TW201626820A - 具有控制功能之耳機裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種具有控制功能之耳機裝置包括耳機本體以及傳輸器，且傳輸器具有光學手指導航模組。光學手指導航模組係設置於傳輸器上且顯露於傳輸器之操作表面，使用者可以手指操作且光學手指導航模組，而對與傳輸器連接之音訊產生器進行控制。此外，由於光學手指導航模組係藉由光學技術而產生訊號，故使用者穿戴手套時亦可操作光學手指導航模組。

Description

具有控制功能之耳機裝置
本發明係關於一種耳機裝置，尤其係關於具有控制功能之耳機裝置。
一般而言，耳機裝置係穿戴於使用者之耳朵上，耳機裝置連接於音訊產生器，音訊產生器播放音樂且傳輸音樂之音訊訊號至耳機裝置，使耳機裝置之播音器輸出音訊訊號，以供使用者收聽。
耳機裝置簡單分類為包括耳塞式耳機以及耳罩式耳機。耳塞式耳機之穿戴方式係將耳機本體塞入使用者之耳朵內，其優點為體積小而便於攜帶，而其缺點為因耳塞式耳機塞入耳朵中而造成異物感，穿戴舒適度不佳，另外，耳塞式耳機容易由耳朵中滑出，固定性較差。耳罩式耳機之穿戴方式為穿戴於頭上且使耳機本體包覆耳朵，其穿戴舒適度最佳，而其缺點為體積較大而不便於攜帶。另外，耳罩式耳機不適用於配戴眼鏡之 使用者，當同時穿戴眼鏡以及耳掛式耳機時，眼鏡以及耳掛式耳機會互相干擾，而無法順利穿戴。上述各種耳機裝置各具特色，使用者可根據需求而選擇所需要的耳機裝置種類。
近來的耳機裝置為了便於使用者操作，會於耳機裝置上設置有複數按鈕，此設計可讓使用者穿戴耳機裝置時，可藉由該些按鍵進行簡單的操作，例如：上一首、下一首、播放以及暫停等功能。然而，該些按鈕僅可提供上述功能，而無法發揮更多的功能。因此，如何提升耳機裝置之控制功能為製造廠的一大課題。
本發明之主要目的在於提供一種可提升功能性之具有控制功能之耳機裝置。
於一較佳實施例中，本發明提供一種具有控制功能之耳機裝置，用以接收且播放一音訊產生器產生之一聲音訊號，該具有控制功能之耳機裝置包括一耳機本體、一播音器以及一傳輸器。該耳機本體可與使用者之一耳朵接觸。該播音器設置於該耳機本體內，用以輸出來自於該聲響產生器之該聲音訊號。該傳輸器以可拆卸方式固定於該耳機本體上且訊號連接於該耳機本體以及該音訊產生器，用以接收且傳輸該聲音訊號至該播音器，該傳輸器具有一光學手指導航模組，設置於該傳輸器上且顯露於該傳輸器之一操作表面，用以偵測該使用者之一手指之操作而產生一控制訊號；其中，該控制訊號係藉由該傳輸器以被傳輸至該音訊控制器。
1、4‧‧‧耳機裝置
2、3‧‧‧音訊產生器
11、41‧‧‧第一耳機本體
12、42‧‧‧第二耳機本體
13、43‧‧‧連接帶
14、44‧‧‧第一播音器
15、45‧‧‧第二播音器
16、46‧‧‧傳輸器
17、462‧‧‧第一無線傳輸模組
18、48‧‧‧控制單元
19、49‧‧‧固定座體
21、31‧‧‧第二無線傳輸模組
47‧‧‧連接線材
161、461‧‧‧光學手指導航模組
162‧‧‧第三無線傳輸模組
163、463‧‧‧第一固定元件
164、464‧‧‧傳輸器之操作表面
191‧‧‧第二固定元件
1611‧‧‧光源
1612‧‧‧光學透鏡
1613、4613‧‧‧感測元件
1614、4614‧‧‧上蓋
1615‧‧‧光學控制單元
1612A‧‧‧反射透鏡
1612B‧‧‧聚焦透鏡
1614A‧‧‧透明部
1614B、4614B‧‧‧上蓋之上表面
A1‧‧‧第一方向區域
A2‧‧‧第二方向區域
A3‧‧‧第三方向區域
A4‧‧‧第四方向區域
B‧‧‧光束
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
D3‧‧‧第三方向
D4‧‧‧第四方向
D5‧‧‧第五方向
