CN111487744B - 成像镜头 - Google Patents
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Abstract
一种成像镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜及第七透镜。第一透镜具有负屈光力且包括凸面朝向物侧。第二透镜具有负屈光力。第三透镜具有正屈光力。第四透镜具有正屈光力。第五透镜具有正屈光力。第六透镜具有负屈光力。第七透镜具有正屈光力且包括凸面朝向物侧。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜及第七透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。成像镜头满足以下条件:0.3<|f6/f|<1.2;其中,f6为该第六透镜的有效焦距,f为成像镜头的有效焦距。
Description
技术领域
本发明有关于一种成像镜头。
背景技术
现今的成像镜头的发展趋势,除了不断朝向小型化发展外,随着不同的应用需求,还需具备大光圈、高分辨率及抗环境温度变化的能力,已知的成像镜头已经无法满足现今的需求,需要有另一种新架构的成像镜头,才能同时满足小型化、大光圈、高分辨率及抗环境温度变化的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种成像镜头,其镜头总长度较短、光圈值较小、分辨率较高、抗环境温度变化,但是仍具有良好的光学性能。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是,提供一种成像镜头,包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜及第七透镜。第一透镜具有负屈光力且包括凸面朝向物侧。第二透镜具有负屈光力。第三透镜具有正屈光力。第四透镜具有正屈光力。第五透镜具有正屈光力。第六透镜具有负屈光力。第七透镜具有正屈光力且包括凸面朝向物侧。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜及第七透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。成像镜头满足以下条件:0.3<|f6/f|<1.2;其中,f6为第六透镜的有效焦距,f为成像镜头的有效焦距。
其中该成像镜头满足以下条件:0.1<|f2/f|<2.2;其中,f2为第二透镜的有效焦距,f为成像镜头的有效焦距。
其中第二透镜及第三透镜胶合,第五透镜及第六透镜胶合。
其中第一透镜可更包括凹面朝向像侧,第二透镜包括凹面朝向物侧,第三透镜包括凸面朝向像侧,第四透镜为双凸透镜,包括凸面朝向物侧及另凸面朝向像侧,第五透镜包括凸面朝向物侧,第六透镜包括凹面朝向像侧,第七透镜可更包括凸面朝向像侧。
其中第二透镜可更包括凹面朝向像侧,第三透镜可更包括凸面朝向物侧,第五透镜可更包括凸面朝向像侧,第六透镜可更包括凹面朝向物侧。
其中第二透镜可更包括凸面朝向像侧,第三透镜可更包括凹面朝向物侧,第五透镜可更包括凹面朝向像侧,第六透镜可更包括凸面朝向物侧。
其中成像镜头满足以下条件:2.2<|f1/f|<4.2;其中,f1为第一透镜的有效焦距,f为成像镜头的有效焦距。
其中成像镜头满足以下条件:0.5<|f4/f|<2.6;其中,f4为第四透镜的有效焦距,f为成像镜头的有效焦距。
其中成像镜头满足以下条件:0.9<|f7/f|<3.1;其中,f7为第七透镜的有效焦距,f为成像镜头的有效焦距。
其中成像镜头满足以下条件:0.1<BFL/TTL<0.4;0.3<f/TTL<0.4;其中,BFL为第七透镜的像侧面至成像面于光轴上的间距,TTL为第一透镜的物侧面至成像面于光轴上的间距,f为成像镜头的有效焦距。
实施本发明的成像镜头,具有以下有益效果:其镜头总长度较短、光圈值较小、分辨率较高、抗环境温度变化,但是仍具有良好的光学性能。
附图说明
为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例并配合附图做详细说明。
