DE1260162B - Monokularer Basisentfernungsmesser - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOIc

Deutsche Kl.: 42 c-17/01

Nummer: 1260162

Aktenzeichen: H 47649IX b/42 c

Anmeldetag: 11. Dezember 1962

Auslegetag: !.Februar 1968

Die Erfindung bezieht sich auf einen monokularen Basisentfernungsmesser mit zwei mit Abstand zueinander liegenden Prismen, von welchen ein jedes ein Bild des Objektes, dessen Entfernung gemessen werden soll, auf ein Okular überträgt, mit einer Ver-Stellvorrichtung, mit welcher die beiden Bilder im Okular durch Drehung eines dieser Prismen in Übereinstimmung gebracht werden, und mit einer einzigen Skala, wobei ein Teil des Bildes dieser Skala bei einer jeden beliebigen Entfernung den Bildern des Objektes überlagert wird und die Entfernung des Objektes im Okular unmittelbar ablesbar ist.

Es ist ferner ein monokularer Basisentfernungsmesser bekanntgeworden, bei welchem in dem Okular für den Beobachter stets zwei Skalen gleichzeitig sichtbar sind. Diese beiden Entfernungsskalen können leicht miteinander verwechselt werden, was in der Praxis in manchen Fällen schwerwiegende Folgen haben kann. Bei diesem an sich bekannten Gerät fehlt eine Einstellvorrichtung für den in dem Okular sichtbaren Teil der Skala, so daß in diesem Falle die Gesamtentfernung entsprechend reduziert oder aber eine grobe Teilung der Skala vorgesehen werden muß. Hinzu kommt noch, daß dieses Gerät lediglich auf Kommandobrücken von Schiffen verwendet werden kann und als tragbares Gerät ungeeignet ist.

Bei einem weiteren bekannten monokularen Basisentfernungsmesser ist eine einzige Skala in den Strahlengang zwischen zwei die Basis darstellenden optischen Elementen eingefügt. Es fehlt die Möglichkeit, die einzige Skala entsprechend der jeweiligen Entfernung des auszumessenden Objektes über Teilbereiche sichtbar zu machen. Auch bei diesem bekannten Entfernungsmesser muß die Teilung der Skala relativ grob sein, was die Genauigkeit des Gerätes beeinträchtigt.

Es ist auch ein Entfernungsmesser bekannt, welcher auf ein Gewehr aufgesetzt wird. Die Größe und auch das Gewicht beschränken die Verwendung dieses Entfernungsmessers auf Gewehre, die auf Ständern gelagert sind. Auch bei diesem Gerät wird lediglich eine einzige Skala verwendet, und die möglicherweise hohe Genauigkeit dieses Gerätes muß durch das relativ hohe Gesamtgewicht und die außerordentliche Länge erkauft werden. Ein derartiger Entfernungsmesser wiegt zumindest so viel wie das Gewehr selbst, dessen Treffgenauigkeit unbeschadet der Genauigkeit des Entfernungsmessers als solchen naturgemäß herabgesetzt wird.

Es ist auch ein Entfernungsmesser mit einer Doppelskala bekannt, von welcher lediglich ein Teil Monokularer Basisentfernungsmesser

Anmelder:

Joel T. Hartmeister, Aspen, Col. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. A. Polzer, Patentanwalt,

3000 Hannover, Königstr. 23

Als Erfinder benannt:

Joel T. Hartmeister, Aspen, Col. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Januar 1962
(167 061)

