JP2008261969A - 望遠レンズ系 - Google Patents

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Abstract

【課題】物体側から順に正正負正の望遠レンズ系において、第3レンズ群によるインナーフォーカス方式を採用しながら、フォーカシングによる収差変動が小さく、最短撮影距離を短くすることができる低コストな望遠レンズ系を得る。
【解決手段】
正の第1レンズ群は、正の第1レンズ、正の第2レンズ、負の第3レンズあらなり、正の第2レンズ群は、負(正)の第4レンズと正(負)の第5レンズを接合した接合レンズからなり、負の第3レンズ群は、正(負)の第6レンズと負(正)の第7レンズを接合した接合レンズからなり、正の第4レンズ群は、正の第8レンズからなり、次の条件式(1)ないし(3)を満足する望遠レンズ系。
(1)1.4<f/f1<1.8
(2)2.4<f/f12<3.0
(3)-5.5<f/f3<-3.5
但し、
f:全系の焦点距離、
f1:第1レンズ群の焦点距離、
f12:第1、2レンズ群の合成焦点距離、
f3:第3レンズ群の焦点距離。
【選択図】図1

Description

本発明は、一眼レフカメラ用の望遠レンズ系に関する。
近年の一眼レフカメラ用交換レンズでは、オートフォーカスに対応して高速なフォーカシングが要求されている。高速なフォーカシングを可能にするためには、フォーカス群の重量が軽い方が良い。全体繰り出し方式では移動レンズ群の重量が重くなりオートフォーカスの高速化には適していない。
多くの望遠レンズ系において、中央部のレンズ群のみを光軸方向に移動させるインナーフォーカス方式が数多く提案されている。例として、特許文献1では4枚のレンズをインナーフォーカス群として用い、特許文献2や特許文献3では、3枚のレンズをインナーフォーカス群として用いている。
また、特許文献4及び特許文献5では、2枚のレンズをインナーフォーカス群として用いているが、特許文献4では、収差補正、特に色収差補正のため、第1レンズ群の正レンズ2枚にアッベ数が80を超えるような特殊低分散ガラスを使用し、特許文献5では、最終レンズ群を正レンズと負レンズの貼合せレンズとして、歪曲収差や球面収差補正を行っている。
特開平8−327896号公報 特開平8−5907号公報 特開平6−201989号公報 特開平1−211711号公報 特開平6−138385号公報
特許文献1や特許文献2のように、インナーフォーカス群を3枚又は4枚のレンズから構成すると、全体繰り出し方式と比較すればフォーカシング群の重量は軽くなっているが、特許文献4や特許文献5と比較すると重くなってしまい、高速なフォーカシングには不利である。また、特許文献1から特許文献3では、フォーカシング群とその後方の群との間隔が狭いため、フォーカシングの可動スペースが狭く、最短撮影距離が長くなってしまう。
特許文献4や特許文献5では、2枚でフォーカシングを行っているので、高速なフォーカシングは可能である。しかし、特許文献4では、第1レンズ群の正レンズ2枚にアッベ数が80を超えるような特殊低分散ガラスを使用している。望遠レンズ系の第1レンズ群は非常に大口径であり、そこに特殊低分散ガラスを2枚も使用すると、コストが非常に高くなってしまう。また特許文献5では、最終レンズ群はメニスカス単レンズ1枚では歪曲収差と球面収差の補正が両立できないとされ、正レンズと負レンズの貼合せレンズであるため、単レンズに比べるとコストが上がってしまう。
本発明は、物体側から順に正正負正のパワー配置の望遠レンズ系において、インナーフォーカス方式を採用しフォーカシングによる歪曲収差や球面収差などの収差変動が小さく、最短撮影距離を短くすることができる低コストな望遠レンズ系の提供を目的とする。
本発明による望遠レンズ系は、物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群と、絞りと、負の屈折力のフォーカス群である第3レンズ群と、正の屈折力の第4レンズ群から構成され、第1レンズ群は、物体側から順に、正の第1レンズ、正の第2レンズ及び負の第3レンズで構成され、第2レンズ群は、物体側から順に位置する負又は正の第4レンズと正又は負の第5レンズを接合した接合レンズで構成され、第3レンズ群は、物体側から順に位置する正又は負の第6レンズと負又は正の第7レンズを接合した接合レンズで構成され、第4レンズ群は、正の第8レンズ1枚で構成され、無限遠物体から近距離物体に合焦する際に、第3レンズ群を像側へ移動させることによりフォーカシングを行い、
