(57)【要約】【課題】高度・高価なシステムを用いることを回避でき、乗員の焦点距離調整を迅速に支援をすることができ、且つ乗員の視界部分の妨げを最小限に止めることを可能にする。【解決手段】車両１０を運転する際に、乗員の焦点位置を適正位置に確保するために設けられる乗員の焦点距離調整支援装置２０において、乗員の前方視界内で且つ車両１０に水平に、乗員の両眼２８，２９の瞳孔距離Ｌ１と略同一距離で少なくとも二つの目印２５，２６を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を運転する際に、乗員の焦点位置を適正位置に確保するために設けられる乗員の焦点距離調整支援装置において、
前記乗員の前方視界内で且つ前記車両に水平に、前記乗員の両眼の瞳孔距離と略同一距離で少なくとも二つの目印を設けたことを特徴とする乗員の焦点距離調整支援装置。
【請求項２】
前記目印は、前記乗員の視線の上又は下に設けられたことを特徴とする請求項１記載の乗員の焦点距離調整支援装置。
【請求項３】
前記目印は、前記車両のフロントウインドウに設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の乗員の焦点距離調整支援装置。
【請求項４】
前記目印は、半透明且つ着色された半透明色彩フィルタで形成されることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の乗員の焦点距離調整支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転中に乗員（ドライバ）の焦点距離が適正な値に保てるように、乗員に焦点距離の調整を促すことができる乗員の焦点距離調整支援装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗員（ドライバ）は走行中に、前方の走行環境に焦点を合わせ安全走行を保つとともに、車内でのナビゲーションシステム画面やバックミラーなどの運転情報取得等のために高頻度での視線の移動と焦点の調整が要求されている。これはドライバにとって負担を要求する作業である。
【０００３】
特に、これらの作業は焦点調節が遅い、且つ焦点調節のために努力を要する高齢者ドライバにとってはなおさら困難な作業となる。
また、近年増加傾向にあるインストルメントパネル回りのデバイス確認・操作によって、視線移動・焦点調整の要求はさらに頻度を増している。
【０００４】
乗員の視線移動・焦点調整を支援する装置（以下、「従来技術１」と記載する）の中には、例えば、視線計測デバイスでドライバの視線を検知し、システムのアルゴリズムが問題ありと判断した場合に警報でドライバに知らせるシステムが知られている。
また、乗員の視線移動・焦点調整を支援する装置（以下、「従来技術２」と記載する）として、例えば、視線移動を軽減するためのインストルメントパネル回りにデバイスを配置するときに、ヘッドアップディスプレイのように人間工学を重視したデバイスが採用されることもある。
【０００５】
このような乗員の視線移動・焦点調整を支援する装置として、模様によって乗員（ドライバ）の焦点位置を車両進行方向に誘導するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−３６１７９公報
【０００６】
特許文献１の技術を説明する。
図１１は従来の乗員の視界調整装置の基本構成を説明する図である。
従来の乗員の視界調整装置１００は、フロントウインドガラス１０１の下端部に運転者の前方視界を調整する視界調整部分１０２を設けたものであり、視界調整部分１０２は、運転者の対向位置Ｐ１と車両中心位置Ｃ１との間で、且つ運転者から距離Ｓ１だけオフセットした位置に頂点Ｔ１が配置され、この頂点Ｔ１から車幅方向両側に向けて一様に下降傾斜する左右稜線Ｌ１，Ｌ２が設定されるとともに、視界調整部分１０２の車室内側表面に頂点Ｔ１付近で最も密度が大きくなり、且つ細かくなる模様を付与され、視界調整部分１０２の模様によって乗員（運転者）の焦点位置を車両進行方向に誘導するようにしたものであった。
【０００７】
しかし、先に説明した従来技術１では、高度・高価なエレクトロニクス技術が要求される。
また、従来技術２では、人の視線移動を軽減するという効果はあるものの、焦点距離を調整するような機能を持ち合わせたものはない。
