CN1743888A - 具有光学取景器的照相机 - Google Patents
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Abstract
具有光学取景器的照相机。本发明提供了一种以良好的空间效率配置AF测光***、AE测光***、电子影像输出用摄像元件等的光学传感器的小型照相机。来自摄影镜头的光束被急回反射镜(31)向主体单元(30)的横方向反射,除一部分之外,都通过屏幕(71),并被第2反射镜(72)向主体单元(30)的上方向反射。被第2反射镜(72)反射的光束被第3反射镜(73)向与急回反射镜(31)所反射的光束相反的方向反射,并且,被第4反射镜(74)向主体单元(30)后方的目镜侧反射。另外,透过上述屏幕(71)的一部分光束被取入到设置在第2反射镜(72)的里面侧的AF传感器单元(35)中,以检测光学像的成像位置。
Description
技术领域
本发明涉及具有光学取景器的照相机,特别涉及照相机内的自动焦点检测单元、曝光测光单元、取景器功能用摄像元件单元的配置。
背景技术
以往,作为有关TTL式取景器及自动焦点检测单元、曝光测光单元、取景器功能的技术,一般有使用达赫棱镜(Dach prism)的单镜头反光式照相机(以下称为单反相机)。使用该达赫棱镜的单反相机例如由以下部分构成:被驱动着上下转动的急回反射镜;配置在急回反射镜上方的屏幕;配置在屏幕上方的达赫棱镜;配置在达赫棱镜后方的目镜。
并且,在这种方式中,通过配置在急回反射镜后方的副反射镜使光路向下方折弯,在配置急回反射镜的空间下侧配置有自动焦点检测机构。具体来讲,自动焦点检测单元及摄像元件单元(例如参照专利文献1)和曝光测光单元(例如参照专利文献2)是公知的。
专利文献1特开平7-287160号公报
专利文献2特开平6-130457号公报
但是,如果形成上述专利文献1、专利文献2所示的结构,则自动焦点检测单元由于从副反射镜入射光束,所以不能进行整个摄影画面的焦点检测。对于曝光测光,由于从摄影画面外倾斜地测量屏幕面,所以测光灵敏度的画面分布不对称,为了接近相对于画面中心对称的测光灵敏度分布,需要形成不对称的光学***。另外,测光单元被配置在离开屏幕的位置上,以便尽可能垂直地观看屏幕,所以不能向测光单元导入充足的光量。
并且,作为取景器功能,有利用监视器观看摄影画面的电子图像的要求,但是在以往的方法中,在取景器的五棱镜后方进行光束的分割并导入摄像元件单元,所以使取景器部大型化。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而提出的,其目的在于,提供一种具有光学取景器的照相机,该光学取景器以良好的空间效率配置AF测光***、AE测光***、电子影像输出用摄像元件等的光学传感器。
根据本发明,能够提供一种具有光学取景器的照相机,该光学取景器以良好的空间效率配置AF测光***、AE测光***、电子影像输出用摄像元件等的光学传感器。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的照相机的***结构的方框图。
图2是表示把本发明的一个实施方式的照相机的取景器光学***和摄像单元49等主要构成部件装配在照相机主体中的状态图,是从照相机主体的上面侧看到的图。
图3是表示把本发明的一个实施方式的照相机的取景器光学***和摄像单元49等主要构成部件装配在照相机主体中的状态图,是从摄影透镜侧看到的正视图。
图4是说明照相机主体30的Bμcom 50进行的控制动作的流程图。
图5是本实施方式的变形例,表示在到摄像装置49的光路内配置了自由曲面棱镜81、82的示例图。
图6是表示把本发明的其他实施方式的照相机的取景器光学***和摄像单元49等主要构成部件装配在照相机主体中的状态图,是从照相机主体的上面侧看到的图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的一个实施方式的照相机的***结构的方框图。
