EP0145743A1 - Vorrichtung zur steuerung der blitzbelichtung bei makroaufnahmen - Google Patents

Vorrichtung zur steuerung der blitzbelichtung bei makroaufnahmen

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EP0145743A1
EP0145743A1 EP84902192A EP84902192A EP0145743A1 EP 0145743 A1 EP0145743 A1 EP 0145743A1 EP 84902192 A EP84902192 A EP 84902192A EP 84902192 A EP84902192 A EP 84902192A EP 0145743 A1 EP0145743 A1 EP 0145743A1
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EP
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macro
flash
photosensitive element
light
camera
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Withdrawn
Application number
EP84902192A
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Inventor
Christo Obreschkow
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Individual
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    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/02—Illuminating scene
    • G03B15/03—Combinations of cameras with lighting apparatus; Flash units
    • G03B15/05—Combinations of cameras with electronic flash apparatus; Electronic flash units
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B7/00—Control of exposure by setting shutters, diaphragms or filters, separately or conjointly
    • G03B7/08—Control effected solely on the basis of the response, to the intensity of the light received by the camera, of a built-in light-sensitive device
    • G03B7/099—Arrangement of photoelectric elements in or on the camera
    • G03B7/0993—Arrangement of photoelectric elements in or on the camera in the camera
    • G03B7/0997—Through the lens [TTL] measuring
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03B2215/05—Combinations of cameras with electronic flash units
    • G03B2215/0514—Separate unit

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling the exposure of objects in macro shots, consisting of at least one electronic flash device and at least one photosensitive element which controls this flash device.
  • Macro photography is a problem area of. fundamental importance, namely the mutual relationship between the object illumination and the extremely significant depth of field.
  • the depth of field depends to a certain extent on the aperture opening, but on the other hand it also depends on the object distance, which object distance is limited to the macro range in macro photography and as a result of which the depth of field is subjected to the same limitation.
  • Shallow depth of field creates not only in depth, but also peripherally blurred images with a striking loss of detail, and it can be viewed in a transferred way can be said that the photographic quality in macro photography is directly proportional to the (achieved) depth of field. This applies to most applications.
  • the depth of field is fundamentally limited by the geometry of the optics and the selected object distance. As the variable size influencing the depth of field within the optical system, only the aperture is responsible. In the case of flash photography, this aperture is ultimately dependent on the sensitivity of the film material and the intensity of the object light.
  • Photographic equipment for macro photography only meets these and the following requirements to a limited extent.
  • special brackets made it possible to arrange artificial light sources, lamps, electron flashes, etc. directly next to the front lens of the lens in order to at least avoid camera and lens shadows on the illuminated object. Since the required angle of incidence depends on the photographic working distance and the position of the light source in turn influences the intensity of the object light, working in the macro range requires constant adjustment of the light source. Since the aperture is empirically set due to a lack of measurement options, the quality of the photographic results with such combinations of apparatuses for obtaining macro pictures is quite inconsistent.
  • ring flash tubes were created, for example, which lens of the lens.
  • a new disadvantage of the same is obvious: Although very reliable, reproducible exposures can be achieved with ring flash units, the surface structure is leveled by the 360-degree shadow and thus loses detailed information.
  • the light intensities that can be achieved with ring flash units are relatively weak, which requires a larger aperture, which immediately reduces the depth of field.
  • Such film plane measurements are known in connection with various photo systems in which the film plane is photo-sensor-monitored for preconditioning the exposure control and for correcting the exposure time (for example) during the exposure process. With this control system it is possible to reproduce the photon energy integral quite well, regardless of the angle of incidence, type of lighting, optical systems, etc.
  • the task is solved in that a photosensitive element in the edge region of the beam path between the imaging optics of a macro system and the image plane of a camera is arranged so that it can be removed from the camera and can be electrically connected to a flash unit.
  • FIG. 1 shows a macro-photographic arrangement with the device according to the invention
  • FIG. 2 shows a functional detail in connection with the macrophotographic light measurement
  • FIG. 1 an optical axis 9 running through the optical system for the macro system 2, 3, a second optical axis 15 'inclined to the first for the illumination source 15, that is to say the flash unit, and a third optical axis likewise inclined to the first Axis 5 'for a photosensitive measuring element 5 in the macro converter 2.
  • an object 13 with an object relief 13' to be imaged which object relief lies in the light cone 17 of the lighting or flashing device 15 is illuminated by a luminous flux A.
  • the lighting device is, for example, an electronically controllable flash unit and, for the sake of simplicity, is only functionally represented by a flash window 20 in a black box 15.
  • An electrical connection 1 serves to transmit the measured value from the macro converter 2 or its photosensitive element 5.
  • the light AR reflected by the object relief arrives along the optical axis 9 of the macro system through the lens group 3 'of the objective 3 and the lens group 2' of the macro converter 2 onto the film plane 7 in the camera 1. That which runs along the optical axis 5 'of the photosensitive element 5 "Light AR 'reflected from the film plane is measured by this photosensitive element 5 and the measured value is processed in a circuit associated with a photodiode but not shown, for example, and supplied to the flash electronics (also not shown) via electrical connection 14. This measured value determines the duration of the electronic additional light to the existing object light, ie it completes the required proportion of the exposure energy.
  • the optimal angle ⁇ between the optical axis 9 of the macro system and the optical axis 5 of the photosensitive element is determined empirically, the angle ⁇ between the optical axis 9 of the macro system and the optical axis 15 'of the flash device is arbitrary, for example solely on the imaging requirements or related to the spatial possibilities, selectable.
  • FIG. 2 now shows a problem which has already been indicated at the beginning, namely the macro shot with computer flashes and the associated parallax problem.
  • a light source here again a flash device 15 with a flash window 23 and a permanently installed light sensor 5, illuminates the relief 13 'of an object 13 within the light cone 17.
  • the optical axis 15' of the flash light source stands at the desired illumination angle to the object, from which a number of arrows are shown, diffuse light is emitted after several instant.
  • a part Am of this light strikes the light sensor 5, another part AR finally falls as object light via the lens 3 onto the film plane 7.
  • the reflected light in the direction Am and the reflected light in the direction AR differ more strongly, the larger the with ⁇ designated angle between the optical axes 5 'of the photosensor and 9 of the macro optics.
  • the macro photo device thus consists of a commercially available camera with an interchangeable lens and an electronically controllable flash unit that is tailored to the macro range.
  • the macro system equipped in accordance with the invention has the commercially available bayonet and screw couplings and is equipped with the indispensable automatic aperture control.
  • the macro range typically extends from 1:10 to 1: 1 without changing the overall length, whereby this overall length is also extremely short.
  • the entire working area of the optical system can 1: up to 1: 1.

