DE6607760U - Binokulares sichtgeraet - Google Patents

Description

Licentia Patent-Verwältungs-G.m.b.H. Frankfurt/Main ?0, Theodor-Stern-Kai 1

E-Nr. 54/171 II.II.I97O

Sa/Htz

"Binokulai-es Sichtgerät"

Die Neuerung betrifft ein binokulares Sichtgerät mit zwei Sichtkanälen zur passiven, räumlichen Szenenbeobachtung, bei dem eine Bildverstärkung und/oder Bildwandlung mit elektronenoptischen Mitteln vorgenommen wird.

Derartige Sichtgeräte sind in bekannter Veise je Sichtkanal mit einem Bildwandler und/oder Bildverstärker versehen, vor dessen Eingang ein Objektiv uiicr hinter dessea AuägäiLg ein Okular geschaltet ist. Mit Hilfe solcher Sichtgeräte ist es möglich, ein zu betrachtendes Bild räumlich, zu sehen, da das linke Auge des Betrachters ausschließlich das in das Objektiv des linken Sichtkanals und das rechte Auge nur das in das Objektiv des rechten Sichtkanals einfallende Bild wahrnimmt. Der Einsatz solcher Sichtgeräte reicht von der Verwendung als Handglas über den Anbau, zum Beispiel an Scheinwerferträgern, bis hin. zum festen Einbau in Fahrzeugen. Diese bekannten Sichtgeräte weisen den Nachteil auf, daß sie aufgrund der je Sichtkanal vorgesehenen Bildwandler, für die eine entsprechende Spaimungsquelle vorhanden sein muß, groß bauen und ein erhebliches Gewicht aufweisen. Der Kostenanteil der Bildwandler an den gesamten Gestehungskosten des

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Sichtgerätes ist erheblich. Um diese Nachteile zu beseitigen, insbesondere die Kosten herabzusetzen, hat man bereits Sichtgeräte ausgeführt, die nur einen Sichtkanal und einen Bildwandler mit einem vorgeschalteten Objektiv aufweisen. Zur Betrachtung des Schirmbildes dienen zwei Okulare hinter dem Bildwandler, denen zum Beispiel über Spiegel das auf dem Bildschirm sichtbare Bild zugeführt wird. Diese Sichtgerate haben jewöeh den Nachteil, daß sie kein räumliches Bild der betrachteten Szene liefern, wodurch eine Abschätzung der Entfernung unmöglich ist.

Ziel der Neuerung ist es, ein Sichtgerät mit zwei Sichtkanälen zu schaffen, das gegenüber bekannten Sichtgeräten einerseits einen wesentlich geringeren Aufwand bei kleiner Baugröße und geringem Gewicht erfordert und andererseits eine räumliche Beobachtung ermöglicht. Dies wird gemäß der Neuerung dadurch erreicht, daß beiden Sichtkanälen ein gemeinsamer Bildverstärker und/oder Bildwandler zugeordnet ist und daß jeder SiehtkajiajL jeweils hinter seiner Lichteintrittsöffnung und vor seiner Lichtaustrittsöffnung optische Verschlußeinrichtungen aufweist, die von einer zugeordneten Steuereinrichtung mit einer Frequenz oberhalb des Auflösimgsvermögens des menschlichen Auges derart betätigbar sind, daß wechselweise die Verschlußeinrichtungen eines Lichtkanals öffnen -and diejenigen des asdsrsn Sichtkanals schließe».

