JP2008154036A - Mouthpiece - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電話機のハンドセット等において使用される送話器に関するものである。 The present invention relates to a transmitter used in, for example, a telephone handset.
従来のアナログ電話回線は、伝送周波数帯域の上限が3ないし3.4kHzであるが、ISDNのディジタル回線では、伝送周波数帯域の上限が7kHz程度まで広帯域化されている。さらにIP回線では、20kHzまでの音声伝送帯域を使用することも可能である。かかる広帯域の回線で通信を行えば、通話品質が向上して音声等を高品質(明瞭)に伝送できるが、通話品質を向上させるためには、更に送話器の広帯域化を実現しなければならない。そこで高音(高周波)領域における感度が優れたエレクトレット型マイクロフォン(以下、「マイクロフォン」と表示することがある)を使用し、且つ図8に示すように、送話器10に前気室20を設けてマイクロフォン30の受音面側に音波を到達させることで広帯域化を図った送話器が開発された(例えば特許文献1及び2)。ここで前気室20は、例えば略円柱形状を有し、略円柱形状の一端側の送話口壁部に複数の音孔を設けると共に他端側のマイクロフォン側壁部に内部音孔を設けたものであり、音声(音波)が、音孔から前気室20に入り、更に内部音孔を経てマイクロフォン30の受音面に達するようになっている。かかる前気室20によって、音波の高音(高周波)領域が強調されて、送話器10を広帯域化することができるが、ここで送話器10が殆ど感度低下を生じることなく電気信号を出力できる上限周波数(トランスミッション・フレケンシー、以下「ft」と表示することがある)は、音孔の数の平方根に比例し、且つ前気室20の容積の平方根に反比例することが知られており、ftを高くするには、音孔を増やし、また前気室20の小容積化を図る必要がある。
前気室を備えた送話器を小型化すると、前気室の容積を小さくできて広帯域化に好都合である一方、送話口壁部の面積が小さくなるから、音孔の数の減少を余儀なくされて広帯域化の障害となる。また前気室は、送話口壁部とマイクロフォンとを隔てて、マイクロフォンを静電気から保護する役割を担うため、前気室の小容積化にも限界がある。また送話器の小型化を図らない場合には、音孔の数を増やすことができる一方、前気室の小容積化に限界が生じて広帯域化の障害となる。そこで本発明は、前気室の一端面とマイクロフォンとを隔てつつ、前気室の更なる小容積化を図って、マイクロフォンを静電気から保護しつつ広帯域化を図る送話器の実現を課題とするものである。 If the transmitter with the front air chamber is downsized, the volume of the front air chamber can be reduced and it is convenient for widening the band.On the other hand, the area of the wall of the mouthpiece is reduced, so the number of sound holes is reduced. Being forced to become a hindrance to broadband. Further, since the front air chamber plays a role of protecting the microphone from static electricity by separating the mouthpiece wall portion and the microphone, there is a limit to reducing the volume of the front air chamber. If the transmitter is not downsized, the number of sound holes can be increased. However, there is a limit in reducing the volume of the front air chamber, which hinders widening the bandwidth. Accordingly, the present invention has an object to realize a transmitter that achieves a wider band while protecting the microphone from static electricity while further reducing the volume of the front air chamber while separating the one end surface of the front air chamber from the microphone. To do.
