JPH05291924A - 人体検知センサ - Google Patents
人体検知センサInfo
- Publication number
- JPH05291924A JPH05291924A JP9465692A JP9465692A JPH05291924A JP H05291924 A JPH05291924 A JP H05291924A JP 9465692 A JP9465692 A JP 9465692A JP 9465692 A JP9465692 A JP 9465692A JP H05291924 A JPH05291924 A JP H05291924A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- human body
- sensing
- detection
- sensitivity
- person
- Prior art date
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- Pending
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- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Toilet Supplies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】人を検知した後は許容範囲で人が多少移動して
も非検知状態にならないようにした人体検知センサを提
供する。 【構成】便座2の着座部位にセンシング部10を設け
る。センシング部10は内側電極11と外側電極12と
を略同一平面上に近接させて配置した検知エレメント1
を少なくとも1個備える。検知回路3は、外側電極12
にパルス電圧を印加し、内側電極11での検出電流の波
高値の変化に基づいて、人体の接近ないし接触を検出す
る。検知回路3は、人体の存否を判定する感度が高低2
段階に設定可能であり、人体の検知前には低感度側に設
定し、人体の検知後には高感度側に切り換える。したが
って、人体の検知前には低感度であることによって、人
体以外の他の物体の一時的接近などによる誤検知を防止
することができる。また、人体を検知した後には、人が
多少移動しても検知状態を維持することができる。
も非検知状態にならないようにした人体検知センサを提
供する。 【構成】便座2の着座部位にセンシング部10を設け
る。センシング部10は内側電極11と外側電極12と
を略同一平面上に近接させて配置した検知エレメント1
を少なくとも1個備える。検知回路3は、外側電極12
にパルス電圧を印加し、内側電極11での検出電流の波
高値の変化に基づいて、人体の接近ないし接触を検出す
る。検知回路3は、人体の存否を判定する感度が高低2
段階に設定可能であり、人体の検知前には低感度側に設
定し、人体の検知後には高感度側に切り換える。したが
って、人体の検知前には低感度であることによって、人
体以外の他の物体の一時的接近などによる誤検知を防止
することができる。また、人体を検知した後には、人が
多少移動しても検知状態を維持することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、人体の接近や接触の状
態に応じて変動する変量に基づいて人体の接近ないし接
触を検知する人体検知センサに関するものである。
態に応じて変動する変量に基づいて人体の接近ないし接
触を検知する人体検知センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、人体の接近ないし接触を検知
する人体検知センサとしては、離間して配置した一対の
電極に対して人体が接近することによる容量変化を検出
する静電容量型の人体検知センサや、人体から放射され
る熱線を検出する熱感型の人体検知センサなどが知られ
ている。
する人体検知センサとしては、離間して配置した一対の
電極に対して人体が接近することによる容量変化を検出
する静電容量型の人体検知センサや、人体から放射され
る熱線を検出する熱感型の人体検知センサなどが知られ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これらの人体検知セン
サは、人体の接近ないし接触を検知するものであるか
ら、微小な距離範囲内での人体の存否を検出しているも
のであって、人が多少移動しただけでも非検知状態にな
ることがあるという問題を有している。たとえば、便座
に着座している間だけ局部洗浄装置などの負荷を駆動で
