CN101896854B - 二重焦点透镜和远近两用眼镜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在近用区域的使用时没有不适感而能够明确地选择与使用目的对应的位置的低成本的二重焦点透镜和远近两用眼镜。该二重焦点透镜由折射率均匀的单一材料构成,在看远时使用的本体透镜部分(1A)的一部分上设置了看近时使用的老花眼透镜部分(1B)。老花眼透镜部分(1B)由在使用状态下大致成为水平的上边、与上边连续而向耳扩展的耳侧的侧边、沿着眼镜框下方的边缘形状的下边作为全体形成为大致圆弧状或大致矩形状,上边和侧边形成了使用者能够识别的大致直线状的分界线。
Description
技术领域
本发明涉及使用了二重焦点透镜的哪个对于使用者是明确的、并且左右方向的近用视野宽的二重焦点透镜、以及使用它的远近两用眼镜。
背景技术
作为现在的远近两用眼镜的透镜,广泛地已知渐进透镜。渐进透镜也被称为“没有分界线的远近两用透镜”,在一个透镜中,设置有用于看远的远用区域、用于看近的近用区域(老花眼部分)、中间区域。
中间区域是指从远用区域的加入度数(以下称为眼镜度数)向近用区域的眼镜度数渐进地改变眼镜度数的区域,例如通过专利文献1所记载的方法改变折射力。
专利文献1:日本特开平9-159976号公报
在这些渐进透镜中,眼镜度数无阶段地从远到近地变化,因此,具有能够通过一个透镜在任意的距离都对准焦点的优点。另外,由于从表面上看没有分界线,所以没有所谓的老年人土气,在时尚性上也是优越的。
但是,渐进透镜其制造成本高,并且在使用时不时会产生弊端。
首先,对于渐进透镜,如果通过眼镜度数渐进地变化的中间区域来看东西,则有时会看东西失真,或者在左右摇头时感到摇晃。特别由于对于使用者来说无法识别近用区域和中间区域的分界线,所以直到充分地用惯了渐进透镜为止,无法回避上述的弊端而甚至造成摔倒事故。该弊端特别在必须循环地看远近的操作时是显著的,例如除了在建筑现场和制造现场执行的危险性高的机械操作等以外,对于一般的驾驶汽车时、伴随着抛饵的钓鱼等也有问题。
另外,在渐进透镜的近用区域的左右有非点象差区域(参考图10),如果使用这里,则模糊地看到二重的东西,因此,例如在必须长时间地熟读在横方向上延长的文章那样的情况、或者必须在左右方向上注视大画面的细节部分而广范围地进行监视活动那样的情况下,其弊端变得显著。
发明内容
本发明就是鉴于上述的问题点而提出的,其目的在于:提供一种在近用区域使用时没有不适感,能够明确地选择与使用目的对应的位置的低成本的二重焦点透镜和远近两用眼镜。
为了达到上述目的,本发明的眼镜用的二重焦点透镜,由折射率均匀的单一材料构成,在看远时使用的本体透镜部分的一部分上,设置在看近时使用的老花眼透镜部分,上述老花眼透镜部分由在使用状态下成为大致水平的上边、与上述上边连续地朝向耳扩展的耳侧的侧边、沿着眼镜下方的边缘形状的下边,作为全体形成为大致圆弧状或大致矩形状,上述上边和上述侧边形成对于使用者来说能够识别的大致直线状的分界线。
本发明的二重焦点透镜在使用状态下被安装在眼镜上。另外,在存在眼镜框的眼镜中,构成下边的边缘形状与眼镜框的边缘形状一致。
另外,本发明的二重焦点透镜并不限于将其单独地安装在眼镜框上的情况。例如也可以将二重焦点透镜的板厚度构成为1.0mm左右,并将板厚度1.0mm左右的其他的透镜层叠在其上来使用。作为其他透镜,并不限于单纯的透明透镜,也可以是具有紫外线遮蔽功能的UV截止透镜、对紫外线反应而颜色变浓的调光透镜、含有钕等的着色透镜等。在这样的情况下,在二重焦点透镜与其他透镜之间配置偏光膜是适合的。
