JP2009217898A - 光ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来より小型化することができる光ヘッド装置を提供する。
【解決手段】 光ヘッド装置１０は、２種類の２層ディスクをそれぞれ記録または再生するための２種類のレーザ光源装置２１、２２と、２種類のレーザ光源装置２１、２２から出射されたレーザ光を受光する共通の信号検出用受光素子２５と、レーザ光源装置２１、２２から出射されたレーザ光が２層ディスクに向かう往路および２層ディスクによって反射されたレーザ光が信号検出用受光素子２５に向かう復路を構成する光学系３０と、信号検出用受光素子２５上におけるレーザ光の復路の光学倍率を可変とするために光学系３０のうち復路を構成するセンサレンズ４２を駆動させる駆動部材５０とを有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）、ＨＤ ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ＤＶＤ）などの２種類以上の２層ディスクの再生や記録などに用いられる光ヘッド装置に関する。

近年、ＢＤやＨＤ ＤＶＤなどの次世代ＤＶＤが登場し、それらを扱う光ヘッド装置は、先行規格であるＤＶＤをも扱うことが要求されている。したがって、２種類以上の２層ディスクの再生や記録などに用いられる光ヘッド装置が開発されている。

特許文献１の光ヘッド装置は、対物レンズ、コリメートレンズ、検出レンズ等が、組付け後に発生する誤差に対して、ビームの焦点距離のずれ量を検出して、焦点可変レンズの焦点を常に最適な焦点距離に調整するための構成を有している。

２層ディスクにおいても、各層における再生や記録などの性能を確保するためには、対物レンズ先のビームの焦点位置を２層ディスクの各層に高精度に制御する必要があるが、対物レンズ先のビーム焦点を常に最適な焦点距離に調整するためには、そもそもビームの焦点距離のずれ量を正確に検出できてこそ可能になる。ここで、ビームの焦点位置のずれ量を検出するためには、一般的に対物レンズをフォーカシング方向に移動させたときに信号検出用受光素子によって検出される電圧の波形であるＳカーブが用いられている。従って、２層ディスクにおける各層の対物レンズ先のビーム焦点を常に最適な焦点距離に調整するためには、ビームの焦点距離のずれ量を正確に検出するために各層におけるＳカーブの重なり、すなわち、クロストークを抑制し、各層毎のＳカーブが精度よく検出できることが重要である。

しかし、ＨＤ ＤＶＤ、ＢＤ、ＤＶＤの層間隔は、それぞれ２０μｍ、２５μｍ、５５μｍと異なる。したがって、ＨＤ ＤＶＤ、ＢＤ、ＤＶＤの層間隔毎に最適な光学倍率に設計する必要があるので、層間隔毎の往路（レーザ光源から出射光が２層ディスクに入射する光路）および復路（２層ディスクからの反射光が受光素子に入射する光路）の光学倍率を同一にした場合、各層のＳカーブの重なりを抑えるには、復路として、ディスクの種類ごとに最適に配置された光路が必要であり、従って、復路ごとに信号検出用受光素子も必要である。
特開平６−１３１６７５号公報

しかしながら、ディスクの種類ごとに別々の復路を設けるためには、復路毎に光学素子や信号検出用受光素子が必要であり、光ヘッド装置の小型化の妨げになるという問題がある。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、ディスクの種類ごとに別々の復路を設ける必要が無く、小型化することができる光ヘッド装置を提供することを目的とする。

本発明の光ヘッド装置は、２種類の２層ディスクをそれぞれ記録または再生するための２種類の発光素子と、前記２種類の発光素子から出射されたレーザ光を受光する共通の信号検出用受光素子と、前記発光素子から出射された前記レーザ光が前記２層ディスクに向かう往路および前記２層ディスクによって反射された前記レーザ光が前記信号検出用受光素子に向かう復路を構成する光学系とを有する光ヘッド装置であって、前記信号検出用受光素子上における前記レーザ光の復路の光学倍率を可変とするために前記光学系のうち前記復路を構成する光学素子の何れかまたは前記信号検出用受光素子を移動させる駆動部材を有することを特徴とする。

