发明名称 变焦镜头
摘要 揭示一种变焦镜头,包含一前透镜群具有第一、第二与第三透镜单元,总共至少三个透镜单元,且其对于宽角度端之整个折射光焦度是正的;及一后透镜群具有正折射光焦度的一个透镜单元与负折射光焦度的另一个透镜单元,其中当从宽角度端变焦至远摄照相端时,第一、第二与第三透镜单元全部轴向地移动,其关系使得前透镜群之整个折射光焦度,当在远摄照相端时比当在宽角度端时弱,且后透镜群中的透镜单元全部轴向地移动,其关系使得其间隔变窄。
申请公布号 TW258791 申请公布日期 1995.10.01
申请号 TW083106377 申请日期 1994.07.13
申请人 佳能股份有限公司 发明人 三诚;加藤隆志;西尾彰宏
分类号 G02B15/20 主分类号 G02B15/20
代理机构 代理人 林敏生 台北巿南京东路二段一二五号七楼伟成第一大楼
主权项 1.一种变焦镜头包含:具有第一、第二与第三透镜单元从物体侧以此顺序排列之前透镜群,其对于宽角度端之整个折射光焦度是正的;及一后透镜群具有正折射光焦度的透镜单元与负折射光焦度的透镜单元,其中当从宽角度端变焦至远摄照相端时,在该前透镜群中之透镜单元之间的间隔改变,使得该前透镜群之整个折射光焦度,当在远摄照相端时比当在宽角度端时弱,且该正透镜单元与该负透镜单元之间的间隔变窄,第i个透镜单元之焦距以fi来表示,整个透镜系统之最短的焦距以fW来表示,而第i个透镜单元之宽角度端的侧倍率以iW来表示,满足:0.5<|f5/fW|<1.51.1<5W<1.72.如申请专利范围第1项之变焦镜头,其中该第一与该第二透镜单元之宽角度端的整个焦距是负的,而该第三透镜单元之折射光焦度是正的。3.如申请专利范围第2项之变焦镜头,满足以下条件:0.2<fWC123WC<1.00.6<f3/fW<2.2其中123W是该前透镜群之宽角度端的整个焦距。4.如申请专利范围第3项之变焦镜头,其中该前透镜群具有:负折射光焦度之第一透镜单元、负折射光焦度之第二透镜单元与正折射光焦度之第三透镜单元,藉此当从宽角度端变焦至远摄照相端时,该透镜单元轴向地移动,其关系使得该第一与该第二透镜单元之间的间隔减小,而该第二与该第三透镜单元之间的间隔增加。5.如申请专利范围第3项之变焦镜头,其中该前透镜群具有:负折射光焦度之第一透镜单元、负折射光焦度之第二透镜单元与正折射光焦度之第三透镜单元,藉此当从宽角度端变焦至远摄照相端时,该透镜单元轴向地移动,其关系使得该第一与该第二透镜单元之间的间隔增加,而该第二与该第三透镜单元之间的间隔减小。6.如申请专利范围第3项之变焦镜头,其中该前透镜群具有:正折射光焦度之第一透镜单元、负折射光焦度之第二透镜单元与正折射光焦度之第三透镜单元,藉此当从宽角度端变焦至远摄照相端时,该透镜单元轴向地移动,其关系使得该第一与该第二透镜单元之间的间隔增加,而该第二与该第三透镜单元之间的间隔减小。7.如申请专利范围第2项之变焦镜头,其中该第一与该第三透镜单元于变焦期间是一致地移动。8.一种变焦镜头包含:一前透镜群具有正折射光焦度之第一透镜单元、负折射光焦度之第二透镜单元与正折射光焦度之第三透镜单元,从物体侧以此顺序排列,对于宽角度端其整个折射光焦度是正的;及一后透镜群具有正透镜单元与负透镜单元,其中当从宽角度端变焦至远摄照相端时,该第一、该第二与该第三透镜单元轴向地移动,其关系使得整个折射光焦度,当在远摄照相端时比当在宽角度端时弱,且该正透镜单元与该负透镜单元轴向地移动,其关系使得其间的间隔变窄,第i个透镜单元之焦距以fi来表示,整个透镜系统之最短的焦距以fW来表示,而第i个透镜单元之宽角度端的侧倍率以iW来表示,满足:0.45<|f5/fW|<1.51.1<5W<1.99.如申请专利范围第8项之变焦镜头,其中当从宽角度端变焦至远摄照相端时,该第一、该第二与该第三透镜单元全部轴向地移向物体侧,其关系使得该第一与该第二透镜单元之间的间隔增加,而该第二与该第三透镜单元之间的间隔减小。10.