JP2023068056A - レンズユニットおよびカメラモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】鏡筒に複数種の遮光板を間違いなく設けることができるとともに、鏡筒径方向の位置決めを確実に行え、外周部からの光の抜けを抑制できる遮光板、当該遮光板を備えたレンズユニットおよびこのレンズユニットを備えるカメラモジュールを提供する。【解決手段】レンズユニット１０に備えらえる遮光板１８の外縁３１が、遮光板１８の中心に対して同一半径で、かつ、周方向の長さが等しく、かつ周方向に同一間隔で配置された複数の円弧線３２と、周方向に隣り合う円弧線３２の端３２ａどうしを連結する連結線３３とを備え、連結線３３が円弧線３２と同心同径の仮想円４０の内側に配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、遮光板、レンズユニットおよびこのレンズユニットを備えるカメラモジュールに関する。

近年、自動車に車載カメラを搭載し、駐車をサポートしたり、画像認識により衝突防止を図ったりすることが行われており、さらに自動運転への応用が試みられている。このような車載カメラ等に用いられるレンズユニットの一例として、特許文献１に記載のものが知られている。このレンズユニットにおいては、４枚のレンズが、鏡筒に光軸方向をそれぞれ揃えて一列に並べられた状態に保持されている。また、レンズとレンズとの間に、絞り部材（遮光板）が備えられている。
遮光板は中央部に円形状の開口（内径孔）を備えた円環板状に形成されて、通過する光の範囲を制限するものであり、絞り部材を適切な位置に配置することでフレアやゴーストを適切に抑えることができ、レンズユニットの光学性能を向上させることができる。このため、レンズユニットの光学性能を向上させるためには、遮光板を適切な位置に配置することが重要となる。

レンズとレンズとの間に配置された遮光板は、それぞれのレンズのレンズ機能を有する部分の外周部に設けられたフランジ部に挟まれることで、鏡筒の軸方向における位置が決まる。また、遮光板は、両面がレンズに当接するのではなく、一方の面がレンズのフランジ部に当接し、他方の面がレンズ以外の部材に当接することで、鏡筒の軸方向における位置決めがされることもある。
また、遮光板はその外周縁がレンズユニットの鏡筒の内周面に当接することによって鏡筒の径方向における位置が決まる。

特開２００８－２３３５１２号公報

ところで、上述したような遮光板は、１品種のレンズユニットの鏡筒に複数枚設けられていることが多い。この場合、同一形状、同一大きさの一種類の遮光板が複数枚設けられることもあるが、形状、大きさ等が異なる複数種の遮光板が設けられることが多い。
従来の遮光板は外周縁が円形状といった単純形状であり、外径は殆ど等しく、内径孔の径が近ければ、複数種の遮光板の見分けが付き難いことから、鏡筒に複数種の遮光板を設ける際に、遮光板の種類を間違えたり、他の品種のレンズユニットの鏡筒に設けるべき遮光板が間違って混入するという問題を抱えていた。特に手組み作業では遮光板の種類を作業者の目視によって判別しなければならず、その対策が求められていた。

また、従来の複数種の遮光板の外周縁にそれぞれ異なる形状や大きさの切欠きを設けることにより、複数種の遮光板を作業者の目視や画像処理によって見分けることは可能である一方、切欠きの存在によって遮光板の鏡筒径方向における位置決めを行い難くなるばかりか、近年ではバイブレーション式のパーツフィーダを用いて、遮光板をレンズユニットの組立ラインに供給することもあり、この場合、遮光板どうしがそれらの切欠きによって絡まって、互いに遮光板を傷付け、遮光性能に悪影響を及ぼす虞があった。遮光板は通過する光の範囲を制限するものであるから、上述したような傷が大きくなったり、切欠きが大きくなると、遮光板の外周部から光が抜けてゴースト・フレアの問題を引き起こしかねない。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、レンズユニットの鏡筒に複数種の遮光板を間違いなく設けることができるとともに、鏡筒径方向（光軸と直交方向）の位置決めを確実に行え、外周部からの光の抜けを抑制できる遮光板、当該遮光板を備えたレンズユニットおよびこのレンズユニットを備えるカメラモジュールを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の遮光板は、レンズユニットに備えられる遮光板であって、
前記遮光板の外縁が、
前記遮光板の中心に対して同一半径で、かつ、周方向の長さが等しく、かつ周方向に同一間隔で配置された複数の円弧線と、
周方向に隣り合う前記円弧線の端どうしを連結する連結線とを備え、
前記連結線が前記円弧線と同心同径の仮想円の内側に配置されていることを特徴とする。

