JP2009122333A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 材質や種類の異なる複数の磁性部材を揃えなくても、最適な磁性部材を用いることができ、ひいてはコスト削減に寄与することが可能なレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】 レンズを保持するとともに光軸方向に移動可能な移動体（スリーブ１３）と、移動体を支持する支持体（ヨーク１１及びホルダ１９等）と、コイル１８及びマグネット１７を備え、移動体を光軸方向に駆動する磁気駆動機構と、マグネット１７との間に作用する磁気吸引力によって、移動体の変位を規制するワイヤースプリング１６と、を有し、略円環状のワイヤースプリング１６には、マグネット１７との磁気吸引力の大きさを調整する吸引力調整部１６ａが設けられている。
【選択図】 図６

Description

本発明は、レンズを光軸方向に変位駆動して被写体の像を結像させるレンズ駆動装置に関する。

近年、カメラが搭載されたカメラ付き携帯電話機が普及するにつれ、その携帯電話機を用いて様々な被写体を撮影する機会が増えている。例えば、友人や風景など、カメラのレンズからある程度離れた被写体を撮影（通常撮影）したり、バスの時刻表や花びらなど、カメラのレンズと近接した位置にある被写体を撮影（接写撮影）したりする場合がある。

接写撮影（マクロ撮影）の場合、カメラのレンズ位置は、通常撮影時のレンズ位置よりも、僅かに被写体側に近づいた位置にする必要がある。そのため、この種の撮影レンズ系では、レンズを光軸方向に変位駆動する駆動機構を備えており、スイッチの切り替えによってこの駆動機構を駆動し、レンズを光軸方向に移動させることができるようになっている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に開示されたレンズ駆動装置は、移動レンズ体と、移動レンズ体を光軸方向に移動させる駆動機構と、移動レンズ体を光軸方向に移動可能に支持する固定体とを有している。また、移動レンズ体の側において、マグネットに磁気吸引される磁性部材も有している。この磁性部材は、レンズ駆動装置が無通電の際に（例えばカメラ付き携帯電話非使用時など）、マグネットとの間に生じる磁気吸引力によって、移動レンズ体ががたつく弊害を防ぐものである。すなわち、この磁性部材によって、移動レンズ体の静止位置精度のバラツキを抑え、安定化させることができ、また耐衝撃性を向上させるようになっている。

ここで、磁性部材とマグネットとの間に生じる磁気吸引力を調整するにあたっては、磁性部材を取り替えることによって行われる。具体的には、移動レンズ体をより強く固定したい際には、磁性の強い磁性部材を用いればよいし、移動レンズ体の固定を弱めたい場合（例えば、移動レンズ体を駆動する際の始動電流を小さくする場合）には、磁性の弱い磁性部材を用いればよい。なお、レンズ駆動装置が搭載される環境や顧客の要望などによって、最適な磁性部材が選択される必要がある。

特開２００７−１４８３５４号公報（図１）

しかしながら、最適な磁性部材の選択が必要となると、材質や種類の異なる複数の磁性部材を用意する必要があり、費用の面で負担が大きい場合がある。また、複数の磁性部材のうち選択されるものは一部であって、選択されなかった磁性部材については不使用部品となり、この点で無駄なコストが生じていた。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、材質や種類の異なる複数の磁性部材を揃えなくても、最適な磁性部材を用いることができ、ひいてはコスト削減に寄与することが可能なレンズ駆動装置を提供することにある。

以上のような課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。

（１） レンズを保持するとともに光軸方向に移動可能な移動体と、前記移動体を支持する支持体と、コイル及びマグネットを備え、前記移動体を光軸方向に駆動する磁気駆動機構と、前記マグネットとの間に作用する磁気吸引力によって、前記移動体の変位を規制する磁性部材と、を有し、略円環状の前記磁性部材には、前記マグネットとの磁気吸引力の大きさを調整する吸引力調整部が設けられていることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明によれば、移動体と、支持体と、磁気駆動機構と、磁性部材と、を有するレンズ駆動装置で、その磁性部材は、およそ円環状を呈しており、かつ、マグネットとの磁気吸引力の大きさを調整する吸引力調整部を備えているので、磁性部材とマグネットとの間に作用する磁気吸引力を調整することができる。

