DE2354100B2 - WINDOW COLLECTION DETECTOR WITH A LIGHT SOURCE EMITTING LIGHT ON THE DIRTY WINDOW SURFACE THROUGH THE WINDOW AND A CHANGES CAUSED BY THE WINDOW CLEANING, LOCKED UP AND REMOVED - Google Patents

WINDOW COLLECTION DETECTOR WITH A LIGHT SOURCE EMITTING LIGHT ON THE DIRTY WINDOW SURFACE THROUGH THE WINDOW AND A CHANGES CAUSED BY THE WINDOW CLEANING, LOCKED UP AND REMOVED

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DE2354100B2 DE19732354100 DE2354100A DE2354100B2 DE 2354100 B2 DE2354100 B2 DE 2354100B2 DE 19732354100 DE19732354100 DE 19732354100 DE 2354100 A DE2354100 A DE 2354100A DE 2354100 B2 DE2354100 B2 DE 2354100B2
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Description

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Die Erfindung betrifft einen Scheibenversehmutiungsmeldcr mit einer auf die beschmutzte Schcibenfläthe durch die Scheibe hindurch Licht aussendenden Lichtquelle und einem das an der beschmuizten Scheibenfläche durch die Scheibe hindurch zurückgewortcnc Licht registrierenden Lichtmeßgerät und hieran angeschlossenem Signalgeber.The invention relates to a disk damage alarm with one on the soiled Schcibenfläthe light source emitting light through the pane and one on the smudged one Disc surface answered back through the disc Light registering light meter and signal transmitter connected to it.

Bislang ist noch keine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art bei Tageslicht im Einsatz. In der deutschen Patentanmeldung P 21 01 319.4 wird zwar beispielsweise vorgeschlagen, das Licht einer vor der Scheibe befindlichen Lichtquelle durch diese hindurch-/iiMMiden und die durch die Seheibcnverschmut/ung verursachte Lichtschwächung durch ein hinter der Scheibe angeordnetes Lichtmeßgerät zu registrieren. Dieser Vorschlag hat jedoch neben dem baulichen Nachteil, daß Lichtquelle und Lichtmeßgerät an zwei getrennten Orten beiderseits der Scheibe anzuordnen sind, den grundsätzlichen Nachteil, daß er das Problem der wechselnden Fremdlichtstärke nicht ausreichend berücksichtigt. Letzteres führt dazu, daß zur Kompensation der wechselnden Fremdlichtstärken bei Tages- und Nachtlicht der Ergänzungsvorschlag gemacht wird, ein zweites Lichtmeßgerät neben dem ersten aufzustellen, um durch eine Differenzbildung beider Meßwerte der Lichtmeßgeräte die Störgröße der Umgebungshelligkeit zu eliminieren. Der erwähnte bauliche Nachteil der getrennten Anordnung der Lichtquelle und des Lichtmeßgerätes ergibt einen großen Abstand zwischen beiden und kompliziert die genaue optische Fokussierung. Ferner durchdringt der Lichtmeßstrahl bei dieser räumlichen Anordnung die auf ihre Verschmutzung zu messende Scheibe nur punktförmig und erfaßt nicht den übrigen Zustand der Scheibe. Aus diesen Grunden dürfte der erwähnte Vorschlag auch in Zukunft keine Verwirklichung finden.So far, no device of the type mentioned has been used in daylight. In the German patent application P 21 01 319.4 is proposed, for example, the light a before Disc located light source through this / iiMMiden and the weakening of light caused by the pollution of the eyes by a behind the To register disc arranged light meter. However, this proposal has in addition to the structural Disadvantage that the light source and light meter have to be arranged in two separate locations on both sides of the pane are, the fundamental disadvantage that it does not adequately address the problem of changing external light intensity considered. The latter leads to the fact that to compensate for the changing external light levels at daytime and Night light the supplementary proposal is made to set up a second light meter next to the first, around the disturbance of the ambient brightness by forming the difference between the two measured values of the light meters to eliminate. The mentioned structural disadvantage of the separate arrangement of the light source and the light meter results in a large distance between the two and complicates precise optical focusing. Furthermore, with this spatial arrangement, the light measuring beam penetrates the area where it is soiled measuring disk only punctiform and does not record the rest of the condition of the disk. For these reasons the mentioned proposal is unlikely to be implemented in the future either.

