KR101801649B1

KR101801649B1 - 광학적 은폐 및 후배광을 구현한 튜브형 점광원 조명장치

Info

Publication number: KR101801649B1
Application number: KR1020170100131A
Authority: KR
Inventors: 김갑수; 장세봉
Original assignee: 기민전자주식회사
Priority date: 2017-08-08
Filing date: 2017-08-08
Publication date: 2017-11-27

Abstract

본 발명은 튜브 내 간접조명을 위한 점광원의 광학적 구성을 효과적으로 은폐구현함과 동시에 점광원의 빛을 반사 방출하여 효율적인 후배광을 구현함을 제공하도록, 내측에 수용공간을 갖는 튜브형으로 이루어지며, 빛이 투과가능한 투명성을 갖되 빛의 확산접촉에 따라 불투명한 외관을 형성하는 튜브하우징과; 상기 튜브하우징의 수용공간 내 설치되고 상기 튜브하우징의 길이방향을 따라 복수 개의 LED광원이 배열배치되어 빛을 조사하는 LED모듈과; 상기 튜브하우징의 수용공간 내 설치되어 상기 LED모듈을 지지고정하되 상기 LED모듈이 상기 튜브하우징의 한쪽 편측 위치로 고정되게 지지하는 편측지지부재;를 포함하는 광학적 은폐 및 후배광을 구현한 튜브형 점광원 조명장치를 제공한다.

Description

광학적 은폐 및 후배광을 구현한 튜브형 점광원 조명장치 {Tube Type Lighting Apparatus Using Point Light Source}

본 발명은 광학적 은폐 및 후배광을 구현한 튜브형 점광원 조명장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 튜브 내 간접조명을 위한 점광원의 광학적 구성을 효과적으로 은폐구현함과 동시에 점광원의 빛을 반사 방출하여 효율적인 후배광을 구현하는 것이 가능한 광학적 은폐 및 후배광을 구현한 튜브형 점광원 조명장치에 관한 것이다.

최근 들어 전력 대비 발광효율이 높아 전력 소비를 절감함은 물론 다양한 색상의 조명을 제공할 수 있는 등의 장점을 갖는 조명원으로서, LED(light emitting diode)나 LD(laser diode)와 같은 반도체 발광소자를 이용한 점광원 조명장치가 널리 사용되고 있다.

이러한 점광원 조명장치는 점광원이 갖는 구조적 특성으로 인해 광 조사각이 좁다는 단점이 있기 때문에 상대적으로 넓은 영역에 대하여 고른 광도의 빛을 제공할 수 있도록 점광원에서 방출된 빛을 확산시킬 수 있는 간접조명을 이용한 기술적 조명구조로 구성하게 된다.

상기한 점광원 조명장치의 대표적인 기술로는 LED광소자를 점광원으로 구성하되 투명한 재질인 투광성 튜브 내 점광원을 설치하는 구조를 갖는 튜브형 점광원 조명장치가 개발되었다.

상기와 같은 튜브형 점광원 조명장치와 관련하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 공개특허공보 제107114호(2013.10.01.)에는 LED칩, 상기 LED칩이 일면에 실장된 기판, 상기 기판의 타면에 배치된 방열부재, 상기 LED칩을 보호하는 커버, 상기 커버의 내부에 장착되어 상기 LED칩으로부터 방출된 빛을 외부로 반사하는 반사부재, 상기 LED칩으로부터 방출된 빛이 외부로 직접 노출되는 것을 차단하는 차단부재를 포함하여 구성됨에 따라 사용자의 눈부심을 방지하면서 간접조명의 설치공간을 줄이며 설치비용을 절감할 수 있는 튜브형 LED조명장치가 공지되어 있다.

