579453 玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明乃是關於具有沉體式之鏡體的數位式照相機。 【先前技術】 近年來,就數位式照相機而言,在畫數值以及變焦比 加以提昇的另一方面,為了將攜帶性加以提昇,薄形化乃 被加以重視。就數位式照相機加以薄形化的手法上,習用 的實施手法乃是於不使用時(也就是電源關閉時),將透 鏡組及攝像元件之間的間隙加以減少,並使得鏡體成為沉 體狀態。 另外,如同非專利文獻1所示一般,其數位式照相機 之薄形化實施手法乃是於沉體時,將被照物體侧起之第2 組的透鏡組迴避至攝像元件之一側。 (非專利文獻1 ) 「數位CAPA」,(股)學習研究社,2〇〇3年 3月1曰,第19卷,第3號,第20頁以及第22頁。 然而,並不僅只有畫數值以及變焦比而已,光學系統 的性能(以下稱作「光學性能」)也是決定數位式照相機 之性能的重要因素。就大多數之數位式照相機的光學系統 而言’由被照物體側起第1組之透鏡組以及第2組之透鏡 組的光軸偏差對光學性能有很大的影響。因此,如非專利 文獻1 一般,僅將第2組之透鏡組移動至攝像元件一側之 手法,很容易使得該透鏡組產生傾斜以及平行偏心的情形 發生,由光學性能的觀點來看,並不能說是一個好的手法 5 579453 【發明内容】 本發明有鑒於上述之問題,乃是將可維持光學性能, 同時實現數位式照相機之薄形化作為目的。 申請專利範圍第i項所記載之本發明乃是一種數位式 照相機,其特徵在於該數位式照相機具備有可沿光軸變換 配置位置之移動透鏡組、㉟前述移動透鏡組加卩收納之沉 一弋之鏡體經由則述移動透鏡組接受光線而產生被照物 體之〜像Λ號的攝像元件、以及前述鏡體在沉體時,將包 含有2述移動透鏡組最靠近被照物體側透鏡之對物透鏡組 ’在刖述鏡體m該光軸平行之預定旋轉轴為中心旋轉 使之朝别述攝像元件之側方迴避之迴避機構。 伙申明專利範圍第2項所記載之本發明乃是關於申請專 利乾圍第1項所記載之數位式照相機,其特徵在於前述之 移動透鏡組具有由被照物體側起排列之第i透鏡组、第2 =組以及第3透鏡組,而前述之對物透鏡組則是指前述 第1透鏡組以及第2透鏡組。 申明專利靶圍第3項所記載之本發明乃是關於申請專 =第2項所記載之數位式照相機,其特徵在於前述之 第3透鏡組乃是焦點透鏡。 申請專利範圍第4項所記載之本發明乃是關於申請專 :圍第2或3項所記載之數位式照相機,其特徵在於前 述之紅轉㈣是前述鏡體之中心轴,於沉體時,第 透鏡組以及第2透鏡細之第1 鏡乃疋與前述鏡體同時沿前述旋轉軸
)J 為中心加以旋轉。 利範3=圍第5項所記载之本發明乃是關於申請專 項所記載之數位式照相機,其特徵在於該數位 式:Μ目機進-步具有使得前述移動透鏡組加以移動之馬達 Μ:馬達以進行沉體動作,及前述鏡體於沉趙時之旋 轉動作。 申請專利範圍第6項所記載之本發明乃是關於申請專 利乾圍第5項所記載之數位式照相機,其特徵在於該數位 式照相機進-步具有支揮前述鏡體之固定筒,前述之迴避 :構乃是設置在前述鏡體以及該固定筒之間的圓筒凸輪機 構0 申請專利範㈣7項所記載之本發明乃是關於申 利範圍第6項所記載之數位式照相機,其特徵在於前述之 鏡體具備有支擇前述第1透鏡組之第1筒體、支撐前述第 2透鏡組以及該第丄筒趙之第2筒體、支撐前述第2筒體 且經由前述固定筒加以支撐之第3筒體。 申請專利範圍第1項乃至第7項的發明,可容易的維 持光學性能,並同時達成數位式照相機的薄型化。 另外,申請專利範圍第2項以及第3項的發明,可以 防止第1透鏡組以及第2透鏡組之光轴間的差移。 另外’申請專利範圍第4項乃至第6項的發明,其可 將數位式照相機的構造加以素簡化。 