WO2022269732A1 - カメラユニットおよび乗員監視システム - Google Patents

Abstract

カメラユニット（１）は、ピラー（１００）の内部空間（Ｂ）に収容して組み付けられるカメラユニット（１）であって、カメラ撮影に関する各種機能を機能ごとに実行する複数のモジュール（１１，１２，１５）と、長手方向周りの外形が内部空間（Ｂ）に収まる寸法を有し、当該外形からモジュール（１１，１２，１５）が突出せずに取り付けられた筐体（１３）と、を備える。

Description

カメラユニットおよび乗員監視システム

　本開示は、カメラユニットおよびこれを備えた乗員監視システムに関する。

　近年、車室内に取り付けられたカメラユニットが撮影した乗員の映像情報に基づいて、乗員の状態を監視する乗員監視システムが普及している。車室内に取り付けられるカメラユニットとして、例えば、特許文献１に記載されるカメラユニットがある。このカメラユニットは、第１のプリント配線板と第２のプリント配線板を有し、第１のプリント配線板には、光学撮像センサを有した第１の構成部品が設けられ、第２のプリント配線板には、第１の構成部品以外の第２の構成部品が設けられている。第１のプリント配線板および第２のプリント配線板は、金属製基板上に設けられ、金属製基板は、第２のプリント配線板に対して第１のプリント配線板が任意の角度で傾くように曲げられている。
　特許文献１に記載されるカメラユニットは、金属製基板の曲げ角度を車両のルーフ領域における屈曲した部分に合わせた角度にすることにより、ルーフライナー内に取り付けることが可能である。

特表２００６－５１０３２２号公報

　特許文献１に記載される従来のカメラユニットは、金属製基板が曲げられて長手方向に対する厚みが大きくなるため、細長い収容空間に収容して組み付けられないという課題があった。

　本開示は上記課題を解決するものであり、細長い収容空間に収容して組み付けることができるカメラユニットを得ることを目的とする。

　本開示に係るカメラユニットは、車両に設けられた細長い収容空間に収容して組み付けられるカメラユニットであって、カメラ撮影に関する各種機能を機能ごとに実行する複数のモジュールと、長手方向周りの外形が収容空間に収まる寸法を有し、当該外形からモジュールが突出せずに取り付けられた筐体と、を備える。

　本開示によれば、筐体が、長手方向周りの外形が細長い収容空間に収まる寸法を有し、カメラ撮影に関する各種機能を機能ごとに実行する複数のモジュールは、筐体の長手方向周りの外形から突出せずに取り付けられる。細長い収容空間に収まる筐体の外形寸法からモジュールが突出しないので、本開示に係るカメラユニットは、細長い収容空間に収容して組み付けることができる。

実施の形態１に係るカメラユニットが組み付けられたピラーを示す斜視図である。 図１のＡ－Ａ線で切ったピラーを模式的に示す断面矢示図である。 車両のピラーの内部空間に収容された実施の形態１に係るカメラユニットを示す斜視図である。 実施の形態１に係るカメラユニットの構成例を示す分解斜視図である。 実施の形態１に係るカメラユニットにおけるカメラモジュールおよび照明モジュールの取り付け状態を模式的に示す模式図である。 実施の形態１に係るカメラユニットにおけるインタフェースモジュールの取り付け状態を模式的に示す模式図である。 実施の形態１に係る乗員監視システムの構成例を示すブロック図である。

実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係るカメラユニット１が組み付けられたピラー１００を示す斜視図である。ピラー１００（Ａピラー）は、フロントガラス１０１とドアガラス１０２との間に設けられる。カメラユニット１は、例えば図１に示すように、ピラー１００に組み付けられる。ピラー１００に組み付けられたカメラユニット１は、車室内の座席に座った乗員を撮影視野に含めることができる。ピラー１００が運転席側のＡピラーである場合、カメラユニット１は、運転席に座った運転者を撮影することができる。

　図２は、図１のＡ－Ａ線で切ったピラー１００を模式的に示す断面矢示図である。図２に示すように、ピラー１００は、車両内側の部材と車両外側の部材とを組み合わせた構造を有したピラーであり、破線で示す内部空間Ｂを有する。内部空間Ｂは、ピラー１００の長手方向に沿って細長い空間であり、カメラユニット１が収容されて組み付けられる。