또한 등록실용신안공보 제482820호(2017.02.28.)에는 LED가 소정 간격으로 이격 배치된 기판, 상기 기판이 안착되는 면이 평탄면으로 형성된 베이스부를 포함하는 방열유닛, 상기 LED가 이격된 영역에 배치되어 상기 기판을 베이스부에 고정하는 적어도 하나 이상의 제1고정부재, 상기 기판의 양끝단에 결합하는 제2고정부재 및 상기 방열유닛과 결합되고 상기 LED에서 방출되는 광이 투과되는 투광커버를 포함하고, 상기 제2고정부재는 'ㄷ'자 형상의 클립이고, 상기 기판의 길이방향으로 끼워져 상기 기판을 상기 베이스부에 고정하도록 구성됨에 따라 방열유닛을 견고히 고정하면서 열 방출이 우수한 튜브 타입의 LED 조명장치가 공지되어 있다.

그러나 상기한 공개특허공보 제107114호 및 등록실용신안공보 제482820호의 경우에는 양자 모두 점광원인 LED를 포함한 내부구성들이 광원을 투과가능한 투명한 재질의 커버 내 설치되기 때문에 제품의 내부구성들이 그대로 노출되어 은폐가 어렵다는 문제가 있었다. 특히, 공개특허공보 제107114호의 경우에는 후배광을 구현하기 위한 구조로 점광원을 반사할 수 있는 구성이 적용되었으나, 점광원인 LED가 튜브형태의 커버 내 정중앙부분에 고정 위치한 상태로 설치되기 때문에 빛의 반사과정에서 그림자 잔상이 발생하여 내부구성물에 대한 은폐가 곤란하고 조명효율에 악영향을 미치며 광원의 휘도를 저해시킨다는 문제가 있었다.

KR 공개특허공보 제10-2013-0107114호 (2013.10.01.) KR 등록실용신안공보 제20-0482820호 (2017.02.28.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 투광튜브 자체에 은폐 및 반사층을 형성하면서 점광원 구성물인 LED모듈을 투광튜브 내 편측 위치로 구성하므로, 빛을 반사시킴과 동시에 산란시켜 광원의 확산능률을 높임은 물론 광학적 구성물의 고은폐성 및 고휘도를 구현할 수 있는 광학적 은폐 및 후배광을 구현한 튜브형 점광원 조명장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.

본 발명이 제공하는 광학적 은폐 및 후배광을 구현한 튜브형 점광원 조명장치는 내측에 수용공간을 갖는 튜브형으로 이루어지며, 빛이 투과가능한 투명성을 갖되 빛의 확산접촉에 따라 불투명한 외관을 형성하는 튜브하우징과; 상기 튜브하우징의 수용공간 내 설치되고 상기 튜브하우징의 길이방향을 따라 복수 개의 LED광원이 배열배치되어 빛을 조사하는 LED모듈과; 상기 튜브하우징의 수용공간 내 설치되어 상기 LED모듈을 지지고정하되 상기 LED모듈이 상기 튜브하우징의 한쪽 편측 위치로 고정되게 지지하는 편측지지부재;를 포함하여 이루어진다.

상기 튜브하우징은 투명한 튜브 원료에 헤이즈 원료를 함유토록 형성하여 불투명한 외관 및 상기 LED모듈의 빛을 1차적 산란할 수 있게 구성하고, 상기 튜브하우징의 외주연 상에 도포되며 상기 LED모듈의 빛을 반사시킴과 동시에 빛이 2차적 산란할 수 있게 형성하는 표면형 광확산층을 구성한다.

또한 상기 튜브하우징은 상기 LED모듈 및 상기 편측지지부재를 수용가능한 수용공간을 형성하는 이너튜브와, 상기 이너튜브의 외측을 감싸도록 형성된 아우터튜브를 구성하고, 상기 이너튜브와 상기 아우터튜브의 사이에는 상기 LED모듈의 빛을 반사시킴과 동시에 빛이 산란할 수 있게 형성하는 시트형 광확산층을 포함하여 구성하는 것도 가능하다.

상기 LED모듈은 상기 튜브하우징의 수용공간 내 전체 직경을 기준으로 1/4~1/5의 영역 범위 내로 편측 형성한다.

상기 편측지지부재는, 상기 튜브하우징 내 고정설치되고 상기 LED모듈의 양쪽 단부를 지지하는 한 쌍의 모듈스토퍼와, 상기 튜브하우징 내 끼움 결합하고 상기 LED모듈을 편측된 위치로 유지될 수 있게 지지하는 모듈스페이서를 구성한다.