如申请专利范围第9项之变焦镜头,满足以下条件:0.3<fWC123WC<1.20.6<|f2/fW<3.0其中123W是该前透镜群之宽角度端的整个焦距。11.一种变焦镜头包含:一前透镜群具有负折射光焦度之第一透镜单元、正折射光焦度之第二透镜单元与正折射光焦度之第三透镜单元,从物体侧以此顺序排列,对于宽角度端其整个折射光焦度是正的;及一后透镜群具有正透镜单元与负透镜单元,其中当从宽角度端变焦至远摄照相端时,该第一、该第二与该第三透镜单元轴向地移动,其关系使得该前透镜群之整个折射光焦度,当在远摄照相端时比当在宽角度端时弱,且该正透镜单元与该负透镜单元轴向地移动,其关系使得其间的间隔变窄。12.如申请专利范围第11项之变焦镜头,其中第i个透镜单元之焦距以fi来表示,整个透镜系统之最短的焦距以fW来表示,而第i个透镜单元之宽角度端的侧倍率以iW来表示,满足:0.4<|f5/fW|<1.51.1<5W<1.913.如申请专利范围第11项之变焦镜头,其中当从宽角度端变焦至远摄照相端时,透镜单元以一关系移动,使得该第一与该第二透镜单元之间的间隔减小,而该第二与该第三透镜单元之间的间隔增加。14.如申请专利范围第12项之变焦镜头,满足以下条件:0.3<fWC123WC<1.80.6<f3/fW<2.5其中123W是该前透镜群之宽角度端的整个焦距。15.一种变焦镜头包含:一前透镜群具有负折射光焦度之第一透镜单元、负折射光焦度之第二透镜单元与正折射光焦度之第三透镜单元,从物体侧以此顺序排列,对于宽角度端其整个折射光焦度是正的;及一后透镜群具有正透镜单元与负透镜单元,其中当从宽角度端变焦至远摄照相端时,该第一、该第二与该第三透镜单元轴向地移动,其关系使得该前透镜群之整个折射光焦度,当在远摄照相端时比当在宽角度端时弱,且该正透镜单元与该负透镜单元轴向地移动,其关系使得其间的间隔变窄。16.如申请专利范围第15项之变焦镜头,其中第i个透镜单元之焦距以fi来表示,整个透镜系统之最短的焦距以fW来表示,而第i个透镜单元之宽角度端的侧倍率以iW来表示,满足:0.5<|f5/fW|<1.51.1<5W<1.817.如申请专利范围第15项之变焦镜头,其中当从宽角度端变焦至远摄照相端时,透镜单元以一关系移动,使得该第一与该第二透镜单元之间的间隔增加,而该第二与该第三透镜单元之间的间隔减小。18.如申请专利范围第16项之变焦镜头,满足以下条件:0.3<fWC123WC<0.90.6<f3/fW<2.0其中123W是该前透镜群之宽角度端的整个焦距。19.一种变焦镜头包含:从前至后,一正折射光焦度之第一透镜单元、一负折射光焦度之第二透镜单元、一正折射光焦度之第三透镜单元、一正折射光焦度之第四透镜单元与一负折射光焦度之第五透镜单元,其中全部的该透镜单元,当在远摄照相端时比当在宽角度端时,取更前面的位置,对于宽角度端第i个透镜单元与第i+1个透镜单元之间的间隔以DiW来表示,对于远摄照相端第i个透镜单元与第i+1个透镜单元之间的间隔以DiT来表示,整个系统之最短与最长的焦距分别以fW与fT来表示,在整个系统之焦距为对于变焦位置,该第一与该第二透镜单元之间的间隔以D1M来表示,满足以下条件:D1W<D1MD1T<D1MD2W<D2TD3W<D3TD4W<D4T20.如申请专利范围第19项之变焦镜头,满足以下条件:0.45<|f5/fW|<1.51.1<5W<1.9其中f5是该第五透镜单元之焦距,而5W是该第五透镜单元之宽角度端的侧倍率。21.如申请专利范围第20项之变焦镜头,满足以下条件:0.3<fWC123WC<1.20.6<|f2/fW|<3.0其中123W是该第一、该第二与该第三透镜单元之宽角度端的整个折射光焦度,而f2是该第二透镜单元之焦距。22.一种变焦镜头包含:从前至后,一负折射光焦度之第一透镜单元、一正折射光焦度之第二透镜单元、一负折射光焦度之第三透镜单元、一正折射光焦度之第四透镜单元与一负折射光焦度之第五透镜单元,其中全部的该透镜单元轴向地移动,其关系使得当从宽角度端变焦时,在远摄照相端该第一与该第二透镜单元之间的间隔较短,该第二与该第三透镜单元之间的间隔较长,该第三与第四透镜单元之间的间隔较长,而该第四与该第五透镜单元之间的间隔较短。