CN105676422A - 摄影光学*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种摄影光学***。所述摄影光学***从物侧至像侧依次包括同轴设置的第一透镜(焦距为f1)、第二透镜(焦距为f2)、第三透镜(焦距为f3)、第四透镜(焦距为f4)、第五透镜(焦距为f5)、第六透镜(焦距为f6)及第七透镜(焦距为f7)，所述第一透镜具有负光焦度且物侧面为凸面，所述第七透镜具有负光焦度，且满足以下条件式，-1.5﹤f1/f﹤-0.5，1.0﹤f2/f﹤2.5，0.5﹤f3/f﹤1.5，-2.5﹤f4/f﹤-0.5，-10﹤f5/f﹤-2，0.2﹤f6/f﹤1.2，-2.5﹤f7/f﹤-0.4，其中f为整个***的焦距。本发明提供的摄影光学***通过合理优化面型、分配光焦度、选择光学材料，设计了大相对孔径摄影光学***，能够提供低照度环境下的成像性能，成像清晰。

Description

摄影光学***
【技术领域】
本发明涉及摄影光学***，具体涉及一种用于便携式电子设备的摄影光学***。
【背景技术】
近年来，随着小型化摄影镜头的蓬勃发展，微型取像模块的需求日渐提高，而一般摄影镜头的感光元件不外乎是感光耦合元件或互补性金属氧化导体元件两种，且随着半导体制造工艺技术的精进，使得感光元件的像素尺寸缩小，再加上现今电子产品以功能佳且轻薄短小的外型为发展趋势，因此，具备良好成像品质的小型化摄影镜头俨然成为目前市场上的主流。
在使用感光元件的摄影镜头中，图像的分辨率正逐渐增加，且像素的尺寸在逐渐减小。因此，与其对应的镜头就需要满足具有高分辨率和优良的光学性能等要求，例如实现镜头的广角化，提高镜头的灵敏度，以及降低镜头的敏感度等。现有七片镜组的摄影镜头，受结构限制，无法进一步校正主阶像差，例如球差，导致成像性能受限。
【发明内容】
为解决上述技术问题，本发明提供一种新的光学***结构形式，合理优化面型、分配光焦度、选择光学材料，设计了适用于便携电子设备且清晰成像的具七片镜组的摄影光学***。
本发明提供一种摄影光学***，从物侧至像侧依次为同轴设置第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜及第七透镜，所述第一透镜具有负光焦度的且物侧面为凸面，所述第七透镜具有负光焦度，且满足以下条件式(1)～(7)：
-1.5﹤f1/f﹤-0.5…(1)
1.0﹤f2/f﹤2.5…(2)
0.5﹤f3/f﹤1.5…(3)
-2.5﹤f4/f﹤-0.5…(4)
-10﹤f5/f﹤-2…(5)
0.2﹤f6/f﹤1.2…(6)
-2.5﹤f7/f﹤-0.4…(7)
其中，f1：第一透镜的焦距，f2：第二透镜的焦距，f3：第三透镜的焦距，f4：第四透镜的焦距，f5：第五透镜的焦距，f6：第六透镜的焦距，f7：第七透镜的焦距，f：整个摄像***的焦距。
在本发明提供的摄影光学***一较佳实施例中，所述摄影光学***还满足以条件式：
-5mm﹤f1﹤-1mm，1.50﹤n1﹤1.55，40﹤v1﹤60；
2mm﹤f2﹤6mm，1.50﹤n2﹤1.55，40﹤v2﹤60；
2mm﹤f3﹤5mm，1.50﹤n3﹤1.55，40﹤v3﹤60；
-10mm﹤f4﹤-2mm，1.60﹤n4﹤1.70，15﹤v4﹤30；
-30mm﹤f5﹤-10mm，1.60﹤n5﹤1.70，15﹤v5﹤30；
1mm﹤f6﹤5mm，1.50﹤n6﹤1.55，40﹤v6﹤60；
-5mm﹤f7﹤-2mm，1.50﹤n7﹤1.55，40﹤v7﹤60；
其中，
f1：第一透镜的焦距，n1：第一透镜的折射率，v1：第一透镜的阿贝数；