本発明においては、遮光板の外縁が複数の円弧線と、周方向に隣り合う前記円弧線の端どうしを連結する連結線とを備えているので、円弧線および／または連結線の数、周方向の長さ、周方向の間隔を遮光板の種類ごとに変えることによって、複数種の遮光板を確実に見分けることができる。したがって、レンズユニットの鏡筒に複数種類の遮光板を間違いなく設けることができる。
また、遮光板の外縁は、遮光板の中心に対して同一半径で、かつ、周方向の長さが等しく、かつ周方向に同一間隔で配置された複数の円弧線を有しているので、これら円弧線で形成された外縁部分を鏡筒の内周面に当接させることによって、鏡筒径方向（光軸と直交方向）の位置決めを確実に行える。
さらに、遮光板の外縁は複数の円弧線と周方向に隣り合う円弧線の端どうしを連結する連結線とを備えているので、遮光板の外周縁に切欠きを設ける場合に比して、遮光板をレンズユニットの組立ラインに供給する際に、遮光板どうしが絡まり難くなって、互いに遮光板を傷付けたり、遮光性能に悪影響を及ぼすことが少ない。したがって、遮光板の外周縁に切欠きを設ける場合に比して、遮光板の外周部からの光の抜けを抑制できる。

また、本発明の前記構成において、前記円弧線の数が３以上、６以下であってもよく、さらに、前記円弧線の数は５または６が好ましい。

円弧線の数が２以下となると、円弧線の周方向の長さが長くなるにつれて、遮光板の外縁が従来の遮光板の外縁の円に近付き、７以上となっても遮光板の外縁が従来の遮光板の外縁の円に近付くため、複数種の遮光板を見分け難くなるからである。
したがって、円弧線の数を３以上、６以下とすることによって、複数種の遮光板を確実に見分けることができ、また、円弧線の数を５または６にすることによって、遮光板をレンズユニットの組立ラインに供給する際に、遮光板どうしが絡まり難くなるとともに、遮光板の外周部からの光の抜けをさらに抑制できる。

また、本発明の前記構成において、前記連結線は、１つの直線、複数の直線、１つの曲線、複数の曲線または前記直線と前記曲線の組み合わせによって構成されていてもよい。
ここで、前記直線と曲線の組み合わせとは、１つの直線と１つの曲線の組み合わせ、１つの直線と複数の曲線の組み合わせ、複数の直線と１つの曲線の組み合わせ、および複数の直線と複数の曲線の組み合わせを含む。

このような構成によれば、連結線の種類が多くなるため、鏡筒に多数種の遮光板を設ける場合に、多数種の遮光板を見分け易くなる。

また、本発明の遮光板は、平板からのエッチング加工によって形成されていてもよいし、平板からの打ち抜きによって形成されていてもよい。
遮光板がエッチング加工によって形成されると、打ち抜きによって形成される場合に比して、遮光板の外縁を構成する複数の円弧線と、周方向に隣り合う円弧線の端どうしを連結する連結線とを容易かつ精度よく形成できる。

本発明のレンズユニットは、鏡筒と、当該鏡筒の内周側に配置されるレンズと、前記鏡筒の内周側に配置される遮光板とを備え、前記鏡筒の内周側に前記遮光板が複数配置され、複数の前記遮光板のうちの一部は上述した遮光板であることを特徴とする。

本発明においては、鏡筒の内周側に配置される複数の遮光板のうちの一部は上述した遮光板であるので、鏡筒の内周側に当該遮光板を間違いなく配置でき、また、残りは外周縁が円形状の従来の遮光板を配置できる。また、遮光板の円弧線で形成された外縁部分を鏡筒の内周面に当接させることによって、遮光板の鏡筒径方向（光軸と直交方向）の位置決めを確実に行える。さらに、遮光板の外周部からの光の抜けを抑制できる。