　図３は、車両のピラー１００の内部空間Ｂに収容されたカメラユニット１を示す斜視図である。図４は、カメラユニット１の構成例を示す分解斜視図である。カメラユニット１は、図３に示すように、ピラー１００の内部空間Ｂに収容される。カメラユニット１は、カメラ撮影に関する各種機能を機能ごとに実行する複数のモジュールを備える。例えば、図４に示すように、カメラユニット１は、カメラモジュール１１、照明モジュール１２、筐体１３、赤外線透過スクリーン１４およびインタフェースモジュール１５を備える。

　カメラ撮影に関する各種機能には、例えば、撮影機能、撮影範囲の照明機能および撮影機能によって得られた撮影情報のインタフェース機能がある。カメラモジュール１１は、撮影機能を有したモジュールであり、例えば、赤外線カメラ１１Ａを備えている。赤外線カメラ１１Ａは、受光した赤外線の強度に応じた赤外線画像を撮影する撮影機能を有し、カメラモジュール１１に対して個別に設けられた基板に実装される。カメラモジュール１１は、当該基板および赤外線カメラ１１Ａによって構成される。

　照明モジュール１２は、カメラモジュール１１の撮影範囲を照明する発光素子を有するモジュールであり、例えば、赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）１２Ａを備えている。赤外線ＬＥＤ１２Ａは、赤外線カメラ１１Ａの撮影範囲に赤外光を照射する照明機能を有し、照明モジュール１２に対して個別に設けられた基板に実装される。

　インタフェースモジュール１５は、カメラモジュール１１が撮影した撮影情報（静止画像または動画像）を外部装置に出力するモジュールである。インタフェースモジュール１５は、コネクタ１６Ａを備える。コネクタ１６Ａは、インタフェース機能を有し、インタフェースモジュール１５に対して個別に設けられた基板に実装される。

　コネクタ１６Ａを実装する基板は、例えば信号線を介して、赤外線カメラ１１Ａを実装する基板と接続されている。コネクタ１６Ａには、コネクタ１６Ｂが装着される。カメラモジュール１１が撮影した撮影情報は、コネクタ１６Ａとコネクタ１６Ｂとが装着された状態で、コネクタ１６Ｂに接続された車両ケーブル１７を通じて外部装置に出力される。

　筐体１３は、図３および図４に示すように、細長い形状を有した部材である。筐体１３の長手方向周りの外形は、ピラー１００の内部空間Ｂに収まる寸法を有している。カメラモジュール１１、照明モジュール１２およびインタフェースモジュール１５は、筐体１３の長手方向周りの外形から突出しないように取り付けられる。

　例えば、筐体１３は、図４に示すように、長手方向周りの外形の内側で、かつ長手方向に沿って階段状に形成された取り付け部１３Ａを有する。取り付け部１３Ａは、段差面１３Ａ１と、段差面１３Ａ１の手前の段差面１３Ａ２を有する。さらに、筐体１３は、取り付け部１３Ａが設けられた側を「表側」とした場合に、取り付け部１３Ａとは反対側、すなわち「裏側」に取り付け用の凹部を有する。

　カメラモジュール１１は、筐体１３の長手方向周りの外形から赤外線カメラ１１Ａが突出しないように、取り付け部１３Ａの段差面１３Ａ１に取り付けられる。照明モジュール１２は、筐体１３の長手方向周りの外形から赤外線ＬＥＤ１２Ａが突出しないように、取り付け部１３Ａの段差面１３Ａ２に取り付けられる。インタフェースモジュール１５は、筐体１３の長手方向周りの外形からコネクタ１６Ａが突出しないように、筐体１３の裏側に設けられた凹部に取り付けられる。

　ピラー１００の内部空間Ｂのように細長い収容空間に収まる外形寸法からカメラモジュール１１、照明モジュール１２およびインタフェースモジュール１５が突出しないので、カメラユニット１は、細長い収容空間内に収容して組み付けることができる。

　赤外線透過スクリーン１４は、赤外光を透過するが、可視光は透過しない部材であり、筐体１３においてカメラモジュール１１および照明モジュール１２の手前に設けられる。赤外線透過スクリーン１４を設けることにより、赤外線カメラ１１Ａおよび赤外線ＬＥＤ１２Ａからの赤外線は透過されるが、カメラモジュール１１および照明モジュール１２は外部から見えなくなる。これにより、カメラユニット１の意匠性が向上する。