f2：第二透镜的焦距，n2：第二透镜的折射率，v2：第二透镜的阿贝数；
f3：第三透镜的焦距，n3：第三透镜的折射率，v3：第三透镜的阿贝数；
f4：第四透镜的焦距，n4：第四透镜的折射率，v4：第四透镜的阿贝数；
f5：第五透镜的焦距，n5：第五透镜的折射率，v5：第五透镜的阿贝数；
f6：第六透镜的焦距，n6：第六透镜的折射率，v6：第六透镜的阿贝数；
f7：第七透镜的焦距，n7：第七透镜的折射率，v7：第七透镜的阿贝数。
在本发明提供的摄影光学***一较佳实施例中，所述第一透镜和所述第二透镜近似为无光焦度镜组，能够合理矫正球差，且不会引入色差和场曲。满足以下条件式：
f1-2>60mm或者f1-2<-50mm；
其中，f1-2：第一透镜和第二透镜的组合焦距。
在本发明提供的摄影光学***一较佳实施例中,所述摄影光学***的焦距与***光学总长之比，满足以下条件式：
f/TTL>0.65
其中,TTL：从所述第一透镜的物侧面到成像面的距离。
在本发明提供的摄影光学***一较佳实施例中,所述第四透镜和第五透镜采用高折射率、低阿贝数材料，能够合理校正***色差，第四透镜满足关系式1.60﹤n4﹤1.70，15﹤v4﹤30,第五透镜满足关系式1.60﹤n5﹤1.70，15﹤v5﹤30。
本发明提供的摄影光学***一较佳实施例中,所述第七透镜为负透镜，能够有效减小***场曲。所述第七透镜满足条件式-5mm﹤f7﹤-2mm。
在本发明提供的摄影光学***一较佳实施例中，所述摄像光学***还满足以下条件式：
TTL﹤5.4mm；
78°﹤FOV﹤88°；
其中，TTL：所述第一透镜的物侧面到像面的距离；
FOV：所述摄像光学***拍摄到的最大视角范围。
在本发明提供的摄影光学***一较佳实施例中，所述第四透镜的物侧面、所述第五透镜的像侧面及所述第七透镜的物侧面分别具有一个反曲点，所述第三透镜的像侧面、所述第六透镜的像侧面及所述第七透镜的像侧面分别具有两个反曲点。
在本发明提供的摄影光学***一较佳实施例中，所述第三透镜的像侧面具有两个驻留点、所述第四透镜的物侧面、所述第七透镜的物侧面及其像侧面分别具有一个驻留点。
在本发明提供的摄影光学***一较佳实施例中，所述第一透镜的物侧面和像侧面为球面或非球面。
在本发明提供的摄影光学***一较佳实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜及所述第七透镜均为塑料透镜。
相较于相关技术，本发明提供的摄影光学***具有以下有益效果：
本发明通过合理优化面型、分配光焦度、选择光学材料，设计了大相对孔径摄影光学***，能够实现低照度环境下成像清晰；所述第一透镜和所述第二透镜组的组合光焦度近似为无光焦度镜组，能够合理矫正球差，且不会引入色差和场曲；所述第四透镜和所述第五透镜采用高折射率、低阿贝数的材料，能够有效减少***色差；所述第七透镜为负光焦度透镜能够有效减少***场曲。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明提供的摄影光学***的一较佳实施例的结构示意图；
图2是图1所示摄影光学***的MTF曲线图；
图3是图1所示摄影光学***的场曲曲线图；
图4是图1所示摄影光学***的畸变曲线图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，是本发明提供的摄影光学***的一较佳实施例的结构示意图。所述摄影光学***1主要由同轴设置的七片透镜构成，从物侧至像侧依次包含第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160及第七透镜170，其具体结构如下：
