JP4127147B2 - 光レセプタクル、及び光モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、光レセプタクル、及び光モジュールに関するものである。
図8に従来の光レセプタクル100を示す。光レセプタクル100は、スタブ102と、弾性スリーブ104と、把持リング106と、スリーブケース108とを備える。スタブ102は、所定軸方向に延びる筒状をなし内部に光ファイバ102aを保持している。弾性スリーブ104は、所定軸方向に延びる筒状部材に割スリットが設けられたものである。弾性スリーブ104は、基端にスタブ102を保持し、他端から挿入されるフェルール110を受容して、スタブ102に保持された光ファイバ102aとフェルール110に保持された光ファイバ110aとを光学的に結合する。把持リング106の内部には、弾性スリーブ104の基端が圧入される。スリーブケース108は、所定軸方向に延びる筒状をなしており、その内部に把持リング106が圧入される。スリーブケース108は、弾性スリーブ104の外周面を覆うように設けられている。
特許第3314667号公報
ところで、光レセプタクルに弾性スリーブを用いる目的は、弾性スリーブの内孔の径方向への伸縮を利用して、フェルールの挿抜特性とスタブの保持力を高めるためである。上述した従来の光レセプタクルでは、弾性スリーブの基端を把持リングに圧入することによって、スタブの保持を行っている。したがって、かかる従来の光レセプタクルでは、スタブの保持力を十分に得つつ、フェルールの挿抜特性を妨げないように、把持リングと弾性スリーブとが精度良く製造される必要がある。すなわち、把持リングと弾性スリーブの製造精度に関する許容範囲が小さい。
そこで、本発明は、フェルールの挿抜特性とスタブの保持力を同時に満足するための製造精度の許容範囲を大きくすることが可能な光レセプタクル、及び光モジュールを提供することを目的としている。
上記課題を解決するため、本発明の光レセプタクルは、スタブと、ブッシュと、第1のスリーブと、リング部材と、第2のスリーブとを備える。スタブは、所定軸方向に順に設けられた第1の部分及び第2の部分を有する筒状の部材であり、内孔に光ファイバを保持している。ブッシュは、上記の所定軸方向に延びる筒状をなし、スタブの第1の部分を保持している。第1のスリーブは、上記の所定軸方向に順に設けられたスタブ嵌合部及びフェルール保持部を含み所定軸方向にスリットを有する部材であり、スタブ嵌合部の内孔にスタブの第2の部分が嵌合されており、挿入されるフェルールをフェルール保持部によって保持する。リング部材は、所定軸方向に延びる筒状をなしている。第2のスリーブは、所定軸方向に延びる筒状をなし、スタブ、第1のスリーブ、及びリング部材を覆うように設けられている。第1のスリーブのスタブ嵌合部、リング部材の内孔に圧入されている。スタブの第1の部分は、ブッシュの内孔に圧入されている。ブッシュは、第1のスリーブを保持していない。
かかる構成によれば、ブッシュにスタブが圧入されることによってスタブが保持される。第1のスリーブは、そのスタブ嵌合部がスタブの第2の部分に嵌合され、スタブ嵌合部がリング部材に圧入されることによって支持されている。したがって、スタブを保持する保持力はブッシュとスタブとの製造精度によって管理され、フェルールの挿抜特性は、スタブ、第1のスリーブ、及びリング部材の製造精度によって管理され、スタブの保持力を得るための精度の管理とフェルールの挿抜特性を得るための精度の管理が分離される。
また、本発明の光レセプタクルにおいて、第1のスリーブは、セラミックス製であることが好ましい。第1のスリーブをセラミックス製とすることによって、第1のスリーブをより精度良く製造することができる。また、第1のスリーブは、金属製であっても良い。
