CN1415081A - 染色接目镜及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于介入眼睛内的染色接目镜，它具有一种接目镜基片(22)和一个位于上述基片上的虹膜模拟图案(24)，该虹膜模拟图案具有至少4种分别染上的色料。一种制造用于介入眼睛内的染色接目镜的方法包含提供一种带有一个表面的印刷板和对该印刷板照射激光而在该印刷板的上述表面上形成至少一个凹区，该凹区具有构成虹膜部分图案的形状。将一种液态色料引入上述的凹区内，然后采用一种方法使上述色料从凹区转移到接目镜基片上，从而使色料对接目镜基片染色而形成形状与凹区的虹膜部分图案基本相同的染色图案。

Description

染色接目镜及其制造方法
本发明的背景
本发明涉及染色接目镜及制造染色接目镜(tinted contactlenses)的方法。
染色接目镜通常用于化妆目的以改变佩戴者的眼睛虹膜的外观颜色。例如，褐色或蓝色眼睛的人要想有绿色的眼睛，可以佩戴具有浅绿色图案的接目镜，以浅绿色图案盖住该佩戴者的眼睛虹膜。
接目镜的染色通常是采用垫式印刷法将带色的图案印刷到接目镜基片上。应当明白，本文所用术语“染色”是包括半透光的和/或不透光的颜色沉积的染色图案。上述的垫式印刷法采用一种基本上平的钢板(又称为印刷板)，在该印刷板上用照相腐蚀法腐刻出一种图案(或者说凹区)。在印刷作业时，通过一种印刷垫将介入图案内的印色转移到接目镜基片上。为了使接目镜染上多种颜色，可将不同颜色的印色介入3个或更少的不同图案内，并依序地通过印刷垫转移到接目镜基片上。
上述的对接目镜基片染色的普通方法的缺点之一是该方法不能获得高清晰度的图案。换言之，在接目镜基片上印刷出的图案几乎没有人的眼睛虹膜的细节。不能得到高清晰度的图案也就无法在一个接目镜基片上采用3种以上不同的图案。这样，在5英尺或更近处观察佩戴者的眼睛的人可能看得出佩戴者正佩戴着染色接目镜。现行方法的另一个缺点是需要大量的劳动工时在印刷板上腐刻图案，通常每腐蚀一个图案需要4～6个“工时”。而且，图案通常必须腐蚀到精确的深度，才能使印色有效地转移。腐蚀到这样精确的深度常常是困难的，在许多复杂的或精细的图案中，3～5微米的深度偏差便可能导致印刷板报废。现行方法的再一个缺点是，在印刷板上腐刻图案所用的腐蚀性化学物质(例如氯化铁和盐酸)无论对工人还是对环境都是危险物品，因此，在使用和处理这些物品时需要格外小心，且成本较高。
本发明概述
本发明的几个目的及优点是：提供一种改进的对接目镜基片染色的方法，提出的这种对接目镜基片染色的方法可使染色接目镜基片比采用普通方法制成的染色接目镜基片更精确地类似于人的虹膜；提出一种可制成图案更复杂的染色接目镜的对接目镜基片染色的方法；提出一种改进的在印刷板上形成图案的方法；提出一种可在印刷板上形成精确而复杂的图案的方法，提出的这种方法可以以较少的劳动量形成上述的图案；提出一种在印刷板上形成图案而不采用危险化学物质的方法；并提供一种具有接目镜基片的染色接目镜，该接目镜具有印刷在它上面的比印刷在现有技术的染色接目镜上的图像清晰度更高的染色图象。
总而言之，本发明的用于制造介入眼睛内的染色接目镜的方法包含提供一种具有表面的印刷板；和对该印刷板照射激光而在印刷板的上述表面上形成至少一个凹区，该凹区是构成虹膜部分图案的形状。将液体色料引入上述凹区内，然后采用一种方法将上述色料从凹区转移到接目镜基片上，从而使色料对接目镜基片染色而形成形状与凹区的虹膜部分图案基本相同的染色图案。
本发明的另一方面是制造用于介入眼睛内的染色接目镜的方法，它包括将人的虹膜图象数字化输入计算机。将该数字化的图象分离成多个用于在多个印刷板部件上形成多个凹区的数字化的图象部分。上述的每个凹区构成虹膜部分图案的形状。将液态色料引入上述的多个凹区内，然后采用一种方法将色料从各凹区转移到接目镜基片上，从而使色料对接目镜基片染色而形成多个形状与凹区的虹膜部分图案基本相同的染色图案。采用一种方法将该染色图案彼此组合而使接目镜基片染色而成模拟的人的虹膜。
