JP5990948B2 - プロジェクター - Google Patents
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Description
特許文献1に記載のプロジェクターでは、当該プロジェクターを小型化するために、光源装置として、放電発光型の光源ランプではなく、LED(Light Emitting Diode)光源を採用している。
このLED光源は、LED基板に発光素子(発光部)が実装された構成を有する。
そして、光変調装置(液晶装置)は、当該光変調装置やLED光源の動作を制御する制御基板に対して、フレキシブル基板を介して電気的に接続され、制御基板からフレキシブル基板を介して信号が出力されることで制御される。
また、LED光源も同様に、LED基板に設けられたコネクターと上記制御基板とがフレキシブル基板にて接続され、上記制御基板からフレキシブル基板を介して信号が出力されることで制御される。
特に、当該プロジェクターを、デジタルカメラ、携帯電話、ノートPC(Personal Computer)等の電子デバイスと併用(例えば、当該電子デバイスに組み込む)するピコプロジェクター(マイクロプロジェクターあるいはナノプロジェクターと呼ばれることもある)として構成する場合には、所望のサイズに設計することが難しいものである。
このことにより、光源装置及び光変調装置の動作を制御する制御基板と光変調装置及び光源装置との接続経路を1経路(1つのフレキシブル基板)とすることができ、制御基板と光変調装置及び光源装置との配線を簡素化し、プロジェクターの小型化が図れる。
特に、本発明のプロジェクターをピコプロジェクターとして構成する場合には、十分に小さい所望のサイズに設計することが可能となるため、好適である。
また、従来の構成と比較して、発光素子を実装するための実装基板(LED基板)や、当該実装基板と制御基板とを接続するためのフレキシブル基板、及び当該フレキシブル基板が接続されるコネクター等を別途、設ける必要がない。このため、部品点数が削減されることで、プロジェクターのさらなる小型化が図れるとともに、プロジェクターの製造コストも低減できる。
このことにより、光変調装置に接続されたフレキシブル基板を折り曲げるだけで、光源装置を出射位置に配設することができるので、プロジェクターの組み立てを容易に実施できる。
このことにより、筐体外面にフレキシブル基板を上述したように折り曲げながら当接させることで、位置決め用孔への位置決め突起の嵌合状態を良好に維持し、すなわち、光源装置の出射位置への位置決め状態を良好に維持できる。
本発明では、挟持部材が上述したように構成されているので、光源装置の出射位置への位置決め状態を良好に維持しつつ、光源装置の点灯駆動により生じた熱を光源装置〜フレキシブル基板(パターニングされた配線)〜挟持部材の熱伝達経路を辿って外部に放熱できる。このため、光源装置の熱劣化を効果的に抑制できる。
本発明では、フレキシブル基板が上述したように構成されているので、光源装置が実装された部分の熱容量を他の部分に比較して増加させることができる。このため、光源装置の点灯駆動により生じた熱を当該部分に効果的に放熱でき、光源装置の熱劣化を効果的に抑制できる。
本発明では、筐体は、光源装置、光変調装置、及び投射光学装置を直線状に配設するように構成されているので、構造を簡素なものとしつつ、光源装置を出射位置に容易に位置決めできる。
また、挿通部は、上述した第1,第2筐体部が組み合わされることで形成されている。
このことにより、例えば、筐体を一部材で構成した場合と比較して、挿通部を容易に形成できる。
また、第1筐体部に光源装置等の照明系を収納し、第2筐体部に投射光学装置を収納すれば、光源装置等を筐体に収納した状態で、光源装置等の照明系と投射光学装置との位置関係の調整(光軸調整)を容易に実施できる。
本発明では、プロジェクターが上述した接続部材を備えるので、筐体を互いに別体とされる第1,第2筐体部で構成した場合であっても、接続部材にて第1,第2筐体部を一体化し、筐体の強度を高めることができる。
本発明では、挿通部は、第2側面に形成されている。言い換えれば、フレキシブル基板は、挿通部を介して筐体外部に引廻される際に、補強部が配設される側に引廻されることとなる。
このことにより、補強部にて筐体を補強しながら、挿通部を閉塞して、光変調装置とフレキシブル基板との接続部分に不具合が生じることを防止できる。
