CN101154400B - 物镜致动器和具有该物镜致动器的光拾取装置 - Google Patents

Abstract

一种物镜致动器和具有该物镜致动器的光拾取装置，在物镜致动器包括的镜座中设置有固持第一物镜的第一固持孔和固持第二物镜的第二固持孔。在第一固持孔中设置有用于支撑第一物镜的两个支撑部，并且所述两个支撑部沿径向相对地设置以使第一物镜的光轴位于所述两个支撑部之间。在第二固持孔中设置有用于支撑第二物镜的两个支撑部，并且所述两个支撑部沿切向相对地设置以使第二物镜的光轴位于所述两个支撑部之间。

Description

物镜致动器和具有该物镜致动器的光拾取装置

技术领域

本发明涉及一种光拾取装置中包括的物镜致动器，所述光拾取装置发射光束至光记录介质，从而可以记录信息或读取信息。更具体地，本发明涉及一种具有多个物镜的物镜致动器的结构。此外，本发明涉及具有如上所述结构的物镜致动器的光拾取装置。

背景技术

包括压缩盘(下文中称作CD)和数字通用盘(下文中称作DVD)的光记录介质被广泛地传输。而且近几年来，为了增加光记录介质上的信息量，已经开始对光学记录介质上的高密度记录进行研究。例如，可以利用诸如HD-DVD(即高清DVD)和蓝光磁盘(注册商标，下文中称作BD)之类的高密度光记录介质。

在执行这种光记录介质的记录或复制的光盘装置中包括有光拾取装置，所述光拾取装置发射光束至光记录介质，从而可以记录信息或读取信息。这样，需要使得物镜的数值孔径(NA)和光拾取装置中使用的光源的波长根据光记录介质的类型不同而不同。例如，对于CD，采用的物镜的NA为0.50且光源的波长为780nm；对于DVD，采用的物镜的NA为0.65且光源的波长为650nm；以及对于BD，采用的物镜的NA为0.85且光源的波长为405nm。

如上所述，由于所使用的物镜的NA和光源的波长不同，因此可以想到，为响应光记录介质的类型，对于每一不同的光记录介质而言需要使用不同的光拾取装置。然而，更为方便的是，一个光拾取装置可以执行多种类型的光记录介质的记录或复制，并且多种上述光拾取装置已经得到了发展。所述多种上述光拾取装置中的一些光拾取装置具有多个物镜，这样可以改变所述多个物镜以响应光记录介质的类型加以利用。

同时，光拾取装置中包括的物镜通常安装在镜座上，而物镜致动器中包括的该镜座能够沿聚焦方向和寻轨方向进行调节。就此而论，当在物镜致动器上安装有多个物镜时，会产生下文中所述的问题，而在具有多个物镜的光拾取装置中情况也是类似的。

当物镜致动器具有多个物镜时，通常进行物镜致动器的倾斜角调节，以能够利用光拾取装置中主要使用的物镜来消减慧形像差等的影响。在这种情况下，如果由于物镜相对镜座的连接角发生变化等而导致物镜之间发生平行度的变化(在下文中，这种变化还可以称为相对倾斜)，则当使用其它物镜(未用于调节物镜致动器的倾斜角的物镜)时会产生慧形像差，因此，通过光拾取装置读取信息的质量等会变差。

为此，到目前为止，提出了抑制这种相对倾斜的各种技术。例如在JP-A-H11-312333中提出了一种结构，在该结构中在用于光拾取装置的镜座的镜接收板上形成有三个凸台。通过这种设置，只要保持三个凸台的水平度的精度，就可以确保物镜和支撑轴之间的垂直度，并且可以保持物镜彼此之间的平行度。

此外，在JP-A-2006-019001中，提出了一种结构，在该结构中形成在镜座中的多个连接孔中的至少任一个连接孔的镜连接面由曲面形成，以能够对物镜进行倾斜调节。类似地，在JP-A-2005-174485或JP-A-H11-120602中，提出了一种结构，在该结构中，物镜固持管具有曲面或锥面，以能够围绕物镜的主点进行倾斜角调节。通过这些设置，可以调节物镜之间相对倾斜的倾斜角。