本发明的再一个方面是，一种用于介入眼睛内的染色接目镜，它具有一个接目镜基片和一个位于上述基片上的虹膜模拟图案，该虹膜模拟图案具有至少4种分别染上的颜色。
其他的目的和特征将在下面部分地说明。
附图的简述
图1是本发明的具有一个接目镜基片和一种印刷在基片上的虹膜模拟图案的染色接目镜的顶视平面图；
图2a是带有第一凹区的印刷板部件的局部顶视平面图，上述的第一凹区具有要印刷到接目镜基片上以形成图1的虹膜模拟图案的第一部分的第一虹膜部分图案的形状；
图2b是带有第二凹区的印刷板部件的局部顶视平面图，上述的第二凹区具有要印刷到接目镜基片上以形成图1的虹膜模拟图案的第二部分的第二虹膜部分图案的形状；
图2c是带有第三凹区的印刷板部件的局部顶视平面图，上述的第三凹区具有要印刷到接目镜基片上以形成图1的虹膜模拟图案的第三部分的第三虹膜部分图案的形状；
图2d是带有第四凹区的印刷板部件的局部顶视平面图，上述的第四凹区具有要印刷到接目镜基片上以形成图1的虹膜模拟图案的第四部分的第四虹膜部分图案的形状；
图3是在各印刷板部件上形成图2a～2d的图案的各步骤的流程图；
图4a是图2a的印刷板部件的简单侧向正视图，示出印色充满第一凹区，而刮片刮过印刷板部件以除去多余的印色；
图4b是图4a的印刷板部件的简单侧向正视图，示出垫式印刷的垫紧压印刷板部件以便将印色从凹区转移到印刷垫上；
图4c是图4b的与空白接目镜基片对准的印刷垫的简单侧向正视图；
图4d是与图4c类似的简单侧向正视图，但示出印刷垫紧压接目镜基片以便将印色从印刷垫转移到接目镜基片上；和
图4e是与图4d类似的简单侧向正视图，但示出印刷垫已从接目镜基片上取去而露出印刷在接目镜基片上的图案。
在上述所有附图中，相应的标号表示相应的零部件。
优选实施例的说明
下面参看附图，首先更具体地参看图1，图中整体地示出本发明的染色接目镜，并用标号20表示。接目镜20具有一个接目镜基片22，和一种位于基片22上的虹膜模拟图案(总的以标号24表示)。接目镜基片22最好是一种普通的透光接目镜基片，它可以是一种校正镜片或非校正镜片。虹膜模拟图案24通常是圆形的，其尺寸可盖住或增大佩戴者眼睛的虹膜。虹膜模拟图案24可以是不透光的以便部分地或完全地遮住佩戴者的虹膜，或者也可以是至少有些半透光的，以便可通过它呈现出佩戴者的部分虹膜。应当明白，本文所用术语“染色的”是想包括半透光的和/或不透光的染色的虹膜模拟图案。该虹模模拟图案24是优选多次染色的，更好的是由4种或更多种离散的颜色组成。最好采用垫式印刷法在接目镜基片22上印刷虹膜模拟图案24。正如下面将要较详细说明的那样，在印刷过程中，在基片22上依序地印出4种或更多种离散的图案部分(最好分别是不同颜色的)。这些图案部分(着色剂花样)相结合便形成多颜色的虹膜模拟图案24。
一般说来，采用两个子工序来制造染色接目镜20。第一个子工序是在一个或多个印刷板(Clichés)30上形成多个凹区32、34、36、38(图2a～2d)，第二个子工序是在垫式印刷工艺中用上述印刷板30将印色(或者其他合适的液态色料)从上述凹区转移到接目镜基片22(图1)上。上述印色最好是在染色接目镜工业上众所熟知的那类印色，这类印色具有可通过聚合作用粘结到透镜基片上的粘合性能。这种印色被转移到透镜基片后可以是不透光的或半透光的。
在图3所示的流程图中，以标号40总的代表第一子工序，在由方框42代表的第一步骤中，将一种虹膜图象数字化并输入计算机。上述的将虹膜图象数字化可采用扫描法将人的虹膜的照片或复制图(rendering)输入计算机，或者采用数码相机，或者采用合适的软件输入计算机，再由计算机本身形成虹模图象。应当明白，上述的将虹膜图象数字化的方法仅仅是举例说明，在不违背本发明的范围的情况下，还可以采用其他的方法。上述的数字化后的虹膜图象也可包括一种由两个或多个不同形状的虹膜图象组成的混合图象。上述的计算机最好是带有合适的处理机例如智能Pentium-3处理机的工业上常见的计算机。
