(57)【要約】【課題】  ホログラム記録媒体の特性を正確に評価することが可能なホログラム記録媒体評価装置及びホログラム記録媒体評価方法を提供することにある。【解決手段】２次元の２値化データを含んだ情報レーザ光を、ホログラム記録媒体に照射する情報レーザ光照射手段と、参照レーザ光をホログラム記録媒体に照射する参照レーザ光照射手段と、再生用レーザ光をホログラム記録媒体に照射する再生用レーザ光照射手段と、フォトセンサが出力する信号から２次元の２値化データに相当するデータを作成する記録データ再生手段とを備えるホログラム記録媒体評価装置において、フォトセンサが出力する信号から作成される２次元の２値化データに相当するデータのピクセルの形状を評価するピクセル形状評価手段を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラム記録媒体を保持するテーブルと、該ホログラム記録媒体にデータを記録する際、２次元の２値化データを含んだ情報レーザ光を、該ホログラム記録媒体に照射する情報レーザ光照射手段と、該ホログラム記録媒体にデータを記録する際、情報レーザ光と同波長の一定強度の参照レーザ光を該ホログラム記録媒体に照射する参照レーザ光照射手段と、該ホログラム記録媒体に記録されたデータを再生する際、該参照レーザ光照射手段における参照レーザ光と同波長で同光路の再生用レーザ光を該ホログラム記録媒体に照射する再生用レーザ光照射手段と、該再生用レーザ光が該ホログラム記録媒体に照射された際、該ホログラム記録媒体にて回折された光をフォトセンサにて受光し、該フォトセンサが出力する信号から該２次元の２値化データに相当するデータを作成する記録データ再生手段とを備えるホログラム記録媒体評価装置において、
該フォトセンサが出力する信号から作成される該２次元の２値化データに相当するデータのピクセルの形状を評価するピクセル形状評価手段を備えることを特徴とするホログラム記録媒体評価装置。
【請求項２】
前記ピクセル形状評価手段は、１つの前記ピクセルにおける中央部と周辺部の明度により前記ホログラム記録媒体を評価する明度評価手段を備えることを特徴とする請求項１記載のホログラム記録媒体評価装置。
【請求項３】
前記ピクセル形状評価手段は、１つの前記ピクセルにおける記録時のピクセル形状となる領域を複数の分割領域に分割し、該分割領域のうち該ピクセル形状となる領域の外縁に位置する複数の該分割領域の明度の平均値を算出し、
該分割領域のうち該ピクセル形状となる領域の中央に位置する該分割領域の明度を算出し、
該外縁の分割領域の明度の平均値と、該中央の分割領域の明度との比率を算出することを特徴とする請求項２記載のホログラム記録媒体評価装置。
【請求項４】
ホログラム記録媒体にデータを記録する際、２次元の２値化データを含んだ情報レーザ光を、該ホログラム記録媒体に照射し、ホログラム記録媒体にデータを記録する際、情報レーザ光と同波長の一定強度の参照レーザ光を該ホログラム記録媒体に照射し、該ホログラム記録媒体に記録されたデータを再生する際、該参照レーザ光と同波長で同光路の再生用レーザ光を該ホログラム記録媒体に照射し、該再生用レーザ光が該ホログラム記録媒体に照射された際、該ホログラム記録媒体にて回折された光をフォトセンサにて受光し、該フォトセンサが出力する信号から該２次元の２値化データに相当するデータを作成するホログラム記録媒体評価方法において、
該フォトセンサが出力する信号から作成される該２次元の２値化データに相当するデータのピクセルの形状を評価することを特徴とするホログラム記録媒体評価方法。
【請求項５】
１つの前記ピクセルにおける中央部と周辺部の明度により前記ホログラム記録媒体を評価することを特徴とする請求項４記載のホログラム記録媒体評価方法。
【請求項６】
１つの前記ピクセルにおける記録時のピクセル形状となる領域を複数の分割領域に分割し、
該分割領域のうち該ピクセル形状となる領域の外縁に位置する複数の該分割領域の明度の平均値を算出し、
該分割領域のうち該ピクセル形状となる領域の中央に位置する該分割領域の明度を算出し、