본 발명에 따른 광학적 은폐 및 후배광을 구현한 튜브형 점광원 조명장치에 의하면 투명한 튜브하우징 자체에 빛의 확산접촉에 따른 불투명한 외관을 형성하면서 LED모듈을 한쪽 편측 위치에 지지고정할 수 있게 구성하므로, 광원의 확산능률에 따른 고휘도의 광원효율을 증진시키면서 LED모듈에 따른 그림자 잔상생성을 방지함에 따른 LED모듈을 포함한 광학적 내용물의 은폐효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예에서 튜브하우징의 제1실시예를 적용하여 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에서 튜브하우징의 제2실시예를 적용하여 개략적으로 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에서 편측지지부재의 다른 실시예를 적용하여 개략적으로 나타내는 단면도.

본 발명은 내측에 수용공간을 갖는 튜브형으로 이루어지며, 빛이 투과가능한 투명성을 갖되 빛의 확산접촉에 따라 불투명한 외관을 형성하는 튜브하우징과; 상기 튜브하우징의 수용공간 내 설치되고 상기 튜브하우징의 길이방향을 따라 복수 개의 LED광원이 배열배치되어 빛을 조사하는 LED모듈과; 상기 튜브하우징의 수용공간 내 설치되어 상기 LED모듈을 지지고정하되 상기 LED모듈이 상기 튜브하우징의 한쪽 편측 위치로 고정되게 지지하는 편측지지부재;를 포함하는 광학적 은폐 및 후배광을 구현한 튜브형 점광원 조명장치를 기술구성의 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 광학적 은폐 및 후배광을 구현한 튜브형 점광원 조명장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 광학적 은폐 및 후배광을 구현한 튜브형 점광원 조명장치의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 튜브하우징(10)과, LED모듈(20)과, 편측지지부재(30)를 포함하여 이루어진다.

상기 튜브하우징(10)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 기본적으로 원형의 단면형상을 이루며 길이방향으로 연장 형성되고, 내측에는 길이방향으로 관통되어 상기 LED모듈(20) 및 상기 편측지지부재(30)의 구성들을 수용할 수 있게 내부 수용공간(11)을 갖는 튜브형으로 이루어진다.

상기 튜브하우징(10)은 빛이 투과가능한 투명성을 갖되 상기 LED모듈(20)에 따른 빛의 확산접촉에 따라 불투명한 외관 상태를 조성할 수 있게 형성한다.

상기 튜브하우징(10)은 투명성을 갖는 원료 사용하여 조성하되 상기 LED모듈(20)과 같은 전류 전도체를 밀봉하며 절연기능을 갖는 원료를 사용한다. 예를 들면, 다결정 알루미나나 밀도가 큰 다결정 세라믹(이트륨-알루미늄 가닛(YAG), 이트리아(yttria), 첨정석 등), 단일결정 세라믹 등을 사용한다.

상기 튜브하우징(10)은 상기한 튜브 원료에 헤이즈 원료를 함유토록 형성하는 것도 가능하다. 즉 상기 튜브하우징(10)은 광 투과 성능을 토대로 빛과의 접촉에 따른 자체적인 은폐성능을 갖도록 형성하는 것이 가능하다.

상기 튜브하우징(10)의 전체적인 외경은 1~4㎜의 범위 내로 형성하되 상기 튜브하우징(10)의 벽 두께는 0.5~2.0㎜의 범위 내에서 상기 LED모듈(20)의 조명에 따른 산란 양과 응력 설계를 고려하여 선택적으로 적용하며, 상기 튜브하우징(10)의 벽 두께는 내측 수용공간(11)의 내경을 기준으로 1/2의 두께를 형성토록 구성하므로, 튜브하우징(10)의 전체 외경 대비 적정 벽 두께를 조성하면서 내측에 상기 LED모듈(20) 및 상기 편측지지부재(30)의 충분한 수용공간(11)을 확보할 수 있어 바람직하다.

