JP4379238B2 - Coin identification device - Google Patents
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本発明は、硬貨識別装置に係わり、更に詳しくは偽貨排除性能の高い硬貨識別装置に関するものである。 The present invention relates to a coin discriminating device, and more particularly to a coin discriminating device having high fake coin elimination performance.
以下、従来の硬貨識別装置について説明する。従来の硬貨識別装置は、図8に示すような構成と成っていた。図8において、1a,1b,1cは夫々投入された硬貨の凹凸、材質、材厚を識別する識別センサである。そして、この識別センサ1a,1b,1cの出力は硬貨の特徴を検出してその特徴を表す特徴量に変換する検知手段2a,2b,2cに接続されている。
Hereinafter, a conventional coin identifying device will be described. The conventional coin discriminating apparatus has a configuration as shown in FIG. In FIG. 8,
これらの検知手段2a,2b,2cの出力は夫々比較手段3a,3b,3cの一方の入力に接続されるとともに他方の入力にはメモリ4の出力が夫々接続されており、これらの比較手段3a,3b,3cの夫々で検知手段2a,2b,2cの出力とメモリ4に格納された判定の基準となる判定範囲とが比較される。
The outputs of the detection means 2a, 2b, 2c are connected to one input of the comparison means 3a, 3b, 3c, respectively, and the output of the
この比較手段3a,3b,3cの出力は判定手段5に接続されており、この判定手段5で投入された硬貨の正偽及び金種を判定し、その判定結果を出力端子6から出力するものであった。 The outputs of the comparison means 3a, 3b, 3c are connected to the determination means 5, and the correctness and denomination of the coins inserted by the determination means 5 are determined, and the determination result is output from the output terminal 6. Met.
図9は、識別センサ1a,1b,1cの出力波形の特性図である。図9において、7は凹凸センサ1aから出力される波形データであり、8は材質センサ1bから出力される波形データであり、9は材厚センサ1cから出力される波形データである。ここで、横軸10は時間であり、縦軸11は識別センサ1a,1b,1cの出力レベルである。
FIG. 9 is a characteristic diagram of output waveforms of the
このように、夫々の識別センサ1a,1b,1cから出力される波形データは、硬貨の種類に応じて夫々特徴あるレベルや波形を有しており、この出力波形の相違により、メモリ4内に格納された判定範囲と比較して、硬貨の正偽及び金種を識別していた。
As described above, the waveform data output from each of the
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
しかしながらこのような従来の硬貨識別装置では、メモリ4に格納されている判定範囲は固定であるため、偽貨排除能力や金種判別能力には限界があった。即ち、識別センサ1a,1b,1cに接続された検知手段から出力される特徴量は、例えば図10に示すように分布している。図10において、15は正貨が投入された場合における識別センサ1(識別センサ1a,1b,1cの何れか)から出力される特徴量の分布である。この分布15は周囲温度等の外部要因により変化し、常に一定であるとは限らず、例えばある時には16に示したような分布となる。17は偽貨(或いは、金種の異なる正貨)が投入された場合における識別センサ1から出力される特徴量の分布である。このように識別センサ1から出力される特徴量には幅があり、これと固定された判定範囲のみで硬貨の正偽を明確に分離することは困難であった。なお、金種の判別についても全く同様であるので、ここでは、正貨と偽貨の判別で代表して説明している。
However, in such a conventional coin discriminating apparatus, since the determination range stored in the
即ち、正貨と偽貨から出力される特徴量において、正貨と判別する判定範囲を18のように広く設定すると、偽貨と重なり合った部分19が生じ、この部分19に該当する硬貨が投入された場合は誤判別されてしまうことになる。そこで、正貨と偽貨を判別するために、判定範囲20のように狭く設定すると、正貨と偽貨とは確実に分離することができるが、正貨であるにも係らず判定範囲20から外れる部分21が生じ、この部分21内の正貨は排除しなければならないことになる。即ち、誤判別を無くすと偽貨排除性能が低下してしまうという問題があった。
In other words, in the feature amount output from the true coin and the fake coin, if the determination range for discriminating from the true coin is set as wide as 18, a portion 19 overlapping with the false coin is generated, and a coin corresponding to this portion 19 is inserted. If it is done, it will be misjudged. In order to discriminate between true coins and fake coins, a narrow range such as the
なお、ここで、横軸23は特徴量の度数分布であり、縦軸24は正貨或いは偽貨の特徴量である。また、判定範囲18のメモリ4への格納方法には2通りがある。一方の方法は、正貨と判定する判定範囲18の上限値25と下限値26とを記憶する方式である。他方の方法は、正貨の特徴量に相当する基準値27と、この基準値に対して正側の許容範囲28a及び負側の許容範囲28bとを記憶する方式である。いずれの方法においても、上述の問題があった。本発明は、このような問題を解決したもので、外部要因が変化しても高い識別性能を維持することができる硬貨識別装置を提供することを目的としたものである。
Here, the
そしてこの目的を達成するために本発明の硬貨識別装置は、判定手段とメモリとの間に学習手段を設け、この学習手段で前記メモリ内に格納された判定範囲を伸縮させるものである。これにより、初期の目的を達成することができる。 In order to achieve this object, the coin discriminating apparatus of the present invention is provided with a learning unit between the determination unit and the memory, and expands or contracts the determination range stored in the memory by the learning unit. Thereby, the initial purpose can be achieved.
