JPS6140970B2 - - Google Patents
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- JPS6140970B2 JPS6140970B2 JP53035236A JP3523678A JPS6140970B2 JP S6140970 B2 JPS6140970 B2 JP S6140970B2 JP 53035236 A JP53035236 A JP 53035236A JP 3523678 A JP3523678 A JP 3523678A JP S6140970 B2 JPS6140970 B2 JP S6140970B2
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- JP
- Japan
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- lens
- lens group
- negative
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
- G02B15/163—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
- G02B15/167—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
- G02B15/17—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses arranged +--
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
本発明は、小型化されたズームレンズに関する
ものである。 近年、ズームレンズの小型、コンパクト化が望
まれており、種々の提案が成されている。例えば
特開昭52−104137号に於いてはズーム群を3群で
構成しレンズ系の全長の短縮化を計つている。
又、特開昭52−56946号に於いては、レンズ系の
個々のレンズ構成を追求することにより更には特
開昭49−29146号に於いては、レンズ系を2群の
可動レンズ群で構成することによりレンズ系の小
型化を計つている。一般にレンズ系を小型化する
為にはレンズ系を構成するレンズ群のパワーを強
めれば良いものであるが、その為に収差の劣化を
生じ、特にペツツヴアール和の補正が困難とな
る。 本発明は、高ズーム比及び大口径にも拘わらず
小型でしかも収差特にペツツヴアール和を良好に
補正したズームレンズを提供するものである。 本発明に係るズームレンズに於いては、ズーム
タイプの適切な選択、及び従来にないパワー配置
とレンズ構成を取ることにより、上記ズームレン
ズを具現化した。即、本発明のズームレンズは、
物体側より正の第1レンズ群、負の第2レンズ
群、負の第3レンズ群、正の第4レンズ群が順次
配されて、上記第1レンズ群はフオーカシングの
際に可能のレンズ群であり、第2及び第3レンズ
群はズーミングの際に可動のレンズ群であり、広
角端から望遠端にかけてのズーミングに際して
は、第2レンズ群は物体側から像面側にかけて移
動し、同じく第3レンズ群は物体側に向けて往復
移動する。上記第4レンズ群はフオーカシング、
及びズーミングに際しても不動である。そしてfi
を上記第iレンズ群の集点距離、fTを望遠端で
の全レンズ系の焦点距離、FTを望遠端での最大
口径比とすると、上記ズームレンズは f1・FT/fT<1.1 |f1/f3|<1.9 |f3
/f2|>2.5 なる関係を満足する。斯様なズームレンズのタイ
プ及びパワー配置を取ることにより後述の如くズ
ーム比がほぼ13倍で最大口径比が1.6に達するに
も拘わらず、小型でしかも小型化に伴なう像面平
担性(ペツツヴアール和)の悪化を生じることの
ないズームレンズが得られるものである。以下、
本発明を詳述する。 物体側より、フオーカシングの為の第1レンズ
群、ズーミングの為の負の第2、及び第3レンズ
群、フオーカシング及びズーミングの際に固定の
第4レンズ群を順次配した4群構成のズームレン
ズに於いては、上記ズーム部が、 |β2W|<1、|β3W|<1 |β2T|>1、|β3T|<1 }……(1) なる関係で移動する場合、最もズーム部の長さ、
即ちレンズ系全長の短縮が行なえることを出願人
は見い出した。ここでβ2Wは第2レンズ群の広
角端での横倍率、β3Wは第3レンズ群の広角端
での横倍率、β2Tは第2レンズ群の望遠端での