この構成により、本発明の光ヘッド装置は、信号検出用受光素子を移動させる駆動部材を用いて、復路の光学倍率を２層ディスクの種類に応じて変更して、Ｓカーブのリニア範囲の傾きを急にすることにより、各層のＳカーブの重なりを抑制することができる。すなわち、クロストークを抑制し、各層毎のＳカーブが精度よく検出できる。したがって、本発明の光ヘッド装置は、２層ディスクによって反射されたレーザ光が信号検出用受光素子に向かう復路を２層ディスクの種類によらず共通化することができるので、従来より小型化することができる。

また、本発明の光ヘッド装置の前記駆動部材は、駆動源と、前記駆動源の回転を直動に変換して前記光学素子または前記信号検出用受光素子を直動させる変換部材とを有することが好ましい。このように構成すると、駆動源としてモータを利用して光学素子や信号検出用受光素子を移動させることができるので静音化が図れる。ソレノイドによって光学素子または信号検出用受光素子を直動させる場合、ソレノイドによる衝突音が発生し、騒音になるからである。

また、本発明の光ヘッド装置の前記駆動部材は、前記光学素子としてフォ-カシングエラー信号を発生させるセンサレンズを移動させることが好ましい。このように構成すると、非点収差を付与しフォーカシングエラー信号を発生させるセンサレンズによって復路の光学倍率を変更することができるので、リレーレンズのように光学倍率を変更するためだけの目的で使用する光学素子が必要なく、部品点数の削減を図ることができる。

本発明によれば、信号検出用受光素子上におけるレーザ光の復路の光学倍率を可変とするために光学系のうち復路を構成する光学素子の何れかまたは信号検出用受光素子を移動させる駆動部材を有しているので、ディスクの種類ごとに別々の復路を設ける必要が無く、従来より小型化することができる光ヘッド装置を提供することができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について、図面を用いて説明する。

まず、本実施の形態に係る光ヘッド装置の構成について説明する。

図１は、本実施の形態に係る光ヘッド装置１０の各素子の斜視図である。

図１に示す光ヘッド装置１０は、ＢＤ用である波長が４０５ｎｍ帯のレーザ光（青紫光）と、ＤＶＤ用である波長が６５０ｎｍ帯のレーザ光（赤色光）と、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）用である波長が７８０ｎｍ帯のレーザ光（赤外光）とを用いてＢＤ系ディスク、ＤＶＤ系ディスクおよびＣＤ系ディスクなどの図示していない光記録ディスクに対する情報の再生や記録などが可能な３波長光ヘッド装置である。

図１に示すように、光ヘッド装置１０は、波長が４０５ｎｍ帯のレーザ光を出射する半導体レーザを備えた発光素子としてのレーザ光源装置２１と、波長が６５０ｎｍ帯のレーザ光を出射するＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザを備えた発光素子としてのレーザ光源装置２２と、波長が７８０ｎｍ帯のレーザ光を出射するＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザを備えたレーザ光源装置２３と、レーザ光源装置２１〜２３によって出射されたレーザ光を受光するためのモニタ用受光素子２４と、光記録ディスクの記録面で反射されたレーザ光を受光するための信号検出用受光素子２５と、レーザ光源装置２１〜２３によって出射されたレーザ光を光記録ディスクの記録面に収束させる対物レンズ３１を含む光学系３０とを有している。

なお、光ヘッド装置１０は、対物レンズ３１をフォーカシング方向、トラッキング方向およびチルト方向にサーボ制御するための対物レンズ駆動機構や、レーザ光源装置２１〜２３、モニタ用受光素子２４、信号検出用受光素子２５、光学系３０および対物レンズ駆動機構などを搭載した装置フレームや、レーザ光源装置２１〜２３、モニタ用受光素子２４、信号検出用受光素子２５および対物レンズ駆動機構などに電気的に接続されたフレキシブル回路基板なども備えているが、図示を省略している。

