JPS62173419A - ズ−ムレンズ系 - Google Patents
ズ−ムレンズ系Info
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- JPS62173419A JPS62173419A JP61016512A JP1651286A JPS62173419A JP S62173419 A JPS62173419 A JP S62173419A JP 61016512 A JP61016512 A JP 61016512A JP 1651286 A JP1651286 A JP 1651286A JP S62173419 A JPS62173419 A JP S62173419A
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- Japan
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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
- G02B15/142—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 having two groups only
-
- 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
- G02B15/142—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 having two groups only
- G02B15/1421—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 having two groups only the first group being positive
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Lenses (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔利用分野〕
本発明はズームレンズ系に関し、特にレンズシャッター
カメラに適する小型なズームレンズ系に関する。
カメラに適する小型なズームレンズ系に関する。
従来この用途で提案されたズームレンズ系として特開昭
56−128911号記載の実施例が知られている。こ
れら、正レンズ群から成る第ルンズ群と負レンズ群から
成る第2レンズ群より構成し、広角端から望遠端に対し
て各群を像面側から物体側に移動させることにより。
56−128911号記載の実施例が知られている。こ
れら、正レンズ群から成る第ルンズ群と負レンズ群から
成る第2レンズ群より構成し、広角端から望遠端に対し
て各群を像面側から物体側に移動させることにより。
全系の焦点距離を変え、像面を一定に保つ構成がなされ
ていた。即ち第2負レンズ群の移動により変倍を行ない
、第1正レンズ群の移動により像面の位置補正を行なう
構成であった。一般にこの構成の特徴として、全系の最
大寸法となる望遠端の光学全長は、第2負レンズ群の移
動量によってほぼ決定されている。従って近年要望が高
まるレンズ系の小型化に対しては、この第2負レンズ群
の焦点距離を短かくして第2負レンズ群の移動量を低減
するのが望ましい。しかしながらこの手段を構じた場合
、レンズ系の結像性能としてズーミング中の球面収差、
コマ収差、非点収差の変動が増大することとズーム全域
で系差型歪曲収差の発生が大きくなる欠点を有していた
。従って結像性能を劣下させず、更に小型化することは
極めて困難な課題であった。一方、この様な課題に対し
、ズームレンズの新たな型態として特開昭59−106
18゜特開昭59−11671’ O、特開昭59−1
16711、特開昭59−116712等にて可変焦点
距離レンズの提案が行なわれている。しかしながら、特
にレンズシャッターカメラ用ズームレンズ系に適したパ
ワー配置の提言はなされておらず、該提案に於いて具体
的な構成を得ることは困難であった。
ていた。即ち第2負レンズ群の移動により変倍を行ない
、第1正レンズ群の移動により像面の位置補正を行なう
構成であった。一般にこの構成の特徴として、全系の最
大寸法となる望遠端の光学全長は、第2負レンズ群の移
動量によってほぼ決定されている。従って近年要望が高
まるレンズ系の小型化に対しては、この第2負レンズ群
の焦点距離を短かくして第2負レンズ群の移動量を低減
するのが望ましい。しかしながらこの手段を構じた場合
、レンズ系の結像性能としてズーミング中の球面収差、
コマ収差、非点収差の変動が増大することとズーム全域
で系差型歪曲収差の発生が大きくなる欠点を有していた
。従って結像性能を劣下させず、更に小型化することは
極めて困難な課題であった。一方、この様な課題に対し