如方框44所示，采用市场上购买的软件例如Adobe Illustrator或Adobe Photoshop将数字化虹膜图象的颜色分离成可选择的不同的层次。实际上，虹膜图象是由几千个极小的带色区组成的，而各带色区的颜色可包含几千种不同的颜色。最好由设计者分析虹膜图象，以便确定何处要进行颜色分离。最好将虹膜图象分成4、5、6、7、8、9、10、11、12或更多个不同颜色的区域。每个颜色区最好由网格式图象编辑器例如Adobe Photoshop进行测绘。然后将每个颜色区转换成格雷比例，再转换成浓淡点图案(方框46)。然后使每个浓淡点图案通过向量基计算机作图程序例如Adobe Illustrator。采用这种作图程序要对浓淡点图案(或数字化图象部分)进行调整，使其尺寸可(最好作为一个加封的附录文件)输出到合适的激光控制器(如方框48所示)。每个数字化图象部分含有所有具有被选颜色范围中的一种的数字化虹膜图象的微型区的综合。上述的激光器最好是钇铝深红色(YAG)的激光器例如可从美国Electrox公司(印地安州，Indianapolis)购到的ElectroxScriba 11。激光控制器最好按合适的软件例如可从美国Electrox公司购到的软件来工作。然后将印刷板30(如图2a所示)对准YAG激光器。然后参看方框50，使激光器按合适的孔径和动力装置进行工作以满足适合于在印刷板30的几部分上形成凹区32、34、36、38的图案宽度和深度的要求。通过调节动力装置和/或对图案进行多次扫描，操作者可用激光使印刷板的某些层汽化，而使其符合所需的精确的凹区形状。激光器工作时最好用2千赫的基线行，孔径为3.8mm，功率为70瓦时产生5/1000粒子束，速度频率为每秒钟命中8次。
激光在各虹膜部分图案上形成每一个与每一个数字化的图象部分相对应的凹区。换言之，各数字化图象部分组结合就是数字化虹膜图象，而各凹区的各虹膜部分图案相组合则是要在接目镜基片上印刷的虹膜图象。如上所述，图2a～d示出在印刷板上形成的凹区32、34、36、38。应当明白，上述印刷板可以是单个印刷板，或者是多个印刷板，换句话说，在不背离本发明范围的情况下上述的凹区可以全在一个印刷板30上形成，或者分别在一个离散的印刷板上形成。
采用激光法在印刷板上形成凹区与采用照相腐蚀法形成凹区相比有几个优点。首先，用激光形成的凹区比照相腐蚀法形成的凹区的清晰度高。具体地说，激光法的清晰度是照相腐蚀法的9倍。在较高清晰度情况下采用照相腐蚀法时，其腐蚀特性往往会使图案模糊并损坏图案的反差。照相腐蚀法的清晰度较低，难以达到多次染色的接目镜的颜色多变所要求的清晰度，而采用激光法则可克服图案清晰度低的缺点，故可采用较宽范围混合色彩来制造具有更天然形貌的染色接目镜。
采用激光法而不采用照相腐蚀法形成凹区的另一个好处是不需要使用有毒性的和危险的化学物质例如硝酸铁、盐酸和硝酸。这些化学物质会增加发生事故或人体健康问题的可能性，而且对于环境也是危险的，必需符合消除和处理这些物质的EPA管理法则。另外，照相腐蚀法本身固有的不可预测性也使它难以形成所需深度的凹区。通常，用于对接目镜染色的垫式印刷法所需的凹区深度为17～25微米。而用照相腐蚀法的深度偏差一般为±3～5微米。如果照相腐蚀法达不到所需的深度，制出的图案就是无用的，而且必须对印刷板重修表面、再进行研磨，然后重复所有的工序。反之，若图案的深度太深(这在工业上是常有的事)，就会有过多的水稀释剂/阻滞剂和聚合物蒸发而进入空气中，从而污染空气。
