JP2012018362A - レンズ保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】精度良く組み立てることができるレンズ保持装置を提供する。
【解決手段】レンズキャリア５０と、レンズの光軸方向における中心位置より入射側に位置する第１キャリア支持部２２を有する第１保持部材２０と、中心位置より出射側に位置する第２キャリア支持部７２を有する第２保持部材７０と、第１キャリア支持部２２に固定される第１外環部３２と第１外環部３２より内周側に配置されてレンズキャリアに固定される第１内環部３４とを相対移動自在に連結する第１アーム部３６と、を有する第１スプリング３０と、第２キャリア支持部に固定される第２外環部６２とその内周側に配置されてレンズキャリアに固定される第２内環部６４とを相対移動自在に連結する第２アーム部６６と、を有する第２スプリング６０と、第１キャリア支持部および第２キャリア支持部とは異なる位置にあり、第１保持部材２０と第２保持部材７０とを固定する固定部８６を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、たとえば携帯電話のカメラモジュールなどに好適に用いられるレンズ保持装置に関する。

携帯電話のカメラモジュール等に好適に用いられるレンズ保持装置では、フォーカシング動作等を行うことができるように、レンズキャリアを、光軸方向に配置された一対のリング状スプリング板で挟み込んでいるものが提案されている。

また、このようなレンズ保持装置では、レンズの光軸が傾いた状態で組み付けられることを防止するために、スプリング板に接続されているレンズ支持体と、レンズバレルとを別部材で構成し、レンズバレルの傾きを調整した後に、レンズバレルとレンズ支持体を接着する技術が提案されている（参考文献１等参照）。

特開２０１０−８４４６号公報

しかし、従来技術に係るレンズ保持装置では、レンズバレルがスプリング板に接続されるのは、レンズバレルの傾き調整を行った後になるため、組み付け位置においてレンズバレルが傾いていなくても、スプリングを変形させると、レンズバレルが傾く場合があり、問題となっている。

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、組み立て時において、スプリングの変形荷重の偏り等を考慮した高精度な傾き調整が可能であり、精度良く組み立てることができるレンズ保持装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るレンズ保持装置は、
レンズを保持するレンズキャリア（５０）と、
前記レンズの光軸方向における中心位置より入射側に位置する第１キャリア支持部（２２）を有する第１保持部材（２０）と、
前記中心位置より出射側に位置する第２キャリア支持部（７２）を有する第２保持部材（６９，７０）と、
前記第１キャリア支持部に固定される第１外環部（３２）と、当該第１外環部より内周側に配置されており前記レンズキャリアに固定される第１内環部（３４）と、前記第１外環部と前記第１内環部とを相対移動自在に連結する第１アーム部（３６）と、を有する第１スプリング（３０）と、
前記第２キャリア支持部に固定される第２外環部（６２）と、当該第２外環部より内周側に配置されており前記レンズキャリアに固定される第２内環部（６４）と、前記第２外環部と前記第２内環部とを相対移動自在に連結する第２アーム部（６６）と、を有する第２スプリング（６０）と、
前記第１キャリア支持部および前記第２キャリア支持部とは異なる位置にあり、前記第１保持部材と前記第２保持部材とを固定する固定部（８６）と、を備えることを特徴とする。

本発明に係るレンズ保持装置は、第１スプリングが固定される第１保持部材と、第２スプリングが固定される第２保持部材とを別体とし、第１保持部材と第２保持部材を固定する固定部が、第１及び第２スプリングの固定位置とは異なる位置に配置される。これにより、本発明に係るレンズ保持部材は、第１保持部材と第２保持部材を固定する前に、レンズキャリアを、第１および第２スプリングを介して第１及び第２保持部材に接続することができる。したがって、本発明に係るレンズ保持部材は、レンズキャリアを、第１および第２スプリングを介して第１及び第２保持部材に接続した後に、第１保持部材と第２保持部材の相対位置をずらすことによって、レンズキャリアに保持されるレンズの傾き調整を行うことができる。また、本発明に係るレンズ保持装置は、組み立て時において、スプリングの変形荷重の偏り等を考慮した高精度な傾き調整が可能であり、精度良く組み立てることができる。