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Description

VORRICHTUNG ZUR STEUERUNG DER BLITZBELICHTUNG BEI MAKROAUFNAHMEN .
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung darOjektauslauchtung bei Makroaufnahmen, bestehend aus mindestens einem elektronischen Blitzgeraet und mindestens einem dieses Blitz-geraet ansteuernden, fotosensitiven Element.
öer Makrofotografie ist ein Problamkreis von. fundamentaler Bedeutung eigen, naemlich die gegenseitige Beziehung zwischen der Objektausleuchtung und der aeusserst bedeutsamen Schaerfentiefe. Einerseits haengt die Schaerfentiefe in gewissem Sinne variabel von der Blendenoeffnung ab, andererseits ist sie aber auch vom Objektabstand abhaengig, welcher Objektabstand bei der Makrofotografie auf den Makrobereich beschraenkt ist und wodurch die Schaerfentiefe dieselbe Beschraenkung erfaehrt.
Geringe Schaerfentiefe erzeugt nicht nur in der Tiefe, sondern auch peripher unscharfe Abbildungen mit markantem Detailverlust, und es kann in uebertragener Betrachtung gesagt werden, dass die fotografische Qualitaet bei der Makrofotografie direkt proportional zur (erzielten) Schaerfentiefe ist. Fuer die meisten Anwendungen trifft diese Aussaqe zu.
Der Bereich der Schaerfentiefe wird durch die Geometrie der Optik und durch den gewaehl ten Objektabstand einmal grundsaetzlich begrenzt. Als variable, die Schaerfentiefe beeinflussende Groesse innerhalb das optischen Systems ist nur noch die Blendenoeffnung zustaendig. Diese Blendenoef fnung ist bei Blitzaufnahmen letztlich von der Empfindlichkeit des Filmmaterials und der Intensitaet des Objektlichtes abhaengig.
Diesen und auch den nachfolgend genannten Anforderungen werden fotografische Ausruestungen zur Makrofotografie nur in beschraenktem Masse gerecht. So wurde beispielsweise durch besondere Halterungen ermoeglicht, kuenstliche Lichtquellen, Lampen, Elektronenblitze etc. direkt neben der Front linse des Objektivs anzuordnen, um mit dieser Massnahme zumindest Kamera und Objek tivschat ten auf dem beleuchteten Objekt zu vermeiden. Da der geforderte Lichteinfallwinkel von der fotografischen Arbeitsdistanz abhaengig ist, und die Stellung der Lichtquelle wiederum die Intensitaet des Objektlichtes beeinflusst, bedarf das Arbeiten im Makrobereich einer staendigen Lichtquellenanpassung. Da mangels Messmoeglichkeiten die Blendenoeffnung empirisch eingestellt wird, ist die Qualitaet der fotografischen Resultate mit solchen Apparatekombinationen zur Erzielung von Makroaufnahmen recht inkonstant.
Um diesen Schwierigkeiten auszuweichen, wurden beispielsweise Ringblitzroehren geschaffen, die rund um die Front- linse des Objektivs verlaufen. Ein neuer Nachteil derselben liegt auf der Hand: Obschon mit Ri ngbl i tzgerae ten sehr zuverlaessige, reproduzierbare Belichtungen zu erzielen sind, wird die Oberflaechenstruk tur durch den 360-Grad-Schat ten gleichsam eingeebnet und verliert damit an DetailInformation. Ausserdem sind die erzielbaren Lichtintensitaeten bei Ringblitzgeraeten verhaeltnismaessig schwach, was eine groessere Blendenoeffnung erfordert, wodurch unmittelbar der Schaerfentiefenbereich verkleinert wird.
Auch wurde bekannt, Blitzgeraete mit elektronischen Lichtsensoren auszuruesten, um eine quantitative Lichtsteuerung zu ermoegl ichen. Elektronisch gesteuerte Punktlichtquellen sie wurden unter der Bezeichnung Computerblitz bekannt zeigen eine Beleuchtungscharak teristik, welche die Oberflaachendetails viel besser hervorbringen laesst, als es beim vorher erwaehnten Ringblitz der Fall ist. Ausserdem wird durch die elektronische Belichtungssteuerung bei der Makroaufnähme ermoegl icht, mit konstanten Blendenwerten zu arbeiten. Dadurch kann die Schaerfentiefe fest gewaehlt werden; die Lichtstauerung sollte fuer eine ganuegende Intensitaet des Objektlichtes sorgen.
