CN105556989A - 具有提高的低频响应的听力装置以及用于制造这种听力装置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于至少部分佩戴在耳道内的听力装置(1),该听力装置包括外壳(2),该外壳围绕具有第一声音开口(4)与第二声音开口(5)的腔(3),并且所述腔(3)内具有接收器(6),所述接收器(6)被膜(9)分成前室(7)与后室(8),其中,所述前室(7)通过所述第一声音开口(4)与所述外壳(2)的外部声学联通,并且所述后室(8)通过所述第二声音开口(5)与所述外壳(2)的外部声学联通。而且,给出一种用于制造这样的听力装置(1)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有提高的低频响应的小型耳级听力装置,以及用于制造这种听力装置的方法。
背景技术
用于使用者佩戴在耳朵上或耳道中的小型电子听力装置日益流行。这些装置的实施例有例如与个人音频/视频播放器、游戏单元和移动电话结合使用的耳机、耳级通讯装置、主动式听力保护装置、入耳式监视器以及助听器(有时也称作听力仪器或者听力仿生耳)。可以以取决于如何佩戴的若干不同类型例如耳挂式(BTE)装置、耳甲艇嵴中式装置、入耳(ITE)装置、耳道式(ITC)装置、全耳道式(CIC)装置或者复合BTE/ITE式装置利用这些装置。在一些应用中,例如出于审美观以及佩戴舒适的原因,所述装置优选尽可能不显眼。这经常通过将装置部分或完全放置在使用者的耳道中而实现。另选的是,将装置设计成足够小以配合在耳甲艇的嵴中或者完全佩戴在耳廓后。
为了向使用者的耳鼓膜提供声频信号,所提及的装置需要扩音器(也常被称作接收器),即,将传送声频信号的电信号转换成声波形式的声能的单元(一般称作声电转换器)。这些接收器必须非常小,在为了配合到人的耳道中的情况下尤其如此。较小的接收器允许设计能较深地插入到耳道中(例如骨部中)的听力装置,这样的听力装置提供减小阻塞作用的好处。这尤其使得实现深配合的CIC装置的设计。而且,较小的接收器允许将听力装置设计成较小程度的阻塞耳道,即,当插入听力装置时使耳道较开放,从而提供提高的佩戴舒适度以及更自然的声音感知的益处。尤其是开放装配式复合BTE/ITE装置(普遍称作耳道式接收器(RTC)装置或者入耳式接收器(RITE)装置)受益于这样的小型接收器。而且,BTE装置以及佩戴在耳甲艇嵴中的装置也受益于小型接收器,因为主要是接收器的尺寸决定这些装置可实现的微型化程度。
EP0851710A1、EP1209948A2、US5960093以及EP0548580A1中公开了听力装置的这样的微型接收器的实施例。这些接收器在其机械共振频率处(通常在大约2至3kHz处)具有高的最大输出功率(MPO)。在此频率以下,这些接收器的振幅响应根据共振阻尼以5至10dB/十倍频程下降。此外,当在具有通风孔的ITE听力装置中使用时,当通风孔无阻抗力时,通风孔使降低增大至40dB/十倍频程,否则会使降低增大至20dB/十倍频程。因此,使用这些公知微型接收器的传统听力装置的共同缺陷在于不能有效复制低频声音部件。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有提高的低频响应的听力装置(也称作低频转换功能),即,改善了该听力装置中的低频部件。通过根据第一方面所述的听力装置实现此目的。
本发明的另一目的是提出了一种制造这样的听力装置的方法,使得听力装置最佳适合其使用者的需要。通过根据第十一方面所述的制造听力装置用的方法实现此目的。
其它方面中给出了所述听力装置的多种示例性实施方式以及制造方法。
本发明提供了一种用于至少部分佩戴在耳道内的听力装置,该听力装置包括外壳,该外壳围绕具有第一声音开口与第二声音开口的腔,并且该听力装置具有位于所述腔内的接收器,所述接收器被膜分成前室与后室,其中,所述前室通过所述第一声音开口与所述外壳的外部声学联通,并且所述后室通过所述第二声音开口与所述外壳的外部声学联通。