、ズームレンズの新たな型態として特開昭59−106
18゜特開昭59−11671’ O、特開昭59−1
16711、特開昭59−116712等にて可変焦点
距離レンズの提案が行なわれている。しかしながら、特
にレンズシャッターカメラ用ズームレンズ系に適したパ
ワー配置の提言はなされておらず、該提案に於いて具体
的な構成を得ることは困難であった。
〔発明が解決しようとしている問題点〕本発明の目的は
上述の問題点を解決し、結像性能を良好に保ち、かつレ
ンズシャッターカメラの如き小型カメラに最適な小型の
ズームレンズ系を提供することにある。
上述の問題点を解決し、結像性能を良好に保ち、かつレ
ンズシャッターカメラの如き小型カメラに最適な小型の
ズームレンズ系を提供することにある。
本発明に係るズームレンズ系は、前群を正レンズ群、後
群を少なくとも1つの面形状可変素子を含むレンズ群よ
り構成し、広角端から望遠端へ変化する際、各群とも像
面側から物体側に移動させると共に、前記面形状可変素
子の曲率半径を変化させる事により広角端の後のパワー
をψ2、望遠端での後群のパワーをψ2+Δψ2とする
時、Δψ2を負とする条件を満足させる411により上
記目的を達成するものである。
群を少なくとも1つの面形状可変素子を含むレンズ群よ
り構成し、広角端から望遠端へ変化する際、各群とも像
面側から物体側に移動させると共に、前記面形状可変素
子の曲率半径を変化させる事により広角端の後のパワー
をψ2、望遠端での後群のパワーをψ2+Δψ2とする
時、Δψ2を負とする条件を満足させる411により上
記目的を達成するものである。
前記条件は特開昭56−128911に開示される、テ
レホト型の基本構成を選択した際。
レホト型の基本構成を選択した際。
後群の移動量を低減させるのに有効な条件である。即ち
、今仮りに、全系の広角端及び望遠端に於けるパワーを
各々ψW、ψT、前群のパワーをψ1.後群の広角端の
パワーをψ2、望・卓端のパワーをψ2+Δψ2、可変
屈折カレンスを配した際の広角端及び望遠端の主へ間隔
を各々ew、e’r、広角端で同一パワー配置とし、ズ
ーミング中後群のパワーを変化させないと1、た時に必
要となる望遠端での主点間隔をeτ′とすると、以下の
条件が導ひける。即ちψ7=ψ1+ψ2−Cpwψ1ψ
2 −−−−(1)tJ7=ψ1+(ψ2
+Δψ2)−erψ1(ψ2+Δψ2) −−−−(2
)ψ丁=ψ1+ψ2−eT′ψt Q 2
−−−− (3)これより ew−e7’=−(ψ7−ψT)/ψ1ψ2 (>O
) −−−−(4)eW−e7=−(ψ7−ψT)
/ψ1ψ2−(1−erψ1)Δψ2/「ハ1fハつ
rゝ)n)
−−−−(5)となり、可変屈折力レンズ
を用いた場合とそうでない場合の後群の移動量の差Δは
、広角端のバックフォーカスが共通であるから(4)式
と(5)式の差となり結局 Δ= (ew−eT’)−(ew−e7)=(L−e7
ψ1)Δψ2/ψ1ψ2 となる。ここでテレホト型の基本構成を前提とするなら
ば、ψl>O1ψ2<o、また1−e7ψ1は後群の前
で前群が1回結像させない一般的な構成では正の値とな
る為、Δψ2を負とすることによりΔ〉O1即ち後レン
ズ群の移動量の低減が可能となる。
、今仮りに、全系の広角端及び望遠端に於けるパワーを
各々ψW、ψT、前群のパワーをψ1.後群の広角端の
パワーをψ2、望・卓端のパワーをψ2+Δψ2、可変
屈折カレンスを配した際の広角端及び望遠端の主へ間隔
を各々ew、e’r、広角端で同一パワー配置とし、ズ
ーミング中後群のパワーを変化させないと1、た時に必
要となる望遠端での主点間隔をeτ′とすると、以下の
条件が導ひける。即ちψ7=ψ1+ψ2−Cpwψ1ψ
2 −−−−(1)tJ7=ψ1+(ψ2
+Δψ2)−erψ1(ψ2+Δψ2) −−−−(2
)ψ丁=ψ1+ψ2−eT′ψt Q 2
−−−− (3)これより ew−e7’=−(ψ7−ψT)/ψ1ψ2 (>O
) −−−−(4)eW−e7=−(ψ7−ψT)
/ψ1ψ2−(1−erψ1)Δψ2/「ハ1fハつ
rゝ)n)
−−−−(5)となり、可変屈折力レンズ
を用いた場合とそうでない場合の後群の移動量の差Δは
、広角端のバックフォーカスが共通であるから(4)式
と(5)式の差となり結局 Δ= (ew−eT’)−(ew−e7)=(L−e7
ψ1)Δψ2/ψ1ψ2 となる。ここでテレホト型の基本構成を前提とするなら
ば、ψl>O1ψ2<o、また1−e7ψ1は後群の前
で前群が1回結像させない一般的な構成では正の値とな
る為、Δψ2を負とすることによりΔ〉O1即ち後レン
ズ群の移動量の低減が可能となる。
尚、後述の実施例かられかる様に、広角端における後群
のパワーψ2は正あるいは負の値が取り得るものである
が、望遠端における後群のパワーψ2+Δψ2は負の値
となる。
のパワーψ2は正あるいは負の値が取り得るものである
が、望遠端における後群のパワーψ2+Δψ2は負の値
となる。
