JP2013535297A - 肌または髪の状態診断装置 - Google Patents

Abstract

肌または髪の状態を診断する携帯用装置であって、ハウジングと、水分量計測器と、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）（１４、１５、１６、１８）とを含む装置。水分量計測器は、ハウジング内で支持され、水分量を測定するために肌または髪に接触させることができる外表面を有する。少なくとも１つのＬＥＤは、発光および光の吸収の両方の機能を果たす。有利には、ＬＥＤは、赤色発光体と、青色発光体と、緑色発光体と、２つの赤外線波長発光体とを含む。

Description

本発明は、人の肌または髪の状態を規定する複数のパラメータを同時に測定するための手持ち可能な装置に関する。

理想的な肌または髪を持たない人がほとんどである。欠点は、適切な製品を使用して美容的に処置することができる。適切な製品の選択は、科学的でない場合が多い。製品の中には、素晴らしい成果が得られるものもあれば、適度に改善できるものもあれば、決して効果があるとは言えないものもある。ぴったり適合した製品を選択するには、人の肌または髪の状態の診断から始める必要がある。

診断システムは、文献で報告されている。例えば、米国特許第５６２２６９２号（Ｒｉｇｇおよびその他）明細書には、小売販売の段階で肌の色を測定して適切な顔用ファンデーションを薦めるための携帯装置が開示されている。米国特許第５９４５１１２号（Ｆｌｙｎｎおよびその他）明細書には、人の肌の欠点をカバーするための専用ファンデーション製品を提供する方法が開示されている。上記の方法のステップは、分光光度法により顧客の通常の肌を測定して、通常肌の明るさ、赤み、および黄味の色値を求めるステップを含む。これらの色値は、その後、計算によって、設定プログラムによって決定された修正値に変換される。肌分析モジュールは、４００〜９００ｎｍ波長域で動作するＬＥＤのような少なくとも１つの可視光源で動作する携帯用分光光度計／比色計である。

特開２００３−２１０４１６号（Ｗａｖｅ Ｃｙｂｅｒ ＫＫ）には、透明体内に収容された肌測定器が記載されている。光源が透明体に照明光を向け、光検出器が接触面からの反射光を吸収する。含水量は、肌接触点における静電容量で測定される。さらに、透明体内にあるものは、肌表面を撮影するカメラである。

米国特許第５６２２６９２号明細書 米国特許第５９４５１１２号明細書 特開２００３−２１０４１６号公報

肌または髪の特性を測定する装置は周知であるが、総合的な診断を配信する装置はない。水分量、シミ、およびトポグラフィに関する情報を同時に測定／配信することができる、より優れた装置が必要である。

肌または髪の状態診断装置であって、
（ｉ）ハウジングと、
（ｉｉ）水分を測定するための水分量計測器であって、ハウジング内に支持され、水分量を測定するために肌または髪に接触させることができる外表面を有し、それぞれの静電容量が誘電率差に対して反応する少なくとも２本の隣接する金属線を含む計測器と、
（ｉｉｉ）ハウジング内に配置される複数の発光ダイオードであって、少なくとも１つは異なる時間に発光し、さらに診断されている肌または髪部分から反射された光を吸収する発光ダイオードと
を含む装置を提供する。

本発明のさらなる利点および特徴は、図面に関する考察から明らかになるであろう。

第１の実施形態の斜視図である。 第１の実施形態の上面図である。 ＬＥＤ配置を示す図である。

肌または髪の状態をより詳しく診断することができる装置を提供する。この装置は、水分を測定する水分量計測器と、色およびトポグラフィを測定する光を利用したシステムとを組み合わせた装置である。この装置は、携帯性が高い。さらに、収集されたデータは、終端にユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コネクタがあるコードを介して、コンピュータに容易にダウンロードできる。その後、肌または髪の値は、ダウンロードされたデータに基づいて計算される。

図１は、携帯型装置の一実施形態を示す図である。用語「携帯型」は、長さが３５ｃｍ未満、好ましくは１０〜２５ｃｍ（コードを含まず）、幅が２〜８インチ、好ましくは３〜６ｃｍで測定する装置を指す。装置は、シェル４と把持部６とを備えたハウジング２を特徴とする。通常、シェルは、高耐衝撃性プラスチックであるＡＢＳ（ポリアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）などの比較的硬質のプラスチックで形成される。有利には、把持領域は、ゴムなどの硬質度の低い材料で形成される。

