CN106842703B - 一种非对称透镜及其背光模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非对称透镜及其背光模组，涉及透镜技术和背光显示技术领域，本发明采用Lighttools仿真设计，通过非对称透镜使CSP光源发出的圆形光斑整形为长椭圆形光斑，扩大了灯条之间的工作距离，光源集中在灯条上，相比传统直下式背光模组，可以减少成本较高的PCB板的数量，从而降低生产成本；同时长椭圆性光斑还可以提高模组边角亮度，提高整个背光模组的亮度均匀性，从而设计生产出了一种亮度均匀性高、光效高、成本低的对称透镜及其背光模组。
Description
技术领域
本发明涉及透镜技术和背光显示技术领域，特别是一种非对称透镜及其背光模组。
背景技术
现有液晶显示领域，由于液晶分子本身不具备发光能力，因此在现有的液晶显示器中需要外加光源来得到显示画面，目前光源多采用发光二极管LED，通过背光模组扩散和匀光作用，将LED光源扩展为面光源输出。现阶段，显示装置的背光模组可分为侧入式和直下式两种，由于直下式背光模组相比于侧入式背光模组不需要设置导光板，而以价廉的优势，深受广大消费者欢迎，侧入式背光模组相比于直下式背光模组，因为必须加装导光板和灯条散热板，使侧入式背光模组售价上不具备优势。
同时，传统直下式背光模组(如专利号200810303277.6，专利名称为直下式背背光模组的发明)，LED为朗伯型光源，LED上加装的光学透镜(TV透镜)结构上具有旋转对称特性，故LED发出的光线经过TV透镜扩散后，形成的光斑是具有旋转对称特性的圆形光斑，而直下式背光模组及其显示装置一般具有长宽比约为4:3或16:9的正面外形，光斑和外形的不匹配，必然造成背光模组边角和中心区域亮度的不均匀，影响观看画面的品质。传统的侧入式背光模组(专利号200910105927.0，专利名称为侧入式背光模组的发明)，LED发出的光线需要经过导光板网点的散射、导光板的折射，使侧面入光的LED光源转化为正面输出的面光源，网点的多次散射和导光板的折射，使得光能损失严重，造成侧入式背光模组光效低，使得显示画面亮度低。
在消费者对观看效果的日益提高、原材料提价和降低成本的大趋势下，如何改变传统直下式背光，设计生产出一种亮度均匀性高、光效高、成本低的背光模组及其显示装置，成为行业厄待解决的难题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是要解决传统技术中背光模组亮度不均匀、光效差和成本高的问题。
(二)技术方案说
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种非对称透镜及其背光模组，所述背光模组的结构包括：腔体、反射纸、灯条、扩散板和光学膜片，所述腔体为背光模组整体外形；所述反射纸底面至少有一行开孔；所述灯条包括PCB基板、CSP光源、非对称透镜和连接器，所述背光背光模组至少包含一条灯条，所述灯条装置与腔体底面上；所述扩散板安装在腔体上面；所述光学膜片安装在扩散板上。
CSP光源发出的光线，经过非对称透镜后，CSP光源光线形成的圆形光斑被整形为椭圆形光斑，大部分光线直射到扩散板上，剩余部分光线投射到反射纸上，经过反射纸反射，再投射到扩散板上。所有射向扩散板的光线，在扩散板的双向散射特性下，从扩散板正面出射，再经过光学膜片的匀光作用，从而形成高亮度且均匀亮度的面发光体。
进一步的，所述的CSP光源为芯片级封装Chip Scale Package,相比较于传统LED光源，CSP光源具有光源尺寸小、光密度高、光色一致性好等优点，更有利于设计生产光效高的背光模组。
进一步的，所述非对称透镜材料为PMMA，由出射面、入射面、底部雾面、平台面和安装柱构成，所述出射面和入射面的水平切面为椭圆面，并且入射面长轴方向垂直于出射面长轴方向，同时入射面长轴方向平行于灯条上光源排列方向，即出射面长轴方向垂直于灯条上光源排列方向；所述底部雾面为倾斜面，具有一定的雾面等级；所述平台面位于入射面和底部雾面之间，且宽度较小，用于辅助注塑工艺；所述安装柱共有4个，用于点胶固定透镜于灯条上。