また、本発明の別の面の光モジュールは、搭載部材と、光電変換素子と、ハウジングと、光ファイバを保持したフェルールを受容しフェルールに保持された光ファイバと光電変換素子とを光学的に結合する光レセプタクルとを備える。搭載部材は、所定軸に交差する所定の面に沿って設けられた支持面と、上記の所定軸方向に延びる孔と、上記孔を通過するリード端子とを有する。光電変換素子は、搭載部材上に搭載され、リード端子と電気的に接続されている。ハウジングは、支持面上に基端が支持され光電変換素子を覆うように設けられている。光レセプタクルは、スタブと、ブッシュと、第1のスリーブと、リング部材と、第2のスリーブとを有する。スタブは、所定軸方向に順に設けられた第1の部分及び第2の部分を有する筒状の部材であり、内孔に光ファイバを保持している。ブッシュは、上記の所定軸方向に延びる筒状をなし、スタブの第1の部分を保持している。第1のスリーブは、上記の所定軸方向に順に設けられたスタブ嵌合部及びフェルール保持部を含み所定軸方向にスリットを有する部材であり、スタブ嵌合部の内孔にスタブの第2の部分が嵌合されており、挿入されるフェルールをフェルール保持部によって保持する。リング部材は、所定軸方向に延びる筒状をなしている。第2のスリーブは、所定軸方向に延びる筒状をなし、スタブ、第1のスリーブ、及びリング部材を覆うように設けられている。第1のスリーブのスタブ嵌合部、リング部材の内孔に圧入されている。スタブの第1の部分は、ブッシュの内孔に圧入されている。ブッシュは、第1のスリーブを保持していない。
また、本発明の光モジュールにおいては、光電変換素子は半導体発光素子であり、所定軸方向に延びる筒状をなしハウジングに嵌合され、一端に前記光レセプタクルを支持する第3のスリーブと、ハウジングに保持され、半導体発光素子からの光をスタブに保持された光ファイバに導くレンズとを更に備えても良い。
また、本発明の光モジュールにおいては、光電変換素子は、スタブに保持された光ファイバからの光を受ける半導体受光素子であっても良い。
本発明によれば、スタブの保持力を得るための精度の管理とフェルールの挿抜特性を得るための精度の管理が分離されるので、フェルールの挿抜特性とスタブの保持力を同時に満足するための製造精度の許容範囲を大きくすることが可能な光レセプタクル、及び光モジュールが提供される。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
まず、本発明の第1の実施形態にかかる光レセプタクル1について説明する。図1は、本発明の第1実施形態にかかる光レセプタクル1を一部破断して示す側面図である。図1に示すように、光レセプタクル1は、スタブ2と、ブッシュ4と、第1のスリーブ6と、リング部材8と、第2のスリーブ10とを備える。
スタブ2は、所定軸X方向に延びる筒状の部材である。スタブ2は、その内孔に光ファイバ2aを保持している。スタブ2は、例えば、ジルコニア等のセラミックスによって構成される。
スタブ2は、本実施形態では、一端2bが球面状に加工されている。一端2bは、例えばR20mmに球面加工されている。また、本実施形態では、一端2bと反対側の他端2cは、所定軸X方向への反射光を抑制するために、所定軸Xに対して所定角度傾斜するように加工されている。なお、他端2cを所定軸Xに対して傾斜しない構成とする場合には、ARコートといった反射防止膜を他端2cに付すことによって、所定軸X方向への反射光を抑制することができる。
スタブ2は、所定軸X方向に順に設けられた第1の部分2dと第2の部分2eとを有している。本実施形態では、スタブ2は全長3mmであり、第1の部分2d及び第2の部分それぞれの長さは、1.5mmである。
第1の部分2dは、ブッシュ4の内孔に圧入されている。ブッシュ4は、所定軸X方向に延びる筒状の部材である。ブッシュ4は、例えば、SUS303、SF20T等の金属によって構成される。
第2の部分2eには、第1のスリーブ6が嵌合されている。図2は、第1のスリーブの斜視図である。図2に示すように、第1のスリーブ6は、所定軸X方向に延びる筒状をなしている。第1のスリーブ6は、所定軸X方向に順に設けられたスタブ嵌合部6aと、フェルール保持部6bとを有している。第1のスリーブ6は、径方向に伸縮可能な弾性を有する。本実施形態において、第1のスリーブ6は、所定軸X方向に割スリット6cが設けられることによって、径方向に伸縮可能とされている。
上述したように、スタブ2の第2の部分2eは、第1のスリーブ6のスタブ嵌合部6aに嵌合している。本実施形態では、スタブ2の外径は、1.249mm±0.0005であり、第1のスリーブ6の内径は1.2485mm±0.0005である。