以上のように本発明は、判定手段とメモリとの間に学習手段を設け、この学習手段で前記メモリ内に格納された判定範囲を伸縮させるものである。 As described above, according to the present invention, the learning unit is provided between the determination unit and the memory, and the determination range stored in the memory is expanded and contracted by the learning unit.
即ち以上の構成とすれば、学習手段により投入された硬貨を判定する判定範囲が自動的に伸縮される。従って、投入された正貨の受付性能が安定するのに伴い、正貨の判定範囲を縮小することができるので、正貨の受付性能を維持したまま、偽貨排除性能を向上させることができる。 That is, with the above configuration, the determination range for determining the coins inserted by the learning means is automatically expanded and contracted. Therefore, since the acceptance range of the entered true coins is stabilized, the determination range of the true coins can be reduced, so that the false currency elimination performance can be improved while maintaining the acceptance performance of the true coins. .
また、外部要因の変化に応じて正貨の判定範囲を自動的に拡大することができるので、例え外部要因が変化したとしても、正貨の受付性能を維持したまま、この外部要因に追従して識別性能を維持することができる。 In addition, since the judgment range of the true coin can be automatically expanded in response to changes in external factors, even if the external factors change, it will follow these external factors while maintaining the acceptance performance of the true coins. Identification performance can be maintained.
(実施の形態1)
図2は本発明の実施の形態1における硬貨識別装置の正面図である。図2において、121は硬貨の投入口であり、122は投入口121に連結されるとともに、筐体123の一方の縦側面123aに向かって伸びたガイドである。そしてこのガイド122の延長上にどの硬貨よりも堅い材質で形成されたスナバー124が設けられている。125は、このスナバー124に連結されるとともに筐体123の他方の側面123bに向かって設けられた通路である。
(Embodiment 1)
FIG. 2 is a front view of the coin identifying device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 2, 121 is a coin slot, and 122 is a guide that is connected to the
この通路125は、図3に示すように、水平面に対して角度126が10度から12度傾いており、この通路125上を硬貨が自然転動する。
As shown in FIG. 3, an
31a,31b,31cは通路125の壁面に設けられた識別センサであり、投入口121からこの順に配置されている。また、最初のセンサ31aはガイド122の真下より他方の側面123b側にあり、投入口121から強制的な力を硬貨に加えたとしても、硬貨はこのセンサ31aとは重なり合うことなくスナバー124或いは通路125に到達すると共に、このセンサ31aの位置では略一定の速度で転動する。従って、正確な認識ができる。
また、図3に示すように、硬貨の凹凸を検出する凹凸センサ31aと、硬貨の材質を検知する材質センサ31bと、硬貨の厚みを検知する材厚センサ31cがこの順に並んでいる。これらの識別センサ31a,31b,31cの中心は通路125から一定の距離(13.25mm)130に設けられている。
Moreover, as shown in FIG. 3, the
凹凸センサ31aの直径は8.3mmであり、材質センサ31bと材厚センサ31cの直径は共に12.5mmである。また、凹凸センサ31aと材質センサ31bとの中心間の距離131は11.5mmであり、材質センサ31bと材厚センサ31cとの中心間の距離132は13.5mmである。そして、凹凸センサ31aと材厚センサ31bの中心間の距離133は25mmにしている。このように識別センサ31a,31b,31cを配置することにより、投入された硬貨は必ず複数の識別センサにより同時に検出されるタイミングを有することになる。
