(57)【要約】【課題】  光学装置の光学特性を変更するために可動の光学素子を制御するための操作装置であって、当該光学特性の範囲の制限に有利なものを提供することを例示的目的とする。【解決手段】  光学装置の光学特性を変更するために可動の光学素子を制御するための操作装置は、前記制御のための指令値の範囲を設定する設定部と、操作部材と、前記操作部材の操作量と、前記設定部により設定された前記範囲とに基づいて、前記指令値を生成する制御部と、を有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学装置の光学特性を変更するために可動の光学素子を制御するための操作装置であって、
前記制御のための指令値の範囲を設定する設定部と、
操作部材と、
前記操作部材の操作量と、前記設定部により設定された前記範囲とに基づいて、前記指令値を生成する制御部と、
を有することを特徴とする操作装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記操作部材の操作量に基づいて出力値を生成する生成部と、
前記設定部により設定された前記範囲に基づいて、前記生成部により生成された前記出力値を変換して前記指令値を得る変換部と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
【請求項３】
前記設定部は、前記生成部によって生成された出力値に基づいて、前記範囲を設定することを特徴とする請求項２に記載の操作装置。
【請求項４】
前記変換部は、前記設定部により設定された前記範囲に基づいて、前記生成部により生成された前記出力値の範囲を制限することにより、前記指令値を得ることを特徴とする請求項２に記載の操作装置。
【請求項５】
前記設定部による設定のために前記範囲を表示する表示部を有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の操作装置。
【請求項６】
通信部を有し、
前記設定部は、前記通信部を介して入力された情報に基づいて前記範囲を設定することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の操作装置。
【請求項７】
前記設定部は、前記指令値の上限を示す情報と前記指令値の下限を示す情報とに基づいて前記範囲を設定することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の操作装置。
【請求項８】
前記設定部は、前記光学特性の範囲または前記可動の光学素子を制御するための制御量の範囲の情報に基づいて、前記指令値の範囲を設定することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の操作装置。
【請求項９】
前記操作部材は、前記操作量が機械的に制限されていることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の操作装置。
【請求項１０】
前記光学特性を被写体距離、焦点距離または有効口径として前記光学素子を制御するためのものであることを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の操作装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の操作装置と、
前記操作装置により制御される可動の光学素子と、
を含むことを特徴とする光学装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光学装置と、
前記光学装置からの光を受ける撮像素子と、
を含むことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作装置、光学装置および撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テレビカメラ等の撮像装置におけるフォーカス制御装置では、モータ等の駆動系とこの駆動系を制御する制御系とを含むサーボ手段により、フォーカスレンズの制御が行われている。このサーボ手段における制御系に指令値（指令信号）を与えるために、操作部材が使用されている。操作部材は、それを回転可能にする機構に支持され、メカストッパーにより所定の回転角以上に回転操作できないように構成されている。そのため、操作部材の操作量と指令値（被写体距離、制御量またはフォーカスレンズの位置）との関係を感覚的に把握できるようになっている。カメラマンは、操作量と指令値との関係を把握したうえで、マニュアル操作で被写体距離を変更するのが一般的である。撮像は、例えば、特定の撮像条件の範囲内で繰り返し行うとき、撮像装置がとりうる被写体距離の全範囲のうち使用しない範囲があり、そのため、光学素子の駆動範囲を制限したい場合がある。例えば、テニスのラリーは、テニスを行う２人の選手に対応する決まった２つの被写体距離で繰り返し交互に撮像する。