然而，对于JP-A-H11-312333中所提出的结构，当考虑到大规模生产时，对于各个镜连接孔，保持三个凸台的水平度的精度并不是很容易。因此，在JP-A-H11-312333的结构中，相对倾斜的出现概率不可避免地变得较高。

此外，对于JP-A-2006-019001、JP-A-2005-174485和JP-A-H11-120602中所提出的结构，由于能够对两个物镜之间的至少一个物镜进行倾斜调节，因此可以防止相对倾斜的出现。然而，由于这种结构在镜连接面等上形成曲面或锥面，以能够调节物镜的倾斜角，因此需要对镜连接面等进行尺寸控制，结果导致在镜座制造时产生了额外的工艺。进一步地，由于使物镜沿球面等滑动并不是很容易，因此在实践中，需要具有沿球面平稳地滑动结构的单独的固持器，从而导致部件数量的增加。

发明内容

考虑到上述问题，本发明的目的在于提供一种物镜致动器，其中的物镜之间的相对倾斜易于减小，并且该具有多个物镜的物镜致动器易于制造。进一步地，本发明的另一目的在于提供一种光拾取装置，由于该光拾取装置中包括这种物镜致动器，因而能够降低慧形像差的影响。

为了获得上述目的，根据本发明的第一方案的物镜致动器包括：两个物镜，所述两个物镜中的每一个物镜都使光束会聚至光记录介质的记录表面上；镜座，其具有用于固持物镜的两个固持部；以及驱动机构，其使该镜座至少沿平行于物镜的光轴的聚焦方向和平行于光记录介质的径向的寻轨方向移动，并且该物镜致动器的特征在于在所述两个固持部中的每一个固持部上都设置有用于支撑所述物镜的两个支撑部，该支撑部的形状为，其剖面朝着该支撑部与该物镜接触的部分逐渐变窄，所述两个固持部中的一个所述固持部的两个支撑部沿第一方向相对地设置，以使通过所述固持部固持的所述物镜的光轴位于所述两个支撑部之间，并且所述两个固持部中的另一个固持部的两个支撑部沿第二方向相对地设置，以使通过所述固持部固持的所述物镜的光轴位于所述两个支撑部之间，并且该第二方向垂直于该第一方向。

通过这种设置，在每一个固持部中用于固持物镜的支撑部具有通过两点支撑物镜的结构，并且进一步地，在两个固持部中，物镜能够倾斜的方向相差90°。基于此，通过调节通过固持部固持的每一个物镜的倾斜，可以使得两个物镜之间的相对倾斜变成0，因此易于使相对倾斜减小。此外，由于通过上述倾斜调节可以使相对倾斜减小，因此即使设置在镜座中的各固持部中的两个支撑部之间存在一定程度的高度差，也不总是需要对于支撑部的高精度的尺寸控制，因此，物镜致动器的制造变得容易。

此外，优选地，在根据本发明的第二方案的物镜致动器中，支撑部与上述构造的物镜致动器中的镜座一体形成。

通过这种设置，由于物镜致动器具有如下的结构，即，用于固持物镜的支撑部与镜座一体形成，因此当制造物镜致动器时无须对支撑部进行额外的处理，并且部件的数量不会增加。

此外，优选地，在根据本发明的第三方案的物镜致动器中，上述构造的物镜致动器中支撑部的与物镜接触的部分形成为曲面。

通过这种设置，由于支撑物镜的支撑部的与物镜接触的部分形成为曲面，因此物镜易于倾斜。

进一步地，为了获得上述目的，根据本发明的第四方案的光学拾取设备包括根据上述任一方案的构造的物镜致动器。

通过这种设置，由于具有多个物镜的物镜致动器固持物镜从而不会产生物镜之间的相对倾斜，因此可以提供降低慧形像差影响的光拾取装置。

附图说明

图1为示出了包括根据本发明实施例的物镜致动器的光拾取装置的结构的示意性俯视图。

图2为示出了根据本发明实施例的物镜致动器的结构的示意性俯视图。

图3为沿图2中的线A-A的剖视图；

图4为当从固持孔一侧观察时，在根据本发明实施例的物镜致动器中采用的镜座的示意性俯视图。

图5为示出了在根据本发明实施例的物镜致动器中采用的镜座的结构的示意性立体图。

图6为示出了设置在根据本发明实施例的物镜致动器中采用的物镜固持器的固持孔中的支撑部的形状的示意性侧视图。

图7A为解释设置在镜座的固持孔中的支撑部的作用的说明图，示出了沿图4中的线B-B的示意性剖面。

图7B为解释设置在镜座的固持孔中的支撑部的作用的说明图，示出了沿图4中的线C-C的示意性剖面。

图8为示出了应用本发明的物镜致动器的另一实施例的示意性俯视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图对本发明的实施例进行详细说明。在此描述的实施例仅仅为示例，并且本发明并不限于所述实施例。