該外縁の分割領域の明度の平均値と、該中央の分割領域の明度との比率を算出することを特徴とする請求項５記載のホログラム記録媒体評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム記録媒体を評価するホログラム記録媒体評価装置及びホログラム記録媒体評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ホログラム記録媒体の評価用特性には、例えば特許文献１に示されるＭナンバー（Ｍ／＃）等がある。このＭナンバー（Ｍ／＃）は、例えば特許文献１に記載されているように、ホログラム記録媒体の記録層内の同一領域に記録が出来なくなるまでｎページのホログラムを多重記録し、再生した際のホログラムにおける回折効率により求められる特性である。
【０００３】
このＭナンバー（Ｍ／＃）は、ｎページのホログラムを多重記録した後、参照レーザ光をホログラム記録媒体に照射し、各々の記録における回折効率を測定すれば求めることができる。回折効率は、参照レーザ光において透過した光の強度と回折した光の強度を測定することで検出することができる。
【特許文献１】特開２００５−２０８４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ホログラム記録媒体に記録されたデータを再生した際の２次元の２値化データの元になっている複数のピクセルの形状を調べると、ホログラム記録媒体の種類によりピクセルの形状は異なっており、このピクセルの形状の記録時におけるピクセルの形状からのずれは、Ｍナンバー（Ｍ／＃）による評価と必ずしも一致していないことがわかった。すなわち、再生データにおけるピクセルの形状の記録時におけるピクセルの形状からのずれが、ホログラム記録媒体のダイナミックレンジを評価するうえで重要な特性の１つであるにもかかわらず、Ｍナンバー（Ｍ／＃）等の評価用特性では充分に評価できていないという問題があることがわかった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ホログラム記録媒体の特性を正確に評価することが可能なホログラム記録媒体評価装置及びホログラム記録媒体評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載のホログラム記録媒体評価装置は、フォトセンサが出力する信号から作成される２次元の２値化データに相当するデータのピクセルの形状を評価するピクセル形状評価手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載のホログラム記録媒体評価装置は、ピクセル形状評価手段は、１つのピクセルにおける中央部と周辺部の明度によりホログラム記録媒体を評価する明度評価手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載のホログラム記録媒体評価装置は、ピクセル形状評価手段は、１つのピクセルにおける記録時のピクセル形状となる領域を複数の分割領域に分割し、分割領域のうちピクセル形状となる領域の外縁に位置する複数の分割領域の明度の平均値を算出し、分割領域のうちピクセル形状となる領域の中央に位置する分割領域の明度を算出し、外縁の分割領域の明度の平均値と、中央の分割領域の明度との比率を算出することを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載のホログラム記録媒体評価方法は、フォトセンサが出力する信号から作成される２次元の２値化データに相当するデータのピクセルの形状を評価することを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載のホログラム記録媒体評価方法は、１つのピクセルにおける中央部と周辺部の明度によりホログラム記録媒体を評価することを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載のホログラム記録媒体評価方法は、１つのピクセルにおける記録時のピクセル形状となる領域を複数の分割領域に分割し、分割領域のうちピクセル形状となる領域の外縁に位置する複数の分割領域の明度の平均値を算出し、分割領域のうちピクセル形状となる領域の中央に位置する分割領域の明度を算出し、外縁の分割領域の明度の平均値と、中央の分割領域の明度との比率を算出することを特徴とする