The diameter of the concave /
また、凹凸センサ31aと材厚センサ31cとは、図4に示すように2つのコイル134と135を通路125に対向して配置し、これらのコイル134,135を相互インダクタンスが負になるように直列逆相接続している。従って、通路125を転動する硬貨136の凹凸や厚みを通路125の両側から検知できるので、硬貨136が通路125の側壁あるいは通路125の中央部分を通過するといった硬貨136の通過位置に関係なく高い検知精度が得られる。即ち、各コイル134,135の出力は硬貨136の通過位置の影響を受けて夫々の出力では検知精度の低下要因になるが、両側から検知した場合にはこの影響が相殺されるから高い検知精度が得られるものである。
Further, as shown in FIG. 4, the concave /
また、材質センサ31bは、コイル134,135を巻いたセンサを通路125に対向して配置し、これらのコイル134,135を相互インダクタンスが正になるように直列同相接続している。従って、硬貨136の材質を通路125の両側から検知できるので、硬貨136が通路125の側壁あるいは通路125の中央部分を通過するといった硬貨136の通過位置に関係なく高い検知精度が得られる。即ち、各コイル134,135の出力は硬貨136の通過位置の影響を受けて夫々単独では検知精度の低下要因になるが、両側から検知した場合にはこの影響が相殺されるから高い検知精度が得られるものである。
In the
図2に戻って、これらの識別センサ31a,31b,31cの出力は硬貨の識別部(後述する図1における検知手段32a,32b,32cから出力端子36までを含む)137に接続されており、この識別部137で投入された硬貨136の正、偽および硬貨136の金種(10円、50円、100円、500円)を判定している。
Returning to FIG. 2, the outputs of these
138は、通路125の終端に連結されたゲートであり、識別部137で「偽貨」と判定された硬貨は奥の通路139を通って出口140に導かれる。また、識別部137で「正」と判定された硬貨136は振り分け部141で金種別に振り分けられ、夫々の金種ごとの収納筒142aから142dに収納される。
143は、収納筒142の底辺に連結された払い出し部であり、必要な金種の硬貨136を必要な枚数だけ払い出すものである。
Reference numeral 143 denotes a payout unit connected to the bottom side of the storage cylinder 142, and pays out a necessary number of
図1は本発明の実施の形態1における硬貨識別装置のブロック図である。図1において、31a,31b,31cは夫々投入された硬貨の凹凸、材質、材厚を識別する識別センサである。そしてこの識別センサ31a,31b,31cの出力は検知手段32a,32b,32cに接続されており、これらの検知手段32a,32b,32cの出力は夫々比較手段33a,33b,33cの一方の入力に接続されるとともに他方の入力にはメモリ34の出力が夫々接続されている。そして、この比較手段33a,33b,33cの出力は判定手段35に接続されており、この判定手段35の出力は出力端子36に接続されている。
FIG. 1 is a block diagram of a coin identifying device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1,
本実施の形態の検知手段32a,32b,32cは夫々、識別センサを構成するコイルに接続されたコンデンサと正帰還回路とから成る発振回路と、この発振回路の発振波形を正弦波から発振レベルを示す信号に変換する整流回路と、硬貨通過時の発振レベルから最大変化量等を検知して前記硬貨の特徴を表す特徴量として出力する特徴検知手段とで構成されている。 The detection means 32a, 32b, and 32c of the present embodiment each have an oscillation circuit composed of a capacitor and a positive feedback circuit connected to a coil constituting the identification sensor, and the oscillation waveform of the oscillation circuit is changed from a sine wave to an oscillation level. And a feature detecting means for detecting a maximum change amount from the oscillation level at the time of passing the coin and outputting it as a feature amount representing the feature of the coin.