以此方式,来自所述后室的通过所述第二声音开口提供的额外的低频倒相声音与来自所述前室的通过所述第一声音开口提供的声音在所述壳的外部处结合,由此所述听力装置增强了低频声的再现,并因此产生了所述听力装置的提高了的低频响应。由所述后室形成的共振电路与连接的管一起产生约的赫姆霍茨共振,其中L是管的声质量,C是后室的声顺。
在所述听力装置的一个实施方式中,所述接收器包括罩,该罩具有第一声口以及第二声口,该第一声口提供通向所述前室的入口,该第二声口提供通向所述后室的入口,其中,所述第一声口借助第一声管连接至所述第一声音开口,所述第二声口借助第二声管连接至所述第二声音开口。因此,适当选择第二声管的尺寸以便达到所述听力装置的特定的低频响应。可以使用连接的“双管”代替单独的第一管与第二管。
在所述听力装置的另一实施方式中,所述罩以提供通向所述后室的另一入口的第三声口为特征,并且其中,所述后室经所述第三声口与所述腔声学联通,所述腔因此形成所述后室的延伸。以此方式,能进一步提高低频响应。因此,适当选择所述的腔的容量以便达到所述听力装置的特定的低频响应。
在所述听力装置的另选实施方式中,所述接收器包括罩,该罩具有第一声口和第三声口,所述第一声口提供通向所述前室的入口,所述第三声口提供通向所述后室的入口;其中,所述第一声口借助第一声管连接至所述第一声音开口,并且所述后室经所述第三声口与所述腔声学联通,所述腔因此形成所述后室的延伸;并且其中所述腔经第三声管与所述外壳的外部声学联通,所述第三声管的一端连接至所述第二声音开口,并且所述第三声管的另一端位于所述腔内。由此,适当选择第三声管的尺寸,以便实现所述听力装置的特定低频响应。在此同样可以使用组合的“双管”代替单独的第一管与第三管。
在所述听力装置的另一实施方式中,所述第一声音开口与所述第二声音开口被蜡制保护元件(也称作蜡防护)覆盖。以此方式,阻止汗液与诸如耳垢之类的碎屑进入所述第一声音开口与所述第二声音开口。例如,所述第一声音开口与所述第二声音开口共同被所述蜡制保护元件覆盖,或者另选地,所述第一声音开口被第一蜡制保护元件覆盖,所述第二声音开口被第二蜡制保护元件覆盖,即,各自被单独覆盖。
在所述听力装置的另一另选实施方式中,所述接收器包括罩,该罩具有提供通向所述前室的入口的第一声口以提供通过所述后室的入口的第三声口;并且其中,所述第一声口借助第一声管连接至所述第一声音开口,并且所述后室经所述第三声口与所述腔声学联通,所述腔因此形成所述后室的延伸;并且其中,所述腔经与所述腔一体地形成的通风道与所述外壳的外部声学联通,所述通风道的第一端形成所述腔的所述第二声音开口,所述通风道的第二端形成通向所述外壳的外部的另一声音开口。
在所述听力装置的另一实施方式中,滤声器布置在所述通风道的所述第一端。以此方式,可以使所述听力装置的所述低频响应更适合所述使用者的所述需要。
在所述听力装置的另一实施方式中,所述听力装置是入耳式、耳道式或者全耳道式听力装置或者多部分(例如复合BTE/ITE)听力装置,所述多部分听力装置由耳道部分外的部分以及包括所述接收器的耳中、耳道中或者完全在耳道中的部分形成。
在所述听力装置的另一实施方式中,所述第二声管的内直径d2与长度l2构造成实现通风作用的共振频率、低频反射以及机械共振频率之间的平衡。对于不具有通风孔的情况的良好选择是将所述第二声管构造成极大地放大相关频率,对于具有通风孔的情况的良好选择是将所述第二声管构造成使得相关频率在通风孔共振以上,以便增大所述通风孔与机械共振之间的输出功率,或者在通风孔共振以下以便朝低频延长频宽。通过扩展后容量而增大所述后容量的操作允许减小所述管的长度。例如,0.5ccm的后容量与长12mm并且内直径为1mm的管产生约600Hz的共振。
在所述听力装置的另一实施方式中,所述第三声管的内直径d3与长度l3构造成实现通风作用的共振频率、低频反射以及机械共振频率之间的平衡。