Das Sichtgerät gemäß der Neuerung ermöglicht einerseits eine räumliche Betrachtung der zu beobachtenden Szene, da das linke Auge des Betrachters jeweils nur während des geöffneten Zustandss des linken Sichtkanals und das rechte Auge nur während des geöffneten Zustandes des rechten Sichtkanals das in die jeweiligen Sichtkanäle einfallende Bild erfaßt. Bekanntlich überlagern sich die jedem Auge für den Bruchteil einer Sekunde, zum Beispiel für eine Periodendauer von 1/25 sek, dargebotenen Bilder infolge der

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Trägheit des menschlichen Auges: zu einem in sich geschlossenen Gesamtbild. Andererseits wird erreicht, daß vor allem der Kostenaufwand des Sichtgerätes erheblich gesenkt wird. Gegenüber dem Wegfall des Bildwandlers und der möglichen Verkleinerung der Spannungsquelle für den Bildwandler fällt der zusätzliche Aufwand für die vorgesehenen Verschlußeinrichtungen und die zugeordnete Steuereinrichtung nur unwesentlich ins Ge%ficht. Die , Betätigung der Verschlußeinrichtungen erfolgt derart, daß das Verhältnis von Verweilzeit zu Ver.°<tellzeit jeder Abdeckung mögliehst groß ist.

J Anstelle der bei binokularen Sichtgeräten bisher üblichen Anord-

nungen von Objektiv bzw. Okular jeweils in den LichteinAritts-Öffnungen bzw, in den Lichtaustrittsöffnungen sieht die Neuerung auch die Möglichkeit vor, ein einziges Objektiv vor den BiIdwandler und ein einziges Okular hinter den Bildwandler zu schalten. Die Verschlußeinrichtungen jedes Sichtkanals werden zweck-

•j mäßigerweise direkt hinter der Lichteintrittsöffnung bzw. direkt

vor der Lichtaustrittsöffnung angeordnet. Es kann mitunter je-

j doch günstig sein, diese Verschlußeinrichtungen dem im Strahlen-

Sans angeordneten ersten Umlenkspiegel hinter der Lichteintritts-Öffnung nachzuschalten bzw. dem letzten Umlenkspiegel vor der * \ Lichtaustrittsöffnung vorzusehalten.

In einer Ausgestaltung schlägt die Neuerung vor, daß die Verschluß einrichtungen beider Sichtkanäle hinter der Lichteintrittsöffnung und vor der Lichtaustrittsöffnung jeweils aus einer rotierenden, beide Sichtkanäle überdeckenden Scheibe bestehen, die mit Durchtrittsöffnungen versehen ist. Beide Scheiben des Sichtgerätes werden dabei über eine Welle starr miteinander verbunden, so daß sie nach erfolgter Einjustierung synchron miteinander arbeiten. Die Anzahl bzw. Größe der Durchtrittsöffnungen je Scheibe ist in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit, mit der jede

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Scheibe umläuft, so gewählt, daß mit einer Frequenz oberhalb des Auflösungsvermögens des menschlichen Auges -wechselweise ein Sichtkanal des Sichtgerätes geöffnet ist, während der andere Sichtkanal geschlossen ist.

In weiterer Ausgestaltung sieht die Neuerung vor, daß die Verschlußeinrichtuiigen beider Sichtkanäle hinter der Licht eintritt söffnung und vor der Lichtaustrittsöffnung jeweils durch ein Schwingglied gebildet sind, das schwingend um seine Mittelachse von der Steuereinrichtung betätigt vrird. Das Schwingglied kann dabei zum Beispiel zwei lichtundurchlässige, dem Querschnitt der Sichtkanäle angepaßte Abdeckungen enthalten, die starr miteinander verbunden sind. Etwa in der Mitte des Schwinggliedes greift ein Antrieb der Steuereinrichtung an, der das senkrecht zum Strahlengang angeordnete Schwingglied in fortwährendem Wechsel der Drehrichtung um dessen Mittelachse bewegt .

Das Sichtgerät kann auch in der Form ausgebildet sein, daß die Verschlußeinrichtungen beider Sichtkanäle hinter der Lichteintritt söffnung und vor der Lichtaustrittsöffnung jeweils durch eine lichtundurchlässige, zwischen den beiden Sichtkanälen verschiebbare Abdeckung gebildet sind. Die Abdeckung ist dazu zweckmäßigerweise in einer zwischen beiden Sichtkanälen senkrecht zum Strahlengang liegenden Führung leicht beweglich gehalten.