測定値は、装置の診断領域８から取得される。通常、領域８は、ハウジングから伸びる電気コードまたは光ファイバーコードから離れた装置の一端部にある。領域８は少なくとも、透明壁で形成された中央部を有する。そのためには、透明プラスチックが有用である。光が透明プラスチックを透過することが必要条件である。

図２は、診断領域８を詳細に示した図である。この診断領域が肌に接触される時、最初に接触する面は、水分量計測器１２の水分感知セル１０の外表面９である。感知セル１０は、肌の角質層から電気信号を拾い上げる。回路基板上に形成された金属（好ましくは銅製）導電線が、感知セルの硬化樹脂に埋め込まれる。これらの導電線は、水性環境の誘電率差に対して感度を有する。誘電率差の結果生じる相対電気容量差により、肌または髪の表面の水分の測定値が得られる。水分量計測器は、Ｃｏｕｒａｇｅ−Ｋｈａｚａｋａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社（ケルン、ドイツ）から市販されている。感知セル１０は、光が透過できる中央透明窓１１を有する円形（ドーナッツ状）である。

複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、ハウジング内で水分量計測器の感知セル１０内部に５個のクラスタとして位置決めされる。これらの発光ダイオードにより、メラニンの量および分布に関する情報が得られる。図２には、赤外線ＬＥＤ１５と対である赤色波長ＬＥＤ１４と、青色波長ＬＥＤ１６と、緑色波長ＬＥＤ１８と、中央赤外線吸収波長ＬＥＤ２０とが示されている。各々の波長域は、赤色（６５０〜５６０ｎｍ、好ましくは、約５７０ｎｍ）、緑色（５３０〜５５５ｎｍ、好ましくは、約５４０ｎｍ）、青色（４１５〜４４０ｎｍ、好ましくは、約４３０ｎｍ）、赤外線（８５０〜９００ｎｍ、好ましくは、約８８０ｎｍ）である。有利には、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および赤色ＬＥＤの先端は、光を透過するように、中央窓および肌に対して２０°〜７５°、好ましくは、３５°〜５５°、最も有利には、約４５°傾斜している。すなわち、これらのＬＥＤは、肌に対して、優先的に約４５°で光を透過する。好ましい実施形態では、中央赤外線ＬＥＤ２０は、中央窓および肌表面に対して約９０°の配向角で（垂直にして）集光される。

本発明の重要な態様は、ＬＥＤの１つまたは複数が発光および反射光の吸収の両方の二重機能を果たすということである。これらのＬＥＤは、基本的には、双方向の光導管である。これらの光は肌領域２２に作用し、さらに肌領域からの反射を受け取る。図３は、ＬＥＤ配置を詳細に示した図である。

好適な実施形態では、分析される肌の色および組織を診断するのに反射分光法が使用される。この反射分光法は、光が肌から跳ね返され、その反射の強さを測定するものである。ＬＥＤはより短い波長を診断することができる光ダイオードであるので、ＬＥＤが使用される。好ましい実施形態では、１つまたは複数のＬＥＤは発光および検出をするが、同時には行われない。この装置のいくつかのＬＥＤは発光のみを行い、他のＬＥＤは検出のみを行うが、好ましい実施形態では、中央赤外線ＬＥＤは両方の機能を果たす。

反射分光法の測定値は、肌表面の光沢によって曖昧になってしまう可能性がある。センサ内のＬＥＤの特別な配置により、肌の表面光沢および分光学的特徴を測定することができる。

中央赤外線ＬＥＤ２０を囲む４個のＬＥＤは、中央赤外線ＬＥＤの軸が肌表面に作用する点２５でそれぞれの軸が交差するように配置される。

測定値は、以下のようにして得られる。赤色ＬＥＤ１４が、赤外線ＬＥＤ１５に対向して配置される。２つの光強度の測定値は、中央赤外線ＬＥＤ２０と赤外線ＬＥＤ１５を使用して得られる。これらの２つの測定値により、分光／散光表面特性および表面が吸収する赤色光の量に関する情報が得られる。