次の条件式(1)ないし(3)を満足することを特徴としている。
(1)1.4<f/f1<1.8
(2)2.4<f/f12<3.0
(3)-5.5<f/f3<-3.5
但し、
f:全系の焦点距離、
f1:第1レンズ群の焦点距離、
f12:第1、2レンズ群の合成焦点距離、
f3:第3レンズ群の焦点距離、
である。
本発明の望遠レンズ系は、次の条件式(4)を満足することが望ましい。
(4)-0.4<r13/f4<-0.05
但し、
r13:第8レンズの物体側の面の曲率半径(<0)、
f4:第8レンズの焦点距離、
である。
また、次の条件式(5)、(6)を満足することが望ましい。
(5)νd2>80
(6)νd5>80
但し、
Vdi:第iレンズのアッベ数(i=2、5)、
である。
本発明によれば、物体側から順に正正負正のパワー配置の望遠レンズ系において、第3レンズ群によるインナーフォーカス方式を採用しながら、フォーカシングによる歪曲収差や球面収差などの収差変動が小さく、最短撮影距離を短くすることができる低コストな望遠レンズ系を得ることができる。
本実施形態の望遠レンズ系は、図1、図4、図7、図10、図13、図16及び図19の各実施例に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群10と、正の屈折力の第2レンズ群20と、絞りSと、負の屈折力の第3レンズ群30と、正の屈折力の第4レンズ群40とから構成されている。Iは像面である。第1レンズ群10は、物体側から順に、正の第1レンズ11、正の第2レンズ12及び負の第3レンズ13で構成され、第2レンズ群20は、物体側から順に位置する負の第4レンズ21と正の第5レンズ22を接合した接合レンズで構成され、第3レンズ群30は、物体側から順に位置する正の第6レンズ31と負の第7レンズ32を接合した接合レンズで構成され、第4レンズ群40は、正の第8レンズ41で構成されている。無限遠物体から近距離物体に合焦する際には、第3レンズ群30を像面側へ移動させる。第2レンズ群20と第3レンズ群30の接合レンズは、その正負レンズの順番を逆にする態様も可能である。
条件式(1)は、第1レンズ群のパワーに関するもので、全系のコンパクト化のための条件である。条件式(1)の上限を超えて第1レンズ群のパワーが強くなると、該第1レンズ群内に補正不足の球面収差が残り、その収差を第2レンズ群以降で補正しなければならない。すると、第1レンズ群の正のパワーが強い分第2レンズ群の正のパワーは相対的に弱くなり、しかも第3レンズ群は2枚構成、第4レンズ群は1枚構成であるので、第1レンズ群で発生した収差を十分補正することができず、近距離での収差変動が大きくなる。また、補正不足の球面収差を補正しようとすると、第1レンズ群内の正レンズを厚くしなければならず、光学系の重量が重くなり好ましくない。条件式(1)の下限を超えて第1レンズ群のパワーが弱くなると、相対的に第2レンズ群の正のパワーを強くせざるを得ず、球面収差の補正が困難になる。また、望遠比が稼げないため、コンパクト化が達成できず、レンズの操作性が悪くなると共に、周辺光量が低下する。
条件式(2)式は、絞りの前に位置する第1レンズ群と第2レンズ群の合成パワーに関するものである。条件式(2)の上限を超えて第1、第2レンズ群の合成パワーが強くなると、球面収差や軸上色収差の補正不足となり好ましくない。条件式(2)の下限を超えて、第1、第2レンズ群の合成パワーが弱くなると、全長が長くなる。また、第3レンズ群のパワーも相対的に弱くなる結果、第3レンズ群のフォーカシング移動量が大きくなり、機構上の制約から最短撮影距離が長くなってしまう。
条件式(3)は、第3レンズ群の負のパワーに関する条件である。条件式(3)の上限を超えて第3レンズ群の負のパワーが強くなると、フォーカシングに際し、球面収差やコマ収差等の諸収差の変化量が大きくなり好ましくない。条件式(3)の下限を超えて第3レンズ群の負のパワーが弱くなると、第2レンズ群の正のパワーも弱くなり、その結果、第1レンズ群で補正しきれなかった球面収差の補正が不十分になる。また、第3レンズ群のフォーカシング移動量が増えてしまい、機構上の制約から最短撮影距離が長くなってしまう。