另外’申請專利範圍第7項的發明,可藉由比較容易 的設計達成薄型化之目的。 579453 【實施方式】 第一圖乃是關於本發明之其中一種實施型態的數位式 照相機(1 )之剖面圖。該數位式照相機(1 )乃是將被 照物體側(也就是第一圖中所示箭頭Z所指方向之反側) 所入射之光線,經由設置位置可加以改變之複數組透鏡組 朝攝像元件加以引導,以獲得被照物體之影像。 在數位式照相機(1 )之框體(2 )内,朝著第一圖 中之箭頭Z方向,以中心轴(】2)為中心設置有固定筒 (34) ’在該固定筒(34)之底部(35)上,組裝 有經2次元排列的攝像元件之c c D ( 4 2 ),而該c c D ( 4 2 )的被照物體側上,進一步組裝有低通路過濾器 (43)。 另外,本發明之數位式照相機(i )具備有由被照物 體側起依序排列之第1透鏡組(5 i )、第2透鏡組(5 2 )、以及為焦點透鏡(4 4 )之第3透鏡組。其中第1 透鏡組(5 1 )、第2透鏡組(5 2 )、焦點透鏡(4 4 )以及CCD (42)乃是朝著箭頭Z的方向,沿著預設 之光轴(J 1)加以配置。第1透鏡組(5 1 )以及第2 透鏡組(5 2 )乃是沿著光軸(j 2 )移動以改變攝影倍 率,而焦點透鏡(4 4 )則是沿著光轴(j i )移動以使 得C C D ( 4 2 )之攝像面與被照物體之影像焦點加以吻 〇。CCD (4 2)可將所接受之光線轉換成為電子訊號 ,並經由設置於框體(2 )内部之記憶體(圖中未示)以 將被照物體影像之訊號加以紀錄。 8 579453 本發明之數位式照相機^ 、1 )進一步具備有由被照物 體側起依序排列,且可收納铨, 第1透鏡組(51)以及第2 - 透鏡組(52),並以遠離伞- 先軸(J 1 )之中心軸(J 2 )為中心的同心圓筒狀體之坌 - 〈第1筒體(31)、第2筒體 (32)以及第3筒體(37、 ^ 05 } ’其中第1筒體(31) 、第2筒體(32)以及第^ v 琦體(33)乃是依序分別 插入第2筒體(32)、第q样μ, 、 _ - 离體(33)以及固定筒( 3 4 )之内側而被加以支撐。拉 又保。藉由該第1筒體(31) 、 * 第2筒體(32)以及第3筒體(33)(亦可以包含有· 固定筒(34))以構成實質上可將第丄透鏡組(5工) 、第2透鏡組(5 2 )以及焦點透鏡(4 4 )加以收納之 沉體式的鏡體(3)。其中第2筒體(32)乃是由外筒 體(32a)及内筒體(32b)所加以構成的,而第3 筒體(3 3 )'亦是由外筒體(3 3 a )以及内筒體(3 3 b )所加以構成。 另外’第一圖所示者乃是將圖面表示加以適度簡化之 鏡體(3)内部的結構。而就以下之說明而言,其中鏡體鲁 (3 )、固定筒(3 4 )以及該等構件之内部構造則整合 稱之為「透鏡單元(3a)」。 - 在第1筒體(3 1 )的被照物體側前端處設置有閉塞· 部(36) ’而第1透鏡組(5 1)則是支撐在閉塞部( 36)上。在第2筒體(32)内部設置有支撐第2透鏡 組(52)之透鏡支撐部(37),而第2透鏡組(52 )之被照物體側處則組裝有可遮斷光線之快門(5 3 )。 9 )/9453 第二圖所示者乃是由箭 耵碩z之反方向側朝箭碩2之太 向-侧所見之透鏡單元(3a)的内部以及其週邊二: :為了將圖式清楚的表示而加以簡略化。纟第二圖所示中 第圖中所不之閉塞部(36)、透鏡支_ 以及快門(5 3 )則加以省略,#矣$目山^_ 、d广) 上之結構,而透鏡組(51) r . 0 . 乂 治 )(5 2 )在圖式之中則以 線加以表示。 