また、本発明の他のレンズユニットは、鏡筒と、当該鏡筒の内周側に配置されるレンズと、前記鏡筒の内周側に配置される遮光板とを備え、前記鏡筒の内周側に複数種の上述した遮光板が配置されていることを特徴とする。

本発明においては、鏡筒の内周側に複数種の上述した遮光板が配置されているので、鏡筒の内周側に複数種の遮光板を間違いなく配置できる。また、遮光板の円弧線で形成された外縁部分を鏡筒の内周面に当接させることによって、遮光板の鏡筒径方向（光軸と直交方向）の位置決めを確実に行える。さらに、遮光板の外周部からの光の抜けを抑制できる。

本発明のカメラモジュールは、上述したレンズユニットと、当該レンズユニットで結像された画像を撮像する撮像素子とを備えることを特徴とする。

本発明においては、前記レンズユニットと同様の作用効果を奏することができる。

本発明によれば、レンズユニットの鏡筒に複数種の遮光板を間違いなく設けることができるとともに、鏡筒径方向（光軸と直交方向）の位置決めを確実に行え、外周部からの光の抜けを抑制できる。

本発明のレンズユニットの実施の形態を示すもので、その概略断面図である。 同、レンズユニットの鏡筒に設けられる異形の遮光板を示す平面図である。 同、レンズユニットの鏡筒に設けられる円形の遮光板を示す平面図である。 同、図２における要部の拡大図である。 同、異形の遮光板の変形を示すもので、（ａ）は連結線が直線の場合の遮光板の要部の平面図、（ｂ）は連結線が曲線である場合の遮光板の要部の平面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態のレンズユニットを示す断面図である。
本実施の形態のレンズユニット１０は、例えば、車載カメラ等に用いることができるが、車載カメラ用に限定されるものではなく、その他のカメラに用いることもできる。
また、レンズユニット１０は、撮像素子、配線基板、信号処理回路、フレキシブル配線シートおよびコネクタ等とともに、カメラモジュールを構成する。なお、カメラモジュールとは、少なくともレンズユニットと撮像素子とを備えたものを言う。本実施の形態のカメラモジュールにおいては、レンズユニット１０の結像側（レンズユニット１０が像を結ぶ側）に図示しない撮像素子が配置され、レンズユニット１０で結像される画像を撮影することが可能となっている。

図１に示すように、本実施の形態のレンズユニット１０は、円筒状の鏡筒１１と、５つのレンズ１２，１３，１４，１５，１６と、２つの遮光板（絞り部材）１８，１９と、３つのスペーサ２０，２１，２２と、光学フィルタ２３と、環状の押さえ部材２４と、を備えている。

鏡筒１１は、結像側の端部である、一方の端部の内周側に、内径が小さくなるように内側に突出して形成された係止部１１ａを備えている。また、鏡筒１１は、物体側の端部である、他方の端部の外周に雄ネジ部が形成されている。当該雄ネジ部は、押さえ部材２４の内周に形成された雌ネジ部と螺合する形状となっており、当該雄ネジ部と当該雌ネジ部とが螺合することで、押さえ部材２４が鏡筒１１の物体側の端部に固定されている。また、押さえ部材２４は、内径が小さくなるように内側に突出して形成された係止部２４ａを備えている。

鏡筒１１の内周側には、レンズ１２、スペーサ２０、遮光板１８、レンズ１３、スペーサ２１、遮光板１９、レンズ１４、レンズ１５、スペーサ２２およびレンズ１６が、物体側から結像側に向かって、この順に配置されている。また、隣接する各部材は互いに当接している。また、レンズ１２の物体側の面の周縁部は、押さえ部材２４の係止部２４ａに当接しており、レンズ１６の結像側の面の周縁部は、係止部１１ａに当接している。換言すると、５つのレンズ１２，１３，１４，１５，１６と、２つの遮光板１８，１９と、３つのスペーサ２０，２１，２２とは、係止部２４ａと係止部１１ａとに挟まれた状態で配置されている。
また、鏡筒１１の係止部１１ａの光軸方向外側には、光学フィルタ２３が配置されている。