第4レンズ群を構成する正の第8レンズは、その物体側の面が条件式(4)を満足する曲率半径を有する、物体側に凹の正メニスカス単レンズから構成することが望ましい。物体側に凸のメニスカス単レンズでは歪曲収差と球面収差の補正を両立できない。条件式(4)の上限を超えて第8レンズの物体側の面の曲率半径がきつくなると、無限遠から最短撮影距離までの球面収差のバランスが取れなくなる。条件式(4)の下限を超えて同物体側の面の曲率半径が緩くなると、第4レンズ群を1枚で構成できなくなり(1枚では収差補正が困難になり)、レンズ枚数の増加によるコストアップや重量アップを招き好ましくない。
条件式(5)、(6)は、第1レンズ群中の第2レンズと第2レンズ群中の第5レンズのアッベ数に関する条件である。この2枚のレンズに、条件式(5)、(6)を満足する特殊低分散ガラスを用いることで、軸上色収差や倍率色収差を良好に補正することができる。また、アッベ数80を超える特殊低分散ガラスを大口径の第1レンズ群内の正レンズ2枚に使用する従来例(特許文献4)に比べ、第1レンズ群内の正レンズ1枚、第1レンズ群より径が小さい第2レンズ群内の正レンズ1枚と分けることにより、色収差の補正具合はそのままにして、コストを低減することができる。また、収差補正上は、第1レンズ群の第1レンズを条件式(5)を満足する低分散ガラスとしても同等であるが、外部物体に触れる可能性が高い第1レンズより第2レンズを低分散ガラスとするのがよい。
次に具体的な数値実施例を示す。諸収差図中、球面収差で表される色収差(軸上色収差)図及び倍率色収差図中のd線、g線、C線はそれぞれの波長に対する収差であり、Sはサジタル、Mはメリディオナル、FNO.はFナンバー、FEは有効Fナンバー、Yは像高である。また、表中のFNO.はFナンバー、fは無限遠物体合焦時における全系の焦点距離、Wは半画角(゜)、fB はバックフォーカス、mは撮影倍率、rは曲率半径、dはレンズ厚またはレンズ間隔、Nd はd線の屈折率、νはアッベ数を示す。数値データ中の変化しているd値(複数の数値)は、無限遠合焦状態-有限距離合焦状態(撮影倍率-0.02倍)-最短撮影距離合焦状態(撮影倍率-0.25倍又は-0.26倍)の値である。いずれの実施例でも非球面は採用していない。
[数値実施例1]
図1ないし図3と表1は、本発明の望遠レンズ系の数値実施例1を示している。図1はその無限遠物体合焦時のレンズ構成図、図2と図3はそれぞれ、無限遠物体合焦時と最短撮影距離物体合焦時における諸収差図、表1はその数値データである。
正のパワーの第1レンズ群10(面No.1〜6)は、物体側から順に、両凸の正レンズ(第1レンズ)11、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第2レンズ)12及び物体側が平面の負レンズ(第3レンズ)13からなり、正のパワーの第2レンズ群20(面No.7〜9)は、物体側から順に位置する物体側に凸の負メニスカスレンズ(第4レンズ)21と物体側に凸の正メニスカスレンズ(第5レンズ)22を接合した接合レンズからなり、第3レンズ群30(面No.10〜12)は、物体側から順に位置する像側に凸の正メニスカスレンズ(第6レンズ)31と両凹の負レンズ(第7レンズ)32を接合した接合レンズからなり、第4レンズ群40(面No.13〜14)は、物体側に凹の正メニスカス単レンズ(第8レンズ)41からなっている。絞りSは第3レンズ群30(第10面)の前方(物体側)4.558の位置にある。
(表1)
FNO.=1:4.1
f=291.01
W=4.2
fB=54.00
m=0.00 - -0.02 - -0.25
面No. r d Nd ν
1 161.225 8.31 1.48749 70.2
2 -1623.208 0.50 - -
3 74.138 12.00 1.43875 95.0
4 2644.674 2.71 - -
5 ∞ 3.50 1.80651 43.2
6 220.986 42.49 - -
7 56.983 2.50 1.74851 43.8
8 31.982 9.24 1.49700 81.6
9 515.563 11.28-12.30-25.07 - -
10 -428.107 5.98 1.82952 24.4
11 -75.095 2.57 1.57800 47.8
12 35.980 74.74-73.72-60.95 - -
13 -80.226 5.39 1.62586 35.8
14 -55.206 - - -
[数値実施例2]