さらに、従来の乗員の視界調整装置１００では、フロントウインドガラス１０１の下端部に配置される視界調整部分１０２の面積が広く必要であり、フロントウインドガラス１０１が煩雑となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、高度・高価なシステムを用いることを回避でき、乗員の焦点距離調整を迅速に支援をすることができ、且つ乗員の視界部分の妨げを最小限に止めることができる乗員の焦点距離調整支援装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、車両を運転する際に、乗員の焦点位置を適正位置に確保するために設けられる乗員の焦点距離調整支援装置において、乗員の前方視界内で且つ車両に水平に、乗員の両眼の瞳孔距離と略同一距離で少なくとも二つの目印を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、目印が、乗員の視線の上又は下に設けられたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、目印が、車両のフロントウインドウに設けられることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、目印が、半透明且つ着色された半透明色彩フィルタで形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明では、乗員の前方視界内で且つ車両に水平に、乗員の両眼の瞳孔距離と略同一距離で少なくとも二つの目印を設け、車両を運転する際に、乗員の焦点位置を適正位置に確保するようにした。
人間の眼は、左眼と右眼とが統計的に６５ｍｍ離れて配置されている。従って、物体を見るときに、眼球が物体の方向を向くために左眼と右眼とでは眼球の角度が異なり、物体から見て左眼と右眼とのなす角度は輻輳角と呼ばれる。
人間の眼の特性として、例えば、遠くに視点を置くときには、左眼と右眼の視線が限りなく平行に近づくので、輻輳角は限りなくゼロに近づく。また、近くに視点を置くときは、輻輳角は大きくなる。すなわち、近くの物体に視点を置くに連れて輻輳角はさらに大きくなり、左眼と右眼とでは別の像が認識され、あまりに眼に近い場合は両眼の像を結像することができずに、二重になって見えるようになる。
【００１４】
人間の眼は上記特性があるので、乗員の前方視界内で且つ車両に水平に、乗員の両眼の瞳孔距離と略同一距離で少なくとも二つの目印、一例として二つの目印を設定するときに、乗員の視線が遠方に設定されている場合は、左眼と右眼の視線が限りなく平行になるので、左眼では一方の目印が視界内に映り込み、右眼では他方の目印が視界内に映り込む状態となる。この結果、二つの目印の間に、ひとつに合わさった像が映り込むとともに、この像は、二つの目印が合わさることで二つの目印よりも色の濃い像として映り込む。
また、乗員の視線が目印の位置に設定されたときには、目印に焦点が合うので目印そのままが認識される。さらに、乗員の視線が目印の手前に設定されたときには、二つの目印は二重に若しくは四つの像として視界内に映り込む。
【００１５】
これにより、二つの目印がそのまま視認されたり、二つの目印が二重に若しくは四つの像として視界内に映り込んでいる状態であるときは、視点距離が不適切であり、二つの目印の間に、ひとつに合わさった濃い目印が映り込むときには、視点距離が適切であると判断できる。
【００１６】
すなわち、乗員の前方視界内で且つ車両に水平に、乗員の両眼の瞳孔距離と略同一距離に少なくとも二つの目印が設けられたので、視線を平行にするのが容易となる。
例えば、二つの目印の間に、ひとつに合わさった色の濃い像の映り込みがあるときは、乗員の視線が遠方に向いていることが確認でき、近傍を見る傾向のある乗員には焦点を遠方に向けるように促すことができる。
この結果、高度・高価なシステムを用いることを回避できるとともに、乗員の焦点距離調整の支援を迅速に行うことができ、走行時の前方対象物に対する視覚認識速度を向上することができる。
【００１７】
請求項２に係る発明では、目印が、乗員の視線の上又は下に（周辺に）設けられたので、運転の妨げにならない。すなわち、乗員の視界の妨げを最小限に止めることができる。
【００１８】
請求項３に係る発明では、目印が、車両のフロントウインドウに設けられるので、すなわち、フロントウインドウに目印を付けるだけでいいので、簡単に設けることができる。この結果、装置の簡素化を図ることができる。
【００１９】
請求項４に係る発明では、目印が、半透明且つ着色された半透明色彩フィルタで形成されたので、遠方に焦点があるときに映り込む像の半透明色彩フィルタの色が重なり、色が濃くなるので識別されやすい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１（ａ），（ｂ）は本発明に係る乗員の焦点距離調整支援装置を採用した車両の平面図である。（ｂ）は（ａ）のｂ部拡大図を示す。