采用激光法还可提高在印刷板上形成凹区的速度。具体地说，采用照相腐蚀法在印刷板上做出一般图案所需的劳动是3～6个工时，而采用本发明的激光法做出这种图案的劳动是不到1个工时。综上所述，采用激光法可使凹区的清晰度较高，且有利于人体健康，还降低制造成本。
图4a～4e简单示出第二子工序(即印色从印刷板上的凹区转移到接目镜基片22上)。图4a示出印刷板30上的凹区32被印色淹没。使刮片62刮过整个印刷板以刮去印刷板上多余的印色，这就使印色仅存在于凹区内。再如图4b所示，使一个普通的垫式印刷的垫64对准凹区32，并紧压印刷板30，以抽出凹区内的印色。然后使印刷垫64对准夹持在镜片夹具66上的接目镜基片22(图4c)，并紧压基片22(图4d)使印色沉积在基片上以形成构成虹膜模拟图案(图1)的第一图案部分70的图案。然后从基片22上移开印刷垫64，让图案干燥。按这种方法印刷在接目镜基片22上的第一图案部分为70的形状与凹区32的图案基本相同。然后，按与上述的从凹区32转移印色的方法基本相同的方法从凹区34(图2b)、36(图2c)、38(图2d)将印色转移到接目镜基片22上依序印刷出其他的图案部分(图中未示出)。对每种印刷图案最好用不同颜色的印色。上述的各图案部分(染色图案)相组合便形成多次染色的虹膜模拟图案24。
虽然上面已以4种印刷在接目镜基片22上的不同染色图案相组合而成虹膜模拟图案24加以说明，但是应当明白，在不背离本发明范围的情况下，可以用更多或更少的染色图案(例如3、5、6、7、8、9、10、11、12种或更多种染色图案)相组合而形成一个虹膜模拟图案。但是，最好还是将4～12种染色图案印刷在接目镜基片上形成上述的虹膜模拟图案，而且，最好是每种染色图案的颜色互不相同。
据上所述，可以看出本发明的几个目的已经达到，并且还可获得其他的优点。
由于在不违背本发明范围的情况下可对上述的结构和方法进行各种改变，所以上面说明中包含的以及附图中所示的全部内容都应当视为是说明性的而不是限定性的。

Claims (46)

1.一种制造用于介入眼睛内的染色接目镜的方法，包含如下步骤：
提供一种具有一个表面的印刷板；
对上述的印刷板照射激光，以便在该印刷板的表面上至少形成一个其形状构成虹膜图案的凹区；
将一种液态色料介入上述凹区内；
提供一种接目镜基片；
将上述色料从上述凹区转移到接目镜基片上，使色料对接目镜基片染色以形成一种形状与上述凹区的虹膜部分图案基本相同的染色图案。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，上述的从凹区向接目镜基片转移色料的步骤包括采用垫式印刷法将色料从凹区转移到接目镜基片上。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，上述的从凹区向接目镜基片转移色料包含如下步骤：
提供一种印刷垫；
使上述印刷垫与上述印刷板互相接触而将色料从上述板的凹区内转移到上述的印刷垫上；
使上述印刷垫与接目镜基片互相接触，将色料从上述印刷垫转移到接目镜基片上。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，上述的用激光照射上述印刷板的步骤包括用YAG激光器照射上述印刷板。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，上述的用激光照射上述印刷板而在该板的表面上形成至少一个凹区的步骤包括用激光照射上述印刷板在该板的表面上形成多个凹区，每个凹区的形状构成一个虹膜部分图案。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，上述的将液态色料介入凹区内的步骤包括将多种不同的液态色料介入多个凹区内，其特征还在于，将色料从凹区转移到接目镜基片上的步骤包括将每种色料从其相应的凹区转移到接目镜基片上。