在另一实施方式中,所述多部分(例如复合BTE/ITE)听力装置适于提供开放式装配。以此方式,具有密封式(即,封闭式)装配的所述听力装置的所述通风道被沿所述听力装置的外周绕过所述听力装置的入耳部分的声路代替。
为了能够针对使用者的具体需要定制听力装置并针对使用者的个别要求全面优化所述听力装置的声音性能,需要一种用于制造根据本发明的听力装置的适当方法。
因此,本发明还提供一种用于制造根据本发明的听力装置的方法,该方法包括以下步骤:
测量所述听力装置的使用者的耳道的内部形状的至少一部分;
生成如下部件的三维计算机模型:
所述外壳,使得所述外壳具有根据测得的使用者的耳道的一部分的内部形状个别成形的外表面;
所述腔;
所述接收器;以及
以下元件中的至少一者:
a)所述第二声音开口;
b)所述第二声口;
c)所述第二声管;
d)所述第三声口;
e)所述第三声管或其一部分;
f)所述通风道;
g)所述另一声音开口;以及
基于生成的三维计算机模型计算所述听力装置的声学特性;
如果计算出的声学特性偏离期望的声学特性,那么通过修正所述元件a)至g)中至少一者的形状、横截面、长度、内直径以及位置中的至少一者而修正所述三维计算机模型。
在所述制造方法的一个实施方式中,所述计算步骤还基于所述测得的使用者的耳道的内部形状。
在所述制造方法的另一实施方式中,所述计算步骤考虑所述外壳插入到使用者的耳道中时所述听力装置的所述外壳与使用者的耳鼓膜之间余留的耳道的剩余容量。优选的是,还考虑中耳声顺,具体地说,考虑耳鼓膜后的空气体积,即,中耳中的空气体积。
在所述制造方法的另一实施方式中,重复所述计算步骤以及所述修正步骤,直到所述计算出的声学特性匹配所述期望的声学特性。
在所述制造方法的另一实施方式中,所述计算出的声学特性包括声阻抗、声顺、频率响应、共振频率、功率变换效率、输出声压水平中的一者或者多者。
要指出的是,上述实施方式的结合更进一步产生出根据本发明的更具体的实施方式。
附图说明
以下参照附图并且以非限制性的具体实施方式进一步解释本发明,附图示出:
图1是根据本发明的听力装置的第一示例性实施方式的示意图;
图2a是根据本发明的听力装置的第二示例性实施方式的示意图,图2b是根据本发明的听力装置的第二示例性实施方式的具体变型例的示意图;
图3是根据本发明的听力装置的第三示例性实施方式的示意图;
图4是根据本发明的听力装置的第四示例性实施方式的示意图;
图5是传统听力装置与根据本发明的听力装置的振幅响应的图;以及
图6是传统听力装置与根据本发明的听力装置的振幅响应的另一图。
在附图中,相同的附图标记指代相同的零件或者部件。
具体实施方式
图1中示意性示出根据本发明的听力装置1的第一实施方式。图1中所示的听力装置1意图至少部分佩戴在耳道内。照此,该听力装置可以是ITE、ITC或者CIC听力装置或者多部分听力装置的入耳部分,例如复合BTE/ITE式装置的ITE部分。听力装置1包括外壳2,该外壳围绕位于听力装置1的近端的腔3以及位于听力装置1远端的另一腔3’,据此两个腔3和3’借助壁21相互分离,该壁优选使腔3和3’相互封闭。腔3借助另一壁21’及膜9(也称作隔膜)细分成前室7与后室8。前室7、后室8、膜9以及例如借助销(未示出)连接至膜9的马达组件(未示出)形成接收器,此接收器将代表电信号的声频转换成声音。前室7内产生的声音经第一声音开口4提供至外壳2的外部。根据本发明,后室8中产生的低频声音也提供至外壳2的外部,即经第二声音开口5。产生于后室8的低频声音相对于产生于前室7的声音是倒相的,这样前室与后室的叠置增强听力装置1产生的低频声音。可以通过适当构造后室8的容量以及第二开口5的尺寸使听力装置1的低频响应适合使用者的特定需求。通风道18(也简单称作通风孔)的存在进一步影响听力装置1的低频特性。通风道18从位于听力装置1近端的另外的声音开口19到位于远端的另一声音开口19’横穿听力装置1,因此在佩戴着听力装置1时尤其提供耳道的内部对耳外部的通风以及压力均衡。