23.如申请专利范围第22项之变焦镜头,满足以下条件:|1/3W|≦1.0|1/3T|≦1.0其中3W与3T分别为该第三透镜单元之宽角度端与远摄照相端的侧倍率。24.如申请专利范围第23项之变焦镜头,其中第i个透镜单元之焦距以fi来表示,整个透镜系统之最短与最长的焦距分别以fW与fT来表示,满足:0.27<f2/CfW0.2<f4/CfW25.一种变焦镜头包含:从前至后,一负折射光焦度之第一透镜单元、一正折射光焦度之第二透镜单元、一负折射光焦度之第三透镜单元、一正折射光焦度之第四透镜单元与一负折射光焦度之第五透镜单元,其中对于宽角度端第i个透镜单元与第i+1个透镜单元之间的间隔以DiW来表示,对于远摄照相端第i个透镜单元与第i+1个透镜单元之间的间隔以DiT来表示,满足以下条件:D1T-D1W<00<D2T-D2WD3T-D3W<0D4T-D4W<026.如申请专利范围第25项之变焦镜头,其中第i个透镜单元之焦距以fi来表示,整个透镜系统之最短与最长的焦距分别以fW与fT来表示,对于宽角度端与远摄照相端之后焦距分别以bfW与bfT来表示,满足以下条件:0.5<(fW(bfT-f5))/(fT(bfW-f5))<0.9527.如申请专利范围第25或26项之变焦镜头,其中第i个透镜单元之焦距以fi来表示,整个透镜系统之最短的焦距以fW来表示,满足以下条件:0.75<|f1|/fW<2.20.48<f2/fW<1.30.41<|f5|/fW<1.328.如申请专利范围第26项之变焦镜头,其中取从影像侧至物体侧之移动方向为正的,第i个透镜单元之变焦移动以Mi来表示,满足以下条件:0<M10<M329.如申请专利范围第25项之变焦镜头,其中该第二与该第四透镜单元各具有胶合物镜。30.一种变焦镜头包含:从前至后,一正折射光焦度之第一透镜单元、一负折射光焦度之第二透镜单元、一正折射光焦度之第三透镜单元、一负折射光焦度之第四透镜单元、与一正折射光焦度之第五透镜单元与一负折射光焦度之第六透镜单元,其中对于宽角度端第i个透镜单元与第j个透镜单元之间的间隔以DC_W(i-j)C来表示,对于远摄照相端第i个透镜单元与第j个透镜单元之间的间隔以DC_T(i-j)C来表示,满足以下条件:DC_W(2-3)C>DC_T(2-3)CDC_W(3-4)C<DC_T(3-4)CDC_W(4-5)C<DC_T(4-5)CDC_W(5-6)C>DC_T(5-6)C31.如申请专利范围第30项之变焦镜头,其中当在宽角度端时,该第一与该第二透镜单元之整个折射光焦度是负的。32.如申请专利范围第31项之变焦镜头,满足以下条件:|1/4W|<1.0|1/4T|<1.0其中4W:该第四透镜单元之宽角度端的侧倍率;及4T:该第四透镜单元之远摄照相端的侧倍率。33.如申请专利范围第32项之变焦镜头,满足以下条件:0.3<f3/(fWfT)C^1/2C<0.80.2<f5/(fWfT)C^1/2C<0.6其中fi:第i个透镜单元之焦距;fW:最短的焦距;及fT:最长的焦距。34.如申请专利范围第30项之变焦镜头,其中该第一、该第二与该第六透镜单元之直径大于该第三、该第四与该第五透镜单元之直径。35.如申请专利范围第30项之变焦镜头,其中该第二透镜单元具有至少一负的透镜具有一凹表面面向影像侧,该第四透镜单元具有至少一负的透镜具有一凹表面面向物体侧,该第五透镜单元具有至少一正的透镜具有一强凸表面面向影像侧,该第六透镜单元具有至少一负的透镜具有一强凹表面面向物体侧。36.