また、舞台上のオーケストラなどの撮像では観客席、金網越しの野球の撮像では金網といった、焦点を合わせたくない被写体距離がある。ここで、焦点調節用レンズのリミッタ位置を設定可能とし、不必要なレンズ駆動を回避する光学装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１３０２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、被写体距離（指令値または制御量）の範囲を制限する機能は、交換レンズユニットに備えられ、当該機能のない交換レンズユニットでは、当該制限を実施できない。このことは、被写体距離の範囲の制限に限られず、光学装置の他の光学特性（指令値または制御量）の範囲の制限についても該当しうる。
そこで、本発明は、光学装置の光学特性を変更するために可動の光学素子を制御するための操作装置であって、当該光学特性の範囲の制限に有利なものを提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の操作装置は、 光学装置の光学特性を変更するために可動の光学素子を制御するための操作装置であって、前記制御のための指令値の範囲を設定する設定部と、操作部材と、前記操作部材の操作量と、前記設定部により設定された前記範囲とに基づいて、前記指令値を生成する制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、例えば、光学装置の光学特性を変更するために可動の光学素子を制御するための操作装置であって、当該光学特性の範囲の制限に有利なものを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１における、フォーカス操作装置のシステムブロック図
【図２】実施例１における、制限された駆動指令送信処理フローチャート
【図３】実施例１における、駆動指令値を制限情報で変換する変換前後の図
【図４】実施例２における、フォーカス操作装置のシステムブロック図
【図５】実施例２における、フォーカスレンズ被写体距離情報
【図６】実施例２における、表示部のユーザーインターフェースの表示
【図７】実施例３における、フォーカス操作装置のシステムブロック図
【図８】実施例３における、表示部のユーザーインターフェースの表示
【図９】フォーカスコントローラ
【図１０】本発明の操作装置を有する撮像装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明の第１の実施例を示すフォーカスコントローラ１０を含む、レンズ操作装置であるフォーカス制御装置のブロック回路構成図である。
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施例による、各部の構成について説明する。
【００１０】
フォーカスコントローラ１０はレンズ装置２０を操作するための操作装置である。ノブ１０１（操作部）はカメラマンがフォーカスレンズを操作するために操作する操作部材（図９）であって、サーボ手段における制御系に指令値（指令信号）を与えるために使用される。操作部材は、回転可能に支持され、メカストッパーにより所定の回転角以上に回転操作できないように構成されている。そのため、操作部材の操作量と指令値（被写体距離、制御量またはフォーカスレンズの位置）との関係を操作者が感覚的に把握できるようになっている。ノブ１０１は、操作可動範囲が機械的に制限されている、所謂、端有り操作部であり、回転操作を行い、回転させることで回転位置が変化する。
【００１１】
位置検出部１０２はポテンショメータやロータリーエンコーダー等の位置センサであり、ノブ１０１の操作量に応じた位置検出信号を生成し、駆動指令生成部（制御部、生成部）１０３へ出力する。
駆動指令生成部１０３は、入力される位置検出信号からフォーカスレンズの駆動指令値（出力値）を算出し、制限情報設定部（設定部）１０４と、駆動指令変換部（制御部、変換部）１０５へ出力する。
【００１２】
制限情報設定部１０４は、駆動指令値の最大値と最小値を制限情報として設定し、記憶する。例えば、不図示の設定用スイッチを押下することにより、入力されている駆動指令値を、制限情報の駆動指令値の最大値（上限）または、最小値（下限）として設定できる。さらに、設定した制限情報を駆動指令変換部１０５へ出力する。また、制限情報は不図示の制限有効スイッチを押下することにより、記憶した制限情報を適用するか、初期設定の制限情報を適用するかを切換える。初期設定の制限情報は、駆動指令値がとりうる最大値と最小値を制限情報としており、実質的に制限が行われない。このいずれかを選択することで、ユーザが撮影状況に応じて、制限を行うか否かを選択できる。
【００１３】
駆動指令変換部（制限部）１０５は、入力された駆動指令値と制限情報とを使用して、駆動指令値の値が、制限情報の最大値または最小値を超えないように制限した値（指令値）へ変換し、通信部１０６へ出力する。
