KR101250652B1 - 네트워크 ｔｖ용 내장형 무선 안테나 - Google Patents

네트워크 ｔｖ용 내장형 무선 안테나 Download PDF

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Abstract

TV 샤시(13)에 WiFi 칩셋(38)이 통합되며, 이 칩셋(38)에 신호를 공급하는 무선 오디오-비디오 신호 안테나(42, 46)도 마찬가지이다. TV 프로세서(40)는 안테나(42, 46) 및 칩셋(38)을 통해 수신된 홈 네트워크 구성 요소로부터의 신호를 TV에 표시시킨다.

Description

네트워크 ＴＶ용 내장형 무선 안테나{EMBEDDED WIRELESS ANTENNA FOR NETWORK TV}
본 발명은 일반적으로 내장형 무선 모듈(칩셋) 및 관련된 네트워크 TV용 안테나에 관한 것이다.
네트워크화된 구성 요소들 사이에서 멀티미디어를 포함하는 정보가 공유되는 홈 네트워크가 제공되어 있다. 예를 들어, TV가 디스크 플레이어나 중앙 서버에 액세스하여 디스크나 당해 서버에 저장된 멀티미디어 프로그래밍을 재생할 수 있다. 또한, 상기 TV가 하드 디스크 드라이브에 액세스하여 기록된 TV 프로그래밍을 재생하거나, 디지털 사진 등을 표시할 수도 있다.
또한, TV가 진화하여, 현재는 비교적 대형의 플랫 패널 디스플레이 TV가, 보기 흉한 배선(네트워크 케이블, 비디오 케이블 등)을 시야에서 제거한 아름다운 예술 작품으로서 벽에 장착되어질 수 있다. 이는, TV가 네트워크의 다른 구성 요소로부터 멀티미디어 정보를 무선으로 수신하는 무선 기술을 사용하여 달성되는 것이 보통이다.
본 명세서에서 알 수 있는 바와 같이, 홈 네트워크에서 멀티미디어 정보를 전송하기 위해서는 비교적 큰 무선 대역폭이 필요하다. 예를 들어, 압축 고해상도(HD) 비디오는 초당 20 내지 50 메가비트의 대역폭을 필요로 한다.
또한, 본 명세서에서 알 수 있는 바와 같이, USB(universal serial bus) 어댑터와 같은 현재의 TV용 무선 어댑터는 통상적으로 호스트 CPU가 무선 프로토콜을 처리할 것을 요구하는데, 이렇게 하면, TV CPU의 한정된 처리 능력 및 그의 높은 애플리케이션 부하로 인하여, TV와 무선 성능의 양자 모두가 크게 저하된다. 일부의 USB 어댑터는 무선 처리에 대한 부하를 경감시켜줌에도 불구하고, TV 프로세서에 의해 수행되어야만 하는 USB 드라이버는 TV에서 처리 능력의 상당량을 여전히 소모한다. 더욱이, 이러한 어댑터는, 그 어댑터를 TV 뒤에 플러그인해야만 하여 수신된 무선 신호 강도를 저하시키기 때문에, 수신 불량을 초래하는 일이 흔하다. 또한, 소비자가 TV 뒤편에 전기 배선을 설치하고 TV에 안테나를 장착해야만 하는데, 이는 불편할 뿐만 아니라, 불량한 무선 성능과 아울러 외관을 보기 흉하게 만들 수도 있다.
따라서, TV는 샤시와, 상기 샤시 상의 TV 디스플레이와, 상기 샤시 상에 지지되는 TV 신호 처리 보드를 포함한다. 무선 모듈이 상기 신호 처리 보드 상에 있으며, 마찬가지로 이 신호 처리 보드 상에는, 예컨대, 스탠다드 통신 버스를 이용하여 상기 무선 모듈과 통신을 행하는 TV 프로세서가 있다. TV의 네트워크 애플리케이션은, 상기 무선 모듈을 이용하여 홈 네트워크 또는 인터넷으로부터 데이터를 전송함과 함께, 오디오 및 비디오를 스트리밍할 수 있다. 또한, TV 튜너는 TV 신호원으로부터 TV 신호를 수신한다. 보다 아래에서 설명하는 바와 같이, 적어도 하나의 안테나 소자가 상기 샤시 내부에 있으며, 홈 네트워크로부터 수신된 오디오-비디오 신호를 상기 무선 모듈로 전송하고, 또한, 필요에 따라, 오디오 및/또는 비디오 및/또는 비-오디오/비디오 데이터를 네트워크로 다시 보낸다. 상기 무선 모듈 및 안테나는, 예를 들어, WiFi, 블루투스 등으로 구성될 수 있다.