本发明的二重焦点透镜由折射率均匀的单一材料构成,因此,不存在接合部分、粘接部分、材料的变质部分等。因此,在本体透镜部分的一部分设置凹部分,不需要在此安装老花眼部分那样的操作,能够大幅度降低制造成本,并且提高成品精度。
适合的是,本发明作为玻璃、塑料的一体成型品来实现。但是,为了将本发明的二重焦点透镜作成玻璃制,理想的是采用精压法(finepress)。
在精压法中,首先,制造成型为接近二重焦点透镜的最终形状的形状的玻璃制的中间透镜体(预加工件)。另外,在通过研磨处理等表面处理而漂亮地制作出中间透镜件后,对其加热而使其软化,并且通过对公模具和母模具进行按压,而制作为最终形状的二重焦点透镜。
作为具体的制作方法,大致区分为同时加热法和分别加热法,但可以采用任意一个。例如,在采用同时加热法的情况下,将中间透镜体放置在研磨后的金属模具上,同时对金属模具和中间透镜体进行加热。另外,在中间透镜体适度地软化了的时刻进行加压成型,在用金属模具进行了加压的状态下,直到玻璃不变形的转移点以下为止使温度下降后,取出最终形状的二重焦点透镜。该同时加热法特别适合于小型透镜的制造,适合用于具有600℃以下的玻璃转移温度的低熔点玻璃(low-melting glass)。
另一方面,在分别加热法中,对金属模具进行加热而设定为规定温度,另一方面,另外地对中间透镜体进行加热。另外,在中间透镜体适度地软化了的状态下,送入加热状态的金属模具进行加压成型。在此,金属模具的温度被设定得比中间透镜体的软化温度低,因此,在中间透镜体和金属模具熔接之前,中间透镜体的温度下降而可以进行加压成型。根据该分别加热方式,能够制造大型透镜,另外,在低熔点玻璃以外,也可以使用通常熔点的玻璃。另外,作为加压模具,并不只限于上述金属模具,也可以使用碳或陶瓷。
典型的是本发明的二重焦点透镜被铸模成型为大致圆盘状,与使用者的瞳孔位置、眼镜框的形状一致地切取使用构成为左右对称的一对基体透镜。
另外,本发明在看远时使用的本体透镜部分的一部分上设置在看近时使用的老花眼透镜部分,形成对于使用者来说能够识别的分界线。因此,使用者能够始终明确地识别使用了本体透镜部分、还是使用了老花眼透镜部分。该分界线可以形成在朝向视野的外表面,相反也可以形成在接近瞳孔的内表面。
在任意的情况下,本发明由于不存在中间区域,所以只有远近的任意一方进行对焦,但根据本发明者的研究和试验,确认了并不特别需要渐进部分,但还是能够明确地识别使用了远近任意一个位置的优点高的情况多。
本发明的老花眼透镜部分由在使用状态下大致成为水平的上边、与上边连续地向耳扩展的耳侧的侧边、沿着眼镜框下方的边缘形状的下边作为全体形成为大致圆弧状或大致矩形状,上述上边和上述侧边形成了对于使用者来说能够识别的大致直线状的分界线。
相对于现有的二焦点透镜的老花眼部分被形成为点状,在本发明中,老花眼透镜部分的下边成为沿着眼镜框下方的边缘形状的形状,因此在视野接近鼻侧而凝视一点的情况下,焦点也不错开。另外,在形成为圆形点状的老花眼部分,由于其视野狭窄,所以为了读书等而需要频繁地摇头,但在本发明中,并不需要不必要地摇头。
另外,本发明的老花眼透镜部分由在使用状态下大致成为水平的上边、与上边连续地向耳扩展的耳侧的侧边、沿着眼镜框下方的边缘形状的下边构成,上边和侧边形成了对于使用者来说能够识别的大致直线状的分界线,因此分界线没有老年人土气,在时尚性上也是优越的。
另外,本发明的老花眼透镜部分还适合于分离地设置在使用状态的上下2个位置(参考图8)。在该情况下,如图8所示,对于设置在上侧的老花眼透镜部分,由在使用状态下大致成为水平的下边、与下边连续地朝向上方的侧边、沿着眼镜框上方的边缘形状的上边,作为全体形成为大致圆弧状或大致矩形状,下边和侧边形成了对于使用者来说能够识别的大致直线状的分界线。