Es ist weiterhin vorgesehen, daß die Verschlußeinrichtungen beider Sichtkanäle hinter den Lichteintrittsöffnungen und vor den Lichtaustrittsöffnungen durch einen mit Durchtrittsöffnungen versehenen, beide Sichtkanäle überdeckenden lichtundurchlässigen Streifen gebildet sind, der als endloser Streifen ausgebildet und über Umlenkrollen geführt ist.

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Zur Betätigung der Vi»s-schlußeinrichtvngen enthält die Steuereinrichtung elektrische oder elektromagnetische Antriebe, deren Anker vorzugsweise von der Verschlußeinrichtung gebildet ist.

Es ist weiterhin vorgesehen, daß die Verschlußeinrichtungen jeweils durch eine Kerrzelle mit jeweils vor und hinter der Kerrzelle angeordneten Polarisationsfiltern gebildet sind und daß eine elektrische Steuereinrichtung wechselweise die Kerrzellen eines Sichtkanals öffnet und diejenigen des anderen Sichtkanals schließt» Die Kerrzellen jedes Sichtkanals werden dabei jeweils synchron angesteuert. Wird eine Kerrzelle an eine Spannung gelegt, so wird die Anordnung lichtdurchlässig, da in diesem Fall bekanntlich durch die Kerrzelle die Ebene des polarisierten Lichtes gedreht wird.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Verschlußeinrichtungen jeweils durch eine lichtdurchlässige Abdeckung gebildet sind, die in einer zum Strahlengang senkrechten Ebene drehbar gelagert ist und deren Antrieb mittels einer vorzugsweise magnetische Schwingspulen enthaltenden Steuereinrichtung erfolgt. Die drehbeweglich gelagerten Abdeckungen werden von den magnetischen Schwingspulen derart angeregt, daß wechselweise beide Abdeckungen eines Sichtkanals geöffnet und diejenigen des anderen Sichtkanals geschlossen sind.

Ein weiterer Vorschlag der Neuerung sieht vor, daß als Verschlußeinrichtungen jeweils die zur Umlenkung des Strahlenganges angeordneten Spiegel oder dergleichen dienen, die in einer zum Strahlengang senkrechten Ebene drehbar gelagert sind und deren Winkellage zum Lichteintritt bzw. Lichtaustritt mittels einer vorzugsweise magnetische Schwingspulen enthaltenden Steuereinrichtung veränderbar ist. Eine derartige Ausbildung der Verschlußeinrichtungen bietet zusätzlich den Vorteil, daß be-

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sondere licht-undurchlässige Abdeckungen entfallen.

Für das Sichtgerät nach der Neuerung sind neben den beschriebenen Verschlußeinrichtungen weitere Ausführungsformen möglich, zum Beispiel mechanische Verschlußeinrichtungen in Form von Jalousien, wie überhaupt Mittel oder Medien, deren optische Transmissionseigenschaften sich unter Einfluß eines elektrischen oder magnetischen. Feldes ändern.

Anhand der Zeichnungen soll die Neuerung näher erläutert werden. Figur 1 zeigt dazu eine prinzipielle Darstellung, Figur la eine Ausbildung der in Figur 1 gezeigten Verschlußeinrichtung für das Sichtgerät. Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen jeweils weitere Ausführungsformen von Verschluße£.nrichtungen, wie sie in dem Sichtgerät nach Figur 1 angeordnet werden können.