图1为示出了包括根据本发明实施例的物镜致动器的光拾取装置的结构的示意性俯视图。光拾取装置1通过发射激光束至诸如CD、DVD和BD之类的三种类型的光盘(光记录介质)50上进行记录信息和读取信息。光拾取装置1可滑动地支撑在设置于光盘装置中的两个导轨上。由于两个导轨2平行于光盘50的径向而设置，因此该光拾取装置可以沿径向移动。

光拾取装置1的内侧配备有第一光源11、第二光源12、双色棱镜13、准直透镜14、分光镜15、立镜16、第一物镜17、和第二物镜18。

第一光源11为发射单波长激光束(其波长为用于BD的405nm)的激光二极管。第二光源12为双波长结合激光器，其能够发射具有双波长的激光束，也即，其发射用于DVD的波长为650nm的激光束和用于CD的波长为780nm的激光束。从第一光源11或第二光源1 2发射的激光束被发送至双色棱镜13。

双色棱镜13传输从第一光源11发射的激光束并且反射从第二光源12发射的激光束。此时，第一光源11和第二光源12设置为使得从双色棱镜13输出的所述两个激光束的光轴近似相同。从双色棱镜13输出的激光束被发送至准直透镜14。

准直透镜14将从第一光源11和第二光源12发射出的发散的光线转换成近似平行于光轴的平行光线。通过准直透镜14的激光束被发送至分光镜15。

分光镜15反射从第一光源11和第二光源12发射的激光束，以发送至光盘50一侧，并且同时分光镜15传输从光盘50的记录表面(未示出)反射的光，以发送至光电探测器20一侧。从第一光源11或第二光源12发射并通过分光镜15反射的激光束被发送至立镜16。

立镜16在其反射面上反射从分光镜15发出的激光束，并且使得从第一光源11或第二光源12发射的激光束的方向近似垂直于光盘50的记录表面。通过立镜16反射的激光束被发送至第一物镜17或第二物镜18。

第一物镜17和第二物镜18均具有使入射的激光束会聚至光盘50的记录表面上的功能。第一物镜17设计为用于BD的物镜，并且第二物镜18设计为用于DVD和CD的物镜。第一物镜17和第二物镜18均安装在通过物镜致动器21可移动地设置的镜座22上，其中物镜致动器21的细节将随后进行描述。设置在光路中的物镜通过物镜致动器21构造为可改变成第一物镜17或第二物镜18中的任一个物镜。

进一步，第一物镜17和第二物镜18可以通过物镜致动器21沿平行于物镜17或物镜18的光轴的聚焦方向移动、以及沿平行于光盘50的径向的寻轨方向移动。通过这种设置，可调节物镜17或物镜18的焦点，从而使所述焦点总是位于光盘50的记录表面上(聚焦调节)，以及可调节通过物镜17或18聚光的激光束的光斑位置，以使所述光斑位置跟踪在光盘50上形成的轨道(寻轨调节)。

通过光盘50的记录表面反射的激光束通过第一物镜17或第二物镜18，并通过立镜16反射，并且通过分光镜15。所反射的光通过分光镜15，并通过聚光透镜19会聚至光电探测器20的右接收区域(未示出)。

光电探测器20的作用是将光接收区域(未示出)中接收的光信号转换成电信号。这样，来自光电探测器20的电信号可用作物镜17、18的复制信号以复制信息、聚焦误差信号以调节聚焦、以及寻轨误差信号以调节寻轨等。

接着，将主要参考图2和图3描述根据本发明实施例的物镜致动器21。图2为示出了根据本发明实施例的物镜致动器21的结构的示意性俯视图，并且图3为沿图2中的线A-A的物镜致动器21的剖视图。