【発明の効果】
【００１２】
請求項１及び請求項４の発明によれば、フォトセンサが出力する信号から形成される２次元の２値化データに相当するデータのピクセルの形状を評価することから、ホログラム記録媒体のダイナミックレンジを評価でき、ホログラム記録媒体の特性を正確に評価することが可能である。
【００１３】
請求項２及び請求項５の発明によれば、１つのピクセルにおける中央部と周辺部の明度によりホログラム記録媒体を評価することから、ホログラム記録媒体のダイナミックレンジをより適切に評価でき、ホログラム記録媒体の特性を正確に評価することが可能である。
【００１４】
請求項３及び請求項６の発明によれば、記録時のピクセル形状となる領域を複数の分割領域に分割し、外縁の分割領域の明度の平均値と中央の分割領域の明度との比率を算出することから、ホログラム記録媒体のダイナミックレンジを数値により評価でき、ホログラム記録媒体の特性を正確に評価することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。本発明の形態におけるホログラム記録媒体評価装置は、ホログラム記録媒体を評価するためのものである。
【００１６】
図１は、本発明に係るピクセルの形状を評価する手段を備えたホログラム記録媒体評価装置の構成図である。図２は、ホログラム記録再生において空間光変調器に形成されるピクセルの形状とフォトセンサが出力する信号から作成されるピクセルの形状を示す説明図である。図３は、レーザ光が空間光変調器ＳＬＭを通過しフーリエ変換レンズにより集光する様子を示した説明図である。図４は、再生データにおけるピクセルの形状を評価する際に記録時におけるピクセルの形状の領域を分割する様子を示した説明図である。
【００１７】
図１において、ホログラム記録媒体５の特性を評価するホログラム記録媒体評価装置１は、レーザ光源１２、各種光学系素子１４〜２２、空間光変調器２４、フーリエ変換レンズ２６、逆フーリエ変換レンズ２８、フォトセンサ３０、ミラー３２及び３４、ステージ３６、モータ３８、レーザ駆動回路１００、記録用信号生成回路１０２、再生用データ生成回路１０６、ピクセル明度データ生成回路１１８、回転制御回路１２０、開閉制御回路１３０、穴径可変遮光板１５０、穴径制御回路１５２、角度制御回路１５４、位置制御回路１５６、コントローラ２００、入力装置２０２、表示装置２０４から構成されている。なお、図１は、本発明に関係する情報レーザ光照射手段、参照レーザ光照射手段、再生用レーザ光照射手段、記録用データ再生手段、およびピクセル形状評価手段に該当する回路や装置のみを示し、それ以外の回路や装置は省いてある。
【００１８】
次に、各種手段、回路、装置の作動について説明する。まず、コントローラ２００は、ホログラム記録媒体評価装置１の全体の制御を行うもので、データを入力するための入力装置２０２及びデータや各種設定を表示する表示装置２０４が接続されている。そして、コントローラ２００は、後述するレーザ駆動回路１００、記録用信号生成回路１０２、再生用データ生成回路１０６，ピクセル明度データ生成回路１１８等が接続され、それらの制御を行うことで全体の制御が行われる。
【００１９】
レーザ駆動回路１００は、コントローラ２００により照射するレーザ光強度が設定され、コントローラ２００から照射開始と照射停止の指令を受けてレーザ光照射を行う。記録用信号生成回路１０２は、コントローラ２００から記録するための元データが入力され、空間光変調器２４（ＳＬＭ：Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）の表示用データである２次元の２値化データ（以下、記録データという）に変換して空間光変調器２４に出力する。空間光変調器２４は、２光束干渉法であれば透過型のＴＦＴ液晶表示装置（ＬＣＤ）のパネルなどでできている。
【００２０】