丁⑷W虛 如第二圖所示,於固宕钤 達"β…世 (3 4 )内部組裳有焦 f (46) ’該焦點馬達(46) 導體等之傳送機構(圖 $螺4及弓丨 守疋偶稱、圖中位不)與焦點透鏡(4 4 )加以 接續。當焦點馬達(4 β彳& 6 )運作旋轉時,焦點透鏡 )便會沿著光軸(J ])孩 1 )移動(參照第一圖所示)。 在固定筒(34)的 也丨占 ^ m 、、 1 2 )的一側處設置有變化焦距用以及沉 體用之減速齒輪組(38 ^、 速齒輪組(381、 變焦馬達(38),該減 、、 乃可將變焦馬達(3 8 )的旋轉動作 加以減速,且和报士、& # λ 成於第3筒體(33)之外筒體(33 a)外週面處的齒輪(19 上人 铷(331)(如第一圖中所示)加以 卞σ°另外,減速齒於、 加w 疋茴輪組(381)之第3筒體(33) 側的齒輪乃是經由 Q . u疋缚(34)的開口與第3筒體(3 的外筒體(3 3 a )加以卡合,在後面陳述之沉體狀 Γ古’其亦是維持卡合狀態般,而可沿光轴(J 1 )的平 仃=(箭頭Z方向)進行滑動。 10 1 :尤本發明之數位式照相機(1 )而言,其中C C D ( 4 Z )、快門(R Q、 2 )、變焦馬達(3 8 )以及焦點馬達 6 )乃疋與圖式中加以省略的控制部互相接續,隨著 桑作者的操作而控制數位式照相機(1 )的各元件。例如 ’在操作者進行變化焦距操作的場合時,t焦馬達(38 )乃被加以驅動,而透鏡組(51) (52)則沿光軸( )移動以進行光學系統的倍率調整,另外,對應於透 鏡、且(5 1 ) ( 5 2 )移動後之配置,焦點馬達(4 6 ) 乃被加以驅動’使得焦點透鏡(4 4 )進行移動。藉此, 光線便可經由透鏡組(51) (52)以及焦點透鏡(4 4)使得CCD (42)的攝像面適切的進行受光。因此 ,依照釋放㈣操作便可錢得倍率變換後的被照物體之 影像訊號藉由C C D ( 4 2 )加以生成。 另外,當使用者將電源進行關閉操作的場合時,可藉 由變焦馬達(3 8 )的動作以進行沉體動作,使得第丄筒 體(31)、第2筒體(32)以及第3筒體(33)收 納至固定筒(34)中。 再來,就倍率變更時以及沉體時,藉由變焦馬達(3 8 )的驅動使得透鏡單元(3 a )作動之情形進一步的加 以詳細說明。第二圖所示者乃是透鏡單元(3 a )剖面之 一部份(第一圖剖面的上方部位)的放大圖,其乃是顯示 透鏡單元(3 a )作動時之相關部位。 在第1筒體(31)之CCD (42)側(箭頭Z方 向側)的端部處,設置有朝向外側突出之突起(6 1 1 ) ,該突起(6 1 1)乃是與形成於第2筒體(3 2)之内 筒體(32b)上的直線槽(622)(平行於光轴(j 11 579453 1))相互卡合。相同的,第2筒體(32)内筒體(3 2 b )之c C D ( 4 2 )側的端部處,設置有朝向外側突 出之突起(621) ’該突起(621)乃是與形成於第 3筒體(33)之内筒體(33b)上的直線槽(632 )(平行於光軸(J1))相互卡合,而於第3筒體(3 3 )内筒體(3 3 b )之C C D ( 4 2 )側的端部處,設 置有朝向外側突出之突起(631),該突起(β3ι) 乃是與形成於固定筒(34)之内側面上的凸輪槽(64 2 )相互卡合。 凸輪槽(642)雖在CCD(42)側時乃是形成 為曲線形狀者,然遠離C C D ( 4 2 )後之部位則是形成 為平行光轴(J 1)之直線狀。藉由突起(6 3 1 )以及 凸輪槽(642)所構成之圓筒凸輪機構(663a), 第3筒體(3 3 )便會相對於固定筒(3 4 )而沿中心袖 (J 2 )(配合參照第一圖以及第二圖)移動,而第3筒 體(33)之内筒體(33b)則會相對固定筒(34) ,以中心轴(J 2 )為中心作相對的轉動。