図4ないし図6と表2は、本発明の望遠レンズ系の数値実施例2を示している。図4はその無限遠物体合焦時のレンズ構成図、図5と図6はそれぞれ、無限遠物体合焦時と最短撮影距離物体合焦時における諸収差図、表2はその数値データである。基本的なレンズ構成は、第1レンズ11が物体側に凸の正メニスカスレンズからなり、第2レンズ12が両凸正レンズからなり、第3レンズ13が両凹負レンズからなる点を除き、数値実施例1と同様である。絞りSは第3レンズ群30(第10面)の前方(物体側)4.000の位置にある。
(表2)
FNO.=1:4.1
f=291.00
W=4.2
fB=85.97
m=0.00 - -0.02 - -0.26
面No. r d Nd ν
1 168.180 7.73 1.48749 70.2
2 26148.242 0.50 - -
3 75.811 12.50 1.43875 95.0
4 -943.831 2.59 - -
5 -780.669 5.00 1.80440 39.6
6 359.299 35.11 - -
7 60.388 2.50 1.74400 44.8
8 32.935 9.96 1.49700 81.6
9 554.073 8.00- 8.99-21.40 - -
10 -507.788 4.62 1.80518 25.4
11 -90.138 2.00 1.57135 53.0
12 41.762 54.92-53.94-41.52 - -
13 -53.532 4.00 1.80518 25.4
14 -49.805 - - -
[数値実施例3]
図7ないし図9と表3は、本発明の望遠レンズ系の数値実施例3を示している。図7はその無限遠物体合焦時のレンズ構成図、図8と図9はそれぞれ、無限遠物体合焦時と最短撮影距離物体合焦時における諸収差図、表3はその数値データである。基本的なレンズ構成は数値実施例1と同様である。絞りSは第3レンズ群30(第10面)の前方(物体側)4.000の位置にある。
(表3)
FNO.=1:4.1
f=290.98
W=4.2
fB=53.98
m=0.00 - -0.02 - -0.25
面No. r d Nd ν
1 159.014 8.09 1.48749 70.2
2 -1026.964 0.50 - -
3 79.162 10.55 1.43875 95.0
4 948.739 9.15 - -
5 ∞ 3.50 1.80400 39.5
6 186.305 42.15 - -
7 55.547 2.87 1.74399 45.8
8 32.594 9.23 1.49700 81.6
9 1795.980 14.17-15.22-28.30 - -
10 -299.442 4.13 1.84666 23.8
11 -69.493 2.20 1.57140 45.7
12 35.265 71.16-70.11-57.03 - -
13 -80.988 3.50 1.65000 33.4
14 -54.934 - - -
[数値実施例4]
図10ないし図12と表4は、本発明の望遠レンズ系の数値実施例4を示している。図10はその無限遠物体合焦時のレンズ構成図、図11と図12はそれぞれ、無限遠物体合焦時と最短撮影距離物体合焦時における諸収差図、表4はその数値データである。基本的なレンズ構成は数値実施例1と同様である。絞りSは第3レンズ群30(第10面)の前方(物体側)4.582の位置にある。
(表4)
FNO.=1:4.1
f=291.00
W=4.2
fB=54.92
m=0.00 - -0.02 - -0.25
面No. r d Nd ν
1 163.788 8.21 1.48749 70.2
2 -1820.141 0.50 - -
3 74.742 12.00 1.43875 95.0
4 3555.257 2.65 - -
5 ∞ 3.50 1.80440 39.6
6 220.063 42.42 - -
7 56.850 2.50 1.74400 44.8
8 32.121 10.00 1.49700 81.6
9 505.628 11.49-12.51-25.30 - -
10 -427.554 6.00 1.80518 25.4
11 -72.989 2.20 1.57135 53.0
12 36.096 73.59-72.57-59.78 - -
13 -78.673 5.21 1.60562 43.7
14 -54.918 - - -
[数値実施例5]