In Figur 1 ist ein Sichtgerät 10 mit zwei Sichtkanälen 11 und 12 dargestellt. Zwischen den Lichteintrittsoffnungen 3 3 vm.d und den Lichtaustrittsöffnungen 15 und 16 der Sichtkanäle 11 und 12 ist ein gemeinsamer Bildwandler 17 angeordnet. Die Lichteintrittsoffnungen 13 und Ik und die Lichtaustrittsöffnungen 15 und 16 sind jeweils mit einer lichtdurchlässigen Abdeckscheibe l8 versehen. Zur Umlenkung des Strahlenganges jedes Sichtkanals 11 und 12 über den Bildwandler 17 dienen Umlenkspiegel I9, 20, 21 und 22, bzw. 23, 24, 25 und 26. Von diesen Umlenkspiegeln sind die Spiegel 20, 24 und 21, 25 derart ausgebildet, daß sie auf einer Seite lichtdurchlässig sind. Zwischen den Lichteintrittsoffnungen I3» ¹^ und dem Bildwandler 17 ist ein Objektiv 27 und zwischen den Lichtaustrittsöffnungen 15, 16 und dem Bildwandler 17 ein Okular 28 angeordnet. Hinter den Lichteintrittsöffnungen 13) l4 und vor den Lichtaustrittsöffnungen 15, 16 ist jeweils eine den Sichtkanälen 11 und gemeinsame optische Verschlußeinrichtung 29 und 3° vorgesehen.

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Die Verschlußeinrichn.ungen 29, 30 verden hier jeweils church eine beide Sichtkanäle 11 und 12 überdeckende Scheibe Jl bzw. 32 mit jeweils einer Durchtrittsöffnung 33 (Figur la) gebildet. Beide Scheiben 3I und 32 sind über eine Welle 36 starr miteinander verbunden. Es sind Hilfsmittel zur Justierung beider Scheiben 3I und 32 zueinander vorgesehen, die jedoch nicht gezeigt sind. An der Welle 36 greift ein Antrieb 37 einer Steuereinrichtung 38 an, der die Welle 3° in Drehung versetzt. Zur Spannungsversorgung des Bildwandlers 17 ist eine Spannungsquelle 39 vorgesehen. Die Scheiben 3 * und 32 sind derart zueinander justiert, daß ihre Durchtrittsöffnungen zueinander fluchten.

Für die Wirkungsweise des Sichtgerätes 10 wird vorausgesetzt, daß die Steuereinrichtung 38 über den Antrieb 37 der Welle 36, und damit den Scheiben 3I und 32, eine Winkelgeschwindigkeit erteilt, bei der mit einer Frequenz oberhalb des Auslösungsvermögens des menschlichen Auges wechselweise der Sichtkanal gesperrt ist, während der Sichtkanal 12 geöffnet ist. Dieser Zustand ist in der Darstellung festgehalten. Es ist erkennbar, daß in der Stellung der Scheiben 3I und 32 der Sichtkanal 11 durch einen lichtundurchlässigen Scheibensektor hinter der Lichteintrittsöffnung I3 und vor der Lichtaustrittsöffnung jeweils gesperrt ist. Das linke Auge des Betrachters nimmt «u diesem Zeitpunkt kein Bild wahr. Der Sichtkanal 12 dagegen ist durch die Durchtrittsöffnung in den beiden Scheiben 3¹» hinter der Lichteintrittsöffnung Ik und vor der Lichtaustrittsöffnung 16 geöffnet. Demnach kann das rechte Auge zu diesem Zeitpunkt ausschließlich das in die Lichteintrittsöffnung 14 einfallende Licht wahrnehmen, Durch das schnell wechselnde Öffnen und Schließen der Sichtkanäle 11 und 12 und die Trägheit des menschlichen Auges bedingt, überlagern sich die jedem A»age für den Bruchteil einer Sekunde dargebotenen Bilder zu

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einem als stehendes Bild empfundenen Gesamtbild. Der verwendete Bildwandler I7 wird wechselweise mit den Bildern des Sichtkanals 11 und denjenigen des Sichtkanals 12 beaufschlagt. Voraussetzung für die Wirkungsweise des Sichtgerätes 10 ist dabei, daß das Auflösungsvermögen des Bildwandlers 17 dann noch gegeben ist, wenn das menschliche Äuge den schnellen Biidwechsei jeweils nicht mehr erfassen kann. Diese Voraussetzung wird jedoch von den verfügbaren Bildwandlern erfüllt. Es ist möglich, anstelle der gezeigten Ausführung der Scheibe 3^-» Schlitz- oder Lochscheiben oder auch Zahnscheiben zu verwen- *- den.