此時,藉由突 起(61 1)以及直線槽(622)和突起(621)以 及直線槽(6 3 2 )所構成之兩個直進引導機構,第1筒 體(31)以及第2筒體(32)之内筒體(32b)便 會和第3筒體(33)的内筒體(33b) —同的以中心 軸(J 2 )為中心作轉動。 另一方面,在第3筒體(33)的外筒體(33a) 上,設置有朝形成於固定筒(3 4)之内周面的凸輪槽突 12 579453 出之插梢(6 5 3 ),藉由固定筒(3 4 )以及插梢(6 5 3 )以構成圓筒凸輪機構(6 6 3 )。在第3筒體(3 3 )之外筒體(3 3 a )的外周面上形成有如第二圖所示 之減速齒輪組(381)以及嵌合嗇輪(331),當變 ,馬達(3 8 )的驅動力傳遞使得第3筒體(3 3 )的外 =體(33a)轉動時’藉由圓筒凸輪機構(663)使 得第3筒體(3 3 )相對於較冑(3 4 )而沿中心轴( J 2 )作相對的移動。 *刖述第3筒體(33)的外筒體(33a)乃是與第 2筒體(32)的外筒體(32a)以及連結插梢(65 加以連結,而第3筒體(33)的外筒體(33a )乃是與第2筒體(32)的外筒體(32a) 一體以中 〜軸(J 2 )為中心進行轉動。另外,於第三圖中加以省 略未不之連結插梢(6 5 2 a )乃是與形成於第3筒體( 33)之外筒體(33a)上的直線槽加以卡合,第2筒 體(3 2 )的外筒體(3 2 a )則可以相對於第3筒體( 3 3 )的外筒體(3 3 a )而沿著中心軸(】2 )進行滑 動0 在第2筒體(32)的外筒體(32a)上,設置有 朝形成於第三筒體(33)之外筒體(33a)内周面的 凸輪槽突出之插梢(6 5 2 ),藉由外筒體(3 3 a )以 及插梢(6 5 2 )以構成圓筒凸輪機構(6 6 2 )。當第 3筒體(3 3 )的外筒體(3 3 a )之轉動傳達至第^筒 體(32)的外筒體(32a),且第2筒體( 二 13 外筒體(3 2 a )相對认& 3b)進行相對之轉動時3筒體(33)的内筒體(3 凸輪機構㈠62彳"筒體(32)便藉由圓筒 ……Cl::第3筒體(33),沿著中 體(3 2)之:上設置有朝形成在第2筒 梢(651),夢由^2a)内周面的凸輪槽突出之插 )以構成圓筒凸=:(32a)以及插稍]… 1筒體Μη! 61)。如所述一般,由於第 广是相對於第2筒體(32) =:加以直線的引導,故當第2筒 疴體(3 2 a )相對於内㈣r Q 〇 κ^ h 時,第1詩h )進行相對的轉動 肖體(31)便會藉由圓筒 :::第2筒想(32)—( 如第一圖所示,在支撐第2透鏡組(5 2 )之透鏡支 (37)上,設置有與形成在第2筒體(32)的外 筒體(3 2 a )内周面之凸輪槽相互卡合之插梢72 ’ H &外筒H ( 3 2 a )以及插梢(3 7 2 )以構成圓 筒,輪機構(6 6 4 )。該插梢(3 7 2 )亦被形成於第 2筒體(32)之内筒體(32b)上的直線槽(623 )加以引導,在第2筒體(3 2 )的内筒體(3 2 b )被 加以固定的狀態下,當外筒體(3 2 a )進行轉動時,第 2透鏡組(5 2 )便會沿著中心軸(j 2 )且相對於第2 筒體(3 2 )作相對的移動。 另外’第一圖以及第三圖乃是分別表示一個複數之種 類的圓筒凸輪機構的樣子,實際上,各種類的圓筒凸輪機 構乃疋以中心軸(J 2 )作為中心而設置在複數個位置上 (例如3個位置),以使得第1筒體(3 1 )、第2筒體 ^32)、第3筒體(33)以及透鏡支撐部(37)可 文定的進行移動。 第四圖是用於表示位於鏡端時的透鏡單元(3 a )之 結構示意圖,該第四圖乃是顯示未繪有平行斜線之剖面。 