　リアカバー１８は、筐体１３に取り付けられたインタフェースモジュール１５を被覆する金属製カバー部材である。リアカバー１８は、例えば、車両のアースに電気的に接続されて接地電位になっている。カメラユニット１の外部から到来した電磁ノイズは、リアカバー１８によって遮断される。これにより、インタフェースモジュール１５から外部装置へ伝搬される信号に電磁ノイズが重畳することを防止できる。

　意匠パネル１９は、赤外線透過スクリーン１４の前方に配置される。例えば、カメラユニット１は、ピラー１００に設けられた開口部から赤外線透過スクリーン１４が露出した状態で取り付けられる。意匠パネル１９は、ピラー１００に開口部から露出した赤外線透過スクリーン１４の前方に配置されてピラー１００に取り付けられる。これにより、カメラユニット１の意匠性が向上する。

　車室内の撮影において、赤外線ＬＥＤ１２Ａから出射された光は、赤外線カメラ１１Ａの撮影範囲に照射される必要がある。しかしながら、カメラユニット１において、赤外線カメラ１１Ａは、赤外線ＬＥＤ１２Ａとは異なる位置に取り付けられている。このため、筐体１３にそれぞれ配置された赤外線カメラ１１Ａの向きと赤外線ＬＥＤ１２Ａの向きを適切に設定する必要がある。また、赤外線ＬＥＤ１２Ａから出射された光が赤外線カメラ１１Ａに直接入射すると、赤外線カメラ１１Ａにより撮影された映像に白飛びが発生する可能性がある。

　これに対して、カメラユニット１は、カメラモジュール１１が取り付け部１３Ａの段差面１３Ａ１に取り付けられ、照明モジュール１２が取り付け部１３Ａの段差面１３Ａ２に取り付けられる。これにより、赤外線ＬＥＤ１２Ａから出射された光は、赤外線カメラ１１Ａの撮影範囲に適切に照射される。さらに、赤外線ＬＥＤ１２Ａから出射された光が、赤外線カメラ１１Ａに直接入射することが防止される。

　図５は、カメラユニット１におけるカメラモジュール１１および照明モジュール１２の取り付け状態を模式的に示す模式図であり、取り付け部１３Ａが設けられた筐体１３の表側の構造を示している。図５において、筐体１３の表側に設けられた構成要素は、実線で記載され、筐体１３の裏側に設けられた構成要素は、破線で記載されている。

　図６は、カメラユニット１におけるインタフェースモジュール１５の取り付け状態を模式的に示す模式図であり、インタフェースモジュール１５を組み付ける凹部１３Ｂが設けられた筐体１３の裏側の構造を示している。図６において、筐体１３の裏側に設けられた構成要素は、実線で記載され、筐体１３の表側に設けられた構成要素は、破線で記載されている。また、図６は、リアカバー１８が被覆する構成要素を視認可能とするために、リアカバー１８が透明に記載されている。

　取り付け部１３Ａにおいて、段差面１３Ａ１および段差面１３Ａ２は、平面的に見たときに隣接した平面部となる。このため、赤外線カメラ１１Ａの光軸と赤外線ＬＥＤ１２Ａの光軸は、ほぼ平行である。すなわち、赤外線カメラ１１Ａの発光部と赤外線ＬＥＤ１２Ａの発光部とをほぼ同じ向きに設定することができる。これにより、カメラユニット１では、赤外線ＬＥＤ１２Ａからの光が赤外線カメラ１１Ａの撮影範囲に適切に照射される。

　なお、取り付け部１３Ａでは、カメラモジュール１１および照明モジュール１２が共通の平面ではなく、それぞれ別々の平面部に取り付けられる。これにより、取り付け部１３Ａは、カメラモジュール１１が取り付けられる段差面１３Ａ１の傾斜角度と照明モジュール１２が取り付けられる段差面１３Ａ２の傾斜角度とを個別に設定することができる。