〔プロジェクターの構成〕
図1ないし図4は、本実施形態におけるプロジェクター1の構成を示す図である。具体的に、図1はプロジェクター1を天面側(上側)から見た斜視図であり、図2はプロジェクター1を底面側(下側)から見た斜視図である。図3及び図4は、上側から見たプロジェクター1の分解斜視図である。
プロジェクター1は、画像を投射してスクリーン(図示略)上に投影画像を表示する。
なお、本実施形態のプロジェクター1は、デジタルカメラ、携帯電話、ノートPC等の電子デバイス(図示略)に搭載される小型の光学モジュール(ピコプロジェクター)として構成されている。
そして、上述した構成により、光源装置2から出射された光束は、第1,第2レンズ3A,3Bにて略平行化された後、偏光変換素子4にて略1種類の直線偏光に変換される。偏光変換素子4を介した光束(直線偏光)は、液晶パネル5にて変調された後、投射レンズ7にてスクリーン(図示略)に投射される。
図5は、光源装置2、液晶パネル5、及びFPC6の構成を説明するための図である。
液晶パネル5は、前記電子デバイス内部に設けられた制御基板(図示略)による制御の下、入射した光束を変調する。
本実施形態では、液晶パネル5は、図5に示すように、パネル本体51と、入射側偏光板52と、出射側偏光板53とを備える透過型の液晶パネルで構成されている。
パネル本体51は、図5に示すように、ガラスなどからなる平面視矩形状の一対の基板511,512に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有している。
このうち、基板511は、液晶を駆動するための駆動基板であり、互いに平行に配列形成される複数のデータ線と、複数のデータ線と直交する方向に配列形成される複数の走査線と、走査線及びデータ線の交差に対応してマトリクス状に配列形成される画素電極と、TFT(Thin Film Transistor)等のスイッチング素子と、スイッチング素子を駆動する駆動回路とを有している。
いる。
そして、FPC6(液晶パネル5の駆動用の信号線)を介して前記制御基板から信号を入力することで、所定の前記画素電極及び前記共通電極の間に電圧が印加され、当該画素電極及び共通電極間に介在する液晶の配向状態が制御され、入射した光束が変調される。
入射側偏光板52は、パネル本体51の光入射面に取り付けられ、所定の直線偏光(偏光変換素子4にて変換された直線偏光)のみを透過させる。
出射側偏光板53は、パネル本体51の光出射面に取り付けられ、偏光変換素子4にて変換された直線偏光の偏光方向に対して直交する偏光方向を有する直線偏光のみを透過させる。
すなわち、FPC6の一端側は、液晶パネル5の端部近傍に形成された外部回路接続端子(図示略)に圧着等により電気的に接続されている。
また、FPC6の他端側には、コネクター(図示略)が設けられ、当該コネクターを介して前記制御基板に電気的に接続する。
なお、FPC6には、液晶パネル5に対して光束を出射するための出射位置に光源装置2を位置決めするための位置決め構造(以下、光源装置2の位置決め構造)が設けられているが、当該位置決め構造については後述する。
そして、光源装置2は、FPC6に形成された電源線(図示略)を介して前記制御基板から点灯用の電力が供給されるとともに、FPC6に形成された光源装置2の点灯制御用の信号線を介して前記制御基板から信号を入力することで、点灯制御される。
筐体8は、光源装置2、第1,第2レンズ3A,3B、偏光変換素子4、液晶パネル5、及び投射レンズ7が収納されるものである。
本実施形態では、筐体8は、図3または図4に示すように、光源装置2、第1,第2レンズ3A,3B、偏光変換素子4、液晶パネル5、及び投射レンズ7を直線状に配設するように構成されている。
この筐体8は、図3または図4に示すように、互いに別体で構成された第1筐体部81及び第2筐体部82を備え、第1,第2筐体部81,82を互いに組み合わせることで略直方体形状を有する。
そして、筐体8は、図3または図4に示すように、第1側面8Uに第1開口部8U1を有する容器状に形成されている。
この第1筐体部81において、内面には、図3または図4に示すように、第1側面8U側から第1,第2レンズ3A,3B及び偏光変換素子4を第1筐体部81内部にスライドして配設するための複数の溝部811が形成されている。