Damit entsteht wieder eine neue Problematik im diffizilen und anspruchsvollen Gebiet der Makrofotografie. Bei sensorgesteuerten Blitzlichtquellan ist es nicht moeglich, bei kleinen Objektabstaenden sowohl das Blitzfenster als auch den Fotosensor auf die gleiche Stelle am Objekt zu richten. Dies ist ganz besonders dann der Fall, wenn Aufnahmen von in bezug zur Oberflaeche ver- oder abgesenkten oder gar in Kavernen oder Hoehlen verborgenen Objekten gemacht werden sollten. Es soll beispielsweise auf die Problematik der professionellen medizinischen und zahnaerztlichen Fotografie verwiesen werden, mit Aufnahmen in Koerperhoehl en waehrend Operationen oder bei der Fotografie in der Mundhoehle. Die Belichtungssteuerung eines makrofotograf ischen Systems, also Kamera, Makroeinrichtung und kuenstliche Beleuchtung, muss sich folglich nach der auf die Filmebene einfallenden Lichtmenge richten, um aus dieser Information die Lichtmenge zur adaequaten Belichtung des Filmmaterials zu bestimmen. In diesem Fall waere die geforderte Reproduzierbarkeit, grob gesehen, gewaehrleistet. Derartige Filmebenenmessungen sind im Zusammenhang mit verschiedenen Fotosystemen bekannt, in welchen zur Praekonditionierung der Belichtungssteuerung sowie zur Korrekturmoeglichkeit der Belichtungszeit (beispielsweise) waehrend des Belichtungsablaufs die Filmebene fotosensoriseh ueberwacht wird. Mit diesem Regelsystem gelingt es, das Photonen-Energieintegral recht gut zu reproduzieren, und zwar unabhaengig von Lichteinfallwinkel, Beleuchtungsart, optischen Systemen u.a.m.
Diese diffizile und aufwendige Belichtungsregelung ist bisher in verschiedenen Kamerasystemen verwirklicht worden und bezieht sich jeweils ausschliesslich auf die Kamera selbst, und insbesondere koennen systemfremde gewuenschte Zubehoerteile gerade fuer die auf diese Belichtungsmethodik angewiesene Makrofotografie nicht kombiniert werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, in bezug auf die Makrofotografie eine Vorrichtung zu schaffen, die as ermoeglicht, bekannte Kamerasysteme mit Wechseloptik auf den derzeit hoechsten Stand der makrofotografischen Technik zu bringen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, dass die zu schaffende Vorrichtung die Makrofotografie im apparativen Bereich vereinfacht und zusammen mit handel suebl ichen Garaeten im Sinne eines Zubehoers verwendet werden kann. Dia Aufgabe wird geloest, in dem ein fotosensitives Element im Randbereich das Strahl enganges zwischen Abbildungsoptik eines Makrosystems und Bildebene einer Kamera, von der Kamera abnehmbar angeordnet und mit einem Blitzgeraet elektrisch verbindbar ist.
Mit Hilfe der nachfolgend aufge fuehr ten Figuren wird eine Ausführungsform der Erfindung im einzelnen besprochen. Es zeiqen:
Figur 1 eine makrofotografische Anordnung mit der Vorrichtung gemaess der Erfindung,
Figur 2 ein funktionelles Detail im Zusammenhang mit dar makrofotografisehen Lichtmessung,
In der Makrofotografie sind zur Erzielung kleiner Abbildungsmassstaebe verschiedene Hilfsmittel erhaeltlich. Einfach und verhaeltnismaessig billig sind Objektiv-Vorsatzlinsen und Distanzringe, welche zwischen Kameragehaeuse und Objektiv geschaltet werden, dia aber rasch zu Einschraenkungen im Abbildungsmassstab fuehren. Solche Einschraenkungen im Abbildungsmassstab kosnnen durch die Verwendung von variablen Auszuegen zwischen Kamera und Abbildungsoptik umgangen werden; solche Auszuege sind verstellbare Tuben (Teleskope) sowie Balgengeraete. Eine wei¬t ere Moeglichkeit bietet sich durch den Makrokonverter, wie er beispielsweise in der DE-PS 25 45 953 des Anmelders beschrieben ist, mit dem bei extrem kurzer Baulaenge der Lichtverlust minimiert ist, mit kontinuierlicher Veraenderung des Abbildungsmassstabes bis um 1 : 1. Ein solcher Makrokonverter wurde fuer das Makrosystem gewaehlt, welches grundsaetzlich gemaess Figur 1 eine Kamera 1, besagten Makrokonverter 2, ein Normalobjektiv 3 und ein Blitzgeraet 15 umfasst.
Des weiteren erkennt man in Figur 1 eine durch das optische System verlaufende optische Achse 9 fuer das Makrosystem 2, 3, eine zweite, zur ersten geneigte optische Achse 15' fuer die Beleuchtungsquelle 15, also das Blitzgeraet und eine dritte, ebenfalls zur ersten geneigte optische Achse 5' fuer ein fotosensitives Messelement 5 im Makrokonverter 2. In der Verlaengerung de r optischen Achse 9 des Makrosystams 2,3 ist ein Objekt 13 mit einem abzubildenden Objektrelief 13' angeordnet, welches Objektrelief im Lichtkegel 17 der Beleuchtungs- bzw. Blitzeinrichtung 15 liegend von einem Lichtstrom A beleuchtet wird. Die Be leuchtungseinr ichtung ist beispielsweise ein elektronisch steuerbares Blitzgeraet und ist der Einfachheit halber funktionell nur durch ein Blitzfenster 20 in einer Blackbox 15 dargestellt. Eine elektrische Verbindung lό dient zur Uebertragung des Messwertes aus dem Makrokonverter 2 bzw. dessen fotosensitiven Elements 5.