一种变焦镜头包含:从前至后,一负折射光焦度之第一透镜单元、一正折射光焦度之第二透镜单元、一负折射光焦度之第三透镜单元,该第二透镜单元具有第一组件2a、第二组件2b、第三组件2c与第四组件2d,总共四个组件,其中在该第二透镜单元中之该四个组件的空气间隔是做成可改变的,以改变影像倍率,该第二透镜单元之宽角度端与远摄照相端的整个折射光焦度分别以f2W与f2T来表示,满足以下条件:f2W<f2T37如申请专利范围第36项之变焦镜头,其中对于宽角度端,该第二透镜单元是做成:一前次单元2F包含该第一与该第二组件2a与2b且其整个折射光焦度是正的;及一后次单元2R包含负折射光焦度之该第三组件2c与正折射光焦度之该第四组件2d且其整个折射光焦度是正的。38.如申请专利范围第36项之变焦镜头,满足以下条件:0.9≦|fW/f3|≦2.21.0≦fW/f2W≦1.8其中f3是该第三透镜单元之焦距,而fW是整个系统之最短的焦距。39.如申请专利范围第37项之变焦镜头,满足以下条件:0.5≦fW/f2FW≦1.70.5≦fW/f2RW≦1.5其中f2FW与f2RW分别为,在整个系统之最短焦距,该前与该后次单元2F与2R之整个折射光焦度,而fW是整个系统之最短焦距。40.如申请专利范围第37项之变焦镜头,满足以下条件:DWC_c-dC<DTC_c-dC其中DWC_c-dC与DTC_c-dC分别为在该第三与该第四组件2c与2d之间,对于宽角度端与远摄照相端的空气间隔。41.如申请专利范围第37项之变焦镜头,其中该第一组件2a具有一正折射光焦度,而该第二组件2b具有一正折射光焦度。42.如申请专利范围第37项之变焦镜头,其中该第一组件2a具有一正折射光焦度,而该第二组件2b具有一负折射光焦度。43.如申请专利范围第37项之变焦镜头,其中该第一组件2a具有一负折射光焦度,而该第二组件2b具有一正折射光焦度。44.如申请专利范围第39项之变焦镜头,满足以下条件:|1/WC_2cC|<1.0|1/TC_2cC|<1.0其中WC_2cC与TC_2cC分别为该第三组件2c之宽角度端与远摄照相端的侧倍率。45.如申请专利范围第36项之变焦镜头,满足以下条件:-0.6<2W<-0.1其中2W是该第二透镜单元之宽角度端的侧倍率。46.如申请专利范围第37项之变焦镜头,进一步包括一停止,摆设于该前与该后次单元之间的空间中,以随着变焦而移动。47.如申请专利范围第37项之变焦镜头,其中当从宽角度端变焦至远摄照相端时,该第一透镜单元、该第二透镜单元中之该四个组件与该第三透镜单元全部轴向地向前移动。图1是一图形用于说明本发明之变焦镜头的傍轴折射光焦度安排;图2是一图形用于说明本发明之另一变焦镜头的傍轴折射光焦度安排;图3是一图形用于说明本发明之更另一变焦镜头的傍轴折射光焦度安排;图4是本发明之例子1在宽角度端的透镜方块图;图5是本发明之例子2在宽角度端的透镜方块图;图6是本发明之例子3在宽角度端的透镜方块图;图7是本发明之例子4在宽角度端的透镜方块图;图8是本发明之例子5在宽角度端的透镜方块图;图9是本发明之例子6在宽角度端的透镜方块图;图10是本发明之例子7在宽角度端的透镜方块图;图11是本发明之例子8在宽角度端的透镜方块图;图12是本发明之例子9在宽角度端的透镜方块图;图13是本发明之例子10在宽角度端的透镜方块图;图14是本发明之例子11在宽角度端的透镜方块图;图15是本发明之例子12在宽角度端的透镜方块图;图16(A)、16(B)与16(C)是本发明之例子1的许多不同像差之图形;图17(A)、17(B)与17(C)是本发明之例子2的许多不同像差之图形;图18(A)、18(B)与19(C)是本发明之例子3的许多不同像差之图形;图19(A)、19(B)与19(C)是本发明之例子4的许多不同像差之图形;图20(A)、20(B)与20(C)是本发明之例子5的许多不同像差之图形;图21(A)、21(B)与21(C)是本发明之例子6的许多不同像差之图形;图22(A)、22(B)与22(C)是本发明之例子7的许多不同像差之图形;图23(A)、23(B)与23(C)是本发明之例子8的许多不同像差之图形;图24(A)、24(B)与24(C)是本发明之例子9的许多不同像差之图形;图25