その後、赤色ＬＥＤ１４が消される。次に、緑色ＬＥＤ１８が点灯される。中央赤外線ＬＥＤ２０を使用して１つの測定値が得られる。同じ手順が青色ＬＥＤ１６と赤外線ＬＥＤ１５に対して繰り返される。ほぼ同時に、水分量計測器１２は、水分感知セル１０によって、照射された肌表面周囲または肌表面の同心円上の静電容量を測定する。

最初に水分量計測器およびＬＥＤで生成されたデータは、アナログ形式である。水分量計測器およびＬＥＤが本質的に測定されている物理事象に対してアナログ応答する変換器であるために、このアナログ形式になる。アナログデータは、次に、デジタル値（マイクロコントローラに記憶される数字）に変換される。その後、デジタル値は、今度は音響波信号として、再びアナログモードに変換される。音響信号は、その後、下流側のＵＳＢマイクロチップで再びデジタル信号に変換される。この方法により、基本周波数を２倍にする、または２分の１にすることができる。要するに、データはアナログからデジタル、デジタルからアナログ、アナログからデジタルに変換される。このＡＤＡＤ変換は、市販の部品を使用して、コンピュータが認識する方法で肌データを変換するための重要なポイントである。

生成されたデータは予め設定された一連の計算によって変換されて、測定肌領域に固有のスキンインデックス（Ｓｋｉｎ Ｉｎｄｅｘ）を識別することができる。スキンインデックスにより、ユーザは一定の期間にわたって肌を監視することができる。顧客の肌を改善された状態に調節するプログラムによって推奨された製品が監視期間にわたって使用されてもよい。このことで、顧客は、その製品または肌状態を改善するのに使用されるかもしれない任意の他の製品の効果を評価することができる。

ＵＳＢポート２６が、図１に示されている電線または光ファイバーコード２８の一端に取り付けられる。ＵＳＢポートは、装置付属プログラムにアクセスするためにコンピュータに接続することができる。ＵＳＢポートは、コンピュータに接続する最も有利なコネクタである。しかし、システムは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続またはシリアルポート接続経路によって動作してもよい。

最も好ましいのは、電力が外部の配電網からシステムに供給されることである。あるいは、電力は装置内の充電式バッテリまたは使い捨て式バッテリによって供給されてもよい。電力が充電式または使い捨て式のバッテリによって供給される場合、ハウジングから伸びるコードのみがデータ用コード２８になる。

本発明の一態様では、装置は、ユーザの肌用の「パーソナルトレーナー」とみなされる。

全てのＬＥＤが光を透過／吸収する中央窓近くに偏光板３０が配置されてもよい。

全ての特許、特許出願、刊行物を含む本明細書内で述べた全ての文献は、これらの内容全体を参照によって本願明細書に引用したものとする。

用語「備える」は、任意の後述される要素に限定されるのではなく、程度の差はあれ機能的重要性のある非特定の要素を含むことを意味する。すなわち、列挙されているステップ、要素、または選択肢は、包括的であるとは限らない。用語「含む」または「有する」が使用される場合、これらの用語は、上で定義した「備える」と等しい意味を示すものとする。

動作例および比較例を除いて、またはそれ以外に明確に示される場合を除いて、材料の量を示す本記述内の全ての番号は、用語「約」を使用することによって修正されているものと理解すべきである。

当然、任意の範囲の濃度または量を特定するのに、任意の特定の高い濃度は任意の特定の低い濃度または量に関連すると考えるべきである。

上述の記述は、本発明の選択された実施形態を説明するものであり、それに照らして、当業者は本発明の精神および範囲内にある変形および修正を行うことが可能である。

本発明は、人の肌または髪の状態を規定する複数のパラメータを同時に測定するための手持ち可能な装置に関する。

理想的な肌または髪を持たない人がほとんどである。欠点は、適切な製品を使用して美容的に処置することができる。適切な製品の選択は、科学的でない場合が多い。製品の中には、素晴らしい成果が得られるものもあれば、適度に改善できるものもあれば、決して効果があるとは言えないものもある。ぴったり適合した製品を選択するには、人の肌または髪の状態の診断から始める必要がある。