すなわち、吸引力調整部の形状・位置により、マグネットとの間に作用する磁気吸引力が変化するため、これらを調整することによって、結果的に、一定の範囲で磁気吸引力を調整することができる。したがって、材質や種類の異なるものを複数用意しなくてもよく（材質や種類が同じであっても、吸引力調整部の形状・位置のみが異なる磁性部材を用意すればよいので）、製造コスト（初期投資，部品代，及び組立費などを含む）の削減に寄与することができる。

ここで、「吸引力調整部」は、その形状・位置・大きさ・数・材質などの如何を問わない。また、磁性部材と一体的に形成されていてもよいし、磁性部材とは別体（後付け）であってもよい。

（２） 前記マグネットは、複数のマグネット片が周方向に所定の隙間を介して配置され、前記磁性部材の吸引力調整部は、前記マグネット片の各々に対向する間隔で設けられていることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明によれば、上述したマグネットは、複数のマグネット片が周方向に所定の隙間を介して配置され、磁性部材の吸引力調整部は、マグネット片の各々に対向する間隔で設けられているので、移動体の周囲において、磁気吸引力のバランスをとることができる。また、マグネット片の各々に対向する間隔とすることで、効率よく磁気吸引力を発生させることができる。

（３） 前記磁性部材における吸引力調整部は、その径方向に凹凸を有する形状であることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明によれば、磁性部材における吸引力調整部は、その径方向に凹凸を有する形状であることしたので、簡易に吸引力調整部を形成することができる。また、吸引力調整部の形状が凹凸であれば、磁性部材を加工することで吸引力調整部を形成することができ、ひいては作業性を向上させることができる。

（４） 前記磁性部材における吸引力調整部は、その径方向外側に凹凸を有する形状であることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明によれば、上述した磁性部材における吸引力調整部は、その径方向外側に凹凸を有する形状であることとしたので、マグネット片により近いところで吸引力調整部を設けることができ、ひいては磁気吸引力の調整可能量を増やすことができる。

（５） 前記磁性部材は、前記移動体の光軸方向の端面に載置されることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明によれば、上述した磁性部材は、移動体の光軸方向の端面に載置されることとしたので、レンズ駆動装置を組み立てる際に、磁性部材を回転させる等して、凹凸の位置を調整し、その調整後、磁性部材を固着することができる。したがって、磁気吸引力をより調整しやすい、汎用性の高いレンズ駆動装置を提供することができる。

本発明に係るレンズ駆動装置によれば、吸引力調整部の形状・位置により、マグネットとの間に作用する磁気吸引力が変化するため、これらを調整することによって、結果的に、一定の範囲で磁気吸引力を調整することができる。また、材質や種類の異なる複数の磁性部材を数多く揃えなくても、最適な磁性部材を用いることができ、ひいてはコスト削減に寄与することができる。また、不必要な磁性部材を揃えなくてもよくなる点において、コスト削減に大きく貢献することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

［機械構成］
図１は、本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置１の外観構成を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置１の機械構成を示す分解斜視図である。

図１及び図２において、レンズ駆動装置１は、ヨーク１１と、カバー１２と、スリーブ１３と、第１の板バネ１４と、第２の板バネ１５と、ワイヤースプリング１６と、マグネット１７と、コイル１８（第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２）と、ホルダ１９と、を有している。

なお、レンズが組み込まれたレンズバレル（鏡筒）については、図示を省略している。また、レンズ駆動装置１は、スリーブ１３を光軸Ｌの方向に沿って、被写体（撮像対象）に近づくＡ方向（前側）、被写体とは反対側（像側）に近づくＢ方向（後側）の双方向に移動させるものである（図１参照）。また、一又は複数枚のレンズが組み込まれたレンズバレル（上述のとおり図示せず）を保持するスリーブ１３は、ワイヤースプリング１６等と併せて光軸Ｌの方向に移動可能に構成されており、「移動体」の一例に相当する。また、ヨーク１１、カバー１２やホルダ１９などは、第１の板バネ１４及び第２の板バネ１５を介してスリーブ１３等を光軸Ｌの方向に移動可能に支持する「支持体」の一例に相当する。また、スリーブ１３等は、コイル１８やマグネット１７を備える「磁気駆動機構」によって、光軸Ｌの方向に駆動される。