フェルール保持部6bは、開口端から挿入されるフェルール(図示せず)を受容する。フェルールは、光ファイバを保持しており、フェルール保持部6bに挿入されることによって、フェルールに保持された光ファイバがスタブ2の光ファイバ2aと光学的に結合される。
第1のスリーブ6は、例えば、ジルコニア等のセラミックスによって構成される。第1のスリーブ6をセラミックス製とすることによって、その加工精度が向上し、フェルールの挿抜特性を良好にすることができる。なお、第1のスリーブ6は、リン青銅といった金属製であっても良い。
第1のスリーブ6のスタブ嵌合部6aは、リング部材8の内孔に圧入されている。リング部材8は、所定軸X方向に延びる筒状の部材である。スタブ嵌合部6aがスタブ2の第2の部分2eに嵌合されると共に、リング部材8に圧入されることによって、第1のスリーブ6の倒れが防止される。リング部材8は、例えば、SUS303、SF20T等の金属によって構成される。リング部材8は、本実施形態では、内径1.625mm−0.005/+0の精度で製造される。
第2のスリーブ10は、所定軸X方向に延びる筒状をなしている。本実施形態では、第2のスリーブ10は、所定軸X方向に順に設けられた大径部10a、小径部10b、及び開口端部10cとを有している。大径部10aは、小径部10bより径の大きい内孔を有している。第2のスリーブ10の大径部10aに、ブッシュ4が圧入されている。第2のスリーブ10は、スタブ2、ブッシュ4、第1のスリーブ6、及びリング部材8を覆うように設けられている。
第2のスリーブ10の開口端部10cは、フェルールを挿入し易くするために、開口端に向かうにしたがって広がるテーパー状に加工されている。第2のスリーブ10は、例えば、SUS303等の金属によって構成される。また、第2のスリーブ10は、エポキシ系樹脂によって構成されても良い。
かかる構成を有する光レセプタクル1では、スタブ2は、ブッシュ4に圧入されることによって保持されている。また、第1のスリーブ6は、そのスタブ嵌合部6aがスタブ2の第2の部分2eに嵌合され、スタブ嵌合部6aがリング部材に圧入されることによって支持されている。すなわち、スタブ2を保持する保持力は、ブッシュ4とスタブ2との製造精度によって管理され、第1のスリーブ6に挿入されるフェルールの挿抜特性は、スタブ2、第1のスリーブ6、及びリング部材8の製造精度によって管理される。したがって、スタブ2の保持力を得るための精度の管理とフェルールの挿抜特性を得るための精度の管理が分離される。このように光レセプタクル1は、スタブの保持力を得るための精度の管理とフェルールの挿抜特性を得るための精度の管理が分離されているので、フェルールの挿抜特性とスタブの保持力を同時に満足するための製造精度の許容範囲が大きく、容易に製造される。
また、上述した従来の光レセプタクル100では、セラミックス製の弾性スリーブ104にスタブ102を保持させており、弾性スリーブ100をスタブ102に面接触させるために、弾性スリーブ100及びスタブ102を高精度に製造する必要がある。一方、光レセプタクル1では、金属製のブッシュ4によってスタブ2を保持することができるので、ブッシュ4をスタブ2によって面接触させるための寸法制度の許容範囲が大きい。
次に、本発明の第2実施形態にかかる光レセプタクル1aについて説明する。図3は、光レセプタクル1aを一部破断して示す斜視図である。光レセプタクル1aは、スタブ2、ブッシュ14、第1のスリーブ6、リング部材8、第2のスリーブ16を備えている。光レセプタクル1aに備えられているスタブ2、第1のスリーブ6、リング部材8は、第1実施形態の光レセプタクル1に備えられたものと同様である。
ブッシュ14は、所定軸X方向に延びる筒状をなしている。ブッシュ14には、第1の内孔14aと、第1の内孔14aより径の大きい第2の内孔14bとが所定軸X方向に順に設けられている。
第1の内孔14aには、スタブ2の第1の部分2dが圧入されている。第2の内孔14bには、スタブ2の第2の部分2eに嵌合された第1のスリーブ6のスタブ嵌合部6aと、リング部材8が収容されている。ブッシュ14は、例えば、SUS303、SF20T等の金属によって構成される。
第2のスリーブ16は、所定軸X方向に順に設けられた大径部16a、小径部16bと、開口端部16cとを有している。大径部16aは、小径部16aより径の大きい内孔を有しており、大径部16aにブッシュ14が圧入されている。
