KR100586808B1 - 글래스의 파손 감지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평면표시소자의 제조장비에서 이동 중인 글래스 또는 평면패널의 파손여부를 간편하게 판별할 수 있는 방법에 관한 것이다.

종래에는 여러 개의 센서를 이용해 단순히 글래스가 감지되는지 여부만을 판별하여 글래스가 감지되지 않는 부분이 있으면 파손된 것으로 간주하는 방법이 주로 이용되었으나, 본 발명은 2개 이상의 감지수단을 글래스 또는 평면패널의 이동 경로에 대해 소정 각도로 배열하고 이를 통해 파악되는 감지상태 지속시간의 차이를 이용하거나 감지시작시점 또는 감지종료시점의 시간차를 이용하여 파손 또는 이상여부를 판별하는 점에 특징이 있다.

본 발명에 따르면 간편하고 저렴한 구성으로 이동 중인 평면패널 또는 글래스의 파손여부를 높은 정확도로 판별해낼 수 있게 된다.

글래스, 평면패널, 파손 감지, 센서

Description

글래스의 파손 감지 방법{Method of sensing whether glass is broken or not}

도 1은 일반적인 액정표시소자 제조장비의 개략 구성도

도 2는 로드락챔버의 입구에 광센서를 설치한 모습을 나타낸 도면

도 3은 도 2의 로드락챔버에 글래스를 반입하는 모습을 나타낸 도면

도 4는 글래스가 광센서를 통과하는 과정을 시간순서대로 나타낸 도면

도 5 내지 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따라 다양한 형태의 파손을 판별하는 원리를 나타낸 도면

도 10은 글래스의 얼라인 불량을 판별하는 방법을 나타낸 도면

도 11 및 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따라 다양한 형태의 파손을 판별하는 원리를 나타낸 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 이송챔버 11 : 이송챔버로봇

20 : 공정챔버 30 : 로드락챔버

32 : 이송부측 입구 40 : 이송부

41 : 이송부로봇 42 : 가이드레일

50 : 글래스 61,62,63 : 제1,2,3 광센서

Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ : 제1,2,3 감지선

본 발명은 평면표시장치의 제조에 사용되는 글래스나 평평한 형상을 가지는 일반적인 패널의 파손 여부를 감지해내는 방법에 관한 것이다.

종래의 음극선관(CRT)은 무겁고 부피가 큰 단점이 있어 최근에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드장치(Organic Light Emitting Diode Device, OLED) 등과 같은 평면표시장치가 널리 사용되고 있다.

이러한 평면표시장치는 모재가 되는 글래스(glass)의 표면에 박막증착, 포토리소그래피, 에칭 등의 공정을 통해 전극, 컬러필터 또는 발광층 등을 형성한 패널을 이용하며, 이러한 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경이 조성된 챔버 내부에서 진행된다.

도 1은 이 중에서 액정표시소자 제조장비의 구성을 개략적으로 도시한 것으로서, 이송챔버(10)와, 상기 이송챔버(10)의 주위에 결합되는 공정챔버20)와, 로드 락챔버(loadlock chamber, 30)와, 상기 로드락챔버(30)의 측부에 결합하는 이송부(40) 등을 포함한다.

공정챔버(20)는 통상 고진공 상태에 있으면서 글래스에 대한 박막증착, 에칭 등의 공정이 수행되는 공간이고, 이송챔버(10)는 공정챔버(10)와 로드락챔버(30) 사이에서 글래스를 이송하는 공간으로서 역시 진공 상태를 유지하며 글래스를 운송하기 위한 이송챔버로봇(11)을 내부에 포함한다.

이송부(40)는 장치 외부의 카세트로부터 글래스(50)를 반출하여 로드락챔버(30)로 반입하거나, 로드락챔버(30)로부터 외부의 카세트로 글래스(50)를 반출하는 공간으로서 운송수단인 이송부로봇(41)이 내부에 위치하며, 이송부로봇(41)의 수평이동을 위한 가이드레일(42)을 구비하는 경우도 있다.