F‧‧‧手指
L1、L2‧‧‧對角線
S1‧‧‧聲音訊號
S2‧‧‧移動軌跡訊號
S3‧‧‧控制訊號
S4‧‧‧影像訊號
V‧‧‧向量座標
圖1係本發明具有控制功能之耳機裝置於第一較佳實施例中之結構示意圖。
圖2係本發明具有控制功能之耳機裝置於第一較佳實施例中之另一視角結構示意圖。
圖3係本發明具有控制功能之耳機裝置於第一較佳實施例中之方塊示意圖。
圖4係本發明具有控制功能之耳機裝置之光學手指導航模組於第一較佳實施例中之剖面側視示意圖。
圖5係本發明具有控制功能之耳機裝置於第一較佳實施例中之側視示意圖。
圖6係本發明具有控制功能之耳機裝置於第二較佳實施例中之結構示意圖。
圖7係本發明具有控制功能之耳機裝置於第二較佳實施例中之方塊示意圖。
鑑於習知技術之問題，本發明提供一種可解決習知技術問題的具有控制功能之耳機裝置。首先說明本發明具有控制功能之耳機裝置的結構。請同時參閱圖1、圖2以及圖3，圖1係為本發明具有控制功能之耳 機裝置於第一較佳實施例中之結構示意圖，圖2係為本發明具有控制功能之耳機裝置於第一較佳實施例中之另一視角結構示意圖，而圖3係為本發明具有控制功能之耳機裝置於第一較佳實施例中之方塊示意圖。具有控制功能之耳機裝置1連接於音訊產生器2，耳機裝置1之功能為接收且播放音訊產生器2所產生之聲音訊號S1，具有控制功能之耳機裝置1包括第一耳機本體11、第二耳機本體12、連接帶13、第一播音器14、第二播音器15、傳輸器16、第一無線傳輸模組17、控制單元18以及固定座體19。其中，第一無線傳輸模組17設置於第二耳機本體12內，其可藉由無線傳輸技術而建立耳機裝置1與音訊產生器2內之第二無線傳輸模組21之間的無線連接。於本較佳實施例中，耳機裝置1係為耳罩式耳機中之貼耳式耳機，而音訊產生器2係為智慧型手機，且第一無線傳輸模組17與第二無線傳輸模組21之間的無線連接係藉由Wi-Fi傳輸技術而實施，但非以此為限。於另一較佳實施例中，第一無線傳輸模組與第二無線傳輸模組亦可藉由2.4G無線傳輸技術、5G無線傳輸技術或5.8G無線傳輸技術而達成。
第一耳機本體11以及第二耳機本體12係分別對應於使用者之左耳朵以及右耳朵，且第一耳機本體11以及第二耳機本體12係藉由連接帶13而互相連接。當使用者穿戴具有控制功能之耳機裝置1時，第一耳機本體11與使用者之左耳接觸，同時，第二耳機本體12與使用者之右耳接觸。第一播音器14設置於第一耳機本體11內且連接於第一無線傳輸模組17，其功能為輸出來自於音訊產生器2之聲音訊號S1。另一方面，第二播音器15類似於第一播音器14，其設置於第二耳機本體12內且連接於第一無線傳輸模組17，其功能亦為輸出來自於音訊產生器2之聲音訊號S1。藉由第一播音器14以及第二播音器15，使得穿戴耳機裝置1之使用者的雙耳皆可收聽到聲音訊號S1。其中，第一播音器14係藉由一訊號線材(未顯 示於圖中)而連接於第一無線傳輸模組17，且該訊號線材經由連接帶13而到達第二耳機本體12，以連接於第一無線傳輸模組17。
圖1以及圖2中，傳輸器16以可拆卸方式固定於第一耳機本體11上且訊號連接於第一耳機本體11以及音訊產生器2，用以接收且傳輸聲音訊號S1至第一播音器14以及第二播音器15。傳輸器16包括光學手指導航(Optical Finger Navigation，OFN)模組161、第三無線傳輸模組162以及第一固定元件163，光學手指導航模組161設置於傳輸器16上且顯露於傳輸器16之操作表面164，其功能為偵測使用者之手指F的移動操作而產生一移動軌跡訊號S2。其中，光學手指導航模組161之上表面的高度不等於傳輸器16之操作表面164的高度。
