンズホルダと、前記レンズホルダを保持する固定部と、前記固定部に接続され前記レンズホルダを挟んで弾性支持する第１及び第２の支持部材とを有し、
   前記レンズホルダは、それぞれ永久磁石を配置するための２つの開口部が設けられ、
   前記第１の支持部材と第２の支持部材との間の中心線に対して、前記対物レンズの配置が非対称な対物レンズ駆動装置において、
   前記２つの開口部の外郭であって、前記２つの開口部の間の平板に対して垂直な４つの壁のうち、前記中心線に対して対物レンズと反対側であって、前記平板に対して対物レンズと反対側にある壁の厚みが最も厚い
   ことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
2. 請求項１に記載の対物レンズ駆動装置であって、
   前記４つの壁のうち、前記中心線に対して対物レンズと同じ側であって、前記平板に対して対物レンズと同じ側にある壁の厚みが、前記中心線に対して、対物レンズと反対側であって、前記平板に対して対物レンズと同じ側にある壁の厚みよりも厚い
   ことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
3. 請求項２に記載の対物レンズ駆動装置であって、
   前記４つの壁のうち、
   前記中心線に対して対物レンズと反対側であって、前記平板に対して対物レンズと反対側にある壁の厚みと、
   前記中心線に対して対物レンズと同じ側であって、前記平板に対して対物レンズと反対側にある壁の厚みとの比が１.２ より大きく、
   前記中心線に対して対物レンズと同じ側であって、前記平板に対して対物レンズと同じ側にある壁の厚みと、
   前記中心線に対して対物レンズと反対側であって、前記平板に対して対物レンズと同じ側にある壁の厚みとの比が
   １.０より大きく１.２以下である
   ことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
4. 対物レンズを取付けるためのレンズホルダと、前記レンズホルダを保持する固定部と、前記固定部に接続され前記レンズホルダを挟んで弾性支持する第１及び第２の支持部材とを有し、
   前記レンズホルダは、それぞれ永久磁石を配置するための２つの開口部が設けられ、
   前記第１の支持部材と第２の支持部材との間の中心線に対して、前記対物レンズの配置が非対称な対物レンズ駆動装置において、
   前記２つの開口部の外郭であって、前記２つの開口部の間の平板に対して垂直な４つの壁のうち、前記中心線に対して対物レンズと同じ側であって、前記平板に対して対物レンズと同じ側にある壁の厚みが最も厚い
   ことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
5. 請求項４に記載の対物レンズ駆動装置であって、
   前記４つの壁のうち、前記中心線に対して対物レンズと反対側であって、前記平板に対して対物レンズと反対側にある壁の厚みが、前記中心線に対して対物レンズと同じ側であって、前記平板に対して対物レンズと反対側にある壁の厚みよりも厚い
   ことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
6. 請求項５に記載の対物レンズ駆動装置であって、
   前記４つの壁のうち、
   前記中心線に対して対物レンズと同じ側であって、前記平板に対して対物レンズと同じ側にある壁の厚みと、
   前記中心線に対して対物レンズと反対側であって、前記平板に対して対物レンズと同じ側にある壁の厚みとの比が１.２ より大きく、
   前記中心線に対して対物レンズと反対側であって、前記平板に対して対物レンズと反対側にある壁の厚みと、
   前記中心線に対して対物レンズと同じ側であって、前記平板に対して対物レンズと反対側にある壁の厚みとの比が
   １.０より大きく１.２以下である
   ことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
7. 対物レンズを取付けるためのレンズホルダと、前記レンズホルダを保持する固定部と、前記固定部に接続され前記レンズホルダを挟んで弾性支持する第１及び第２の支持部材とを有し、
   前記レンズホルダは、それぞれ永久磁石を配置するための２つの開口部が設けられ、
   前記第１の支持部材と第２の支持部材との間の中心線に対して、前記対物レンズの配置が非対称な対物レンズ駆動装置において、
   前記２つの開口部の外郭であって、前記２つの開口部の間の平板に対して垂直な４つの壁のうち、前記中心線に対して対物レンズと同じ側であって、前記平板に対して対物レンズと同じ側にある壁の厚みと、
   前記中心線に対して対物レンズと反対側であって、前記平板に対して対物レンズと反対側にある壁の厚みとが等しく、かつ、
   残り２つの壁の厚みよりも厚い
   ことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の対物レンズ駆動装置を用いたことを特徴とするディスク装置。

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