图1是依据本发明的成像镜头的第一实施例的透镜配置示意图。
图2A是依据本发明的成像镜头的第一实施例的纵向像差(LongitudinalAberration)图。
图2B是依据本发明的成像镜头的第一实施例的场曲(Field Curvature)图。
图2C是依据本发明的成像镜头的第一实施例的畸变(Distortion)图。
图2D是依据本发明的成像镜头的第一实施例的横向色差(Lateral Color)图。
图2E是依据本发明的成像镜头的第一实施例的相对照度(RelativeIllumination)图。
图2F是依据本发明的成像镜头的第一实施例的调变转换函数(ModulationTransfer Function)图。
图2G是依据本发明的成像镜头的第一实施例的离焦调变转换函数(ThroughFocus Modulation Transfer Function)图。
图3是依据本发明的成像镜头的第二实施例的透镜配置示意图。
图4A是依据本发明的成像镜头的第二实施例的纵向像差(LongitudinalAberration)图。
图4B是依据本发明的成像镜头的第二实施例的场曲(Field Curvature)图。
图4C是依据本发明的成像镜头的第二实施例的畸变(Distortion)图。
图4D是依据本发明的成像镜头的第二实施例的横向色差(Lateral Color)图。
图4E是依据本发明的成像镜头的第二实施例的相对照度(RelativeIllumination)图。
图4F是依据本发明的成像镜头的第二实施例的调变转换函数(ModulationTransfer Function)图。
图4G是依据本发明的成像镜头的第二实施例的离焦调变转换函数(ThroughFocus Modulation Transfer Function)图。
具体实施方式
本发明提供一种成像镜头,包括:第一透镜具有负屈光力,此第一透镜包括凸面朝向物侧;第二透镜具有负屈光力;第三透镜具有正屈光力;第四透镜具有正屈光力;第五透镜具有正屈光力;第六透镜具有负屈光力;及第七透镜具有正屈光力,此第七透镜包括凸面朝向物侧;其中第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜及第七透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列;其中成像镜头满足以下条件:0.1<|f2/f|<2.2;其中,f2为第二透镜的有效焦距,f为成像镜头的有效焦距。
本发明提供另一种成像镜头,包括:第一透镜具有负屈光力,此第一透镜包括凸面朝向物侧;第二透镜具有负屈光力;第三透镜具有正屈光力;第四透镜具有正屈光力;第五透镜具有正屈光力;第六透镜具有负屈光力;及第七透镜具有正屈光力,此第七透镜包括凸面朝向物侧;其中第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜及第七透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列;其中成像镜头满足以下条件:0.3<|f6/f|<1.2;其中,f6为第六透镜的有效焦距,f为成像镜头的有效焦距。
请参阅底下表一、表二、表四及表五,其中表一及表四分别为依据本发明的成像镜头的第一实施例及第二实施例的各透镜的相关参数表,表二及表五分别为表一及表四中各个透镜的非球面表面的相关参数表。
图1、3分别为本发明的成像镜头的第一、二实施例的透镜配置示意图,其中第一透镜L11、L21具有负屈光力由玻璃材质制成,其物侧面S11、S21为凸面,物侧面S11、S21与像侧面S12、S22皆为球面表面。
第二透镜L12、L22具有负屈光力由玻璃材质制成,其物侧面S13、S23与像侧面S14、S24皆为球面表面。
第三透镜L13、L23具有正屈光力由玻璃材质制成,其物侧面S14、S24与像侧面S15、S25皆为球面表面。
上述第二透镜L12、L22分别与第三透镜L13、L23胶合。
第四透镜L14、L24具有正屈光力由玻璃材质制成,其物侧面S17、S27与像侧面S18、S28皆为非球面表面。
第五透镜L15、L25具有正屈光力由玻璃材质制成,其物侧面S19、S29与像侧面S110、S210皆为球面表面。