５つのレンズ１２，１３，１４，１５，１６は、それぞれの光軸を一致させた状態で鏡筒１１の内周側に配置され、鏡筒１１に固定され支持されている。すなわち、各レンズ１２，１３，１４，１５，１６は、１つの光軸に沿って並べられた状態となっており、これにより撮像に用いられる１群のレンズ群２５が構成されている。以下に単に光軸と記載した場合には、各レンズ１２，１３，１４，１５，１６の光軸を示すとともにレンズ群２５の光軸を示すものとする。
なお、レンズ群２５のうち、物体側から１番目および２番目のレンズ１２，１３はガラスレンズ（ガラス製のレンズ）であり、３番目、４番目および５番目のレンズ１４，１５，１６は樹脂レンズ（樹脂製のレンズ）である。また、各レンズ１２，１３，１４，１５，１６は、ガラスレンズであっても、樹脂レンズであっても構わない。

遮光板１８，１９は、それぞれオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４等）等の金属により薄板状に形成されるとともに、黒染め処理が施されており、フレアやゴーストの抑制効果が高められている。
遮光板１８は、図２に示すように、外縁が円形でなく異形の環状に形成され、径方向中央部に光を通過させるための内径孔１８ａを有している。
遮光板１９は、図３に示すように、外周縁が円形の円環状に形成され、径方向中央部に光を通過させるための内径孔１９ａを有している。
内径孔１８ａは内径孔１９ａより若干直径が長くなっている。このため、遮光板１８，１９は内径孔１８ａ，１９ａの直径の長さの違いによって見分けることは困難である。
また、遮光板１８，１９の外縁（外周縁）は双方とも鏡筒１１の同一内周面に当接または近接しているため、遮光板１８，１９の双方の外周縁を円形とすると、遮光板１８，１９の見分けることは困難となる。

このため本実施の形態では、遮光板１８の外縁が円形ではなく以下のような異形に形成されている。
すなわち、図２に示すように、遮光板１８の平面視（軸方向視）における外縁３１は、遮光板１８の中心Ｏに対して同一半径ｒで、かつ、周方向の長さが等しく、かつ周方向に同一間隔で配置された６つの円弧線３２と、周方向に隣り合う円弧線３２，３２の端３２ａ，３２ａどうしを連結する連結線３３とを備えている。円弧線３２の半径ｒは、図２に示す遮光板１９の半径ｒと等しくなっている。

６つの円弧線３２は、周方向に６０°おきに配置され、同様に６つの連結線３３も周方向に６０°おきに配置されている。したがって、遮光板１８はその中心Ｏの回りに点対称となっている。
また、円弧線３２の周方向の長さは、当該円弧線３２の両端３２ａ，３２ａと中心Ｏを結ぶ線分間の角度が３０度から５０度、好ましくは３５度から４８度になるように設定されている。５０度を超えると円弧線３２が短く径方向の位置決めに支障になるからであり、３０度未満では外周が円形の遮光板１９と見分けが困難となるからである。

本実施の形態では、円弧線３２の数が６であるが、円弧線の数は３以上、６以下であることが好ましい。
円弧線３２の数が２以下となると、円弧線３２の周方向の長さが長くなるにつれて、遮光板１８の外縁３１が従来の遮光板、例えば図２に示すような遮光板１９の外縁の円に近付き、７以上となっても遮光板３１の外縁が従来の遮光板、例えば図２に示すような遮光板１９の外縁の円に近付くため、複数種の遮光板１８，１９を見分け難くなるからである。

また、遮光板１８の外径、つまり、径方向に対向する円弧線３２，３２間の、径方向の距離（２ｒ）は、鏡筒１１の内径と略一致しており、遮光板１８の外周面は、鏡筒１１の内周面１１ｂと近接または当接した状態となっている。換言すると、遮光板１８の外周面と鏡筒１１の内周面１１ｂとの間には、他の部材が挟まれておらず、また、ごくわずかな隙間しか設けられておらず、遮光板は、鏡筒１１内に嵌入された状態となっている。そして、これにより、遮光板１８は、光軸に直交する方向（鏡筒１１の径方向）における位置決めがされている。