図13ないし図15と表5は、本発明の望遠レンズ系の数値実施例5を示している。図13はその無限遠物体合焦時のレンズ構成図、図14と図15はそれぞれ、無限遠物体合焦時と最短撮影距離物体合焦時における諸収差図、表5はその数値データである。基本的なレンズ構成は、第3レンズ13が物体側に凸の負メニスカスレンズからなる点を除き、数値実施例1と同様である。絞りSは第3レンズ群30(第10面)の前方(物体側)4.000の位置にある。
(表5)
FNO.=1:4.1
f=291.01
W=4.2
fB=80.85
m=0.00 - -0.02 - -0.25
面No. r d Nd ν
1 171.912 8.09 1.48749 70.2
2 -1504.536 0.50 - -
3 73.414 12.00 1.43875 95.0
4 1674.109 2.73 - -
5 5346.467 3.50 1.80440 39.6
6 240.885 39.64 - -
7 59.222 2.50 1.74999 43.8
8 32.298 9.31 1.49700 81.6
9 434.058 8.00- 9.06-22.49 - -
10 -905.460 5.71 1.80518 25.4
11 -104.036 2.20 1.57517 54.6
12 40.921 56.67-55.61-42.18 - -
13 -52.885 3.50 1.76867 26.7
14 -47.477 - - -
[数値実施例6]
図16ないし図18と表6は、本発明の望遠レンズ系の数値実施例6を示している。図16はその無限遠物体合焦時のレンズ構成図、図17と図18はそれぞれ、無限遠物体合焦時と最短撮影距離物体合焦時における諸収差図、表6はその数値データである。基本的なレンズ構成は、第6レンズ31が両凸正レンズからなる点を除き、数値実施例2と同様である。絞りSは第3レンズ群30(第10面)の前方(物体側)4.000の位置にある。
(表6)
FNO.=1:4.1
f=292.20
W=4.2
fB=54.91
m=0.00 - -0.02 - -0.26
面No. r d Nd ν
1 144.256 8.28 1.48749 70.2
2 7306.498 0.50 - -
3 89.289 12.15 1.43875 95.0
4 -340.630 2.29 - -
5 -369.528 5.00 1.79952 42.2
6 345.506 59.22 - -
7 44.144 2.30 1.79952 42.2
8 28.600 8.72 1.49700 81.6
9 769.111 7.50- 8.36-18.75 - -
10 208.986 5.92 1.80518 25.4
11 -71.396 2.00 1.74400 44.8
12 31.785 56.45-55.59-45.20 - -
13 -42.448 3.50 1.68893 31.1
14 -37.013 - - -
[数値実施例7]
図19ないし図21と表7は、本発明の望遠レンズ系の数値実施例7を示している。図19はその無限遠物体合焦時のレンズ構成図、図20と図21はそれぞれ、無限遠物体合焦時と最短撮影距離物体合焦時における諸収差図、表7はその数値データである。基本的なレンズ構成は数値実施例6と同様である。絞りSは第3レンズ群30(第10面)の前方(物体側)3.500の位置にある。
(表7)
FNO.=1:4.1
f=291.00
W=4.2
fB=56.93
m=0.00 - -0.02 - -0.25
面No. r d Nd ν
1 145.383 8.00 1.48749 70.2
2 2212.492 0.50 - -
3 84.980 12.52 1.43875 95.0
4 -334.381 2.23 - -
5 -375.882 5.00 1.80000 44.1
6 342.663 54.85 - -
7 44.773 2.30 1.79952 41.3
8 28.743 9.32 1.49700 81.6
9 577.155 7.00- 7.86-18.29 - -
10 240.820 6.30 1.80518 25.4
11 -70.504 2.80 1.74260 44.4
12 32.934 56.96-56.10-45.67 - -
13 -44.149 3.50 1.69883 29.6
14 -38.307 - - -
各数値実施例の各条件式に対する値を表8に示す。
(表8)