第六透镜L16、L26具有负屈光力由玻璃材质制成,其物侧面S110、S210与像侧面S111、S211皆为球面表面。
上述第五透镜L15、L25分别与第六透镜L16、L26胶合。
第七透镜L17、L27具有正屈光力由玻璃材质制成,其物侧面S112、S212为凸面,物侧面S112、S212与像侧面S113、S213皆为非球面表面。
另外,成像镜头1、2至少满足底下其中一条件:
0.1<|f2/f|<2.2 (1)
0.3<|f6/f|<1.2 (2)
2.2<|f1/f|<4.2 (3)
0.5<|f4/f|<2.6 (4)
0.9<|f7/f|<3.1 (5)
0.1<BFL/TTL<0.4 (6)
0.3<f/TTL<0.4 (7)
其中,f为第一实施例至第二实施例中,成像镜头1、2的有效焦距,f1为第一实施例至第二实施例中,第一透镜L11、L21的有效焦距,f2为第一实施例至第二实施例中,第二透镜L12、L22的有效焦距,f4为第一实施例至第二实施例中,第四透镜L14、L24的有效焦距,f6为第一实施例至第二实施例中,第六透镜L16、L26的有效焦距,f7为第一实施例至第二实施例中,第七透镜L17、L27的有效焦距,BFL为第一实施例至第二实施例中,第七透镜L17、L27的像侧面S113、S213分别至成像面IMA1、IMA2于光轴OA1、OA2上的间距,TTL为第一实施例至第二实施例中,第一透镜L11、L21的物侧面S11、S21分别至成像面IMA1、IMA2于光轴OA1、OA2上的间距。使得成像镜头1、2能有效的缩短镜头总长度、有效的缩小光圈值、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差。
现详细说明本发明的成像镜头的第一实施例。请参阅图1,成像镜头1沿着光轴OA1从物侧至像侧依序包括第一透镜L11、第二透镜L12、第三透镜L13、光圈ST1、第四透镜L14、第五透镜L15、第六透镜L16、第七透镜L17、滤光片OF1及保护玻璃CG1。成像时,来自物侧的光线最后成像于成像面IMA1上。根据【实施方式】第一至十二段落,其中:
第一透镜L11可更为弯月型透镜,其像侧面S12为凹面;
第二透镜L12可更为双凹透镜,其物侧面S13为凹面,像侧面S14为凹面;第三透镜L13可更为双凸透镜,其物侧面S14为凸面,像侧面S15为凸面;第四透镜L14可更为双凸透镜,其物侧面S17为凸面,像侧面S18为凸面;第五透镜L15可更为双凸透镜,其物侧面S19为凸面,像侧面S110为凸面;第六透镜L16可更为双凹透镜,其物侧面S110为凹面,像侧面S111为凹面;
第七透镜L17可更为双凸透镜,其像侧面S113为凸面;
滤光片OF1其物侧面S114与像侧面S115皆为平面;
保护玻璃CG1其物侧面S116与像侧面S117皆为平面。
利用上述透镜、光圈ST1及至少满足条件(1)至条件(7)其中一条件的设计,使得成像镜头1能有效的缩短镜头总长度、有效的缩小光圈值、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正色差、有效的修正像差。
表一为图1中成像镜头1的各透镜的相关参数表,表一数据显示,第一实施例的成像镜头1的有效焦距等于9.659mm、光圈值等于1.8、镜头总长度等于29.914mm、垂直视场等于26.7度。
表一
表一中各个透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到:
z=ch2/{1+[1-(k+1)c2h2]1/2}+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10
其中:
c:曲率;
h:透镜表面任一点至光轴的垂直距离;
k:圆锥系数;
A~D:非球面系数。
表二为表一中各个透镜的非球面表面的相关参数表,其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A~D为非球面系数。
表二
表三为第一实施例的成像镜头1的相关参数值及其对应条件(1)至条件(7)的计算值,由表三可知,第一实施例的成像镜头1皆能满足条件(1)至条件(7)的要求。
表三
BFL | 4.829mm | ||||