für den Beobachter in einem bestimmten Zeitpunkt sichtbar ist. Die Skala ist dabei keineswegs zwischen den Prismen oder anderen Reflektoren des Entfernungsmessers gelagert; die Skala steht vielmehr über einen Hebel mit dem beweglichen Reflektor in Verbindung. Hierdurch kann derjenige Teil des Bildes der Skala, welcher auf dem Bild des in seiner Entfernung zu messenden Objektes erscheint, eingestellt werden. Dieses bekannte Gerät besitzt ferner ein Okular, in welches die Lichtstrahlen über einen verstellbaren und einen feststehenden Reflektor reflektiert werden. Der verstellbare Reflektor wird dabei von einem nockenartigen optischen Element gedreht, welches eine zusammen mit diesem Element drehbare Skala aufweist. Dabei wird ein geeigneter Teil dieser Skala über die optischen Hauptelemente oder Reflektoren und eine Hilfslinse in das Okular reflektiert, wobei diese Hilfslinse die Skala vergrößert. Teile der Skala werden keineswegs innerhalb dieses Gerätes reflektiert; überdies ist bei einer ganz bestimmten Entfernung nur ein kleiner Teil der Skala für den Beobachter sichtbar. Hierdurch sind die Verstellung und Einstellung insofern schwierig, als der Beobachter keineswegs schnell schätzen kann, wann die erforderliche Übereinstimmung der beiden Bilder sich einstellt, so daß der genaue Einstellungspunkt leicht überfahren werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen monokularen Basisentfernungsmesser zu schaffen, welcher als Aufsatzgerät für ein Kleinkalibergewehr verwendbar ist, außerordentlich genau arbeitet und in seinem Ge-

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wicht leicht und in seinem Aufbau einfach ist, so daß dieses Gerät unter Aufwand geringster Kosten einer Massenfertigung zugänglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Skala in an sich bekannter Weise in dem optischen Weg zwischen den beiden Prismen liegt und daß auf dem drehbaren Sekundärprisma zwei Hohlspiegel angeordnet sind, von welchen der eine Hohlspiegel ein Bild eines ersten Teils der Skala und

dem abgewinkelten Teil 36 eingesetzt und in die Gewindebohrung eingeschraubt. Um ein Spiel zwischen der Stiftschraube 42 und der Gewindebohrung in

und die an die Stirnwände 16, 18 angrenzenden Seitenwände 12,14 sind mit Öffnungen 24,26 versehen. Darüber hinaus enthält die Seitenwand 12 eine mit der Öffnung 26 in der Seitenwand 14 fluchtende weitere Öffnung 28.

Innerhalb des Gehäuses 10 ist an die Stirnwände 16 angrenzend ein U-förmiger Halter 30 mit einem von einem Schenkel ausgehenden Finder 32 mittels eines in Löchern in dem Deckel 20 und dem Boden

des Objektes im Okular entwirft, wenn das Objekt in io 22 drehbar gelagerten Stiftes 34 schwenkbar angeeiner Entfernung innerhalb der Grenzen des ersten bracht. Der Finder 32 weist an seinem dem Schwer-Teils der Skala liegt, und daß dabei die Strahlen des punkt abgekehrten Ende einen mit einer durchBildes eines zweiten Teils der Skala so reflektiert gehenden Gewindebohrung versehenen abgewinkelwerden, daß der zweite Teil der Skala in dem Okular ten Teil 36 auf. Eine Stiftschraube 42 mit Rändelnicht sichtbar ist, während die Strahlen des Bildes 15 kopf ist drehbar in ein Loch in der Seitenwand 14 in des zweiten Teils der Skala und des Objektes von ungefährer Ausrichtung mit der Gewindebohrung in dem anderen Hohlspiegel in das Okular reflektiert
werden, wenn das Objekt in einer Entfernung innerhalb der Grenzen des zweiten Teils der Skala liegt,

und daß dabei die Strahlen des Bildes des ersten ao dem Teil 36 zu vermeiden, kann der Finger 32 Teils der Skala so reflektiert werden, daß der erste mittels einer Feder 50 od. dgl. nach einer Seite vorgespannt werden.