乗員の焦点距離調整支援装置２０は、車両１０の車室１１内前方に設けられるフロントウインドウ２２と、このフロントウインドウ２２に設けられ、ステアリング２３越しに視認される二つの（左右の）目印２５，２６とから構成される。
【００２１】
左右の目印２５，２６は、円形の半透明色彩フィルタであるとともに、乗員の前方視界内で且つ車両に水平に、乗員の両眼２８，２９の瞳孔距離と略同一距離でフロントウインドウ２２に配置される。
さらに、左右の目印２５，２６は、乗員の視線の下に（周辺に）位置するように設けられる。また、左右の目印２５，２６は、乗員の両眼２８，２９の瞳孔距離Ｌ１と略同一距離に配置される。
次に、人間（乗員）の眼２８，２９の特性について簡単に述べる。
【００２２】
図２（ａ）〜（ｅ）は人間の眼の特性を示す説明図である。
（ａ）において、人間（乗員）の左右の眼２８，２９は、所定の距離（瞳孔距離）を確保されて配置されたものなので、両眼視差（左眼と右眼とで見える像の差異のこと）があり、両眼２８，２９で物体Ｍ１を認識するときに、本来、物体Ｍ１の距離に依存して、右眼２８・左眼２９の像は異なって見えている。これらの異なって見える像を脳の働きで一致させ、ひとつの像として認識する。また、人間は、両眼視差から奥行きを知覚することができる。
なお、人間の左右の眼２８，２９の瞳孔距離は、統計的に６５ｍｍとされる。
【００２３】
（ｂ）において、近くの物体Ｍ１を見る場合の眼球２８ａ，２９ａの動きが示され、（ｃ）において、遠くの物体Ｍ１を見る場合の眼球の動きが示される。
近くの物体Ｍ１を見る場合の左右の眼球が矢印ｂ１，ｂ２の如く回転運動をしてそれぞれ物体の方向へ指向する。この単一像を得るための眼球の回転運動が、輻輳（ふくそう）と呼ばれ、物体Ｍ１から見て左眼２８と右眼２９とのなす角度が輻輳角θ１と呼ばれる。
【００２４】
すなわち、近くに視点を置くとき（近くの物体Ｍ１を見る場合）は、輻輳角θ１は大きくなる。また、近くの物体Ｍ１に視点を置くに連れて、左眼２８と右眼２９とでは別の像が認識され、あまりに眼に近い場合は両眼２８，２９の像を結像することができずに、二重になって見える。
遠くの物体を見る場合の輻輳角θ１は、限りなくゼロに近づく。例えば、焦点距離１０ｍ以上では、カメラでいう焦点距離無限大のように輻輳角θ１は設定されない。
【００２５】
（ｄ）及び（ｅ）では片側の眼２８のみが示され、（ｄ）において、近くの物体Ｍ１を見る場合の水晶体２８ｂの動きが示され、（ｅ）において、遠くの物体Ｍ１を見る場合の水晶体２８ｂの動きが示される。ここで、水晶体２８ｂとは、カメラでいうレンズの働きをなす部分であり、近くの物体を見る場合は水晶体２８ｂが厚く変化し、遠くの物体を見る場合は水晶体２８ｂが薄く変化して、物体Ｍ１までの焦点距離を合わせる働きをなす。  このように、輻輳角θ１の調整と水晶体２８ｂの調整とは互いに強く関連しあって働いている。
【００２６】
図３（ａ）〜（ｃ）は図１に示された乗員の焦点距離調整支援装置の焦点距離を遠くに設定したときの作用説明図である。
（ａ）において、前方遠くに（１０ｍ以上に）焦点が設定された場合が示され、輻輳角θ１は限りなくゼロに設定され、両眼２８，２９の視線はほぼ平行に設定される。
【００２７】
このときに、（ｂ）において、左眼２８には左右の目印像２５ａ，２６ａが映り込み、右眼２９にも左右の目印像２５ａ，２６ａが映り込んでいる。
【００２８】
（ｃ）において、左右の眼２８，２９の像が結合された両眼結合像では、人間の瞳孔距離に設定された左右の目印（二つの半透明色彩フィルタ）２５，２６が結合され、左右の目印像２５ｂ，２６ｂの他に、（ｂ）に示される左右の目印像２５ａ，２６ａが合成されるとともに、色調が強調された目印像２７ｂが映り込んでいることが認識される。
【００２９】
図４（ａ）〜（ｃ）は図１に示された乗員の焦点距離調整支援装置に焦点を合わせたときの作用説明図である。
（ａ）において、乗員の焦点距離調整支援装置２０に対して焦点が設定された場合が示され、所定の輻輳角θ１が設定される。
【００３０】
このときに、（ｂ）において、左眼２８には左右の目印像２５ａ，２６ａが認識され、右眼２９にも左右の目印像２５ａ，２６ａが認識される。
【００３１】
（ｃ）において、乗員の焦点距離調整支援装置２０に対して焦点が合っているので、左右の眼２８，２９の像が結合された両眼結合像では、人間の瞳孔距離に設定された左右の目印像（二つの半透明色彩フィルタ）２５ｂ，２６ｂが認識される。
【００３２】
図５（ａ）〜（ｃ）は図１に示された乗員の焦点距離調整支援装置の焦点距離を近くに設定したときの作用説明図である。