进一步的，所述非对称透镜的出射面，顶部平滑，不具有任何尖角，即出射面顶部切面与水平面平行。所述非对称透镜的入射面，顶部平滑，不具有任何尖角，即出射面顶部切面与水平面平行。
进一步的，针对所述的非对称透镜，光线偏转主要由入射面决定。
进一步的，所述的灯条包括：覆铜电路PCB基板、CSP光源和安装在光源上方的非对称透镜；所述的CSP光源和非对称透镜配对出现，并且CSP光源位于非对称透镜入射面形成的内凹部中；所述的覆铜电路PCB基板上每颗CSP光源周围有4个固定胶槽，并且4个固定胶槽非旋转对称，便于自动化贴片设备正确点胶固定非对称透镜，保证非对称透镜长、短轴方向的正确性。
进一步的，所述的非对称透镜将CSP光源发出的光束整形后，光斑能量向垂直于灯条光源排布方向偏移，从而扩大了在垂直于灯条光源排布方向的照射区域，从而可以扩大灯条间距，减少灯条数量，降低成本。
进一步的，所述的非对称透镜将CSP光源发出的光束整形后，在灯条光源排列方向上，配光曲线全角＞170°，配光曲线亮度峰值强度为I；在垂直于光源排列方向上，配光曲线全角＞170°，配光曲线亮度峰值＞1.8XI。
进一步的，所述反射纸由底面和4个侧面组成，所述反射纸底面至少有一行开孔，非对称透镜装置于开孔中，所述反射纸开孔直径≥非对称透镜长轴长度，当反射纸有两行以上开孔时，行距(灯条间距)≥1.8X光源间距。所述背光模组相比于传统直下式方案，光源集中在少数灯条上，灯条间距≥1.8X光源间距，背光模组由长椭圆形光斑混合叠加，形成高亮度且均匀性高的面发光体，从而使灯条数量较少。
进一步的，所述灯条通过螺丝固定在腔体底面上，灯条装配完成后，从上往下，装配反射纸于腔体中，反射纸开孔套过非对称透镜，反射纸装配完成后，需保证反射的平整性，尽量减少反射纸底面翘起和波浪形状，可以用双面胶固定反射在腔体底面上，再将扩散板装配与腔体上，将光学膜片装置于扩散板上。
进一步的，所述扩散板下表面和腔体底面的距离(OD值)一般为28-35mm,所述光学膜片一般可选择增亮膜、复合膜或者扩散膜。
进一步的，本发明在背光模组运用方案上，具有扩展性。
进一步的，本发明方案使用单灯条时，适用28到32寸背光模组及其显示装置；本发明方案使用双灯条时，适用40-43寸背光模组及其显示装置；本发明方案使用三条灯条时，适用55-60寸背光模组及其显示装置；本发明方案使用四条灯条时，适用70-80寸背光模组及其显示装置。
进一步的，本发明方案还可以作为发光装置，作为提供均匀照度的平板灯进入照明领域。
(三)有益效果
本发明的优点：通过全新的非对称透镜，使CSP光源的圆形光斑整形为长椭圆形光斑，扩大了灯条之间的工作距离，光源集中在灯条上，相比传统直下式背光模组，可以减少成本较高的PCB板的数量，从而降低生产成本；同时长椭圆性光斑还可以提高模组边角亮度，从而提高整个背光模组的亮度均匀性。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的32寸背光模组结构示意图；
图2是常规直下式背光模组混光原理图；
图3是本发明实施例一提供的32寸背光模组混光原理图；
图4是本发明实施例提供的非对称透镜示意图；
图5是本发明实施例提供的非对称透镜入射面偏光原理图；
图6是本发明实施例提供的非对称透镜出射面偏光原理图；
图7是本发明实施例提供的椭圆形光斑网格映射法；
图8是本发明实施例一提供的32寸背光模组光路图；
图9是本发明实施例提供的非对称透镜配光曲线图；
图10是本发明实施例二提供的43寸背光模组结构示意图；
图11是本发明实施例二提供的43寸背光模组混光原理图；
图4作为摘要附图；