上記課題を解決するために本発明に係る送話器は、請求項1に記載のとおり、前気室及びマイクロフォンを有し、前気室は、一端側に送話口壁部を他端側にマイクロフォン側壁部を有し、前気室の前気室空間は、送話口壁部とマイクロフォン側壁部と周壁とで画され、送話口壁部に設けられた音孔が該送話器の外部からの音波を前気室空間に導き、マイクロフォン側壁部に設けられた内部音孔が前気室空間から音波をマイクロフォンの受音面に導く送話器において、前気室空間は、送話口壁部とマイクロフォン側壁部とを結ぶ線分と直交する断面が送話口壁部からマイクロフォン側壁部に向け面積が減少する構成を有している。このように該送話器は、前気室空間の断面積をマイクロフォン側壁部に向け減少する構成を有して、送話口壁部とマイクロフォンとの距離を短縮することなく、すなわちマイクロフォンを静電気から保護しつつ、前気室の小容積化(前気室空間の小容積化)を図って、広帯域化を実現するものである。 In order to solve the above problems, a transmitter according to the present invention has a front air chamber and a microphone as claimed in claim 1, and the front air chamber has a mouthpiece wall on one end side and the other end side. The front air chamber space of the front air chamber is defined by a mouthpiece wall portion, a microphone side wall portion, and a peripheral wall, and a sound hole provided in the mouthpiece wall portion includes the microphone. In a transmitter that guides sound waves from the outside to the front air chamber space, and an internal sound hole provided in the side wall of the microphone guides sound waves from the front air space to the sound receiving surface of the microphone, the front air space is A cross section perpendicular to a line segment connecting the mouthpiece wall portion and the microphone side wall portion has a configuration in which the area decreases from the mouthpiece wall portion to the microphone side wall portion. As described above, the transmitter has a configuration in which the cross-sectional area of the front air chamber space is reduced toward the microphone side wall, and the microphone is electrostatically discharged without reducing the distance between the microphone wall and the microphone. In this way, the volume of the front air chamber is reduced (the volume of the front air chamber space is reduced) while protecting from the above, thereby realizing a wide band.
請求項2に記載の送話器は、第1の前気室、第2の前気室及びマイクロフォンを有し、ダンパ孔を有する隔壁が第1の前気室と第2の前気室との間に介在し、第1の前気室の一端側には隔壁が位置し、他端側にはマイクロフォン側壁部が位置し、第1の前気室が有する第1の前気室空間は、隔壁とマイクロフォン側壁部と第1の周壁とで画され、第2の前気室の一端側には送話口壁部が位置し、他端側には隔壁が位置し、第2の前気室が有する第2の前気室空間は、送話口壁部と隔壁と第2の周壁とで画され、送話口壁部に設けられた音孔が該送話器の外部からの音波を、第2の前気室空間に導き、更にダンパ孔が第2の前気室空間からの音波を第1の前気室空間に導いて、マイクロフォン側壁部(もしくはマイクロフォン側壁部の近傍)に位置づけられたマイクロフォンの受音面に音波が到達し、ダンパ材がダンパ孔の第1の前気室側に位置づけられた送話器において、ダンパ孔は、第2の前気室から第1の前気室に向け孔断面の面積が減少するガイド孔部と、このガイド孔部に連接して第1の前気室に連通する孔断面の面積が一定の出力孔部とを有している。 The transmitter according to claim 2 includes a first front air chamber, a second front air chamber, and a microphone, and a partition having a damper hole includes the first front air chamber, the second front air chamber, and the second front air chamber. The first front air chamber has a partition wall on one end side and a microphone side wall on the other end side, and the first front air chamber has a first front air space. A partition wall, a microphone side wall, and a first peripheral wall, a mouthpiece wall is located on one end side of the second front air chamber, and a partition wall is located on the other end side. A second front air chamber space of the air chamber is defined by a mouthpiece wall portion, a partition wall, and a second peripheral wall, and a sound hole provided in the mouthpiece wall portion is provided from the outside of the transmitter. The sound wave is guided to the second front air chamber space, and the damper hole guides the sound wave from the second front air chamber space to the first front air space, and the microphone side wall (or near the microphone side wall). In In the transmitter in which the sound wave reaches the sound receiving surface of the placed microphone and the damper material is positioned on the first front air chamber side of the damper hole, the damper hole is the first from the second front air chamber. A guide hole portion whose hole cross-sectional area decreases toward the front air chamber, and an output hole portion having a constant hole cross-section area connected to the guide hole portion and communicating with the first front air chamber. Yes.