예시적인 실시형태에서, 베젤이 상기 샤시를 둘러싸며, 디스플레이 쉴드가 상기 샤시 내에 있으며 상기 TV 디스플레이와 상기 신호 처리 보드 사이에 배치된다. 상기 디스플레이 쉴드는 외주연을 규정하며, 상기 안테나 소자는 상기 디스플레이 쉴드의 상기 외주연 너머에 상기 베젤과 병치된다. 어떤 실시형태에 있어서는, 또한, 상기 안테나 소자를 상기 무선 모듈에 접속하는 전기 리드가, 상기 디스플레이 쉴드의 상기 외주연 너머에 상기 베젤과 병치된다.
예시적인 실시형태에서, 적어도 제1 및 제2 안테나 소자가 제공되며, 상기 제1 안테나 소자는 상기 샤시의 제1 에지에 평행하게 배치되며, 상기 제2 안테나 소자는 상기 샤시의 수직인 제2 에지에 평행하게 배치된다.
예시적인 실시형태에서, 상기 신호 처리 보드는 상기 샤시의 제1 내지 제4 에지와 각기 대향하는 제1 내지 제4 에지를 규정한다. 상기 TV 튜너는 상기 신호 처리 보드의 제3 및 제4 에지와 병치될 수 있으며, 상기 안테나 소자는 상기 샤시의 제1 및 제2 에지, 즉, 상기 신호 처리 보드에 대하여 상기 튜너에 반대되는 에지와 병치될 수 있다.
다른 양태에서, 장치는 TV 샤시와 통합된 무선 칩셋을 갖는다. 적어도 하나의 무선 안테나 소자가 상기 칩셋에 신호를 공급하기 위해 상기 샤시에 있다. 상기 샤시 내의 TV 프로세서는 상기 안테나 및 칩셋을 통해 수신된 홈 네트워크 구성 요소로부터의 신호를 상기 TV 상에 표시시킨다.
또 다른 양태에서는, 홈 네트워크로부터 무선으로 수신되는 오디오-비디오 콘텐츠를, 당해 콘텐츠를 수신하도록 안테나 선이 TV 밖으로 연장될 필요가 없이, 홈 네트워크의 TV에 표시시키는 것을 용이하게 하기 위한 시스템이 개시된다. 상기 시스템은, 비디오 콘텐츠를 표시하기 위한 수단과, 상기 표시하기 위한 수단을 보유하기 위한 수단을 포함한다. 안테나 수단이, 상기 보유하기 위한 수단 내부에 있으며, 상기 홈 네트워크로부터 상기 오디오-비디오 콘텐츠를 무선으로 수신하도록 구성된다.
유사한 부분에는 유사한 참조 부호를 붙인 첨부 도면을 참조하면, 본 발명의 상세를, 그 구조 및 동작 양쪽에 있어서 가장 잘 이해할 수 있다.
도 1은, 네트워크 구성 요소를 개략적으로 나타내는, 벽걸이형 플랫 패널 TV의 전면의 사시도.
도 2는, 내부 구성 요소들이 노출되도록 외피를 제거한 상태의 TV의 실시형태의 배면을 보여주는 배면도.
우선, 도 1을 참조하면, 홈 네트워크(10)는 TV 디스플레이(14)를 보유(holding)하는 TV 샤시(13)를 갖는 하나 이상의 TV(12)(하나의 TV만을 도시함)를 포함할 수 있다. 통상적으로는, 플라스틱의 프레임 형태 베젤(15)이 디스플레이(14)를 에워싸고 있다.