ヨーク１１は、例えば鋼板などの強磁性板から構成されている。また、ヨーク１１は、レンズ駆動装置１の前面及び側面で露出し、その中央には、被写体からの反射光をレンズに取り込むための円形の入射窓１１１が形成されている。一方、カバー１２は、ヨーク１１に取付けられ、その中央には、被写体からの反射光をレンズに取り込むための円形の入射窓１２１が形成されている。ホルダ１９は、像側で撮像素子（図示せず）を保持するものである。

コイル１８は、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２から構成され、これらは光軸Lの方向に２段に配置され、いずれも円環状となっている。そして、スリーブ１３の外周面に所定の間隔をおいて巻き付けられるとともに、８個のマグネット１７が光軸方向に２段に重ねて配置されており、各段のマグネット１７は、前側のマグネット１７が第１のコイル１８１に対して及び後側のマグネット１７は第２のコイル１８２に対して外周側で対向し、四角形状したヨーク１１の内周面のうち４箇所の角部分に固定される。

本実施形態では、マグネット１７は、いずれにおいても内面と外面とが異なる極に着磁されている。例えば、前側に配置された４個のマグネット１７は、その内面がＮ極に着磁され、外面がＳ極に着磁され、後側に配置された４個のマグネット１７は、その内面がＳ極に着磁され、外面がＮ極に着磁されている。

第１の板バネ１４及び第２の板バネ１５は、双方とも金属製の薄板から形成されており、光軸Ｌの方向における厚さを同じにしている。

ヨーク１１は、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２が配置されている領域の光軸方向の寸法、および、マグネット１７の光軸方向の寸法よりも大きくなっているため、前側のマグネット１７と第１のコイル１８１との間に構成される磁路、及び、後側のマグネット１７と第２のコイル１８２との間に構成される磁路からの漏れ磁束を少なくすることができ、その結果、スリーブ１３の移動量と、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２に流す電流との間のリニアリティを向上させることができるようになっている。

レンズ駆動装置１は、円環状のワイヤースプリング１６を備えている。ワイヤースプリング１６は、マグネット１７との間に作用する磁気吸引力により、スリーブ１３に対して光軸Ｌの方向の付勢力を印加する。このため、移動体（スリーブ１３等）がコイルの非通電時に自重で変位することを防止することができ、ひいては移動体（スリーブ１３等）に所望の姿勢を維持させ、耐衝撃性を向上できるようになっている。

第２の板バネ１５は、２つのバネ片から構成され、外部電源からの電流をコイル１８に供給する際の媒体となるもので、コイル１８の巻き始めと巻き終わりが各バネ片それぞれに電気的に接続されている。

ここで、本実施形態に係るレンズ駆動装置１では、上述したワイヤースプリング１６の形状に特徴がある。より具体的には、本実施形態におけるワイヤースプリング１６は、上述したように、マグネット１７との間に作用する磁気吸引力によって、スリーブ１３の変位を規制する「磁性部材」の一例として機能する。加えて、このワイヤースプリング１６には、マグネット１７との磁気吸引力の大きさを調整する吸引力調整部１６ａ（後述する図５又は図６参照）が設けられている。以下、まずは図３及び図４を用いて、ワイヤースプリング１６の位置関係について詳述した後、図５〜図７を用いて、吸引力調整部１６ａによる磁気吸引力の調整について詳述する。

