DE102009054101A1 - Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug (1), umfassend zumindest einen Schweinwerfer (2, 3), welcher eine Strahlungsquelle (2.1, 3.1) zur Erzeugung infraroter Strahlung (L1) und eine Lichtquelle (3.2) zur Erzeugung sichtbaren Lichts (L2) aufweist. Erfindungsgemäß ist die Strahlungsquelle (2.1, 3.1) aus mehreren Infrarot-Leuchtdioden-Modulen (2.1.1 bis 2.1.4, 3.1.1 bis 3.1.3) gebildet, welche jeweils zumindest eine Infrarot-Leuchtdiode umfassen. Die Lichtquelle (3.2) ist zumindest aus einem Leuchtdioden-Modul (3.2.1) gebildet, welches zumindest eine Leuchtdiode umfasst, wobei die Strahlungsquelle (3.2) in die Lichtquelle (3.1) integriert ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend zumindest einen Scheinwerfer, welcher eine Strahlungsquelle zur Erzeugung infraroter Strahlung und eine zweite Lichtquelle zur Erzeugung sichtbaren Lichts aufweist.
- Aus der noch nicht veröffentlichten Anmeldung
DE 10 2009 008 418.5 der Anmelderin ist eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer infraroten LED-Lichtquelle zur infraroten Ausleuchtung des Verkehrsraumes vor einem Kraftfahrzeug bekannt. Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst eine zweite Lichtquelle sichtbaren Lichts sowie einen dichroitischen Filter, der im Strahlengang der Strahlungsquelle und der Lichtquelle angeordnet ist und für die Strahlung der Strahlungsquelle transparent sowie für das Licht der Lichtquelle reflektierend ist, wobei ein von der Lichtquelle ausgehender Lichtstrahl ausrichtbar ist. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug anzugeben.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Beleuchtungsvorrichtung gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Die Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug umfasst zumindest einen Scheinwerfer, welcher eine Strahlungsquelle zur Erzeugung infraroter Strahlung und eine Lichtquelle zur Erzeugung sichtbaren Lichts aufweist.
- Erfindungsgemäß ist die Strahlungsquelle aus mehreren Infrarot-Leuchtdioden-Modulen gebildet, welche jeweils zumindest eine Infrarot-Leuchtdiode umfassen und die Lichtquelle ist zumindest aus einem Leuchtdioden-Modul gebildet, welches zumindest eine Leuchtdiode umfasst, wobei die Lichtquelle in die Strahlungsquelleintegriert ist.
- Dieser Aufbau zeichnet sich in besonders vorteilhafter Weise durch eine besonders Bauraum sparende Anordnung aus. Ferner ist mittels der Strahlungsquelle eine großflächige Verkehrsraumausleuchtung mit infraroter Strahlung erzeugbar. Die Verkehrsaumausleuchtung ist mit einer Infrarot-Kamera erfassbar, wobei ein Bild der Umgebung dem Fahrer vorzugsweise anhand einer Anzeigeeinheit innerhalb des Fahrzeugs ausgebbar ist. Somit sind auch bei schlechten Sichtverhältnissen, wie beispielsweise bei Dunkelheit, Niederschlägen oder Nebel, Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs für den Fahrer des Fahrzeugs in einfacher Weise sichtbar. Da vorzugsweise die optische Achse der Lichtquelle auf ein oder mehrere Objekte in einer Umgebung des Fahrzeugs ausrichtbar sind, ist mittels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in besonders einfacher und kostengünstiger Weise ein so genanntes Gefahrenlicht für Fahrzeuge auch dann realisierbar, wenn der Scheinwerfer eine geringe Größe aufweist oder nur ein kleiner Bauraum zur Anordnung der Strahlungsquelle und der Lichtquelle vorhanden ist.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
- Dabei zeigen:
-
1 schematisch einen Ausschnitt eines Fahrzeugs mit zwei Scheinwerfern, -
2A schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anordnung einer Lichtquelle und einem davor angeordneten optischen Element in einer Draufsicht, -
2B schematisch das erste Ausführungsbeispiel der Anordnung gemäß -
2A in einer Seitenansicht, -
3A schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anordnung einer Lichtquelle und einem davor angeordneten optischen Element in einer Draufsicht, und -