로드락챔버(30)는 대기압상태의 이송부(40)와 진공상태의 이송챔버(10) 사이에서 완충역할을 하기 때문에, 이송부(40)와 글래스를 교환할 때는 대기압상태로 전환되고, 이송챔버(10)와 글래스를 교환할 때는 진공상태로 전환된다.

그리고 이송챔버(10)와 공정챔버(20), 이송챔버(10)와 로드락챔버(30), 로드락챔버(30)와 이송부(40)는 각각 도어(미도시)에 의하여 서로 분리되어 있으며 글래스가 출입할 때에만 도어가 열리게 된다.

그런데 이러한 제조장비에 사용되는 글래스는 1mm 이하의 매우 얇은 두께를 가지므로 운송 중에 파손되는 경우가 종종 발생한다.

만일 글래스가 파손되면 이를 제거하기 위하여 장비의 운전을 정지시켜야 하 는데 평면표시장치의 제조장비는 고도로 정밀하게 제어된 온도 및 압력 하에서 운전되기 때문에 이를 한번 정지시키면 다시 가동시키는데 많은 시간과 비용이 소요되어 장비의 생산성이 크게 저하된다.

따라서 파손된 글래스가 장비 내부로 반입되지 않도록 미리 파손여부를 감지하는 것이 바람직하다.

종래에는 글래스의 면적을 커버할 수 있을 정도로 다수의 센서를 설치하고 센서의 상부에 글래스를 로딩시켜 글래스를 감지하지 못하는 센서가 있으면 그 부분의 글래스가 파손된 것으로 간주하는 방법 또는 글래스 모서리에 대응하는 부분에만 센서를 설치하여 모서리의 파손여부를 감지하는 방법이 주로 이용되었다.

그러나 첫 번째 방법은 수많은 개수의 센서를 필요로 하므로 갈수록 대형화되는 글래스에 적용하기에는 비용이나 관리면에서 부적절하고, 두 번째 방법은 모서리가 아닌 에지부분의 파손을 감지할 수 없는 단점이 있다.

또한 위 두 방법은 글래스를 감지하기 위하여 센서의 상부에 글래스를 일시 정지시켜야 하므로 장비의 생산성을 저하시키는 요인이 된다.

그 밖에도 카메라를 이용하여 글래스의 파손여부를 감지하는 방법도 있으나 카메라의 가격이 고가이기 때문에 비용부담이 크다는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 간단한 구성으로 글래스 또는 일반적인 평면패널의 파손여부를 정확하게 판별해낼 수 있는 방법을 제공 하기 위한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 다수의 감지수단과 상기 감지수단에 연결된 제어부를 이용하여 평면패널의 파손여부를 판별하는 방법으로서,

상기 각 감지수단이 평면패널의 진입을 감지하면 상기 제어부에서 감지수단별로 시간체크를 시작하는 단계와; 상기 제어부에서 각 감지수단별로 감지상태 지속시간을 파악하는 단계와; 상기 제어부에서 각 감지수단별 감지상태 지속시간을 비교하여 시간차를 산출하고, 산출된 시간차가 모두 허용오차 이내이면 정상으로 판별하고, 허용오차를 초과하는 것이 있으면 파손된 것으로 판별하는 단계를 포함하는 평면패널의 파손 감지방법을 제공한다.

또한 본 발명은, 다수의 감지수단과 상기 감지수단에 연결된 제어부를 이용하여 평면패널의 파손여부를 판별하는 방법으로서,

상기 각 감지수단이 평면패널의 진입을 감지하면 상기 제어부에서 각 감지수단별로 감지시작시점을 체크하는 단계와; 상기 제어부에서 각 감지수단별 감지시작시점을 서로 비교하여 시간차를 산출하고, 산출된 시간차가 모두 허용오차 이내이면 정상으로 판별하고, 허용오차를 초과하는 것이 있으면 파손된 것으로 판별하는 단계와; 상기 시작시점 이후에 각 감지수단별로 최초로 감지가 종료되는 감지종료시점을 체크하는 단계와; 상기 제어부에서 각 감지수단별 감지종료시점을 서로 비교하여 시간차를 산출하고, 산출된 시간차가 모두 허용오차 이내이면 정상으로 판 별하고, 허용오차를 초과하는 것이 있으면 파손된 것으로 판별하는 단계를 포함하는 평면패널의 파손 감지방법을 제공한다.