所述第一透镜110具有负光焦度，其物侧面112为凸面及像侧面114为凹面，由塑胶材质制成，所述第一透镜110的物侧面112和像侧面114可为球面或非球面；
所述第二透镜120的物侧面122为凸面且像侧面124为凹面，由塑胶材质制成，所述第二透镜120的物侧面122及像侧面124为偶次非球面；
所述第三透镜130的物侧面132为凸面且像侧面134为凸面，由塑胶材质制成，所述第三透镜130的物侧面132及像侧面134为偶次非球面，且所述第三透镜的像侧面设置有两个反曲点及两个驻留点；
所述第四透镜140的物侧面142为凸面且像侧面144为凹面，由塑胶材质制成，所述第四透镜140的物侧面142及像侧面144为偶次非球面，且所述第四透镜的物侧面设置有一个反曲点及一个驻留点；
所述第五透镜150的物侧面152为凹面且像侧面154为凸面，由塑胶材质制成，所述第五透镜150的物侧面152及像侧面154为偶次非球面，且所述第五透镜的像侧面设置有一个反曲点；
所述第六透镜160的物侧面162为凹面且像侧面164为凸面，由塑胶材质制成，所述第六透镜160的物侧面162及像侧面164为偶次非球面，且所述第六透镜的像侧面设置有两个反曲点；
所述第七透镜170的物侧面172为凹面且像侧面174由近光轴处至周边由凹面转成凸面，由塑胶材质制成，所述第七透镜170的物侧面172及像侧面174为偶次非球面，且所述第七透镜170的物侧面172分别设置有一个反曲点及一个驻留点，所述第七透镜170的像侧面174设置有两个反曲点及一个驻留点。
其中，物侧面为凸面，是指物侧面朝向物体形成为凸起形状；物侧面为凹面，是指物侧面朝向物体形成凹陷的形状；像侧面为凸面，是指像侧面朝向像面形成凸起形状；像侧为凹面，是指像侧面朝向像面形成凹陷的形状。
所述第一透镜110和所述第二透镜120组合的焦度近似为无光焦度，可以合理矫正球差，且不会引入色差和场曲。所述第四透镜140和所述第五透镜150采用高折射率、低阿贝数的光学材料，能够有效减少***色差。而所述第七透镜170为负光焦度透镜，能够有效减少***场曲。通过合理优化七片透镜的面型，分配光焦度，选择光学材料，使得所述摄影光学***1能够在低照度下具有较好的成像性能。
所述摄影光学***1还包括光圈100及玻璃平板180，所述光圈100设于所述第二透镜120和第三透镜130之间，用于控制进光量和控制景深。所述玻璃平板180设于所述第七透镜170的像侧面174所在侧，所述玻离平板180可以为滤光镜，其具有过滤光线的作用，其类型可以根据实际情况的需要而选择。像面190即物体成像的面，位于所述玻璃平板180远离所述第七透镜170的一侧。
在本发明提供的摄影光学***1中，为了实现所述摄影光学***1的小型化、高灵敏度、高光学性能及广视场角的设计要求，所述摄影光学***100的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160及第七透镜170需要满足如下条件：
一、焦距：
在所述摄影光学***1的整体构造下，所述摄影光学***1的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160及第七透镜170的焦距需要满足如下条件：
-5mm﹤f1﹤-1mm，2mm﹤f2﹤6mm，2mm﹤f3﹤5mm，-10mm﹤f4﹤-2mm，-30mm﹤f5﹤-10mm，1mm﹤f6﹤5mm，-5mm﹤f7﹤-2mm；
-1.5﹤f1/f﹤-0.5，1.0﹤f2/f﹤2.5，0.5﹤f3/f﹤1.5，
-2.5﹤f4/f﹤-0.5，-10﹤f5/f﹤-2，0.2﹤f6/f﹤1.2，