在图1中,该照相机***主要由作为可更换镜头的镜头单元10、和作为照相机主体的主体单元30构成,所期望的镜头单元10被设定成可相对于主体单元30的前面自由装卸。
上述镜头单元10可以通过设在上述主体单元30前面的未图示的镜头接环自由装卸。另外,上述镜头单元10由摄影透镜11、光圈12、透镜驱动机构13、光圈驱动机构14、透镜控制用微计算机(以下简称为Lμcom)15构成。
上述摄影透镜11在光轴方向上由存在于透镜驱动机构13内的未图示的DC电机驱动。光圈12由存在于光圈驱动机构14内的未图示的步进电机驱动。并且,Lμcom 15驱动控制上述透镜驱动机构13和光圈驱动机构14等镜头单元10内的各部分。该Lμcom 15通过通信连接器20与后述的主体控制用微计算机50电连接,并按照该主体控制用微计算机50的指令进行控制。
另一方面,主体单元30的构成如下。
通过镜头单元10内的摄影透镜11、光圈12入射的来自未图示的被摄体的光束,被作为可动反射镜即第1反射镜的急回反射镜31反射,并通过包括第2反射镜72、第3反射镜73、第4反射镜74等的取景器光学***(参照图2、图3,详细后述),到达目镜光学***的目镜33。并且,被急回反射镜31反射并通过后述的屏幕71的被摄体光束的一部分,通过第2反射镜72被导入到用于检测摄影透镜的焦点状态的AF传感器单元35、和用于测定被摄体的明亮度的测光传感器52中。
在上述急回反射镜31的后方,在摄影透镜的光轴上设置有焦面快门37、低通滤波器38、作为对通过光学***的被摄体像进行光电转换的光电转换元件的CCD单元40。即,在急回反射镜31从光路避开的情况下,通过摄影透镜11和光圈12的光束成像于CCD单元40的摄像面上。
另外,上述CCD单元40的CCD的摄像范围40a(参照图3,以后详述)的长度方向与照相机(主体单元30)的长度方向一致。并且,照相机***的摄影视野范围的长度方向也和照相机的长度方向为相同方向。
该主体单元30具有用于进行图像处理的图像处理控制器46,在该图像处理控制器46上连接着与CCD单元40连接的CCD接口电路41,作为存储区域而设置的SDRAM 42、Flash Rom 43和记录介质45,液晶监视器45等。这些要素可以提供电子摄像功能和电子记录显示功能。另外,在液晶监视器45上连接着图像处理控制器47。并且,在该图像处理控制器47上通过CCD接口电路48连接着配置于后述第3反射镜74背面的摄像单元49。
上述记录介质44是可以通过未图示的照相机接口相对于主体单元30自由拆装的各种存储卡或外置硬盘驱动器(HDD)等外部记录介质。
上述图像处理控制器46和47与通过测光电路51的测光传感器52、反射镜驱动机构54、AF传感器驱动电路55、快门充电机构56、快门控制电路57、非易失性存储器(EEPROM)58、通过闪光灯控制电路61的闪光灯62等一起连接在用于控制该主体单元30内的各部分的主体控制用微计算机(以下简称为Bμcom)50上。
在上述Bμcom 50上还连接着通过显示输出将该照相机的动作状态通知给摄影者的动作显示用LCD 63、照相机操作开关(SW)64,并通过电源电路65与电池66连接。
另外,上述Bμcom 50和上述Lμcom 15在安装了镜头单元10的状态下,通过通信连接器20在可以通信的状态下电连接。并且,作为数字照相机,Lμcom 15从属于Bμcom 50进行协作动作。
上述测光电路51是根据测光传感器52的电信号进行测光处理的电路。上述反射镜驱动机构54是驱动控制急回反射镜31的机构(切换单元),AF传感器驱动电路55是用于驱动控制上述AF传感器单元35的电路。
并且,快门充电机构56用于对驱动上述快门37的前幕和后幕的弹簧充电。快门控制电路57控制上述快门37的前幕和后幕的动作,并且与Bμcom 50之间进行控制快门的开闭动作的信号和与闪光灯调谐的信号的收发。
非易失性存储器58作为除上述SDRAM 42、Flash Rom 43和记录介质44以外的存储区域,是存储照相机控制所需要的预定控制参数的存储单元,并被设成可以由Bμcom 50进行存取。