横倍率、β3Tは第3レンズ群の望遠端での横倍
率である。第(1)式の物理的な意味は、広角端から
望遠端にかけてズーミングを行う時、第2レンズ
群は物体側から像面側にかけて単調に移動し、第
3レンズ群は物体側に向けて往復移動する。 正のパワーを有するフオーカシング用の第1レ
ンズ群及び負のパワーを有するズーミング用の第
2及び第3レンズ群のパワー配置を強くすればす
る程、ズームレンズ系の小型化は計れるが、各レ
ンズ群のパワーが適切な値をはずれると、ズーム
部から発生する像面の平担さを表わす負のペツツ
ヴアール和がズーム部以降で補正しきれなくな
る。この限界が |f1/f3|<1.9 ……(2) 及び |f3/f2|>2.5 ……(3) である。ここでf1は第1レンズ群の焦点距離、f2
及びf3は同じく第2及び第3レンズ群の焦点距離
である。又、上記(3)式に於いては、この式を外れ
る第3レンズ群のパワーがきつくなり、従つて第
3レンズ群の各面、特に物体側の曲率半径がきつ
くなる為ペツツヴアール和のみならず、ズーミン
グによる球面収差の変動が許容できなくなる。 又、fTをテレ端でのズームレンズ全系の焦点
距離、FTをテレ端での最大口径比とすると f1・FT/fT<1.1 ……(4) を満足することにより、第1レンズ群の小型化が
計れる。第(4)式を外れると、テレ端及びその近傍
の球面収差の補正が不可能となる。上記、第(2)、
(3)、(4)式を満足することにより、ズームレンズを
小型化した場合に生じる収差、特にペツツヴアー
ル和を良好に補正出来るものである。 上述したレンズ系に於いては、各レンズ群のパ
ワー配置を強くし薄肉レンズ系としして小型化し
ても、厚肉化する際メカニカルに干渉してしま
い、実際のレンズ系として実現が不可能となる場
合がある。即ち、第1レンズ群と第2レンズ群
(ズーム部のバリエータ)との間隔、そして第2
レンズ群と第3レンズ群(ズーム部のコンペンセ
ータ)との間隔が実現不可能となる。このことを
防ぐ為に本発明では下記の構成を取つている。 まず、第1レンズ群と第2レンズ群の間隔を充
分に取る為に、理由を後述する通り、正屈折力を
持つ第1レンズ群の物体側に所定の強さの負の屈
折力を配すもので、複数枚の正レンズの物体側に
負レンズが置かれる。これを実施例に即して云え
ば第1図、第3図、第5図に示す様に、第1レン
ズ群を4群4枚で構成し、物体側より第11負レン
ズ、第12正レンズ、第13正レンズ及び第14正レン
ズの順で配する。そして本発明では第1レンズ群
に 0.43<|P・f1|<0.46 ……(5) を満足させている。但しPは上記第11負レンズの
両面と第12正レンズの物体側の面の計3面のパワ
ーの和である。この第1レンズ群の構成及び第(5)
式の意味する所を以下に述べる。各レンズ群のパ
ワー配置をきつくした場合、第1レンズ群と第2
レンズ群がぶつからない為には第1レンズ群の後
側主点を出来るだけ像面側に出さなければならな
い。その為には、第1レンズ群は正のパワーを有
するから、第1レンズ群の負の要素は出来るだけ
物体側に設ける必要がある。これを実現する為
に、本願では、第11負レンズと第12正レンズで構
成する負の空気レンズのパワーを増す方法、そし
て又は第11負レンズの物体側の面のパワーを負と
する方法によつている。第(5)式の下限を越えると
第11負レンズの物体側の面の負のパワーが強くな
りすぎ、ワイド端の歪曲が補正しきれなくなる。
又第(5)式の上限を越すと第11負レンズと第12正レ
ンズで構成する空気レンズが大きくなりすぎる為
に、ズーミングの中間での非点収差が正に倒れす
ぎてしまう。 又、第(2)式及び第(3)式を満足した状態で、各レ
ンズ群のパワー配置をきつくし第2レンズ群と第
3レンズ群との間隔を充分に隔てる為に、本願で
は第2レンズ群の構成を3群4枚構成とし、物体
側より、物体側に凸面を向けた負のメニカスレン
ズ、両凹レンズ、そして両凹レンズと両凸レンズ
の貼り合わせを順次配している。このことは、負
のパワーを有する第2レンズ群のパワーをメニス
カスレンズと両凹レンズとに分割することにより
第2レンズ群の厚みを減らし、更に第2レンズ群
の前側主点の位置をより物体側に配しているもの
である。又、第2レンズ群のパワーを、メニスカ
スレンズと両凹レンズの2つに分割することは、
第1レンズ群で大きく発生するワイド端の歪曲の
補正に有利であるし、この様な構成を取ることに
より第2レンズ群の最も像面側の面と第3レンズ
群の最も物体側の面の曲率半径をほぼ等しく出来
るので、全長の短縮化が計れる。次に、本発明の