(A)、25(B)与25(C)是本发明之例子10的许多不同像差之图形;图26(A)、26(B)与26(C)是本发明之例子11的许多不同像差之图形;图27(A)、27(B)与27(C)是本发明之例子12的许多不同像差之图形;图28是一图形指出本发明之变焦镜头的傍轴折射光焦度安排;图29是本发明之例子13在宽角度端的方块图;图30是本发明之例子14在宽角度端的方块图;图31是本发明之例子15在宽角度端的方块图;图32是本发明之例子16在宽角度端的方块图;图33是本发明之例子17在宽角度端的方块图;图34是本发明之例子18在宽角度端的方块图;图35(A)、35(B)与35(C)是例子13的许多不同像差之图形;图36(A)、36(B)与36(C)是例子14的许多不同像差之图形;图37(A)、37(B)与37(C)是例子15的许多不同像差之图形;图38(A)、38(B)与38(C)是例子16的许多不同像差之图形;图39(A)、39(B)与39(C)是例子17的许多不同像差之图形;图40(A)、40(B)与40(C)是例子18的许多不同像差之图形;图41是一图形指出本发明之变焦镜头的傍轴折射光焦度安排;图42是一图形指出本发明之另一变焦镜头的傍轴折射光焦度安排;图43是本发明之例子19在宽角度端的方块图;图44是本发明之例子20在宽角度端的方块图;图45是本发明之例子21在宽角度端的方块图;图46是本发明之例子22在宽角度端的方块图;图47是本发明之例子23在宽角度端的方块图;图48是本发明之例子24在宽角度端的方块图;图49是本发明之例子25在宽角度端的方块图;图50(A)、50(B)与50(C)是本发明之例子19的许多不同像差之图形;图51(A)、51(B)与51(C)是本发明之例子20的许多不同像差之图形;图52(A)、52(B)与52(C)是本发明之例子21的许多不同像差之图形;图53(A)、53(B)与53(C)是本发明之例子22的许多不同像差之图形;图54(A)、54(B)与54(C)是本发明之例子23的许多不同像差之图形;图55(A)、55(B)与55(C)是本发明之例子24的许多不同像差之图形;图56(A)、56(B)与56(C)是本发明之例子25的许多不同像差之图形;图57是一图形指出本发明之变焦镜头的傍轴折射光焦度安排;图58是本发明之例子26在宽角度端的透镜方块图;图59是本发明之例子27在宽角度端的透镜方块图;图60是本发明之例子28在宽角度端的透镜方块图;图61(A)、61(B)与61(C)是本发明之例子26的许多不同像差之图形;图62(A)、62(B)与62(C)是本发明之例子27的许多不同像差之图形;图63(A)、63(B)与63(C)是本发明之例子28的许多不同像差之图形;图64是一图形指出本发明之变焦镜头的傍轴折射光焦度安排;图65是本发明之例子29在宽角度端的方块图;图66是本发明之例子30在宽角度端的方块图;图67是本发明之例子31在宽角度端的方块图;图68是本发明之例子32在宽角度端的方块图;图69(A)、69(B)与69(C)是本发明之例子29的许多不同像差之图形;图70(A)、70(B)与70(C)是本发明之例子30的许多不同像差之图形;图71(A)、71(B)与71(C)是本发明之例子31的许多不同像差之图形;图72(A)、72(B)与72(C)是本发明之例子32的许多不同像差之图形;图73是一图形指出本发明之变焦镜头的傍轴折射光焦度安排;图74是本发明之例子33在宽角度端的方块图;图75是本发明之例子34在宽角度端的方块图;图76是本发明之例子35在宽角度端的方块图;图77是本发明之例子36在宽角度端的方块图;图78是本发明之例子37在宽角度端的方块图;图79是本发明之例子38在宽角度端的方块图;图80是本发明之例子39在宽角度端的方块图;图81是本发明之例子40在宽角度端的方块图;图82(A)、82(B)与82(C)是例子33的许多不同像差之图形;图83(A)、83(