きるようにすることが考えられているが、負荷の動作中
に人が多少移動するだけでも非検知状態になって、負荷
が停止してしまうことがある。
サは、人体の接近ないし接触を検知するものであるか
ら、微小な距離範囲内での人体の存否を検出しているも
のであって、人が多少移動しただけでも非検知状態にな
ることがあるという問題を有している。たとえば、便座
に着座している間だけ局部洗浄装置などの負荷を駆動で
きるようにすることが考えられているが、負荷の動作中
に人が多少移動するだけでも非検知状態になって、負荷
が停止してしまうことがある。
【0004】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、人を検知した後は許容範囲で人が多少移動し
ても非検知状態にならないようにした人体検知センサを
提供しようとするものである。
のであり、人を検知した後は許容範囲で人が多少移動し
ても非検知状態にならないようにした人体検知センサを
提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、人体の接近や接触の状態に応じて変動
する変量に基づいて人体の接近ないし接触を検知する人
体検知センサにおいて、人体の存否を判定する感度を高
低2段階に設定可能とし、人体の検知前は低感度側に設
定し、人体の検知後は高感度側に設定する誤動作防止手
段を設けているのである。
達成するために、人体の接近や接触の状態に応じて変動
する変量に基づいて人体の接近ないし接触を検知する人
体検知センサにおいて、人体の存否を判定する感度を高
低2段階に設定可能とし、人体の検知前は低感度側に設
定し、人体の検知後は高感度側に設定する誤動作防止手
段を設けているのである。
【0006】
【作用】上記構成によれば、人体の存否を判定する感度
を高低2段階に設定可能として、人体の検知前には低感
度側に設定し、人体の検知後には高感度側に切り換える
ので、人体の検知前には低感度であることによって、人
体以外の他の物体の一時的接近などによる誤検知を防止
することができ、しかも、人体を検知した後には、人が
多少移動しても検知状態を維持することができるのであ
る。その結果、人体の検知に伴って負荷を駆動するよう
な場合に、負荷の使用中に人が多少移動しても負荷の動
作を継続させることができ、使用途中で負荷が停止する
といった誤動作を防止することができるのである。
を高低2段階に設定可能として、人体の検知前には低感
度側に設定し、人体の検知後には高感度側に切り換える
ので、人体の検知前には低感度であることによって、人
体以外の他の物体の一時的接近などによる誤検知を防止
することができ、しかも、人体を検知した後には、人が
多少移動しても検知状態を維持することができるのであ
る。その結果、人体の検知に伴って負荷を駆動するよう
な場合に、負荷の使用中に人が多少移動しても負荷の動
作を継続させることができ、使用途中で負荷が停止する
といった誤動作を防止することができるのである。
【0007】
【実施例】本実施例では、人体の接近に伴う静電容量の
変化によって人体を検知する人体検知センサを、便座に
人が着座したことを検出する目的に使用する例を示す。
すなわち、便座に着座している間に、便座に内蔵したヒ
ータに通電したり、局部洗浄装置を動作可能にしたりす
るのである。
変化によって人体を検知する人体検知センサを、便座に
人が着座したことを検出する目的に使用する例を示す。
すなわち、便座に着座している間に、便座に内蔵したヒ
ータに通電したり、局部洗浄装置を動作可能にしたりす
るのである。
【0008】検知エレメント1は、図3に示すように、
内側電極11と、内側電極11の外周を全周に亙って囲
む外側電極12とを略同一平面上に配置したシート状に
形成される。内側電極11および外側電極12は絶縁体
のベース13に積層ないし埋設される。図4に示すよう
に、内側電極11は検出用のトランジスタQのベースに
接続され、外側電極12には矩形波であるパルス電圧が
駆動信号drv として印加される。すなわち、駆動信号dr
v を外側導体12に印加すれば、内側導体11では駆動
信号drv の立ち上がりと立ち下がりとに対応した電流が
検出される。
内側電極11と、内側電極11の外周を全周に亙って囲
む外側電極12とを略同一平面上に配置したシート状に
形成される。内側電極11および外側電極12は絶縁体
のベース13に積層ないし埋設される。図4に示すよう
に、内側電極11は検出用のトランジスタQのベースに
接続され、外側電極12には矩形波であるパルス電圧が
駆動信号drv として印加される。すなわち、駆動信号dr