3B schematisch das zweite Ausführungsbeispiel der Anordnung gemäß3A in einer Seitenansicht. - Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
- In
1 ist ein Ausschnitt eines Frontbereichs eines Fahrzeugs1 mit zwei Scheinwerfern2 ,3 dargestellt. Beide Scheinwerfer2 ,3 umfassen jeweils eine Strahlungsquelle2.1 ,3.1 zur Erzeugung infraroter Strahlung L1, mit welchem ein vor dem Fahrzeug1 befindlicher Verkehrsraum ausleuchtbar ist. Zur Realisierung eines so genannten Nachtsichtassistenzsystems für einen Fahrer des Fahrzeugs1 , ist diese Verkehrsaumausleuchtung mittels einer nicht näher dargestellten Infrarot-Kamera erfassbar, wobei ein Bild der Umgebung dem Fahrer vorzugsweise anhand einer ebenfalls nicht dargestellten Anzeigeeinheit innerhalb des Fahrzeugs1 ausgebbar ist. - Um eine möglichst großflächige Ausleuchtung der Umgebung des Fahrzeugs
1 mit der infraroten Strahlung L1 zu erzeugen, sind die Strahlungsquellen2.1 ,3.1 erfindungsgemäß jeweils aus mehreren Infrarot-Leuchtdioden-Modulen2.1.1 bis2.1.4 ,3.1.1 bis3.1.3 gebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind im linken Scheinwerfer2 vier Infrarot-Leuchtdioden-Module2.1.1 bis2.1.4 und im rechten Scheinwerfer3 drei Infrarot-Leuchtdioden-Module3.1.1 bis3.1.3 angeordnet. Jedes der Infrarot-Leuchtdioden-Module2.1.1 bis2.1.4 ,3.1.1 bis3.1.3 umfasst zumindest eine Infrarot-Leuchtdiode, wobei vorzugsweise mehrere Infrarot-Leuchtdioden in einem so genannten Infrarot-Leuchtdioden-Array angeordnet sind. Hierbei sind mehrere Infrarot-Leuchtdioden nebeneinander oder übereinander angeordnet. Die Infrarot-Leuchtdioden emittieren dabei vorzugsweise infrarote Strahlung L1 im nicht sichtbaren nahen Infrarot-Bereich (= NIR). - Auch wird die Ausleuchtung insbesondere aufgrund einer in Fahrtrichtung des Fahrzeugs hintereinander versetzten Anordnung der Infrarot-Leuchtdioden-Module
2.1.1 bis2.1.4 ,3.1.1 bis3.1.3 erreicht, da hierbei in besonders vorteilhafter Weise Überschneidungen der Lichtverteilungen der einzelnen Infrarot-Leuchtdioden-Module2.1.1 bis2.1.4 ,3.1.1 bis3.1.3 nutzbar sind und somit der ausgeleuchtete Bereich vergrößerbar ist. - Zur Realisierung eines so genannten Gefahrenlichts weist der rechte Scheinwerfer
3 zusätzlich eine Lichtquelle3.2 zur Erzeugung sichtbaren Lichts L2 auf, wobei die Lichtquelle3.2 gemäß den Darstellungen der2A und2B sowie3A und3B derart schwenkbar ist, dass eine optische Achse A der Lichtquelle3.2 auf ein oder mehrere nicht näher dargestellte Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs1 ausrichtbar ist. - Zur Erfassung der Objekte, bei welchen es sich beispielsweise um Fußgänger, Radfahrer, Tiere, ortsfeste Objekte, wie z. B. Randbebauungen, sowie Fahrzeuge und weitere Verkehrsteilnehmer handeln kann, umfasst das Fahrzeug
1 ferner zumindest einen nicht dargestellten Sensor, welcher beispielsweise als Infrarotkamera ausgebildet ist. - Anhand der Beleuchtung der Objekte sind diese für den Fahrer des Fahrzeugs
1 besonders frühzeitig sichtbar, so dass dieser seine Fahrweise derart anpassen kann, dass Kollisionen zwischen den Objekten und dem Fahrzeug1 sowie gefährliche Situationen vermieden werden. Auch wird das Objekt auf das Fahrzeug1 aufmerksam gemacht, so dass das Objekt, wenn es sich um einen Fußgänger, Radfahrer oder anderen Fahrzeugführer handelt, das Fahrzeug1 frühzeitig erkennen und somit ebenfalls frühzeitig Maßnahmen zur Vermeidung von Unfällen einleiten kann. - Um diese Kombination des Nachtsichtassistenzsystems und des Gefahrenlichts auch mit Scheinwerfern