光学系３０は、それぞれレーザ光源装置２１〜２３から出射されたレーザ光をトラッキングエラーの検出のために３ビームに分割する回折格子３２〜３４と、波長が４０５ｎｍ帯のレーザ光を反射して波長が６５０ｎｍ帯および７８０ｎｍ帯のレーザ光を透過させるダイクロイックプリズム３５と、波長が６５０ｎｍ帯のレーザ光を透過させて波長が７８０ｎｍ帯のレーザ光を反射するダイクロイックプリズム３６と、レーザ光源装置２１〜２３から出射されたレーザ光の一部を反射して残りを透過させる偏光ビームスプリッタ３７と、偏光ビームスプリッタ３７を透過したレーザ光を平行光線にするコリメータレンズ３８と、コリメータレンズ３８を透過したレーザ光を対物レンズ３１側に立ち上げる立ち上げミラー３９と、レーザ光の偏光状態を変える１／４波長板４０と、レーザ光の収差を補正するための液晶素子４１と、レーザ光に非点収差を付与するセンサレンズ４２とを有している。

また、光ヘッド装置１０は、センサレンズ４２を光軸方向に移動させる駆動部材５０を有している。

駆動部材５０は、駆動源としてのステッピングモータ５０１と、ステッピングモータ５０１を収納したケース５０２と、一部がケース５０２内に収納された直動部材５０３とを有している。ステッピングモータ５０１の回転軸５０１ａは、雄ねじが形成されてリードスクリュー５０１ｂとなっている。ケース５０２は、開口部５０２ａと、内壁５０２ｂとを有している。直動部材５０３は、リードスクリュー５０１ｂと噛合する雌ねじが形成されたネジ孔５０３ａと、センサレンズ４２が固定された固定部５０３ｂと、ステッピングモータ５０１の回転軸５０１ａの回転に伴ってケース５０２の内壁５０２ｂに当接して共回りすることを阻止する阻止部５０３ｃとを有している。直動部材５０３は、ステッピングモータ５０１の回転軸５０１ａの回転に伴う共回が阻止部５０３ｃによって阻止されるので、ステッピングモータ５０１の回転軸５０１ａの回転により回転軸５０１ａの延在方向に直動しセンサレンズ４２を光軸方向に移動させることができる。このように本発明における変換部材は、リードスクリュー５０１ｂが形成されたステッピングモータ５０１の回転軸５０１ａと、リードスクリュー５０１ｂに噛合する雌ねじが形成された直動部材５０３と、直動部材５０３がステッピングモータ５０１の回転軸５０１ａととともに共回りするのを阻止するケース５０２とによって構成されている。

次に、光ヘッド装置１０の動作について説明する。

（ＢＤ用のレーザ光の往路）
レーザ光源装置２１から出射される波長が４０５ｎｍ帯のレーザ光の往路について説明する。

レーザ光源装置２１から出射されたレーザ光は、回折格子３２によって３ビームに分割された後、ダイクロイックプリズム３５によって反射されて、偏光ビームスプリッタ３７に到達する。

偏光ビームスプリッタ３７に到達したレーザ光は、一部が偏光ビームスプリッタ３７によって反射されてモニタ用受光素子２４に入射するとともに、残りが偏光ビームスプリッタ３７を透過する。ここで、モニタ用受光素子２４に入射したレーザ光は、モニタ用受光素子２４によって光量が検出されて、レーザ光源装置２１の出射光量のフィードバック制御に利用される。また、偏光ビームスプリッタ３７を透過したレーザ光は、偏光ビームスプリッタ３７によって直線偏光にされている。

偏光ビームスプリッタ３７を透過したレーザ光は、コリメータレンズ３８によって平行光線にされた後、立ち上げミラー３９によって立ち上げられ、１／４波長板４０によって直線偏光から円偏光に変えられ、液晶素子４１によって収差が補正され、対物レンズ３１によって集光されて、ＢＤ系ディスクの記録面上に照射される。

（ＤＶＤ用のレーザ光の往路）
レーザ光源装置２２から出射される波長が６５０ｎｍ帯のレーザ光の往路について説明する。

レーザ光源装置２２から出射されたレーザ光は、回折格子３３によって３ビームに分割された後、ダイクロイックプリズム３６、ダイクロイックプリズム３５によって透過されて、偏光ビームスプリッタ３７に到達する。偏光ビームスプリッタ３７に到達してからＤＶＤ系ディスクの記録面上に照射されるまでは、ＢＤ用のレーザ光の往路の場合と同様であるので、説明を省略する。