闪光灯62具有未图示的闪光发光管,用于向被摄体照射闪光。并且,通过闪光灯控制电路61进行闪光灯62的闪光发光管发光所需电荷的充电控制、闪光灯62的发光控制。
动作显示用LCD 63通过显示输出将该照相机的动作状态通知给使用者。上述照相机操作开关64作为切换单元,由开关组构成,该开关组包括:例如指示执行摄影动作并按后面所述把急回反射镜31切换到摄影光路内外的快门开关;切换摄影模式和图像显示模式的模式变更开关和电源开关等操作该照相机所需的操作按钮。
另外,电源电路65是为了把作为电源的电池66的电压转换成该照相机***的各电路单元所需的电压并进行供给而设置的。
下面,参照图2和图3说明上述的取景器光学***。
图2和图3表示在本实施方式中的取景器观察状态,即把取景器光学***和AF传感器单元35等主要构成部件装配在照相机主体上的状态图,图2是从照相机主体的上面侧看到的图,图3是从摄影透镜侧看到的正视图。
并且,在以下说明中,把照相机的正常使用状态、即正常摄影时摄影者握持照相机时的照相机状态设为横向位置,使上述CCD单元40的CCD的摄像范围40a的长度方向X、主体单元30的长度方向Y与取景器视野范围的长度方向一致。
该取景器光学***构成为具有:用于把通过镜头单元10内的摄影透镜11的来自被摄体的光束向目镜33引导的多个反射镜,即作为第1反射镜的急回反射镜31、第2反射镜72、第3反射镜73、第4反射镜74、以及屏幕71。并且,急回反射镜31具有第1反射面(第1光学反射面),第2反射镜72、第3反射镜73和第4反射镜74分别形成第2反射面(第2光学反射面)、第3反射面(第3光学反射面)、以及第4反射面(第4光学反射面)。
另外,第2反射镜72和第3反射镜73由半透半反镜构成。此处,把使光束的一部分以规定比率透过的光学部件称为半透半反镜或半透射反射镜,但未必一定是50%,例如也可以是30%。
通过上述摄影透镜11的来自被摄体的光束到达可以在图示箭头A方向转动的作为第1反射部件的急回反射镜31。该急回反射镜31在观察被摄体时如图2中的实线所示,在摄影透镜11和CCD单元40之间配置于摄影透镜11的摄影光路内(观察位置)。并且,在摄像时,急回反射镜31通过反射镜驱动机构54移动到图2中的双点划线所示的位置(避开位置),即避开摄影光路,来自被摄体的光束通过快门37、光学低通滤波器38被引导到CCD单元40中。
另外,图中39是用于密封CCD单元40和光学低通滤波器38之间的密封部件。
在观察被摄体时,从摄影透镜10入射的被摄体光束被急回反射镜31的第1反射面以相对于摄影透镜10的光轴大致为90°的角度、即沿着主体单元30的长度方向Y的方向反射。即,在图2中向右方向反射。
被急回反射镜31的第1反射面反射的光束成像于配置在该反射面的反射光轴上的屏幕71上。另外,来自该屏幕71上的像的光束被作为第2反射部件的第2反射镜72反射。
上述第2反射镜72被配置在从上述急回反射镜31的第1反射面起的反射光轴上,其反射面即第2反射面相对于从上述第1反射面起的反射光轴仅倾斜规定角度。并且,入射到第2反射镜72上的来自上述第1反射面的反射光束以相对于从上述第1反射面起的反射光轴大致成90°的角度反射。即,来自急回反射镜31的第1反射面的反射光束被第2反射镜72的第2反射面向图3中主体单元30的上方反射。
被上述第2反射镜72的第2反射面反射的光束入射到第3反射镜73上,第3反射镜73被配置在第2反射面的反射光轴上,并且,其反射面即第3反射面73相对于上述第2反射面的反射光轴仅倾斜规定角度。
入射到第3反射部件即第3反射镜73上的来自上述第2反射面的反射光束,被第3反射镜73的第3反射面以相对于从上述第2反射面起的反射光轴大致成90°的角度,即向与上述急回反射镜31的第1反射面的反射方向相反的方向反射。即,来自第2反射镜72的第2反射面的反射光束,被第3反射镜73的第3反射面向图3中主体单元30的左方向反射。换言之,被急回反射镜31的第1反射面反射的光束由第2、第3反射镜72、73引导着折回,第3反射镜73的第3反射面的反射光轴与上述急回反射镜31的第1反射面的反射光轴大致平行。