　例えば、カメラモジュール１１および照明モジュール１２が取り付け部１３Ａに取り付けられた状態で、赤外線カメラ１１Ａの光軸と赤外線ＬＥＤ１２Ａの光軸が正確に平行になるように、段差面１３Ａ１の傾斜角度と段差面１３Ａ２の傾斜角度とを揃えてもよい。また、段差面１３Ａ１の傾斜角度と段差面１３Ａ２の傾斜角度とを異なる角度に設定することで、赤外線カメラ１１Ａおよび赤外線ＬＥＤ１２Ａのいずれか一方の光軸は、他方の光軸と赤外線カメラ１１Ａの撮影範囲内で交差してもよい。

　さらに、カメラユニット１では、取り付け部１３Ａにおいて、図５に示すように、照明モジュール１２がカメラモジュール１１よりも手前の段差面１３Ａ２に取り付けられる。カメラモジュール１１および照明モジュール１２が、上記のように配置されているので、赤外線ＬＥＤ１２Ａから出射された光は、赤外線カメラ１１Ａに直接入射することなく、赤外線カメラ１１Ａの撮影範囲に照射される。これにより、カメラユニット１は、赤外線カメラ１１Ａの映像に白飛びが発生することを防止できる。

　カメラユニット１の撮影対象が運転者である場合、カメラユニット１は、例えば、運転席側のＡピラーに取り付けられる。また、取り付け部１３Ａにおいて、段差面１３Ａ２は段差面１３Ａ１よりも手前に位置する。カメラユニット１が運転席側のＡピラーに組み付けられた場合に、段差面１３Ａ２に設けられた赤外線ＬＥＤ１２Ａは、段差面１３Ａ１に設けられた赤外線カメラ１１Ａよりも運転者側に配置される。これにより、赤外線ＬＥＤ１２Ａからの光が赤外線カメラ１１Ａに直接入射されず、また、赤外線ＬＥＤ１２Ａは、カメラモジュール１１に遮蔽されることなく、運転者に赤外線を照射することができる。

　図６に示すように、筐体１３の裏側には、インタフェースモジュール１５を取り付けるための凹部１３Ｂが設けられている。凹部１３Ｂには、コネクタ１６Ａにコネクタ１６Ｂが装着された状態のインタフェースモジュール１５を収容することができる。このため、インタフェースモジュール１５は、筐体１３の長手方向周りの外形から突出しないように凹部１３Ｂに取り付けられる。

　なお、筐体１３の表側は、筐体１３の長手方向周りの外形から突出しない範囲で、裏側の凹部１３Ｂの深さ分だけ突出している。これに対し、取り付け部１３Ａにおいて、段差面１３Ａ１および段差面１３Ａ２は、カメラユニット１がピラー１００に組み付けられた状態で、当該突出した部分を避けつつ、赤外線カメラ１１Ａおよび赤外線ＬＥＤ１２Ａが撮影対象に向くように構成されている。カメラモジュール１１および照明モジュール１２は、赤外線カメラ１１Ａの撮影視野および赤外線ＬＥＤ１２Ａの照射範囲が筐体１３の表側で突出した部分に重ならないので、撮影対象を適切に撮影および照明することが可能である。

　さらに、筐体１３の裏側には、図６に示すように、金属製カバー部材であるリアカバー１８が、インタフェースモジュール１５を被覆するように設けられている。カメラユニット１の外部から伝搬してきた電磁ノイズは、リアカバー１８によって遮断される。これにより、インタフェースモジュール１５から外部装置へ伝搬される信号に電磁ノイズが重畳することを防止できる。

　図７は、実施の形態１に係る乗員監視システム２０の構成例を示すブロック図である。図７において、乗員監視システム２０は、車両のピラー１００に組み付けられたカメラユニット１が撮影した乗員Ｃの撮影情報を用いて車両の乗員Ｃの状態を監視する。乗員監視システム２０は、カメラユニット１に加えて、制御部２１、音声出力装置２２および表示装置２３を備える。

　制御部２１は、乗員Ｃの撮影情報を用いて乗員Ｃの状態を監視する。音声出力装置２２は、車室内に音声を出力する装置であり、例えば、制御部２１から出力された制御情報に基づいて音声情報を出力する。音声出力装置２２は、車載スピーカであってもよいし、車室内に持ち込まれた情報端末が備えるスピーカであってもよい。