Eine andere beispielsweise in der deutschen Patemanmeldung P 21 37 231.6 beschriebene vergleichbare Vorrichtung umgeht das Fremdlichiprobieni dadurch. d;:ß sie nur bei Nacht, also ohne störenden Tageslichieinfluß. verwendbar ist. Außerdem wird bei dieser Vorrichtung als Lichtquelle die starke Lichtquelle eines Scheinwerfers verwendet, so daß hierdurch eine Möglichkeit geboten wird, das an den Schmutzpartikeln zurückgeworfene Licht auf unmittelbarem Wege zu messen, zumal das fehlende Tageslicht einen geeigneten Nullpunktwert gibt, der die Festlegung eines Grenzwertes gestattet. Aber schon die Störung durch das Scheinwerferlicht eines entgegenkommenden Fahrzeuges bedarf einer Kompensation durch Einbau \on nachgeschalteten Zeitverzögerungsgliedern in einer Rclaisschaltung. Diese Vorrichtung kann bei Tageslicht und beliebigen Scheiben, beispielsweise bei Frontscheiben von Kraftfahrzeugen, nicht verwendet werden, da letztere überhaupt nicht mit einem starken Scheinwerferlicht bestrahlt werden und ein solches bei dauernder Einschaltung während des ganzen Tages eine die Kapazität einer Autobatterie übersteigende Energievergeudung wäre.Another example in the German patent application P 21 37 231.6 described comparable The device bypasses the foreign linguistic testimony. d;: ß it only at night, so without the disturbing influence of daylight. is usable. In addition, in this device, as the light source, the strong light source becomes one Headlights used, so that this offers a possibility that on the dirt particles To measure reflected light directly, especially since the lack of daylight is suitable Zero point value gives the definition of a limit value allowed. But already the disturbance from the headlights of an oncoming vehicle requires compensation by installing downstream time delay elements in a Rclais circuit. This device can be used in daylight and any panes, for example with front panes by motor vehicles, since the latter does not have a strong headlight at all are irradiated and such a device if it is switched on continuously throughout the day Energy waste exceeding the capacity of a car battery.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen sehr einfach aufgebauten, räumlich kleinen, energiesparend und störungsfrei arbeitenden Scheibenverschmut/ungsmeldcr der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei welchem insbesondere der Störfaktor eines wechselnden Fremdlichts ausgeschaltet ist.The invention has for its object to be a very simply constructed, spatially small, energy-saving and trouble-free working window pollution alarms of the type mentioned to propose in which in particular the disturbance factor of a changing Extraneous light is switched off.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß nur diejenigen von der Lichtquelle ausgesandten und an der beschmutzten Scheibenfläche zurückgeworfenen Lichtanteile durch das Lichtmeßgerät erfaßt und gemessen werden, welche von der beschmutzten Scheibenfläche unter dem Winkel der Totalreflexion abgehen, wobei sie beim Verlassen der Scheibe durcn eine prismatische Vorrichtung od. dgl. hindurchgeleitet werden.This object is achieved according to the invention in that only those of the light source emitted and reflected back on the soiled pane surface by the light meter are detected and measured, which of the soiled pane surface at the angle of Total reflection go off, whereby they od when leaving the disc by a prismatic device. be passed through.

Eine besonders große Lichtstärke des zurückgeworfenen Lichtanteils ergibt sich bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dadurch, daß das von der Lichtquelle ausgesandte Licht beim Eintreten in die Scheibe durch prismatische Vorrichtungen hindurchgeleitet wird, die das Licht an der beschmutzten Scheibenfläche im Winkel der Totalreflexion auftreffenA particularly high light intensity of the reflected light component results from an advantageous one Embodiment of the invention in that the light emitted by the light source when entering the Disc is passed through prismatic devices that pollute the light on the Strike the pane surface at the angle of total reflection

lassen.permit.