图中101为光学膜片、102位扩散板、200为反射纸、300为灯条、400为腔体、301为LED光源、201为500为非对称透镜、501为出射面、502为入射面、503为底部雾面、504为柱脚、505为平台面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。如图一所示，图1是本发明实施例一提供的32寸背光模组结构示意图，所述背光模组结构方案包括：光学膜片101、扩散板102、反射纸200、灯条300、腔体400。所述腔体400为背光模组整体外形结构，腔体侧边可以是斜面或垂直面，腔体长度约700mm，宽度约400mm；所述灯条300位于腔体底面正中心，32寸背光模组仅使用一条灯条300，灯条300由覆铜电路PCB基板、CSP光源、非对称透镜和连接器组成；所述反射纸200底面有一行开孔，开孔直径28mm；所述扩散板102安装与腔体上，可通过扩散板边缘的卡槽位和腔体400顶面边缘固定位配合定位；所述光学膜片101安装在扩散板102上，可通过膜片边缘的挂耳和腔体400顶面边缘固定位配合定位。
本发明的实施例的OD值为35mm，即扩散板102底面到腔体400底面最大距离35mm；所述CSP光源型号为Seoul WICOP 1313,所述灯条300的PCB板为覆铜铝基板，表面油墨为高反积水油墨，所述灯条300数量为1PCS，所述CSP光源和非对称透镜数量为7PCS，且光源间距为95mm,所述非对称透镜外形尺寸为28mmX26.6X8.867mm；所述反射纸200材质为RA，厚度0.188mm或0.255mm；所述扩散板102厚度为1.0mm，所述光学膜片101为一张增亮膜和一张扩散膜。
如图2所示，图2是常规直下式背光模组混光原理图，目前常规直下式32寸背光模组使用两条灯条，每条灯条包含有6个LED光源和TV透镜，LED光源301发出的光线经过TV透镜扩散后，形成的光斑是具有旋转对称特性的圆形光斑，而直下式背光模组及其显示装置一般具有长宽比约为4:3或16:9的正面外形，光斑和外形形状的不匹配，必然造成背光模组模组边角和中心区域亮度的不均匀。同时，在灯条数量减少的情况下，即灯条间距PY较大时，圆形光斑的混合还会造成灯条之间的扩散板区域亮度偏低，进一步降低亮度均匀性。故必须要对常规直下式背光模组的混光原理进行改变。
如图3所示，图3是本发明实施例一提供的32寸背光模组混光原理图，当32寸背光模组只使用一条灯条时，单灯条需要照射的区域为400mmX700mm,本发明实施例采用7PCS光源和非对称透镜，那么单颗CSP光源需要投射照明的区域约为400mmX100mm，需要照明的区域在X方向(灯条轴线方向)和Y方向(垂直于灯条轴线方向)偏差太大，传统TV透镜的圆形光斑混合，无法满足需求；本发明实施例的CSP光源发出的光线，经过非对称透镜500扩散后，形成长椭圆形光斑，椭圆形光斑长轴垂直灯条300轴线，短轴位于灯条300轴线上，并且椭圆形光斑长轴长度a＞400mm，短轴长度b满足95＜b＜190。椭圆形光斑亮度等高线也是椭圆形的，椭圆形光斑短轴方向部分叠加混合，从而完成整个背光模组光线的均匀混合。
如图4所示，图4是本发明实施例一提供的非对称透镜示意图，所述非对称透镜500由出射面501、入射面502、底部雾面503、平台面505和柱脚504构成，非对称透镜材料PMMA。所述出射面501的水平切面为椭圆，椭圆的方程式如下：az＝fa(z)、bz＝fb(z),az代表椭圆半长轴长度，bz代表椭圆半短轴长度，出射面501最底层水平切面，az＝14mm,bz＝13.3mm。az＝fa(z)代表水平切面椭圆半长轴的长度a与z轴高度的函数关系，bz＝fb(z)代表水平切面椭圆短轴的长度b与z轴高度的函数关系，随着高度z的增加，fa(z)单调减小，fb(z)单调减小。非对称透镜的出射面，顶部平滑，不具有任何尖角，即出射面顶部切面与水平面平行，平滑的顶部设计，利于模具设置、制造，同时也利于保证产品品质。所述如射面502的水平切面为椭圆，椭圆的方程式如下：cz＝fc(z)、dz＝fd(z),cz代表椭圆半长轴长度,dz代表椭圆半短轴长度,入射面502最底层水平切面，cz＝2.8mm,dz＝2.15mm,cz＝fc(z)代表水平切面椭圆半长轴的长度c与z轴高度的函数关系,dz＝fd(z)代表水平切面椭圆短长轴的长度d与z轴高度的函数关系，随着高度z的增加，fc(z)单调减小，fd(z)单调减小。所述底部雾面503，具有一定的雾面等级参数，Lighttools仿真设计时，雾面参数由完整散射函数定义，底部雾面503主要作用的减弱菲涅反射引起的中心亮斑。所述底部平台面505，位于底部雾面503和入射面502之间，为环形平面，环形轮廓为椭圆，宽度0.79mm。设置底部平台面505主要是为了完善注塑工艺，避免产生毛刺，影响产品品质。