また、第1筐体部81において、第6側面8Bには、図3または図4に示すように、第1筐体部81内外を連通するとともに、第1開口部8U1にも連通し、光源装置2を第1筐体部81内部に配設するための光源用開口部812が形成されている。
なお、第1筐体部81における第6側面8Bには、FPC6と同様に、光源装置2の位置決め構造が設けられているが、当該位置決め構造については後述する。
この第2筐体部82において、第1側面8Uには、図3または図4に示すように、当該第2筐体部82及び接続部材9を接続するために、一対の第1固定ネジSc1がそれぞれ螺合される一対の第1ネジ孔821が形成されている。
また、第2筐体部82において、第5側面8Pには、図3または図4に示すように、第2筐体部82内外を連通するとともに、第1開口部8U1にも連通し、投射レンズ7にて投射された光束を通過させるための通過用開口部822が形成されている。
以上説明した筐体8において、液晶パネル5は、第1,第2筐体部81,82を組み合わせた状態で、後述する板金部材10(図3、図4)を介して、第1,第2筐体部81,82の間(接続位置)に配設される。
また、第3側面8Dにおいても、第1,第2筐体部81,82の接続位置には、図2ないし図4に示すように、液晶パネル5の一部が挿通される第2挿通部8D1が形成されている。
具体的に、第1,第2筐体部81,82は、互いに組み合わせた状態で、第2側面8L側の端部同士が所定間隔、離間するように設定されている。そして、当該離間した部分が上述した第1挿通部8L1として機能する。なお、第2挿通部8D1も同様である。
そして、第1板部11は、偏光変換素子4が第1筐体部81に収納された状態で、偏光変換素子4と第1筐体部81の底部との間に挟持される。
また、第2板部12は、図2に示すように、第2挿通部8D1を介して、筐体8外部に引き出され、液晶パネル5が載置固定される。
なお、液晶パネル5は、図1に示すように、板金部材10を介して筐体8に収納された状態で、一部が第1開口部8U1から突出する。また、第2挿通部8D1に挿通された液晶パネル5の一部は、図2に示すように、第3側面8Dと略面一となる。
接続部材9は、第1,第2筐体部81,82に接続し、第1,第2筐体部81,82を一体化する部材であり、図3または図4に示すように、接続部材本体91と、補強部92とを備える。
接続部材本体91は、図3または図4に示すように、筐体8の第1側面8Uと略同一の平面形状を有する板状の蓋部911と、筐体8の第6側面8Bと略同一の平面形状を有する板状の光源接続部912とを備える。
蓋部911は、筐体8に接続部材9が接続された状態で、第1側面8Uに当接して第1開口部8U1を閉塞する蓋体として機能する。
また、蓋部911において、筐体8の一対の第1ネジ孔821に対応する位置には、図3または図4に示すように、第2筐体部82及び接続部材9を接続するために、一対の第1固定ネジSc1がそれぞれ挿通される一対の固定用孔911Bが形成されている。
さらに、蓋部911において、投射レンズ7の配設位置に対応する位置には、図1、図3または図4に示すように、筐体8に接続部材9が接続された状態で、投射レンズ7の一部を外部に露出するための略矩形状のレンズ用開口部911Cが形成されている。
すなわち、光源接続部912は、本発明に係る挟持部材に相当する。
なお、光源接続部912には、FPC6及び第1筐体部81と同様に、光源装置2の位置決め構造が設けられているが、当該位置決め構造については後述する。
補強部92は、蓋部911における第2側面8L側の端縁から略垂下する矩形状の板体で構成され、図1または図2に示すように、筐体8に接続部材9が接続された状態で、第1,第2筐体部81,82の接続位置を跨るように第2側面8Lに所定の間隔を空けて対向して配設される。
以上説明した接続部材9は、銅等の熱伝導性材料から構成されている。
図6は、光源装置2の位置決め構造を説明するための図である。具体的に、図6は、第1筐体部81、FPC6、及び光源接続部912を第6側面8B側から見た分解斜視図である。
先ず、FPC6に設けられた位置決め構造について説明する。
図6に示すように、FPC6において、光源装置2が実装された実装位置Cを含む領域(第6側面8Bと対向して配置される領域)Ar1の幅寸法は、第6側面8Bの高さ寸法(図6中、上下方向の寸法)と略同一に設定され、他の領域の幅寸法よりも大きくなるように設定されている。