另外,本发明的本体透镜部分有不具有矫正视力的功能的情况(眼镜度数=0)、具有矫正远视的功能的情况(眼镜度数为正)、具有矫正近视的功能的情况(眼镜度数为负)。另外,适合的是在本体透镜部分、和/或老花眼透镜部分,具有矫正散光的功能。
例如,适合的是在眼镜度数≥0的本体透镜部分的一部分设置老花眼透镜部分的情况下,本体透镜部分由以第一曲率半径R1形成的视野侧的外球面、以与第一曲率半径一样、或更大的第二曲率半径R2形成的瞳孔侧的内球面构成,分界线形成在外球面。
图1(a)示例了在第六曲线和由第六曲线构成的本体透镜部分设置了第八曲线(第三曲率半径R3=65.375)的老花眼透镜部分的情况。如图所示,分界线被形成在外球面。根据折射率N和曲线编号C决定透镜的曲率半径R(R1~R3)mm,其计算公式如下:R=(N-1)×1000/C。
例如,如果设折射率为1.523,则图1(a)所示的第六曲线的曲率半径R1=R2为(1.523-1)×1000/6=87.17mm,第八曲线的曲率半径R3为(1.523-1)×1000/8=65.375mm。由于通过曲线编号的差来确定眼镜度数,所以图1(a)的二重焦点透镜具有眼镜度数0.00的本体透镜部分、眼镜度数+2.00的老花眼透镜部分。
另一方面,图1(b)所示的本体透镜部分由第六曲线和第三曲线构成,具有+3.00的眼镜度数。在该本体透镜部分设置了第七曲线(第三曲率半径R3=74.714)的老花眼透镜部分的情况下,对于近的视野,确保了+4.00的眼镜度数。
适合的是在眼镜度数<0的本体透镜部分的一部分设置老花眼透镜部分的情况下,由以第一曲率半径R1形成的视野侧的外球面、以比第一曲率半径小的第二曲率半径R2形成的瞳孔侧的内球面构成,分界线被形成在内球面。
图1(c)示例了在由第六曲线(曲率半径R1=87.17mm)、第八曲线(曲率半径R2=65.375mm)构成的本体透镜部分,设置了第七曲线(曲率半径R3=74.71mm)的老花眼透镜部分的情况。如图所示,分界线被形成在内球面。在图示的例子的情况下,本体透镜部分的眼镜度数是-2.00,具有矫正近视的功能,但老花眼透镜部分的眼镜度数是-1.00,缓和了近视矫正功能,由此确保了近的清楚的视野。
在这样的情况下,在外表面上不形成台阶差,因此在该处粘贴偏光膜等也是容易的。另外,由于外表面是平坦的,所以他人看不见分界线,时尚性也是优越的。因此,在这样的发明中,能够自由地设定老花眼透镜部分的形状,并不一定必须采用铸模成型法。例如,在老花眼透镜部分的外周为圆弧形状的情况下,可以通过研磨操作形成老花眼透镜部分。
另外,在图1(c)中,将老花眼透镜部分形成为凹状,但根据眼镜度数,老花眼透镜部分朝向瞳孔侧而形成为凸状。
但是,在上述任意的发明中,都必须分别地制造左眼用的基体透镜、右眼用基体透镜。因此,为了解决该问题点,老花眼部分由在使用状态下大致成为水平的上边、与上边垂直的耳侧的侧边、沿着眼镜框下方的边缘形状的下边,作为全体形成为大致圆弧状或大致矩形状,上边和侧边应该形成对于使用者来说能够识别的大致直线状的分界线(参考图9)。
在采用了图9那样的结构的情况下,不需要如其他发明那样,分别地制造左眼用的基体透镜、右眼用的基体透镜。在该情况下,理想的是使通过透镜本体部分的弯曲顶点的使用时的水平线和上边的距离H与通过弯曲顶点的使用时的垂直线和侧边的距离H一致。
根据上述的本发明,能够实现在近用区域的使用时没有不适感、能够明确地选择与使用目的对应的位置的低成本的二重焦点透镜和远近两用眼镜。
附图说明
图1是表示曲率半径和眼镜用透镜的关系的原理图。
图2是用于说明实施例的二重焦点透镜的平面图。
图3是说明老花眼透镜部分的图。
图4是另一个说明老花眼透镜部分的图。
图5是进一步说明图4的老花眼透镜部分的斜视图。