通信部１０６は、入力された駆動指令値（指令値）を、駆動指令コマンドとして、通信コマンド形式へエンコードしてレンズ装置２０の通信部２０１へ送信する。
【００１４】
次にレンズ装置２０について説明する。
通信部２０１はレンズ装置２０の中に構成されており、フォーカスコントローラ１０の通信部１０６とコマンドの送受信を行う。また、駆動指令コマンドを受信したら、受信したデータを駆動指令値にデコードして、フォーカス駆動位置算出部２０２へ出力する。
【００１５】
フォーカス駆動位置算出部２０２は、駆動指令値から、フォーカスレンズの駆動位置指令を算出し、フォーカス制御部２０３へ出力する。
フォーカス制御部２０３は、駆動位置指令から、フォーカスレンズ２０４を駆動制御するための駆動信号を生成して、生成した駆動信号に基づき、フォーカスレンズ２０４を駆動する。
【００１６】
フォーカス位置検出部２０５はフォーカスレンズ２０４の位置を検出する位置センサであり、検出した位置信号はフォーカス制御部２０３へ入力され、フォーカス制御部２０３によってフィードバック制御が行われる。
【００１７】
図２は、実施例１における、ユーザのノブ操作による回転位置の変化に応じて生成される駆動指令値が、制限情報に基づいて制限され、レンズ装置２０へ出力される処理フローチャートである。なお、駆動指令変換部１０５で設定される制限情報は、予め設定してあるものとする。
【００１８】
Ｓ１０１では、位置検出部１０２がノブ１０１の位置を検出して位置検出信号を生成し、駆動指令生成部１０３へ出力して、Ｓ１０２へ進む。ここでは、位置検出信号は、ノブ１０１の回転可能範囲０°〜３６０°（１回転）を０〜１００００の範囲で正規化した値であるものとして記載する。
【００１９】
Ｓ１０２では、駆動指令生成部１０３が、位置検出信号に応じた駆動指令値を生成し、駆動指令変換部１０５に出力して、Ｓ１０３へ進む。生成する駆動指令値は、レンズ装置のフォーカスレンズ駆動範囲全域を０〜１００００の範囲で表す相対位置として指令する値である。本実施例で位置検出信号Ｋｉｎに対し、生成する駆動指令値  Ｏｉｎは、Ｏｉｎ＝Ｋｉｎとなる。
【００２０】
Ｓ１０３では、駆動指令変換部１０５が、入力された駆動指令値と制限情報から、制限された駆動指令値へ変換し、通信部１０６へ出力し、Ｓ１０４へ進む。
Ｓ１０４では、入力された駆動指令値を、通信可能な通信コマンド形式へエンコードして、通信部１０６を介してレンズ装置２０へ送信し、処理を終了する。
【００２１】
続いて、本実施例における効果について、図３を用いて、詳細に説明する。
図３（ａ）は、駆動指令生成部１０３が生成する駆動指令値について、ノブ１０１の位置と駆動指令値の関係を示している。ノブ１０１の全操作範囲と駆動指令値が一対一の関係を有している。図が示すように、ユーザがノブ１０１を操作して決定する回転位置に対して、生成される駆動指令値が一意に決定する。駆動指令値は、レンズ装置のフォーカスレンズ駆動範囲全域の相対位置を示す。駆動指令値が０であると、レンズ装置２０はレンズ位置を至近端（ＭＯＤ）に駆動し、駆動指令値が１００００であるとレンズ位置を無限端（ＩＮＦ）に駆動する。従って、回転位置と、駆動指令値が一意に決定すれば、操作部材を操作するユーザは、回転位置と駆動するフォーカスレンズ位置の関係を感覚的に把握可能である。
【００２２】
次に図３（ｂ）は、駆動指令変換部１０５が制限して変換する駆動指令値について、ノブ１０１の位置と駆動指令値の関係を示している。図は、制限を適用する前の駆動指令値を一点鎖線で示し、制限を適用した後の駆動指令値を実線で示す。ここで、図３（ｂ）のＰ１からＰ２の範囲は、撮影したい被写体距離範囲（制限領域外）を意味し、それ以外の範囲は撮影したくない被写体距離の範囲（制限領域内）と考えることができる。
【００２３】
制限を適用するとき、駆動指令値  は下記（式１）に従って変換される。駆動指令値をＯｉｎとし、制限情報の駆動指令値の最小値（下限）をＯｍｉｎ、最大値（上限）をＯｍａｘとし、変換後の駆動指令値をＯｏｕｔとすると、
【数１】
2019020554.tif 000003
【００２４】
このように、駆動指令値の最小値以下の領域、最大値以上の領域を駆動指令値の出力が制限された制限領域として設定すると、制限後でも、撮影したい被写体距離範囲（制限領域外）では、制限前と同じ回転位置と駆動指令値の関係が維持される。つまり、駆動指令を制限しても、撮影したい被写体距離範囲で、回転位置に対して生成される駆動指令値が依然として、一意に決定する。従って、操作部材を操作するユーザは、回転位置と駆動するフォーカスレンズ位置の関係を感覚的に把握可能なまま、駆動指令を撮影したい被写体距離範囲に制限することができる。
制限情報設定部１０４で設定される制限情報は、被写体距離のような光学特性に対応する値に基づいてもよいし、レンズ装置２０から得られる光学部材（例えばフォーカスレンズ）の位置などに対応する値に基づいて設定されるようにしてもよい。
【００２５】