図２に示すように、６つの連結線３３は全て円弧線３２と同心同径の仮想円４０の内側に配置されており、各連結線３３はその長さの中央部側ほど仮想円４０の中心Ｏ側に寄っている。
図４に示すように、連結線３３は２つの直線３３ａ，３３ａによって構成されている。２つの直線３３ａ，３３ａは、連結線３３の中央点３３ｄと仮想円４０の中心とを通る線分Ｌに対して線対称に配置されている。
また、直線３３ａと円弧線３２との接続部には所定の曲率半径のＲが付与され、直線３３ａ，３３ａどうしの接続部にも所定の曲率半径のＲが付与されている。
また、連結線３３は上記に限ることはない。例えば、図４（ａ）に示すように、連結線３３を１つの直線３３ａによって構成してもよい。この場合、直線３３ａとその両側の円弧線３２との接続部には所定の曲率半径のＲが付与されている。また、図４（ｂ）に示すように、連結線３３を１つの曲線３３ｂによって構成してもよい。この場合も曲線３３ｂとその両側の円弧線３２との接続部には所定の曲率半径のＲが付与されている。

さらに、図示は省略するが、連結線を複数の直線、複数の曲線、または直線と曲線の組み合わせによって構成してもよい。なお、直線と曲線の組み合わせとは、１つの直線と１つの曲線の組み合わせ、１つの直線と複数の曲線の組み合わせ、複数の直線と１つの曲線の組み合わせ、および複数の直線と複数の曲線の組み合わせを含む。
このように連結線を構成する場合、直線どうしの接続部、曲線どうしの接続部、直線と曲線との接続部には所定の曲率半径のＲを付与するのが好ましい。
また、遮光板の周方向に等しい間隔で配置される各連結線は、全て等しい形状であってもよいし、一部が異なる形状であってもよいし、さらに全てが異なる形状であってもよい。

遮光板１８は、エッチング加工により成形される。なお、本実施の形態の遮光板１８は、ウェットエッチングを利用して成形されている。
遮光板１８は、当該遮光板１８のもととなる、中心部に孔が設けられた両面が平坦なドーナツ板状（平板状）の金属板の両面をエッチングすることで作られる。具体的には、当該金属板の外周側のうち、上述した外縁３１より外側部分をエッチングすることにより、遮光板１８が形成される。

エッチング加工により遮光板１８を成形することで、遮光板１８の板厚や、遮光板１８の外縁３１を構成する複数の円弧線３２と、周方向に隣り合う円弧線３２，３２の端３２ａ，３２ａどうしを連結する連結線３３とを容易かつ、マイクロメートル単位で精度よく形成できる。
また、エッチング加工によれば、加工の際に、遮光板１８の表面の粗さをある程度自由に設定することが可能となる。そして、表面の粗さを調整することで遮光板１８の表面の反射率を下げることができる。
また、エッチング加工では複数の遮光板１８をブリッジで連結して一度にエッチング加工を施す。
ブリッジは遮光板１８の形状に影響のない小さな連結部で最終的にはこの部分を切断して一つの製品に分離される。ブリッジを設ける位置は連結線３３の中心が好ましく、一つの遮光板１８で２から３箇所設けることが好ましい。
なお、遮光板１８は、エッチング加工によらず、打ち抜きによって形成してもよい。

このような遮光板１８と、外周縁が円形の遮光板１９を備えたレンズユニットでは、図１に示すように、鏡筒１１の内周側に複数（２枚）の遮光板１８，１９が配置されている。つまり、２枚の遮光板１８，１９のうち、一部の遮光板１８は上述したように外縁が異形に形成されている。

したがって、本実施の形態によれば、遮光板１８が異形となっている、つまり遮光板１８の外縁３１が複数の円弧線３２と、周方向に隣り合う円弧線３２，３２の端３２ａ，３２ａどうしを連結する連結線３３とを備えている一方、遮光板１９は外周縁が円形に形成されているので、２種類の遮光板１８，１９を容易かつ確実に見分けることができる。したがって、レンズユニットの鏡筒１１に複数種類の遮光板１８，１９を間違いなく設けることができる。