第三無線傳輸模組162連接於光學手指導航模組161，其可藉由無線傳輸技術而建立傳輸器16與第二耳機本體12中之第一無線傳輸模組17之間的無線連接，且可建立傳輸器16與音訊產生器2之間的無線連接。傳輸器16藉由第三無線傳輸模組162而可接收到聲音訊號S1，且輸出移動軌跡訊號S2以及聲音訊號S1。第一固定元件163設置於傳輸器16之固定表面165上，其功能為與固定座體19結合，以固定傳輸器16於固定座體19上。於本較佳實施例中，傳輸器16之操作表面164為傳輸器16的外表面，而第三無線傳輸模組162亦為Wi-Fi傳輸模組。
圖3中，控制單元18設置於第一耳機本體11內且連接於第一無線傳輸模組17，而控制單元18係藉由另一訊號線材(未顯示於圖中)而連接於第一無線傳輸模組17，且另一訊號線材亦經由連接帶13而到達第二耳機本體12，以連接於第一無線傳輸模組17。控制單元18之功能為根據光學手指導航模組161所產生之移動軌跡訊號S2而產生相對應的控制訊號S3，且藉由第一無線傳輸模組17傳輸控制訊號S3至音訊產生器2。固定座 體19設置於第一耳機本體11上且具有第二固定元件191，第二固定元件191可與第一固定元件163而固定傳輸器16於固定座體19上。於本較佳實施例中，第一固定元件163以及第二固定元件191為磁性元件，但非以此為限，其餘具有可拆卸功能之固定手段亦可應用於本發明中。
接下來說明光學手指導航模組161之詳細結構。請同時參閱圖3以及圖4，圖4係為本發明具有控制功能之耳機裝置之光學手指導航模組於第一較佳實施例中之剖面側視示意圖。光學手指導航模組161包括光源1611、光學透鏡1612、感測元件1613、上蓋1614以及光學控制單元1615，光源1611可產生光束B。光學透鏡1612之功能為使光束B被反射至手指F，且使被手指F所反射之光束B聚焦，光學透鏡1612包括反射透鏡1612A以及聚焦透鏡1612B。反射透鏡1612A設置於接近於光源1611之處，其可反射光束B，使光束B投射至上蓋1614之透明部1614A。聚焦透鏡1612B設置於接近於感應元件1613之處，其可聚焦被手指F反射之光束B。
感測元件1613之功能為接收被聚焦之光束B而產生複數影像訊號S4。光學控制單元1615連接於感測元件1613以及控制單元18，其可分析複數影像訊號S4而產生相對應的移動軌跡訊號S2且傳輸移動軌跡訊號S2至控制單元18，其中移動軌跡訊號S2中包含有對應於手指F移動的向量，而分析複數影像訊號S4而產生包含有手指F移動之向量的移動軌跡訊號S2的運作係為熟知本技藝人士所公知，故不再贅述。於本較佳實施例中，感測元件1613可採用電荷耦合(Charge Coupled Device，CCD)元件或互補性氧化金屬半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)元件。
接下來說明使用者操作光學手指導航模組161之運作情形。請參閱圖5，其為本發明具有控制功能之耳機裝置於第一較佳實施例中 之側視示意圖。圖5顯示出傳輸器16固定於固定座體19上之情形。當使用者穿戴具有控制功能之耳機裝置1，且使用者之手指F於光學手指導航模組161上移動時，光學手指導航模組161可偵測手指F之移動而輸出對應於手指F移動的移動軌跡訊號S2至控制單元18，使控制單元18分析移動軌跡訊號S2而產生相對應的控制訊號S3。
控制單元18預設有對應於多個控制訊號S3之複數功能指令，簡單說明如下：當使用者之手指F於光學手指導航模組161上往第一方向D1移動時，光學手指導航模組161產生對應於第一方向D1之移動軌跡訊號S2，且控制單元18則產生對應於第一方向D1之控制訊號S3。於本較佳實施例中，對應於第一方向D1之控制訊號S3對應於播放前一首的功能指令。當使用者之手指F於光學手指導航模組161上往第二方向D2移動時，光學手指導航模組161產生對應於第二方向D2之移動軌跡訊號S2，且控制單元18則產生對應於第二方向D2之控制訊號S3。於本較佳實施例中，對應於第二方向D2之控制訊號S3對應於播放後一首的功能指令。