次に、本発明に係る可変屈折力レレンズを更に有効に活
用する条件として、後群の最も物体側に設けることが望
ましい、即ち、一般に後群では物体よりの面はど近軸瞳
光線の高さが高い為、少ない屈折力変化で変倍を増大す
る効果が得られることと、後群はコマ収差、非点収差等
の軸外収差の負担量が大きい為、虹彩絞りに近い配置に
設ける程、パワー変化の効果が特に軸外収差に大きな悪
影響を与えることがない為である。更にレンズシャッタ
カメラの仕様に対して最適な結像性能と小型化を満足す
る条件として以下の条件を満足することが望ましい。
用する条件として、後群の最も物体側に設けることが望
ましい、即ち、一般に後群では物体よりの面はど近軸瞳
光線の高さが高い為、少ない屈折力変化で変倍を増大す
る効果が得られることと、後群はコマ収差、非点収差等
の軸外収差の負担量が大きい為、虹彩絞りに近い配置に
設ける程、パワー変化の効果が特に軸外収差に大きな悪
影響を与えることがない為である。更にレンズシャッタ
カメラの仕様に対して最適な結像性能と小型化を満足す
る条件として以下の条件を満足することが望ましい。
即ち、
(a ) 0.5 <ψ1/ψW < 1.2
(b ) −0,6<ψ2/ψW < 0.2(
c) −0,8<Δψ2/ψW < −0,、2
但し、記号は先に用いたものと同一でψ1は前群のパワ
ー、ψWは広角端に於ける全系のパワー、ψ2は後群の
広角端に於けるパワー、Δψ2は後群の広角端から望遠
端に至る間のパワー変化量を示す。
(b ) −0,6<ψ2/ψW < 0.2(
c) −0,8<Δψ2/ψW < −0,、2
但し、記号は先に用いたものと同一でψ1は前群のパワ
ー、ψWは広角端に於ける全系のパワー、ψ2は後群の
広角端に於けるパワー、Δψ2は後群の広角端から望遠
端に至る間のパワー変化量を示す。
これらの式はいずれも広角端のパワーで正規化しており
、(a)式は前群の最適なパワーを示している。即ち(
a)式の下限値を下まわると、前群の焦点距離が長くな
ったことに相当し、変倍を司どる後群に対する物点位首
が像面よりに長くなってしまう為、広角端に於ける主点
間隔を“広くとる必要が生じ、結果として最も像面より
のレンズ口径の増大を生じ、バックフォーカスの必要量
確保が困難となる。また、(a)式の上限値を越えると
、前群自体のF値が増大し球面収差の劣下をともない、
これを改善する為に構成枚数の増大や前群の肉厚の増大
を引起し、小型化が困難となる。(b)式は同じく広角
端に於ける後群の最適なパワーを示している。即ち(b
)式の下限値を下まわると後群の相対的な焦点距離が短
かくなることに対応し、全系として非対称なバランスが
強くなりすぎる為、コマ収差と糸巻き型歪曲の劣下が著
しくなる。また上限値を越えると、本来の目的である望
遠端の光学全長の短縮化に対し、必要となる面形状可変
素子のパワー変化量を極めて大きくしないと目的を達せ
ず、その際に面形状可変素子の負担する収差量、特に球
面収差とコマ収差のズーミングにともなう変動量が大き
く補正が困難となる。(C)式は面形状可変素子の最適
なパワー変化量を示している。即ち、上限値を上まわる
とやはり本来の目的である望遠端の光学全長の短縮化に
対し、パワー変化量が小ざすぎる為、後群の移動量の低
減が不充分となり小型化に大きな効果を得ることができ
ず、下限値を下まわると面形状可変素子の負担する収差
量、特に球面収差とコマ収差の変動量が大きく、この補
正が極めて困難となる。
、(a)式は前群の最適なパワーを示している。即ち(
a)式の下限値を下まわると、前群の焦点距離が長くな
ったことに相当し、変倍を司どる後群に対する物点位首
が像面よりに長くなってしまう為、広角端に於ける主点
間隔を“広くとる必要が生じ、結果として最も像面より
のレンズ口径の増大を生じ、バックフォーカスの必要量
確保が困難となる。また、(a)式の上限値を越えると
、前群自体のF値が増大し球面収差の劣下をともない、
これを改善する為に構成枚数の増大や前群の肉厚の増大
を引起し、小型化が困難となる。(b)式は同じく広角
端に於ける後群の最適なパワーを示している。即ち(b
)式の下限値を下まわると後群の相対的な焦点距離が短
かくなることに対応し、全系として非対称なバランスが
強くなりすぎる為、コマ収差と糸巻き型歪曲の劣下が著
しくなる。また上限値を越えると、本来の目的である望
遠端の光学全長の短縮化に対し、必要となる面形状可変
素子のパワー変化量を極めて大きくしないと目的を達せ
ず、その際に面形状可変素子の負担する収差量、特に球
面収差とコマ収差のズーミングにともなう変動量が大き
く補正が困難となる。(C)式は面形状可変素子の最適
なパワー変化量を示している。即ち、上限値を上まわる
とやはり本来の目的である望遠端の光学全長の短縮化に
対し、パワー変化量が小ざすぎる為、後群の移動量の低
減が不充分となり小型化に大きな効果を得ることができ
ず、下限値を下まわると面形状可変素子の負担する収差