v を外側導体12に印加すれば、内側導体11では駆動
信号drv の立ち上がりと立ち下がりとに対応した電流が
検出される。
【0009】検知エレメント1の周囲に物体が存在しな
ければ、図5(a)のように、内側電極11と外側電極
12との間にのみ電荷が分布している。一方、図5
(b)のように、検知エレメント1に対して人体のよう
な大地間容量の大きくなる物体が接近すると、外側電極
12と物体との間にコンデンサが形成されることにな
る。このコンデンサは大地へのバイパスコンデンサとし
て機能するから、駆動信号drv の立ち上がりと立ち下が
りとに対応して内側電極11で検出される電流の波高値
が、物体が存在しないときよりも低減することになる。
すなわち、物体が存在しないときに電流の波高値が図6
(a)のようであるとすれば、物体が存在するときには
図6(b)のように波高値が低減するのである。したが
って、トランジスタQのコレクタより出力される検出信
号sen の波高値に基づいて物体の存否を判定できること
になる。
ければ、図5(a)のように、内側電極11と外側電極
12との間にのみ電荷が分布している。一方、図5
(b)のように、検知エレメント1に対して人体のよう
な大地間容量の大きくなる物体が接近すると、外側電極
12と物体との間にコンデンサが形成されることにな
る。このコンデンサは大地へのバイパスコンデンサとし
て機能するから、駆動信号drv の立ち上がりと立ち下が
りとに対応して内側電極11で検出される電流の波高値
が、物体が存在しないときよりも低減することになる。
すなわち、物体が存在しないときに電流の波高値が図6
(a)のようであるとすれば、物体が存在するときには
図6(b)のように波高値が低減するのである。したが
って、トランジスタQのコレクタより出力される検出信
号sen の波高値に基づいて物体の存否を判定できること
になる。
【0010】検出信号sen は後述する検知回路に入力さ
れる。検知回路では、電源投入時の検出信号sen の波高
値(すなわち、検出電流の波高値)に基づいて求めた基
準値を記憶し、以後の検出信号sen の波高値と基準値と
を比較する。検出信号sen の波高値が基準値よりも小さ
くなると物体が接近したものとして2値の出力信号を反
転させるのである。この出力信号によりリレー等のスイ
ッチ要素を制御すれば、負荷をオン・オフすることがで
きる。
れる。検知回路では、電源投入時の検出信号sen の波高
値(すなわち、検出電流の波高値)に基づいて求めた基
準値を記憶し、以後の検出信号sen の波高値と基準値と
を比較する。検出信号sen の波高値が基準値よりも小さ
くなると物体が接近したものとして2値の出力信号を反
転させるのである。この出力信号によりリレー等のスイ
ッチ要素を制御すれば、負荷をオン・オフすることがで
きる。
【0011】人体検知センサのセンシング部10は、上
述した検知エレメント1を少なくとも1個用いることに
よって構成される。多数個の検知エレメント1を用いて
センシング部10を形成する場合には、図7に示すよう
に検知エレメント1をマトリクス状に配列すればよい。
多数個の検知エレメント1を備えるセンシング部10を
形成すれば、個々の検知エレメント1での検出結果のば
らつきを相殺して検知感度を安定化したり、面積の広い
物体を検知することが可能になる。この場合、行または
列ごとに検知エレメント1をスキャンして状態変化を検
出すればよい。多数個の検知エレメント1を有する場合
でも全体をシート状に形成することができる。
述した検知エレメント1を少なくとも1個用いることに
よって構成される。多数個の検知エレメント1を用いて
センシング部10を形成する場合には、図7に示すよう
に検知エレメント1をマトリクス状に配列すればよい。
多数個の検知エレメント1を備えるセンシング部10を
形成すれば、個々の検知エレメント1での検出結果のば
らつきを相殺して検知感度を安定化したり、面積の広い
物体を検知することが可能になる。この場合、行または
列ごとに検知エレメント1をスキャンして状態変化を検
出すればよい。多数個の検知エレメント1を有する場合
でも全体をシート状に形成することができる。
【0012】上記構成のセンシング部10を用いて人が
便座に着座したことを検知する場合には、図1(a)に
示すように、便座2における着座部位にセンシング部1
0を配置する。センシング部10は、図1(b)に示す
ように1個の検知エレメント1を備え、便座2の前半部
に沿う形になるように略U形に形成されている。要する
に、内側電極11および外側電極12がともに略U形に