TV(12)는, 기술분야에서 알려진 수단에 의해, 벽 또는 천장과 같은 주택의 표면(16)에 장착될 수 있다. TV(12)는, 플랫 패널(매트릭스형)의 표준 해상도 및/또는 고해상도(HD) 디스플레이(14)를 구비한 아날로그 및/또는 디지털 TV일 수 있지만, 다른 형태의 디스플레이도 사용될 수 있다.
네트워크(10)는, 예컨대 WiFi 원리, 블루투스 원리 또는 기술분야에서 알려진 여타의 무선 원리를 사용하여 TV(12)에 대해 오디오-비디오 정보를 무선 통신하는 각종의 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, TV(12)는, TV(12)에 표시하려는 디지털 사진 등의 다른 정보와 아울러, 컴퓨터 서버(18), 디스크 플레이어(20), 개인용 비디오 레코더(PVR)(22) 및 개인용 컴퓨터(PC)(24)로부터 압축 또는 미압축 HD 비디오를 수신할 수 있다. 네트워크(10)에는, 게임기 또는 실제로는 다른 TV와 같은 다른 네트워크 구성 요소가 제공될 수 있다. 기술분야에 알려진 원리에 따라, 휴대형 원격 제어 장치(26)가 사람에 의해 조작되어 TV(12) 및/또는 각종의 네트워크 구성 요소에 대해 무선 커맨드 신호를 입력할 수도 있다.
이하, 도 2를 참조하면, TV(12)(모든 외피 또는 커버링을 제거한 상태)의 일 예시적인 실시형태의 배면이 도시되어 있다. 통상적으로는, 액정 디스플레이(LCD) 쉴드 등의 금속 디스플레이 쉴드(28)가, 디스플레이(14)에 대체로 평탄하게 정합(register)되어, 디스플레이(14)로부터 쉴드(28)의 반대편 상의 구성 요소에 의해 발생될 수 있는 간섭으로부터 디스플레이(14)의 디스플레이 소자를 쉴드한다. 아래에서 보다 자세히 설명하겠지만, 개선된 수신을 위해서는, 안테나가 금속 디스플레이 쉴드로부터 떨어져 배치되는 것이 바람직하다.
위에 암시된 쉴드되는 구성 요소로서는, TV에 전원을 공급하기 위한 TV 전원 모듈(30) 및 서브 콤포넌트를 고정하기 위한 TV 신호 처리 보드(32)가 있을 수 있다. TV 전원 모듈(30) 및 TV 신호 처리 보드(32)의 양자는 통상적으로 쉴드(28)에 장착된다. 예컨대, LCD 디스플레이와 같은 기술분야에서 알려진 목적을 위해, 쉴드(28) 상에 디스플레이 전원 인버터(34)가 장착될 수도 있다.
TV 신호 처리 보드(32)는, 여럿 가운데서, TV 튜너(36), 및 PCI나 PCI 익스프레스 폼 팩터를 갖추고서 브로드컴(Broadcom), 마벨(Marvell), 아테로스(Atheros) 또는 라링크(Ralink)에 의해 제조되고, 그 결과 미니 PCI 버스 또는 PCI 익스프레스 버스 또는 다른 적절한 통신 버스를 통하여 상기 신호 처리 보드 상의 TV 프로세서(40)와 통신을 행하는 802.11 a/b/g/n 칩셋(예컨대, Ralink 2880)(이들로 한정되지 않음) 등의 무선 모듈(38)을 보유한다. 또한, 상기 무선 모듈(38)은 블루투스 트랜시버를 더 포함할 수 있는데, 이 경우 이러한 컴비네이션 칩셋은 시큐어 디지털 입/출력(SDIO) 폼 팩터를 취할 수 있으며, SDIO 버스 또는 USB 버스를 통해 TV 프로세서(40)와 통신한다. TV(호스트) 프로세서에 부여되는 처리 부하를 낮추기 위해서는, 무선 칩셋에 대한 처리 부하를 경감시키는 능력을 갖춘 무선 모듈이 바람직하다. 이러한 처리 부하를 경감시키는 칩셋은 호스트 프로세서에 대해 매우 낮은 부하를 부여한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 무선 안테나 소자가 TV(12) 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 긴 제1 안테나 소자(42)가 TV(12)의 상측 에지(44) 가까이에 이에 평행하게(즉, 수평으로) 배치되고, 긴 제2 안테나 소자(46)가 TV(12)의 좌측 에지(48)(또는 우측 에지) 가까이에 이에 평행하게(즉, 수직으로) 배치될 수 있다. 도시된 예시적인 실시형태에 있어서는, 안테나 소자(42, 46)는 디스플레이 쉴드(28)의 에지와 TV를 에워싸고 있는 플라스틱 베젤(15) 사이에 배치되며, 도시된 바와 같이, 상기 베젤과 동일 평면에 있을 수 있다. 또한, 도시된 실시형태에서는, 튜너(36)가 신호 처리 보드(32)의 한 세트의 에지 가까이, 본 경우에는 우측 에지와 하측 에지 가까이에 장착될 경우에는, 안테나 소자(42, 46)는 TV(12)의 반대측 대향 에지 가까이, 본 경우에는 TV(12)의 상측 및 좌측 에지 가까이에 장착된다.