また、例えば、前記第１保持部材は、前記第１外環部より外周側に配置され前記光軸方向に突出する第１柱部を有しても良く、
前記第２保持部材は、前記第２外環部より外周側に配置され前記光軸方向に突出する第２柱部を有しても良く、
前記固定部は、前記第１柱部と前記第２柱部とを固定しても良い。

また、例えば、前記第１保持部材は、前記第１外環部より外周側に配置され前記光軸方向に突出する第１柱部を有しても良く、
前記第２保持部材は前記第１柱部の内周側に前記第１柱部と対向するように配置されるヨークを有しても良く、
前記固定部は、前記第１柱部と前記ヨークとを固定しても良い。

このようなレンズ保持装置は、傾き調整を行った後に、固定部を容易に形成することができるため、組み立てが容易である。

また、例えば、前記固定部は、前記第１柱部と前記ヨークの間に位置し当該第１柱部と当該ヨークとを連結する接着剤硬化層によって構成されても良い。

このようなレンズ保持装置は、第１柱部とヨークの間に設けられる位置調整のための隙間に、接着剤を注入することによって固定部を形成することができるため、小型化に適していると同時に、組み立てが容易である。

また、例えば、前記第１キャリア支持部は、光軸に略直交する直交面（２２ａ）を有しても良く、
前記第１外環部は、前記直交面に固定されても良い。

このようなレンズ保持装置は、第１保持部材および第１スプリングの形状をシンプルにすることが可能であり、製造が容易である。

また、例えば、前記第１保持部材はヨークを有しても良く、
前記第２保持部材は、前記第２外環部より外周側に配置されており前記光軸方向に突出する第２柱部を有しても良く、
前記固定部は、前記第２柱部と前記ヨークとを固定しても良い。

ヨークは、第１保持部材または第２保持部材のいずれが有していても良く、第１保持部材がヨークを有している場合でも、第２保持部材がヨークを有している場合と同様に、精度良く組み立てることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るレンズ保持装置の斜視図である。 図２は、図１に示すレンズ保持装置の分解斜視図である。 図３は、図１に示すレンズ保持装置の構造を模式的に表した断面図である。 図４は、図１に示すレンズ保持装置の組み立て工程の一例を説明した概念図である。

第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係るレンズ保持ユニット１０の斜視図である。レンズ保持ユニット１０は、略直方体形状の外形状を有している。レンズ保持ユニット１０の中心部には、図示省略のレンズを保持するレンズキャリア５０が配置されており、レンズキャリア５０の外周側には、レンズキャリア５０を囲むように、キャップ２０と、ボトム７０が配置されている。

レンズ保持ユニット１０は、レンズを保持するレンズキャリア５０を、キャップ２０およびボトム７０に対して相対移動自在に保持する。また、後述するように、レンズ保持ユニット１０の内部には、ボイスコイルモータが内蔵されており、レンズ保持ユニット１０は、ボイスコイルモータによってレンズキャリア５０を光軸方向に移動させることが可能である。レンズ保持ユニット１０は、出射側に配置される撮像素子と組み合わせて、フォーカス機構を有するカメラモジュール等として使用されるが、レンズ保持ユニット１０の用途はこれに限定されない。

図２は、図１に示すレンズ保持ユニット１０の分解斜視図である。レンズ保持ユニット１０は、キャップ２０、Ｆスプリング３０、ヨーク４０、マグネット４４、コイル４８、レンズキャリア５０、Ｂスプリング６０、ボトム７０等を有する。また、レンズ保持ユニット１０は、カバー１２、絶縁シート４６および端子８０ａ，８０ｂを有する。なお、レンズ保持ユニット１０の説明では、レンズの光軸αに沿って、撮影光がレンズに入射してくる側を入射側とし、入射した撮影光を出射する側を出射側として説明を行う。

カバー１２は、レンズ保持ユニット１０の外周を覆うための部材であり、レンズ保持ユニット１０を構成する他の部材を、内部に収納する。なお、図１では、カバー１２は図示していない。

キャップ２０は、Ｆスプリング３０を介して、レンズキャリア５０を入射側から支持する。キャップ２０は、略矩形の額縁形状を有する第１枠部２２と、第１枠部２２の四隅から光軸α方向の出射側に突出する第１柱部２４とを有する。第１枠部２２における出射側の端面である第１枠部端面２２ａは、光軸αに略直交しており、第１枠部端面２２ａには、Ｆスプリング３０の第１外環部３２が、接着剤等により固定される。