実施例を記載する。 第1図は本発明に係るズームレンズの第1実施
例を示すレンズ断面図で、第1図Aは広角端で
の、第1図Bは望遠端での断面図である。第1図
に於いて、R1面〜R8面で正の第1レンズ群I
を、R9面〜R15面で負の第2レンズ群を、R16
面〜R18面で負の第3レンズ群を、R20面〜
R34面で正の第4レンズ群を形成する。R19面
は絞りである。第2図は第1図に於けるレンズの
各収差を示す図で、第2図Aは広角端、第2図B
は望遠端での収差図である。以下に、第1図に示
すズームレンズのデータを示すが、γは各面の曲
率半径、diは第i面と第i+1面の間の軸上間
隔、Vは分散、Nは屈折率を示す。
ものである。 近年、ズームレンズの小型、コンパクト化が望
まれており、種々の提案が成されている。例えば
特開昭52−104137号に於いてはズーム群を3群で
構成しレンズ系の全長の短縮化を計つている。
又、特開昭52−56946号に於いては、レンズ系の
個々のレンズ構成を追求することにより更には特
開昭49−29146号に於いては、レンズ系を2群の
可動レンズ群で構成することによりレンズ系の小
型化を計つている。一般にレンズ系を小型化する
為にはレンズ系を構成するレンズ群のパワーを強
めれば良いものであるが、その為に収差の劣化を
生じ、特にペツツヴアール和の補正が困難とな
る。 本発明は、高ズーム比及び大口径にも拘わらず
小型でしかも収差特にペツツヴアール和を良好に
補正したズームレンズを提供するものである。 本発明に係るズームレンズに於いては、ズーム
タイプの適切な選択、及び従来にないパワー配置
とレンズ構成を取ることにより、上記ズームレン
ズを具現化した。即、本発明のズームレンズは、
物体側より正の第1レンズ群、負の第2レンズ
群、負の第3レンズ群、正の第4レンズ群が順次
配されて、上記第1レンズ群はフオーカシングの
際に可能のレンズ群であり、第2及び第3レンズ
群はズーミングの際に可動のレンズ群であり、広
角端から望遠端にかけてのズーミングに際して
は、第2レンズ群は物体側から像面側にかけて移
動し、同じく第3レンズ群は物体側に向けて往復
移動する。上記第4レンズ群はフオーカシング、
及びズーミングに際しても不動である。そしてfi
を上記第iレンズ群の集点距離、fTを望遠端で
の全レンズ系の焦点距離、FTを望遠端での最大
口径比とすると、上記ズームレンズは f1・FT/fT<1.1 |f1/f3|<1.9 |f3
/f2|>2.5 なる関係を満足する。斯様なズームレンズのタイ
プ及びパワー配置を取ることにより後述の如くズ
ーム比がほぼ13倍で最大口径比が1.6に達するに
も拘わらず、小型でしかも小型化に伴なう像面平
担性(ペツツヴアール和)の悪化を生じることの
ないズームレンズが得られるものである。以下、
本発明を詳述する。 物体側より、フオーカシングの為の第1レンズ
群、ズーミングの為の負の第2、及び第3レンズ
群、フオーカシング及びズーミングの際に固定の
第4レンズ群を順次配した4群構成のズームレン
ズに於いては、上記ズーム部が、 |β2W|<1、|β3W|<1 |β2T|>1、|β3T|<1 }……(1) なる関係で移動する場合、最もズーム部の長さ、
即ちレンズ系全長の短縮が行なえることを出願人
は見い出した。ここでβ2Wは第2レンズ群の広
角端での横倍率、β3Wは第3レンズ群の広角端
での横倍率、β2Tは第2レンズ群の望遠端での
横倍率、β3Tは第3レンズ群の望遠端での横倍
率である。第(1)式の物理的な意味は、広角端から
望遠端にかけてズーミングを行う時、第2レンズ
群は物体側から像面側にかけて単調に移動し、第
3レンズ群は物体側に向けて往復移動する。 正のパワーを有するフオーカシング用の第1レ
ンズ群及び負のパワーを有するズーミング用の第
2及び第3レンズ群のパワー配置を強くすればす
る程、ズームレンズ系の小型化は計れるが、各レ
ンズ群のパワーが適切な値をはずれると、ズーム
部から発生する像面の平担さを表わす負のペツツ
ヴアール和がズーム部以降で補正しきれなくな
る。この限界が |f1/f3|<1.9 ……(2) 及び |f3/f2|>2.5 ……(3) である。ここでf1は第1レンズ群の焦点距離、f2
及びf3は同じく第2及び第3レンズ群の焦点距離
である。又、上記(3)式に於いては、この式を外れ
る第3レンズ群のパワーがきつくなり、従つて第
3レンズ群の各面、特に物体側の曲率半径がきつ
くなる為ペツツヴアール和のみならず、ズーミン
グによる球面収差の変動が許容できなくなる。 又、fTをテレ端でのズームレンズ全系の焦点