［ワイヤースプリング］
図３は、レンズ駆動装置１からヨーク１１，カバー１２を外したときの様子を示す斜視図である。また、図４は、レンズ駆動装置１からヨーク１１，カバー１２を外したときの様子を示す平面図である。なお、図３及び図４では、説明の便宜上、ワイヤースプリング１６の形状は従来の（吸引力調整部１６ａの存在しない）円環状としてある。また、図３において、第１の板バネ１４については、スリーブ１３と当接する部分のみを図示している（スリーブ１３と当接しない部分は省略してある）。

図３及び図４において、ワイヤースプリング１６は、スリーブ１３の前端面に設けられた４個のスリーブ突起部１３ａの内側に配置されている。そして、ワイヤースプリング１６とマグネット１７との間には、磁気吸引力が生じる。そのため、レンズ駆動装置１が無通電の際には、この磁気吸引力によって、スリーブ１３ががたつくのを防止し耐衝撃性を向上することができるようになっている。特に、図３及び図４におけるワイヤースプリング１６は、単なる円環形状であるため、仮にワイヤースプリング１６をスリーブ１３の周方向に回転させたとしても、特に磁気吸引力の大きさが変わることはない。

一方で、本実施形態に係るレンズ駆動装置１に配置されるワイヤースプリング１６は、例えば、図５〜図７に示すような形状を呈する。図５は、ワイヤースプリング１６の形状に関する複数の具体例を示す図である。図６は、ワイヤースプリング１６がスリーブ１３に載置されている様子を示す斜視図である。図７は、ワイヤースプリング１６を回転して、磁気吸引力の大きさを調整している様子を示す図である。

図５（ａ）に示すワイヤースプリング１６の形状は、単なる円環形状ではなく、外側表面において、その径方向外側に突起を有する形状となっている。また、図５（ｂ）に示すワイヤースプリング１６の形状も、単なる円環形状ではなく、外側表面において、その径方向内側に凹みを有する形状となっている。図５（ｃ）に示すワイヤースプリング１６の形状も、単なる円環形状ではなく、内側表面において、その径方向外側に凹みを有する形状となっている。これらの凹凸は、ワイヤースプリング１６の径方向に凹凸を有する形状となる「吸引力調整部」１６ａの一例として機能する。すなわち、吸引力調整部１６ａは、突起に相当する場合もあるし、凹み（空隙）に相当する場合もある。

なお、本実施形態では、吸引力調整部１６ａの凹凸形状を半円としたが、本発明はこれに限られず、三角形状や四角形状であってもよい。また、吸引力調整部１６ａの数や大きさの如何も問わない。さらに、複数種類の吸引力調整部１６ａを組み合わせても構わない。例えば、一部で半円形状とし、他の一部で三角形状とするなどしてもよい。また、径方向に制限されるものではなく、厚みを変化させてもよい。

次に、図６において、ワイヤースプリング１６は、スリーブ１３の光軸方向の前端面に載置されている。本実施形態では、吸引力調整部１６ａは、径方向外側に突出した半円形状の突起であって、その数は全部で８個ある。また、２個のペアで、上述したスリーブ突起部１３ａを挟み込むような形で配置されている。

そして、図７（ａ）に示すように、ワイヤースプリング１６は、マグネット１７のマグネット片と対向することになる。マグネット１７は、複数のマグネット片が周方向に所定の間隔を介して配置されるが（図２参照）、そのうちの一のマグネット片を、図７（ａ）で図示している。

図６及び図７（ａ）によれば、本実施形態では、ワイヤースプリング１６の吸引力調整部１６ａは、マグネット片の各々に対向する間隔で設けられる（スリーブ１３を前側から見たときに、上下左右の４箇所に、２個の吸引力調整部１６ａのペアをそれぞれマグネット片に対向させて設けられる）。

このような状態で、ワイヤースプリング１６を周方向に回転させると、磁気吸引力の大きさが変化する。具体的に説明すると、まず、図７（ａ）に示すように、４個のスリーブ突起部１３のうちのスリーブ突起部１３_a1は、８個の吸引力調整部１６ａのうち吸引力調整部１６_a1と吸引力調整部１６_a2の間に位置している。したがって、マグネット（マグネット片）１７の厚み（径方向の厚み）が比較的厚いところ（マグネット１７の中央付近、磁気力が強いところ）に、吸引力調整部１６_a1，１６_a2が対向することになる。