Figur 2 zeigt eine Ausführung der Verschlußeinrichtung 29, (Figur 1) als Schwiiigglied 40. Das Schwingglied 40 hat zwei lichtundurchlässige Abdeckungen 4l und 42, deren Größe an den Querschnitt der Sichtkanäle 11, 12 angepaßt ist. Die Abdeckungen 4l und 42 sind über ein Trägerblech 43 miteinander verbunden. Das Schwingglied 4θ wird von einem nicht weiter sichtbaren Antrieb der Steuereinrichtung 38 in der Zeichenebene schwingend um seine Mittelachse bewegt, so daß wechselweise ein Sichtkanal verdeckt und der andere freigegeben wird.

^ Figur 3 zeigt als Verschlußeinrichtung 29, 30 (Figur 1) einen Schieber 44, der zwei lichtundurchlässige Abdeckungen 45 und 46 trägt. Der Schieber 44 wird beispielsweise durch einen nicht gezeigten SchvdLnganker der Steuereinrichtung 38 in der Zeichenebene wechselweise nach links oder nach rechts bewegt, wobei er in wechselnder Folge den Sicntkanal 11 schließt und den Sicntkanal 12 öffnet- Die Sicntkanäle 11 tand 12 aus Figur sind hier schematisch angedeutet. Die Größe der Abdeckungen und 46 ist an den Querschnitt der Sichtkanäle H, 12 angepaßt.

In der gezeichneten Stellung des Schiebers 44 ist der Sicht-

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kanal 11 verdeckt und der Sichtkanal 12 freigegeben. Eine Führung 47 verhindert ein seitliches Ausweichen des bewegten Schiebers 44.

Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung des Sichtgerätes aus Figur 1, dessen Verschlußeinrichtung 29 durch besondere Ausbildung der Umlenkspiegel 19 und 23 gebildet ist. Die Spiegel 19 und 23 sind in einer zum Strahlengang senkrechten Ebene mittels Zapfen 48_B 49 und 50, 51 drehbeweglich gehalten. Durch elektrische Schwingspulen 52 bzw. 53 auf der Schattenseite der Spiegel 19 bzw. 23 werden diese jeweils wechselweise in ihrer Winkellage zum Lichteintritt verändert. Unter der Wirkung einer Feder 54 bzvr. 55 wird der Spiegel I9 bzw. 23 nach seiner Auslenkung wieder in seine hier gezeigte Ausgangslage zurückgeholt. Die Drehung der Spiegel I9 bzw. 23 hat zur Folge, daß das in den zugehörigen Sichtkanal einfallende Licht nicht auf die Spiegel 20 bzw. 24 gegeben wird, so daß dem Bildwandler I7 wechselweise das in die Lichteintrittsöffnung I3 bzw. l4 einfallende Licht zugeführt wird= Wie *»ei jed^J* Verschluß einrichtung, so ist auch hier die Bewegung des Spiegels I9 bzrw. 23 mit derjenigen des hier nicht gezeigten Spiegels 22 bzw, 26 gekoppelt. Die Kopplung wird in diesem Fall durch synchrone Speisung der Schwingspulen für den Sichtkanal 11 bzw. derjenigen für den Sichtkanal 12 hergestellt. Die Schwingspulen 52 bzw. 53 und die Federn 54 bzw. 55 sind jeweils Bestandteile der Steuereinrichtung 38 (Figur 1).

Die Verschlußeinrichtungen hinter den Lichteintiriirfcsöffnungen 13, l4 entsprechen in allen bisher gezeigten Fällen denjenigen vor den Lichtaustrittsöffnungen 15, 16. Es ist jedoch auch denkbar, eine geeignete Kombination zu wählen.