なお、検知手段32a,32b,32cの出力に夫々比較手段33a,33b,33cを設けているが、これは、検知手段32a,32b,32cの出力に電子的な切り替えスイッチを設けて、この電子スイッチによる切り替えにより、時分割で順次比較手段に供給すれば、比較手段は一つで良い。 In addition, although the comparison means 33a, 33b, and 33c are provided in the output of the detection means 32a, 32b, and 32c, respectively, this is provided with an electronic changeover switch in the output of the detection means 32a, 32b, and 32c. If the switches are sequentially switched and supplied to the comparison means in a time-sharing manner, one comparison means is sufficient.
また、判定手段35とメモリ34との間に学習手段37が設けられている。この学習手段37は、判定手段35の出力に接続された投入枚数計数部38と、この投入枚数計数部38の出力に入力が接続されるとともに、その出力が前記メモリ34に接続された算出率決定部39と、判定手段35と算出率決定部39との間に接続された投入間隔測定部40とで構成されている。この投入間隔測定部40にはタイマー41が接続されている。ここで、比較手段33a,33b,33cと、判定手段35と、学習手段37及びこの学習手段37を構成する投入枚数計数部38、算出率決定部39、及び投入間隔測定部40はソフトウエアで構成されている。
A
以上のように構成された硬貨識別装置について、以下にその動作を説明する。硬貨の投入口121から投入された硬貨は、投入口121に連結して設けられた通路125を転動する途中において、この通路125の側面に設けられた識別センサ31a,31b,31cを通過する。この識別センサ31aでは主に硬貨の凹凸を検知し、識別センサ31bでは硬貨の材質を検知する。また、識別センサ31cでは主に硬貨の材厚を検知する。
The operation | movement is demonstrated below about the coin identification device comprised as mentioned above. The coins inserted from the
これらの識別センサ31a,31b,31cで検知された硬貨の特徴データは、検知手段32a,32b,32cに入力される。これらの検知手段32a,32b,32cでは、入力された波形データから硬貨の特徴を表す特徴量を得ている。そして、この特徴量は、メモリ34に格納されている判定範囲と比較手段33a,33b,33cで夫々比較される。そしてこの比較結果に基づいて判定手段35で投入された硬貨の正偽及び金種を判定している。そして、この判定結果は出力端子36から出力される。
Coin characteristic data detected by these
図5は識別センサ31の出力波形図であり、この図を用いて硬貨の特徴量の検知について述べる。図5において、61は凹凸センサ31aから出力される波形であり、62は材質センサ31bから出力される波形であり、63は材厚センサ31cから出力される波形である。ここで、横軸64は時間であり、縦軸65は識別センサ31a,31b,31cの出力レベルである。
FIG. 5 is an output waveform diagram of the identification sensor 31, and detection of the feature amount of coins will be described using this diagram. In FIG. 5, 61 is a waveform output from the
本実施の形態では、各識別センサ31a,31b,31cから出力される波形の最大変化量を硬貨の特徴量として検知している。すなわち、凹凸センサ31aの最大値61c、材質センサ31bの最大値62c及び材厚センサ31cの最大値63cである。そして、これらの特徴量を判定範囲と比較することによって、投入された硬貨の判別を行なっている。
In the present embodiment, the maximum change amount of the waveform output from each of the
また、判定手段35に接続された学習手段37では、投入枚数計数部38で投入された硬貨の枚数を計数し、その結果を算出率決定部39に出力している。この算出率決定部39では硬貨の投入枚数に応じて算出率を計算し、この計算結果に基づいてメモリ34内に格納されている硬貨の判定範囲を書き換えている。メモリ34内には固定された初期の判定範囲と比較手段に出力されて用いられる判定範囲との2通りを記憶しており、書き換えられるのは後者である。また、電源投入時に後者は前者と同じ値に書き換えられて、初期の判定範囲にリセットされる。
The
このように、投入等の外的条件によって比較手段33a,33b,33cで比較される判定範囲が異なることになる。即ち、この判定範囲は、固定された初期の判定範囲から適宜書き換えられるものである。また、投入枚数計数部38は、予め定められた枚数に達し判定範囲が縮小された後に、リセットされる。 Thus, the determination range compared by the comparison means 33a, 33b, 33c differs depending on external conditions such as input. That is, this determination range can be appropriately rewritten from the fixed initial determination range. The inserted number counting unit 38 is reset after the predetermined number is reached and the determination range is reduced.