物镜致动器21配备有镜座22、寻轨线圈23、聚焦线圈24、基底25、第一永磁体27、第一磁轭28、第二永磁体29、和第二磁轭30。

镜座22包括形成为近似六边形的主体部22a和从主体部22a的下表面中部向下延伸形成的管状部22b。穿透主体部22a和管状部22b的中部形成有通孔。滑动轴26穿透该通孔，该滑动轴安装并固定在物镜致动器21的基底25上以沿竖直方向延伸，这使得镜座22可以沿滑动轴26的轴向移动以及围绕滑动轴26旋转。在此，形成物镜致动器21的基底25安装并固定在光拾取装置1的光学拾取基底3(参见图1)上。

进一步地，在主体部22a上还形成有用于固持第一物镜17和第二物镜18的固持孔(固持部，未示出)。这种固持孔形成在位于穿透主体部22a的通孔(未示出)上侧的部件上，这样从光源11或12(参见图1)发射的激光束可以从下侧进入到物镜17或物镜18。在各固持孔中，分别设置有支撑第一物镜17或第二物镜18的支撑部(未示出)。下文中将详细描述固持孔。

寻轨线圈23分别通过缠绕成矩形而形成，并且所述线圈23为固定到表面R和R′上的一对线圈，所述表面R和R′彼此相对且位于镜座22的主体部22a的外周侧，以使滑动轴26位于所述R和R′之间。聚焦线圈24被固持为缠绕在镜座22的管状部22b上。

四个第一永磁体27设置在基底25上，以控制镜座22随同寻轨线圈23的旋转移动。所述四个永磁体27中的两个永磁体设置为彼此相对：位于相对于作为对称中心的滑动轴26对称的位置，且位于连接滑动轴26和第一物镜17的中点17a的连线100的延长位置上。所述四个第一永磁体27中的其它两个永磁体同样地设置为彼此相对：位于相对于作为对称中心的滑动轴26对称的位置，且位于连接滑动轴26和第二物镜18的中点18a的连线101的延长位置上。第一永磁体27设置为使其磁极如图2所示地对准，并且在第一永磁体27的外表面侧分别设置有第一磁轭28。

两个第二永磁体29设置在基底25上，以控制镜座22随同聚焦线圈24沿轴向(滑动轴26的轴向)的移动。第二永磁体29设置为彼此相对：位于相对于作为对称中心的滑动轴26对称的位置，且位于与径向平行的方向上。第二永磁体29设置为其磁极如图2所示对准，并且在第二永磁体29的外表面侧分别设置有第二磁轭30。

接着，将简要地描述具有上述构造的物镜致动器21的操作。当在寻轨线圈23中通电时，镜座22移动，从而通过电流和磁场(由设置在与寻轨线圈23相对的位置上的第一永磁体27产生)之间的电磁作用以滑动轴26为中心且相对于滑动轴26转动。此时，通过增加通过寻轨线圈23的电流，镜座22能够较大幅度地转动。通过这种设置，可以改变第一物镜17和第二物镜18。此外，由于当少量的电流通过寻轨线圈23时，镜座22些微地转动，因此可以通过控制电流通过的方向来执行上述的寻轨调节。

在此，图2中示出的状态为第一物镜17设置在光路中的状态。为了将第二物镜18设置在光路中，需要沿逆时针方向旋转镜座22。另一方面，为了将设置在光路中的物镜由第二物镜18改变成第一物镜17，需要沿顺时针方向旋转镜座22。

当向聚焦线圈24中通电时，可以通过电流和磁场(由第二永磁体29产生)之间的电磁作用使得镜座22可沿滑动轴26的轴向上下移动。通过这种设置，可以通过控制电流通过聚焦线圈24的方向来执行上述的聚焦调节。也就是说，寻轨线圈23、聚焦线圈24、第一永磁体27和第二永磁体29用作驱动镜座22的驱动机构。

在如上所述的本发明实施例的情况下，第一物镜17和第二物镜18这两个物镜均安装在的镜座22上，而如果第一物镜17和第二物镜18之间的平行度发生变化，即，如果两个物镜之间发生相对倾斜，则如上所述当采用非主物镜(在本发明实施例中，主物镜为对应于用于DVD和CD的第二物镜18)的物镜时，将导致出现慧形象差的问题。为此，需要将两个物镜均设置在镜座22上，这样不会产生第一物镜17和第二物镜18之间的相对倾斜。