第2のスリーブ16の開口端部16cは、フェルールを挿入し易くするために、開口端に向かうにしたがって広がるテーパー状に加工されている。第2のスリーブ16は、例えば、SUS303等の金属によって構成される。また、第2のスリーブ16は、エポキシ系樹脂によって構成されても良い。
かかる光レセプタクル1aも第1実施形態の光レセプタクル1と同様に、スタブ2を保持する保持力は、ブッシュ14とスタブ2との製造精度によって管理され、第1のスリーブ6に挿入されるフェルールの挿抜特性は、スタブ2、第1のスリーブ6、及びリング部材8の製造精度によって管理される。したがって、スタブ2の保持力を得るための精度の管理とフェルールの挿抜特性を得るための精度の管理が分離される。このように光レセプタクル1aは、スタブの保持力を得るための精度の管理とフェルールの挿抜特性を得るための精度の管理が分離されているので、フェルールの挿抜特性とスタブの保持力を同時に満足するための製造精度の許容範囲が大きく、容易に製造される。
また、光レセプタクル1aでは、金属製のブッシュ14によってスタブ2を保持することができるので、ブッシュ14をスタブ2によって面接触させるための寸法制度の許容範囲が大きい。
次に、本発明の第3実施形態にかかる発光モジュール20について説明する。図4は、発光モジュール20を一部破断して示す側面図である。発光モジュール20は、搭載部材22と、マウント24と、半導体発光素子26と、半導体受光素子28と、ハウジング30と、レンズ32と、第3のスリーブ34と、第1実施形態の光レセプタクル1とを備えている。
搭載部材22は、半導体発光素子26を搭載している。搭載部材22は、所定軸X方向に延びる面に沿うように設けられたマウント支持部22aを有している。マウント支持部22aには、マウント24が支持されている。搭載部材22及びマウント24は、例えば、ステンレス等の金属によって構成される。
マウント24は、半導体発光素子26を支持している。本実施形態では、半導体発光素子26は、光出射面と光反射面とを有する端面発光型のレーザであり、所定軸X方向に光を出射する。なお、半導体発光素子26は、分布帰還型半導体レーザであっても良い。
搭載部材22には、所定軸X方向に延びる複数の孔22bが設けられている。複数の孔22bそれぞれには、リード端子22cが通過している。リード端子22cは、低融点ガラスといった封止部材22dを介して、搭載部材22に絶縁を保ちつつ固定されている。リード端子22cは、半導体発光素子26の電極と電気的に接続されている。
搭載部材22は、所定軸Xに対して傾斜するように設けられた半導体受光素子搭載部22eを有している。半導体受光素子搭載部22eには、半導体受光素子28が搭載されている。半導体受光素子28はリード端子22cと電気的に接続されており、半導体発光素子26の光反射面からの光を受け、受けた光の強度に応じた光電流をリード端子22cに出力する。発光モジュール20では、半導体受光素子28が所定軸Xに対して傾斜するように半導体受光素子搭載部22eに搭載されている。したがって、半導体受光素子28からの半導体発光素子26への戻り光が抑制されている。
搭載部材22は、所定軸Xに交差する面に沿って設けられた支持面22fを有している。支持面22fには、ハウジング30が支持されている。ハウジング30は、例えば、ステンレス等の金属によって構成される。
ハウジング30は、所定軸X方向に延びる筒状をなしており、半導体発光素子26を覆うように設けられている。ハウジング30は、レンズ保持部30aを有している。レンズ保持部30aは、所定軸Xに交差する面に沿って延び、その中央が開口されている。レンズ保持部30aには、低融点ガラスといった封止部材30bによってレンズ32が固定されている。レンズ32は、半導体発光素子26の光出射面からの光を光ファイバ2aの一端に集光する。
ハウジング30の外周面には、第3のスリーブ34が嵌合されている。第3のスリーブ34の一端には、光レセプタクル1の基端が固定されている。第3のスリーブ34を設けることによって、レンズ32と光ファイバ2aとの距離を調整することができる。