B)与83(C)是例子34的许多不同像差之图形;图84(A)、84(B)与84(C)是例子35的许多不同像差之图形;图85(A)、85(B)与85(C)是例子36的许多不同像差之图形;图86(A)、86(B)与86(C)是例子37的许多不同像差之图形;图87(A)、87(B)与87(C)是例子38的许多不同像差之图形;图88(A)、88(B)与88(C)是例子39的许多不同像差之图形;图89(A)、89(B)与89(C)是例子40的许多不同像差之图形;图90是本发明之例子41的透镜方块图;图91是本发明之例子42的透镜方块图;图92是本发明之例子43的透镜方块图;图93是本发明之例子44的透镜方块图;图94是本发明之例子45的透镜方块图;图95是本发明之例子46的透镜方块图;图96是本发明之例子47的透镜方块图;图97是本发明之例子48的透镜方块图;图98是本发明之例子49的透镜方块图;图99是本发明之例子50的透镜方块图;图100是本发明之例子51的透镜方块图;图101(A)、101(B)与101(C)是例子41的许多不同像差之图形;图102(A)、102(B)与102(C)是例子42的许多不同像差之图形;图103(A)、103(B)与103(C)是例子43的许多不同像差之图形;图104(A)、104(B)与104(C)是例子44的许多不同像差之图形;图105(A)、105(B)与105(C)是例子45的许多不同像差之图形;图106(A)、106(B)与106(C)是例子46的许多不同像差之图形;图107(A)、107(B)与107(C)是例子47的许多不同像差之图形;图108(A)、108(B)与108(C)是例子48的许多不同像差之图形;图109(A)、109(B)与109(C)是例子49的许多不同像差之图形;图110(A)、110(B)与110(C)是例子50的许多不同像差之图形;图111(A)、111(B)与111(C)是例子51的许多不同像差之图形;图112(A)、112(B)与112(C)是本发明之部份变焦镜头的光学路径之方块图;图113(A)、113(B)与113(C)是本发明之部份变焦镜头的光学路径之方块图;图114(A)与114(B)是图形指出本发明之变焦镜头的傍轴折射光焦度安排;图115是本发明之例子52的透镜方块图;图116是本发明之例子53的透镜方块图;图117是本发明之例子54的透镜方块图;图118是本发明之例子55的透镜方块图;图119是本发明之例子56的透镜方块图;图120是本发明之例子57的透镜方块图;图121(A)、121(B)与121(C)是例子52的许多不同像差之图形;图122(A)、122(B)与122(C)是例子53的许多不同像差之图形;图123(A)、123(B)与123(C)是例子54的许多不同像差之图形;图124(A)、124(B)与124(C)是例子55的许多不同像差之图形;图125(A)、125(B)与125(C)是例子56的许多不同像差之图形;图126(A)、126(B)与126(C)是例子57的许多不同像差之图形;图127是图形指出本发明之变焦镜头的傍轴折射光焦度安排;图128是图形指出本发明之另一变焦镜头的傍轴折射光焦度安排;图129是图形指出本发明之更另一变焦镜头的傍轴折射光焦度安排;图130是图形指出本发明之更另外一变焦镜头的傍轴折射光焦度安排;图131是本发明之例子58的透镜方块图;图132是本发明之例子59的透镜方块图;图133是本发明之例子60的透镜方块图;图134是本发明之例子61的透镜方块图;图135(A)、135(B)与135(C)是例子58的许多不同像差之图形;图136(A)、136(B)与136(C)是例子59的许多不同像差之图形;图137(A)、137(B)与137(C)是例子60的许多不同像差之图形;图138(A)、
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