形成されているのである。センシング部10は、便座2
の内部、上面、下面のいずれでも設けることができる
が、センシング部10の破損を防止するためには、成形
品よりなる便座2に埋設するか、あるいは、便座2の下
面側に形成した凹所(図示せず)内に配置してヒータ
(図示せず)により凹所を閉塞するようにして取り付け
るのが望ましい。センシング部10は薄肉に形成するこ
とができるから、センシング部10よりも下側にヒータ
を設けている場合であっても、便座2の上面側への熱伝
導が損なわれることはない。
便座に着座したことを検知する場合には、図1(a)に
示すように、便座2における着座部位にセンシング部1
0を配置する。センシング部10は、図1(b)に示す
ように1個の検知エレメント1を備え、便座2の前半部
に沿う形になるように略U形に形成されている。要する
に、内側電極11および外側電極12がともに略U形に
形成されているのである。センシング部10は、便座2
の内部、上面、下面のいずれでも設けることができる
が、センシング部10の破損を防止するためには、成形
品よりなる便座2に埋設するか、あるいは、便座2の下
面側に形成した凹所(図示せず)内に配置してヒータ
(図示せず)により凹所を閉塞するようにして取り付け
るのが望ましい。センシング部10は薄肉に形成するこ
とができるから、センシング部10よりも下側にヒータ
を設けている場合であっても、便座2の上面側への熱伝
導が損なわれることはない。
【0013】センシング部10の外側電極12には、図
1(b)のように、マイクロコンピュータよりなる検知
回路3からの駆動信号drv が印加される。駆動信号drv
は20m秒の周期を有した矩形波である。内側電極11
にはトランジスタQのベースが接続されているから、ト
ランジスタQのコレクタから検出信号sen が得られ、信
号処理部4を通して検出信号sen の波高値に対応する信
号が検知回路3に入力される。信号処理部4では、駆動
信号drv の立ち上がりおよび立ち下がりに対応して発生
する図6のような微分波形の信号に基づいて、図2に示
すように、微分波形の波高値に比例する波高値を有した
矩形波の信号を出力する。検知回路3では上述したよう
に作成した基準値と検出信号sen の波高値とを駆動信号
drv を送出するたびに比較し、波高値が基準値以下にな
る状態が100m秒以上継続すると(すなわち、5個以
上の駆動信号drv に対して波高値が基準値以下である
と)、人が着座したと判定して2値の出力信号を反転さ
せるのである。すなわち、人を検知していない状態で信
号処理部4から図2(a)のような波高値の信号が出力
されているとすれば、人が着座したときには波高値が図
2(c)のように低下する。ここで、波高値よりも基準
値Vbを高く設定しておけば、2値の出力信号が反転す
るのである。基準値Vbは、高く設定すると人が着座し
ていない場合でも出力信号を反転させることになって誤
動作の原因になるから、人の着座を判定できる範囲で、
できるだけ低く設定しておくのが望ましい。
1(b)のように、マイクロコンピュータよりなる検知
回路3からの駆動信号drv が印加される。駆動信号drv
は20m秒の周期を有した矩形波である。内側電極11
にはトランジスタQのベースが接続されているから、ト
ランジスタQのコレクタから検出信号sen が得られ、信
号処理部4を通して検出信号sen の波高値に対応する信
号が検知回路3に入力される。信号処理部4では、駆動
信号drv の立ち上がりおよび立ち下がりに対応して発生
する図6のような微分波形の信号に基づいて、図2に示
すように、微分波形の波高値に比例する波高値を有した
矩形波の信号を出力する。検知回路3では上述したよう
に作成した基準値と検出信号sen の波高値とを駆動信号
drv を送出するたびに比較し、波高値が基準値以下にな
る状態が100m秒以上継続すると(すなわち、5個以
上の駆動信号drv に対して波高値が基準値以下である
と)、人が着座したと判定して2値の出力信号を反転さ
せるのである。すなわち、人を検知していない状態で信
号処理部4から図2(a)のような波高値の信号が出力
されているとすれば、人が着座したときには波高値が図
2(c)のように低下する。ここで、波高値よりも基準
値Vbを高く設定しておけば、2値の出力信号が反転す
るのである。基準値Vbは、高く設定すると人が着座し
ていない場合でも出力信号を反転させることになって誤
動作の原因になるから、人の着座を判定できる範囲で、
できるだけ低く設定しておくのが望ましい。
【0014】一方、人の着座を検知した後には、図2