キャップ２０は、図３に示すように、固定部８６によって、ヨーク４０およびボトム７０等によって構成されるベース部６９に対して固定される。固定部８６については、後ほど詳述する。

図２に示すＦスプリング３０は、Ｂスプリング６０とともに、レンズキャリア５０を、キャップ２０、ヨーク４０およびボトム７０等によって構成される支持体に対して、光軸α方向に移動自在に支持する。Ｆスプリング３０は、第１外環部３２と、第１内環部３４と、第１アーム部３６とからなる多重のリング形状を有している。

Ｆスプリング３０の外周部分を構成する第１外環部３３は、キャップ２０の第１枠部２２における第１枠部端面２２ａに固定される。Ｆスプリング３０の第１内環部３４は、第１外環部３２より内周側に配置されており、レンズキャリア５０の第１内環設置部５４に、接着剤等によって固定される。第１外環部３２と第１内環部３４は、第１アーム部３６によって連結されている。

Ｆスプリング３０は、金属等の弾性材料によって構成されており、第１アーム部３６は、弾性変形することができる。第１アーム部３６が弾性変形することによって、第１内環部３４は、第１外環部３２に対して光軸α方向に相対移動することができる。

ヨーク４０は、マグネット４４の磁束をコイル４８に対して導く部材であり、鉄等の軟磁性材料によって作製される。本実施形態におけるレンズ保持ユニット１０においては、ヨーク４０は、ボトム７０に固定されており、ボトム７０とともに、レンズキャリア５０を出射側から支持するベース部の一部となっている。しかし、ヨーク４０は、キャップ２０に固定されていてもよく、レンズキャリア５０を入射側から支持する部材の一部となっていてもよい。また、本実施形態におけるヨーク４０は、リング状の一部材で構成されているが、マグネット４４のように、複数の部材に分割されていてもよい。

マグネット４４は、ヨーク４４に固定された状態で、レンズ保持ユニット１０の四隅に配置されており、組み立て状態において、レンズキャリア５０に取り付けられたコイル４８に対向する。マグネット４４は、ヨーク４０およびコイル４８とともに、レンズキャリア５０を駆動するためのボイスコイルモータを構成する。

絶縁シート４６は、ヨーク４０とＢスプリング６０の間に配置され、ヨーク４０とＢスプリング６０の間を絶縁する。

コイル４８は、レンズキャリア５０の外周部に形成されているコイル設置部５２に固定される。また、コイル４８を構成する巻線の一方の端部は、ＢスプリングＲ６０ａの第２内環部６４に電気的に接続されており、他方の端部は、ＢスプリングＬ６０ｂの第２内環部６４に電気的に接続されている。したがって、コイル４８には、ＢスプリングＲ６０ａ、ＢスプリングＬ６０ｂおよびこれらに接続される端子８０ａ、端子８０ｂを介して、レンズキャリア５０を駆動するための電力が供給される。

レンズキャリア５０は、中空無底の円筒形状を有しており、レンズキャリア５０の内周面にはレンズ（不図示）が固定される。レンズキャリア５０における入射側の端面には、第１内環設置部５４が形成されており、第１内環設置部５４には、Ｆスプリング３０の第１内環部３４が固定される。一方、レンズキャリア５０における出射側の端面には、第２内環設置部５６が形成されており、Ｂスプリング６０の第２内環部６４が固定される。レンズキャリア５０は、Ｆスプリング３０とＢスプリング６０によって、キャップ２０、ヨーク４０およびボトム７０等によって構成される支持体に対して、光軸α方向に移動自在に支持される。

Ｂスプリング６０は、互いに分離した２つの部材であるＢスプリングＲ６０ａと、ＢスプリングＬ６０ｂによって構成されており、コイル４８に電力を供給するための配線の一部を兼ねている。Ｂスプリング６０は、２つに分離されていることを除いて、Ｆスプリング３０と類似する構造を有しており、Ｆスプリング３０と同様に、第２外環部６２、第２内環部６４、第２アーム部６６とからなる。