이때 평면패널이 파손된 것으로 판별되면 경고신호를 발생시키고 평면패널의 이동을 중지시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 한편 본 명세서에서는 평면표시장치의 모재가 되는 글래스를 감지하는 경우만을 설명하고 있으나, 사각 형상의 일반적인 평면패널에도 적용될 수 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 로드락챔버(30)의 입구에 글래스의 파손여부를 감지하는 제1,2,3 광센서(61,62,63)를 설치한 모습을 나타낸 것이고, 도 3은 상기 로드락챔버(30)의 내부로 이송부로봇(41)이 글래스(50)를 반입하는 모습을 나타낸 것이다.

각 광센서(61,62,63)는 발광부(61a,62a,63a)와 수광부(61b,62b,63b)로 구성되는데, 로드락챔버(30)의 이송부측 입구(32)의 상하부에 각 센서의 발광부 및 수광부를 설치하여 그 사이를 통과하는 글래스를 감지할 수 있도록 한다.

한편 글래스(50)는 통상 모서리나 가장자리가 파손되므로, 제1,2 광센서(61,62)는 글래스의 모서리와 가장자리를 감지할 수 있도록 글래스의 이동방향과 평행한 변(邊)의 가장자리에 인접하여 설치되는 것이 바람직하다.

다만 글래스를 운송하는 로봇의 동작오차를 감안하지 않고 제1,2 광센서(61,62)를 지나치게 가장자리에 근접시키면 로봇의 진동이나 약간의 오작동으로 인해 정상 글래스를 파손된 것으로 오판해버릴 수 있으므로 가장자리로부터 소정거리 예를 들어, 약 5mm 내지 8mm 정도의 안쪽에 위치시키는 것이 바람직하다. 다만 이 거리는 기판의 크기나 로봇의 동작 오차에 따라 달라질 수 있다.

제1,2 광센서(61,62)의 사이에 설치된 제3 광센서(63)는 감지범위를 넓히기 위한 것이므로 굳이 중앙에 하나만 설치하여야 하는 것은 아니다. 따라서 제1,2 광센서(61,62)의 사이에 2개 이상의 광센서가 설치될 수도 있다.

글래스(50)를 완벽하게 스캐닝하기 위해 광센서를 빽빽하게 설치할 수도 있으나, 본 발명의 감지방법은 이동 중에 있는 글래스의 파손여부를 간편하면서도 저렴하게 판별하기 위한 것이므로 바람직하지 않다.

본 발명은 각 센서(61,62,63)의 감지상태 지속시간을 비교하여 시간차를 산출하고 산출된 시간차가 허용오차를 벗어나면 글래스가 파손된 것으로 간주하는 방식과 일단에서 각 센서간에 감지가 시작되는 시간차를 연산하고, 타단에서도 각 센서간에 감지가 끝나는 시점의 시간차를 연산하여 허용오차를 벗어나는 시간차가 있으면 글래스가 파손된 것으로 간주하는 방식을 사용하므로 지나치게 많은 센서를 설치하는 것은 비용이나 제어부의 연산 속도면에서 바람직하지 않기 때문이다.

나아가 보다 간편한 감지를 위해서는 제3 광센서(63)를 생략할 수도 있다.

광센서(61,62,63)는 글래스(50)의 이동방향에 수직하게 일렬로 배열하는 것이 간편하나, 제어 프로그램에서 초기 설정값을 조절하면서 글래스의 이동방향과 비스듬하게 배열시켜도 무방하다.

상기 광센서(61,62,63)는 발광부(61a,62a,63a)에서 투사된 빛을 수광부(61b,62b,63b)에서 검출하여 발광부와 수광부의 사이에 글래스가 존재하는지 여부를 감지하는 수단으로서 통상적인 것을 이용하면 된다.