2 ,3 realisieren zu können, welche eine geringe Größe und somit einen geringen Bauraum zur Anordnung der Strahlungsquelle3.1 und der Lichtquelle3.2 aufweisen, ist die Lichtquelle3.2 erfindungsgemäß in die Strahlungsquelle3.1 integriert. Wie aus dem dargestellten Ausführungsbeispiel ersichtlich ist, ist im Vergleich zum linken Scheinwerfer2 eines der Infrarot-Leuchtdioden-Module2.1.1 bis2.1.4 durch die Lichtquelle3.2 ersetzt, welche aus einem Leuchtdioden-Modul3.2.1 mit zumindest einer Leuchtdiode gebildet ist. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine nicht näher dargestellte Ausbildung des linken Scheinwerfers2 mit einem Gefahrenlicht und der Strahlungsquelle2.1 möglich. - Dabei sind die einzelnen Infrarot-Leuchtdioden-Module
2.1.1 bis2.1.4 ,3.1.1 bis3.1.3 und das Leuchtdioden-Modul3.2.1 gemäß des dargestellten Ausführungsbeispiels im linken und rechten Scheinwerfer2 ,3 spiegelbildlich symmetrisch angeordnet, so dass eine gleichmäßige Ausleuchtung der Umgebung mit infraroter Strahlung L1 bei gleichzeitig vorteilhaftem Erscheinungsbild erzeugbar ist. - Aufgrund der Bauraum sparenden Ausbildung der Scheinwerfer
2 ,3 bzw. der Strahlungsquelle3.1 und der Lichtquelle3.2 ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, standardisierte Lichtmodule herzustellen, welche in verschiedenen Scheinwerfervorrichtungen unterschiedlicher Fahrzeugtypen auch bei gering zur Verfügung stehenden Bauräumen anwendbar sind. - Hierbei umfasst dass Leuchtdioden-Modul
3.2.1 insbesondere mehrere Leuchtdioden, welche in einem Leuchtdioden-Array angeordnet sind. Besonders bevorzugte Anordnungen sind aus einer Anzahl von ein bis vier, vorzugsweise übereinander angeordneten Leuchtdioden gebildet, wobei jede Leuchtdiode einzeln oder mehrere Gruppen von Leuchtdioden separat ansteuerbar sind. Hieraus ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass unterschiedliche Leuchtcharakteristika erzeugbar sind, so dass das betreffende Objekt beispielsweise anhand eines Lichtflecks, d. h. eines so genannten ”Licht-Spots”, direkt beleuchtbar ist oder dass eine streifenförmige Lichtverteilung auf die Straßenoberfläche vor dem Fahrzeug1 projiziert wird, welche als so genannter ”Lichtfinger” auf das Objekt gerichtet ist. Dabei kann der ”Lichtfinger” bis maximal zum Objekt geführt sein oder dieses selbst zusätzlich zumindest teilweise beleuchten. - Zur Erzielung eines genau begrenzten und weit reichenden ”Licht-Spots” oder ”Lichtfingers” weisen die Leuchtdioden der zweiten Lichtquelle
3.2 vorzugsweise eine horizontale Divergenz von 1° bis 3° auf; das heißt ein horizontaler Öffnungswinkel des abgestrahlten sichtbaren Lichts L2 beträgt vorzugsweise zwischen 1° und 3°, so dass eine optimale Bestrahlungsstärke und Brennweite realisierbar sind. Besonders bevorzugt ist eine Anwendung von Leuchtdioden mit einer Divergenz von 2° und einer Anordnung von zwei bis drei dieser Leuchtdioden übereinander. - Gemäß der
2A und2B ist zur Fokussierung und Steuerung der optischen Achse A der Lichtquelle3.2 in Strahlungsrichtung vor dieser und in einem Abstand, welcher die Brennweite f bildet, ein zweites optisches Element3.3 angeordnet, bei welchem es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um eine Linse handelt. Alternativ kann das zweite optische Element3.3 in nicht dargestellter Weise ein Reflektor sein oder diesen zusätzlich umfassen. - Zur Ausrichtung der optischen Achse A des Gefahrenlichts, d. h. der Lichtquelle
3.2 auf das Objekt sind die Lichtquelle3.2 und das optische Element3.3 gemeinsam um eine vertikale Achse VA schwenkbar. Hierzu ist das zweite optische Element3.3 direkt auf einer Drehachse3.4.1 eines Stellmotors3.4 befestigt bzw. die Drehachse3.4.1 ist durch das optische Element3.3 hindurch geführt. Die Drehachse3.4.1 definiert dabei die vertikale Achse VA. - Zum gleichzeitigen Schwenken der Lichtquelle