次に、ワイヤースプリング１６を一旦取り外し、スリーブ１３を前側から見て時計方向に回転させ、図７（ｂ）に示すように、再びスリーブ１３の前端面に載置する。そうすると、上述したスリーブ突起部１３_a1は、８個の吸引力調整部１６ａのうち吸引力調整部１６_a2と吸引力調整部１６_a3の間に位置することになる。このとき、図７（ｂ）から明らかなように、２個の吸引力調整部１６_a2，１６_a3は、マグネット（マグネット片）１７の厚み（径方向の厚み）が比較的薄いところ（マグネット１７の両端付近、磁気力が弱いところ）で、マグネット１７と対向する。

したがって、図７（ａ）に示す状態よりも、図７（ｂ）に示す状態の方が、磁気吸引力は小さくなる。換言すれば、スリーブ１３をより安定化させるため、磁気吸引力を高める必要があれば、図７（ａ）に示すように、吸引力調整部（凸状の突起の場合）をマグネット片１７に接近させるようにワイヤースプリング１６を回転させればよいし、一方、スリーブ１３を駆動する際の始動電流を小さくするため、磁気吸引力を弱める必要があれば、図７（ｂ）に示すように、吸引力調整部（凸状の突起の場合）をマグネット片１７から離すようにワイヤースプリング１６を回転させればよい。

［基本動作］
本実施形態に係るレンズ駆動装置１において、移動体は、通常（第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２のコイルの非通電時）は、撮像素子側（像側）に位置保持される。このとき、ワイヤースプリング１６は、マグネット１７との間に作用する磁気吸引力によって、移動体の変位を規制している。ただし、ワイヤースプリング１６とマグネット１７との距離はある程度保たれているため、ワイヤースプリング１６とマグネット１７との磁気吸引力が強くなり過ぎることはない。これにより、移動体の中心軸がずれるのを防ぎ、ひいてはチルト特性の悪化を防ぐことができる。

このような状態において、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２に電流を流すと、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２は、それぞれ上向き（前側）の電磁力を受けることになる。これにより、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２並びにスリーブ１３は、被写体側（前側）に移動し始める。

このとき、第１の板バネ１４とスリーブ１３の前端との間、及び第２の板バネ１５とスリーブ１３の後端との間には、それぞれスリーブ１３の移動を規制する弾性力が発生する。このため、スリーブ１３を前側に移動させようとする電磁力と、スリーブ１３の移動を規制する弾性力が釣り合ったとき、スリーブ１３は停止する。また、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２に、逆方向の電流を流すと、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２は、それぞれ下向き（後側）の電磁力を受けることになる。

その際、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２に流す電流量と、第１の板バネ１４及び第２の板バネ１５によってスリーブ１３に働く弾性力を調整することで、スリーブ１３（移動体）を所望の位置に停止させることができる。なお、電磁力と弾性力との釣り合いを利用してスリーブ１３を停止させることで、係止部等と係止させるように部材同士を接触させる場合と異なり、衝突音の発生を防ぐことができる。

［実施形態の主な効果］
本実施形態に係るレンズ駆動装置１によれば、図７を用いて詳述したように、吸引力調整部１６ａの位置によって、ワイヤースプリング１６とマグネット１７との間に生ずる磁気吸引力が変化するため、それをある程度自由に調整することができる。したがって、ワイヤースプリング１６を調達する際、材質や種類の異なるものを複数用意しなくてもよく、製造コストの削減に寄与することができる。

また、吸引力調整部１６ａの位置だけでなく、吸引力調整部１６ａの形状によっても、磁気吸引力の調整は可能である。また、本実施形態では、ヨーク１１の入射窓１１１及びカバー１２の入射窓１２１の直径を、ワイヤースプリング１６の直径よりも大きく設計している。これにより、ヨーク１１とホルダ１９を係合し、外枠を組み立てた後に、入射窓１１１及び入射窓１２１を通じてワイヤースプリング１６をレンズ駆動装置１内に挿入することができるため、顧客の急な設計変更要求に対して柔軟かつ迅速に対応することができる。