-2.5﹤f7/f﹤-0.4；
其中，f1：第一透镜的焦距，f2：第二透镜的焦距，f3：第三透镜的焦距，f4：第四透镜的焦距，f5：第五透镜的焦距，f6：第六透镜的焦距，
f7：第七透镜的焦距，f：整个摄影光学***的焦距。
二、折射率
在所述摄影光学***1的整体构造下，所述摄影光学***1的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160及第七透镜170的折射率需要满足条件：
1.50<n1<1.55，1.50﹤n2﹤1.551.50﹤n3﹤1.55，
1.60﹤n4﹤1.70，1.60﹤n5﹤1.70，1.50﹤n6﹤1.55，
1.50﹤n7﹤1.55；
其中，
n1：第一透镜的折射率，n2：第二透镜的折射率，n3：第三透镜的折射率，n4：第四透镜的折射率，n5：第五透镜的折射率，n6：第六透镜的折射率，n7：第七透镜的折射率。
三、阿贝数
在所述摄影光学***1的整体构造下，所述摄影光学***1的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160及第七透镜170的阿贝数需要满足条件：
40﹤v1﹤60，40﹤v2﹤60，40﹤v3﹤60，15﹤v4﹤30，
15﹤v5﹤30，40﹤v6﹤60，40﹤v7﹤60，
其中
v1：第一透镜的阿贝数，v2：第二透镜的阿贝数，v3：第三透镜的阿贝数，v4：第四透镜的阿贝数，v5：第五透镜的阿贝数，v6：第六透镜的阿贝数，v7：第七透镜的阿贝数。
如果所述第一透镜110、所述第二透镜120、所述第三透镜130、所述第四透镜140、所述第五透镜150、所述第六透镜160及所述第七透镜170的焦距、折射率和阿贝数超出上述条件，则所述摄影光学***1的色差特性和远心特性可能会劣化，而且会增加所述摄影光学***的敏感度，难以实现所述摄影光学***的小型化和广视场角，且不利于所述摄影光学***1降低成本。
在本实施例中，所述摄影光学***1的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170及玻璃平板180的焦距、折射率和阿贝数的数据分别如下表1所示：
所述摄影光学***1的第一透镜110(P1)、第二透镜120(P2)、第三透镜130(P3)、第四透镜140(P4)、第五透镜150(P5)、第六透镜160(P6)及第七透镜170(P7)的物侧面及像侧面的连续性、曲率半径、SAG及半口径SD数据如表2所示：
其中
R11：第一透镜P1的物侧面的曲率半径；
R12：第一透镜P1的像侧面的曲率半径；
R21：第二透镜P2的物侧面的曲率半径；
R22：第二透镜P2的像侧面的曲率半径；
R31：第三透镜P3的物侧面的曲率半径；
R32：第三透镜P3的像侧面的曲率半径；
R41：第四透镜P4的物侧面的曲率半径；
R42：第四透镜P4的像侧面的曲率半径；
R51：第五透镜P5的物侧面的曲率半径；
R52：第五透镜P5的像侧面的曲率半径；
R61：第六透镜P6的物侧面的曲率半径；
R62：第六透镜P6的像侧面的曲率半径；
R71：第七透镜P7的物侧面的曲率半径；
R72：第七透镜P7的像侧面的曲率半径；
SAG11第一透镜的透镜表面投影于光轴位置至该物侧面的透镜中心的距离；
SAG12第一透镜的透镜表面投影于光轴位置至该像侧面的透镜中心的距离；
SAG21第二透镜的透镜表面投影于光轴位置至该物侧面的透镜中心的距离；
SAG22第二透镜的透镜表面投影于光轴位置至该像侧面的透镜中心的距离；
SAG31第三透镜的透镜表面投影于光轴位置至该物侧面的透镜中心的距离；