以上、このように構成する事で、ユーザがノブ操作を行うと、ノブの回転位置に応じた駆動指令値が生成され、制限情報に基づいて駆動指令値を制限した後、通信部１０６を介してレンズ装置２０へ送信される。レンズ装置２０は受信した駆動指令値に応じてフォーカスレンズを駆動するので、レンズ装置に被写体距離を制限する機能がない場合にも、制限された駆動指令値によって、ユーザが撮影したい被写体距離範囲で撮像装置を制御する事が可能となる。また、不図示の制限有効スイッチによって、ユーザが撮影状況に応じて、制限を行うか否かを選択できる。
【００２６】
実施例では、レンズ装置の操作対象の可動光学部材をフォーカスレンズとして説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、ズームレンズ、絞りの駆動制御にも同様に適用できる。
【００２７】
以上、本発明による実施例１では、制限機能に対応しないレンズ装置においても、制限機能を実現し、操作装置本来の特性である操作回転位置とレンズ位置の関係を感覚的に把握可能な操作装置を提供できる。
【実施例２】
【００２８】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。
図４は、本発明の実施の第２の形態を示すフォーカスコントローラ３０を含む、フォーカス制御装置のブロック回路構成図である。
【００２９】
レンズ装置２０は、実施例１と同様の構成で、フォーカスコントローラ３０はフォーカスコントローラ１０とほぼ同様の機能と構成であるが、一部異なる機能があるので、構成に異なる符号をつける。また、フォーカスコントローラ３０の構成の説明において、フォーカスコントローラ１０と同様の構成については、同符号を付し、説明を省略する。
【００３０】
制限情報設定部３０４は、複数の操作対象のレンズ装置のフォーカスレンズ被写体距離情報を持ち、制限情報を駆動指令値の最大値と最小値に加え、絶対値表現である被写体距離の最短距離と最長距離で設定することができる。その場合、絶対値表現である被写体距離からフォーカスレンズ被写体距離情報を使って、相対位置である駆動指令値に変換する。また、どのフォーカスレンズ被写体距離情報を使うか決定するため、現在操作しているレンズ装置を特定するためのレンズ名称設定（レンズ識別情報）を制限情報として設定できる。
【００３１】
表示部３０７は、制限情報設定部３０４と接続され、表示部に備わる不図示の設定キー（入力手段）を用いて、被写体距離の最大距離と最小距離と、レンズ名称設定とを視覚的に確認しながら、制限情報を変更することができる。
【００３２】
フォーカスレンズ被写体距離情報は、図５に示すように、レンズ装置ごとに異なる光学特性を持つ固有の情報で、フォーカスレンズ駆動範囲全域を０〜１００００の相対位置で表した時、対応する被写体距離が何［ｍ］になるかを示す情報である。例えば、図５に記載のレンズ装置Ａは、駆動指令値が０の時、相対位置０へ駆動する。フォーカスレンズ被写体距離情報を参照すると、相対位置０が最小の被写体距離０．８ｍ（ＭＯＤ）である事がわかる。また、駆動指令値５０００であれば、被写体距離が１．６ｍとなる。一方、レンズ装置Ｂでは、駆動指令値０の時、相対位置０へ駆動する。絶対位置情報を参照すると、最小の被写体距離２．８ｍ（ＭＯＤ）である事がわかる。また、駆動指令値５０００であれば、被写体距離が５．４ｍとなる。このように、フォーカスレンズ被写体距離情報を利用することで、相対位置に対して、被写体距離を相互に変換して知ることが可能となる。
【００３３】
図６は、実施例２における表示部３０７を使いながら、制限情報設定部３０４へ制限情報を設定する際に表示されるユーザーインターフェースの例である。操作キーを操作することでレンズ名称設定を設定でき、さらに、被写体距離の最大距離及び最小距離を任意の値に変更する事ができる。
【００３４】
以上、このように構成する事で、表示部３０７の表示をもとに視覚的に設定項目の確認し、設定を行うことができる。そのため、制限情報の駆動指令値の最大値と最小値の設定についても、ノブ１０１を操作することなく設定が可能となり、レンズ装置の駆動を伴わない設定確認や変更が可能となるので、撮影中でも設定の変更が可能となる。また、フォーカスレンズ被写体距離情報を使って、被写体距離で制限情報を設定することが可能になり、現在焦点が合う絶対値表現である被写体距離というユーザが理解しやすい設定値で、被写体距離範囲を制限することができる。
【００３５】
なお、本実施例では、フォーカスレンズ被写体距離情報について、制限情報設定部３０４が持っている構成としたが、レンズ装置２０と通信する事でレンズから取得するような構成としてもよい。また、レンズ名称設定をユーザが設定する構成としたが、レンズ装置２０と通信する事でレンズから取得するような構成としてもよい。
【００３６】
また、ユーザが撮影状況に応じて、制限を行うか否かを選択する際に、制限有効スイッチによって、制限を行うか否かを選択したが、表示部３０７を用いて、制限情報を確認し、選択してもよい。このようにすることで、現在の選択されている制限情報が何かを確認しながら選択する事が可能となる。