かかる構成の発光モジュール20は、光レセプタクル1を備えているので、フェルールの挿抜特性とスタブの保持力を同時に満足するための製造精度の許容範囲が大きく、容易に製造される。また、金属製のブッシュ4によってスタブ2を保持することができるので、ブッシュ4をスタブ2によって面接触させるための寸法制度の許容範囲が大きい。
また、リング部材8によって第1のスリーブ6のスタブ嵌合部6aが把持されているので、挿入されるフェルールによって外力が加わっても、第1のスリーブ6が倒れにくい。したがって、半導体発光素子26からフェルールに保持されたファイバに出力される光の強度の変動が少ない。
なお、本発明によれば、発光モジュール20の光レセプタクル1を第2実施形態の光レセプタクル1aに変えた発光モジュール20aも構成可能である。図5は、発光モジュール20aを一部破断して示す側面図である。図5に示すように、光レセプタクル1に代えて光レセプタクル1aを搭載しても、本発明の思想が適用された発光モジュールが構成される。
次に、本発明の第4実施形態にかかる受光モジュール40について説明する。図6は、受光モジュール40を一部破断して示す側面図である。受光モジュール40は、搭載部材42と、半導体受光素子44と、ハウジング46と、レンズ48と、第3のスリーブ50と、第1実施形態の光レセプタクル1とを備えている。
搭載部材42は、半導体受光素子44を搭載している。搭載部材42は、例えばステンレス等の金属によって構成される。搭載部材42は、所定軸Xに交差する面に沿って設けられた搭載部42aを有している。半導体受光素子44は、搭載部42aに支持されている。
搭載部材42には、所定軸X方向に延びる複数の孔42bが設けられている。複数の孔42bそれぞれには、リード端子42cが通過している。リード端子42cは、低融点ガラスといった封止部材42dを介して、搭載部材42に絶縁を保ちつつ固定されている。リード端子42cは、半導体受光素子44の電極と電気的に接続されている。
搭載部材42は、所定軸Xに交差する面に沿って設けられた支持面42eを有している。支持面42eには、ハウジング46が支持されている。ハウジング46は、例えば、ステンレス等の金属によって構成される。
ハウジング46は、所定軸X方向に延びる筒状をなしており、半導体受光素子44を覆うように設けられている。ハウジング46は、レンズ保持部46aを有している。レンズ保持部46aは、所定軸Xに交差する面に沿って延び、その中央が開口されている。レンズ保持部46aには、低融点ガラスといった封止部材46bによってレンズ48が固定されている。レンズ48は、スタブ2に保持された光ファイバ2aからの光を集光して、半導体受光素子44に導く。
ハウジング46の外周面には、第3のスリーブ50が嵌合されている。第3のスリーブ50の一端には、光レセプタクル1の基端が固定されている。第3のスリーブ50を設けることによって、レンズ48と光ファイバ2aとの距離を調整することができる。
かかる構成の受光モジュール40は、光レセプタクル1を備えているので、フェルールの挿抜特性とスタブの保持力を同時に満足するための製造精度の許容範囲が大きく、容易に製造される。また、金属製のブッシュ4によってスタブ2を保持することができるので、ブッシュ4をスタブ2によって面接触させるための寸法制度の許容範囲が大きい。
また、リング部材8によって第1のスリーブ6のスタブ嵌合部6aが把持されているので、挿入されるフェルールによって外力が加わっても、第1のスリーブ6が倒れにくい。したがって、半導体受光素子44に受光される光の強度の変動が少ない。
なお、本発明によれば、受光モジュール40の光レセプタクル1を第2実施形態の光レセプタクル1aに変えた受光モジュール40aも構成可能である。図7は、受光モジュール40aを一部破断して示す側面図である。図7に示すように、光レセプタクル1に代えて光レセプタクル1aを搭載しても、本発明の思想が適用された受光モジュールが構成される。
図1は、本発明の第1実施形態にかかる光レセプタクルを一部破断して示す側面図である。 図2は、第1のスリーブの斜視図である。 図3は、本発明の第2実施形態にかかる光レセプタクルを一部破断して示す側面図である。 図4は、本発明の第3実施形態にかかる発光モジュールを一部破断して示す側面図である。 図5は、本発明の他の実施形態にかかる発光モジュールを一部破断して示す側面図である。 図6は、本発明の第4実施形態にかかる受光モジュールを一部破断して示す側面図である。 図7は、本発明の他の実施形態にかかる受光モジュールを一部破断して示す側面図である。 図8は、従来の光レセプタクルを一部破断して示す側面図である。