在根据图1的第一实施方式中,外壳2用作接收器的封套。图2a中示意性示出根据本发明的听力装置1的另选第二实施方式。此实施方式中,接收器6作为具有罩10的单独模块或者单元布置在腔3内。在接收器6的罩10中的第一声口11提供通向接收器6的前室7的入口,该第一声口11通过第一声管13与腔3的第一声音开口4连接。接收器6的罩10中的第二声口12提供通向接收器6的后室8的入口,该第二声口12通过第二声管14与腔3的第二声音开口5连接。第二声管14的长度l2与内直径d2(横截面)也影响听力装置1的低频响应(如后容量的声顺那样),并且优选适当构造成使听力装置1的声学特性(尤其是接收器的共振频率)最佳适合使用者的具体需要。第二声管14例如具有12mm的长度l2以及在0.8mm至2mm范围内的内直径d2。第一声音开口4和第二声音开口5例如被蜡制保护元件17覆盖(也称作蜡防护)以便防止汗液及诸如耳垢之类的污物进入到第一声管13和第二声管14中,从而避免堵塞这些声管。可选的是,可以在接收器6的罩10中设置第三声口15,从而进一步提供通向接收器6的后室8的入口。以此方式,腔3用作后室的延伸,从而大幅增大接收器6的整个后容量。这也影响听力装置1的低频响应,从而可以通过适当构造腔3的尺寸使听力装置1的声学特性最佳适合使用者的需要。
图2b示出了图2a中所示的实施方式的变型例,其中使用连接或结合“双管”13’代替单独的第一声管13和第二声管14。
图3中示意性示出根据本发明的听力装置1的另一另选的第三实施方式。此实施方式中,省略了第二实施方式中包括的第二声口12,而现在的第三声口16是强制性的。而且,第三声管16连接至用作接收器6的后室8的延伸的腔3的第二声音开口5,从而扩大了接收器的整个后容量。这样,声音从腔3通过此第三声管16离开,该第三声管起低通滤波器(与用作高通的后容量声顺一起)的作用。因此,第三声管16非常影响听力装置1的低频响应,这样可以通过适当构造第三声管16的长度l3与内直径d3(横截面)使听力装置1的声学特性最佳适合使用者的需要。第三声管16例如具有12mm的长度l3以及在0.8mm至2mm范围内的内直径d3,这样在d3=1mm的情况下听力装置换能器输出的共振频率约为600Hz。另选地或者此外,可以在第三声管16的任一端布置滤声器元件以便进一步影响听力装置1的低频响应。而且,采用延长的双管或者两个延长的单独管也是可行的方案。
图4中示意性示出根据本发明的听力装置1的再一另选的第四实施方式。此实施方式中,第三实施方式的第三声管16被替换成到通风道18中的馈入,从而通风道18的近端19形成腔3的第二声音开口5。通风道18的远端19’例如位于听力装置1的面板22(参看图1)处。此第四实施方式也需要接收器6的罩10具有提供通向后室8的入口的第三声口15的特征。腔3也用作后室8的延伸,从而扩大接收器6的整个后容量。通风道18允许声音从腔3通过近端19(即,腔3的第二声音开口5)离开至外壳2的外部。通风道18的内直径dv影响听力装置1的低频响应,从而可以通过适当构造通风道18的内直径dv(横截面)使听力装置1最佳适合使用者的需要。可选的是,可以在到通风道18中的馈入处布置滤声器20以便进一步影响听力装置1的低频响应。优选的是,应在到通风道18中的馈入处布置管以便避免后容量短路。
图5示出了均不具有通风道的传统听力装置与根据本发明的三个听力装置的振幅响应的图,以便展示可以通过根据本发明的听力装置获得的改进。在所有情况下,采用相同的接收器型号,即,Sonion31A015。第一轨迹i)是使用不具有扩大的后容量的传统听力装置得到的。第二轨迹ii)是使用采用了扩大的后容量的传统听力装置得到的。第三轨迹iii)是使用根据本发明的第一听力装置得到的,该第一听力装置采用了0.5ccm的扩大的后容量以及具有d3,1=0.8mm的内直径和l3=12mm的长度的第三声管16。第四轨迹iv)是使用根据本发明的第二听力装置得到的,该第二听力装置采用了0.5ccm的扩大的后容量以及具有d3,2=2mm的不同内直径和l3=12mm的相同长度的第三声管16。第五轨迹v)是使用根据本发明的第三听力装置得到的,该第三听力装置采用了0.5ccm的扩大的后容量以及具有d3,3=1.4mm的另一内直径和l3=12mm的相同长度的第三声管16。如所能看到的,与传统听力装置相比,根据本发明的听力装置的低频响应被大大增强,由此振幅响应在被增强的频率范围内以额外的20dB/十倍频程下降。