상기 튜브하우징(10)에는 상기 LED모듈(20)의 빛을 반사시킴과 동시에 빛을 산란할 수 있게 구비되는 광확산층(15)을 구성한다.

상기 광확산층(15)은 상기 튜브하우징(10)의 외주연 상에 도포된 구조로 형성하는 표면형으로 구성하거나, 상기 튜브하우징(10) 내 일체된 시트형태로 형성되는 시트형으로 구성하는 것이 가능하다.

상기 튜브하우징(10)의 제1실시예는 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 튜브하우징(10)은 투명한 튜브 원료에 헤이즈 원료를 함유토록 형성하여 불투명한 외관 및 상기 LED모듈(20)의 빛을 1차적 산란할 수 있게 구성하고, 상기 튜브하우징(10)의 외주연 상에 도포 형성되는 표면형 광확산층(15a)을 구비토록 구성한다.

상기 광확산층(15a)은 상기 튜브하우징(10)의 표면상에 도포 형성되는 구조로서, 상기 LED모듈(20)의 빛을 반사시킴과 동시에 빛이 2차적 산란할 수 있게 형성한다.

상기한 제1실시예와 같이 튜브하우징(10)을 구성하게 되면, 두 차례 걸쳐 빛을 산란시키므로 보다 효율적인 고휘도의 조명을 발휘하는 것이 가능하다.

상기 튜브하우징(10)의 제2실시예는 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 LED모듈(20) 및 상기 편측지지부재(30)를 수용가능한 수용공간(11)을 형성하는 이너튜브(10a)와, 상기 이너튜브(10a)의 외측을 감싸도록 형성된 아우터튜브(10b)를 구성하고, 상기 이너튜브(10a)와 상기 아우터튜브(10b)의 사이에 위치하는 시트형 광확산층(15b)을 구비토록 구성한다.

상기 광확산층(15b)은 시트형태로 상기 이너튜브(10a)와 상기 아우터튜브(10b)의 사이에서 상기 LED모듈(20)의 빛을 반사시킴과 동시에 빛이 산란할 수 있게 형성한다.

상기 LED모듈(20)은 상기 튜브하우징(10)의 수용공간(11) 내 설치되어 빛을 조사하는 기능을 수행하기 위한 구성으로서, 플렉시블기판(21)과, LED광원(23)으로 구성한다.

상기 플렉시블기판(21)은 상기 편측지지부재(30)와 면 접촉상태로 지지되게 설치하고, 상기 튜브하우징(10)의 연장된 길이방향으로 길게 연장 형성되며, 상기 LED광원(23)과 전기적으로 연결되어 상기 LED광원(23)을 구동가능하게 구성한다.

상기 플렉시블기판(21)은 유연성이 있는 연성 절연기판으로서, 상기 플렉시블기판(21)을 형성하기 위한 재료로는 폴리이미드(PI), 폴리에스테르(PET), 글라스에폭시(GE) 등이 사용가능하다.

상기 LED광원(23)은 상기 플렉시블기판(21)의 일면에 실장되어 빛을 조사하도록 형성한다.

상기 LED광원(23)으로는 수광소자나 발광소자 등이 사용 가능하고, 발광소자로는 엘이디(LED) 등이 사용 가능하다.

상기 LED광원(23)은 상기 플렉시블기판(21) 상에 길이방향을 따라 복수 개가 서로 일정한 간격을 두고 배열배치된 구조로 구성한다.

상기 LED모듈(20)은 상기 튜브하우징(10)의 수용공간(11) 내 한쪽으로 편측 위치할 수 있게 형성된다. 바람직하게는 상기 튜브하우징(10)의 수용공간(11) 내 전체 직경을 기준으로 1/4~1/5의 영역 범위 내로 상기 LED모듈(20)이 위치하도록 편측 형성하여 LED모듈(20) 자체의 그림자 잔상이 생기는 현상을 방지하므로 효율적인 은폐를 도모하는 것이 가능하다.