　表示装置２３は、制御部２１から出力された情報を表示する装置であり、例えば、制御部２１により判定された乗員Ｃの状態を示す情報または乗員Ｃの状態に応じた警告情報を表示する。表示装置２３は、車室内に備え付けられたディスプレイであってもよいし、車室内に持ち込まれた情報端末が備えるディスプレイであってもよい。

　また、制御部２１は、図７に示すように、画像取得部２１１、状態判定部２１２および警告処理部２１３を備える。画像取得部２１１は、カメラユニット１によって撮影された乗員Ｃの撮影情報を取得する。状態判定部２１２は、乗員Ｃが撮影された画像を解析して乗員Ｃの視線方向を含む顔情報を取得し、乗員Ｃの顔情報を用いて、乗員Ｃが脇見をしているか否かまたは乗員Ｃが居眠りをしているか否かといった、乗員Ｃの状態を判定する。

　警告処理部２１３は、状態判定部２１２による乗員Ｃの状態の判定結果に基づいて警告処理を行う。例えば、警告処理部２１３は、運転者である乗員Ｃの顔情報に基づいて運転者が脇見をしていると判定されると、音声出力装置２２および表示装置２３の両方またはいずれか一方を用いて運転者に対して警告を行う。また、警告処理部２１３は、乗員Ｃが閉眼していることを示す顔情報に基づいて乗員Ｃが居眠りをしていると判定された場合、音声出力装置２２および表示装置２３の両方またはいずれか一方を用いて乗員Ｃに対して警告を行う。

　例えば、撮影対象が運転者であり、カメラユニットが運転者の手前のダッシュボードの上に設けられた場合に、運転者とカメラユニットとの間には車両のハンドルが存在する。このため、ハンドルがカメラユニットの撮影視野を遮ると、カメラユニットは、運転者を適切に撮影できない。また、ハンドルを避けてダッシュボードの中央部にカメラユニットを配置した場合、カメラユニットは、下側から運転者を見上げる状態で撮影することになるので、運転者の目が開いているか否かを適切に撮影できない場合がある。同様に、カメラユニットが車室内のバックミラー周辺に設けられた場合、カメラユニットは、上側から運転者を見下ろす状態で撮影することになるので、運転者の目が開いているか否かを適切に撮影できない可能性がある。

　これに対して、乗員監視システム２０においては、カメラユニット１がピラー１００に組み付けられている。ピラー１００に組み付けられたカメラユニット１は、運転者との間にハンドルなどの遮蔽物がなく、また運転者の頭とほぼ同じ高さから撮影することが可能である。このため、カメラユニット１が、運転者の顔、特に視線を解析し易い画像を撮影することができるので、乗員監視システム２０は、運転者の状態を正確に判定することができる。

　乗員監視システム２０における画像取得部２１１、状態判定部２１２および警告処理部２１３の機能は、処理回路によって実現される。すなわち、乗員監視システム２０は、車両の乗員の状態を監視する一連の処理を実行するための処理回路を備えている。処理回路は、ハードウェアの処理回路であってもよいし、メモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサであってもよい。

　以上のように、実施の形態１に係るカメラユニット１は、カメラモジュール１１、照明モジュール１２、インタフェースモジュール１５、および筐体１３を備える。筐体１３が長手方向周りの外形が細長いピラー１００の内部空間Ｂに収まる寸法を有し、モジュール１１、１２および１５は、筐体１３の長手方向周りの外形から突出せずに取り付けられている。ピラー１００の内部空間Ｂに収まる外形寸法からモジュール１１、１２および１５が突出しないので、カメラユニット１は、ピラー１００の内部空間Ｂに収容して組み付けることができる。

　実施の形態１に係るカメラユニット１において、筐体１３は、階段状の取り付け部１３Ａを有する。照明モジュール１２は、取り付け部１３Ａにおいて、カメラモジュール１１よりも手前の段差面１３Ａ２に取り付けられる。これにより、カメラユニット１は、赤外線ＬＥＤ１２Ａからの光が赤外線カメラ１１Ａに直接入射することを防止できる。