（ａ）において、前方近くに焦点が設定された場合が示され、図４（ａ）に示された輻輳角θ１よりも大きく設定される。
【００３３】
このときに、（ｂ）において、左眼２８には左右の目印像２５ａ，２６ａが映り込み、右眼２９にも左右の目印像２５ａ，２６ａが映り込んでいる。
【００３４】
（ｃ）において、人間の眼の特性としてあまりに物品に眼を近づける場合は両眼の像を結像することができないので、左右の眼２８，２９の像が結合された両眼結合像では、左右の眼２８，２９で見たままの像として映り込む。すなわち、四つの目印２５ｂ，２５ｂ，２６ｂ，２６ｂが映り込んでいる。
【００３５】
図６（ａ）〜（ｃ）は図１に示された乗員の焦点距離調整支援装置の運転中の認識のされ方の説明図である。
（ａ）において、１０ｍ以上先に焦点が合っている場合の見え方を示し、二つの半透明色彩フィルタ２５，２６が結合された目印像２７ｂの映り込みが認識されているので、前方視界の焦点距離は適正であると判断できる。
【００３６】
（ｂ）において、フロントウインドウ２２に焦点が合っている場合の見え方を示し、二つの半透明色彩フィルタ２５，２６がそのままの状態で認識され、例えば、視線はワイパ（不図示）やフロントウインドウ２２に焦点があっている。すなわち、運転者（乗員）が、二つの半透明色彩フィルタ２５，２６をそのままの状態で認識するときには、前方視界をもっと遠方に移すべきであるという意識を常々持つようにすれば、自然と視線の遠方移動ができる。
【００３７】
（ｃ）において、フロントウインドウ２２の手前にあるインストルメントパネル（不図示）などに焦点が合っている場合の見え方を示し、物品にあまりに近い距離では両眼の像を結像することができないことにより、四つの半透明色彩フィルタ像２５ｂ，２５ｂ，２６ｂ，２６ｂが映り込んでいることが認識される。この場合にも運転者が、四つの半透明色彩フィルタ像２５ｂ，２５ｂ，２６ｂ，２６ｂが映り込んでいることが認識されるときには、前方視界をもっと遠方に移すべきであるという意識を常々持つようにすれば、自然と視線の遠方移動ができる。
【００３８】
すなわち、図１に示されたように、乗員の焦点距離調整支援装置２０では、乗員の前方視界内で且つ車両に水平に、乗員の両眼２８，２９の瞳孔距離Ｌ１と略同一距離で少なくとも二つの目印（半透明色彩フィルタ）２５，２６を設け、車両を運転する際に、乗員の焦点位置を適正位置に確保するようにしたものといえる。
【００３９】
これにより、乗員の前方視界内で且つ車両に水平に、乗員の両眼２８，２９の瞳孔距離Ｌ１と略同一距離に少なくとも二つの目印（半透明色彩フィルタ）２５，２６が設けられたので、視線を平行にするのが容易となる。
【００４０】
例えば、二つの目印（半透明色彩フィルタ）２５，２６の間に、ひとつに合わさった色の濃い半透明色彩フィルタ像２７ｂ（図３（ｃ）参照）の映り込みがあるときは、乗員の視線が遠方に向いていることが確認でき、近傍を見る傾向のある乗員には焦点を遠方に向けるように促すことができる。
【００４１】
この結果、高度・高価なシステムを用いることを回避できるとともに、乗員の焦点距離調整の支援を迅速に行うことができ、走行時の前方対象物に対する視覚認識速度を向上することができる。
【００４２】
また、目印（半透明色彩フィルタ）２５，２６は、乗員の視線の上又は下に（周辺に）設けられたので、運転の妨げにならない。すなわち、乗員の視界の妨げを最小限に止めることができる。
【００４３】
目印（半透明色彩フィルタ）２５，２６は、車両１０のフロントウインドウ２２に設けられる。すなわち、フロントウインドウ２２に目印２５，２６を付けるだけでいいので、簡単に設けることができる。この結果、装置の簡素化を図ることができる。
【００４４】
目印２５，２６は、半透明且つ着色された半透明色彩フィルタで形成されたので、遠方に焦点があるときに映り込む像が、半透明色彩フィルタ２５，２６の色が重なり、色が濃くなるので識別されやすい。
【００４５】
図７は本発明に係る第２実施例の乗員の焦点距離調整支援装置の正面図である。
乗員の焦点距離調整支援装置３０は、車両の車室内前方に設けられるフロントウインドウ３２と、このフロントウインドウ３２に設けられた複数の目印３４〜３９とから構成される。
【００４６】
複数の目印３４〜３９は、半透明色彩フィルタで形成されるとともに、乗員の前方視界内で且つ車両に水平に、乗員の両眼の瞳孔距離と略同一距離でフロントウインドウ３２に配置される。さらに、乗員の視線の下に（周辺に）位置するように設けられる。
また、複数の目印３４〜３９は、乗員の両眼の瞳孔距離と略同一距離に配置されるものなので、統計的な人間の瞳孔距離Ｌ１である６５ｍｍ前後の距離を選択する。