特に、本実施形態に係るレンズ駆動装置１によれば、磁気吸引力をデジタル的に調整するのではなく、ワイヤースプリング１６の回転に基づきアナログ的に調整することができるので、磁気吸引力の微調整を行うことも可能である。

また、図６に示すように、本実施形態の吸引力調整部１６ａは、マグネット片の各々に対向する間隔で設けられている。したがって、スリーブ１３の周囲において、磁気吸引力のバランスをとることができる。また、マグネット片の各々に対向する間隔とすることで、効率よく磁気吸引力を発生させることができる。

また、図５に示すように、吸引力調整部１６ａの形状を、ワイヤースプリング１６の径方向に凹凸を有する形状とすることによって、吸引力調整部１６ａの加工が容易になり、ひいては作業性を高めることができる。

さらに、図７に示すように、吸引力調整部１６ａは、ワイヤースプリング１６の径方向外側に凸を有する形状であることとしたので、マグネット１７により近いところに位置することになり、ひいては磁気吸引力の調整可能量を増やすことができる。また、スリーブ１３の光軸方向の端面に載置されることとしたので、レンズ駆動装置１を組み立てる際に、ワイヤースプリング１６を回転させる等して、凹凸の位置を調整し、その調整後、ワイヤースプリング１６を固着することができる。したがって、磁気吸引力をより調整しやすい、汎用性の高いレンズ駆動装置１を提供することができる。

なお、レンズ駆動装置１は、カメラ付き携帯電話機の他にも、様々な電子機器に取り付けることが可能である。例えば、ＰＨＳ，ＰＤＡ，バーコードリーダ，薄型のデジタルカメラ，監視カメラ，車の背後確認用カメラ，光学的認証機能を有するドア等である。

本発明に係るレンズ駆動装置は、特殊な形状をしたワイヤースプリングによって、ワイヤースプリングとマグネットとの磁気吸引力を調整することができるようにしており、材質や種類の異なるワイヤースプリングを複数用意しなくてもよく、ひいては製造コストの削減に寄与することができる。

本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の外観構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の機械構成を示す分解斜視図である。 レンズ駆動装置からヨーク，カバーを外したときの様子を示す斜視図である。 レンズ駆動装置からヨーク，カバーを外したときの様子を示す平面図である。 ワイヤースプリングの形状に関する複数の具体例を示す図である。 ワイヤースプリングがスリーブに載置されている様子を示す斜視図である。 ワイヤースプリングを回転して、磁気吸引力の大きさを調整している様子を示す図である。

符号の説明

１ レンズ駆動装置
１１ ヨーク
１２ カバー
１３ 移動体（スリーブ）
１４ 第１の板バネ
１５ 第２の板バネ
１６ ワイヤースプリング
１７ マグネット
１８ コイル
１９ ホルダ

Claims (5)

1. レンズを保持するとともに光軸方向に移動可能な移動体と、
   前記移動体を支持する支持体と、
   コイル及びマグネットを備え、前記移動体を光軸方向に駆動する磁気駆動機構と、
   前記マグネットとの間に作用する磁気吸引力によって、前記移動体の変位を規制する磁性部材と、を有し、
   略円環状の前記磁性部材には、前記マグネットとの磁気吸引力の大きさを調整する吸引力調整部が設けられていることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記マグネットは、複数のマグネット片が周方向に所定の隙間を介して配置され、
   前記磁性部材の吸引力調整部は、前記マグネット片の各々に対向する間隔で設けられていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. 前記磁性部材における吸引力調整部は、その径方向に凹凸を有する形状であることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ駆動装置。
4. 前記磁性部材における吸引力調整部は、その径方向外側に凹凸を有する形状であることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ駆動装置。
5. 前記磁性部材は、前記移動体の光軸方向の端面に載置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか記載のレンズ駆動装置。

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