条件式1 条件式2 条件式3 条件式4 条件式5 条件式6
実施例1 1.70 2.53 -4.28 -0.31 95.0 81.2
実施例2 1.79 2.59 -3.70 -0.09 95.0 81.2
実施例3 1.46 2.49 -4.40 -0.32 95.0 81.2
実施例4 1.67 2.53 -4.24 -0.28 95.0 81.2
実施例5 1.76 2.50 -3.71 -0.11 95.0 81.2
実施例6 1.57 2.75 -5.34 -0.13 95.0 81.2
実施例7 1.59 2.74 -5.21 -0.13 95.0 81.2
表8からも明らかなように、数値実施例1ないし数値実施例7は、条件式(1)ないし(6)を満足しており、かつ収差図に示すように無限遠撮影時、近距離撮影時の諸収差もよく補正されている。
本発明による望遠レンズ系の数値実施例1の無限遠物体合焦時のレンズ構成図である。 図1のレンズ構成の無限遠物体撮影状態における諸収差図である。 図1のレンズ構成の最短物体撮影状態における諸収差図である。 本発明による望遠レンズ系の数値実施例2の無限遠物体合焦時のレンズ構成図である。 図4のレンズ構成の無限遠物体撮影状態における諸収差図である。 図4のレンズ構成の最短物体撮影状態における諸収差図である。 本発明による望遠レンズ系の数値実施例3の無限遠物体合焦時のレンズ構成図である。 図7のレンズ構成の無限遠物体撮影状態における諸収差図である。 図7のレンズ構成の最短物体撮影状態における諸収差図である。 本発明による望遠レンズ系の数値実施例4の無限遠物体合焦時のレンズ構成図である。 図10のレンズ構成の無限遠物体撮影状態における諸収差図である。 図10のレンズ構成の最短物体撮影状態における諸収差図である。 本発明による望遠レンズ系の数値実施例5の無限遠物体合焦時のレンズ構成図である。 図13のレンズ構成の無限遠物体撮影状態における諸収差図である。 図13のレンズ構成の最短物体撮影状態における諸収差図である。 本発明による望遠レンズ系の数値実施例6の無限遠物体合焦時のレンズ構成図である。 図16のレンズ構成の無限遠物体撮影状態における諸収差図である。 図16のレンズ構成の最短物体撮影状態における諸収差図である。 本発明による望遠レンズ系の数値実施例7の無限遠物体合焦時のレンズ構成図である。 図19のレンズ構成の無限遠物体撮影状態における諸収差図である。 図19のレンズ構成の最短物体撮影状態における諸収差図である。

Claims (3)

  1. 物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群と、絞りと、負の屈折力のフォーカス群である第3レンズ群と、正の屈折力の第4レンズ群から構成され、
    第1レンズ群は、物体側から順に、正の第1レンズ、正の第2レンズ及び負の第3レンズで構成され、
    第2レンズ群は、物体側から順に位置する負又は正の第4レンズと正又は負の第5レンズを接合した接合レンズで構成され、
    第3レンズ群は、物体側から順に位置する正又は負の第6レンズと負又は正の第7レンズを接合した接合レンズで構成され、
    第4レンズ群は、正の第8レンズ1枚で構成され、
    無限遠物体から近距離物体に合焦する際に、第3レンズ群を像側へ移動させることによりフォーカシングを行い、
    次の条件式(1)ないし(3)を満足することを特徴とする望遠レンズ系。
    (1)1.4<f/f1<1.8
    (2)2.4<f/f12<3.0
    (3)-5.5<f/f3<-3.5
    但し、
    f:全系の焦点距離、
    f1:第1レンズ群の焦点距離、
    f12:第1、2レンズ群の合成焦点距離、
    f3:第3レンズ群の焦点距離。
  2. 請求項1記載の望遠レンズ系において、次の条件式(4)を満足する望遠レンズ系。
    (4)-0.4<r13/f4<-0.05
    但し、
    r13:第8レンズの物体側の面の曲率半径(<0)、
    f4:第8レンズの焦点距離。
  3. 請求項1または2記載の望遠レンズ系において、次の条件式(5)、(6)を満足する望遠レンズ系。
    (5)νd2>80
    (6)νd5>80
    但し、
    Vdi:第iレンズのアッベ数(i=2、5)。
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