レーザ光源１２、各種光学系素子１４〜２２、空間光変調器２４、フーリエ変換レンズ２６、レーザ駆動回路１００、記録用信号生成回路１０２等により、ホログラム記録媒体５にデータを記録する際に、２次元の２値化データを含んだ情報レーザ光を、ホログラム記録媒体５に照射する情報レーザ光照射手段が構成されている。また、レーザ光源１２、ビームスプリッタ１６、ミラー３２、ミラー３４、穴径可変遮光板１５０、穴径制御回路１５２、角度制御回路１５４、位置制御回路１５６等により、情報レーザ光と同波長の一定強度の参照レーザ光を、ホログラム記録媒体５に照射する参照レーザ光照射手段が構成されている。さらに、参照レーザ光照射手段は、ホログラム記録媒体５に記録されたデータを再生する際、参照レーザ光照射手段における参照レーザ光と同波長で同光路の再生用レーザ光をホログラム記録媒体５に照射する再生用レーザ光照射手段を兼ねている。
【００２１】
また、再生用データ生成回路１０６は、再生用レーザ光がホログラム記録媒体５に照射された際、ホログラム記録媒体にて回折されたレーザ光を受光したフォトセンサ３０が出力する信号から記録データに相当するデータである再生した２次元の２値化データ（以下、再生データという）を作成する記録データ再生手段を有し、さらに再生データを元データに相当するデータに変換する手段を有する。また、ピクセル明度データ生成回路１１８は、フォトセンサ３０が出力する信号から作成される再生データの元となるピクセル形状を評価するための明度データを計算して出力するものである。
【００２２】
このように構成されたホログラム記録媒体評価装置１において、まず、ピクセルの形状について説明する。ホログラム記録媒体５にデータを記録する際、図２に示すように、レーザ光を空間光変調器２４を透過させることにより情報レーザ光にする。そして、フーリエ変換レンズ２６によりこの情報レーザ光をホログラム記録媒体５上で集光し、コヒーレントな参照レーザ光と干渉させてその結果生じる干渉縞をホログラム記録媒体５に記録している。
【００２３】
空間光変調器２４に元データから変換された２次元の２値化データを入力して、図２に示すように空間に暗（透過率低）と明（透過率大）との箇所からなる模様を作る。この模様を空間情報（Ｐ１）といい、この暗と明のそれぞれの箇所を空間光変調器２４におけるピクセルという。通常、空間光変調器２４におけるピクセルＰ１１の形状は、図２に示すように、四角形の形状である。尚、図２に示した空間情報Ｐ１は、概念を示しており、実際の暗と明の箇所（ピクセルの数）はこの図に示されたものよりももっと多い。
【００２４】
この空間光変調器２４をレーザ光が透過すると、透過率低の箇所はレーザ光が遮られ、透過率大の箇所はレーザ光が通過することに加え、透過率大の各ピクセルは小開口とみなしてよいので透過したレーザ光は回析を起こす。これにより、透過したレーザ光は空間光変調器２４に形成された空間情報に相当する情報を持った情報レーザ光になる。この情報レーザ光をフーリエ変換レンズ２６により集光することにより、レーザ光の位置情報が角度情報に変換される（フーリエ変換）。この変換された情報レーザ光と、参照レーザ光が干渉してホログラム記録媒体５に記録データとして干渉縞が形成される。
【００２５】
そして、参照レーザ光（再生用レーザ光）のみを同じ光路でホログラム記録媒体５に照射すると、ホログラム記録媒体５に形成された干渉縞により回折光が発生する。この回折光は、情報レーザ光がフーリエ変換レンズ２６により変換されたレーザ光と同様のレーザ光である。このレーザ光は、逆フーリエ変換レンズ２８を通過することにより、レーザ光の角度情報が位置情報に変換され（逆フーリエ変換）、情報レーザ光と同様のレーザ光となる。このレーザ光をＣＣＤなどのフォトセンサ３０で受光すると、図２に示すように、空間光変調器２４の空間情報Ｐ１と同じ空間情報（ピクセルからなる模様）Ｐ２が形成される。しかし、図２に示すように、フォトセンサ３０が出力するデータから作成される再生データにおける明のピクセルＰ２１の形状は、空間光変調器２４における明のピクセルＰ１１の形状である四角形からずれている。
【００２６】