そして、領域Ar1には、実装位置Cを中心として互いに対向するように、一対の第2固定ネジSc2がそれぞれ挿通される一対の第1固定用孔61が形成されている。
また、領域Ar1には、一対の第1固定用孔61を避けた位置に、実装位置Cを中心として互いに対向するように、一対の第1位置決め用孔62が形成されている。
第1筐体部81の第6側面8Bにおいて、一対の第1固定用孔61に対応する位置には、図6に示すように、当該第1筐体部81及び接続部材9を接続するために、一対の第2固定ネジSc2がそれぞれ螺合される一対の第2ネジ孔813が形成されている。
また、第6側面8Bにおいて、一対の第1位置決め用孔62に対応する位置には、一対の第1位置決め用孔62にそれぞれ嵌合する一対の位置決め突起814が形成されている。
光源接続部912において、一対の第1固定用孔61に対応する位置には、図6に示すように、接続部材9及び第1筐体部81を接続するために、一対の第2固定ネジSc2がそれぞれ挿通される一対の第2固定用孔912Aが形成されている。
また、光源接続部912において、一対の第1位置決め用孔62に対応する位置には、一対の位置決め突起814がそれぞれ嵌合する一対の第2位置決め用孔912Bが形成されている。
先ず、液晶パネル5が第1開口部8U1を介して筐体8内部に挿入され、第1,第2筐体部81,82の接続位置に配設された状態で、FPC6は、図6に示すように、筐体8の第2側面8L側から、第1挿通部8L1を介して外部に引廻される。
また、FPC6は、第1筐体部81の第2側面8Lに沿って第6側面8B側に略90°折り曲げられ、さらに、第6側面8Bに沿って第4側面8R側に略90°折り曲げられる。
そして、FPC6の一対の第1位置決め用孔62に第1筐体部81の一対の位置決め突起814を嵌合させることで、光源装置2は、出射位置に位置決めされる。
すなわち、FPC6は、一対の第1位置決め用孔62と液晶パネル5に接続した一端との間の部分が上述したように筐体8外面に沿って折り曲げられている。
このように各第1,第2固定ネジSc1,Sc2を螺合することで、接続部材9にて第1,第2筐体部81,82が一体化されるとともに、領域Ar1が第1筐体部81の第6側面8Bと光源接続部912との間に挟持される。
そして、この状態では、光源接続部912は、FPC6の領域Ar1(パターニングされた配線)を介して、光源装置2に熱伝達可能に接続する。また、第1開口部8U1から突出した液晶パネル5の一部は、図1に示すように、蓋部911の上面と略面一となる。
本実施形態では、光源装置2は、LEDで構成され、一端が液晶パネル5に接続されるFPC6に実装されている。
このことにより、光源装置2及び液晶パネル5の動作を制御する制御基板(図示略)と液晶パネル5及び光源装置2との接続経路を1経路(1つのFPC6)とすることができ、制御基板と液晶パネル5及び光源装置2との配線を簡素化し、プロジェクター1の小型化が図れる。
特に、本実施形態のプロジェクター1は、ピコプロジェクターとして構成されているため、十分に小さい所望のサイズに設計することが可能となり、好適である。
また、従来の構成と比較して、LEDを実装するための実装基板や、当該実装基板と制御基板とを接続するためのフレキシブル基板、及び当該フレキシブル基板が接続されるコネクター等を別途、設ける必要がない。このため、部品点数が削減されることで、プロジェクター1のさらなる小型化が図れるとともに、プロジェクター1の製造コストも低減できる。
このことにより、FPC6を折り曲げるだけで、光源装置2を出射位置に配設することができるので、プロジェクター1の組み立てを容易に実施できる。
さらに、筐体8に位置決め突起814が形成され、FPC6に第1位置決め用孔62が形成されているので、位置決め突起814を第1位置決め用孔62に嵌合するだけで、構造を簡素なものとしつつ、光源装置2を出射位置に容易に位置決めできる。
このことにより、筐体8外面にFPC6を上述したように折り曲げながら当接させることで、第1位置決め用孔62への位置決め突起814の嵌合状態を良好に維持し、すなわち、光源装置2の出射位置への位置決め状態を良好に維持できる。
さらに、プロジェクター1は、光源接続部912を備え、当該光源接続部912と筐体8外面とでFPC6の領域Ar1を挟持するので、第1位置決め用孔62への位置決め突起814の嵌合状態をさらに良好に維持し、すなわち、光源装置2の出射位置への位置決め状態をさらに良好に維持できる。