Eine Fremdlichtkompensation muß also nicht durchgeführt werden und die erfindungsgemäße Vorrichtung kann also auch bei Tageslicht und wechselnden Außenlichtverhältnissen angewandt werden. Befindet s sich aber auf der Oberfläche der Scheibe ein durchsichtiges oder undurchsichtiges Verschmutzungsmaterial, so wird dieses die Totalreflexion beeinflussen und das Lichtmeßgerät kann entsprechende Änderun gen der Lichtintensität registrieren und mit dem Nullpunktmeßwert bei ungestörter Totalreflexion vergleichen. Bei Überschreitung eines eingestellien festgestellten Grenzwertes kann dieser dann an einen nachgeschalteten Signalgeber weitergelcitei werden.External light compensation does not have to be carried out and the device according to the invention does not have to be carried out can therefore also be used in daylight and changing outside light conditions. Located on s but if there is a transparent or opaque dirt material on the surface of the pane, this will affect the total reflection and the light meter can register corresponding changes in the light intensity and with the Compare the zero point measured value with undisturbed total reflection. If a set value is exceeded Limit value, this can then be forwarded to a downstream signal transmitter.

Vorteilhaft iiaben zur Vermeidung von Brechung und Reflexion und damit zur Erhöhung der Lichtintensität die durchsichtigen Teile der Vorrichtung und die durchsichtige Klebstoffe zum Befestigen der Vorrichtung an der Scheibe den gleichen Brechungsindex wie die Scheibe.Advantageously iiaben to avoid refraction and Reflection and thus to increase the light intensity the transparent parts of the device and the clear adhesives for attaching the device to the disc have the same index of refraction as the disc.

Die prismatischen Vorrichtungen für den ein- und/oder austretenden Lichtstrahl können aus vielen kleinen Prismen zusammengesetzt scm. so daß eine fache Bauform erzielbar ist.The prismatic devices for single and / or emerging light beam can be composed of many small prisms. so that a multiple design is achievable.

Zur Vergrößerung der lichtslrahlbeaulschlagten Meßflache an der beschmutzten Scheibenfläche kann das von der Lichtquelle ausgesendete Licht bei der zweiten Ausfiihriingsform der Erfindung mehrfach an der beschmutzten Scheibenfläche totalreflekliert werden. Diese vorteilhafte Ausgestaltung gestattet auch die getrennte Anordnung der Lichtquelle und des Lichtnießgeräts beidenends der durch Mchrfaeh-Totalrelle-11 ion vergrößerten beleuchteten Scheibenmeßfläche. so daß die Vorrichtung in zwei noch kleinere Bauteile aufteilbar ist. die auch nachträglich ohne Beeinträchtifung des freien Blickfeldes an der Scheibeninnenseite angeklebt werden können. Ein optisches )ustieren der Vorrichtung beim nachträglichen Einbau in ein Kraftfahrzeug ist nicht nötig, da der gesamte Strahlengang in der Vorrichtung selbst schon festgelegt ist.To enlarge the light beam exposed The light emitted by the light source at the measuring surface on the soiled pane surface can second embodiment of the invention several times the soiled pane surface are totally reflected. This advantageous embodiment also allows separate arrangement of the light source and the light beneficiary at both ends of the illuminated disc measuring surface enlarged by the Mchrfaeh-TotalRelle-11 ion. so that the device can be divided into two even smaller components. which can also be done afterwards without impairment of the free field of view can be glued to the inside of the pane. A visual) adjustment of the Device for subsequent installation in a motor vehicle is not necessary because the entire beam path is in the device itself is already set.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnung beide Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert.In the following, both embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing.

Es zeigen:Show it:

F i g. 1 die Ausführungsform, bei welcher durch das Lichtmeßgerät lediglich diejenigen zurückgeworfenen Lichtanteile erfaßt und gemessen werden, welche die beschmutzte Scheibenfläche unter dem Winkel der Totalreflexion verlassen undF i g. 1 the embodiment in which only those reflected by the light meter Light components are detected and measured, which the soiled pane surface under the angle of Leave total reflection and

F i g. 2 die Ausführungsform, bei welcher das Licht an der beschmutzten Scheibenfläche im Winkel der Totalreflexion auftrifft.F i g. 2 the embodiment in which the light is on the soiled pane surface hits at the angle of total reflection.