診断システムは、文献で報告されている。例えば、米国特許第５６２２６９２号（Ｒｉｇｇおよびその他）明細書には、小売販売の段階で肌の色を測定して適切な顔用ファンデーションを薦めるための携帯装置が開示されている。米国特許第５９４５１１２号（Ｆｌｙｎｎおよびその他）明細書には、人の肌の欠点をカバーするための専用ファンデーション製品を提供する方法が開示されている。上記の方法のステップは、分光光度法により顧客の通常の肌を測定して、通常肌の明るさ、赤み、および黄味の色値を求めるステップを含む。これらの色値は、その後、計算によって、設定プログラムによって決定された修正値に変換される。肌分析モジュールは、４００〜９００ｎｍ波長域で動作するＬＥＤのような少なくとも１つの可視光源で動作する携帯用分光光度計／比色計である。

特開２００３−２１０４１６号（Ｗａｖｅ Ｃｙｂｅｒ ＫＫ）には、透明体内に収容された肌測定器が記載されている。光源が透明体に照明光を向け、光検出器が接触面からの反射光を吸収する。含水量は、肌接触点における静電容量で測定される。さらに、透明体内にあるものは、肌表面を撮影するカメラである。

米国特許第２００９／０３１８９０８号明細書では、肌近くで使用するための肌監視装置であって、処理回路接続手段と、肌から反射および／または放出された光の少なくとも１つの近似波長を検出する構造の少なくとも１つの光検出器とを備え、少なくとも１つの光検出器から信号を受信するための信号受信回路が配設される監視装置が開示されている。

米国特許第５６２２６９２号明細書 米国特許第５９４５１１２号明細書 特開２００３−２１０４１６号公報

肌または髪の特性を測定する装置は周知であるが、総合的診断を配信する装置はない。水分量、シミ、およびトポグラフィに関する情報を同時に測定／配信することができる、より優れた装置が必要である。

請求項１に記載の肌または髪の状態診断装置を提供する。

本発明のさらなる利点および特徴は、図面に関する考察から明らかになるであろう。

第一の実施形態の斜視図である。 第１の実施形態の上面図である。 ＬＥＤ配置を示す図である。

肌または髪の状態をより詳しく診断することができる装置を提供する。この装置は、水分を測定する水和状態計測器と、色およびトポグラフィを測定する光を利用したシステムとを組み合わせた装置である。この装置は、携帯性が高い。さらに、収集されたデータは、終端部がユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コネクタであるコードを介して、コンピュータに容易にダウンロードできる。その後、肌または髪の値は、ダウンロードされたデータに基づいて計算される。

図１は、携帯型装置の一実施形態を示す図である。用語「携帯型」は、長さが３５ｃｍ未満、好ましくは１０〜２５ｃｍ（コードを含まず）、幅が２〜８インチ、好ましくは３〜６ｃｍで測定する装置を指す。装置は、シェル４と把持部６とを備えたハウジング２を特徴とする。通常、シェルは、高耐衝撃性プラスチックであるＡＢＳ（ポリアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）などの比較的硬質のプラスチックで形成される。有利には、把持領域は、ゴムなどの硬質度の低い材料で形成される。

測定値は、装置の診断領域８から取得される。通常、領域８は、ハウジングから伸びる電気コードまたは光ファイバーコードから離れた装置の一端部にある。領域８は少なくとも、透明壁で形成された中央部を有する。そのためには、透明プラスチックが有用である。光が透明プラスチックを透過することが必要条件である。

図２は、診断領域８を詳細に示した図である。この診断領域が肌に接触される時、最初に接触する面は、水分量計測器１２の水分感知セル１０の外表面９である。感知セル１０は、肌の角質層から電気信号を拾い上げる。回路基板上に形成された金属（好ましくは銅製）導電線が、感知セルの硬化樹脂に埋め込まれる。これらの導電線は、水性環境の誘電率差に対して感度を有する。誘電率差の結果生じる相対電気容量差により、肌または髪の表面の水分の測定値が得られる。水分量計測器は、Ｃｏｕｒａｇｅ−Ｋｈａｚａｋａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社（ケルン、ドイツ）から市販されている。感知セル１０は、光が透過できる中央透明窓１１を有する円形（ドーナッツ状）である。