Ein Sekundärprisma 52 mit versilberter Fläche 54 ist so zwischen den Schenkeln des Halters 30 befestigt, daß die reflektierende Fläche der Öffnung 24 in der Seitenwand 12 zugekehrt ist. Ein Primärprisma 56 mit einer Spiegelfläche 57 ist innerhalb des Gehäuses 10 an die Stirnwand 18 angrenzend zwischen den Öffnungen 26, 28 in den Seitenwänden

Die Anordnung einer Skala, von welcher lediglich 30 14 bzw. 12 so angebracht, daß die Spiegelfläche nach ein Teil für den Beobachter in einem ganz bestimm- der Öffnung 26 hin gerichtet ist. Das Primärprisma ten Zeitpunkt sichtbar ist, erlaubt eine Gesamt- 56 wird mittels einer Klebeverbindung od. dgl. in konstruktion, die ungleich gedrungener und einfacher seiner Stellung fixiert.

ist als die der zum Stande der Technik zählenden Der monokulare Basisentfernungsmesser wird mit-

Geräte. Die Einzelteile des beschriebenen mono- 35 tels einer angelenkten Schelle 60 auf ein Okular 58 kularen Entfernungsmessers können mit Toleranzen aufgesteckt. Die Schelle 60 besitzt zwei Bügel 62, 64, gefertigt werden, wie sie in einer Massenfertigung die durch geeignete Mittel an dem Deckel 20 bzw. üblich sind, wobei das zusammengebaute Gerät sich dem Boden 22 des Gehäuses 10 befestigt sind. Beide durch eine hohe Genauigkeit auszeichnet. Darüber Bügel 62, 64 sind über die Seitenwand 14 hinaushinaus kann der beschriebene Entfernungsmesser als 40 geführt und mit zueinander ausgerichteten Bohrun-Folge der gedrungenen Bauweise aus einem leichten gen versehen, während die Schelle 60 eine Bohrung Material gefertigt werden, so daß das Gewicht eines 66 aufweist und ein Gewindebolzen 68 zusammen mit diesem Gerät ausgerüsteten Gewehres nicht mit der Bohrung 66 und den Bohrungen in den wesentlich erhöht wird. Bügeln 62, 64 eine gelenkige Verbindung zwischen

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeich- 45 der Schelle 60 und dem Gehäuse 10 bildet. Zur Vernung näher erläutert. In dieser zeigt in rein schema- vollständigung dieser Verbindung wird der Bolzen 68 tischer Weise durch eine Flügelmutter gesichert. Die Schelle 60 ist

F i g. 1 eine Ausführungsform des beschriebenen mit einer Bohrung 72 versehen und derart an dem Entfernungsmessers im Schnitt bzw. in der Ansicht Gehäuse 10 angebracht, daß die Bohrung 72 mit den von oben, wobei zur Darstellung des inneren Auf- 50 Öffnungen 26, 28 in den Seitenwänden 14 und 12 baues verschiedene Teile weggebrochen sind, fluchtet. Die Bohrung 72 wird auf der einen Seite

F i g. 2 einen Teilschnitt längs der Linie 2-2 in von einem durchgehenden Schlitz 73 geteilt. Eine Fig. 1, oder mehrere Stiftschrauben 70 sind durch eine

F i g. 3 eine schematische Darstellung der Innen- Öffnung auf einer Seite des Schlitzes 74 in der teile des beschriebenen Entfernungsmessers in ihrer 55 Schelle 60 geführt und auf der anderen Seite in die gegenseitigen Anordnung und eine Ansicht des Ver- Schelle 60 eingedreht. Die Bohrung 72 ist so be-

Teil der Skala im Okular nicht sichtbar ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung fallen die Brennpunkte der Hohlspiegel mit der Lage der Entfernungsmarken der Skala zusammen.

Zweckmäßig sind die Entfernungsmarken auf der den Hohlspiegeln abgekehrten Fläche der Skala angeordnet, und die den Hohlspiegeln zugekehrte Fläche der Skala ist konvex ausgebildet.

laufes der Lichtstrahlen in dem Entfernungsmesser;

F i g. 4 und 5 zeigen verschiedene Beispiele für die Ausbildung der Skala des beschriebenen Entfernungsmessers;

F i g. 6 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines in dem beschriebenen Entfernungsmesser verwendeten Prismas im Schnitt.