前述のように空間光変調器２４をレーザ光が透過するとレーザ光は回折する。この様子を図で示したものが図３である。回折したレーザ光は、フーリエ変換レンズ２６に入射した角度が等しいレーザ光ごとに、フーリエ面にあるホログラム記録媒体５の同じ位置に集光する（これをフーリエ変換という）。そして、回折光は、外側に行くレーザ光（角度が大きいレーザ光）ほど強度が小さくなるので、ホログラム記録媒体５に集光したレーザ光は、中心から外側に向かって強度が小さいレーザ光となる。
【００２７】
ホログラム記録媒体５には感度特性があるため、記録はレーザ光の強度が高いレーザ光の中心部から記録が始まる。これは再生データにおける明のピクセルの形状に当てはめると、滲んだ状態から記録が始まり、次第に綺麗な形状に変わっていくと考えてよい。しかしながら、ホログラム記録媒体５の感度マージン（ダイナミックレンジ）が小さいと、ホログラム記録媒体５に集光したレーザ光の中心部の記録は充分に行われても、周辺部はレーザ光の強度が小さいため記録は充分には行われず、記録が終了してしまう。これは、再生データにおける明のピクセルの形状に当てはめると、滲んだ状態が綺麗な形状に変わっていく途中で記録が終了してしまうと考えてよい。従って、ホログラム記録媒体５に記録したデータを再生すると、再生データにおける明のピクセルＰ２１の形状は、図２に示すように空間光変調器２４における明のピクセルＰ１１の形状からずれることになる。より具体的にはピクセルの中央部より周辺部の明度が小さくなる。
【００２８】
そして、ホログラム記録媒体５の種類によって感度マージン（ダイナミックレンジ）が異なるため、再生データにおける明のピクセルＰ２１の形状と、空間光変調器２４における明のピクセルＰ１１の形状（記録時のピクセル形状）とのずれは、ホログラム記録媒体５の種類ごとに異なることになる。よって、再生データにおけるピクセルＰ１１の形状を評価することは、ホログラム記録媒体５の重要特性の１つである感度マージン（ダイナミックレンジ）の評価を行うことになる。
【００２９】
本実施例のホログラム記録媒体評価装置１はピクセル形状評価手段を有し、再生データにおける明のピクセルの形状の評価を次のように行う。図４に示すように、再生データにおいて記録時の明のピクセル（空間光変調器２４の明のピクセル）が形成される領域は、四角の外枠領域である。この領域を縦横に３分割し全部で９つの領城（分割領域Ｅ１〜Ｅ９：図４の実線で区切られた領域）を作成する。例えば四角の外枠領域のフォトセンサ３０の画素数が９×９であれば、３×３の画素数ごとに分割する。すなわち、各分割領域Ｅ１〜Ｅ９の画素数は、３×３（図４の破線で区切られた範囲）である。
【００３０】
そして、分割領域Ｅ１〜Ｅ９ごとに、その分割領域に含まれる９個の画素の明度の合計を計算し、分割領域Ｅ１〜Ｅ９の明度の値を算出する。次に、周辺部である分割領域Ｅ１〜Ｅ８の明度の平均値Ｓを計算し、中心部である分割領域Ｅ９の領域の明度Ｃで割り、計算された値Ｓ／Ｃをピクセル形状の評価値とする。
【００３１】
もし、再生データにおける明のピクセルＰ２１に理想形状である記録時のピクセルＰ１１の形状が形成されていれば、周辺部である分割領域Ｅ１〜Ｅ８の明度の平均値Ｓと中心部である分割領域Ｅ９の領域の明度Ｃは同じ値であるのでＳ／Ｃは１である。そして、中心部分のみに明のピクセルが形成され、周辺部に形成されていない場合は、Ｓ／Ｃは０である。したがって、ピクセルの形状の評価値は０〜１の範囲の値となり、１に値が近いほど評価値が良好であることになる。尚、周辺部の明度の平均値Ｓに分割領域Ｅ１〜Ｅ８の領域の平均値を使用する代わりに、中心部からの距離がより離れた周辺部である分割領域Ｅ１，Ｅ３，Ｅ５，Ｅ７の領域の平均値を使用してもよい。また、明度は、測定された明度値をコンピュータに使用される２５６分割の明度０〜２５５に割り当てればデータ処理が簡単であるので望ましい。
【００３２】
ピクセル明度データ生成回路１１８は、フォトセンサ３０の各画素が出力するデータから、再生データにおけるピクセルの各分割領域Ｅ１〜Ｅ９ごとに（記録時のピクセル形状の領域が９×９画素であれば３×３の画素ごとに）明度データを算出してコントローラ２００に出力する。この場合、すべての明のピクセルのデータでもよいし、フォトセンサ３０において設定された領域の明のピクセルのデータに限定してもよい。