被上述第3反射镜73的第3反射面反射的光束入射到第4反射镜74上,第4反射镜74被配置在第3反射面的反射光轴上,并且,其反射面即第4反射面相对于上述第3反射镜73的第3反射面的反射光轴仅倾斜规定角度。
入射到第4反射部件即第4反射镜74上的来自上述第3反射面的反射光束,被第4反射镜74的第4反射面以相对于从上述第3反射面起的反射光轴大致成90°的角度,即向与上述摄影透镜11至急回反射镜31的入射方向相反的方向反射。即,来自第3反射镜73的第3反射面的反射光束,被第4反射镜74的第4反射面向图2中的上方即主体单元30的后方反射。并且,第4反射面的反射光轴与上述摄影透镜11的光轴大致平行。
被第4反射镜74的第4反射面反射的光束入射到配置在第4反射面的反射光轴上的目镜33上。
这样,来自摄影透镜11的被摄体光束,通过第1~第4反射面进行反转以使该像成为正立正像后,被引导到目镜33上。由此,摄影者的眼睛可通过目镜33观察成像于屏幕71上的被摄体像。
并且,在上述第2反射镜72的背面侧配置有AF传感器单元35。第2反射镜72由半透半反镜构成,所以如上面所述引导到屏幕71上的光束的一部分透过第2反射镜72入射到AF传感器单元35上。
AF传感器单元35正对着屏幕71配置,把由二次成像透镜作成的像进行光瞳分割,并引导到光电元件上,由此构成相位差方式的AF传感器单元。
此处,AF传感器单元35配置在第2反射镜72的第2反射面的背面侧,由此可以实现覆盖整个画面区域的宽视野的AF。
同样,针对来自上述屏幕71的光束输出电信号的测光传感器52被设置在第2反射镜72的第2反射面的背面侧,并与急回反射镜31的第1反射面的反射光轴交叉。根据该测光传感器52的电信号,在测光电路51中进行测光处理。
另外,上述的AF传感器单元35、测光传感器52被配置成至少接受摄影透镜的光轴中心附近的光束。
在上述第3反射镜73的第3反射面的背面侧,设置有包括未图示的摄像元件(也称为摄像传感器)的摄像单元49。该第3反射镜73也由半透半反镜构成,所以对来自屏幕71的光束,通过进行二次成像的光学***形成光学像。所形成的光学像在摄像单元49中进行光电转换,在CCD接口电路48、图像处理控制器47进行处理后,显示在发挥取景器作用的液晶监视器45上。
并且,摄像单元49配置在第3反射镜73的第3反射面的背面侧,所以能够容易地实现光学取景器显示和电子图像显示这两种显示,而不会阻碍射向光学取景器的光束。
如上所述,当在取景器光学***内配置半透半反镜、在其背面侧配置光学传感器的结构的情况下,只有入射到摄影透镜10的光束的一部分被引导到目镜33上。因此,通过目镜33可以观察的光学像与没有配置半透半反镜的结构的光学取景器相比变暗。但是,如果其目的是观察光学像、或调节摄影透镜的焦点,则未必一定要把光束100%引导到目镜33上。另一方面,尽可能多地向光学传感器引导光束可以提高检测精度。
在本实施方式中,使引导到目镜33上的光束小于入射到摄影透镜10的光束的50%。换言之,入射到摄影透镜10的50%以上的光束被提供给光学传感器。因此,能够实现既不会明显降低光学传感器的检测精度又能很好地通过光学取景器进行像观察这两种功能。
另外,关于引导到多个光学传感器的光束如何分配到各光学传感器上,可以根据该光学传感器要求的光量设定各半透半反镜的透射率。
另外,在本实施方式中,如图2和图3所示,急回反射镜31、第2反射镜72、第3反射镜73和第4反射镜74,被配置成以相对于入射光束大致成90°角度反射,但不限于此。
在这样构成的照相机***中,各部分的动作如下。
图像处理控制器46按照来自Bμcom 50的指令控制CCD接口电路41,从CCD单元40取入图像数据。该图像数据被图像处理控制器40转换为视频信号,并输出给液晶监视器45进行显示。使用者可以根据来自液晶监视器45的显示图像确认所拍摄的图像映像。