（ＣＤ用のレーザ光の往路）
レーザ光源装置２３から出射される波長が７８０ｎｍ帯のレーザ光の往路について説明する。

レーザ光源装置２３から出射されたレーザ光は、回折格子３４によって３ビームに分割された後、ダイクロイックプリズム３６によって反射した後、ダイクロイックプリズム３５によって透過されて、偏光ビームスプリッタ３７に到達する。偏光ビームスプリッタ３７に到達してからＣＤ系ディスクの記録面上に照射されるまでは、ＢＤ用のレーザ光の往路の場合と同様であるので、説明を省略する。

（レーザ光の復路）
レーザ光の復路について説明する。なお、復路は、レーザ光の種類によらず同じである。

すなわち、ディスクの記録面で反射したレーザ光は、対物レンズ３１、液晶素子４１を透過して、１／４波長板４０によって円偏光から直線偏光に変えられ、立ち上げミラー３９によって反射され、コリメータレンズ３８を透過して偏光ビームスプリッタ３７に到達する。

ここで、レーザ光は、ディスクの記録面で反射したときに円偏光の回転方向が反転しているので、１／４波長板４０によって直線偏光に変えられたときに、偏光面が往路と直交する。したがって、偏光ビームスプリッタ３７に到達したレーザ光は、偏光ビームスプリッタ３７を透過することなく、偏光ビームスプリッタ３７によって反射される。

偏光ビームスプリッタ３７によって反射されたレーザ光は、センサレンズ４２によって非点収差が付与されて、信号検出用受光素子２５によって検出される。

（復路の光学倍率の変更）
復路の光学倍率の変更について説明する。

図２は、光ヘッド装置１０のＳカーブの図であって、２層ディスクの各層のＳカーブが重なっている状態の図である。図３は、光ヘッド装置１０のＳカーブの図であって、２層ディスクの各層のＳカーブが分離している状態の図である。

ＢＤ系ディスクやＤＶＤ系ディスクなどの２層ディスクの場合、センサレンズ４２の位置によっては、図２に示すように、２層ディスクの各層のＳカーブが重なる。

図示していない回路は、ＢＤ系ディスクやＤＶＤ系ディスクなどの２層ディスクの場合、駆動部材５０によりセンサレンズ４２を光軸方向に駆動させることによって、ディスクの種類に応じて予め設定されている位置にセンサレンズ４２を移動させる。

したがって、復路の光学倍率が変更して、Ｓカーブのリニア範囲の傾きを急にすることにより、２層ディスクの各層のＳカーブは、図３に示すように、互いに分離する。

以上に説明したように、光ヘッド装置１０は、復路の光学倍率を、２層ディスクの種類に応じて変更して、Ｓカーブのリニア範囲の傾きを急にすることにより、各層のＳカーブの重なりが抑えられる。すなわち、クロストークを抑制し、各層毎のＳカーブが精度よく検出できる。したがって、光ヘッド装置１０は、２層ディスクによって反射されたレーザ光が信号検出用受光素子２５に向かう復路を２層ディスクの種類によらず共通化することができるので、従来より小型化することができる。

駆動部材５０は、光学設計上形状や配置場所の制限が大きい光学部品に比べて形状や配置場所の自由度が大きい。したがって、駆動部材５０をデッドスペースに配設することが可能となるので、光ヘッド装置１０は、光学部品を増やして復路を複数設ける場合と比較して小型化することができる。

（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について、図面を用いて説明する。

本実施の形態に係る光ヘッド装置の構成のうち、第１の実施の形態に係る光ヘッド装置１０（図１参照。）の構成と同様な構成については光ヘッド装置１０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図４は、本実施の形態に係る光ヘッド装置１１０の各素子の斜視図である。