图6是进一步说明图4的老花眼透镜部分的平面图。
图7是说明对图4的老花眼透镜部分进行微调整的方法的平面图。
图8是另一个说明实施例的平面图。
图9是另一个进一步说明实施例的平面图。
图10是说明渐进透镜的问题点的图。
具体实施方式
以下,根据实施例,详细说明本发明。图2(b)是表示被铸模成型为大致圆盘状的左眼用的基体透镜1的正面图。该基体透镜1与使用者的瞳孔位置和眼镜框的形状一致地,被沿着虚线CUT切割,安装在眼镜框的左眼部分。另外,图2(a)表示了右眼用的基体透镜1’,构成为与左眼用的基体透镜1左右对称。
如图2(b)~图2(d)所示,左眼用的基体透镜1在本体透镜部分1A的左下部分配置老花眼透镜部分1B而构成。本体透镜部分1A是在看远时使用的部分,如前面说明了的图1(a)~图1(c)所示,由第一曲率半径R1的外球面、第二曲率半径R2的内球面形成。另外,曲率半径R1和曲率半径R2与使用者的眼镜度数对应地,成为R1=R2、R1>R2、R1<R2的任意一个关系。
在基体透镜1的状态下,本体透镜部分1A的平面视图为完全圆形,其中心(弯曲顶点)CE为光学中心CE(图2(c))。即,外球面的曲率中心O存在于与图2的纸面垂直的里侧,即从光学中心CE离开曲率半径R1的位置(参考图1(a))。
老花眼透镜部分1B是由第三曲率半径R3的外球面构成的部分。根据老花眼透镜部分1B的配置位置和配置姿势、以及管理点PT的位置,来管理该老花眼透镜部分1B的曲率。另外,在图1(a)的实施例中,被设定为第一曲率半径R1=第二曲率半径R2,对于第三曲率半径R3,R3<R1=R2。
如图2(d)所示,正面视图中的老花眼透镜部分1B由在左眼用的情况下位于左侧的第一端点A、在左眼用的情况下位于右下的第二端点B、具有圆弧上的轮廓的中央部分CT作为全体形成大致扇形的边缘。另外,为了说明的方便,将第一端点A和中央部分CT的连接线与第二端点B和中央部分CT的连接线的假想交点称为第三端点C。
在本实施例中,第一端点A与中央部分CT的连接线构成在使用状态下成为水平的上边。另外,中央部分CT与第二端点B的连接线构成与上边连续地朝向耳扩展的耳侧的侧边。另外,上边和侧边形成对于使用者来说能够识别的直线状的分界线。
如图所示,第一端点A和第二端点B连接为圆弧状,但与基体透镜1的外周充分接近地配置第一端点A和第二端点B,使得切出圆弧状的连接线ARC的内侧(参考虚线CUT)。因此,在使用状态(切出状态)下,在连接线ARC的内侧,形成沿着眼镜框下方的边缘形状的下边。另外,在二重焦点透镜的使用状态下,由上边、侧边、下边作为全体形成为大致圆弧状或大致矩形状。
接着,针对第一端点A、第二端点B、第三端点C、管理点PT、以及弯曲顶点CE,说明正视图中的相互位置关系。
首先,弯曲顶点CE是看远时的光学中心。因此,在从左右对称构成的一对基体透镜1’、1分别切取二重焦点透镜,安装到眼镜框时,使左右的本体透镜部分1A’、1A的光学中心CE的离开距离与使用者的左右瞳孔的离开距离大致一致。另外,在接近眼镜框的铅垂方向中心的位置,配置光学中心CE。另外,在图2的实施例中,光学中心CE被配置在眼镜框的中心位置的稍微上方。
第三接点C的位置从本体透镜部分1A的光学中心CE向耳侧偏移。因此,老花眼透镜部分1B从左右的瞳孔位置延长到外侧,能够确保在左右方向上宽阔的近视野。但是,由于与近的视野宽阔的程度相同地,远的视野变窄,所以为了确保使用上的安全性,第三接点C与本体透镜部分的光学中心CE的水平距离W被设定为18.0mm以下。
第二接点B和第三接点C形成了朝向耳而以倾斜角θ扩展的直线状的侧边。因此,能够确保玻璃本体部分1A的水平方向外侧的视野,并且能够取得宽的老花眼透镜部分1B的水平方向的视野。如图示例的那样,在一般用途中,侧边的倾斜角θ被设定为14~18°左右,但可以与使用用途对应地在0°~45°的范围内进行变更。