距離、FTをテレ端での最大口径比とすると f1・FT/fT<1.1 ……(4) を満足することにより、第1レンズ群の小型化が
計れる。第(4)式を外れると、テレ端及びその近傍
の球面収差の補正が不可能となる。上記、第(2)、
(3)、(4)式を満足することにより、ズームレンズを
小型化した場合に生じる収差、特にペツツヴアー
ル和を良好に補正出来るものである。 上述したレンズ系に於いては、各レンズ群のパ
ワー配置を強くし薄肉レンズ系としして小型化し
ても、厚肉化する際メカニカルに干渉してしま
い、実際のレンズ系として実現が不可能となる場
合がある。即ち、第1レンズ群と第2レンズ群
(ズーム部のバリエータ)との間隔、そして第2
レンズ群と第3レンズ群(ズーム部のコンペンセ
ータ)との間隔が実現不可能となる。このことを
防ぐ為に本発明では下記の構成を取つている。 まず、第1レンズ群と第2レンズ群の間隔を充
分に取る為に、理由を後述する通り、正屈折力を
持つ第1レンズ群の物体側に所定の強さの負の屈
折力を配すもので、複数枚の正レンズの物体側に
負レンズが置かれる。これを実施例に即して云え
ば第1図、第3図、第5図に示す様に、第1レン
ズ群を4群4枚で構成し、物体側より第11負レン
ズ、第12正レンズ、第13正レンズ及び第14正レン
ズの順で配する。そして本発明では第1レンズ群
に 0.43<|P・f1|<0.46 ……(5) を満足させている。但しPは上記第11負レンズの
両面と第12正レンズの物体側の面の計3面のパワ
ーの和である。この第1レンズ群の構成及び第(5)
式の意味する所を以下に述べる。各レンズ群のパ
ワー配置をきつくした場合、第1レンズ群と第2
レンズ群がぶつからない為には第1レンズ群の後
側主点を出来るだけ像面側に出さなければならな
い。その為には、第1レンズ群は正のパワーを有
するから、第1レンズ群の負の要素は出来るだけ
物体側に設ける必要がある。これを実現する為
に、本願では、第11負レンズと第12正レンズで構
成する負の空気レンズのパワーを増す方法、そし
て又は第11負レンズの物体側の面のパワーを負と
する方法によつている。第(5)式の下限を越えると
第11負レンズの物体側の面の負のパワーが強くな
りすぎ、ワイド端の歪曲が補正しきれなくなる。
又第(5)式の上限を越すと第11負レンズと第12正レ
ンズで構成する空気レンズが大きくなりすぎる為
に、ズーミングの中間での非点収差が正に倒れす
ぎてしまう。 又、第(2)式及び第(3)式を満足した状態で、各レ
ンズ群のパワー配置をきつくし第2レンズ群と第
3レンズ群との間隔を充分に隔てる為に、本願で
は第2レンズ群の構成を3群4枚構成とし、物体
側より、物体側に凸面を向けた負のメニカスレン
ズ、両凹レンズ、そして両凹レンズと両凸レンズ
の貼り合わせを順次配している。このことは、負
のパワーを有する第2レンズ群のパワーをメニス
カスレンズと両凹レンズとに分割することにより
第2レンズ群の厚みを減らし、更に第2レンズ群
の前側主点の位置をより物体側に配しているもの
である。又、第2レンズ群のパワーを、メニスカ
スレンズと両凹レンズの2つに分割することは、
第1レンズ群で大きく発生するワイド端の歪曲の
補正に有利であるし、この様な構成を取ることに
より第2レンズ群の最も像面側の面と第3レンズ
群の最も物体側の面の曲率半径をほぼ等しく出来
るので、全長の短縮化が計れる。次に、本発明の
実施例を記載する。 第1図は本発明に係るズームレンズの第1実施
例を示すレンズ断面図で、第1図Aは広角端で
の、第1図Bは望遠端での断面図である。第1図
に於いて、R1面〜R8面で正の第1レンズ群I
を、R9面〜R15面で負の第2レンズ群を、R16
面〜R18面で負の第3レンズ群を、R20面〜
R34面で正の第4レンズ群を形成する。R19面
は絞りである。第2図は第1図に於けるレンズの
各収差を示す図で、第2図Aは広角端、第2図B
は望遠端での収差図である。以下に、第1図に示
すズームレンズのデータを示すが、γは各面の曲
率半径、diは第i面と第i+1面の間の軸上間
隔、Vは分散、Nは屈折率を示す。
【表】
【表】
第3図は本発明に係るズームレンズの第2実施
例を示すレンズ断面図で、第3図Aは広角端、第
3図Bは望遠端でのレンズ状態を示す。第3図に
於いては、R1面〜R18面で第1レンズ群を、
R9面〜R15面で第2レンズ群を、R16面〜R18
面で第3レンズ群を、R20面〜R31面で第4レ
ンズ群を構成し、R19面は絞りである。第4図
Aは広角端での、第4図Bは望遠端での諸収差を