符号の説明
1,1a…光レセプタクル、2…スタブ、4,14…ブッシュ、6,16…第1のスリーブ、8…リング部材、10…第2のスリーブ、20,20a…発光モジュール、22,42…搭載部材、24…マウント、26…半導体発光素子、28,44…半導体受光素子、30,46…ハウジング、32,48…レンズ、34,50…第3のスリーブ、40,40a…受光モジュール。

Claims (6)

  1. 所定軸方向に順に設けられた第1の部分及び第2の部分を有する筒状の部材であり、内孔に光ファイバを保持したスタブと、
    前記所定軸方向に延びる筒状をなし、前記スタブの第1の部分を保持するブッシュと、
    前記所定軸方向に順に設けられたスタブ嵌合部及びフェルール保持部を含み前記所定軸方向にスリットを有する部材であり、該スタブ嵌合部の内孔に前記スタブの第2の部分が嵌合されており、挿入されるフェルールを該フェルール保持部によって保持する第1のスリーブと、
    前記所定軸方向に延びる筒状をなすリング部材と、
    前記所定軸方向に延びる筒状をなし、前記スタブ、前記第1のスリーブ、及び前記リング部材を覆うように設けられた第2のスリーブとを備え、
    前記第1のスリーブのスタブ嵌合部、前記リング部材の内孔に圧入されており、
    前記スタブの第1の部分は、前記ブッシュの内孔に圧入されており、
    前記ブッシュは、前記第1のスリーブを保持していないこと
    を特徴とする光レセプタクル。
  2. 前記第1のスリーブは、セラミックス製であることを特徴とする請求項1に記載の光レセプタクル。
  3. 前記第1のスリーブは、金属製であることを特徴とする請求項1に記載の光レセプタクル。
  4. 所定軸に交差する所定の面に沿って設けられた支持面と、前記所定軸方向に延びる孔と、前記孔を通過するリード端子とを有する搭載部材と、
    前記搭載部材上に搭載され、前記リード端子と電気的に接続された光電変換素子と、
    前記支持面上に基端が支持され前記光電変換素子を覆うように設けられたハウジングと、
    光ファイバを保持したフェルールを受容し、該フェルールに保持された光ファイバと前記光電変換素子とを光学的に結合する光レセプタクルとを備え、
    前記光レセプタクルは、
    所定軸方向に順に設けられた第1の部分及び第2の部分を有する筒状の部材であり、内孔に光ファイバを保持したスタブと、
    前記所定軸方向に延びる筒状をなし、前記スタブの第1の部分を保持するブッシュと、
    前記所定軸方向に順に設けられたスタブ嵌合部及びフェルール保持部を含み前記所定軸方向にスリットを有する部材であり、該スタブ嵌合部の内孔に前記スタブの第2の部分が嵌合されており、挿入されるフェルールを該フェルール保持部によって保持する第1のスリーブと、
    前記所定軸方向に延びる筒状をなすリング部材と、
    前記所定軸方向に延びる筒状をなし、前記スタブ、前記第1のスリーブ、及び前記リング部材を覆うように設けられた第2のスリーブとを備え、
    前記第1のスリーブのスタブ嵌合部、前記リング部材の内孔に圧入されており、
    前記スタブの第1の部分は、前記ブッシュの内孔に圧入されており、
    前記ブッシュは、前記第1のスリーブを保持していないこと
    ことを特徴とする光モジュール。
  5. 前記光電変換素子は半導体発光素子であり、
    前記所定軸方向に延びる筒状をなし、前記ハウジングに嵌合され、一端に前記光レセプタクルを支持する第3のスリーブと、
    前記ハウジングに保持され、前記半導体発光素子からの光を前記スタブに保持された光ファイバに導くレンズと
    を更に備える請求項4に記載の光モジュール。
  6. 前記光電変換素子は、前記スタブに保持された光ファイバからの光を受ける半導体受光素子であることを特徴とする請求項4に記載の光モジュール。
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