另外,第一圖表示的則是位於廣角端時的透鏡單元(3 a )之結構。 如第一圖以及第四圖所示,第3筒體(3 3)在相對 於固定筒(3 4)帛外側充分的突出時(也就是攝影時) ’於第3圖中所示位在第3筒體(33)的内筒趙(33 b )以及固定筒(3 4 )之間的圓筒凸輪機構(6 6 3 a )會藉由凸輪槽(642)&直線部分而僅進行直線的引 導’藉由變化焦距的操作動作,使得即使變焦馬達(3 8 )被加以驅動,第3筒f Q 〇、^ 币0间體(33)的内筒體(33b)、 第2筒體(32)的内筒體、, 肢、052b)以及第1筒體(3 1 )也不會進行轉動,並藉由坌 丄稽田第3南體(3 3)之外筒體 (33a)以及第 2 筒體μ J之外筒體(32a)的 轉動,使得第剛(33)、第2筒體(32)以及第 1肖體(3 1 )分別的相對固定筒(3 4 )、第3筒體( 3 3 )以及第2筒體(3 2 );隹^ l ύ匕)進仃平行於中心軸(j 2 ) 之相對移動。此時’如第一圖以Λ楚 圓从及第四圖所示,透鏡支撐 15 579453 (32)進行移動,而 組(5 2 )則會沿光軸 第 ( 部(3 7 )也會相對於第2筒體 1透鏡組(5 1)以及第2透鏡 J 1 )進行移動。 第五圖以及第六圖乃是表示沉體時,第i透鏡組(5 1)以及第2透鏡組(52)之轉動狀態示意圖,第七圖 則是沉體後,數位式照相機(i )之剖面圖。如第五圖及 第/、圖所示,在沉體時,第1透鏡組(5 1 )以及第2透 鏡組(52)乃是藉由第1筒體(31)以及第2筒體( 32)之内筒體(32b)的轉動,以中心轴(j 2)為 中心一體進行1 80度的轉動,如第七圖所示,第2透鏡 系且(5 2 )則移動至c C D ( 4 2 )之下側。 具體而言,第二圖所示者為藉由變焦馬達(3 8)的 驅動以使得第3筒體(3 3)的外筒體(3 3 a )進行轉 動者’而第三圖所示者則為藉由第3筒體(3 3)以及固 (34)之間的圓筒凸輪機構(663)以使得第3 筒體(33)朝固定筒(34)内側被拉入,並藉由第3 筒體(33)之内筒體(33b)的突起(631)沿著 固定筒(34)内側面之凸輪槽(642)的CCD (4 2 ) 一側部分之引導(也就是藉由圓筒凸輪機構(6 6 3 a)) ’使得内筒體(33b)進行18〇度的轉動。藉 it匕 ’相對於第3筒體(33)之内筒體(33b)而被直 丨導的第2筒體(32)之内筒體(32b)以及第1 筒體r 〇 u l 3 i )亦會以中心轴(j 2 )為中心作1 8 〇度的 轉動。 16 579453 藉由第32筒體(32)之外筒體a)的轉動 ,第2筒體(3 2 )之外筒體(3 2 a )亦經由連結插梢 (652a)而轉動,並藉由第2筒體的外筒體 (32a)以及第3筒體(33)的内筒體(33b)之 間的圓筒凸輪機構(6 6 2 ),使得第2筒體(3 2 )被 拉入第3筒體(33)内部。再者,藉由第2筒體(32 )的外筒體(32a)之轉動,以及第丄筒體(3丄)和 第2筒體(32)的外筒體(32a)之間的圓筒凸輪機 構(661),使得第i筒體(31)被拉入第2筒體( 3 2 )内部。其結果使得第i透鏡組(5卫)及第2透鏡 組(5 2 )之間被加以壓縮,且這些透鏡組會由光軸(】 1 )處離開,並以中心轴(j 2 )為中心轉動以迴避至c C D ( 4 2 )以及焦點透鏡(4 4 )之下側。 藉由上述之沉體動作,沉體後之透鏡單元(3a)( 或者疋鏡體(3))内部空間的中心# ( j 2)方向長度 =為第1透鏡組(51)以及第2透鏡組(52)之長度 總和,因此可以使得沉體後之透鏡單元(3 a )的長度變 =非常的短。