上記第１の実施の形態では、駆動部材５０（図１参照。）によりセンサレンズ４２を光軸方向に駆動させることによって、ディスクの種類に応じて予め設定されている位置にセンサレンズ４２を移動させるように構成されているが、第２の実施の形態では、図４に示すように、光ヘッド装置１１０の構成は、センサレンズ４２に代えて信号検出用受光素子２５を光軸方向に移動させる駆動部材５１を光ヘッド装置１０が有した構成と同様である。

光ヘッド装置１１０は、駆動部材５１によって信号検出用受光素子２５を光軸方向に移動させることによって、復路の光学倍率を変更することができる。

（第３の実施の形態）
以下、本発明の第３の実施の形態について、図面を用いて説明する。

本実施の形態に係る光ヘッド装置の構成のうち、第１の実施の形態に係る光ヘッド装置１０（図１参照。）の構成と同様な構成については光ヘッド装置１０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図５は、本実施の形態に係る光ヘッド装置２１０の各素子の斜視図である。

図５に示すように、光ヘッド装置２１０の構成は、信号検出用受光素子２５を光軸方向に移動させる駆動部材５１を光ヘッド装置１０（図１参照。）が有した構成と同様である。

光ヘッド装置２１０は、駆動部材５０によってセンサレンズ４２を光軸方向に移動させるとともに、駆動部材５１によって信号検出用受光素子２５を光軸方向に移動させることによって、復路の光学倍率を変更することができる。

（第４の実施の形態）
以下、本発明の第４の実施の形態について、図面を用いて説明する。

本実施の形態に係る光ヘッド装置の構成のうち、第１の実施の形態に係る光ヘッド装置１０（図１参照。）の構成と同様な構成については光ヘッド装置１０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図６は、本実施の形態に係る光ヘッド装置３１０の各素子の斜視図である。

図６に示すように、光ヘッド装置３１０の構成は、光学系３０（図１参照。）および駆動部材５０（図１参照。）に代えて光学系１３０および駆動部材５２を光ヘッド装置１０（図１参照。）が有した構成と同様である。

光学系１３０の構成は、偏光ビームスプリッタ３７と、センサレンズ４２との間にリレーレンズ１３１を光学系３０が有した構成と同様である。

駆動部材５２は、リレーレンズ１３１を光軸方向に移動させるものである。

光ヘッド装置３１０は、駆動部材５２によってリレーレンズ１３１を光軸方向に移動させることによって、復路の光学倍率を変更することができる。

リレーレンズ１３１は、信号検出用受光素子２５と、センサレンズ４２との間に配置されるようになっていても良い。

（第５の実施の形態）
以下、本発明の第５の実施の形態について、図面を用いて説明する。

本実施の形態に係る光ヘッド装置の構成のうち、第４の実施の形態に係る光ヘッド装置３１０（図６参照。）の構成と同様な構成については光ヘッド装置３１０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図７は、本実施の形態に係る光ヘッド装置４１０の各素子の斜視図である。

図７に示すように、光ヘッド装置４１０の構成は、センサレンズ４２を光軸方向に移動させる駆動部材５０を光ヘッド装置３１０（図６参照。）が有した構成と同様である。

光ヘッド装置４１０は、駆動部材５０によってセンサレンズ４２を光軸方向に移動させるとともに、駆動部材５２によってリレーレンズ１３１を光軸方向に移動させることによって、復路の光学倍率を変更することができる。

（その他の実施の形態）
光ヘッド装置は、上述した実施の形態の他に、信号検出用受光素子２５およびリレーレンズ１３１がそれぞれ駆動部材によって光軸方向に移動させられる形態や、信号検出用受光素子２５、センサレンズ４２およびリレーレンズ１３１がそれぞれ駆動部材によって光軸方向に移動させられる形態などを採用することができる。