Der Entfernungsmesser besteht aus einem längmessen, daß sie das Endstück des Okulars 58 aufnehmen und durch Anziehen der Stiftschrauben 76 zuverlässig daran befestigt werden kann.
Ein wesentliches Merkmal des beschriebenen Entfernungsmessers liegt in dem Primärprisma 56. Durch dieses Primärprisma 56 ist die unmittelbare Ablesung der Entfernung möglich. Nach dem üblichen Verfahren der Bilderzeugung in Entfernungsmessern

liehen Gehäuse 10 mit Seitenwänden 12,14, Stirn- 65 wird ein Prisma oder Spiegel mit einer versilberten wänden 16,18, einem Deckel 20 und einem Boden und einer unversilberten Hälfte verwendet. Das eine 22. Das Gehäuse 10 ist lichtdicht, vorzugsweise zur
Verhinderung von Reflexionen im Innern geschwärzt,

Bild ist unmittelbar durch die unversilberte Hälfte sichtbar, während das zweite Bild von dem anderen.

nämlich dem Sekundärprisma, in der versilberten Hälfte reflektiert und sichtbar wird.

Bei dem Versuch, ein derartiges System mit einem Zielfernrohr zu koppeln, werden die so erzeugten Bilder in der Optik des Fernrohres nicht verarbeitet. Da die Objektivlinse des Fernrohres als die Lichtstrahlen sammelndes Element dient, wird durch Aufteilen der auf diese Linse einfallenden Lichtstrahlen über einen Durchmesser keine verwertbare Bildtrennung erreicht.

Es wurde nun gefunden, daß dieser Nachteil überwunden werden kann, wenn ein Bild durch einen zentralen Teil des Linsensystems und gleichzeitig das andere Bild durch den übrigen Teil betrachtet wird. In der Praxis läßt sich dies am besten dadurch erreichen, daß das Primärprisma 56 mit einem unversilberten zentralen Teil ausgebildet und das Bild von dem Sekundärprisma 52 her auf der den unversilberten zentralen Flächenteil einfassenden versilberten Fläche des Primärprismas 56 betrachtet ao wird.

Von der Güte der Optik eines Zielfernrohres hängt es zum großen Teil ab, ob die Sehachse des Betrachters im wesentlichen mit der optischen Achse des Fernrohres zusammenfallen muß. Bei einer guten Optik braucht die Sehachse bzw. die Augenstellung des Betrachters am Okular nicht mit der optischen Achse zusammenzufallen, sondern sie kann außermittig verlaufen, ohne unzulässige Bildverzerrungen hervorzurufen. Bei einer weniger guten Optik wird der Wert der Abweichung von der optischen Achse zunehmend kleiner, wenn noch befriedigende Ergebnisse erzielt werden sollen.

Gemäß der Darstellung in F i g. 1 ist das Primärprisma 56 mit einer im wesentlichen gleichachsig zu den Öffnungen 26, 28 in den Seitenwänden 14,12 ausgerichteten Ausnehmung oder Bohrung 78 versehen. In F i g. 6 ist eine mit 56 α bezeichnete andere Ausführungsform des Primärprismas 56 dargestellt. Das Primärprisma 56 a weist eine die versilberte Fläche 57 α durchbrechende Bohrung 80 mit flachem Grund auf, wobei der Grund dieser Bohrung 80 vorzugsweise parallel zu der den Durchblick zum Betrachten der Bilder ermöglichenden Fläche verläuft, um unerwünschte Reflexionen zu vermeiden.

Es hat sich gezeigt, daß die Bohrungen 78, 80 bis zu 10% der Flächengröße der Fernrohr-Objektivlinsen, d. h. der im größten Abstand vom Auge des Betrachters angeordneten Linsen, bemessen werden können. Die Anordnung einer weiteren Bohrung zieht Verschlechterungen in der Bildtrennung und der Deutlichkeit nach sich. Ferner hat sich bei Anordnung einer Bohrung von etwa 10 % des Flächeninhaltes der Objektivlinse gezeigt, daß nach Versetzen der Bohrung um mehr als einen Durchmesser gegenüber der optischen Achse keine befriedigende Bildkombination mehr zustande kommt. Die Größe der zulässigen Abweichungen hängt weiterhin von der Güte der optischen Achse ab. Bei einer Optik minderer Qualität können nur geringere Abweichungen in Kauf genommen werden.