7.根据权利要求5的方法，其特征在于，多种色料被依序地从其相应的凹区转移到接目镜基片上而在该基片上形成一种多次染色印刷的虹膜图象。
8.根据权利要求6的方法，其特征在于，还包含如下步骤：
将人的眼睛虹膜图象数字化输入计算机；
将上述数字化图象分离成多个数字化的图象部分；
用多个数字化的图象部分确定虹膜部分的图案的形状；和
其特征在于，在用激光照射上述印刷板以形成多个凹区的步骤之前进行用多个数字化的图象部分确定虹膜部分的图案的形状的步骤。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于，还包含如下步骤：
将人的眼睛虹膜图象数字化输入计算机；
至少用上述数字化的图象的一部分确定虹膜部分的图案的形状；和
其中，在进行用激光照射上述的印刷板之前进行数字化步骤和至少用上述数字化的图象的一部分确定虹膜部分的图案的形状的步骤。
10.一种制造用于介入眼睛内的染色接目镜的方法，包含如下步骤：
将人的眼睛虹膜图象数字化输入计算机；
将上述数字化图象分离成多个数字化的图象部分；
在多个印刷板上用上述的多个数字化的图象部分形成多个凹区，每个凹区的形状构成虹膜部分的图案的一部分；
将各种液态色料引入多个凹区内；
提供一种接目镜基片；
将上述色料从各凹区转移到接目镜基片上，使色料对接目镜基片染色而成形状与凹区的各部分虹膜图案基本相同的多个染色图案，这些染色图案互相组合对接目镜基片染色而成一种模拟的眼睛虹膜。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于，上述的从凹区向接目镜基片转移色料包含如下步骤：
提供多个印刷垫；
使上述印刷垫与各印刷板互相接触，将色料从各凹区转移到印刷垫上；
使上述印刷垫与接目镜基片互相接触，将色料从印刷垫转移到接目镜基片上。
12.根据权利要求10的制造染色接目镜的方法，其特征在于，上述的数字化虹膜图象包括多个离散的区域，其中，上述的将数字化的虹膜图象分离成多个数字化的图象部分的步骤包括：
选择多个颜色范围；
指定数字化的虹膜图象的每个区域与上述的多个颜色范围中的一个相对应，每个数字化的图象部分包含指定与所选择的颜色范围之一相对应的数字化虹膜图象的所有区域的组合。
13.根据权利要求10的制造染色接目镜的方法，其特征在于，上述的用多个数字化的图象部分在多个印刷板上形成多个凹区的步骤包括通过激光照射印刷板而形成多个凹区。
14.根据权利要求13的方法，其特征在于，上述的激光照射印刷板的步骤包括用YAG激光器照射印刷板。
15.根据权利要求13的方法，其特征在于，上述的将色料从凹区转移到接目镜基片上的步骤包括采用垫式印刷法将色料从凹区转移到接目镜基片上。
16.根据权利要求10的方法，其特征在于，上述的将数字化图象分离成多个数字化的图象部分的步骤包括将上述数字化图象分离成至少4个数字化的图象部分。其中，上述的用多个数字化的图象部分形成多个凹区的步骤包括用多个数字化的图象部分形成至少4个凹区。
17.根据权利要求10的方法，其特征在于，上述的将数字化图象分离成多个数字化的图象部分的步骤包括将上述数字化图象分离成至少5个数字化的图象部分。其中，上述的用多个数字化的图象部分形成多个凹区的步骤包括用多个数字化的图象部分形成至少5个凹区。
18.根据权利要求10的方法，其特征在于，上述的将数字化图象分离成多个数字化的图象部分的步骤包括将上述数字化图象分离成至少6个数字化的图象部分，其中，上述的用多个数字化的图象部分形成多个凹区的步骤包括用多个数字化的图象部分形成至少6个凹区。
19.根据权利要求10的方法，其特征在于，上述的将数字化图象分离成多个数字化的图象部分的步骤包括将上述数字化图象分离成至少7个数字化的图象部分，其中，上述的用多个数字化的图象部分形成多个凹区的步骤包括用多个数字化的图象部分形成至少7个凹区。