當使用者之手指F於光學手指導航模組161上往第三方向D3移動時，光學手指導航模組161產生對應於第三方向D3之移動軌跡訊號S2，且控制單元18則產生對應於第三方向D3之控制訊號S3。於本較佳實施例中，對應於第三方向D3之控制訊號S3對應於音量提升的功能指令。而當使用者之手指F於光學手指導航模組161上往第四方向D4移動時，光學手指導航模組161產生對應於第四方向D4之移動軌跡訊號S2，且控制單元18則產生對應於第四方向D4之控制訊號S3。於本較佳實施例中，對應於第四方向D4之控制訊號S3對應於音量降低的功能指令。
除了上述四個方向的功能指令之外，控制單元18更預設有以下功能指令：第一，當手指F持續一段時間(例如2秒)於同一位置觸碰光 學手指導航模組161時，光學手指導航模組161產生對應於不移動的移動軌跡訊號S2，且控制單元18產生相對應之控制訊號S3，使音訊產生器2進行接聽電話的功能指令。第二，當手指F於一段時間(例如1秒)內於連續觸碰光學手指導航模組161兩次時，光學手指導航模組161產生對應於連續觸碰的移動軌跡訊號S2，且控制單元18產生相對應之控制訊號S3，使音訊產生器2進行播放或暫停的功能指令。
然而，當使用者之手指F可準確往第一方向D1移動時，手指F移動的軌跡通常與第一方向D1的角度存在有誤差，故控制單元18設定有對應於第一方向D1之操作範圍，且將位於該操作範圍內之軌跡視為漁第一方向D1上的運作。鑑此，控制單元18定義一向量座標V，且藉由向量座標V判斷手指F移動之軌跡屬於哪一方向上的移動，而向量座標V係如圖4所示。向量座標V包含有由二對角線L1~L2所分隔出之第一方向區域A1、第二方向區域A2、第三方向區域A3以及第四方向區域A4。其中，第一方向區域A1之範圍為第一角度至第二角度，且第一方向區域A1對應於第一方向D1，第二方向區域A2之範圍為第三角度至第四角度，且第二方向區域A2對應於第二方向D2，第三方向區域A3之範圍為第五角度至第六角度，且第三方向區域A3對應於第三方向D3，而第四方向區域A3之範圍為第七角度至第八角度，且第四方向區域A4對應於第四方向D4。
於本較佳實施例中，第一角度為336度，且第二角度為44度，故第一方向區域A1之範圍為336度至44度。第三角度為136度，且第四角度為224度，故第二方向區域A2之範圍為136度至224度。第五角度為46度，且第六角度為134度，故第三方向區域A3之範圍為46度至134度。第七角度為226度，且第八角度為334度，故第四方向區域A3之範圍為226度至334度。
接下來說明手指F實際於光學手指導航模組161上移動之情形。請同時參閱圖3以及圖5，當使用者之手指F於光學手指導航模組161上往第五方向D5移動時，光學手指導航模組161產生對應於第五方向D5之移動軌跡訊號S2，由於第五方向D5不屬於第一方向D1~第四方向D4中之任一方向，故控制單元18計算第五方向D5之向量。假設控制單元18獲得的向量之角度為150度。由向量座標V可知，150度屬於第二方向區域A2，因此，控制單元18則產生對應於第二方向D2之控制訊號S3，且控制訊號S3藉由第一無線傳輸模組17而被傳輸至音訊產生器2，使音訊產生器2進行播放後一首的功能指令。
此外，本發明更提供一與前述較佳實施例不同結構之第二較佳實施例。請同時參閱圖6以及圖7，圖6係為本發明具有控制功能之耳機裝置於第二較佳實施例中之結構示意圖，而圖7係為本發明具有控制功能之耳機裝置於第二較佳實施例中之方塊示意圖。具有控制功能之耳機裝置4連接於音訊產生器3，耳機裝置4之功能為接收且播放音訊產生器3所產生之聲音訊號S1，具有控制功能之耳機裝置4包括第一耳機本體41、第二耳機本體42、連接帶43、第一播音器44、第二播音器45、傳輸器46、連接線材47、控制單元48以及固定座體49，而傳輸器46包括光學手指導航模組461、第一無線傳輸模組462以及第一固定元件463。其中，本較佳實施例之具有控制功能之耳機裝置的結構大致上與第一較佳實施例相同，且該兩者相同之處不再多加描述，而該兩者的不同之處有二。