管理点PT是对构成为曲率半径R3的球面的老花眼透镜部分1B的曲率中心P进行管理的部分。与管理点PT的法线相关联地决定曲率中心P,将在后面详细说明管理点PT与曲率中心P的位置关系。
在平面视图中,管理点PT从本体玻璃部分1A的光学中心CE向水平方向内侧(鼻侧)偏移地被配置。与老花眼透镜部分1B的眼镜度数对应地,在2~11mm的范围决定其水平离开距离W。图示例子是老花眼透镜部分1B的眼镜度数是+2.00的情况,被设定为6mm左右。另一方面,在眼镜度数是+3.00以上的情况下,进一步向内侧偏移地配置。
另外,在平面视图中,管理点PT从本体玻璃部分1A的光学中心CE向铅垂方向下方偏移地被配置。在8~15mm的范围内决定该铅垂离开距离H+H’,但在一般的用途中,设定为11mm左右。与该设定相关联地,在4~9mm的范围内决定老花眼透镜部分1B和光学中心CE的铅垂离开距离H’,在一般的用途中,设定为6mm左右。
但是,老花眼透镜部分1B的上边与本体透镜部分1A的光学中心CE之间的铅垂离开距离H如果过小,则在看远时的视野变狭小,产生疲劳。另一方面,如果铅垂离开距离H过大,则看近时的视野变狭小。因此,在4.0~7.0mm范围内设定铅垂离开距离H,在一般用途中,设定为5.0mm左右。因此,在一般用途中,离开距离H和H’大致是同一尺寸,H’>H。
接着,说明被构成为曲率半径R3的球面的老花眼透镜部分1B的曲率中心P。在曲率中心P的决定时,不只是光学上的观点,还需要考虑减轻形成在分界线上的台阶差的观点。
<基本设计>
因此,首先,根据图3~图4,从将老花眼透镜部分1B的光学中心设定为管理点PT的简单设计方法开始进行说明。另外,在图3~图4中,为了说明的方便,以将本体透镜部分1A的曲率中心O和管理点PT连接起来的半径线作为Z轴(参考图3(b))。另外,从Z轴看,与第一端点A和第三端点C的连接线(上边)平行地设定X轴,与该X轴垂直地设定Y轴(参考图3(c))。
在这样的座标设定中,如果确定了第一端点A、第二端点B、第三端点C的X-Y座标上的座标位置,则能够决定包含全部端点的老花眼透镜部分1B的球面(曲率半径R3的球面)。
在该情况下,如果附加“第一端点~第三端点的任意一个以上与老花眼透镜部分1B的边缘(假想的圆形轮廓线CIR)相接”这样的条件,则可以唯一地确定老花眼透镜部分1B的球面。另外,老花眼透镜部分的曲率中心P存在于Z轴上,因此,将其座标设为(0,0,Z1)
(参考图3(d))。在该情况下,管理点PT位于曲率半径R3的球表
面,因此其座标为(0,0,R3+Z1)。
图3(c)对于唯一确定的老花眼透镜部分1B图示了其球面的假想轮廓线CIR,在该例子中,第一端点A与假想轮廓线CIR相接。在第一端点A与假想轮廓线CIR相接的情况下,第一端点A位于第一曲率半径R1的球表面,因此第一端点A的座标为(X1,Y1,SQR(R12-X12-Y12))。
因此,通过将第一端点A的座标(X1,Y1,SQR(R12-X12-Y12))代入到曲率半径R3的球的方程式[x2+y2+(z-Z1)2=R32],能够确定Z1的值,总之,能够确定曲率半径R3的球的曲率中心。具体地说,为Z1=SQR(R12-X12-Y12)-SQR(R32-X12-Y12)。
图3d表示出用图3(c)的TR-TR线切断了的断面图,用斜线表示了用图3(a)所示的3个端点(A、B、C)所确定的实际的老花眼透镜部分1B。如图示那样,就是这样也有分界线的台阶差过大的情况,因此,在这样的情况下,例如可以平滑地将分界线的台阶差修正为圆弧状。或者,在图3(d)的状态下,只使曲率中心从(0,0,Z1)移动微小量α、β、γ,而变更为(0±α,0±β,Z1±γ)。