在本发明实施例中用于固持镜座22上的第一物镜17和第二物镜18的两个固持孔(固持部)的结构需要考虑上述情形。在下文中将参考图4和图5描述这种结构。图4为当从固持孔一侧观察时，镜座22的示意性俯视图，以及图5为示出了镜座22的结构的示意性立体图。

在固持第一物镜17的第一固持孔31中，在自顶面预定深度的部位处，沿第一固持孔31的内周设置凸缘部32。在凸缘部32的两个相对的部位处设置有用于固持第一物镜17的支撑部33。更详细地，支撑部33构造为沿径向彼此相对，以使安装在第一固持孔31中的第一物镜17的光轴(其与沿垂直于图4表面的方向通过第一固持孔31的中心的直线相对应)位于所述两个支撑部33之间。支撑部33的形状为其剖面从下侧到上侧逐渐变窄，并且支撑部33的上侧(物镜17、18与支撑部33接触的部分)形成为如图6中所示的曲面33a。此时，图6为示出了本发明实施例中支撑部33的形状的示意性侧视图。

另一方面，对于用于固持第二物镜18的第二固持孔34而言，类似于第一固持孔31，在自顶面预定深度的部位处、沿第二固持孔34的内周设置凸缘部35。在凸缘部35上的两个相对的部位处设置有用于固持第二物镜18的支撑部36。更详细地，支撑部36构造为沿切向彼此相对，以使安装在第二固持孔34中的第二物镜18的光轴(其与沿垂直于图4的面的方向通过第二固持孔34的中心的直线相对应)位于所述两个支撑部36之间。支撑部36的形状与支撑部33的形状相同。

在此本发明实施例中，凸缘部32、35和支撑部33、36与镜座22一体形成。然而显然地，这些构件也可与镜座22分开制造且随后组装在一起。此外，在本发明实施例中形成有凸缘部32、35，然而显然地，支撑部33、36可直接形成在用于固持物镜17、18的固持孔31、34的内周上而不设置凸缘部32、35。

进一步地，在本发明实施例中采用支撑部33、36形成在固持孔31、34中的结构。然而，本发明不限于这种结构。例如显然地，用于物镜17、18的固持部不是固持孔，且支撑部33、36靠近通孔(该通孔形成为使得从光源11或12发射的激光束能够进入物镜17或物镜18)形成在镜座22的上表面上。然而，在这种情况下，需要使得这种结构构造为能够牢固地固定物镜17、18。因此，这种结构优选地为通过固持孔31、34来固持物镜17、18，正如本发明实施例。

在本发明实施例中，形成在第一固持孔31中的支撑部33和形成在第二固持孔34中的支撑部36构造使得它们相对的方向彼此垂直相交。通过这种结构，可以防止出现相对倾斜。基于此点，将参考图7A和图7B给出进一步的解释。在此，图7A为解释支撑部33，36的作用的说明图，其示出了沿图4中的线B-B的示意性剖面，以及图7B为解释支撑部33，36的作用的说明图，其示出了沿图4中的线C-C的示意性剖面。

如图7A所示，在第一物镜17沿径向倾斜的情况下(在图7A中，示出为第一物镜17的右侧下落)，当第二物镜18相对于支撑部36旋转时，第一物镜17和第二物镜18沿径向的倾斜度能够相匹配，其中第二物镜18的光轴位于作为支撑点的、沿垂直于附图表面的线设置的所述支撑部36之间，即，在图7A的情况下，第二物镜18沿顺时针方向旋转(图7A中箭头示出的方向)。

此外，如图7B所示，在第二物镜18沿切向倾斜的情况下(在图7B中，示出为第二物镜18的右侧下落)，当第一物镜17(在图7B中以虚线示出的物镜)相对于支撑部33旋转时，第一物镜17和第二物镜18沿切向的倾斜度能够相匹配，其中第一物镜17的光轴位于作为支撑点的、沿垂直于附图表面的线设置的所述支撑部33之间，即，在图7B的情况下，第一物镜17沿顺时针方向旋转(图7B中箭头示出的方向)。

因此，对于第一物镜17和第二物镜18而言，当利用形成在第一固持孔31和第二固持孔34中的支撑部33、36时，由于彼此垂直相交的沿径向的倾斜和沿切向的倾斜能够匹配，因此可以制止物镜之间的相对倾斜。