【００４７】
図８は本発明に係る第３実施例の乗員の焦点距離調整支援装置の正面図である。図９は図８に示される乗員の焦点距離調整支援装置の作用説明図である。
図８に示されたように、乗員の焦点距離調整支援装置４０は、車両の車室内前方に設けられるフロントウインドウ４２と、このフロントウインドウ４２に設けられた二つの目印（第１・第２の目印）４５，４６とから構成される。
【００４８】
また、二つの目印４５，４６は、乗員の両眼２８，２９（図１参照）の瞳孔距離Ｌ１と略同一距離に配置されるものなので、統計的な人間の瞳孔距離である６５ｍｍ前後の距離を選択する。
【００４９】
二つの目印４５，４６（第１・第２の目印）は矩形状に罫線を描いたものであり、第１の目印４５は、罫線が水平に配置され、第２の目印４６は罫線が傾けて配置される。
図９に示されたように、視点を遠方に向けたときには、第１・第２の目印４５，４６の結合像４７ｂが映り込む。
【００５０】
図１０は本発明に係る乗員の焦点距離調整支援装置の参考図であり、３Ｄステレオグラムを示す。
ステレオグラムとは、目の焦点を意図的に前後にずらして合わせることで、立体的に見ることが出来る画像のことである。また、３Ｄとは、立体視を意味し、ステレオグラムの二次元の画像を三次元に見る方法をいう。
【００５１】
人間は、片眼では焦点距離、物体の大きさ、重なり、明瞭さ、移動速度、両眼では、両眼視差、輻輳などの情報を総合的に利用して立体を認識している。ステレオグラムは両眼視差を利用して画像を立体として認識させる。現実の立体を見るときには、両眼の位置の差から右眼と左眼では異なった像が写っている。この見え方の違いが両眼視差である。この二つの画像の差異を利用して脳は空間の再構築を行う。逆に、平面上の画像でも両眼に視差が生じるように映像を写すことで、脳に立体として認識させることができる。
【００５２】
図１０に示される３Ｄステレオグラム５０は、下方に配置した二つの点５１，５２が重なって認識できるときに、３Ｄステレオグラム５０から立体画像が認識される。
すなわち、両眼の輻輳角が合えば水晶体の焦点調整が自動的に行われ、３Ｄステレオグラム５０が立体的に認識されるものであり、本願発明の乗員の焦点距離調整支援装置２０（図１参照）は、機能的に、図１０に示される３Ｄステレオグラム５０自体がフロントウインドウ２２（図１参照）に例えられ、３Ｄステレオグラム５０の立体画像を見るための二つの点５１，５２が半透明色彩フィルタ２５，２６に例えることができる。
【００５３】
尚、本発明に係る乗員の焦点距離調整支援装置は、図１に示すように、フロントウインドウ２２に目印２５，２６を設けたが、これに限るものではなく、乗員の前方視界内に設けたものであればよい。
【００５４】
本発明に係る乗員の焦点距離調整支援装置は、図１に示すように、目印２５，２６は円形であり、図８に示すように、目印４５，４６は矩形状に罫線を描いたものであったが、これに限るものではなく、目印の形状は任意である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る乗員の焦点距離調整支援装置は、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る乗員の焦点距離調整支援装置を採用した車両の平面図である。
【図２】人間の眼の特性を示す説明図である。
【図３】図１に示された乗員の焦点距離調整支援装置の焦点距離を遠くに設定したときの作用説明図である。
【図４】図１に示された乗員の焦点距離調整支援装置に焦点を合わせたときの作用説明図である。
【図５】図１に示された乗員の焦点距離調整支援装置の焦点距離を近くに設定したときの作用説明図である。
【図６】図１に示された乗員の焦点距離調整支援装置の運転中の認識のされ方の説明図である。
【図７】本発明に係る第２実施例の乗員の焦点距離調整支援装置の正面図である。
【図８】本発明に係る第３実施例の乗員の焦点距離調整支援装置の正面図である。
【図９】図８に示される乗員の焦点距離調整支援装置の作用説明図である。
【図１０】本発明に係る乗員の焦点距離調整支援装置の参考図である。
【図１１】従来の乗員の視界調整装置の基本構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０…車両、１１…車室、２２…フロントウインドウ、２５，２６…目印（半透明色彩フィルタ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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