また、板状の光源接続部912と筐体8外面(平面で構成される第6側面8B)とでFPC6の領域Ar1を挟持することで、当該領域Ar1の平坦度を向上させることができる。このため、光源装置2の出射位置への位置決め状態を良好に維持しつつ、光源装置2からの光束の出射方向を所望の方向に位置付けることができる。
このことにより、光源装置2の出射位置への位置決め状態を良好に維持しつつ、光源装置2の点灯駆動により生じた熱を光源装置2〜FPC6(パターニングされた配線)〜光源接続部912の熱伝達経路を辿って外部に放熱できる。このため、光源装置2の熱劣化を効果的に抑制できる。
さらに、FPC6は、領域Ar1の幅寸法がFPC6の他の部分の幅寸法と比較して大きくなるように形成されている。すなわち、光源装置2が実装された領域Ar1の熱容量を他の領域に比較して増加させることができる。このため、光源装置2の点灯駆動により生じた熱を領域Ar1に効果的に放熱でき、さらに、領域Ar1から光源接続部912に伝達させることができる。したがって、光源装置2の熱劣化を効果的に抑制できる。
また、蓋部911には、第2開口部911Aが形成されているので、光源装置2〜FPC6〜光源接続部912の熱伝達経路を辿って、蓋部911に伝達された熱が液晶パネル5に伝達されることを抑制できる。
さらに、補強部92は、第2側面8Lに対して所定の間隔を空けて配設されている。このため、補強部92が第2側面8Lに沿って折り曲げられたFPC6と熱伝達可能に接続することを回避し、光源装置2〜FPC6〜光源接続部912の熱伝達経路を辿って、補強部92に伝達された熱がFPC6に伝達されることを抑制できる。
このことにより、例えば、筐体8を一部材で構成した場合と比較して、第1,第2挿通部8L1,8D1を容易に形成できる。
さらに、第1筐体部81に照明系2,3A,3B,4を収納し、第2筐体部82に投射レンズ7を収納することで、これら光学部品を筐体8に収納した状態で、照明系2,3A,3B,4と投射レンズ7との位置関係の調整(光軸調整)を容易に実施できる。
さらに、接続部材9が接続部材本体91及び補強部92を備えるので、強度の弱い第1,第2筐体部81,82の接続位置を跨るように異なる2面(第1,第2側面8U,8L)側から接続部材本体91及び補強部92にて補強することで、筐体8の強度を効果的に高めることができる。
このことにより、補強部92にて筐体8を補強しながら、第1挿通部8L1を閉塞して、液晶パネル5とFPC6との接続部分に不具合が生じることを防止できる。
また、筐体8外面に沿って折り曲げられたFPC6は、補強部92及び光源接続部912にて保護されている。
このことにより、デジタルカメラ、携帯電話、ノートPC等の電子デバイス内部にプロジェクター1を組み込む際や、当該プロジェクター1を輸送している際でも、FPC6が破損することを防止できる。
このことにより、一部材の接続部材9を筐体8に接続するだけで、筐体8の強度を高めつつ、光源装置2の出射位置への位置決め状態を維持できる。すなわち、プロジェクター1の組み立てを容易に実施できる。
前記実施形態では、液晶パネル5を透過型の液晶パネルで構成していたが、これに限らず、反射型の液晶パネルで構成しても構わない。
また、液晶パネル5において、適宜、カラーフィルターを設け、画素毎に赤(R)、緑(G)、青(B)の3色を表示してカラー画像を形成するように構成しても構わない。
前記実施形態では、筐体8は、互いに別体で構成された第1,第2筐体部81,82の2体で構成されていたが、これに限らず、1部材で構成しても構わない。
前記実施形態では、光源装置2をLEDで構成していたが、これに限らず、例えば、レーザーダイオード、有機EL(Electro Luminescence)素子、シリコン発光素子等の他の発光素子を採用しても構わない。
Claims (10)
- 光源装置と、前記光源装置から出射された光束を変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を投射する投射光学装置とを備えたプロジェクターであって、
前記光源装置、前記光変調装置、及び前記投射光学装置が収納される筐体と、
一端が前記光変調装置に接続されるフレキシブル基板と、を備え、