なお、上述した各実施の形態に係る光ヘッド装置は、ＢＤ系ディスク、ＤＶＤ系ディスクおよびＣＤ系ディスクに対する情報の再生や記録などが可能であるが、本発明によれば、１層ディスクであるＣＤ系ディスクに対する情報の再生や記録などができなくても良い。また、上述した各実施の形態に係る光ヘッド装置は、２層ディスクとしてＢＤ系ディスクおよびＤＶＤ系ディスクに対する情報の再生や記録などが可能であるが、ＢＤ系ディスクおよびＤＶＤ系ディスクに限らず２種類以上の２層ディスクに対して情報の再生や記録などが可能であればよい。例えば、上述した各実施の形態に係る光ヘッド装置は、ＢＤ系ディスクおよびＤＶＤ系ディスクの何れか一方に代えてＨＤ ＤＶＤ系ディスクに対する情報の再生や記録などが可能であっても良いし、ＢＤ系ディスクおよびＤＶＤ系ディスクに加えてＨＤ ＤＶＤ系ディスクに対する情報の再生や記録などが可能であっても良い。

また、上述した各実施の形態に係る光ヘッド装置は、駆動源としてステッピングモータを備えているが、必ずしもステッピングモータに限定されるものではない。すなわち、センサレンズ４２およびリレーレンズ１３１等の光学素子や信号検出用受光素子２５を駆動可能な駆動源であれば必ずしもステッピングモータに限定されるものではない。ステッピングモータ以外の他のモータやソレノイド、ボイスコイル等を駆動源として用いても良い。

また、上述した各実施の形態に係る光ヘッド装置は、リードスクリューが形成されたステッピングモータの回転軸と、ステッピングモータの回転軸のリードスクリューに噛合する雌ねじが形成された直動部材と、直動部材がステッピングモータの回転軸ととともに共回りするのを阻止するケースとを変換部材として備えているが、駆動源の回転を直動に変換して信号検出用受光素子２５、センサレンズ４２またはリレーレンズ１３１を直動させるものであれば、必ずしもこの構成に限定されるものではない。例えば、上述した各光ヘッド装置は、変換部材としてラック・アンド・ピニオン方式を利用しても構わない。

本発明の第１の実施の形態に係る光ヘッド装置の各素子の斜視図である。 図１に示す光ヘッド装置のＳカーブの図であって、２層ディスクの各層のＳカーブが重なっている状態の図である。 図１に示す光ヘッド装置のＳカーブの図であって、２層ディスクの各層のＳカーブが分離している状態の図である。 本発明の第２の実施の形態に係る光ヘッド装置の各素子の斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係る光ヘッド装置の各素子の斜視図である。 本発明の第４の実施の形態に係る光ヘッド装置の各素子の斜視図である。 本発明の第５の実施の形態に係る光ヘッド装置の各素子の斜視図である。

符号の説明

１０ 光ヘッド装置
２１、２２ レーザ光源装置（発光素子）
２５ 信号検出用受光素子
３０ 光学系
４２ センサレンズ（光学素子）
５０、５１、５２ 駆動部材
５０１ ステッピングモータ（駆動源）
５０１ａ 回転軸（変換部材）
５０２ ケース（変換部材）
５０３ 直動部材（変換部材）
１１０ 光ヘッド装置
１３０ 光学系
１３１ リレーレンズ
２１０ 光ヘッド装置
３１０ 光ヘッド装置
４１０ 光ヘッド装置

Claims (3)

1. ２種類の２層ディスクをそれぞれ記録または再生するための２種類の発光素子と、前記２種類の発光素子から出射されたレーザ光を受光する共通の信号検出用受光素子と、前記発光素子から出射された前記レーザ光が前記２層ディスクに向かう往路および前記２層ディスクによって反射された前記レーザ光が前記信号検出用受光素子に向かう復路を構成する光学系とを有する光ヘッド装置であって、
   前記信号検出用受光素子上における前記レーザ光の復路の光学倍率を可変とするために前記光学系のうち前記復路を構成する光学素子の何れかまたは前記信号検出用受光素子を移動させる駆動部材を有することを特徴とする光ヘッド装置。
2. 前記駆動部材は、駆動源と、前記駆動源の回転を直動に変換して前記光学素子または前記信号検出用受光素子を直動させる変換部材とを有することを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド装置。
3. 前記駆動部材は、前記光学素子としてフォ-カシングエラー信号を発生させるセンサレンズを移動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ヘッド装置。
   

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