このように請求項2に記載の送話器は、第2の前気室と第1の前気室を有するから、送話口とマイクロフォンとを隔てて、マイクロフォンを静電気から保護しつつ、隔壁のダンパ孔と第1の前気室空間の容積とで決まる周波数(例えば所望のftの約2分の1から3分の1前後の中域周波数)特性をブーストすることで、高域周波数特性もブーストして、ftを高くすることができる。かくしてブーストされた中域周波数特性をダンパ材のダンパ効果(吸音効果)で平坦化して、低周波領域から高周波領域にわたってマイクロフォンの出力電圧を平坦化することができるが、ftを高くするためには、ブーストする中域周波数を高くしなければならないところ、ブーストされる中域周波数がダンパ孔の出力孔部の長さの平方根に反比例するため、隔壁を薄くすることなく(隔壁の強度を維持しつつ)中域周波数を所望の周波数に設定する必要がある。 Thus, since the transmitter according to claim 2 has the second front air chamber and the first front air chamber, the microphone is separated from the mouth opening and the microphone, and the partition wall is protected from static electricity. By boosting the frequency characteristic determined by the damper hole and the volume of the first anterior chamber space (for example, the mid-frequency around 1 to 3 times the desired ft), the high frequency characteristics Can also be boosted to increase ft. Thus, the boosted mid-frequency characteristics can be flattened by the damper effect (sound absorption effect) of the damper material, and the output voltage of the microphone can be flattened from the low-frequency region to the high-frequency region. Because the boosted mid-frequency must be increased, the boosted mid-frequency is inversely proportional to the square root of the length of the output hole of the damper hole. However, it is necessary to set the mid-range frequency to a desired frequency.
そこで該送話器は、ダンパ孔を、第2の前気室から第1の前気室に向け孔断面の面積が減少するガイド孔部と、このガイド孔部に連接して第1の前気室に連通する孔断面の面積が一定の出力孔部とで構成し、ダンパ孔の出力孔部の長さの平方根に反比例する中域周波数でブーストすることで、隔壁を薄くすることなく(隔壁の強度を維持しつつ)中域周波数を高域周波数領域に近づけて、高域周波数特性を改善することができる。また該送話器は、送話口とマイクロフォンとを隔てる第1の前気室を有するから、第2の前気室を小容積化が可能となって、高域周波数特性を改善することができる。 Therefore, the transmitter has a damper hole connected from the second front air chamber to the first front air chamber, a guide hole portion in which the area of the hole cross section decreases, and the guide hole portion connected to the first front air chamber. It is composed of an output hole portion having a constant hole cross-sectional area communicating with the air chamber, and boosted at a mid-range frequency inversely proportional to the square root of the length of the output hole portion of the damper hole without making the partition wall thinner ( The high frequency characteristics can be improved by bringing the mid frequency close to the high frequency range (while maintaining the strength of the partition walls). In addition, since the transmitter has a first front air chamber that separates the mouthpiece and the microphone, the second front air chamber can be reduced in volume, and high frequency characteristics can be improved. it can.
第2の前気室空間が、送話口壁部と隔壁とを結ぶ線分と、直交する平面において、送話口壁部から隔壁に向け断面積を減少するものであるときには(請求項3)、第2の前気室の小容積化が図られて、該送話器の更なる広帯域化を実現できる。 When the second front air chamber space has a cross-sectional area that decreases from the mouthpiece wall portion toward the partition wall in a plane orthogonal to the line segment connecting the mouthpiece wall portion and the partition wall (claim 3). ), The volume of the second front air chamber can be reduced, and further widening of the transmitter can be realized.
以上のべたとおり、本発明にかかる送話器によれば、マイクロフォンを静電気から保護しつつ広帯域化を実現することができる。 As described above, according to the transmitter according to the present invention, it is possible to realize a wide band while protecting the microphone from static electricity.