Zum Einspielen der Lichtstrahlen zwischen dem Primärprisma 56 und dem Sekundärprisma 52 kann die öffnung 28 mit einem nicht gezeichneten verstellbaren Schieber mit unterschiedlich bemessenen Öffnungen versehen sein, wobei zum Ändern der durchtretenden Lichtmenge die verschiedenen Öffnungen wahlweise vor die Öffnung 28 gebracht werden können. Zur Erzielung einer besseren Kontrastwirkung zwischen den Bildern können verschiedene Anordnungen verwendet und Farbfilter vor den Öffnungen in dem Schieber angebracht werden.

Das Okular 58 ist vorzugsweise an einem Gewehr angebracht und kann in einer zu diesem senkrechten Ebene schräggestellt werden. Der Entfernungsmesser ist mit einer direkt ablesbaren Teilung versehen, so daß der Beobachter die Entfernung zum Ziel feststellen kann, ohne das Auge vom Okular 58 entfernen zu müssen. Gemäß F i g. 1, 2 und 3 sind zwei Hohlspiegel 82, 84 auf der quer zur Längsachse des Gehäuses 10 verlaufenden Fläche des Sekundärprismas 52 angeordnet. Eine transparente, geeichte Skala 86 ist zwischen den Prismen 52,56 und in größerer Nähe zu dem letzteren innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet. Die Hohlspiegel 82, 84 und die Skala 86 befinden sich in diesem Falle am Boden 22 des Gehäuses 10. In unmittelbarer Nähe der Skala 86 ist ein Sammelprisma 88 mit der Öffnung 90. in dem Boden 22 fluchtend vorgesehen. Der Öffnung 90 ist ein verstellbarer Schieber 92 zugeordnet, mittels dessen das durch die Öffnung 90 fallende Licht zum Beleuchten der Skala 86 verändert werden kann. Selbstverständlich können die Öffnung 90, das Sammelprisma 88, die Skala 86 und auch die Hohlspiegel 82, 84 gegebenenfalls an dem Deckel 12 des Gehäuses 10 angebracht werden, wenn das Licht von oben ausgenutzt werden soll. Die dem Sekundärprisma 52 zugeordnete Seite der Skala 86 ist konvex ausgebildet, um eine bestimmte Vergrößerung zu erzeugen, während die dem Sekundärprisma 52 abgekehrte Seite plan ist und die Teilung 94 trägt. Bei Anordnung zweier Hohlspiegel 82, 84 erscheint die Skala 86 wie in der Darstellung nach Fig. 4. Die Hohlspiegel 82, 84 sind so eingerichtet, daß ihr Brennpunkt in das vergrößerte Bild der Teilung 94 fällt, wobei das letztere für den Beobachter durch die Reflexion an dem Primärprisma 56 durch das Okular 58 sichtbar wird. Wie am deutlichsten aus F i g. 3 hervorgeht, liegt der Brennpunkt des Hohlspiegels 82 auf der Marke 450 der unteren Skala in F i g. 4, während der Brennpunkt des Hohlspiegels 84 auf die Marke 450 der oberen Skala fällt. Mit zunehmender Entfernung wandert der Brennpunkt des Hohlspiegels 82 von der Skala 86 weg nach oben, und der Hohlspiegel 84 entwirft im Okular 58 Bilder der entsprechenden größeren Entfernungen. Es sei erwähnt, daß die kleineren Entfernungsangaben aller Skalen sich gemäß der Darstellung in F i g. 3 am unteren Teil der Skala 86 befinden. Selbstverständlich können Erscheinungen wie Bildumkehrung und -aufhebung in der Ausbildung der Teilung auf der Skala 86 angemessene Berücksichtigung finden.

Auf einer drehbar in einer mit geeigneten Mitteln in der Seitenwand angebrachten Buchse 100 gelagerten Spindel 98 kann eine Blende bzw. Klappe 96 befestigt sein. Die Blende 96 läßt sich nach Belieben einstellen, um das Bild von beiden Hohlspiegeln 82, 84 teilweise abzudunkeln oder ganz aufzuheben, insbesondere beim Übergang von einer Skala zur anderen. Andererseits kann sie auch aus dem Strahlengang beider Hohlspiegel 82,84 herausgedreht werden.