示す。以下に第2実施例のレンズデータを示す。
例を示すレンズ断面図で、第3図Aは広角端、第
3図Bは望遠端でのレンズ状態を示す。第3図に
於いては、R1面〜R18面で第1レンズ群を、
R9面〜R15面で第2レンズ群を、R16面〜R18
面で第3レンズ群を、R20面〜R31面で第4レ
ンズ群を構成し、R19面は絞りである。第4図
Aは広角端での、第4図Bは望遠端での諸収差を
示す。以下に第2実施例のレンズデータを示す。
【表】
【表】
第5図は本発明に係るズームレンズの第3実施
例を示すレンズ断面図であり、広角端でのレンズ
状態を示している。第3図に示すズームレンズに
於いては、R1面〜R8面で第1レンズ群を、R9面
〜R15面で第2レンズ群を、R16面〜R18面で第
3レンズ群を、R20面〜R36面で第4レンズ群を
構成し、R19面は絞りである。又R24面とR29面
には非球面が設けられていて、非球面の形状は第
6図に示す如く、非球面の頂点における近軸曲率
半径をγ、光軸上に光の進行方向に一致してX
軸、それと垂直方向で且つ非球面の頂点を通るY
軸を取つたとき、Y座標がHにおける偏量xは で表わされる。第(6)式に従つて上記R24面とR29
面を表わすと
例を示すレンズ断面図であり、広角端でのレンズ
状態を示している。第3図に示すズームレンズに
於いては、R1面〜R8面で第1レンズ群を、R9面
〜R15面で第2レンズ群を、R16面〜R18面で第
3レンズ群を、R20面〜R36面で第4レンズ群を
構成し、R19面は絞りである。又R24面とR29面
には非球面が設けられていて、非球面の形状は第
6図に示す如く、非球面の頂点における近軸曲率
半径をγ、光軸上に光の進行方向に一致してX
軸、それと垂直方向で且つ非球面の頂点を通るY
軸を取つたとき、Y座標がHにおける偏量xは で表わされる。第(6)式に従つて上記R24面とR29
面を表わすと
【表】
となる。第7図は第5図に示すズームレンズの諸
収差を示す図で、第7図Aは広角端、第7図Bは
望遠端に対応するものである。以下にレンズデー
タを示す。
収差を示す図で、第7図Aは広角端、第7図Bは
望遠端に対応するものである。以下にレンズデー
タを示す。
【表】
第1図A,Bは本発明に係るズームレンズの第
1実施例を示すレンズ断面図、第2図A,Bは第
1実施例の収差図、第3図A,Bは本発明に係る
ズームレンズの第2実施例を示すレンズ断面図、
第4図A,Bは第2実施例の収差図、第5図は本
発明に係るズームレンズの第3実施例を示すレン
ズ断面図、第6図は非球面の定義を説明する為の
図、第7図A,Bは第3実施例の収差図である。 ……第1レンズ群、……第2レンズ群、
……第3レンズ群、……第4レンス群。
1実施例を示すレンズ断面図、第2図A,Bは第
1実施例の収差図、第3図A,Bは本発明に係る
ズームレンズの第2実施例を示すレンズ断面図、
第4図A,Bは第2実施例の収差図、第5図は本
発明に係るズームレンズの第3実施例を示すレン
ズ断面図、第6図は非球面の定義を説明する為の
図、第7図A,Bは第3実施例の収差図である。 ……第1レンズ群、……第2レンズ群、
……第3レンズ群、……第4レンス群。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 物体側より、焦点合せの際に可動であり正の
パワーを有する第1レンズ群、ズーミングの際に
可動であり、それぞれ負のパワーを有する第2レ
ンズ群及び第3レンズ群、焦点合せ及びズーミン
グに際し固定の第4レンズ群が順次配され、広角
端から望遠端にかけてのズーミング時に上記第2
レンズ群は物体側より像面側にかけて単調に移動
し、同じく上記第3レンズ群は物体側に向けて往
復移動し、 f1FT/fT<1.1 |f1/f3|<1.9 |f3/f2|>2.5 但し、f1は第1レンズ群の焦点距離 fTは望遠端での全系の焦点距離 FTは望遠端での最大口径比 なる関係を満足し、又、第1レンズ群は物体側よ
り負レンズと複数枚の正レンズが順に配され、こ
の負レンズの各面と負レンズに続く正レンズの物
体側の面のパワーの和をPとすると、 0.43<|P・f1|<0.46 を満たすことを特徴とするズームレンズ。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3523678A JPS54127322A (en) | 1978-03-27 | 1978-03-27 | Zoom lens |
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