9 Seiten Beschreibung

9 Schutzansprüche

2 Blatt Zeichnungen mit 4 Figuren

Claims (1)

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   Schutzansprüche

   i.) Binokulares Sichtgerät mit zwei Sichtkanälen zur passiven, räumlichen Szenenbeobachtung, bei dem eine BiIdverStärkung und/oder Bildwandlung mit elektronenoptischen Mitteln vorgenommen -wird, dadurch gekennzeichnet, daß beiden Sichtkanälen (11, 12) ein gemeinsamer Bildverstärker und/oder Bildwandler (17) zugeordnet ist und daß jeder Sichtkanal jeweils hinter seiner Lichteintrittsöffnung (13, '>4) und vor seiner Lichtaustrittsöffnung (15, 16) optische Verschlußeinrichtungen (29, 30) aufweist, die von einer zugeordneten Steuereinrichtung (38) mit einer Frequenz oberhalb des Auflösungsvermögens des menschlichen Auges derart betätigbar sind, daß wechselweise die Verschlußeinrichtungen eines Lichtkanals Öffnen und diejenigen des anderen Sichtkanals schließen.

   2.) Binokulares Sichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtungen (29, 30) beider Sichtkanäle (11, 12) hinter der L?chteintrittsoffnung und vor der Lichtaustrittsöffnung jeweils aus einer rotierenden, beide Sichtkanäle (11, 12) überdeckenden Scheibe (3¹I 3²) bestehen, die mit Durchtrittsöffnungen (33) versehen ist.

   3.) Binokulares Sichtgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtungen (29, 30) beider Sichtkanäle (>1, 12) hinter der Lichteintrittsöffnung und vor der Lichtaustrittsöffnung jeweils durch ein Schwingglied (40) gebildet sind, das schwingend um seine Mittelachse von der Steuereinrichtung (38) betätigt wird.

   k.) Binokulares Sichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtungen (29, 30) beider Sichtkanäle (11,

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   12) hinter der Lichteintrittsöffnung und vor der Lichtaustrittsöffnung jeweils durch eine lichtundurchlässige, zwischen den beiden Sichtkanälen (11, 12) verschiebbare Abdeckung (45, 46) gebildet sind.

   5·) Binokulares Sichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtungen (29, 30) beider Sichtkanäle (5 1, 12) hinter den Lichteintrittsöffnungen und vor den Lichtaustrittsöffnungen durch einen mit Durchtrittsöffnungen versehenen, beide Sichtkanäle überdeckenden lichtundurehlässigen Streifen gebildet sind, der als endloser Streifen ausgebildet und über Umlenkrollen geführt ist.

   6.) Binokulares Sichtgerät nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (38) zur Betätigung der Verschlußeinrxchtungen (29, 30) elektrische oder elektromagnetische Antriebe enthält, deren Anker vorzugsweise von der Verschlußeinrichtung gebildet ist.

   7·) Binokulares Sichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtungen jeweils durch eine Kerrzeile mit jeweils vor und hinter der Kerrzeile angeordneten Polarisationsfiltern gebildet sind und daß eine elektrische Steuereiniichtung wechselweise die Kerrzellen eines Sichtkanals öffnet und diejenigen des anderen Sichtkanals schließt.

   8.) Binokulares Sichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrxchtungen jeweils durch eine lichtundurchlässige Abdeckung gebildet sind, die in einer zum Strahlengang senkrechten Ebene drehbar gelagert ist und deren Antrieb mittels einer vorzugsweise magnetische Schwingspulen enthaltenden Steuereinrichtung erfolgt.

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   9·) Binokulares Sichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschlußeinrichtungen jeweils die zur Umlenkung des Strahlenganges angeordneten Spiegel oder dergleichen dienen, die in einer zum Strahlengang senkrechten Ebene drehbar gelagert sind und deren Winkellage zum Lichteintrxtt bzw. Lichtaustritt mittels einer vorzugsweise magnetische Schwingspulen enthaltenden Steuereinrichtung veränderbar ist*

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