　実施の形態１に係るカメラユニット１において、カメラモジュール１１は、赤外線カメラ１１Ａを有したモジュールであり、照明モジュール１２は、赤外光を照明光として照射する赤外線ＬＥＤ１２Ａを有したモジュールである。筐体１３においてカメラモジュール１１および照明モジュール１２の手前には、赤外線透過スクリーン１４が設けられる。
　赤外線透過スクリーン１４によって赤外線カメラ１１Ａおよび赤外線ＬＥＤ１２Ａからの赤外線は透過されるが、カメラモジュール１１および照明モジュール１２は、外部から見えなくなる。これにより、カメラユニット１の意匠性が向上する。

　実施の形態１に係るカメラユニット１は、インタフェースモジュール１５を被覆するリアカバー１８を備える。リアカバー１８が、カメラユニット１の外部から到来してきた電磁ノイズを遮断するので、インタフェースモジュール１５から外部装置へ伝搬される信号に電磁ノイズが重畳することを防止できる。

　実施の形態１に係るカメラユニット１は、赤外線透過スクリーン１４の前方に配置された意匠パネル１９を備える。意匠パネル１９がピラー１００に開口部の周囲を覆うので、カメラユニット１の意匠性が向上する。

　実施の形態１に係る乗員監視システム２０は、カメラユニット１と、カメラユニット１によって撮影された車両の乗員Ｃの撮影情報を用いて乗員Ｃを監視する制御部２１を備える。カメラユニット１が、運転者の状態を解析し易い画像を撮影することができるので、乗員監視システム２０は、運転者の状態を正確に判定することができる。

　なお、実施の形態の任意の構成要素の変形もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

　本開示に係るカメラユニットは、例えば、運転者の状態を監視する運転者監視システムに利用可能である。

　１　カメラユニット、１１　カメラモジュール、１１Ａ　赤外線カメラ、１２　照明モジュール、１２Ａ　赤外線ＬＥＤ、１３　筐体、１３Ａ　取り付け部、１３Ｂ　凹部、１３Ａ１，１３Ａ２　段差面、１４　赤外線透過スクリーン、１５　インタフェースモジュール、１６Ａ，１６Ｂ　コネクタ、１７　車両ケーブル、１８　リアカバー、１９　意匠パネル、２０　乗員監視システム、２１　制御部、２２　音声出力装置、２３　表示装置、２１１　画像取得部、２１２　状態判定部、２１３　警告処理部。

Claims (8)

1. 　車両に設けられた細長い収容空間に収容して組み付けられるカメラユニットであって、
   　カメラ撮影に関する各種機能を機能ごとに実行する複数のモジュールと、
   　長手方向周りの外形が前記収容空間に収まる寸法を有し、当該外形から前記モジュールが突出せずに取り付けられた筐体と、を備えた
   　ことを特徴とするカメラユニット。
2. 　前記モジュールは、
   　撮影機能を有したカメラモジュール、
   　照明光を出射する発光素子を有した照明モジュール、および
   　前記カメラモジュールにより撮影された撮影情報を外部装置に出力するインタフェースモジュールである
   　ことを特徴とする請求項１に記載のカメラユニット。
3. 　前記筐体は、階段状の取り付け部を有し、
   　前記照明モジュールは、前記取り付け部において、前記カメラモジュールよりも手前の段差面に取り付けられる
   　ことを特徴とする請求項２に記載のカメラユニット。
4. 　前記カメラモジュールは、赤外線カメラを有したモジュールであり、
   　前記照明モジュールは、赤外光を照明光として照射する発光素子を有したモジュールであり、
   　前記筐体において前記カメラモジュールおよび前記照明モジュールの手前に設けられた赤外線透過スクリーンを備えた
   　ことを特徴とする請求項２に記載のカメラユニット。
5. 　前記筐体に取り付けられた前記インタフェースモジュールを被覆する金属製カバー部材を備えた
   　ことを特徴とする請求項２に記載のカメラユニット。
6. 　前記赤外線透過スクリーンの前方に配置された意匠パネルを備えた
   　ことを特徴とする請求項４に記載のカメラユニット。
7. 　前記収容空間は、車両のピラーの内部空間である
   　ことを特徴とする請求項１に記載のカメラユニット。
8. 　請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のカメラユニットと、
   　前記カメラユニットによって撮影された車両の乗員の撮影情報を用いて前記乗員を監視する制御部と、を備えた
   　ことを特徴とする乗員監視システム。

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