안테나 소자(42, 46)는, 2.4 GHz 신호 및 5 GHz 신호를 수신하도록 구성된, 듀얼 밴드 다중 입출력(MIMO) 안테나 소자일 수 있다. 또한, 점선(50)으로부터 알 수 있는 바와 같이, 안테나 소자(42, 46)로부터 무선 모듈(38)로의 접속 배선(제1 안테나(46)로부터의 배선만을 도시함)이, 쉴드(28)의 외측 에지와 베젤(15) 사이의 공간에서 라우팅될 수 있다. 안테나 연장 케이블의 무선주파수 신호 손실을 낮추기 위해, 버스 연장 케이블(USB를 사용할 경우)이 사용되어 무선 모듈을 안테나에 보다 가까이 연장시킬 수 있다.
상기한 바를 고려하여, 본 발명은, MIMO 안테나가 별개의 안테나 소자로서 구현될 수 있으며, 또한, 다이버시티 게인을 위해, 그들 소자의 위치를 분리시키는 것에 이점이 있음(MIMO 기술을 사용하는 802.11n의 혜택)을 인식하게 되었다. 도 2에 도시된 안테나 소자 배치 및 위치 결정은 최적의 수신 및 다이버시티를 가져올 수 있으며, TV 튜너(36)에 대한 간섭을 최소화시킬 수 있다. 또한, 에지에 있는 플라스틱 베젤 내부 및 금속 쉴드 외부에 안테나 소자를 장착한다면 개선된 수신을 얻을 수 있으며, 정확한 안테나 위치는 서로 다른 TV 모델 구성에 기초하여 결정될 수 있음을 알 수 있다. 안테나 소자들을 무선 모듈에 접속하는 배선(50)은, 신호 손실을 최소화하도록 미니 동축 케이블(히로세사의 U.FL형 커넥터를 구비)이 될 수 있으며, 이들은, 도시된 바와 같이, 네트워크 성능을 향상시키기 위해 베젤 내부에서 TV의 에지를 따라 배선될 수 있다.
비제한적인 구현예에서는, 예컨대, 신호 처리 보드(32) 상에 SDIO 컨트롤러가 포함되어, TV(12)로 하여금 시큐어 디지털 미디어 카드(도시하지 않음)에 액세스할 수 있게 하여 사진이나 기타 미디어를 표시할 수 있다. 제한을 두지 않고서, 무선 모듈(38)은 특정 CPU 기능의 부하를 경감시키는 능력을 갖는 USB WiFi에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, Broadcom 4323 칩이 사용될 수 있다.
도 2의 설명을 종결지으면, 안테나(42, 46) 및 무선 모듈(38)을 통해 홈 네트워크와 오디오, 비디오 및 데이터의 통신을 행하는 것에 더하여, TV(12)는, TV 튜너(36)를 통해 셋탑 박스, 케이블 TV 소스, 위성 TV 수신기, 종래의 지상파 TV 방송 안테나 등과 같은 TV 프로그래밍의 소스(52)로부터 TV 신호를 수신한다.