Ｂスプリング６０の外周部分を構成する第２外環部６２は、ボトム７０の第２枠部７２における第２枠部端面７２ａに固定される。Ｂスプリング６０の第２内環部６４は、第２外環部６２より内周側に配置されており、レンズキャリア５０の第２内環設置部５６に、接着材等によって固定される。第２外環部６２と第２内環部６４は、第２アーム部６６によって連結されている。

Ｂスプリング６０も、Ｆスプリング３０と同様に、金属等の弾性材料によって構成されており、第２アーム部６６は、弾性変形することができる。第２アーム部６６が弾性変形することによって、第２内環部６４は、第２外環部６２に対して、光軸α方向に相対移動することができる。

ボトム７０は、ヨーク４０等と共に、Ｂスプリング６０を介して、レンズキャリア５０を出射側から支持するベース部材を構成している。ボトム７０は、中央部に円形の貫通孔が形成されている矩形平板状の第２枠部７２と、第２枠部７２の４隅から光軸α方向の入射側に突出する第２柱部７４とを有する。第２枠部７２における入射側の端面である第２枠部端面７２ａは、光軸αに略直交しており、第２枠部端面７２ａには、Ｂスプリング６０の第２外環部６２が、接着剤等により固定される。

図３は、図１に示すレンズ保持ユニット１０の構造を、模式的に表した断面図である。レンズ９０を保持するレンズキャリア５０は、Ｆスプリング３０と、Ｂスプリング６０によって、レンズ９０の光軸αが傾くことを防止しながら、光軸α方向に相対移動できるように、保持されている。

キャップ２０の第１枠部２２は、レンズ９０の光軸α方向における中心位置Ｃより入射側に位置しており、Ｆスプリング３０を介して、レンズキャリア５０を入射側から支持する。ボトム７０の第２枠部７２は、レンズ９０の光軸α方向における中心位置Ｃより出射側に位置しており、Ｂスプリング６０を介して、レンズキャリア５０を出射側から支持する。

キャップ２０の第１柱部２４と、ボトム７０の第２柱部７４は、レンズ保持ユニット１０の四隅に配置されており、第１柱部２４や第２柱部７４の内周側に、Ｆスプリング３０の第１外環部３２や、Ｂスプリング６０の第２外環部６２が配置されている。キャップ２０の第１柱部端面２４ａは、ボトム７０の第２柱部端面７４ａに対向するように配置されている。第１柱部端面２４ａと第２柱部端面７４ａとは、互いに接触していてもよく、互いの間に、固定部８６の一部が配置されていてもよい。また、第１柱部２４の内周側には、第１柱部２４と対向するように、ヨーク４０が配置されている。

キャップ２０は、ボトム７０およびヨーク４０等によって構成されるベース部６９に対して、固定部８６によって固定されている。固定部８６は、キャップ２０とベース部６９の相対位置を決定した後、第１柱部２４とヨーク４０の外周面４０ａの間に形成されている隙間８４に接着剤を注入し、これを硬化させることによって形成される。固定部８６を構成する接着剤硬化層は、第１柱部２４、ヨーク４０および第２柱部７４に接触しており、これらを非可動的に連結している。なお、隙間８４は、キャップ２０とベース部６９の相対位置を調整する際における調整しろの役割も有する。

本実施形態において、固定部８６は、接着剤が硬化することによって形成された接着剤硬化層によって構成されているが、固定部８６としてはこれに限定されない。たとえば、固定部８６は、第１柱部２４および第２柱部７４のいずれか一方または両方が溶融後固化した溶着部によって構成されていてもよく、キャップ２０とベースを連結するねじもしくはその他の連結部材によって構成されてもよい。

図４は、図１に示すレンズ保持ユニット１０の組み立て工程の一例を説明した概念図である。レンズ保持ユニット１０の組み立てにおいては、まず、図４（ａ）に示す半製品１００を準備する。半製品１００は、固定部８６が形成されておらず、キャップ２０がベース部６９に対して固定されていないことを除き、図３に示すレンズ保持ユニット１０と同様である。