第一，耳機裝置4係藉由連接線材47插接於傳輸器46上，以建立耳機裝置4以及傳輸器46之間的有線連接。另一方面，傳輸器46係藉由第一無線傳輸模組462而無線連接於音訊產生器3之第二無線傳輸模組31，以建立傳輸器46以及音訊產生器3之間的有線連接。也就是說， 有線的耳機裝置4可藉由將連接線材47插接於傳輸器46上而獲得無線傳輸功能。舉例說明，當音訊產生器3藉由無線傳輸技術輸出聲音訊號S1時，聲音訊號S1先被傳輸器46所接收，之後聲音訊號S1透過連接線材47被傳輸至第一播音器44以及第二播音器45。
第二，本較佳實施例之光學手指導航模組461中僅包含有光源、光學透鏡、感測元件以及上蓋4614，而未包含有光學控制單元於其中。由圖8可知，光學手指導航模組461中之感測元件4613係連接於控制單元48，且感測元件所產生之複數影像訊號S4係由控制單元48來分析而獲得其移動軌跡訊號，同時產生相對應之控制訊號S3。簡言之，本較佳實施例中之控制單元48可同時進行前述第一較佳實施例之控制單元18與光學控制單元165的運算工作。
需特別說明的有二，第一，於本較佳實施例中，光學手指導航模組461設置於傳輸器46之操作表面411上，且其操作表面463為傳輸器46的外表面，但非以此為限。於另一較佳實施例中，其操作表面亦可為傳輸器46的側壁表面，也就是說，光學手指導航模組亦可設置於傳輸器46的側壁表面上。第二，為了讓使用者於穿戴耳機裝置4時可不需以眼睛確認光學手指導航模組461之所在位置，可採用以下作法：將光學手指導航模組之上表面高度設計為與傳輸器之操作表面不同的結構。如此一來，當使用者穿戴具有控制功能之耳機裝置4時，使用者之手指可因應接觸到凸起的光學手指導航模組而得知光學手指導航模組之所在位置，而不需以眼睛確認光學手指導航模組之位置即可操作。
事實上，本發明具有控制功能之耳機裝置亦可採用不同設計而達到相同的功效，例如：光學手指導航模組之上表面高度低於傳輸器之操作表面，或者，光學手指導航模組上設置有凸點，且凸點之高度高於傳 輸器的操作表面。抑或是，光學手指導航模組上設置有凹槽，且凹槽之高度低於傳輸器之操作表面。簡言之，可採用設置光學手指導航模組之高度與傳輸器之操作表面的高度不同的結構，以供使用者辨識出光學手指導航模組的所在位置。但其並非限定本發明具有控制功能之耳機裝置必須採用光學手指導航模組之高度與傳輸器之操作表面的高度不同的結構，實際上，本發明亦可採用光學手指導航模組之高度與傳輸器之操作表面的高度相同的結構。
根據上述可知，本發明具有控制功能之耳機裝置包含有可固定於耳機本體上之傳輸器，且於傳輸器上設置光學手指導航模組，以供使用者進行控制功能。由於光學手指導航模組係偵測手指的移動或觸碰而產生相對應的複數影像訊號，即使使用者手上戴著手套，亦可對光學手指導航模組進行操作，且不會發生誤動作。其次，有線的耳機裝置可藉由將連接線材插接於傳輸器上而獲得無線傳輸功能，其中連接線材僅介於耳機裝置以及傳輸器之間，故耳機裝置係藉由傳輸器中之無線傳輸模組而無線連接於音訊產生器，而可將耳機裝置視為無線耳機裝置。另外，光學手指導航模組之成本低廉，且提示光學手指導航模組的所在位置之設計簡單：設置光學手指導航模組之高度與傳輸器之操作表面的高度不同，或於上蓋上設置辨識凸點或辨識凹槽。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。
1‧‧‧耳機裝置
11‧‧‧第一耳機本體
12‧‧‧第二耳機本體
13‧‧‧連接帶