따라서 이용되는 광의 종류는 적외선센서, 자외선센서, 가시광센서, 레이저광센서 등 어느 것이어도 무관하며, 광센서의 동작원리에 대한 설명은 생략한다. 제1,2,3광센서(61,62,63)는 동일한 종류 및 사양의 광센서인 것이 설치나 관리 면에서 바람직하지만, 서로 다른 종류의 광센서가 이용될 수도 있다.

그리고 발광부와 수광부가 분리되지 않고 일체형으로 제조되고, 발광부에서 투사된 빛을 반사판을 이용하여 수광하는 반사형 광센서도 이용될 수 있다.

한편 상기 광센서(61,62,63)는 모두 본 발명에 따른 알고리즘이 프로그래밍된 제어부(미도시)에 연결되어야 하며, 제어부에서는 각 센서로부터 전송된 감지신호를 이용하여 글래스의 파손여부를 판단하게 된다.

이하에서는 이와 같이 설치된 광센서(61,62,63)를 이용하여 글래스의 파손여부를 감지하는 구체적인 방법을 도면을 참조하여 살펴본다.

제 1 실시예

본 발명에 따른 제1 실시예는 각 광센서가 글래스(50)를 감지하는 지속시간 을 비교하는 방식이다.

도 4는 정상 글래스가 제1,2,3 광센서(61,62,63)를 통과하는 모습을 시간순서대로 나타낸 것으로서, 로봇에 의해 운반되는 글래스(50)의 선단부가 t=0 일 때 수광부와 발광부 사이로 진입하면 수광부에서는 수광되는 광량의 변화를 통해 글래스(50)가 진입되고 있음을 감지하고, 수광부로부터 감지신호를 전송받은 제어부는 각 센서별로 감지상태 지속시간을 체크하기 시작한다.

여기서 Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ은 글래스의 표면에서 제1,2,3 광센서(61,62,63)가 감지하는 부분을 나타낸 제1,2,3 감지선을 나타낸다. 각 광센서의 위치에 대응하여 제1,2 감지선(Ⅰ,Ⅱ)은 글래스(50)의 이동방향과 평행한 가장자리 부근을 지나고 제3 감지선(Ⅲ)은 글래스(50)의 중앙부를 지난다.

글래스(50)가 화살표 방향으로 계속 이동하여 t=Ts 일 때 후단부가 수광부와 발광부 사이를 완전히 통과하므로 수광부는 다시 수광량의 변화를 감지하게 된다. 따라서 제어부는 수광부에서 전송되는 변동신호에 따라 각 센서별로 시간체크를 종료하고 역시 각 센서별로 감지상태 지속시간을 파악한다.

이때 시간체크의 개시 및 종료는 각 센서별로 독립적으로 이루어진다.

이상적인 경우라면 제1,2,3 센서(61,62,63)는 모두 t=0 일 때 글래스(50) 선단부의 진입을 감지하고 t=Ts 일 때 글래스 후단부의 통과를 감지하므로, 각 센서(61,62,63)가 글래스(50)를 감지한 감지상태 지속시간은 모두 Ts 로 동일하다.

물론 로봇이 글래스를 안치한 얼라인(align) 상태, 로봇의 동작오차, 센서의 정렬상태 등에 따라 각 센서에서 글래스를 감지하는 감지상태 지속시간은 약간씩 차이가 발생하므로, 각 센서의 감지상태 지속시간을 비교하여 시간차를 계산하고 계산된 시간차가 모두 허용오차 범위 이내라면 정상적인 글래스로 판정한다.

이때 허용오차는 제어부의 프로그램에 미리 설정되어 있어야 하는데, 그 수치는 글래스의 크기, 로봇의 동작오차 등을 감안하여 운전자가 결정하여야 한다.

그런데 도 5에 도시된 바와 같이 글래스(50) 선단부의 한쪽 모서리가 파손된 경우라면, 제2,3 광센서(62,63)는 시간 t=0 일 때 글래스(50)를 동시에 감지하고 이때 제어부에서 감지상태 지속시간의 체크를 개시하지만, 제1 광센서(61)는 t=0으로부터 Δt₁ 시간이 경과한 이후에 글래스(50)의 존재를 감지하기 시작한다.