在此，在沿径向的倾斜和沿切向的倾斜匹配之后，第一物镜17和第二物镜18分别通过粘合剂材料等固定在第一固持孔31或第二固持孔34中。

至于在判断第一物镜17沿径向的倾斜度和第二物镜18沿切向的倾斜度是否相同时，可通过利用例如激光自动准直仪(其是无须接触而能够测量待测量物体的倾斜度的公知装置)来进行。在这种方法中，能够获得有关物镜17、18的圆边表面17b、18b处发射光的倾斜度的值，并且如果这些值彼此相匹配则可判断出倾斜度相同。

在上述实施例中，采用如下的结构，即，形成在第一固持孔31中的支撑部33沿径向相对地对准，形成在第二固持孔34中的支撑部36沿切向相对地对准。然而，本发明不限于这种结构，还可以采用其它的结构，只要支撑部33相对地对准的方向和支撑部36相对地对准的方向垂直相交即可。

进一步地，在上述的实施例中，采用如下的结构，即，支撑部33、36的上表面为曲面。然而，本发明不限于这种结构，也可以采用其他的结构，例如支撑部33、36的上表面为平面。但是所采用的结构需要利用支撑部33、36作为支撑点来进行物镜的倾斜调节，优选地，当支撑部33、36的上表面为平面时，其上表面的面积较小，并且更优选地，支撑部33、36的上表面为曲面。此时，由于无须对支撑部33、36进行高精度尺寸控制即可以抑制相对倾斜，因此形成曲面不会产生任何涉及到制造方法中增加工艺的问题。

此外，在上述实施例中，物镜致动器21具有所谓的滑动轴型结构，然而，根据本发明的抑制相对倾斜的结构能够应用于滑动轴型的物镜致动器以外的其它情况。即，本发明能够应用于以下的物镜致动器，例如，如图8所示的所谓的线支撑型物镜致动器，其包括：基底60、固定在基底60上的磁体61、固持第一物镜65和第二物镜66的镜座62、支撑镜座62的线63、以及驱动线圈64，并且镜座62通过磁体和线圈之间的电磁作用被驱动。

进一步，在上述实施例中，以第一物镜17用于BD和第二物镜18用于DVD和CD的结构为例进行了解释说明，然而显然地，本发明能够应用于各个物镜可用于其它类型的光盘的任何结构。

由于本发明能够通过简单的结构，降低具有两个物镜的物镜致动器中物镜之间的相对倾斜，因此在应用于可兼容多种类型的光记录介质的光拾取装置中的情况下，本发明是有利的。

Claims (8)

1.一种物镜致动器，包括：

两个物镜，所述两个物镜中的每一个物镜分别使光束会聚至光记录介质的记录表面上；

镜座，其具有用于固持所述物镜的两个固持部；以及

驱动机构，其使该镜座至少沿平行于所述物镜的光轴的聚焦方向和平行于该光记录介质的径向的寻轨方向移动，其中

在所述两个固持部中的每一个固持部上都设置有用于支撑所述物镜的两个支撑部，所述支撑部的形状为，其剖面朝着所述支撑部与所述物镜接触的部分逐渐变窄，

所述两个固持部中的一个所述固持部的所述两个支撑部沿第一方向相对地设置，以使通过所述固持部固持的所述物镜的光轴位于所述两个支撑部之间，并且

所述两个固持部中的另一个所述固持部的所述两个支撑部沿第二方向相对地设置，以使通过所述固持部固持的所述物镜的光轴位于所述两个支撑部之间，并且该第二方向垂直于该第一方向。

2.根据权利要求1所述的物镜致动器，其中

所述支撑部与所述镜座一体形成。

3.根据权利要求1所述的物镜致动器，其中

所述支撑部的与所述物镜接触的部分形成为曲面。

4.根据权利要求2所述的物镜致动器，其中

所述支撑部的与所述物镜接触的部分形成为曲面。

5.一种包括根据权利要求1所述的物镜致动器的光拾取装置。

6.一种包括根据权利要求2所述的物镜致动器的光拾取装置。

7.一种包括根据权利要求3所述的物镜致动器的光拾取装置。

8.一种包括根据权利要求4所述的物镜致动器的光拾取装置。

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