Das vom Objektrelief reflektierte Licht AR gelangt entlang der optischen Achse 9 des Makrosystems durch die Linsengruppe 3' des Objektivs 3 und die Linsengruppe 2' des Makrokonverters 2 auf die Filmebene 7 in der Kamera 1. Das der optischen Achse 5' des fotosensitiven Elements 5 entlanglaufende, von der Filmebene reflektierte Licht AR', wird von diesem fotosensitiven Element 5 gemessen und der Messwert in einer beispielsweise einer Fotodiode zugeordneten, aber nicht dargestellten Schaltung aufbereitet und der ebenfalls nicht dargestellten Blitzelektronik via elektrische Verbindung 14 zugeleitet. Dieser Messwert bestimmt die Zeitdauer des elektronischen Zusatzlichtes zum vorhandenen Objektlicht, d.h. es vervollstaendigt den geforderten Anteil der Bei ichtungsenergie. Waehrend der optimale Winkel β zwischen der optischen Achse 9 des Makrosystems und dar optischen Achse 5 das fotosensitiven Elements empirisch festgelegt wird, ist der Winkel α zwischen der optischen Achse 9 des Makrosystems und der optischen Achse 15' des Blitzgeraets beliebig, beispielsweise allein auf die Abbildungsanfordarungan oder aber die raeumlichen Moeglichkeiten bezogen, waehlbar.
Figur 2 zeigt nun eine schon eingangs angedeutete Problematik mehr im Detail, naemlich die Makroaufnahme mit Computerblitzen und das damit zusammenhaengende Parallaxenproblem. Eine Lichtquelle, hier wieder ein Blitzgeraet 15 mit Blitzfenster 23 und fest eingebautem Lichtsensor 5, beleuchtet innerhalb des Lichtkegels 17 das Relief 13' eines Objekts 13. Die optische Achse 15' der Blitzlichtquelle steht im gewuenschten Be l euchtungswinkel zum Objekt, von welchem, durch eine Anzahl Pfeile dargestellt, diffuses Licht nach mehreren Seitan abgestrahlt wird. Ein Teil Am dieses Lichts trifft auf den Lichtsansor 5, ein weiterer Teil AR faellt als Objektlicht via das Objektiv 3 schliesslich auf die Filmebene 7. Das reflektierte Licht in Richtung Am und das reflektierte Licht in Richtung AR unterscheiden sich staer- ker, je groesser der mit γ bezeichnete Winkel zwischen den optischen Achsen 5' des Fotosensors und 9 der Makrooptik wird. Die Beziehung AR = k . AM stallt sich dann ein, wenn das Licht entlang der optischen Achse 9 des Makrosystems gemessen wird, wobei k ~ i ist oder als Reflexlicht von der Filmebene, bei welcher Bedingung k << 1 werden kann, aber der lineare Zusammenhang erhalten bleibt. Dies ist der Fall in der Anordnung gemaess der Erfindung, wie sie in Figur 1 dargestellt ist. Im Extremfall kann es in der Anordnung von Fig. 2 vorkommen, dass die optische Achse 5' des Lichtsensors 5 das Objekt 10 nicht mehr trifft, was dazu fuehrt, dass der Lichtsensor statt des Objektlichts einen anderen Lichteindruck aus der Umgebung misst. Dies fuehrt natuerlich zu Fehlbelichtunqen.
Die Makrofotoeinrichtung besteht also aus einer handelsueblichen Kamera mit Wechselobjektiv und einem auf den Makrobereich abgestimmten, elektronisch steuerbaren Blitzgeraet. Das gemaess Erfindung ausgerueste te Makrosystem weist die handelsueblichen Bajonett- und Schraubenkupplungen auf und ist mit der unerlaesslichen Blendenautomatik ausgeruestet. Der Makrobereich erstreckt sich typischerweise von 1 : 10 bis 1 : 1 ohne Veraenderung der Baul aenge, wobei diese Baulaenge zudem extrem kurz ist. Der gesamte Arbeitsbereich des optischen Systems kann 1 : bis 1 : 1 umfassen. Das heisst, dass mit Anwendung der Erfindung eine handelsuebliche Wechsel objek tivkamera (Spiagelreflexkamera) juengerer oder aelterer Bauart und ungeachtet der Preiskategorie zu einer Makroeinrichtung in den z.Z. fortgeschrittensten Stand der Technik mit verhaeltnismaessig geringem Aufwand aufgewertet wird.