前記フレキシブル基板において、前記光源装置が実装された実装位置を含む領域には、前記実装位置を中心として互いに対向するように、一対の位置決め用孔及び一対の第1固定用孔が形成され、
前記筐体には、
前記光源装置を前記光変調装置に光束を出射する出射位置に位置決めするための一対の位置決め突起が形成され、
前記光源装置は、
前記フレキシブル基板に実装された発光素子で構成され、前記フレキシブル基板が前記筐体の外面に沿って折り曲げられることで前記光変調装置に対して光束を出射する出射位置に配設される
ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1に記載のプロジェクターにおいて、
前記フレキシブル基板は、
前記一対の位置決め突起が前記一対の位置決め用孔に嵌合することで前記光源装置を前記出射位置に位置決めする
ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項2に記載のプロジェクターにおいて、
前記位置決め突起は、
前記外面に形成され、
前記筐体には、
前記フレキシブル基板を前記筐体の外部に引廻すための挿通部が形成され、
前記フレキシブル基板は、
前記挿通部を介して前記筐体外部に引廻され、前記一対の位置決め用孔と前記一端との間の部分が前記外面に沿って折り曲げられる
ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項2または請求項3に記載のプロジェクターにおいて、
前記位置決め突起は、
前記外面に形成され、
前記筐体には、
ネジが螺合されるネジ孔が形成され、
前記一対の第1固定用孔には、
前記ネジが挿通され、
当該プロジェクターは、
前記ネジが挿通される第2固定用孔を有し、前記ネジにより前記筐体に接続されて前記外面とで前記フレキシブル基板の一部を挟持する挟持部材を備える
ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項4に記載のプロジェクターにおいて、
前記挟持部材は、
熱伝導性材料で構成され、前記フレキシブル基板を介して前記光源装置と熱伝達可能に接続する
ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記フレキシブル基板は、
前記領域の幅寸法が他の部分の幅寸法よりも大きくなるように形成されている
ことを特徴とするプロジェクター。 - 光源装置と、前記光源装置から出射された光束を変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を投射する投射光学装置とを備えたプロジェクターであって、
前記光源装置、前記光変調装置、及び前記投射光学装置が収納される筐体と、
一端が前記光変調装置に接続されるフレキシブル基板と、を備え、
前記筐体は、互いに別体で構成され、互いに組み合わされる第1筐体部及び第2筐体部と、前記フレキシブル基板を前記筐体外部に引廻すための挿通部と、を備え、
前記光変調装置は、前記第1筐体部及び前記第2筐体部の接続位置に配設され、
前記光源装置は、前記フレキシブル基板に実装された発光素子で構成され、前記フレキシブル基板が前記挿通部を介して前記筐体の外面に沿って折り曲げられることで前記光変調装置に対して光束を出射する出射位置に配設される
ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項7に記載のプロジェクターにおいて、
前記第1筐体部及び前記第2筐体部を一体化する接続部材を備える
ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項8に記載のプロジェクターにおいて、
前記筐体は、
前記第1筐体部及び前記第2筐体部が組み合わされることで略直方体形状を有し、
前記接続部材は、
前記接続位置を跨るように前記筐体の第1側面に取り付けられる接続部材本体と、
前記接続部材本体から突出し、前記接続位置を跨るように前記筐体における前記第1側面とは異なる第2側面に対向して配設される補強部とを備える
ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項9に記載のプロジェクターにおいて、
前記挿通部は、
前記第2側面に形成されている
ことを特徴とするプロジェクター。
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