以下、図面を参照して、本発明にかかる送話器を説明する。 Hereinafter, a transmitter according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1ないし図4に基づき、本発明にかかる送話器の一実施例(実施例1)について説明する。図1はハンドセット1の外観例を示すものであり(図1中の2は送話器側端部)、図2は送話器側端部2に含まれる送話器10の概略断面構成を示す図である。送話器10は前気室20及びマイクロフォン30を有している。前気室20は一端側に送話口壁部21を他端側にマイクロフォン側壁部22を有している。前気室20の前気室空間20aは、送話口壁部21とマイクロフォン側壁部22と周壁23とで画されている。ここで周壁23は、円柱形状の外形を有し、一方がハンドセット1の本体1aから延出した周壁1b内に挿入されて、周壁23の端部が送話口壁部21に当接し、周壁23の他方にはマイクロフォン30が挿入され保持されている。なおマイクロフォン30は印刷基板31に取り付けられ、印刷基板31を介して図示しない回路に音声信号を伝達する。
An embodiment (Example 1) of a transmitter according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an example of the appearance of a handset 1 (2 in FIG. 1 is a transmitter-side end), and FIG. 2 is a schematic cross-sectional configuration of a
上記構成を有する送話器10では、外部からの音波は、送話口壁部21に設けられた音孔21aを通過して前気室空間20aに導かれ、更にマイクロフォン側壁部22に設けられた内部音孔22aからマイクロフォン30の受音面に導かれる。ここで、前気室空間20aは、送話口壁部21とマイクロフォン側壁部22とを結ぶ直線(例えば周壁23の中心線)と直交する断面が送話口壁部21からマイクロフォン側壁部22に向け面積が減少するよう(円錐台形状)に構成されている。従って前気室空間20aは、送話口壁部21の前気室空間20a側の径と等しい径の円柱状形状空間よりも容積が小さい。
In the
前気室空間20aは、送話口壁部21側の径が20mmであり、マイクロフォン側壁部22の径が8mmであり、送話口壁部21とマイクロフォン側壁部22との距離が10mmであり、送話口壁部21には、直径2mmの音孔21aが30個設けられている。ところで前気室空間を有する送話器のftは、音孔の数をnとし、前気室空間の容積をcとするとき、次の(1)式で求めることができる。
ft=kt(n/c)1/2・・・・(1)式
すなわちftは、音孔の数nの平方根に比例し、且つ前気室空間20aの容積cの平方根に反比例するのである。従って送話器10は、円錐台形状の前気室空間20aを有することで、送話口壁部21とマイクロフォン30との距離を短縮することなく、前気室空間20aの小容積化を図って、広帯域化を実現できる。
In the front
ft = kt (n / c) 1/2 (1) That is, ft is proportional to the square root of the number n of sound holes and inversely proportional to the square root of the volume c of the front
次に図3を用いて送話器10の周波数特性例について説明する。図3は、横軸が音声の周波数であり、縦軸がマイクロフォン30の出力電圧相対値(dB)である。図3の破線L1は、前気室空間が従来の円柱形状空間である場合の周波数特性であって、ftが5kHzであり、5kHzにおいて約10dBブーストしている。図3の実線L2は送話器10の周波数特性であって、ftが7kHzであり、7kHzにおいて約5dBブーストしている。すなわち送話器10は、送話口壁部21とマイクロフォン30との距離を短縮することなく(マイクロフォン30を静電気から保護しつつ)、ftを5kHzから7kHzに高めて広帯域化を実現できるのである。
Next, an example of frequency characteristics of the
なお、送話口壁部21とマイクロフォン側壁部22とを結ぶ線分が直線でなくても、この線分と直交する断面が円形でなくても、送話口壁部21からマイクロフォン側壁部22に向け断面積を減少させれば、前気室空間20aの容積を小さくできる。従って、例えば図4に示すように、送話口壁部21とマイクロフォン側壁部22とが平行でない送話器であっても、送話器10と同様に広帯域化ができる。
Even if the line segment connecting the
図5ないし図7に基づき、本発明にかかる送話器の他の実施例(実施例2)について説明する。なお実施例1と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を附して、その説明を省略する。
図5に示す送話器10aは、第2の前気室26、第1の前気室20及びマイクロフォン30を有している。送話器10aでは、ダンパ孔25を有する隔壁24が第2の前気室26と第1の前気室20との間に介在し、第1の前気室20の一端側には隔壁24が位置し、他端側にはマイクロフォン側壁部22が位置し、第1の前気室20が有する第1の前気室空間20aは、隔壁24とマイクロフォン側壁部22と第1の周壁23aとで画されている。また第2の前気室26の一端側には送話口壁部21が位置し、他端側には隔壁24が位置し、第2の前気室空間26aは、送話口壁部21と隔壁24と第2の周壁23bとで画されている。上記構成を有する送話器10aでは、外部からの音波は、音孔21aから第2の前気室空間26aに導かれ、ダンパ孔25を経由して、更に第1の前気室空間20aに導かれ、そしてマイクロフォン側壁部22に近傍に位置づけられたマイクロフォン30の受音面に達する。ここでダンパ孔25は、第1の前気室側20aにダンパ材27を位置づけている。
Based on FIG. 5 thru | or FIG. 7, another Example (Example 2) of the transmitter concerning this invention is demonstrated. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has the same function as Example 1, and the description is abbreviate | omitted.