換言之,在不進行攝影時的數位式照相機( 之厚度可以加以變薄…卜,在考量到各透鏡組以及 & C D ( 4 2 )之大小時,可以如數位式照相機()一 般’將第1透鏡組(5 1 )以及第2透鏡組(5 2 )加以 轉動,而焦點透鏡(4 4 )則不加以移動之方 谪人如 々式,可谓敢 、。數位式照相機(1)的薄型化。 另外,雖說已有為了將數位式照相機(1 、丄 >> 加以溥裂 17 579453 化、,而僅將第2透鏡組(52)朝CCD (42)之 迴避之習用技術被加接 機⑴而…I甘 第一圖所示之數位式照相 械(1)“,由於其乃是將Η透鏡 2透鏡組(52) —髅66 士、 1)乂及第 -的加Μ進行迴避動作,因此 複雜的調整作業,且可以使 而要 …替… 透鏡組(51)的光轴 與第2透鏡組(52…軸確實的加以一致。 得數位式照相機(1 )的亦風 八、、呆便 u 能可以容易的加以維持。 再者’即使重複的進行鏡趙(3)的伸縮動作後,零件之 間的摩耗亦幾乎不會對第i透 ,乐丄返鏡組(5 1 )以及第2透鏡 、·且(52)的同軸精度有任何 _践。 ’因此可容易的維持 另外,由於將變焦馬達(38)作為驅動源,而使得 圓筒凸輪機構( 6 6 3 a)進行沉體以及η透鏡組(5 1 )年第2透鏡組(52)的轉動(也就是鏡趙(3)的 實質轉動因此數位式照相機(1)内部沒有設置特別 之驅動源的必要,故結構上也不會變的複雜。 ,以上乃是就本發明之實施的態樣加以進行說明,本發 月並不僅限於上述實知的樣態’亦可能做其他種種的變化 例如,數位式照相機(1)的光學系統並不-定要由 3組之透鏡組加以構成,該透鏡組可以為2組亦可以為 4組以上之型_。藉由將包含最靠近被照物體側之透鏡, 也就是扮演光學性能最重要之透鏡組(即相#於數位式照 相機(1)之第1透鏡組(5工)以及第2透鏡組(5 2 579453 J ’以下稱作為「對物透鏡組」)加以迴避至c c D ( 4 2 )之一側,使得光學性能不會被降低,且可以實現數位 式照相機(1 )之薄型化。 另外,迴避之對物透鏡組不一定要隨著鏡體一起轉動 ’右結構上允許的話,在鏡體内部亦可以另外設置有將對 物透鏡組平行著光軸,且由光軸加以遠離,並以旋轉軸為 中〜進行轉動之轉動機構。再者,對物透鏡組在沉體時, , 並不一定要迴避至CCD(42)的下側(如第一圖中之 . 箭頭Y的反向側),其亦可以迴避至上側(箭頭γ之正向 _ 侧)’或者是左右側(箭頭X之正反向側)。 鏡體最好是以可以達成薄型化之較簡單的設計為重點 ,而藉由3個可移動之筒體加以構成,其亦可以是藉由2 個可移動之筒體加以構成。 【圖式簡單說明】 (一)圖式部分 第一圖為本發明數位式照相機之剖面圖。 第一圖為本發明透鏡單元之内部及周邊結構示意圖。 春 第三圖為本發明透鏡單元剖面之部分放大圖。 第四圖為本發明位於鏡端之透鏡單元示意圖。 - 第五圖為本發明於沉體時,第1透鏡組以及第2透鏡、_ 組之位置示意圖。 第六圖為本發明於沉體後,第1透鏡組以及第2透鏡 組之位置示意圖。 第七圖為本發明數位式照相機於沉體後之剖面圖。 19 579453 (二)元件代表符號 (1 )數位式照相機 : (3 )鏡體 , (3 1 )第1筒體 (3 2 )第2筒體 (3 3 )第3筒體 (3 4 )固定筒 (3 8 )變焦馬達 ’ (42) C C D 參 (4 4 )焦點透鏡 (5 1 )第1透鏡組 (5 2 )第2透鏡組 (663a)圓筒凸輪機構 ' (·! 1 )光轴 (J 2 )中心轴
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