量、特に球面収差とコマ収差の変動量が大きく、この補
正が極めて困難となる。
尚、実施例においては、前後群の2群から成るズームレ
ンズを示しているが、特願昭59−1、88585号、
特願昭59−188586号で提案している様に前後群
の間あるいは後群の像側に後群のパワーを負担する負の
固定群を設けることもある。また実施例では1つの屈折
率のみを変形しているが、1つの素子の両面を変形させ
ることもできるし、もっと多数の面を変形させることも
できる。
ンズを示しているが、特願昭59−1、88585号、
特願昭59−188586号で提案している様に前後群
の間あるいは後群の像側に後群のパワーを負担する負の
固定群を設けることもある。また実施例では1つの屈折
率のみを変形しているが、1つの素子の両面を変形させ
ることもできるし、もっと多数の面を変形させることも
できる。
更に、本発明に係る面形状可変素子としての素材に関し
ては、透明性、均質性、力学特性等の面からシリコンゴ
ムが適している為、d線の屈折率nd=1.4059、
v d = 52.5を用いて設計した。前記素子に関
する成型法、及び駆動法等は特開昭60−84502号
、特開昭60−111201号、特開昭60−1148
02号、特開昭60−114804号、特開昭60−1
14805号、特開昭60−220301号等により実
現される。前記素子を用いた場合に中心肉厚の変化を一
般に伴ない、その傾向は正のパワー変化即ち面形状とし
て凸のパワーを付加する場合に中心肉厚が増し、負のパ
ワー変化では逆の現象を定性的に伴なう。従って実施例
ではこれを考慮し面形状可変素子の中心肉厚を多少変化
させて設計を行なっている。
ては、透明性、均質性、力学特性等の面からシリコンゴ
ムが適している為、d線の屈折率nd=1.4059、
v d = 52.5を用いて設計した。前記素子に関
する成型法、及び駆動法等は特開昭60−84502号
、特開昭60−111201号、特開昭60−1148
02号、特開昭60−114804号、特開昭60−1
14805号、特開昭60−220301号等により実
現される。前記素子を用いた場合に中心肉厚の変化を一
般に伴ない、その傾向は正のパワー変化即ち面形状とし
て凸のパワーを付加する場合に中心肉厚が増し、負のパ
ワー変化では逆の現象を定性的に伴なう。従って実施例
ではこれを考慮し面形状可変素子の中心肉厚を多少変化
させて設計を行なっている。
以上の様に本発明によれば諸収差を良好に補正した状態
で望遠端の光学全長の短かいレンズシャッターカメラに
適するズームレンズ系を達成することができる。
で望遠端の光学全長の短かいレンズシャッターカメラに
適するズームレンズ系を達成することができる。
以下、実施例を示す。
第1図は、上記条件にかなう本発明の第1実施例の断面
図であり表−1はそのレンズ構成パラメータを示す。第
1図においてLlが前群。
図であり表−1はそのレンズ構成パラメータを示す。第
1図においてLlが前群。
L2が後群であり、L2中最も物体側の面が面形状可変
素子で構成している。またA1は虹彩絞り、A2はフレ
ア絞りである。先に用いた記号でその構成を述べると ψw = 0.0278 ψl = 0.0271 ψ2=−0,0117 Δψ2=−0,0153 に選定し、 ψ1/ψW = 0.98 ψ2/ψW = −0,42 Δψ2/ψW = −0,55 の値に選定している。
素子で構成している。またA1は虹彩絞り、A2はフレ
ア絞りである。先に用いた記号でその構成を述べると ψw = 0.0278 ψl = 0.0271 ψ2=−0,0117 Δψ2=−0,0153 に選定し、 ψ1/ψW = 0.98 ψ2/ψW = −0,42 Δψ2/ψW = −0,55 の値に選定している。
また表−1中に示した様に実施例1ではR14は非球面
であり、これにより特に歪曲収差と非点収差の補正を、
さらに良好に行なっている。尚非球面形状は光軸方向に
X軸、これと垂直な方向にY軸、物体から像面に向かう
方向を正として、レンズの面頂点とX軸の交点を原点に
とり、R′Ie近軸曲率半径A、B、C,D、E、A’
、B′、C’ 、D’を非球面係数とするとき、便宜
上以下の式で表わされるとしている。
であり、これにより特に歪曲収差と非点収差の補正を、
さらに良好に行なっている。尚非球面形状は光軸方向に
X軸、これと垂直な方向にY軸、物体から像面に向かう
方向を正として、レンズの面頂点とX軸の交点を原点に
とり、R′Ie近軸曲率半径A、B、C,D、E、A’
、B′、C’ 、D’を非球面係数とするとき、便宜
上以下の式で表わされるとしている。
X= (1/R) Y2 Q+v/T”TY7酊で一1
+AY 2 +BY4 +Cy 6 +DY 8 +E
YIO+−−−−−+A′IYI3+B′1Y15+c
’ lyl 7+D’ IY19+−−−−
+AY 2 +BY4 +Cy 6 +DY 8 +E
YIO+−−−−−+A′IYI3+B′1Y15+c