상기 LED모듈(20)은 상기 튜브하우징(10)의 수용공간(11) 내 1/5 미만의 영역 내 설치하는 경우 LED모듈(20)을 설치하기 위한 공간확보가 어려워 제작이 곤란함은 물론 상기 튜브하우징(10)과의 접촉에 따른 발광효율을 저해하게 되고, 상기 튜브하우징(10)의 수용공간(11) 내 1/4을 초과하는 영역 내 상기 LED모듈(20)을 설치하는 경우에는 발광시 빛에 따른 그림자 잔상을 초래하게 되어 은폐성에 악영향을 미치게 된다.

상기 편측지지부재(30)는 상기 튜브하우징(10)의 수용공간(11) 내 상기 LED모듈(20)을 지지 고정할 수 있게 설치된다.

상기 편측지지부재(30)는 상기 LED모듈(20)이 상기 튜브하우징(10)의 한쪽 편측 위치로 고정되게 지지하는 구성으로서, 모듈스토퍼(31) 및 모듈스페이서(33)를 구비토록 구성한다.

상기 모듈스토퍼(31) 및 상기 모듈스페이서(33)는 모두 투명한 재질을 사용하여 구성한다.

상기 모듈스토퍼(31)는 상기 튜브하우징(10) 내 고정설치되고 상기 LED모듈(20)의 양쪽 단부에 대응하여 지지할 수 있게 상기 LED모듈(20)을 기준으로 대칭된 위치에 설치되어 한 쌍을 이룬다.

상기 모듈스토퍼(31)는 상기 튜브하우징(10)의 내면에 별도로 부착하여 구성하는 것도 가능하고, 상기 튜브하우징(10)의 내면에 일체로 성형 형성된 구조로 구성하는 것도 가능하다.

상기 모듈스페이서(33)는 상기 튜브하우징(10) 내 끼움 결합하여 상기 LED모듈(20)의 플렉시블기판(21)에 면 접촉하고, 상기 튜브하우징(10)의 수용공간(11) 내 한정하여 상기 LED모듈(20)이 편측된 위치로 유지될 수 있게 지지한다.

상기 모듈스페이서(33)는 상기 튜브하우징(10)의 전체길이에 대응하여 상기 LED모듈(20)을 지지토록 길게 연장형성된 하나의 구조체로 구성하는 것도 가능하고, 상기 튜브하우징(10)의 전체길이의 범위에서 상기 LED모듈(20)을 지지할 수 있게 서로 일정한 간격을 두고 구분된 복수 개의 구조체로 구성하는 것도 가능하다.

또한 상기 편측지지부재(30)에는 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 LED모듈(20)의 일면 즉 상기 플렉시블기판(21)의 저면이 접하도록 상기 모듈스페이서(33)와 일체된 방열부재(40)를 설치토록 구성하는 것도 가능하다.

상기 방열부재(40)는 상기 모듈스페이서(33)의 일면에 구비되되 상기 플렉시블기판(21)에 면 접촉하는 방열판(41)과, 상기 방열판(41)의 일면에 형성되되 상기 모듈스페이서(33)를 향해 연장 형성되는 복수 개의 방열핀(43)을 구비토록 구성한다.

상기 방열핀(43)은 상기 모듈스페이서(33) 내 연장 형성되어 상기 방열판(41)에 전달된 열을 방출시키되, 상기 방열핀(43)의 일단에는 상기 튜브하우징(10)의 수용공간(11)을 향해 노출된 상태를 이루도록 연장형성된 연장단부(45)를 형성한다.

상기 연장단부(45)는 상기 방열핀(43)이 연장된 길이방향을 향해 일단이 상기 튜브하우징(10)의 수용공간(11)에 노출되게 연장 형성된 직선연장단부(45a)와, 상기 방열핀(43)의 연장된 일단에서 외측 측방향으로 굽어져 상기 모듈스페이서(33)의 측면을 향해 연장 형성된 굴곡연장단부(45b)를 구비한다.