A
送話器10aにおける各前気室等は、次の形状等を有している。送話口壁部21には、直径2mmの音孔が30個設けられている。そして第2の前気室空間26aは、直径20mmの円柱形状をなし、約5kHz近傍における送話器10aの周波数特性をブーストしており、また第1の前気室空間20aは、0.5ccの容積を有している。
次に送話器10aにおける広帯域化について説明する。送話器10aは、ダンパ孔25の形状(図6)と第1の前気室空間20aの容積c1で決まる周波数f1の近傍において、周波数特性をブーストする作用を有するが、f1は、送話器10aの所望のft(例えば7kHz)よりも低い中域周波数に設定される。具体的には、f1は、ダンパ孔25の孔径aに比例し、ダンパ孔25の長さbと第1の前気室20aの容積c1との積の平方根に反比例して、次の(2)式で求めることができる。
f1=k1・a/(b・c1)1/2・・・(2)式
従って、ダンパ孔25の孔径aを大きくすれば、f1を高くできるが、孔径aをあまり大きくすると、ダンパ材27の効果が減少するので、孔径aを大きくすることには限界があり、またダンパ孔25の長さbを短くすればf1を高くできるが、隔壁24を薄くしてダンパ孔25の長さbを短くすると、隔壁24の強度に問題が生じる。そこでダンパ孔25は、第2の前気室26から第1の前気室20に向けて縮径する円錐台形状のガイド孔部25aと、第1の前気室20a側に設けた孔の長さbが0.7mmで孔径aが2.0mmの円柱形状の出力孔部25bとを連接して、出力孔部25bの形状によってf1を定めている。すなわちダンパ孔25は、ガイド孔部25aで隔壁24の厚さを確保しつつ、出力孔部25bでf1を高くすることができるのである。ここでダンパ孔25は、第1の前気室20a側にダンパ材27(小さなメッシュを多数有する布地やスクリーン印刷用のメッシュ等)が貼り付けられている。
Each front air chamber or the like in the
Next, the widening of the
f1 = k1 · a / (b · c1) 1/2 (2) Therefore, if the hole diameter a of the
次に図7を用いて送話器10aの周波数特性例について説明する。図7の破線L3は、前気室空間20aの円柱状形状空間によってブーストされた周波数特性であり、約5kHzにおいて例えば約10dBブーストされたものである。図7の一点鎖線L4は、破線L3で示す周波数特性がf1近傍のブースト(例えば約10dB)によって広帯域化された周波数特性である。すなわち所望のft(例えば7kHz)よりも低い中域周波数f1をブーストすることで、送話器10aのftを高めることができるのである。
Next, an example of frequency characteristics of the
図7の実線L5は、f1におけるブースト量をダンパ材27の作用によって減少させて、送話器10aの周波数特性を平坦化したものである(実線L5で示す周波数特性は、前気室空間20aの円柱状形状空間で決まる周波数特性(破線L3)と、ダンパ孔25の形状と第1の前気室空間20aの容積c1に依存する周波数特性(一点鎖線L4)と、ダンパ材27で決まる周波数特性とを乗じたものとなる)。ダンパ材27の作用によって周波数特性を平坦化すれば、中域周波数f1の近傍でブースト量を適正に維持しつつ、ft(7kHz)近傍において、マイクロフォンの出力電圧相対値を0dB前後にして、送話器の広帯域化を実現できるのである。ここで第2の前気室空間20aを送話器10と同様の円錐台形状にすれば、例えば7kHz近傍の周波数特性をさらにブーストすることができる。またマイクロフォン側壁部22に内部音孔を設けて、第2の前気室空間20aからマイクロフォン30の受音面に音波を導いてもよい。
A solid line L5 in FIG. 7 is obtained by reducing the boost amount at f1 by the action of the
なお発明に係る送話器は、上記各実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形し実施できる。 The transmitter according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit thereof.