图6示出了均具有通风道的两个传统听力装置及根据本发明的三个听力装置的振幅响应的图,以便进一步展示可以通过根据本发明的听力装置获得的改进。第六轨迹vi)是使用具有直径为1mm的通风道的传统听力装置得到的。第七轨迹vii)是使用具有直径为1mm的通风道并且采用了扩大的后容量的传统听力装置得到的。第八轨迹viii)是使用根据本发明的另一第一听力装置得到的,该另一第一听力装置具有直径为1mm的通风道并且采用了0.5ccm的扩大的后容量以及具有d3,1=0.8mm的内直径和l3=12mm的长度的第三声管16。第九轨迹ix)是使用根据本发明的另一第二听力装置得到的,该另一第二听力装置具有2mm不同直径的通风道并且采用了0.5ccm的扩大的后容量以及具有d3,2=2mm的不同内直径和l3=12mm的相同长度的第三声管16。第十轨迹x)是使用根据本发明的另一第三听力装置得到的,该另一第三听力装置具有3mm的另一直径的通风道并且采用了0.5ccm的扩大的后容量以及具有d3,3=1.4mm的另一内直径和l3=12mm的相同长度的第三声管16。如所能看到的,与传统听力装置相比,根据本发明的听力装置的低频响应被大大增强,由此这些实施例中的通风道额外增强了低频。
类似于以通风道18为特征的听力装置1,具有开放式装配的听力装置可以与本发明一起使用,在后者的情况下,听力装置的入耳部分不封闭耳道,而是允许来自耳外部的直达声绕开听力装置的入耳部分到达使用者的耳鼓。这样的“开放装配”听力装置显示出没有阻塞作用或者至少显著减小阻塞作用,因为在佩戴着这样的听力装置时低频声能自由进出耳道。
本发明的另一方面涉及用于制造根据本发明的听力装置的方法,借此尤其将外壳2、第二声管14和用作后室8的延伸的腔3的容量以及通风道18借助快速制壳体建模(RSM)软件设定尺寸,以便针对使用者的需要(例如取决于使用者的听力缺损)个别优化听力装置1的总体频率响应。
可以代替借助快速壳体建模优化管的尺寸而采用橡胶管并将其切割成需要的尺寸。这适用于单管与双管这两者,例如双管13’(参看图2b)代替单独的第一声管13和第二声管14(参看图2a)或者仅对于两个管13和14中的一者。
Claims (14)
1.一种用于至少部分佩戴在耳道内的听力装置(1),该听力装置包括外壳(2),该外壳围绕具有第一声音开口(4)与第二声音开口(5)的腔(3),并且所述腔(3)内具有接收器(6),所述接收器(6)被膜(9)分成前室(7)与后室(8),其中,所述前室(7)通过所述第一声音开口(4)与所述外壳(2)的外部声学联通,并且所述后室(8)通过所述第二声音开口(5)与所述外壳(2)的外部声学联通。
2.根据权利要求1所述的听力装置(1),其中,所述接收器(6)包括罩(10),该罩具有第一声口(11)和第二声口(12),该第一声口提供通向所述前室(7)的入口,该第二声口提供通向所述后室(8)的入口;并且其中,所述第一声口(11)借助第一声管(13)连接至所述第一声音开口(4),所述第二声口(12)借助第二声管(14)连接至所述第二声音开口(5)。
3.根据权利要求2所述的听力装置(1),其中,所述罩(10)以进一步提供通向所述后室(8)的入口的第三声口(15)为特征;并且其中,所述后室(8)经所述第三声口(15)与所述腔(3)声学联通,所述腔形成所述后室(8)的延伸。