’ lyl 7+D’ IY19+−−−−
第1図、第3図、第5図、第7図は順に本発明の実施例
1,2.3.4のレンズ断面図。 第2図、第4図、第6図、第8図は順に実施例1.2,
3.4の広角端、中間、望遠端における諸収差図。 図中、Llは前群、L2は後群、vsは形状可変面、A
1は虹彩絞り、6Mはメリディオナル像面、ΔSはサジ
タル像面である。
1,2.3.4のレンズ断面図。 第2図、第4図、第6図、第8図は順に実施例1.2,
3.4の広角端、中間、望遠端における諸収差図。 図中、Llは前群、L2は後群、vsは形状可変面、A
1は虹彩絞り、6Mはメリディオナル像面、ΔSはサジ
タル像面である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)前群を正レンズ群、後群を少なくとも1面の面形
状可変素子を含むレンズ群より構成し、広角端から望遠
端にかけて前群、後群ともに像面側から物体側に移動さ
せると同時に前記面形状可変素子の曲率半径を変化させ
、第2レンズ群の広角端のパワーをψ_2、望遠端のパ
ワーをψ_2+Δψ_2とする時、Δψ_2を負とする
ことを特徴とするズームレンズ系。 (2)前記面形状可変素子を後レンズ群中最も物体側に
設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のズ
ームレンズ系。 (3)前記前群のパワーをψ_1、広角端に於ける全系
のパワーをψ_w、同じく広角端に於ける前記後群のパ
ワーをψ_2、望遠端に於けるパワーをψ_2+Δψ_
2とする時、以下の条件を満足することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のズームレンズ系。 (a)0.5<ψ_1/ψ_w<1.2 (b)−0.6<ψ_2/ψ_w<0.2 (c)−0.8<Δψ_2/ψ_w<−0.2(4)前
記後群の望遠端のパワーψ_2+Δψ_2は負である特
許請求の範囲第1項記載のズームレンズ系。 (5)前記面形状可変素子より物体側に全系のFナンバ
ーを決定する虹彩絞りが配されている特許請求の範囲第
1項記載のズームレンズ系。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61016512A JPS62173419A (ja) | 1986-01-28 | 1986-01-28 | ズ−ムレンズ系 |
US07/003,461 US4874230A (en) | 1986-01-28 | 1987-01-15 | Zoom lens with a variable power lens element |
DE19873702351 DE3702351A1 (de) | 1986-01-28 | 1987-01-27 | Varioobjektiv mit einem objektivglied von veraenderlicher vergroesserung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61016512A JPS62173419A (ja) | 1986-01-28 | 1986-01-28 | ズ−ムレンズ系 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPS62173419A true JPS62173419A (ja) | 1987-07-30 |
Family
ID=11918323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP61016512A Pending JPS62173419A (ja) | 1986-01-28 | 1986-01-28 | ズ−ムレンズ系 |
Country Status (3)
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- 1986-01-28 JP JP61016512A patent/JPS62173419A/ja active Pending
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1987
- 1987-01-15 US US07/003,461 patent/US4874230A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-01-27 DE DE19873702351 patent/DE3702351A1/de active Granted
Patent Citations (2)
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Also Published As
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