SDRAM 42是临时保存图像数据用的存储器,被用于转换图像数据时的工作区域等。并且,该图像数据被设定成在被转换为JPEG数据后被保存在记录介质44中。
在CCD单元40的前面,用光学低通滤波器38保护。
反射镜驱动机构54是用于把急回反射镜31驱动到摄影位置和取景器观察位置的机构。在该急回反射镜31位于取景器观察位置时,来自摄影透镜11的光束通过构成半透半反镜的第2反射镜72,被分割引导到AF传感器单元35侧和取景器侧。
来自AF传感器单元35内的AF传感器的输出通过AF传感器驱动电路55被发送给Bμcom 50,进行周知的测距处理。
并且,使用者可以从与第4反射镜74相邻的目镜33目视被摄体。
另一方面,透过第2反射镜72的屏幕71的成像光束的一部分被引导到测光传感器52,根据在此所检测的光量,在测光电路51中进行周知的测光处理。
下面,参照图4的流程图,具体说明上述Bμcom 50进行的控制。
首先,在照相机的未图示的电源开关接通后,Bμcom 50开始动作。并且,在步骤S1中执行用于起动照相机***的处理。此处,控制电源电路65,向构成该照相机***的各电路单元供给电力。并且,进行各电路的初始设定。
步骤S2是按周期执行的步骤,通过与Lμcom 15进行通信动作,检测镜头单元10的状态,接下来,在步骤S3中,判定镜头单元10是否已安装在主体单元30上。此处,在已安装镜头单元10时转入步骤S4,在未安装时转入步骤S5。
在步骤S4中,设定控制标志F Lens(“1”)。该控制标志“1”表示在该照相机的主体单元30上安装镜头单元10的期间,“0”表示卸下镜头单元10的期间。在设定该标志后,转入步骤S7。
另一方面,在上述步骤S3中,在检测到没有在主体单元30上安装镜头单元10的情况下,在步骤S5中,判定镜头单元10是否已从主体单元30卸下。此处,在检测到镜头单元10已卸下时转入步骤S6,复位控制标志F_Lens(“0”)。并且,在复位该标志后,或者在上述步骤S5中未检测到镜头单元10已卸下时转入步骤S7。
在步骤S7中,检测照相机操作开关64的状态。并且,在步骤S8中,判定是否已操作作为照相机操作开关中的一个的未图示的第1快门开关。此处,如果第一快门开关已接通则转入步骤S9,如果未接通则转入上述步骤S2。
在步骤S9中,从测光电路51获取被摄体的亮度信息。并且,根据该信息算出CCD单元40的曝光时间(Tv值)和摄影透镜11的光圈设定值(Av值)。然后,在步骤S10中,经由AF传感器驱动电路55获取AF传感器单元35的检测数据。根据该数据算出焦点的偏移量。
并且,在步骤S11中,判定控制标志F_Lens的状态。此处,如果该标志为“0”,则意味着镜头单元10不存在,所以不能执行后续步骤S12以后的摄影动作。因此,在该情况下转入上述步骤S2。另一方面,如果控制标志F_Lens为“1”,则转入步骤S12,向Lμcom 15发送焦点的偏移量,指示根据该偏移量进行摄影透镜11的驱动。
然后,在步骤S13中,判定是否已操作作为照相机操作开关64中的一个的未图示的第2快门开关。在该第2快门开关已接通时转入步骤S14,而在未接通时转入上述步骤S2。
在步骤S14中,向Lμcom 15发送Av值,指示驱动摄影透镜10内的光圈12。并且,在步骤S15中,急回反射镜31向图2中双点划线所示的摄影光路的避开位置移动。
然后,在步骤S16中,快门37的前幕开始行进,之后在步骤S17中,使图像处理控制器46执行摄像动作。此处,若朝向CCD单元40的曝光在上述Tv值所表示的时间内结束,则在后续步骤S18中,快门37的后幕开始行进。
并且,在步骤S19中,急回反射镜31被向取景器观察位置驱动。并且,与该急回反射镜31的驱动并行进行快门37的充电动作。
在步骤S20中,指示Lμcom 15使光圈12恢复到打开位置。然后,在步骤S21中,指示图像处理控制器46向记录介质44记录所拍摄的图像数据。并且,在该图像数据的记录结束时,在步骤S22中,判定摄影是否结束。此处,如果摄影没有结束则转入上述步骤S2,重复转入的处理动作。另一方面,如果摄影结束,则结束本流程。