如图5所示，图5是本发明实施例提供的非对称透镜入射面偏光原理图，光线偏转角度为α-α’,光线向入射面短轴d方向偏转，α′由折射定律决定：sinα＝nsinα’,n为PMMA介质折射率。在Lighttools中仿真设计时，调整入射面短轴长度，即调整了图示L↓max↑′的大小，即调整了图示L′的大小，从而调整了光线入射点的法线方向，进而改变光线偏转角度α-α’，完成光斑的优化调整。从图5明显可以得出，入射面水平切面形成的椭圆长轴位于灯条轴线方向时，光线才能如设计要求一般，向垂直于灯条轴线方向偏转，从而使光斑形成椭圆形等高线分布。
如图6所示，图6是本发明实施例提供的非对称透镜出射面偏光原理图，光线偏转角度β′-β,光线向出射面长轴a方向偏转，β′由折射定律决定：nsinβ＝nsinβ’，n为PMMA介质折射率。从图6明显可以得出，出射面水平切面形成的椭圆短轴位于灯条轴线方向时，光线才能如设计要求一般，继续向垂直于灯条轴线方向偏转，从而使光斑形成椭圆形等高线分布。
如图7所示，图7是本发明实施例提供的椭圆形光斑网格映射法，CSP光源通过入射面和出射面的偏光后，使圆形光斑和椭圆形光斑产生映射对应关系:A→A’、B→B’、C→C’、D→D’、E→E’、F→F’、G→G’。非对称透镜设计时，首先根据设计任务，计算出椭圆形光斑大小，再基于网格划分光斑映射的方法，找到合理的映射关系，根据映射关系，求得各映射点的偏光角度，由偏光角度得到出射面和入射面出射轮廓初始值，最有通过Lighttools微调出射面和入射面优化光斑。
如图8所示，图8是本发明实施例一提供的32寸背光模组光路图，从非对称透镜500出射的光线，部分直接射向扩散板102，部分经过反射纸200侧边的反射，在射向扩散板102,所有射向扩散板的光线，在扩散板的双向散射特性下，从扩散板正面出射，再经过光学膜片的匀光作用，从而形成高亮度且均匀亮度的面发光体。反射纸200侧边可以有开孔或黑色丝印，用于吸收、损失部分光线，进而调整背光模组周边亮度，进而调整整个背光模组的均匀性。
如图9所示，图9是本发明实施例提供的非对称透镜配光曲线图，非对称透镜将CSP光源发出的光束整形后，在椭圆光斑短轴方向上，配光曲线全角＞170°，配光曲线亮度峰值强度为50％(亮度曲线已归一化)；在垂直于光源排列方向上，配光曲线全角＞170°，配光曲线亮度峰值为95％，从而使椭圆光斑亮度等高线为椭圆形分布。
实施例二：如图10所示，图10是本发明实施例二提供的43寸背光模组结构示意图，43寸背光模组的OD值为30mm，即扩散板102底面到腔体400底面最大距离35mm；所述CSP光源型号为Seoul WICOP 1313,所述灯条300的PCB板为覆铜铝基板，表面油墨为高反积水油墨，所述灯条300数量为2PCS，所述CSP光源和非对称透镜数量为10PCS，且光源间距为85mm，灯条间距为220mm,所述非对称透镜外形尺寸为28mmX26.6X8.867mm；所述反射纸200材质为RA，厚度0.188mm或0.255mm；所述扩散板102厚度为1.2mm，所述光学膜片101为一张增亮膜和一张复合膜。
如图11所示，是本发明实施例二提供的43寸背光模组混光原理图，长椭圆形光斑混合，有效解决了背光模组边角和中心区域亮度不均匀的难题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种非对称透镜，用于与灯条(300)配合，其特征在于，所述非对称透镜包含出射面(501)和入射面(502)；所述入射面(502)位于出射面(501)内；