(b)に示すように、検知前に設定していた基準値Vb
よりも基準値Vaを高く設定する。すなわち、着座した
人が多少移動して図2(b)のように信号処理部4から
の信号の波高値が多少高くなっても、出力信号がすぐに
は元の状態に戻ることがないように検知前よりも高感度
に設定するのである。また、人の着座を検知した後は、
波高値が基準値Va以下になる状態が100m秒以上継
続すると、人が立ったものと判断する。人が立った後は
基準値を元に戻して低感度に切り換える。要するに、人
の検知前には低感度とし、一旦検知すると高感度として
検知状態を維持し、人が検知されなくなると低感度に戻
すのであって、動作特性にヒステリシスを付与すること
によって、出力信号のチャタリングを防止しているので
ある。感度の設定の目安としては、便座2に用いる場合
であれば、両腿が接触している状態を検出するように基
準値Vbを設定し、片腿が接触している状態を検出する
ように基準値Vaを設定すればよい。このように検知回
路3は基準値Va,Vbを切り換えることによって、誤
動作防止手段を構成する。ここにおいて、人の検知後に
波高値が基準値以下になる状態の継続によって人が立っ
たと判断するまでの時間は、100m秒よりも長く設定
してもよい(たとえば、200m秒)。この時間を長く
設定するほど人の移動に対する出力信号のチャタリング
が生じにくくなる。
(b)に示すように、検知前に設定していた基準値Vb
よりも基準値Vaを高く設定する。すなわち、着座した
人が多少移動して図2(b)のように信号処理部4から
の信号の波高値が多少高くなっても、出力信号がすぐに
は元の状態に戻ることがないように検知前よりも高感度
に設定するのである。また、人の着座を検知した後は、
波高値が基準値Va以下になる状態が100m秒以上継
続すると、人が立ったものと判断する。人が立った後は
基準値を元に戻して低感度に切り換える。要するに、人
の検知前には低感度とし、一旦検知すると高感度として
検知状態を維持し、人が検知されなくなると低感度に戻
すのであって、動作特性にヒステリシスを付与すること
によって、出力信号のチャタリングを防止しているので
ある。感度の設定の目安としては、便座2に用いる場合
であれば、両腿が接触している状態を検出するように基
準値Vbを設定し、片腿が接触している状態を検出する
ように基準値Vaを設定すればよい。このように検知回
路3は基準値Va,Vbを切り換えることによって、誤
動作防止手段を構成する。ここにおいて、人の検知後に
波高値が基準値以下になる状態の継続によって人が立っ
たと判断するまでの時間は、100m秒よりも長く設定
してもよい(たとえば、200m秒)。この時間を長く
設定するほど人の移動に対する出力信号のチャタリング
が生じにくくなる。
【0015】上述したように、動作特性にヒステリシス
を付与し、また、検知状態において非検知状態に移行す
るための判定時間を長くすることによって、出力信号の
チャタリングが発生しにくくなる。その結果、便座2に
着座している人が用便中や局部洗浄器の使用中に移動し
たとしても、人体検知センサの検知結果に連動するヒー
タや局部洗浄器などの負荷が、使用途中で停止すること
を防止することができるのである。
を付与し、また、検知状態において非検知状態に移行す
るための判定時間を長くすることによって、出力信号の
チャタリングが発生しにくくなる。その結果、便座2に
着座している人が用便中や局部洗浄器の使用中に移動し
たとしても、人体検知センサの検知結果に連動するヒー
タや局部洗浄器などの負荷が、使用途中で停止すること
を防止することができるのである。
【0016】
【発明の効果】本発明は上述のように、人体の存否を判
定する感度を高低2段階に設定可能として、人体の検知
前には低感度側に設定し、人体の検知後には高感度側に
切り換えるので、人体の検知前には低感度であることに
よって、人体以外の他の物体の一時的接近などによる誤
検知を防止することができ、しかも、人体を検知した後
には、人が多少移動しても検知状態を維持することがで
きるという効果がある。その結果、人体の検知に伴って
負荷を駆動するような場合に、負荷の使用中に人が多少
移動しても負荷の動作を継続させることができ、使用途
中で負荷が停止するといった誤動作を防止することがで
きるという利点を有する。
定する感度を高低2段階に設定可能として、人体の検知
前には低感度側に設定し、人体の検知後には高感度側に
切り換えるので、人体の検知前には低感度であることに
よって、人体以外の他の物体の一時的接近などによる誤
検知を防止することができ、しかも、人体を検知した後
には、人が多少移動しても検知状態を維持することがで