【００３３】
コントローラ２００は、プログラム処理による明度評価手段を備える。すなわち、ピクセル明度データ生成回路１１８から入力したそれぞれの明のピクセルＰ２１における分割領域ごとの明度データから、それぞれの明のピクセルＰ２１における中心部の分割領域Ｅ９の明度Ｃを抽出し、それぞれの明のピクセルＰ２１ごとに、前述のように周辺部である分割領域Ｅ１〜Ｅ８（または分割領域Ｅ１，Ｅ３，Ｅ５，Ｅ７）の領域の明度の平均値Ｓを計算し、抽出した分割領域Ｅ９の領域の明度Ｃで割ってそれぞれの明のピクセルＰ２１ごとにＳ／Ｃを計算する。そしてすべての明のピクセルＰ２１におけるＳ／Ｃを平均し、平均値を評価値として表示装置２０４に表示する。このようにホログラム記録媒体評価装置１は、再生データにおけるピクセルＰ２１の形状を評価するピクセル形状評価手段を備える。
【００３４】
尚、評価値としてこれ以外に、Ｓ／Ｃのバラツキ（標準偏差）や空間情報を複数領域に分割し、各分割領域ごとのＳ／Ｃの平均値を表示してもよい。また、再生データにおけるピクセルＰ２１の形状は、ホログラム記録媒体５の感度マージン（ダイナミックレンジ）以外にも、ホログラム記録媒体５に記録する際のレーザ光強度などの記録条件にも影響する可能性があるので、ピクセル形状の評価値は記録条件と共に記録し把握することが望ましい。
【００３５】
以上のように、本実施例のホログラム記録媒体評価装置１によれば、ホログラム記録媒体５の再生データにおけるピクセルの形状の、記録時のピクセルの形状からのずれを数値で算出してホログラム記録媒体５を評価している。これにより、ホログラム記録媒体５の特性を正確に評価することが可能である。また、従来の評価用特性では充分に評価することができなかった感度マージン（ダイナミックレンジ）を評価でき、ホログラム記録媒体５の特性を正確に評価することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明によれば、ホログラム記録媒体の特性を正確に評価することが可能なホログラム記録媒体評価装置及びホログラム記録媒体評価方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るピクセルの形状を評価する手段を備えたホログラム記録媒体評価装置の構成図である。
【図２】ホログラム記録再生において空間光変調器に形成されるピクセルの形状とフォトセンサが出力する信号から作成されるピクセルの形状を示す説明図である。
【図３】ホログラム記録において空間光変調器を透過した回折光がフーリエ変換レンズにより集光する様子を示す説明図である。
【図４】再生データにおけるピクセルの形状を評価する際に記録時のおけるピクセルの形状の領域を分割する様子を示した説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・・・ホログラム記録媒体評価装置
５・・・・・ホログラム記録媒体
１２・・・・レーザ光源
１４・・・・レンズ
１６・・・・ビームスプリッタ
１８・・・・シャッタ
２０・・・・ビームエキスパンダ
２２・・・・レンズ
２４・・・・空間光変調器（ＳＬＭ）
２６・・・・フーリエ変換レンズ
２８・・・・逆フーリエ変換レンズ
３０・・・・フォトセンサ
３２・・・・ミラー
３４・・・・ミラー
３６・・・・ステージ
３８・・・・モーター
１００・・・レーザ駆動回路
１０２・・・記録用信号生成回路
１０６・・・再生用データ生成回路
１１８・・・ピクセル明度データ生成回路
１２０・・・回路制御回路
１３０・・・開閉制御回路
１５０・・・穴径可変遮光板
１５２・・・穴径制御回路
１５４・・・角度制御回路
１５６・・・位置制御回路
２００・・・コントローラ
２０２・・・入力装置
２０４・・・表示装置
【図１】
2008059620.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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