Bei dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Licht der Lichtquelle 1 über ein optisches System 8 unter kleinem Einfallswinkel auf die Oberfläche 2 gelenkt. Das unter dem Winkel der Totalreflexion an der beschmutzten Scheibenfläche 4 zurückgeworfene Licht wird durch das Prisma 11 und den Spiegel 12 auf das Lichtmeßgerät 7 mit der Blende 6 fokussiert.In the case of the FIG. 1, the light from the light source 1 is transmitted via an optical system 8 directed onto the surface 2 at a small angle of incidence. That at the angle of total reflection The light reflected from the soiled pane surface 4 is reflected by the prism 11 and the mirror 12 the light meter 7 is focused with the diaphragm 6.

Bei der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform wird das von der Lichtquelle 1 stammende Licht durch ein fokussicrendes optisches System 8 (zur größeren Lichtausbeute) einem Prisma 9 und einem Spiegel 10 zugeführt und auf die Oberfläche 2 der durchsichtigen Scheibe 21 gelenkt. Das totalrcflektierte Licht tritt durch eine Prismenplatte 11 aus der Scheibe aus und wird durch ein optisches System 12 auf das Lichtmeßgerät 7 mit der Blende 6 fokussiert. Die Verwendung von Pris.Tien 9 und 11 ist deshalb notwendig, da das Licht unter einem Winkel der Totalreflexion auf die Oberfläche 2 der Scheibe fallen und unter dem gleichen Winkel reflektiert werden soll, was bei normaler Bestrahlung einer planparailelen Scheibe nicht erreicht werden kann.In the case of the in FIG. The embodiment shown in FIG. 2 is the light originating from the light source 1 by a Focusing optical system 8 (for greater light yield) a prism 9 and a mirror 10 fed and directed onto the surface 2 of the transparent disk 21. The totally reflected light occurs through a prism plate 11 from the disk and is through an optical system 12 on the light meter 7 focused with aperture 6. The use of Pris.Tien 9 and 11 is necessary because the light fall at an angle of total internal reflection on the surface 2 of the disc and under the same Angle should be reflected, which is not achieved with normal irradiation of a plane-parallel pane can be.

Die in den Zeichnungen dargestellten Prismen 9 und 11 stellen nur beispielhafte Ausgestaltungen eines Prismas dar. So wirkt z. B. die Einbettung einer punkt-, kugel- oder flächenhaiten Lichtquelle 1 bzw. Lichtmeßgerät 7 prismatisch. Es kommt also nur darauf an, daß Licht von der Lichtquelle 1 unter dem Winkel der Totalreflexion auf die Oberfläche 2 der Scheibe 21 bzw. von dort unter dem Winkel der Totalreflexion in das Lichtmeßgerät 7 gelangen kann.The prisms 9 and 11 shown in the drawings represent only exemplary configurations of a Prism. So acts z. B. the embedding of a point, spherical or surface-mounted light source 1 or light meter 7 prismatic. So it just depends on the fact that light from the light source 1 at the angle of Total reflection on the surface 2 of the disk 21 or from there at the angle of total reflection into the Light meter 7 can get.