10 送話器
20 前気室、第1の前気室
20a 前気室空間、第1の前気室空間
21 送話口壁部
21a 音孔
22 マイクロフォン側壁部
23 周壁
23a 第1の周壁
23b 第2の周壁
24 内部音孔
25 ダンパ孔
25a ガイド孔部
25b 出力孔部
26 第2の前気室
26a 第2の前気室空間
27 ダンパ材
30 マイクロフォン
10
Claims (3)
前記前気室は、一端側に送話口壁部を他端側にマイクロフォン側壁部を有し、
前記前気室の前気室空間は、前記送話口壁部と前記マイクロフォン側壁部と周壁とで画され、
前記送話口壁部に設けられた音孔が該送話器の外部からの音波を前記前気室空間に導き、前記マイクロフォン側壁部に設けられた内部音孔が前記前気室空間から音波を前記マイクロフォンの受音面に導く送話器において、
前記前気室空間は、前記送話口壁部と前記マイクロフォン側壁部とを結ぶ線分と直交する断面が前記送話口壁部から前記マイクロフォン側壁部に向け面積が減少することを特徴とする送話器。 A front air chamber and a microphone;
The front air chamber has a mouthpiece wall on one end side and a microphone side wall on the other end side,
The front air chamber space of the front air chamber is defined by the mouthpiece wall portion, the microphone side wall portion, and the peripheral wall,
Sound holes provided in the mouthpiece wall portion guide sound waves from the outside of the transmitter to the front air space, and internal sound holes provided in the microphone side walls sound waves from the front air space. In a microphone that guides the microphone to the receiving surface of the microphone,
The front air chamber space is characterized in that a cross section perpendicular to a line segment connecting the mouthpiece wall and the microphone side wall decreases in area from the mouthpiece wall to the microphone side wall. A transmitter.
ダンパ孔を有する隔壁が前記第1の前気室と前記第2の前気室との間に介在し、
前記第1の前気室の一端側には前記隔壁が位置し、他端側にはマイクロフォン側壁部が位置し、
前記第1の前気室が有する第1の前気室空間は、前記隔壁とマイクロフォン側壁部と第1の周壁とで画され、
前記第2の前気室の一端側には送話口壁部が位置し、他端側には前記隔壁が位置し、
前記第2の前気室が有する第2の前気室空間は、前記送話口壁部と前記隔壁と第2の周壁とで画され、
前記送話口壁部に設けられた音孔が該送話器の外部からの音波を、前記第2の前気室空間に導き、更にダンパ孔が前記第2の前気室空間からの音波を前記第1の前気室空間に導いて、前記マイクロフォン側壁部に近傍に位置づけられた前記マイクロフォンの受音面に音波が到達し、ダンパ材が前記ダンパ孔の前記第1の前気室側に位置づけられた送話器において、
前記ダンパ孔は、
前記第2の前気室から前記第1の前気室に向け孔断面の面積が減少するガイド孔部と、
このガイド孔部に連接して前記第1の前気室に連通する孔断面の面積が一定の出力孔部とを有することを特徴とする送話器。 A first front air chamber, a second front air chamber and a microphone;
A partition wall having a damper hole is interposed between the first front air chamber and the second front air chamber;
The partition is located on one end side of the first front air chamber, and the microphone side wall is located on the other end side,
A first anterior chamber space of the first anterior chamber is defined by the partition wall, a microphone side wall, and a first peripheral wall;
A mouthpiece wall is located on one end side of the second front air chamber, and the partition is located on the other end side,
A second front air chamber space of the second front air chamber is defined by the mouthpiece wall portion, the partition wall, and the second peripheral wall;
A sound hole provided in the mouthpiece wall portion guides sound waves from the outside of the transmitter to the second front air chamber space, and a damper hole generates sound waves from the second front air space. To the first front air chamber space, the sound wave reaches the sound receiving surface of the microphone positioned in the vicinity of the microphone side wall, and the damper material is on the first front air chamber side of the damper hole. In the microphone located at
The damper hole is
A guide hole portion in which an area of a hole cross section decreases from the second front air chamber toward the first front air chamber;
A transmitter having an output hole portion having a constant hole cross-sectional area connected to the guide hole portion and communicating with the first front air chamber.
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