16‧‧‧傳輸器
19‧‧‧固定座體
161‧‧‧光學手指導航模組
164‧‧‧傳輸器之操作表面
191‧‧‧第二固定元件
1614‧‧‧上蓋

Claims (8)

  1. 一種具有控制功能之耳機裝置，用以接收且播放一音訊產生器產生之一聲音訊號，該具有控制功能之耳機裝置包括：一耳機本體，與使用者之一耳朵接觸；一播音器，設置於該耳機本體內，用以輸出來自於該聲響產生器之該聲音訊號；以及一傳輸器，以可拆卸方式固定於該耳機本體上且訊號連接於該耳機本體以及該音訊產生器，用以接收且傳輸該聲音訊號至該播音器，該傳輸器具有一光學手指導航模組，設置於該傳輸器上且顯露於該傳輸器之一操作表面，用以偵測該使用者之一手指之操作而產生一控制訊號，使該音訊產生器進行對應於該控制訊號之運作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具有控制功能之耳機裝置，其中該光學手指導航模組，包括：一光源，用以產生照射該手指之一光束；一光學透鏡，用以使該光束被反射至該手指，且使該手指所反射之光線聚焦；一感測元件，用以接收被聚焦之該光束而產生複數影像訊號；以及一上蓋，用以覆蓋該光學透鏡，且具有可讓該光束穿透之一透明部。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之具有控制功能之耳機裝置，其中該光學透鏡包括：一反射透鏡，設置於接近於該光源之處，用以反射該光束，使該光束頭 設置該上蓋之該透明部；以及一聚焦透鏡，設置於接近於該感應元件之處，用以聚焦被該手指反射之該光束。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之具有控制功能之耳機裝置，其中該傳輸器之該操作表面係該傳輸器之一外表面或一側壁表面。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之具有控制功能之耳機裝置，其中該傳輸器更包括：一無線傳輸模組，設置於該傳輸器內，用以藉由一無線傳輸技術而建立該耳機裝置以及該音訊產生器間之無線連接，以傳輸該聲音訊號以及該控制訊號；以及一控制單元，設置於該傳輸器內且連接於該光學手指導航模組以及該無線傳輸模組，用以根據該光學手指導航模組所產生之該複數影像訊號而產生相對應之該控制訊號，且藉由該無線傳輸模組傳輸該控制訊號至該音訊產生器。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之具有控制功能之耳機裝置，其中該控制單元接收到該複數影像訊號時，分析該複數影像訊號而獲得一移動軌跡，且因應該移動軌跡而產生相對應之該控制訊號；其中該控制單元定義一向量座標，且該向量座標包含有一第一方向區域、一第二方向區域、一第三方向區域以及一第四方向區域。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之具有控制功能之耳機裝置，其中，當該移動軌跡之一向量介於該第一方向區域中時，該控制單元產生對應於該第一方向區域之該控制訊號； 當該向量介於該第二方向區域中時，該控制單元產生對應於該第二方向區域之該控制訊號；當該向量介於該第三方向區域中時，該控制單元產生對應於該第三方向區域之該控制訊號；以及當該向量介於該第四方向區域中時，該控制單元產生對應於該第四方向區域之該控制訊號。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之具有控制功能之耳機裝置，其中該耳機本體更包括一訊號連接線，連接於該播音器且藉由插接方式而連接於該傳輸器，用以建立該傳輸器以及該耳機本體間之訊號連接。
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