SAG32第三透镜的透镜表面投影于光轴位置至该像侧面的透镜中心的距离；
SAG41第四透镜的透镜表面投影于光轴位置至该物侧面的透镜中心的距离；
SAG42第四透镜的透镜表面投影于光轴位置至该像侧面的透镜中心的距离；
SAG51第五透镜的透镜表面投影于光轴位置至该物侧面的透镜中心的距离；
SAG52第五透镜的透镜表面投影于光轴位置至该像侧面的透镜中心的距离；
SAG61第六透镜的透镜表面投影于光轴位置至该物侧面的透镜中心的距离；
SAG62第六透镜的透镜表面投影于光轴位置至该像侧面的透镜中心的距离；
SAG71第七透镜的透镜表面投影于光轴位置至该物侧面的透镜中心的距离；
SAG72第七透镜的透镜表面投影于光轴位置至该像侧面的透镜中心的距离。
所述摄影光学***1的第一透镜110(P1)、第二透镜120(P2)、光圈100(ST)、第三透镜130(P3)、第四透镜140(P4)、第五透镜150(P5)、第六透镜160(P6)、第七透镜170(P7)及玻璃平板180(Tg)的厚度如表3所示：
其中，
T1：第一透镜的厚度；
T12：第一透镜的像侧面与第二透镜的物侧面于光轴上的间隔距离；
T2：第二透镜的厚度；
ST：第二透镜的像侧面与光圈于光轴上的间隔距离；
T23：光阑面与第三透镜的物侧面于光轴上的间隔距离；
T3：第三透镜的厚度；
T34：第三透镜的像侧面与第四透镜的物侧面于光轴上的间隔距离；
T4：第四透镜的厚度；
T45：第四透镜的像侧与第五透镜于光轴上的间隔距离；
T5：第五透镜的厚度；
T56：第五透镜与第六透镜于光轴上的间隔距离；
T6：第六透镜的厚度；
T67：第六透镜与第七透镜于光轴上的间隔距离；
T7：第七透镜的厚度。
在本实施例中，DFOV＝78.93度，HFOV＝66.88度，VFOV＝52.59度，其中FOV定义为所述摄影光学***的最大视角范围，HFOV定义为水平视场角，DFOV定义为对角线视场角，VFOV定义为垂直视场角。
请同时参阅图2，图3及图4，其中图2是图1所示摄影光学***的MTF曲线图，图3是图1所示摄影光学***的场曲曲线图，图4是图1所示摄影光学***的畸变曲线图。如图2、图3及图4所示，本发明提供的所述摄影光学***1具有较高的光学性能。
另外，在本发明提供的摄影光学***1中，所述摄影光学***1以大相对孔径的光学***为基础进行设计，其光学总长小于5.2mm，视场角介于78度至80度。
本发明提供的摄影光学***1具有以下有益效果：
本发明通过合理优化面型、分配光焦度、选择光学材料，设计了大相对孔径摄影光学***，能够提供低照度环境下的成像性能，成像清晰；所述第一透镜110和所述第二透镜120的组合光焦度近似为无光焦度镜组，能够合理矫正球差，且不会引入色差和场曲；所述第四透镜140和所述第五透镜150采用高折射率、低阿贝数的材料，能够有效减少***色差；所述第七透镜170为负光焦度透镜能够有效减少***场曲。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种摄影光学***，其特征在于，从物侧至像侧依次为：同轴设置第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜及第七透镜，所述第一透镜具有负光焦度的且物侧面为凸面，所述第七透镜具有负光焦度，且满足以下条件式(1)～(7)：
-1.5﹤f1/f﹤-0.5…(1)
1.0﹤f2/f﹤2.5…(2)
0.5﹤f3/f﹤1.5…(3)
-2.5﹤f4/f﹤-0.5…(4)
-10﹤f5/f﹤-2…(5)
0.2﹤f6/f﹤1.2…(6)
-2.5﹤f7/f﹤-0.4…(7)