글래스의 나머지 부분이 파손되지 않았다고 가정하면, 각 센서별 감지상태 지속시간의 체크는 동시에 종료되므로, 제2,3 광센서(62,63)의 감지상태 지속시간은 Ts, 제1 광센서(61)의 감지상태 지속시간은 Tb₁ 이 된다.

제어부에서는 제2,3 광센서(62,63)의 감지상태 지속시간 Ts와 제1 광센서(61)의 감지상태 지속시간 Tb₁의 차이 Δt₁ 을 산출하고, Δt₁ 이 허용오차를 벗어난 것으로 판단되면 글래스(50)가 파손된 것으로 간주하고 경보신호를 발생시키거나 글래스(50)의 이동을 중지시킨다. 경보신호는 소리나 빛이 이용될 수 있으며, 제어패널이나 제어컴퓨터의 화면상에 표시할 수도 있다.

도 6 내지 도 8은 글래스의 다양한 파손부위와 그에 따른 감지상태 지속시간을 나타낸 것이다.

도 6은 t=0 일 때 모든 센서가 동일하게 글래스(50)를 감지하였으나 글래스의 후단부 모서리가 파손된 결과 제1,3 광센서(61,63)의 감지상태 지속시간 Ts와 제2 광센서(62)의 감지상태 지속시간 Tb₂가 Δt₂ 의 시간차를 갖는 경우를 나타낸다.

도 7은 글래스(50)의 가장자리가 중간에서 파손된 경우를 나타낸 것으로서 제1,3 광센서(61,63)의 감지상태 지속시간 Ts와 제2 광센서(62)의 감지상태 지속시간 Tb₃은 Δt₃ 의 시간차를 가진다.

도 8은 글래스(50)의 후단부가 양 모서리 사이의 중간에서 파손된 경우를 나타낸 것으로서 제1,2 광센서(61,62)의 감지상태 지속시간 Ts와 제3 광센서(63)의 감지상태 지속시간 Tb₄는 Δt₄ 의 시간차를 가진다.

이상에서는 각 감지선(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ) 중 어느 한 부분의 글래스가 파손된 경우를 나타내었으나, 본 발명에 따른 파손 감지방법은 도 9에 도시된 바와 같이 제1,2 감지선(Ⅰ,Ⅱ)에 대응하는 글래스가 파손된 경우에도 적용된다.

즉, 제1,2 광센서(61,62)의 감지상태 지속시간 Tb1, Tb2 는 제3 광센서(63)의 감지상태 지속시간 Ts와 각각 Δt₁, Δt₂ 의 시간차를 가지므로, Δt₁, Δt₂ 중 어느 하나라도 허용오차를 벗어나면 제어부는 글래스(50)가 파손된 것으로 판단한 다.

글래스가 정상이라 하더라도 얼라인이 제대로 되지 않으면 로봇이 운송하는 도중에 주변 부품과 충돌하여 파손될 수도 있는데 본 발명에 따른 감지방법은 얼라인 상태가 불량한 글래스를 감지하여 장비내부로 반입되는 것을 미리 방지할 수 있는 장점도 있다.

즉, 도 10에 도시된 바와 같이 글래스가 약간 기울어진 상태로 이송되는 경우에 각 센서의 감지상태 지속시간을 살펴보면, 제1 광센서(61)는 Ts', 제2 광센서(62)는 Ts'', 제3 광센서(63)는 Ts'''이다.

이때 Ts'와 Ts''의 시간차 또는 Ts''와 Ts'''의 시간차 중 어느 하나라도 허용오차를 벗어나면 제어부는 글래스의 얼라인이 불량하거나 파손된 것으로 간주하여 글래스의 이동을 중지시킬 수 있다.

제2 실시예

전술한 제1 실시예는 각 센서(61,62,63)별로 글래스(50)를 감지하는 지속시간을 비교하여 허용오차를 벗어나는 시간차가 발생하면 파손된 것으로 간주하는 방법을 적용한 것이다.

이와 달리 본 발명에 따른 제2 실시예는 각 센서(61,62,63)가 글래스(50)를 감지하기 시작하는 시점이나 글래스의 감지를 끝내는 시점을 서로 비교하여 허용오차를 벗어나면 글래스에 이상이 있는 것으로 간주하는 방법이다.