20.根据权利要求10的方法，其特征在于，上述的将数字化图象分离成多个数字化的图象部分的步骤包括将上述数字化图象分离成至少8个数字化的图象部分，其中，上述的用多个数字化的图象部分形成多个凹区的步骤包括用多个数字化的图象部分形成至少8个凹区。
21.一种用于介入眼睛内的染色接目镜，它具有一个接目镜基片和一种位于该接目镜基片上的虹膜模拟图案，该图案含有至少4种不同的染色色料。
22.根据权利要求21的染色接目镜，其特征在于，上述的虹膜模拟图案具有至少4种印刷在接目镜基片上的染色图案，每种染色图案的颜色是各不相同的。
23.根据权利要求22的染色接目镜，其特征在于，各种色料都是印色。
24.根据权利要求2 3的染色接目镜，其特征在于，各种印色都是不透光的。
25.一种制造接目镜的方法，包括：将眼睛虹膜的数字化图象转移到一种用于制造接目镜的基片上。
26.根据权利要求2 5的方法，其特征在于，上述的转移图象的步骤在上述基片上形成一种基本上完整的虹膜图象。
27.根据权利要求25的方法，其特征在于，上述基片的尺寸做成适合于接目镜介入人的眼睛内。
28.根据权利要求25的方法，其特征在于，上述的转移图象的步骤包括在基片上印刷数字化的图象。
29.根据权利要求25的方法，其特征在于，转移到基片上的虹膜图象具有多种不同的颜色。
30.根据权利要求25的方法，其特征在于，转移到基片上的虹膜图象具有至少4种不同的颜色。
31.根据权利要求25的方法，其特征在于，上述的转移图象的步骤在计算机辅助下进行。
32.根据权利要求31的方法，其特征在于，还包括将虹膜的数字化图象输入计算机。
33.根据权利要求32的方法，其特征在于，还包括将上述数字化图象分离成多个数字化的虹膜图象部分。
34.根据权利要求33的方法，其特征在于，上述的分离图象的步骤在计算机内进行。
35.根据权利要求33的方法，其特征在于，上述的转移图象的步骤包括将每个数字化的虹膜图象部分为转移到基片上。
36.根据权利要求33的方法，其特征在于，上述的多个数字化的虹膜图象部分至少是4个。
37.根据权利要求25的方法，其特征在于，上述的转移图象的步骤包括：
用多个数字化的虹膜图象部分在多个印刷板上形成多个凹区，每个凹区的形状与一个图象部分相对应；
将各种色料引入上述的多个凹区内；和
将色料从上述各凹区转移到基片上，从而使色料将基片染色而形成多个形状与上述各凹区基本相同的染色图案。
38.一种接目镜，它具有：
一种接目镜基片；和
一种位于上述接目镜基片上的眼睛虹膜图象，该虹膜图象是通过将眼睛虹膜的数字化图象转移到上述接目镜基片上而获得的。
39.根据权利要求38的接目镜，其特征在于，上述的在接目镜基片上虹膜图象是基本上完整的眼睛虹膜的图象。
40.根据权利要求38的接目镜，其特征在于，上述的在接目镜基片上的虹膜图象具有多种不同的颜色。
41.根据权利要求38的接目镜，其特征在于，上述的在接目镜基片上的虹膜图象具有至少4种不同的颜色。
42.根据权利要求38的接目镜，其特征在于，上述的转移图象的步骤包括将数字化的虹膜图象印刷到上述基片上。
43.根据权利要求38的接目镜，其特征在于，借助于计算机将虹膜图象转移到接目镜基片上。
44.根据权利要求38的接目镜，其特征在于，上述的在接目镜基片上的虹膜图象是将多个数字化的虹膜图象部分转移到基片上的结果。
45.根据权利要求44的接目镜，其特征在于，上述的多个数字化的虹膜图象部分至少是4个。
46.根据权利要求38的接目镜，其特征在于，上述的转移图象的步骤包括：
用多个数字化的虹膜图象部分在多个印刷板上形成多个凹区，每个凹区的形状与一个图象部分相对应；
将各种色料引入上述的多个凹区内；和
将上述色料从凹区转移到基片上，从而使色料对基片染色而形成多个形状与上述凹区基本相同的染色图案。
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