所述出射面(501)的水平切面为椭圆形状，椭圆的长轴垂直于灯条(300)光源的排布方向，随着水平切面高度的增加，椭圆的长轴和短轴长度单调减少，曲率过渡平滑；所述出射面(501)的顶面平滑；所述入射面(502)的水平切面为椭圆形状，所述入射面(502)的椭圆状水平切面的长轴和短轴为入射面长轴和入射面短轴，所述出射面(501)的椭圆状水平切面的长轴和短轴为出射面长轴和出射面短轴；所述出射面(501)的长轴方向和入射面(502)的长轴方向正交，同时满足
CSP光源发出的光斑经过出射面(501)和入射面(502)整形后，光斑为长椭圆形，在灯条(300)的光源排列方向上，配光曲线全角＞170°，配光曲线亮度峰值强度为I；在垂直于光源排列方向上，配光曲线全角＞170°，配光曲线亮度峰值＞1.8XI，光能向垂直于灯条光源排布方向偏移。
2.根据权利要求1所述的非对称透镜，其特征在于，所述出射面(501)的底面长轴长度为28mm，短轴长度26.6mm。
3.根据权利要求1所述的非对称透镜，其特征在于，还包括底部雾面(503)和平台面(505)；底部雾面(503)位于入射面(502)和出射面(501)的底部，所述底部雾面(503)的面为斜面，所述平台面(505)位于入射面(502)和底部雾面(503)之间。
4.一种背光模组，其特征在于，所述背光模组包括权利要求1-3任一所述的非对称透镜(505)。
5.根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括腔体(400)、反射纸(200)、扩散板(102)和光学膜片(101)；所述灯条(300)、反射纸(200)和扩散板(102)从下往上排列并均位于腔体(400)内，且扩散板(102)与腔体(400)顶部的边沿配合连接，所述光学膜片(101)安装在扩散板(102)上并与其配合定位。
6.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于，所述反射纸由底面和4个侧边组成，底面至少有一行开孔，所述反射纸的所述开孔的直径≥非对称透镜长轴直径；灯条(300)装配完成后，从上往下，反射纸开孔套过非对称透镜(500)，用双面胶固定在腔体(400)的底面上，反射纸(200)侧边通过腔体(400)的顶面固定。
7.根据权利要求6所述的背光模组，其特征在于，当反射纸有两行以上开孔时，行距(灯条间距)≥1.8X光源间距。
8.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于，所述灯条包括覆铜电路PCB基板、CSP光源、非对称透镜和连接器，所述覆铜电路PCB基板用于焊接CSP光源和固定非对称透镜；所述CSP光源和非对称透镜配对出现；所述的覆铜电路PCB基板上每颗CSP光源周围有若干个固定胶槽，所述非对称透镜底面有若干个与固定胶槽对应的非旋转对称安装柱。
9.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于，所述扩散板的厚度为1.0mm-1.5mm，所述扩散板通过扩散板边缘卡槽固定在腔体顶面上。
10.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于，所述的光学膜片的材质为增亮膜、扩散膜或复合膜。
11.根据权利要求5-10任一所述的背光模组，其特征在于：所述背光模组为28寸到32寸，灯条数量为1条，并位于腔体底部正中心。
12.根据权利要求6-10任一所述的背光模组，其特征在于：所述背光模组为40寸到43寸，灯条数量为2条。
13.根据权利要求6-10任一所述的背光模组，其特征在于：所述背光模组为55寸到60寸，灯条数量为3条。
14.根据权利要求6-10任一所述的背光模组，其特征在于：所述背光模组为70寸到80寸，灯条数量为4条。
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| CN115681880A (zh) * | 2022-11-07 | 2023-02-03 | 安徽芯瑞达科技股份有限公司 | 直下式单灯条tv背光源 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101639181A (zh) * | 2009-08-07 | 2010-02-03 | 广东昭信光电科技有限公司 | 直下式背光系统 |