さらに、学習手段37では、投入間隔測定部40で投入される硬貨の投入間隔をタイマー41を使って測定している。そして、その結果を算出率決定部39に出力するとともにタイマー41はリセットされる。この算出率決定部39では硬貨の投入枚数と投入間隔に応じて算出率を計算して判定範囲を変更している。
Further, the learning means 37 measures the insertion interval of coins inserted by the insertion
ここで、学習手段37の動作について図6と図7を参照して説明する。識別センサ31a,31b,31cから出力される波形信号は、検知手段32a,32b,32cで硬貨の特徴を示す特徴量に変換されて図6に示した分布44となる。なお、図6において、横軸42は度数分布であり、縦軸43は硬貨の特徴量である。この特徴量は、硬貨毎のバラツキや通路での硬貨の通過速度により、中心値45に対して広がりを持った分布となる。本実施の形態では、正貨の特徴量に相当する基準値46aと、この基準値に対して正側の許容範囲48a及び負側の許容範囲48bとを記憶することによって、判定範囲をメモリへ収納している。また、算出率を金種毎に記憶すると共に、初期の許容範囲と算出率の積を計算して、比較手段で用いる許容範囲(以降、実用の許容範囲という)としている。なお、この算出率は金種及び特徴(凹凸、材質、材厚)毎にメモリ34に記憶しており、きめ細かい判定が可能となっている。
Here, the operation of the learning means 37 will be described with reference to FIGS. The waveform signals output from the
47は、電源投入時の状態を表しており、正貨の分布44の中心値45と基準値46aにズレが生じている。このズレは例えば、製品の生産時から硬貨識別装置が搭載された自動販売機が市場に設置され稼働を始めるまでの経時変化等に起因するものである。投入された硬貨に対して検知した特徴量が、この基準値46aの正側は許容範囲48a、負側は許容範囲48bの判定範囲に入っていれば正貨であると判定する。
そして、これらの許容範囲48a,48bは正貨が投入される度に、初期の許容範囲に基づいて書き換えられ、新たな実用の許容範囲が生成される。本実施の形態では、正貨が一枚投入される度に算出率を0.2%減算している。即ち、算出率決定部39において、正貨が一枚投入される度に0.2%ずつ減算して算出率を計算している。従って、正貨受付性能を維持したまま、判定範囲を自動的に縮小することができるので、偽貨排除性能を向上させることができる。なお、算出率には、100%という上限と70%の下限を設けているので、判定範囲の際限のない拡大や、縮小を防止している。
These
さらに、正貨が投入されるのに応じて、基準値46aも正貨が所定枚数投入される度に自動的に補正している。図6の49は、ある程度の枚数の正貨が投入された後の状態を表しており、許容範囲が50a,50bのように縮小されていると共に、基準値も46bと正貨の分布44の中心値45に近づいていく。さらに正貨が投入されると51に示したように、許容範囲52a,52bは最小となり、基準値46cは正貨の分布44の中心値45と一致する。従って、経時変化や初期の基準データの誤差を吸収することができる。
Further, the reference value 46a is automatically corrected every time a predetermined number of genuine coins are inserted in accordance with the insertion of the true coins.
図6において、47は初期の値としてメモリ34内に格納されている判定範囲としての基準値46aと判定範囲48a,48bである。この許容範囲48a,48bは、どの硬貨識別装置でも同じ値であり、外気温度等の外部環境もカバーするものである。従って、その範囲は大きくなっており、偽貨の範囲のデータも一部含むものになっている。すなわち、偽貨排除率が悪いということになる。
In FIG. 6,
そこで、49に示すように、正貨が投入される度に許容範囲48a,48bを許容範囲50a,50bのように順次狭くする。そして、この新しく決定された値を判定範囲としてメモリ34に格納する。このことにより、その硬貨識別装置のその時の条件特有の識別が可能となり、使用時の外部環境に合った判定範囲を得ることができる。
Therefore, as shown at 49, the
従って、投入された正貨の受付性能が安定するのに伴い判定範囲を縮小するので、正貨受付性能を維持したまま偽貨排除性能を向上させることができる。 Accordingly, since the determination range is reduced as the acceptance performance of the inserted true coins is stabilized, the fake coin elimination performance can be improved while maintaining the genuine currency acceptance performance.