Das Lichtmeßgerät 7 mißt einen bestimmten Meßwert bei ungestörter Totalreflexion, der einen guten Nullpunktwert darstellt. Bei Veränderungen der Intensität des totalreflektierten Lichts durch Wassertropfen 5 oder feste Schmutzpartikel 4 kann das Lichtmeßgerät 7 entsprechende neue Meßwerte feststellen und an einer, in der Zeichnung nicht dargestellten Signalgeber weiterleiten, der auf einen festgelegten Cirenzwen eingestellt ist. Wird dieser Grenzwert überschritten, so kann ein Signal gegeben werden, welches eine beliebige der Scheibenreinigung dienende Vorrichtung einschaltet. Wesentlich ist hierbei, daß eine derartige Messung eines total reflektierten Lichtstrahls und seiner Inicnsi tätsändcrungen vollkommen unbeeinflußt durch Tages lichlschw ankungen geschieht und außerdem eine sehr kleine Lichtquelle 1 erfordert.The light meter 7 measures a certain measured value with undisturbed total reflection, which represents a good zero point value. If the intensity of the totally reflected light changes due to water droplets 5 or solid dirt particles 4 , the light meter 7 can determine corresponding new measured values and forward them to a signal transmitter, not shown in the drawing, which is set to a fixed Cirenzwen. If this limit value is exceeded, a signal can be given which switches on any device used for window cleaning. It is essential here that such a measurement of a totally reflected light beam and its inicnsi ity changes take place completely unaffected by daylight fluctuations and also requires a very small light source 1.

Zur Vermeidung von Brechung und Reflexion haben die durchsichtigen Teile der Vorrichtung und die Verklebungen 15 zwischen den Teilen einen gleichen oder ähnlichen Brechungsindex.To avoid refraction and reflection, the transparent parts of the device and the Bondings 15 between the parts have an identical or similar refractive index.

Zur Vergrößerung der lichtstrahlbeaufschlagien !lache auf der Beschmutzten Scheibenflächc bei gleichbleibender Optik werden die Prismen 9 und Il räumlich .luseindergezogen. In der Scheibe kann dann cmc mehrfache Totalreflexion an der besehmutzten Scheibenfläche stattfinden, so daß sich hierdurch die beaufschlagte Meßfläche an der Scheibe vergrößert. Die Wahrscheinlichkeit, daß ein mehrfach tutalrcllcktierter Strahl auf einen Wassertropfen oder ein Schnnuzpariikcl auftrifft und in seiner Intensität gestört wird, wird hierbei wesentlich erhöht.To enlarge the light beam exposure! The prisms 9 and II become three-dimensional on the soiled pane surface with the optics remaining the same .luseindrawn. In the pane there can then be multiple total reflection on the pane surface used take place, so that this increases the applied measuring surface on the disc. The likelihood that someone who has suffered multiple injuries Ray hits a drop of water or a Schnnuzpariikcl and its intensity is disturbed is increased significantly.

In der Zeichnung sind die Gegenstände etwa in vierfacher Vergrößerung dargestellt. Das die notwendigen elektrischen und optischen Teile umlassende Gehäuse ist also in natürlicher Größe verhältnismäßig klein. Bei Vergrößerung der lichtstrahlbeaufschlagien Meßfläche an der Scheibe und Anwendung mehilacher Totalreflexion besteht die Möglichkeit, die Vorrichtung aufzuteilen und noch weiter zu verkleinern, da in einem Gehäuse die Lichtquelle 1 und in einem weiteren Gehäuse das Lichtmeßgerät 7 unterzubringen sind. Diese beiden Bauteile besitzen dann eine solch kleine Baugröße, daß sie nicht die geringste Sichtbehinderung bewirken.In the drawing, the objects are approximately in shown at four times magnification. The one that encloses the necessary electrical and optical parts Housing is therefore relatively small in natural size. With enlargement of the light beam exposure The device can be used for measuring surface on the disk and using multiple total reflection split up and downsize even further, as in one Housing the light source 1 and the light meter 7 are to be accommodated in a further housing. These two components then have such a small size that they do not have the slightest visual obstruction cause.

Der beschriebene Scheiben verschnitt tzungsmelder umfaßt somit nur wenige, kleine und kaum störanfällige Bauteile, arbeitel immer exakt und unbeemllußt durch wechselndes Fremdlicht und kann unter Verwendung durchsichtiger Klebmittel mit einsprechenden opti sehen Eigenschaften sehr einfach auch nachträglich an Scheiben angeklebt werden.The described window scrap detector thus comprises only a few, small and hardly susceptible to failure Components, always work precisely and unconditionally changing ambient light and can be made using transparent adhesive with corresponding opti see properties can be easily glued to panes at a later date.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