きるという効果がある。その結果、人体の検知に伴って
負荷を駆動するような場合に、負荷の使用中に人が多少
移動しても負荷の動作を継続させることができ、使用途
中で負荷が停止するといった誤動作を防止することがで
きるという利点を有する。
【図1】実施例を示し、(a)は人体検知センサを用い
た便座を示す平面図、(b)は人体検知センサを示す回
路図である。
た便座を示す平面図、(b)は人体検知センサを示す回
路図である。
【図2】実施例の動作説明図である。
【図3】実施例に用いる検知エレメントの平面図であ
る。
る。
【図4】実施例の要部回路図である。
【図5】実施例の原理説明図である。
【図6】実施例の動作説明図である。
【図7】実施例に用いるセンシング部の一例を示す平面
図である。
図である。
1 検知エレメント 2 便座 3 検知回路 10 センシング部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年6月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】検知エレメント1の周囲に物体が存在しな
ければ、図5(a)のように、内側電極11と外側電極
12との間にのみ電荷が分布している。一方、図5
(b)のように、検知エレメント1に対して人体のよう
な大地間容量の大きくなる物体が接近すると、外側電極
12と物体との間にコンデンサが形成されることにな
る。このコンデンサは大地へのバイパスコンデンサとし
て機能するから、内側電極11と外側電極12との間の
静電容量は物体が存在しないときよりも低減することに
なり、駆動信号drv の立ち上がり時および立ち下がり時
のトランジスタQのベースに流れる電流が低減する。し
たがって、トランジスタQのコレクタ出力である検出信
号sen には、物体の存否によって図6に示すような波高
値の変化が生じる。
ければ、図5(a)のように、内側電極11と外側電極
12との間にのみ電荷が分布している。一方、図5
(b)のように、検知エレメント1に対して人体のよう
な大地間容量の大きくなる物体が接近すると、外側電極
12と物体との間にコンデンサが形成されることにな
る。このコンデンサは大地へのバイパスコンデンサとし
て機能するから、内側電極11と外側電極12との間の
静電容量は物体が存在しないときよりも低減することに
なり、駆動信号drv の立ち上がり時および立ち下がり時
のトランジスタQのベースに流れる電流が低減する。し
たがって、トランジスタQのコレクタ出力である検出信
号sen には、物体の存否によって図6に示すような波高
値の変化が生じる。
Claims (1)
- 【請求項1】 人体の接近や接触の状態に応じて変動す
る変量に基づいて人体の接近ないし接触を検知する人体
検知センサにおいて、人体の存否を判定する感度を高低
2段階に設定可能とし、人体の検知前は低感度側に設定
し、人体の検知後は高感度側に設定する誤動作防止手段
を設けたことを特徴とする人体検知センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9465692A JPH05291924A (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 人体検知センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9465692A JPH05291924A (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 人体検知センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05291924A true JPH05291924A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=14116303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9465692A Pending JPH05291924A (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 人体検知センサ |
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A02 | Decision of refusal |
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