这样,根据本实施方式,在取景器光学***中,可以节省空间地配置AF传感器单元、测光单元、摄像单元,而且能够把各个光学传感器配置在光轴中心附近,所以能够形成宽视野小型化的结构,可以提供小型轻量的照相机。
另外,图2和图3所示的AF传感器单元35、测光传感器52、摄像单元49的配置不限于此,可以相互替换各自的配置,也可以配置在第4反射镜74的背面侧,该情况下,优选利用半透半反镜构成第4反射镜74。
并且,上述各传感器和单元,例如,如果AF是检测利用摄像单元49形成的图像的对比度、并使摄影透镜移动来检测最大对比度位置的对比度检测式AF,则可以使用摄像单元49兼作摄像功能和AF功能。并且,也可以使用摄像功能兼作测光功能。
另外,在图2和图3中,第2反射镜72、第3反射镜73由半透半反镜形成为固定反射镜,但是,当然也可以利用全反射镜构成,并形成与避开光路的急回反射镜31的驱动机构相同的机构,进行设在反射镜背面侧的光学传感器和取景器光学***的切换。
图5表示本实施方式的变形例,在从第2反射镜72到摄像单元49的光路内,例如配置自由曲面棱镜81、82等光路折弯光学***。根据这种结构,可以使摄像单元形成得更薄。
另外,图6表示本实施方式的其他变形例,使第4反射镜74形成为半透半反镜,在其背面侧配置摄像单元49。并且,在第2反射镜72的背面侧配置测光传感器52,使得被急回反射镜31反射的光轴与受光面垂直。该情况下,AF传感器单元35可以和以往的单镜头反光式照相机相同地配置在急回反射镜31的背面侧。另外,该情况下,需要使急回反射镜31为半透半反镜。通过这样配置,具有照相机的高度方向尺寸不会变大的优点。
以上说明了本发明的实施方式,但是,除上述实施方式以外,本发明也可以在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种变形。
在上述实施方式中以数字照相机为例进行了说明,但不限于此,也可以适用于使用胶片的单镜头反光式照相机。
Claims (9)
1.一种具有光学取景器的照相机,包括:
摄影透镜;
在使上述摄影透镜的光轴与照相机的长度方向大致垂直地折弯后,再大致垂直地折弯多次,从而把来自上述摄影透镜的光束引导到目镜上的多个光学反射面,其中上述多个光学反射面中至少两个具有透光特性;
配置在上述具有透光特性的光学反射面的背面侧的多个光学传感器。
2.根据权利要求1所述的照相机,其中,上述多个光学传感器包括检测被摄体的明亮度的测光传感器。
3.根据权利要求1所述的照相机,其中,上述多个光学传感器包括检测上述摄影透镜的焦点状态的AF传感器。
4.根据权利要求1所述的照相机,其中,上述多个光学传感器包括拍摄被摄体的像的摄像元件。
5.根据权利要求1所述的照相机,其中,上述多个光学反射面包括:
第1光学反射面,其使从上述摄影透镜入射的光束与该摄影透镜的光轴大致垂直地向作为照相机的长度方向的第1方向反射;
第2光学反射面,其使来自上述第1光学反射面的反射光束向与上述第1方向大致垂直的第2方向反射;
第3光学反射面,其使来自上述第2光学反射面的反射光束向与上述第2方向大致垂直的第3方向反射;
第4光学反射面,其使来自上述第3光学反射面的反射光束向与上述第3方向大致垂直的第4方向反射。
6.根据权利要求5所述的照相机,其中,上述照相机的长度方向与上述照相机的摄像范围的长度方向一致。
7.根据权利要求1所述的照相机,其中,通过上述多个光学反射面引导到上述目镜上的光束小于入射到上述摄影透镜上的光束的50%。
8.根据权利要求1所述的照相机,其中,上述第1光学反射面是可动反射镜,上述第2、第3和第4光学反射面是固定反射镜。
9.根据权利要求1所述的照相机,其中,上述多个光学传感器至少接受上述摄影透镜的光轴中心附近的光束。
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