複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、ハウジング内で水分量計測器の感知セル１０内部に５個のクラスタとして位置決めされる。これらの発光ダイオードにより、メラニンの量および分布に関する情報が得られる。図２には、赤外線ＬＥＤ１５と対である赤色波長ＬＥＤ１４と、青色波長ＬＥＤ１６と、緑色波長ＬＥＤ１８と、中央赤外線吸収波長ＬＥＤ２０とが示されている。各々の波長域は、赤色（６５０〜５６０ｎｍ、好ましくは、約５７０ｎｍ）、緑色（５３０〜５５５ｎｍ、好ましくは、約５４０ｎｍ）、青色（４１５〜４４０ｎｍ、好ましくは、約４３０ｎｍ）、赤外線（８５０〜９００ｎｍ、好ましくは、約８８０ｎｍ）である。有利には、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および赤色ＬＥＤの先端は、光を透過するように、中央窓および肌に対して２０°〜７５°、好ましくは、３５°〜５５°、最も有利には、約４５°傾斜している。すなわち、これらのＬＥＤは、肌に対して、優先的に約４５°で光を透過する。好ましい実施形態では、中央赤外線ＬＥＤ２０は、中央窓および肌表面に対して約９０°の配向角で（垂直にして）集光される。

本発明の重要な態様は、ＬＥＤの１つまたは複数が発光および反射光の吸収の両方の二重機能を果たすということである。これらのＬＥＤは、基本的には、双方向の光導管である。これらの光は肌領域２２に作用し、さらに肌領域からの反射を受け取る。図３は、ＬＥＤ配置を詳細に示した図である。

好適な実施形態では、分析される肌の色および組織を診断するのに反射分光法が使用される。この反射分光法は、光が肌から跳ね返され、その反射の強さを測定するものである。ＬＥＤはより短い波長を診断することができる光ダイオードであるので、ＬＥＤが使用される。好ましい実施形態では、１つまたは複数のＬＥＤは発光および検出をするが、同時には行われない。この装置のいくつかのＬＥＤは発光のみを行い、他のＬＥＤは検出のみを行うが、好ましい実施形態では、中央赤外線ＬＥＤは両方の機能を果たす。

反射分光法の測定値は、肌表面の光沢によって曖昧になってしまう可能性がある。センサ内のＬＥＤの特別な配置により、肌の表面光沢および分光学的特徴を測定することができる。

中央赤外線ＬＥＤ２０を囲む４個のＬＥＤは、中央赤外線ＬＥＤの軸が肌表面に作用する点２５でそれぞれの軸が交差するように配置される。

測定値は、以下のようにして得られる。赤色ＬＥＤ１４が、赤外線ＬＥＤ１５に対向して配置される。２つの光強度の測定値は、中央赤外線ＬＥＤ２０と赤外線ＬＥＤ１５を使用して得られる。これらの２つの測定値により、分光／散光表面特性および表面が吸収する赤色光の量に関する情報が得られる。

その後、赤色ＬＥＤ１４が消される。次に、緑色ＬＥＤ１８が点灯される。中央赤外線ＬＥＤ２０を使用して１つの測定値が得られる。同じ手順が青色ＬＥＤ１６と赤外線ＬＥＤ１５に対して繰り返される。ほぼ同時に、水分量計測器１２は、水分感知セル１０によって、照射された肌表面周囲または肌表面の同心円上の静電容量を測定する。

最初に水分量計測器およびＬＥＤで生成されたデータは、アナログ形式である。水分量計測器およびＬＥＤが本質的に測定されている物理事象に対してアナログ応答する変換器であるために、このアナログ形式になる。アナログデータは、次に、デジタル値（マイクロコントローラに記憶される数字）に変換される。その後、デジタル値は、今度は音響波信号として、再びアナログモードに変換される。音響信号は、その後、下流側のＵＳＢマイクロチップで再びデジタル信号に変換される。この方法により、基本周波数を２倍にする、または２分の１にすることができる。要するに、データはアナログからデジタル、デジタルからアナログ、アナログからデジタルに変換される。このＡＤＡＤ変換は、市販の部品を使用して、コンピュータが認識する方法で肌データを変換するための重要なポイントである。