본 명세서에서는, 특정의 네트워크 TV용 내장형 무선 안테나를 도시하고 상세히 설명하였지만, 본 발명이 포함하는 요지는 특허청구범위에 의해서만 제한됨을 이해하여야 한다.

Claims (20)

  1. 샤시(13)와,
    상기 샤시(13) 상의 TV 디스플레이(14)와,
    상기 샤시(13) 상에 지지되는 TV 신호 처리 보드(32)와,
    적어도 오디오 및 비디오 신호를 수신하도록 구성된, 상기 신호 처리 보드(32) 상의 무선 모듈(38)과,
    상기 무선 모듈(38)과 통신을 행하는, 상기 신호 처리 보드(32) 상의 TV 프로세서(40) - 상기 TV 프로세서(40)의 제어하에 상기 오디오-비디오 신호를 상기 TV 디스플레이(14) 상에 표시가능함 - 와,
    TV 신호원으로부터 TV 신호를 수신하는 TV 튜너(36)와,
    상기 샤시(13) 내부에 있으며, 홈 네트워크로부터 수신된 적어도 오디오 및 비디오 신호를 상기 무선 모듈(38)로 전송하는 적어도 제1 및 제2 안테나 소자(42, 46)를 포함하고,
    상기 제1 안테나 소자(42)는 상기 샤시(13)의 제1 에지(44)에 평행하게 배치되며, 상기 제2 안테나 소자(46)는 상기 샤시(13)의 제2 에지(48)에 평행하게 배치되며, 상기 제1 및 제2 에지는 서로 실질적으로 수직인, TV.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샤시(13)를 둘러싸는 베젤(15), 및 상기 샤시(13) 내에 있으며 상기 TV 디스플레이(14)와 상기 신호 처리 보드(32) 사이에 배치되는 디스플레이 쉴드(28)를 포함하며, 상기 디스플레이 쉴드(28)는 외주연을 규정하며, 상기 안테나 소자(42, 46)는 상기 디스플레이 쉴드(28)의 상기 외주연 너머에 상기 베젤(15)에 평행하게 배치되는, TV.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 안테나 소자(42, 46)를 상기 무선 모듈(38)에 접속하는 전기 리드(50)가, 상기 베젤(15)과 상기 디스플레이 쉴드(28)의 상기 외주연 사이에 배치되는, TV.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    적어도 제1 및 제2 안테나 소자(42, 46)를 포함하고,
    상기 신호 처리 보드는 상기 샤시(13)의 제1 내지 제4 에지와 각기 대향하는 제1 내지 제4 에지를 규정하고, 상기 TV 튜너(36)는 상기 신호 처리 보드(32)의 제3 및 제4 에지에 평행하게 배치되며, 상기 안테나 소자(42, 46)는 상기 샤시(13)의 제1 및 제2 에지에 평행하게 배치되는, TV.
  6. TV 샤시(13)에 통합된 무선 칩셋(38)과,
    상기 샤시(13) 내에 있으며 상기 칩셋(38)에 신호를 공급하는 적어도 제1 및 제2 안테나 소자(42, 46)와,
    상기 안테나(42, 46) 및 칩셋(38)을 통해 수신된 홈 네트워크 구성 요소로부터의 신호를 TV에 표시시키는, 상기 샤시(13) 내의 TV 프로세서(40)를 포함하고,
    상기 제1 안테나 소자(42)는 상기 샤시(13)의 제1 에지(44)에 평행하게 배치되며, 상기 제2 안테나 소자(46)는 상기 샤시(13)의 제2 에지(48)에 평행하게 배치되며, 상기 제1 및 제2 에지는 서로 실질적으로 수직인, 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 칩셋(38)은 WiFi 칩셋인, 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    TV 신호원으로부터 TV 신호를 수신하는, 상기 샤시(13) 내의 TV 튜너(36)를 더 포함하는, 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 샤시(13) 상에 지지되는 TV 신호 처리 보드(32)를 더 포함하며,
    상기 칩셋(38) 및 TV 프로세서(40)는 상기 신호 처리 보드(32) 상에 장착되는, 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 샤시(13)를 둘러싸는 베젤, 및 상기 샤시(13) 내에 있으며 상기 TV 디스플레이(14)와 상기 신호 처리 보드(32) 사이에 배치되는 디스플레이 쉴드를 포함하며, 상기 디스플레이 쉴드(28)는 외주연을 규정하며, 상기 안테나 소자(42, 46)는 상기 디스플레이 쉴드(28)의 상기 외주연 너머에 상기 베젤(15)에 평행하게 배치되는, 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 안테나 소자(42, 46)를 상기 칩셋(38)에 접속하는 전기 리드(50)가, 상기 디스플레이 쉴드(28)의 상기 외주연 너머에 상기 베젤(15)에 평행하게 배치되는, 장치.