F i g. 5 verdeutlicht eine andere Ausführung der Teilungsmarken 94 α auf einer Skala 86 a. Die Meßvorrichtung ist geeicht, wie es für das Anvisieren bekannter Zielentfernungen und Festlegen der Skala

zum Einstellen auf diese Entfernungen beim Überdecken der Bilder bekannt ist. Im allgemeinen werden die Vorrichtungen bei der Herstellung auf eine feste Einstellung geeicht. Statt dessen könnte aber die Skala auch mit einer Mikrometerverstellung versehen werden, um diese zwecks von Zeit zu Zeit vorzunehmender Nachprüfungen und gegebenenfalls Nachstellungen in begrenztem Ausmaß quer zum Gehäuse 10 verschieben zu können.

Die beschriebene, unmittelbar abzulesende Teilung ist mit Erfolg nur zusammen mit einem Kombinationsprisma der beschriebenen Art bei Anordnung einer Vergrößerungsoptik zu gebrauchen. Die dem üblichen teilversilberten System mit Vergrößerungsoptik innewohnenden Schwächen stehen einem wirk- samen Einsatz einer direkt ablesbaren Teilung entgegen.

Wenn die beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sich auch nur auf den Gebrauch für Ziel-•fernrohre an Kleinkaliberwaffen beziehen, so läßt sich die Erfindung selbstverständlich auch für Zieleinrichtungen an Großkaliberbüchsen oder allgemein hi Kombination mit optischen Systemen anwenden, bei welchen eine Bildvergrößerung erwünscht ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Monokularer Basisentfernungsmesser, beispielsweise zur Anordnung an Kleinkalibergewehren, mit zwei mit Abstand zueinander liegenden Prismen, von welchen ein jedes ein Bild des Objektes, dessen Entfernung gemessen werden soll, auf ein Okular überträgt, mit einer Verstellvorrichtung, mit welcher die beiden Bilder im Okular durch Drehung eines dieser Prismen in Übereinstimmung gebracht werden, und mit einer einzigen Skala, wobei ein Teil des Bildes dieser Skala bei einer jeden beliebigen Entfernung den Bildern des Objektes überlagert wird und die Entfernung des Objektes im Okular unmittelbar ablesbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Skala (86) in an sich bekannter Weise in dem optischen Weg zwischen den beiden Prismen (52, 56) liegt und daß auf dem drehbaren Sekundärprisma (52) zwei Hohlspiegel (82, 84) angeordnet sind, von welchen der eine Hohlspiegel (82) ein Bild eines ersten Teils der Skala (86) und des Objektes im Okular (58) entwirft, wenn das Objekt in einer Entfernung innerhalb der Grenzen des ersten Teils der Skala (86) liegt, und daß dabei die Strahlen des Bildes eines zweiten Teils der Skala (86) so reflektiert werden, daß der zweite Teil der Skala (86) in dem Okular (58) nicht sichtbar ist, während die Strahlen des Bildes des zweiten Teils der Skala (86) und des Objektes von dem anderen Hohlspiegel (84) in das Okular (58) reflektiert werden, wenn das Objekt in einer Entfernung innerhalb der Grenzen des zweiten Teils der Skala (86) liegt," und daß dabei die Strahlen des Bildes des ersten Teils der Skala (86) so reflektiert werden, daß der erste Teil der Skala (86) im Okular (58) nicht sichtbar ist.

2. Entfernungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennpunkte der Hohlspiegel (82, 84) mit der Lage der Entfernungsmarken der Skala (86) zusammenfallen.

3. Entfernungsmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungsmarken auf der den Hohlspiegeln (82, 84) abgekehrten Flächte der Skala (86) angeordnet sind und daß die den Hohlspiegeln (82, 84) zugekehrte Fläche der Skala (86) konvex ausgebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 205128, 243 556, 976, 297 982, 640 477;
französische Patentschrift Nr. 806 669; USA.-Patentschriften Nr. 1 291 848, 2401701.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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