其中，f1：第一透镜的焦距，f2：第二透镜的焦距，f3：第三透镜的焦距，f4：第四透镜的焦距，f5：第五透镜的焦距，f6：第六透镜的焦距，f7：第七透镜的焦距，f：整个所述摄影光学***的焦距。
2.根据权利要求1所述的摄影光学***，其特征在于，所述摄影光学***还满足以条件式：
-5mm﹤f1﹤-1mm，1.50﹤n1﹤1.55，40﹤v1﹤60；
2mm﹤f2﹤6mm，1.50﹤n2﹤1.55，40﹤v2﹤60；
2mm﹤f3﹤5mm，1.50﹤n3﹤1.55，40﹤v3﹤60；
-10mm﹤f4﹤-2mm，1.60﹤n4﹤1.70，15﹤v4﹤30；
-30mm﹤f5﹤-10mm，1.60﹤n5﹤1.70，15﹤v5﹤30；
1mm﹤f6﹤5mm，1.50﹤n6﹤1.55，40﹤v6﹤60；
-5mm﹤f7﹤-2mm，1.50﹤n7﹤1.55，40﹤v7﹤60；
其中，
f1：第一透镜的焦距，n1：第一透镜的折射率，v1：第一透镜的阿贝数；
f2：第二透镜的焦距，n2：第二透镜的折射率，v2：第二透镜的阿贝数；
f3：第三透镜的焦距，n3：第三透镜的折射率，v3：第三透镜的阿贝数；
f4：第四透镜的焦距，n4：第四透镜的折射率，v4：第四透镜的阿贝数；
f5：第五透镜的焦距，n5：第五透镜的折射率，v5：第五透镜的阿贝数；
f6：第六透镜的焦距，n6：第六透镜的折射率，v6：第六透镜的阿贝数；
f7：第七透镜的焦距，n7：第七透镜的折射率，v7：第七透镜的阿贝数。
3.根据权利要求2所述的摄影光学***，其特征在于，所述第一透镜和所述第二透镜近似为无光焦度镜组，能够合理矫正球差，且不会引入色差和场曲，满足以下条件式：
f1-2>60mm或者f1-2<-50mm；
其中，f1-2：第一透镜和第二透镜的组合焦距。
4.根据权利要求1所述的摄影光学***，其特征在于，所述摄影光学***的焦距与***光学总长之比，满足以下条件式：
f/TTL>0.65
其中,TTL：从所述第一透镜的物侧面到成像面的距离。
5.根据权利要求1所述的摄影光学***，其特征在于，所述第四透镜和第五透镜采用高折射率、低阿贝数材料，能够合理校正***色差，第四透镜满足关系式1.60﹤n4﹤1.70，15﹤v4﹤30,第五透镜满足关系式1.60﹤n5﹤1.70，15﹤v5﹤30。
6.根据权利要求1所述的摄影光学***，其特征在于，所述第七透镜为负透镜，能够有效减小***场曲，所述第七透镜满足条件式-5mm﹤f7﹤-2mm。
7.根据权利要求2所述的摄影光学***，其特征在于，所述摄影光学***还满足以下条件式：
TTL﹤5.4mm；
78°﹤FOV﹤88°；
其中，TTL：所述第一透镜的物侧面到像面的距离；FOV：所述摄影光学***拍摄到的最大视角范围。
8.根据权利要求5所述的摄影光学***，其特征在于，所述第四透镜的物侧面、所述第五透镜的像侧面及所述第七透镜的物侧面分别具有一个反曲点，所述第三透镜的像侧面、所述第六透镜的像侧面及所述第七透镜的像侧面分别具有两个反曲点。
9.根据权利要求6所述的摄影光学***，其特征在于，所述第三透镜的像侧面具有两个驻留点、所述第四透镜的物侧面、所述第七透镜的物侧面及其像侧面分别具有一个驻留点。
10.根据权利要求1所述的摄影光学***，其特征在于，所述第一透镜的物侧面和像侧面为球面或非球面。
11.根据权利要求1所述的摄影光学***，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜及所述第七透镜均为塑料透镜。
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