生成されたデータは予め設定された一連の計算によって変換されて、測定肌領域に固有のスキンインデックス（Ｓｋｉｎ Ｉｎｄｅｘ）を識別することができる。スキンインデックスにより、ユーザは一定の期間にわたって肌を監視することができる。顧客の肌を改善された状態に調節するプログラムによって推奨された製品が監視期間にわたって使用されてもよい。このことで、顧客は、その製品または肌状態を改善するのに使用されるかもしれない任意の他の製品の効果を評価することができる。

ＵＳＢポート２６が、図１に示されている電線または光ファイバーコード２８の一端に取り付けられる。ＵＳＢポートは、装置付属プログラムにアクセスするためにコンピュータに接続することができる。ＵＳＢポートは、コンピュータに接続する最も有利なコネクタである。しかし、システムは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続またはシリアルポート接続経路によって動作してもよい。

最も好ましいのは、電力が外部の配電網からシステムに供給されることである。あるいは、電力は装置内の充電式バッテリまたは使い捨て式バッテリによって供給されてもよい。電力が充電式または使い捨て式のバッテリによって供給される場合、ハウジングから伸びるコードのみがデータ用コード２８になる。

本発明の一態様では、装置は、ユーザの肌用の「パーソナルトレーナー」と考えられる。

全てのＬＥＤが光を透過／吸収する中央窓近くに偏光板３０が配置されてもよい。

用語「備える」は、任意の後述される要素に限定されるのではなく、程度の差はあれ機能的重要性のある非特定の要素を含むことを意味する。すなわち、列挙されているステップ、要素、または選択肢は、包括的である必要はない。用語「含む」または「有する」が使用される場合、これらの用語は、上で定義した「備える」と等しい意味を示すものとする。

動作例および比較例を除いて、またはそれ以外に明確に示される場合を除いて、材料の量を示す本記述内の全ての番号は、用語「約」を使用することによって修正できるものと理解すべきである。

当然、任意の範囲の濃度または量を特定するのに、任意の特定の高い濃度は任意の特定の低い濃度または量に関係付けられると考えるべきである。

上述の記述は、本発明の選択された実施形態を説明するものである。

Claims (8)

1. 肌または髪の状態診断装置であって、
   （ｉ）ハウジングと、
   （ｉｉ）水分を測定するための水分量計測器機構であって、ハウジング内に支持され、水分量を測定するために肌または髪に接触させることができる外表面を有し、それぞれの静電容量が誘電率差に対して反応する少なくとも２本の隣接する金属線を備える計測器機構と、
   （ｉｉｉ）ハウジング内に配置される複数の発光ダイオードであって、少なくとも１つは異なる時間に発光し、さらに診断されている肌または髪部分から反射された光を吸収する発光ダイオードと
   を備える装置。
2. 発光ダイオードが、１つの赤色発光体と、１つの青色発光体と、１つの緑色発光体と、２つの赤外線波長発光体とを備える、請求項１に記載の装置。
3. 水分量計測器の外表面部分が中央窓を囲み、発光ダイオードは中央窓から光を透過するように配置される、請求項１または２に記載の装置。
4. 発光ダイオードが、中央窓に対して２０°〜９０°の角度範囲で配向される、請求項３に記載の装置。
5. 角度の範囲が、３５°〜５５°である、請求項４に記載の装置。
6. 複数の発光ダイオードのうちの１つが、中央窓および測定されている肌または髪に垂直に配向された赤外線波長受光部である、請求項３に記載の装置。
7. データを伝送するための光ファイバまたは電線を含む１本のコードであって、ハウジングから伸び、一端にＵＳＢポートを有するコードを備える、請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の装置。
8. 水分量計測器機構および発光ダイオードが、アナログ形式のデータを生成し、アナログ形式のデータは、デジタル値に変換されて、その後、伝送するために音響信号として再びアナログ形式に変換される、請求項１から７のうちのいずれか一項に記載の装置。

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