|f<sub>2</sub>/f| | 1.08 | |f<sub>6</sub>/f| | 0.59 | |f<sub>1</sub>/f| | 3.64 |
|f<sub>4</sub>/f| | 1.34 | |f<sub>7</sub>/f| | 1.92 | BFL/TTL | 0.16 |
f/TTL | 0.32 |
另外,第一实施例的成像镜头1的光学性能也可达到要求,这可从图2A至图2G看出。图2A所示的,是第一实施例的成像镜头1的纵向像差(Longitudinal Aberration)图。图2B所示的,是第一实施例的成像镜头1的场曲(Field Curvature)图。图2C所示的,是第一实施例的成像镜头1的畸变(Distortion)图。图2D所示的,是第一实施例的成像镜头1的横向色差(Lateral Color)图。图2E所示的,是第一实施例的成像镜头1的相对照度(RelativeIllumination)图。图2F所示的,是第一实施例的成像镜头1的调变转换函数(ModulationTransfer Function)图。图2G所示的,是第一实施例的成像镜头1的离焦调变转换函数(Through Focus Modulation Transfer Function)图。
由图2A可看出,第一实施例的成像镜头1其纵向像差(Longitudinal Aberration)介于-0.03mm至0.02mm之间。
由图2B可看出,第一实施例的成像镜头1其场曲(Field Curvature)介于-0.02mm至0.03mm之间。
由图2C可看出,第一实施例的成像镜头1其畸变(Distortion)介于-5%至0%之间。
由图2D可看出,第一实施例的成像镜头1其横向色差(Lateral Color)介于0μm至4μm之间。
由图2E可看出,第一实施例的成像镜头1其相对照度(Relative Illumination)介于0.84至1.0之间。
由图2F可看出,第一实施例的成像镜头1其调变转换函数(Modulation TransferFunction)值介于0.42至1.0之间。
由图2G可看出,第一实施例的成像镜头1,当焦点偏移介于-0.05mm至0.05mm之间其调变转换函数值介于0至0.8之间。
显见第一实施例的成像镜头1之纵向像差(Longitudinal Aberration)、场曲(Field Curvature)、畸变(Distortion)、横向色差(Lateral Color)都能被有效修正,相对照度(Relative Illumination)、镜头分辨率(Resolution)、焦深(Depth of Focus)也都能满足要求,从而得到较佳的光学性能。
请参阅图3,图3是依据本发明的成像镜头的第二实施例的透镜配置示意图。成像镜头2沿着光轴OA2从物侧至像侧依序包括第一透镜L21、第二透镜L22、第三透镜L23、光圈ST2、第四透镜L24、第五透镜L25、第六透镜L26、第七透镜L27、滤光片OF2及保护玻璃CG2。成像时,来自物侧的光线最后成像于成像面IMA2上。根据【实施方式】第一至十二段落,其中:
第一透镜L21之表面形状凹凸与第一实施例中之第一透镜L11相似,在此皆不加以赘述;第二透镜L22可更为弯月型透镜,其物侧面S23为凹面,像侧面S24为凸面;第三透镜L23可更为弯月型透镜,其物侧面S24为凹面,像侧面S25为凸面;第四透镜L24之表面形状凹凸与第一实施例中之第四透镜L14相似,在此皆不加以赘述;第五透镜L25可更为弯月型透镜,其物侧面S29为凸面,像侧面S210为凹面;第六透镜L26可更为弯月型透镜,其物侧面S210为凸面,像侧面S211为凹面;第七透镜L27之表面形状凹凸与第一实施例中之第七透镜L17相似,在此皆不加以赘述;
滤光片OF2其物侧面S214与像侧面S215皆为平面;
保护玻璃CG2其物侧面S216与像侧面S217皆为平面。
利用上述透镜、光圈ST2及至少满足条件(1)至条件(7)其中一条件的设计,使得成像镜头2能有效的缩短镜头总长度、有效的缩小光圈值、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正色差、有效的修正像差。