상기와 같이 방열부재(40)를 구성하게 되면, 상기 LED모듈(20)에서 발생하는 열이 바로 방열부재(40)를 통하여 방출되므로, 열의 방출효율을 향상시키는 것이 가능하고, 방열핀(43)에 연장단부(45)를 형성하는 것에 의하여 수용공간(11) 내 노출시켜 열의 방출효율을 극대화하는 것이 가능하다.

즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 광학적 은폐 및 후배광을 구현한 튜브형 점광원 조명장치에 의하면 투명한 튜브하우징 자체에 빛의 확산접촉에 따른 불투명한 외관을 형성하면서 LED모듈을 한쪽 편측 위치에 지지고정할 수 있게 구성하므로, 광원의 확산능률에 따른 고휘도의 광원효율을 증진시키면서 LED모듈에 따른 그림자 잔상생성을 방지함에 따른 LED모듈을 포함한 광학적 내용물의 은폐효율을 향상시키는 것이 가능하다.

상기에서는 본 발명에 따른 광학적 은폐 및 후배광을 구현한 튜브형 점광원 조명장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

10 : 튜브하우징 10a : 이너튜브
10b : 아우터튜브 11 : 수용공간 15 : 광확산층
15a : 표면형 광확산층 15b : 시트형 광확산층 20 : LED모듈
21 : 플렉시블기판 23 : LED광원 30 : 편측지지부재
31 : 모듈스토퍼 33 : 모듈스페이서 40 : 방열부재
41 : 방열판 43 : 방열핀 45 : 연장단부
45a : 직선연장단부 45b : 굴곡연장단부

Claims

내측에 수용공간을 갖는 튜브형으로 이루어지며, 빛이 투과가능한 투명성을 갖되 빛의 확산접촉에 따라 불투명한 외관을 형성하도록 투명한 튜브 원료에 헤이즈 원료를 함유토록 형성하고, 빛을 반사시킴과 동시에 빛을 산란할 수 있게 광확산층을 구비하는 튜브하우징과;
상기 튜브하우징의 수용공간 내 설치되되 상기 튜브하우징의 수용공간 내 전체 직경을 기준으로 1/4~1/5의 영역 범위 내로 편측 형성되게 설치하고, 상기 튜브하우징의 길이방향을 따라 복수 개의 LED광원이 배열배치되어 빛을 조사하는 LED모듈과;
상기 튜브하우징의 수용공간 내 설치되어 상기 LED모듈을 지지고정하되 상기 LED모듈이 상기 튜브하우징의 한쪽 편측 위치로 고정되게 지지하는 편측지지부재;를 포함하여 이루어지고,
상기 편측지지부재는 상기 튜브하우징 내 고정설치되고 상기 LED모듈의 양쪽 단부를 지지하는 한 쌍의 모듈스토퍼와, 상기 튜브하우징 내 끼움 결합하고 상기 LED모듈을 편측된 위치로 유지될 수 있게 지지하는 모듈스페이서를 포함하여 이루어지는 광학적 은폐 및 후배광을 구현한 튜브형 점광원 조명장치.
청구항 1에 있어서,
상기 튜브하우징은 투명한 튜브 원료에 헤이즈 원료를 함유토록 형성하여 불투명한 외관 및 상기 LED모듈의 빛을 1차적 산란할 수 있게 구성하고,
상기 광확산층은 상기 튜브하우징의 외주연 상에 도포되며 상기 LED모듈의 빛을 반사시킴과 동시에 빛이 2차적 산란할 수 있게 형성하는 표면형 광확산층으로 이루어지는 광학적 은폐 및 후배광을 구현한 튜브형 점광원 조명장치.
청구항 1에 있어서,
상기 튜브하우징은, 상기 LED모듈 및 상기 편측지지부재를 수용가능한 수용공간을 형성하는 이너튜브와, 상기 이너튜브의 외측을 감싸도록 형성된 아우터튜브를 구성하고,
상기 광확산층은 상기 이너튜브와 상기 아우터튜브의 사이에는 상기 LED모듈의 빛을 반사시킴과 동시에 빛이 산란할 수 있게 형성하는 시트형 광확산층을 포함하여 이루어지는 광학적 은폐 및 후배광을 구현한 튜브형 점광원 조명장치.
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