また、このとき基準値46aも新しく基準値46bに書き換えている。更に、投入回数が増えれば、51に示す判定範囲52a,52bのように更に狭くすることができる。また、基準値46cも補正されていく。ここで、許容範囲の縮小速度は、基準値の補正速度以下としている。
At this time, the reference value 46a is newly rewritten to the
この許容範囲52a,52bは、許容範囲縮小の場合であって、初期の70%に縮小した下限値である。従って、この後どれだけ正貨が投入されても許容範囲がこれ以上縮小することはない。 The permissible ranges 52a and 52b are lower limit values when the permissible range is reduced and reduced to the initial 70%. Therefore, the allowable range will not be further reduced no matter how much genuine coins are inserted thereafter.
ここで、メモリ34に初期の許容範囲を複数個記憶しておき、この許容範囲を切り替えるハード的な切り替えスイッチを算出率決定部39に接続しておけば、この切り替えスイッチにより、選択により算出率決定部39による算出を行なわないようにする。即ち実用の許容範囲を初期の許容範囲と同じに固定することもできる。そうすれば、通常の許容範囲と偽貨発生時の緊急避難的な特別な許容範囲とをスイッチで切り替えて運用するような場合に、通常の許容範囲よりも狭く設定された特別な許容範囲に対してさらなる縮小を行なわないことで、正貨受付性能の低下等の弊害を防止することができる。
Here, if a plurality of initial allowable ranges are stored in the
次に、判定範囲の拡大について図7を用いて説明する。正貨の分布44は周囲温度等の外部要因により変化し、常に一定であるとは限らず、例えばある時には57や59に示したような分布となる。
Next, expansion of the determination range will be described with reference to FIG. The
学習手段37では、投入間隔測定部40により硬貨の投入が無い時間が続いた場合には、30分毎に1.2%ずつ算出率、即ち許容範囲56a,56bを拡大させている。このことにより、硬貨の投入が無いまま外部条件の変化、例えば周囲温度等の環境が変化したとしても、正貨の受付性能を維持することができる。従って、硬貨の投入間隔に応じて、正貨受付性能と偽貨排除性能をバランス良く維持することができる。
In the learning means 37, when the time during which no coin is inserted is continued by the insertion
本実施の形態における硬貨識別装置は、学習手段37に投入間隔測定部40を有しているので、この投入間隔によって、判別データの判定範囲が自動的に拡大するようにしている。即ち、30分間硬貨の投入がないと、30分毎に1.2%ずつ許容範囲56a,56b、許容範囲58a,58b、許容範囲60a,60bのように順次拡大していく。長時間(本実施の形態では12時間)投入がない時には、判別データを元の基準データに戻している。このことにより、周囲環境が変化しても、正貨の受付性能を維持することができる。
Since the coin discriminating apparatus according to the present embodiment has the insertion
なお、本実施の形態では正貨が投入される毎に判定範囲を縮小させ、時間が経過する毎に判定範囲を拡大させる例を挙げたが、学習手段でそれまでに投入された硬貨の受付率を求め、この受付率に応じて判定範囲を伸縮させても同様の効果が得られる。この場合、直近の所定枚数の受付率を用いれば、正確な受付率を容易に求めることができる。 In this embodiment, an example is given in which the determination range is reduced each time a correct coin is inserted, and the determination range is expanded every time, but the learning means accepts the coins that have been input so far. The same effect can be obtained by obtaining the rate and expanding / decreasing the determination range according to the acceptance rate. In this case, an accurate acceptance rate can be easily obtained by using the most recent predetermined acceptance rate.
本発明にかかる硬貨識別装置は、偽貨排除性能が高いので、自動販売機等に用いられる硬貨識別装置として有用である。 The coin discriminating apparatus according to the present invention is useful as a coin discriminating apparatus used in a vending machine or the like because it has a high false coin elimination performance.
31a 凹凸センサ
31b 材質センサ
31c 材厚センサ
32a 検知手段
32b 検知手段
32c 検知手段
33a 比較手段
33b 比較手段
33c 比較手段
34 メモリ
35 判定手段
36 出力端子
37 学習手段
121 投入口
125 通路
31a Concavity and
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