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서,
    적어도 제1 및 제2 안테나 소자(42, 46)를 포함하고,
    상기 신호 처리 보드(28)는 상기 샤시(13)의 제1 내지 제4 에지와 각기 대향하는 제1 내지 제4 에지를 규정하고, TV 튜너(36)는 상기 신호 처리 보드(32)의 제3 및 제4 에지에 평행하게 배치되며, 상기 안테나 소자(42, 46)는 상기 샤시(13)의 제1 및 제2 에지에 평행하게 배치되는, 장치.
  14. 홈 네트워크로부터 무선으로 수신되는 오디오-비디오 콘텐츠를, 당해 콘텐츠를 수신하도록 안테나 선이 TV 밖으로 연장될 필요가 없이, 홈 네트워크의 TV에 표시시키는 것을 용이하게 하기 위한 시스템으로서,
    TV 디스플레이(14)를 포함하고, 비디오 콘텐츠를 표시하기 위한 수단(14)과,
    TV 샤시(13)를 포함하고, 상기 표시하기 위한 수단(14)을 보유하기 위한 수단(13)과,
    상기 보유하기 위한 수단(13) 내부에 있으며, 상기 홈 네트워크로부터 상기 오디오-비디오 콘텐츠를 무선으로 수신하도록 구성된 적어도 제1 및 제2 안테나 소자(42, 46)와,
    상기 TV 샤시(13) 상에 지지되는 TV 신호 처리 보드(32)와,
    상기 안테나 소자(42, 46)로부터 신호를 수신하는 상기 신호 처리 보드 상의 무선 모듈(38)과,
    상기 무선 모듈(38)과 통신을 행하는, 상기 신호 처리 보드(32) 상의 TV 프로세서(40)와,
    TV 신호원으로부터 TV 신호를 수신하는 TV 튜너(36)를 포함하고,
    상기 제1 안테나 소자(42)는 상기 샤시(13)의 제1 에지(44)에 평행하게 배치되며, 상기 제2 안테나 소자(46)는 상기 샤시(13)의 제2 에지(48)에 평행하게 배치되며, 상기 제1 및 제2 에지는 서로 실질적으로 수직인, 시스템.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제14항에 있어서,
    상기 샤시(13)를 둘러싸는 베젤(15), 및 상기 샤시(13) 내에 있으며 상기 TV 디스플레이(14)와 상기 신호 처리 보드(32) 사이에 배치되는 디스플레이 쉴드(28)를 포함하며, 상기 디스플레이 쉴드(28)는 외주연을 규정하며, 상기 안테나 소자(42, 46)는 상기 디스플레이 쉴드(28)의 상기 외주연으로부터 이격되어 상기 베젤(15)에 위치되는, 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 안테나 소자(42, 46)를 상기 무선 모듈(38)에 접속하는 전기 리드(50)가, 상기 디스플레이 쉴드(28)의 상기 외주연으로부터 이격되어 상기 베젤(15)에 평행하게 배치되는, 시스템.
  19. 삭제
  20. 제14항에 있어서,
    적어도 제1 및 제2 안테나 소자(42, 46)를 포함하고,
    상기 신호 처리 보드는 상기 샤시(13)의 제1 내지 제4 에지와 각기 대향하는 제1 내지 제4 에지를 규정하고, 상기 TV 튜너(36)는 상기 신호 처리 보드의 제3 및 제4 에지에 평행하게 배치되며, 상기 안테나 소자(42, 46)는 상기 샤시(13)의 제1 및 제2 에지에 평행하게 배치되는, 시스템.
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