半製品１００は、図２に示す各部材を準備する工程、ヨーク４０およびマグネット４４をボトム７０に固定し、ベース部６９（図３参照）を作製する工程、Ｆスプリング３０の第１内環部３４をレンズキャリア５０に固定する工程、Ｂスプリング６０の第２内環部６４をレンズキャリア５０に固定する工程、Ｆスプリング３０の第１外環部３２をキャップ２０の第１枠部２２に固定する工程、Ｂスプリング６０の第２外環部６２をボトム７０の第２枠部７２に固定する工程等を経て作製される。

次に、図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すように、半製品１００を調整治具９８に固定して、キャップ２０とベース部６９の位置調整を実施するための準備を整える。調整治具９８は、ベース部６９を固定するためのボトムパート９４と、キャップ２０の位置を変更・保持するための移動ハンド９２を有する。また、レンズキャリア５０には、光軸αに垂直な反射面を有するダミーレンズ８８を積載し、さらに、ダミーレンズ８８に対向するように、ダミーレンズ８８の反射面の角度を測定するためのオートコリメータ９６を配置する。

次に、図４（ｂ）の矢印９１で示すように、ベース部６９に対して、キャップ２０を、光軸αに対して垂直な方向に相対移動させ、ベース部６９とキャップ２０の相対位置を、所定の値に調整する。ベース部６９とキャップ２０の相対位置の初期値は、特に限定されないが、例えば、半製品１００のコイル４８（図２参照）に電流を印加しない状態において、ダミーレンズ８８の反射面の角度が０ｄｅｇ（ダミーレンズ８８の反射面が、レンズ保持ユニット１０の基準面（例えばボトム７０の出射側端面７０ａ）に対して平行）となる値とすることができる。

次に、半製品１００のコイル４８に電流を印加し、図４（ｃ）の矢印９３で示すように、レンズキャリア５０を光軸α方向に移動させながら、ダミーレンズ８８の反射面の角度を、オートコリメータ９６によって測定する。これによって、ベース部６９とキャップ２０の相対位置が所定の値である場合における光軸αの傾き量を検出する。このような傾き量は、例えば、レンズキャリア５０を光軸α方向に移動させながらダミーレンズ８８の反射面の角度を連続測定した場合における最大値や、レンズキャリア５０を最大ストロークまで移動させた場合におけるダミーレンズ８８の反射面の角度等とすることができるが、特に限定されない。

次に、再び図４（ｂ）の矢印９１で示すように、ベース部６９とキャップ２０の相対位置を変化させた後、図４（ｃ）の矢印９３で示すように、レンズキャリア５０を光軸α方向に移動させながら、光軸αの傾き量を検出する作業を繰り返す。

最後に、光軸αの傾き量が最小値であった状態に、ベース部６９とキャップ２０の相対位置を調整した後、図４（ｃ）に示すように、キャップ２０の第１柱部２４とヨーク４０の隙間８４に接着剤８６ａを注入する。この接着剤８６ａが硬化することにより、キャップ２０とベース部６９を固定する固定部８６が形成され、図３に示すようなレンズ保持ユニット１０が完成する。

このように、本実施形態に係るレンズ保持ユニット１０は、図３に図示されるように、Ｆスプリング３０が固定されるキャップ２０と、Ｂスプリング６０が固定されるベース部６９とを、別体としている。さらに、キャップ２０とベース部６９を固定する固定部８６が、Ｆスプリング３０を固定する第１枠部２２や、Ｂスプリング６０を固定する第２枠部７２とは、異なる位置に配置されている。

これにより、レンズ保持ユニット１０は、図４（ａ）に示すような半製品１００を経て、組み立てることができる。ここで、半製品１００は、キャップ２０とベース部６９は固定されていないが、レンズキャリア５０が、Ｆスプリング３０およびＢスプリング６０を介して、キャップ２０及びベース部６９に接続されている。したがって、レンズ保持ユニット１０は、半製品１００の状態において、キャップ２０とベース部６９の相対位置をずらすことによって、レンズキャリア５０に保持されるレンズ９０の傾き調整を行うことができる。また、レンズ保持ユニット１０は、組み立て時において、スプリング３０，６０の変形荷重の偏り等を考慮した高精度な傾き調整が可能であり、精度良く組み立てることができる。