Claims

P A T E N T A N S P R U E C H E
1. Vorrichtung zur Steuerung der Objektausleuchtung bei Makroaufnahmen, bestehend aus mindestens einem elektronischen Blitzgeraet und mindestens einem dieses Blitzgeraet ansteuernden, fotosensitiven Element, dadurch gekennzeichnet, dass das fotosensitive Element (5) im Randbereich des Strahlenganges (9) zwischen Abbildungsoptik (3) eines Makrosystems (2,3) und Bildebene (7) einer Kamera (1), von der Kamera (1) abnehmbar angeordnet und mit Blitzgeraet (15) elektrisch verbindbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Makrosystem (2,3) aus einem Makroobjektiv besteht und das fotosensitive Element (5) im Makroobjektiv angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Makrosystem (2,3) aus einem Normalobjektiv (3) und einem Makrokonverter (2) besteht und das fotosensitive Element (5) im Makrokonverter (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprueche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (5') das fotosensitiven Elements (5) mit der optischen Achse (9) des Makrosystems (2,3) einen Winkel von 33 bis 60 Grad einschl iesst.
5. Vorrichtung nach den Anspruechen 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das fotosansitive Element (5) in einem Makrokonverter (2) angeordnet ist.
EP84902192A 1983-06-16 1984-06-12 Vorrichtung zur steuerung der blitzbelichtung bei makroaufnahmen Withdrawn EP0145743A1 (de)

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CH3312/83 1983-06-16

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