表四为图3中成像镜头2的各透镜的相关参数表,表四数据显示,第二实施例的成像镜头2的有效焦距等于9.200mm、光圈值等于1.8、镜头总长度等于24.95mm、垂直视场等于26.7度。
表四
表四中各个透镜的非球面表面凹陷度z的定义,与第一实施例中表一的各个透镜的非球面表面凹陷度z的定义相同,在此皆不加以赘述。
表五为表四中各个透镜的非球面表面的相关参数表,其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A~G为非球面系数。
表五
表六为第二实施例的成像镜头2的相关参数值及其对应条件(1)至条件(7)的计算值,由表六可知,第二实施例的成像镜头2皆能满足条件(1)至条件(7)的要求。
表六
另外,第二实施例的成像镜头2的光学性能也可达到要求,这可从图4A至图4G看出。图4A所示的,是第二实施例的成像镜头2的纵向像差(Longitudinal Aberration)图。图4B所示的,是第二实施例的成像镜头2的场曲(Field Curvature)图。图4C所示的,是第二实施例的成像镜头2的畸变(Distortion)图。图4D所示的,是第二实施例的成像镜头2的横向色差(Lateral Color)图。图4E所示的,是第二实施例的成像镜头2的相对照度(RelativeIllumination)图。图4F所示的,是第二实施例的成像镜头2的调变转换函数(ModulationTransfer Function)图。图4G所示的,是第二实施例的成像镜头2的离焦调变转换函数(Through Focus Modulation Transfer Function)图。
由图4A可看出,第二实施例的成像镜头2其纵向像差(Longitudinal Aberration)介于-0.04mm至0.02mm之间。
由图4B可看出,第二实施例的成像镜头2其场曲(Field Curvature)介于-0.06mm至0.04mm之间。
由图4C可看出,第二实施例的成像镜头2其畸变(Distortion)介于-5%至0%之间。
由图4D可看出,第二实施例的成像镜头2其横向色差(Lateral Color)介于-1μm至2.5μm之间。
由图4E可看出,第二实施例的成像镜头2其相对照度(Relative Illumination)介于0.82至1.0之间。
由图4F可看出,第二实施例的成像镜头2其调变转换函数(Modulation TransferFunction)值介于0.50至1.0之间。
由图2G可看出,第二实施例的成像镜头2,当焦点偏移介于-0.05mm至0.05mm之间其调变转换函数值介于0至0.8之间。
显见第二实施例的成像镜头2之纵向像差(Longitudinal Aberration)、场曲(Field Curvature)、畸变(Distortion)、横向色差(Lateral Color)都能被有效修正,相对照度(Relative Illumination)、镜头分辨率(Resolution)、焦深(Depth of Focus)也都能满足要求,从而得到较佳的光学性能。
虽然本发明已以实施方式揭露如上,但其并非用以限定本发明,本领域的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。
Claims (12)
1.一种成像镜头,其特征在于,由以下透镜组成:
第一透镜具有负屈光力,该第一透镜包括凸面朝向物侧;
第二透镜具有负屈光力;
第三透镜具有正屈光力;
第四透镜具有正屈光力;
第五透镜具有正屈光力;
第六透镜具有负屈光力;以及
第七透镜具有正屈光力,该第七透镜包括凸面朝向该物侧;
其中该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜、该第四透镜、该第五透镜、该第六透镜以及该第七透镜沿着光轴从该物侧至像侧依序排列;
其中该成像镜头满足以下条件:
0.3<|f6/f|<1.2;
0.3<f/TTL<0.4;
其中,f6为该第六透镜的有效焦距,f为该成像镜头的有效焦距,TTL为该第一透镜的物侧面至成像面于该光轴上的间距。
2.如权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,该成像镜头满足以下条件:
0.1<|f2/f|<2.2;
其中,f2为该第二透镜的有效焦距,f为该成像镜头的有效焦距。
3.如权利要求1或2所述的成像镜头,其特征在于,该第二透镜以及该第三透镜胶合,该第五透镜以及该第六透镜胶合。
4.如权利要求1或2所述的成像镜头,其特征在于:
该第一透镜更包括凹面朝向该像侧;
该第二透镜包括凹面朝向该物侧;
该第三透镜包括凸面朝向该像侧;
该第四透镜为双凸透镜,包括凸面朝向该物侧以及另凸面朝向该像侧;
该第五透镜包括凸面朝向该物侧;
该第六透镜包括凹面朝向该像侧;以及
该第七透镜更包括凸面朝向该像侧。
5.如权利要求4所述的成像镜头,其特征在于:
该第二透镜更包括凹面朝向该像侧;
该第三透镜更包括凸面朝向该物侧;
该第五透镜更包括凸面朝向该像侧;以及
该第六透镜更包括凹面朝向该物侧。
6.如权利要求4所述的成像镜头,其特征在于:
该第二透镜更包括凸面朝向该像侧;
该第三透镜更包括凹面朝向该物侧;
该第五透镜更包括凹面朝向该像侧;以及
该第六透镜更包括凸面朝向该物侧。
7.如权利要求1或2所述的成像镜头,其特征在于,该成像镜头满足以下条件:
2.2<|f1/f|<4.2;
其中,f1为该第一透镜的有效焦距,f为该成像镜头的有效焦距。
8.如权利要求1或2所述的成像镜头,其特征在于,该成像镜头满足以下条件:
0.5<|f4/f|<2.6;
其中,f4为该第四透镜的有效焦距,f为该成像镜头的有效焦距。
9.如权利要求1或2所述的成像镜头,其特征在于,该成像镜头满足以下条件:
0.9<|f7/f|<3.1;
其中,f7为该第七透镜的有效焦距,f为该成像镜头的有效焦距。
10.如权利要求1或2所述的成像镜头,其特征在于,该成像镜头满足以下条件:
0.1<BFL/TTL<0.4;
其中,BFL为该第七透镜的像侧面至成像面于该光轴上的间距,TTL为该第一透镜的物侧面至该成像面于该光轴上的间距。
11.一种成像镜头,其特征在于,由以下透镜组成:
第一透镜具有负屈光力,该第一透镜包括凸面朝向物侧,更包括凹面朝向像侧;
第二透镜具有负屈光力,该第二透镜包括凹面朝向该物侧,更包括凸面朝向该像侧;
第三透镜具有正屈光力,该第三透镜包括凹面朝向该物侧,更包括凸面朝向该像侧;
第四透镜具有正屈光力;该第四透镜为双凸透镜,包括凸面朝向该物侧以及另凸面朝向该像侧;
第五透镜具有正屈光力,该第五透镜包括凸面朝向该物侧,更包括凹面朝向该像侧;
第六透镜具有负屈光力,该第六透镜包括凸面朝向该物侧,更包括凹面朝向该像侧;以及
第七透镜具有正屈光力,该第七透镜包括凸面朝向该物侧,更包括凸面朝向该像侧;
其中该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜、该第四透镜、该第五透镜、该第六透镜以及该第七透镜沿着光轴从该物侧至像侧依序排列;
其中该成像镜头满足以下条件:
0.3<|f6/f|<1.2;
其中,f6为该第六透镜的有效焦距,f为该成像镜头的有效焦距。
12.一种成像镜头,其特征在于,由以下透镜组成:
第一透镜具有负屈光力,该第一透镜包括凸面朝向物侧,更包括凹面朝向像侧;
第二透镜具有负屈光力,该第二透镜包括凹面朝向该物侧,更包括凸面朝向该像侧;
第三透镜具有正屈光力,该第三透镜包括凹面朝向该物侧,更包括凸面朝向该像侧;
第四透镜具有正屈光力;该第四透镜为双凸透镜,包括凸面朝向该物侧以及另凸面朝向该像侧;
第五透镜具有正屈光力,该第五透镜包括凸面朝向该物侧,更包括凹面朝向该像侧;
第六透镜具有负屈光力,该第六透镜包括凸面朝向该物侧,更包括凹面朝向该像侧;以及
第七透镜具有正屈光力,该第七透镜包括凸面朝向该物侧,更包括凸面朝向该像侧;
其中该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜、该第四透镜、该第五透镜、该第六透镜以及该第七透镜沿着光轴从该物侧至像侧依序排列;
其中该成像镜头满足以下条件:
0.3<|f6/f|<1.2;
0.1<|f2/f|<2.2;
其中,f6为该第六透镜的有效焦距,f为该成像镜头的有效焦距,f2为该第二透镜的有效焦距。
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