また、レンズ保持ユニット１０の固定部８６は、キャップ２０とベース部６９の位置調整を行うために、第１柱部２４とヨーク４０の間に設けられている隙間８４に、接着剤を注入することによって形成されるため、小型化に適していると同時に、組み立てが容易である。また、レンズ保持ユニット１０の固定部８６が、光軸α方向でみて第１枠部２２と第２枠部７２の間に配置されているため、レンズ保持ユニット１０は、光軸α方向の大きさが拡大することを防止できる。

その他の実施形態
上述のようなレンズ保持ユニット１０は、レンズ保持ユニット１０全体を、光軸αに直交する方向に移動させるボイスコイルモータと組み合わせることによって、フォーカス機構とブレ補正機構を有する光学装置として、使用されてもよい。なお、レンズ保持ユニット１０のヨーク４０は、キャップ２０に固定されることによって、レンズキャリア５０を入射側から支持する部材の一部となっていてもよい。この場合、レンズキャリア５０を入射側から支持する部材と、出射側から支持するボトム７０の位置調整を行うための隙間８４は、ヨーク４０と第２柱部の間に設けることができる。

１０…レンズ保持ユニット
２０…キャップ
２２…第１枠部
２２ａ…第１枠部端面
２４…第１柱部
３０…Ｆスプリング
３２…第１外環部
３４…第１内環部
３６…第１アーム部
４０…ヨーク
４４…マグネット
４８…コイル
５０…レンズキャリア
５２…コイル設置部
５４，５６…内環設置部
６０…Ｂスプリング
６２…第２外環部
６４…第２内環部
６６…第２アーム部
６９…ベース部
７０…ボトム
７２…第２枠部
７２ａ…第２枠部端面
７４…第２柱部
８４…隙間
８６…固定部
８８…ダミーレンズ
９０…レンズ
９６…オートコリメータ
１００…半製品

Claims (6)

1. レンズを保持するレンズキャリアと、
   前記レンズの光軸方向における中心位置より入射側に位置する第１キャリア支持部を有する第１保持部材と、
   前記中心位置より出射側に位置する第２キャリア支持部を有する第２保持部材と、
   前記第１キャリア支持部に固定される第１外環部と、当該第１外環部より内周側に配置されており前記レンズキャリアに固定される第１内環部と、前記第１外環部と前記第１内環部とを相対移動自在に連結する第１アーム部と、を有する第１スプリングと、
   前記第２キャリア支持部に固定される第２外環部と、当該第２外環部より内周側に配置されており前記レンズキャリアに固定される第２内環部と、前記第２外環部と前記第２内環部とを相対移動自在に連結する第２アーム部と、を有する第２スプリングと、
   前記第１キャリア支持部および前記第２キャリア支持部とは異なる位置にあり、前記第１保持部材と前記第２保持部材とを固定する固定部と、を備えることを特徴とするレンズ保持装置。
2. 前記第１保持部材は、前記第１外環部より外周側に配置され前記光軸方向に突出する第１柱部を有し、
   前記第２保持部材は、前記第２外環部より外周側に配置され前記光軸方向に突出する第２柱部を有し、
   前記固定部は、前記第１柱部と前記第２柱部とを固定することを特徴とする請求項１に記載のレンズ保持装置。
3. 前記第１保持部材は、前記第１外環部より外周側に配置され前記光軸方向に突出する第１柱部を有し、
   前記第２保持部材は、前記第１柱部の内周側に当該第１柱部と対向するように配置されるヨークを有し、
   前記固定部は、前記第１柱部と前記ヨークとを固定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレンズ保持装置。
4. 前記固定部は、前記第１柱部と前記ヨークの間に位置し当該第１柱部と当該ヨークとを連結する接着剤硬化層によって構成されることを特徴とする請求項３に記載のレンズ保持装置。
5. 前記第１キャリア支持部は、光軸に略直交する直交面を有しており、
   前記第１外環部は、前記直交面に固定されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のレンズ保持装置。
6. 前記第１保持部材はヨークを有し、
   前記第２保持部材は、前記第２外環部より外周側に配置されており前記光軸方向に突出する第２柱部を有し、
   前記固定部は、前記第２柱部と前記ヨークとを固定することを特徴とする請求項１に記載のレンズ保持装置。

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