また、遮光板１８の外縁３１は、遮光板１８の中心Ｏに対して同一半径ｒで、かつ、周方向の長さが等しく、かつ周方向に同一間隔で配置された複数（６つ）の円弧線３２を有しているので、これら円弧線３２で形成された外縁部分を鏡筒１１の内周面１１ｂに当接させることによって、鏡筒径方向（光軸と直交方向）の位置決めを確実に行える。
さらに、遮光板１８の外縁３１は複数の円弧線３２と周方向に隣り合う円弧線３２，３２の端３２ａ，３２ａどうしを連結する連結線３３とを備えているので、遮光板の外周縁に比較的大きな切欠きを設ける場合に比して、遮光板１８をレンズユニット１０の組立ラインに供給する際に、遮光板１８どうしが絡まり難くなって、互いに遮光板１８を傷付けたり、遮光性能に悪影響を及ぼすことが少ない。したがって、遮光板の外周縁に比較的大きな切欠きを設ける場合に比して、遮光板１８の外周部からの光の抜けを抑制できる。

なお、本実施の形態では、鏡筒１１に２つの遮光板１８，１９を設ける場合を例にとって説明したが、本発明ではこれに限ることはない。例えば、鏡筒１１に前記遮光板１８，１９に加えて、または代えて、他の複数または複数種の遮光板を設けてもよい。この場合、上述したような異形の遮光板と、円形の遮光板とを併用して鏡筒１１に設けてもよいし、複数種の異形の遮光板を鏡筒１１に設けてもよい。
複数種の異形の遮光板を鏡筒１１に設ける場合、円弧線の数、円弧線の周方向の長さ、連結線の数、連結線の長さ、連結線を構成する直線および／または曲線の数、形状等を適宜、遮光板間で見分けがつくように変更すればよい。

１０ レンズユニット
１１ 鏡筒
１１ｂ 内周面（鏡筒の内周面）
１２，１３，１４，１６ レンズ
１８ 遮光板
３１ 外縁
３２ 円弧線
３２ａ 円弧線の端
３３ 連結線
４０ 仮想円

Claims (6)

1. 鏡筒と、当該鏡筒の内周側に配置されるレンズと、前記鏡筒の内周側に配置される遮光板とを備えたレンズユニットであって、
   前記鏡筒の内周側に前記遮光板が複数配置され、
   複数の前記遮光板のうちの一部は第１の遮光板であり、
   前記第１の遮光板は、外縁が前記遮光板の中心に対して同一半径で、かつ、周方向の長さが等しく、かつ周方向に同一間隔で配置された複数の円弧線と、周方向に隣り合う前記円弧線の端どうしを連結する複数の連結線とを備え、
   前記連結線が前記円弧線と同心同径の仮想円の内側に配置され、
   前記複数の円弧線と前記複数の連結線は同一平面内に配置され、
   前記複数の連結線は、周方向に隣り合う前記円弧線の一端と他端を、前記一端から前記他端の方向に向かう直線あるいは曲線から構成されており、
   複数の前記遮光板のうちの他の一部は外周縁が円形状の第２の遮光板であり、
   前記第１の遮光板と前記第２の遮光板は外形形状により識別可能であることを特徴とするレンズユニット。
2. 前記第１の遮光板の前記複数の円弧線は周方向に同一間隔で配置された３以上、６以下の円弧線からなり、
   前記円弧線の長さは、当該円弧線の両端と前記仮想円の中心を結ぶ線分間の角度が３０度から５０度になるように、設定されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
3. 前記連結線は、当該連結線の長さ方向の中央部側ほど、前記仮想円の中心側に寄っており、
   前記連結線は、２つの直線によって構成され、２つの前記直線は、前記連結線の中央点と前記仮想円の中心とを通る線分に対して線対称に配置され、
   前記直線と前記円弧線との接続部には曲率半径が付与され、前記直線どうしの接続部には曲率半径が付与されていることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズユニット。
4. 前記連結線は、１つの直線、複数の直線、１つの曲線、複数の曲線または前記直線と前記曲線の組み合わせによって構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズユニット。
5. 前記鏡筒の内周側に複数種の前記第１の記載の遮光板が配置されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のレンズユニット。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載のレンズユニットと、当該レンズユニットで結像された画像を撮像する撮像素子とを備えることを特徴とするカメラモジュール。

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