<实际设计>
图4~图6是说明其他设计方法的图。在该情况下,首先,将把第一端点A和第二端点B连接起来的球面上的最短曲线的中点作为假想的管理点PT’。另外,以下为了说明的方便,将把本体透镜部分1A的曲率中心O和假想的管理点PT’连接起来的半径线作为Z轴(参考图5)。另外,为了说明的方便,与把第一端点A和第二端点B连接起来的直线平行地取得X轴,与X轴垂直地取得Y轴(参考图6)。
另外,决定曲率半径R3的球面,使得第一端点A和第二端点B都位于第一曲率半径R1的球面上。这样,曲率半径R3的球面将图4
(b)所示的假想轮廓线CIR形成在第一曲率半径R1的球面上。另外,由于第一端点A和第二端点存在于第一曲率半径R1的球面上,所以第一端点A的座标为(X0,0,SQR(R12-X02)),第二端点B的座标为(-X0,0,SQR(R12-X02))。
在此,如果如图7(a)所示,假设地将第三曲率半径R3的曲率中心P的座标值设为(0,0,Z1),则可以根据第一端点A也位于第三曲率半径R3的球面上的情况,而唯一地确定Z1的值。即,由于通过方程式[x2+y2+(z-Z1)2=R32]来给出老花眼透镜部分1B的球面,所以通过将第一端点A的座标值(X0,0,SQR(R12-X02))代入到该方程式中,来确定曲率中心P的位置是Z1=SQR(R12-X02)-SQR(R32-X02)。
图7(a)包含假想部分地针对这样确定的老花眼透镜部分1B表示出其圆弧。但是,实际的老花眼透镜部分1B具有图2那样的平面形状,因此,有时在分界线会产生台阶差。因此,为了解决该分界线的台阶差,而将把第一端点A和第二端点B连接起来的直线作为旋转轴,假想地使老花眼透镜部分1B全体旋转。在该旋转动作中,第一端点A和第二端点B是固定状态而不移动,但如果在图7(a)中沿着逆时针方向旋转,则转移到图7(b)的状态。通过该逆时针方向的旋转动作,管理点PT在图6中如第一箭头那样地移动。
接着,如果必要,则使第一端点A成为固定状态,使第二端点B在X-Z平面上旋转。通过该旋转动作,管理点PT在图6中如第二箭头那样移动。另外,根据假想的管理点PT’与管理点PT的位置关系,当然是使第二端点B成为固定状态,而使第一端点A在X-Z平面上旋转。
以上,包含其设计方法地具体说明了本发明的实施例。但是,具体的记载内容并没有特别限定本发明。特别地对于第三曲率半径R3的球面,在不产生光学上的障碍的范围内,适当地变更配置位置和配置角度,使得不损害其时尚性。
Claims (2)
1.一种眼镜用二重焦点透镜,由折射率均匀的单一材料构成,在看远时使用的本体透镜部分的一部分上设置了看近时使用的老花眼透镜部分,其特征在于包括:
关于上述老花眼透镜部分,在安装到眼镜框的使用状态下,通过大致成为水平的上边、与上述上边连续而向耳扩展的耳侧的侧边、与眼镜框下方的边缘形状一致的下边而作为全体形成为大致矩形状,
上述本体透镜部分由以第一曲率半径形成的视野侧的平坦的外球面、和以第二曲率半径形成的瞳孔侧的内球面构成,且通过将老花眼透镜部分朝向瞳孔侧的内球面形成为凹状或凸状,从而将以上述上边和上述侧边形成的直线状的分界线构成为使用者能够识别、并且因为上述边界线为平坦的外球面所以他人看不见分界线,
在从上述本体透镜部分的光学中心向耳侧离开、并且从上述光学中心向铅垂下方离开4.0~7.0mm的假想交点,上述侧边和上述上边假想地相交,上述侧边从上述假想交点朝向耳侧以14~18°的角度直线状地扩展。
2.一种远近两用眼镜,使用了权利要求1记载的二重焦点透镜。
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