예를 들어 글래스가 도 11에 도시된 것처럼 파손된 상태에서 센서를 통과한다고 가정하면, 제2,3 광센서(62,63)는 t=0 일 때 글래스를 동시에 감지하기 시작하지만 제1 광센서(61)은 t=t₁ 일 때 글래스를 감지하기 시작하므로 제2,3 광센서(62,63)와 제1 광센서(61)의 감지시작시점에는 t₁ 의 시간차가 발생한다.

제어부는 이 시간차(t₁)가 허용오차를 벗어나는지 여부를 판단하여 허용오차를 벗어나면 파손된 것으로 간주하고 글래스의 이동을 중지시킨다.

이 같은 원리는 글래스의 이동방향과 평행한 가장자리나 후단부에서도 동일하게 적용되는데 도 12에 예시된 바와 같이 글래스의 선단부가 정상이고 가장자리의 일부가 파손된 경우라면 제2 광센서(62)는 t=t₂ 일 때 글래스의 감지상태를 종료한다.

제1,3 광센서(61,63)는 t=Ts 일 때 감지를 종료하므로 Ts와 t₂ 사이의 시간차가 허용오차를 벗어나면 글래스가 파손된 것으로 간주한다.

이러한 원리는 글래스의 후단부가 파손되거나 여러 부분이 파손된 경우에도 마찬가지로 적용되며, 글래스의 얼라인이 불량한 경우에도 적용될 수 있음은 물론이다.

한편 상기 제1,2 실시예는 어느 하나만 적용되거나 두 가지 방법이 모두 적용될 수 있으며, 이 방법을 이용하여 글래스의 어느 부위가 파손되었는지도 알 수 있다.

본 발명에서 각 감지선을 글래스의 이동방향과 평행한 가장자리로부터 얼마만큼의 거리에 설정하여야 하는지, 광센서를 몇 개까지 설치하여야 하는지, 허용오차를 어느 정도로 설정해야 하는지 등은 해당 장비의 특성, 로봇의 운전속도, 로봇의 동작오차 등에 따라 달라질 수 있다.

이상에서는 광센서를 이용하고 있으나 이는 예시일 뿐이고 물체의 유무를 감지할 수 있는 것이라면 다른 유형의 감지수단이 적용될 수도 있다.

또한 도 2 및 도 3에서는 광센서가 로드락챔버의 입구에 설치된 것으로 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니고 공정챔버의 입구에 설치되거나 장비 외부에서 글래스의 이동경로에 설치될 수도 있고, 세정장비와 같은 다른 장비에 적용될 수도 있다.

다만 대기압상태의 이송부에서 진공상태의 장비내부로 진입하기 전에 미리 파손여부를 검사하는 것이 시의 적절하기 때문에 로드락챔버의 입구에 설치하는 것이 권장된다.

본 발명에 따르면, 간편하고도 저렴한 구성으로 이동 중인 평면패널 또는 글래스의 파손여부를 높은 정확도로 판별해낼 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 서로 이격된 채 일렬로 배열되는 다수의 감지수단과 상기 감지수단에 연결된 제어부를 이용하여 평면표시장치의 제조에 사용되는 글래스의 파손여부를 판별하는 방법으로서,

   글래스를 상기 감지수단의 배열방향에 대해 수직으로 상대운동시키는 단계;

   상기 각 감지수단이 글래스를 감지하는 시점부터 상기 제어부에서 각 감지수단별로 감지상태 지속시간을 산출하는 단계;

   상기 제어부에서 각 감지수단별 감지상태 지속시간을 비교하여 시간차를 산출하고, 산출된 시간차가 모두 허용오차 이내이면 정상으로 판별하고, 허용오차를 초과하는 것이 있으면 파손된 것으로 판별하는 단계;

   를 포함하는 글래스의 파손 감지방법
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   글래스가 파손된 것으로 판별되면 경고신호를 발생시키고 글래스의 이동을 중지시키는 단계를 더 포함하는 글래스의 파손 감지방법

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