【実施例３】
【００３７】
次に、本発明の第３の実施例について説明する。
図７は、本発明の実施の第３の形態を示すフォーカスコントローラ５０を含む、フォーカス制御装置のブロック回路構成図である。
【００３８】
パーソナルコンピュータ４０は、フォーカスコントローラ５０を調整するためのアプリケーションを実行し、フォーカスコントローラ５０の制限情報を確認、または設定と変更をすることが可能である。パーソナルコンピュータ４０は、フォーカスコントローラ５０と通信するための通信部４０１と、制限情報を設定変更するための制限情報設定部４０２と、ユーザが視覚的に制限情報を変更するための設定項目を表示する表示部４０３を持つ。
【００３９】
制限情報設定部４０２は、駆動指令値の最大値と最小値を制限情報として設定し、記憶できる。また、通信部４０１と接続されており、設定した制限情報を出力する。
【００４０】
表示部４０３は、制限情報設定部４０２と接続され、不図示のキーボードやマウスなどを操作することで、制限情報の駆動指令値の最大値と最小値を視覚的に確認しながら、制限情報を変更することができる。
【００４１】
通信部４０１は、入力された制限情報を、制限情報コマンドとして、通信コマンド形式へエンコードして、フォーカスコントローラ５０の通信部５０６へ送信する。
【００４２】
図８は、実施例３における表示部４０３を使いながら、制限情報設定部４０２へ制限情報を設定する際に表示されるユーザーインターフェースの例である。不図示のキーボードやマウスなどを操作することで、駆動指令値の最大値及び最小値を相対位置で、任意の値に変更する事ができる。
【００４３】
フォーカスコントローラ５０はフォーカスコントローラ１０とほぼ同様の構成であるが一部異なる機能があるため異なる符号をつける。また、フォーカスコントローラ５０の構成においてフォーカスコントローラ１０と同様の要素においては同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４４】
通信部５０６は、制限情報コマンドを受信すると、受信した制限情報コマンドを制限情報へデコードして、制限情報設定部５０４へ出力する。
【００４５】
制限情報設定部５０４は、制限情報を受信すると、制限情報を更新して、記憶する。なお、記憶は不図示の不揮発メモリによって実現され、フォーカスコントローラ５０が電気的にＯＦＦの状態になっても、設定の記憶を保持することができる。
【００４６】
以上、このように構成する事で、制限情報を外部装置から設定する事が可能となりレンズ装置がない場合でも、制限情報を確認すること、変更することができる。また、制限情報を設定する外部装置としてパーソナルコンピュータ４０としたが、制限情報を設定可能な外部装置であれば限定されない。例えば、他のディスプレイを備えるフォーカスコントローラでもよい。その場合、制限情報の確認と変更に加え、操作装置間で同期、共有することも可能となる。
【００４７】
また、外部装置から受信する制限情報に優先度情報を与え、操作装置が適用する制限情報を優先度に基づいて選択してもよい。このようにすることで、複数の機器から制限情報が設定される場合でも、優先度に基づいた制限情報を設定できる。
【００４８】
〔撮像装置に係る実施形態〕
図１０は、撮像装置の構成例を示す図である。当該撮像装置は、以上に例示した操作装置（フォーカスコントローラ）１０と、光学装置（レンズ装置）２０と、当該光学装置からの光（光像）を受ける撮像素子６０ａを有するカメラ装置（撮像部）６０とを含んで構成されている。本実施形態に係る撮像装置によれば、例えば、操作部材の操作性の点で有利な撮像装置を提供することができる。
【００４９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、以上では、光学装置の光学特性を変更するために可動の光学素子として、被写体距離を変更するために可動のレンズ（フォーカスレンズ）を例示した。しかしながら、当該光学素子は、それには限定されず、例えば、光学装置（レンズ装置）の焦点距離の変更（変倍）のために可動のレンズや、光学装置のＦ値（Ｆナンバー）または有効口径の調整のために絞り羽根が可動の絞り部材としうるものである。また、表示部３０７は、操作装置１０内でなく、レンズ装置２０内またはカメラ装置６０内にあってもよい。表示部は、カメラ装置６０内にある場合、例えば、カメラ装置のファインダにおけるものとしうる。
【符号の説明】
【００５０】
１０１  操作部
１０３  駆動指令生成部（制御部、生成部）
１０４  制限情報設定部（設定部）
１０５  駆動指令変換部（制御部、変換部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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