| CN102810622A (zh) * | 2011-05-31 | 2012-12-05 | 三星电子株式会社 | 发光装置透镜、发光装置模块及发光装置模块的制造方法 |
| CN103162233A (zh) * | 2011-12-12 | 2013-06-19 | 三星显示有限公司 | 透镜以及具有该透镜的显示设备 |
| CN103168194A (zh) * | 2010-12-16 | 2013-06-19 | 松下电器产业株式会社 | 背光装置和液晶显示装置以及透镜 |
| CN203052526U (zh) * | 2013-01-15 | 2013-07-10 | 东莞雷笛克光学有限公司 | 光学透镜 |
| CN103486495A (zh) * | 2012-06-08 | 2014-01-01 | 东贝光电科技股份有限公司 | 高对比的直下式背光模块 |
| CN103527974A (zh) * | 2012-07-04 | 2014-01-22 | 恩普乐股份有限公司 | 光束控制部件、发光装置、面光源装置以及显示装置 |
| WO2014051308A1 (ko) * | 2012-09-25 | 2014-04-03 | Lee Young Ho | 엘이디용 조명렌즈 및 이를 이용한 백라이트 유닛에 적용되는 조명장치 |
| CN104102045A (zh) * | 2013-04-15 | 2014-10-15 | Lg电子株式会社 | 显示设备 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8845119B2 (en) * | 2010-03-15 | 2014-09-30 | Panasonic Corporation | Light emitting device, surface light source, and liquid crystal display apparatus |
-
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101639181A (zh) * | 2009-08-07 | 2010-02-03 | 广东昭信光电科技有限公司 | 直下式背光系统 |
| CN103168194A (zh) * | 2010-12-16 | 2013-06-19 | 松下电器产业株式会社 | 背光装置和液晶显示装置以及透镜 |
| CN102810622A (zh) * | 2011-05-31 | 2012-12-05 | 三星电子株式会社 | 发光装置透镜、发光装置模块及发光装置模块的制造方法 |
| CN103162233A (zh) * | 2011-12-12 | 2013-06-19 | 三星显示有限公司 | 透镜以及具有该透镜的显示设备 |
| CN103486495A (zh) * | 2012-06-08 | 2014-01-01 | 东贝光电科技股份有限公司 | 高对比的直下式背光模块 |
| CN103527974A (zh) * | 2012-07-04 | 2014-01-22 | 恩普乐股份有限公司 | 光束控制部件、发光装置、面光源装置以及显示装置 |
| WO2014051308A1 (ko) * | 2012-09-25 | 2014-04-03 | Lee Young Ho | 엘이디용 조명렌즈 및 이를 이용한 백라이트 유닛에 적용되는 조명장치 |
| CN203052526U (zh) * | 2013-01-15 | 2013-07-10 | 东莞雷笛克光学有限公司 | 光学透镜 |
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