4.根据权利要求1所述的听力装置(1),其中,所述接收器(6)包括罩(10),该罩具有第一声口(11)和第三声口(15),该第一声口提供通向所述前室(7)的入口,该第三声口提供通向所述后室(8)的入口;并且其中,所述第一声口(11)借助第一声管(13)连接至所述第一声音开口(4),所述后室(8)经所述第三声口(15)与所述腔(3)声学联通,所述腔形成所述后室(8)的延伸;并且其中,所述腔(3)经第三声管(16)与所述外壳(2)的外部声学联通,所述第三声管(16)的一端连接至所述第二声音开口(5),并且所述第三声管(16)的另一端位于所述腔(3)内。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的听力装置(1),其中,所述第一声音开口(4)与所述第二声音开口(5)被蜡制保护元件(17)覆盖,其中例如所述第一声音开口(4)和所述第二声音开口(5)共同被所述蜡制保护元件(17)覆盖;或者另选地,其中,所述第一声音开口(4)单独被第一蜡制保护元件覆盖,所述第二声音开口(5)单独被第二蜡制保护元件覆盖。
6.根据权利要求1所述的听力装置(1),其中,所述接收器(6)包括罩(10),该罩具有第一声口(11)和第三声口(15),该第一声口提供通向所述前室(7)的入口,该第三声口提供通向所述后室(8)的入口;并且其中,所述第一声口(11)借助第一声管(13)连接至所述第一声音开口(4),所述后室(8)经所述第三声口(15)与所述腔(3)声学联通,所述腔(3)形成所述后室(8)的延伸;并且其中,所述腔(3)经与所述外壳(3)一体地形成的通风道(18)与所述外壳(2)的外部声学联通,所述通风道(18)的第一端(19)形成所述第二声音开口(5),所述通风道(18)的第二端形成通向所述外壳(2)的外部的另一声音开口(19’)。
7.根据权利要求6所述的听力装置(1),其中,滤声器(20)布置在所述通风道(18)的所述第一端。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的听力装置(1),其中,所述听力装置(1)是入耳式、耳道式或者全耳道式听力装置或者多部分听力装置,该多部分听力装置由耳道部分外的部分以及包括所述接收器(6)的耳中、耳道中或者完全在耳道中的部分形成。
9.根据权利要求8所述的多部分听力装置,该多部分听力装置适于提供开放式装配。
10.一种用于制造根据前述权利要求中的任一项所述的听力装置(1)的方法,该方法包括以下步骤:
测量所述听力装置(1)的使用者的耳道的内部形状的至少一部分;
生成如下部件的三维计算机模型:
所述外壳(3),使得所述外壳(3)具有根据测得的使用者的耳道的一部分的内部形状个别成形的外表面;
所述腔(3);
所述接收器(6);以及
以下元件中的至少一者:
a)所述第二声音开口(5);
b)所述第二声口(12);
c)所述第二声管(14);
d)所述第三声口(15);
e)所述第三声管(16);
f)所述通风道(18);
g)所述另一声音开口(19,19’);以及
基于生成的三维计算机模型计算所述听力装置(1)的声学特性;
如果计算出的声学特性偏离期望的声学特性,那么通过修正所述元件a)至g)中至少一者的形状、截面、长度、内直径以及位置中的至少一者来修正所述三维计算机模型。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述计算步骤还基于所测得的使用者的耳道的内部形状。
12.根据权利要求10所述的方法,其中,所述计算步骤考虑所述听力装置(1)的所述外壳(2)插入到使用者的耳道中时所述外壳(2)与使用者的耳鼓膜之间余留的耳道的剩余容量,并且优选还考虑使用者的中耳声顺。
13.根据权利要求10至12中的任一项所述的方法,其中,重复所述计算步骤以及所述修正步骤,直到所述计算出的声学特性匹配所述期望的声学特性。
14.根据权利要求10至13中的任一项所述的方法,其中,所述计算出的声学特性包括声阻抗、声顺、频率响应、共振频率、功率变换效率、输出声压水平中的一者或者多者。
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