'i Patentansprüche:'i Patent claims: 1. Scheibenverschmutzungsmelder mit einer auf die beschmutzte Scheibenfläche durch die Scheibe hindurch Licht aussendenden Lichtquelle und einem das an der beschmutzten Scheibenfläche durch die Scheibe hindurch zurückgeworfene Licht registrierenden Lichtmeßgerät und hieran angeschlossenem Signalgeber, dadurch gekennzeichnet, daß nur diejenigen von der Lichtquelle (1) ausgesandten und an der beschmutzten Scheibenfläche (2) zurückgeworfenen Lichtanteile durch das Lichtmeßgerät (6, 7) erfaßt und gemessen werden, welche von der beschmutzten Sche<benfläehe unter dem Winkel der Totalreflexion abgehen, wobei sie bein1 Verlassen der Scheibe (21) durch eine prismalische Vorrichtung (11) oder dergl. hindurchgeleitet werden.1. Window contamination detector with a light source emitting light on the dirty window surface through the window and a light measuring device that registers the light thrown back through the window on the dirty window surface and signal transmitter connected thereto, characterized in that only those emitted by the light source (1) and Light components reflected on the soiled pane surface (2) are detected and measured by the light meter (6, 7), which emanate from the soiled pane surface at the angle of total reflection, whereby they are 1 leaving the pane (21) by a prismatic device (11) or the like. Be passed through. 2. Scheibenverschmutzungsmeldcr nach Anspruch2. Disk pollution alarm according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Lichtquelle (1) ausgesandte Licht beim Eintreten in die Scheibe (21) durch prismatische Vorrichtungen (9, 10) hindurchgeleiiet wird, die das Licht an der beschmutzten Scheibenfläche (2) im Winkel der Totalreflexion auftreffen lassen.1, characterized in that the light source (1) Light emitted when entering the pane (21) through prismatic devices (9, 10) is passed through, which the light on the soiled pane surface (2) in the angle of Allow total reflection to strike. 3. Scheibenverschmut/ungsmeldcr nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle mit Prismen und Lichtmeßgerät mittels durchsichtigem Klebstoff (15) an der Scheibe befestigt ist und der Klebstoff sowie die durchsichtigen Teile der Vorrichtung den gleichen Brechungsindex wie die Scheibe haben.3. Disc contamination / ungsmeldcr according to claims 1 and 2, characterized in that the Light source with prisms and light meter using transparent adhesive (15) on the pane is attached and the adhesive and the transparent parts of the device have the same index of refraction like have the disc. 4. Scheibenverschmutzungsmeider nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die prismatische Vorrichtung für den in die Scheibe eintretenden Lichtstrahl und/od'T für den die Scheibe verlassenden Lichtstrahl aus vielen kleinen Prismen (11) zusammengesetzt ist.4. Disk pollution prevention device according to Claims 1 and 2, characterized in that the prismatic device for the light beam entering the pane and / od'T for the Disc leaving the light beam is composed of many small prisms (11). 5. Schcibenverschmutzungsmclder nach Anspruch5. Schcibenverschmutzungsmclder according to claim 2. dadurch gekennzeichnet, daß das von der Lichtquelle ausgesandtc Licht zur Vergrößerung der lichtstrahlbeaufschlagten Meßflächc an der beschmutzten .Scheibenfläche mehrfach an dieser totalrcflekticrt wird.2. characterized in that the light emitted from the light source to enlarge the light beam exposed measuring surface on the soiled .Scheibenfläche several times on this is totally reflected. b. Schcibenvcrschmutzungsmelder nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle und das Lichtmeßgerät getrennt voneinander beidencnds der durch Mchrfach-Totalrcflexion vergrößerten beleuchteten Scheibcnmcßflächc an der Scheibe angeordnet sind. b. Window pollution detector according to Claim 5, characterized in that the light source and the light measuring device are arranged separately from one another on the two sides of the illuminated window surface area enlarged by multiple total reflection.
DE19732354100 1973-10-29 1973-10-29 Window pollution prevention device with a light source emitting light through the window onto the dirty window surface and a light measuring device connected to the light measuring device that registers the changes caused by the window pollution Expired DE2354100C3 (en)

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