3.2 ist diese mittels eines Befestigungswinkels3.4.2 direkt an der Drehachse3.4.1 des Stellmotors3.4 befestigt, so dass die Lichtquelle3.2 und das zweite optische Element3.3 gleichzeitig und im gleichen Richtungssinn schwenkbar sind. Aufgrund der geringen Wärmeentwicklung der aus den Leuchtdioden gebildeten zweiten Lichtquelle3.2 und einem nicht dauerhaften Betrieb ist in vorteilhafter Weise ein klein dimensioniertes Kühlelement3.5 notwendig, um die entstehende Wärme abzuführen. Deshalb ist es möglich, den Befestigungswinkel3.4.2 gleichzeitig als Kühlelement3.5 zu verwenden. Hieraus resultiert wiederum eine sehr kleine Masse der Kombination aus Lichtquelle3.2 und Kühlelement3.5 , so dass die Lichtquelle3.2 und das zweite optische Element3.3 sehr schnell schwenkbar sind. Somit ist auch der Stellmotor3.4 bevorzugt ohne Getriebe direkt mit der Lichtquelle3.2 und dem zweiten optischen Element3.3 koppelbar. - Aufgrund des gleichzeitigen Schwenkens der Lichtquelle
3.2 und des zweiten optischen Elements3.3 ist eine optimierte Abbildung des Lichts L2 auf dem zu beleuchtenden Objekt oder der Fahrbahnoberfläche vor dem Fahrzeug möglich. - Zusätzlich ist vorzugsweise in nicht näher dargestellter Weise ein Schwenken der Lichtquelle
3.2 und des zweiten optischen Elements3.3 um eine horizontale Achse möglich, um eine Höhe des ”Licht-Spots” bzw. eine Länge des ”Lichtfingers” einzustellen. - Die
3A und3B zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel der Anordnung des zweiten optischen Elements3.3 in Strahlungsrichtung vor der Lichtquelle3.2 . Dabei ist die Lichtquelle3.2 wiederum mittels des Befestigungswinkels3.4.2 , welcher als Kühlelement3.5 dient, an der Drehachse3.4.1 des Stellmotors3.4 befestigt. Das zweite optische Element3.3 ist dagegen in der dargestellten Position fixiert, so dass ausschließlich die Lichtquelle3.2 um die vertikale Achse VA, d. h. relativ zum zweiten optischen Element3.3 schwenkbar ist. Aufgrund dieser weiteren Verringerung der zu schwenkenden Masse kann ein kleiner dimensionierter Stellmotor3.4 verwendet werden, so eine Kostenverringerung erzielbar ist. - Gemäß nicht näher dargestellter Weiterbildungen der Erfindung umfasst die Lichtquelle
3.2 zwei Leuchtdioden-Module3.2.1 , welche symmetrisch links- und rechtsseitig neben den Infrarot-Leuchtdioden-Modulen3.1.1 bis3.1.3 angeordnet sind. Jedes der zwei Leuchtdioden-Module3.2.1 ist dabei um einen Winkel von vorzugsweise 12° zur jeweiligen Seite schwenkbar, wobei sich das emittierte Licht L2 beider Leuchtdioden-Module3.2.1 in einem mittleren Bereich überschneidet. Aufgrund des verringerten notwendigen Schwenkwinkels ist eine weitere Reduzierung des erforderlichen Bauraums realisierbar. - In weiteren Ausgestaltungen sind mehr als zwei, insbesondere vier Leuchtdioden-Module
3.2.1 vorgesehen, so dass eine weitere Verringerung des Schwenkwinkels möglich ist, wobei hierbei eine Leistung der Strahlungsquelle3.1 , d. h. der Infrarot-Leuchtdioden-Module3.1.1 bis3.1.3 vergrößert ausgebildet ist. Auch ist eine Verwendung jeweils einer so genannten Weißlicht-Leuchtdiode als Leuchtdioden-Modul3.2.1 möglich, woraus eine Verringerung des Kostenaufwands resultiert. Dabei sind die Leuchtdioden-Module3.2.1 symmetrisch links- und rechtsseitig neben den Infrarot-Leuchtdioden-Modulen3.1.1 bis3.1.3 oder ober- oder unterhalb dieser angeordnet, um neben einer optimierten Ausleuchtung ein symmetrisches Erscheinungsbild der Scheinwerfer2 ,3 zu erzeugen. Auch ist eine Anordnung mehrerer Leuchtdioden-Module3.2.1 möglich, bei welcher diese die Infrarot-Leuchtdioden-Module3.1.1 bis3.1.3 umgeben oder von diesen umgeben werden. - In weiteren nicht näher dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind vorzugsweise auch in Strahlungsrichtung vor den Strahlungsquellen
2.1 ,3.1 jeweils ein oder mehrere erste optische Elemente angeordnet, welche ebenfalls einen Reflektor oder eine Linse umfassen. Die Strahlungsquelle2.1 ,3.1 ist dabei analog der Lichtquelle3.2 relativ zu einem optischen Element oder gemeinsam mit diesem schwenkbar. Auch ist insbesondere sowohl ein vertikales als auch horizontales Schwenken möglich. - Gemäß einer weiteren nicht näher dargestellten Weiterbildung der Erfindung ist zusätzlich in die Scheinwerfer
2 ,3 , insbesondere in einen Abschnitt, in welchem die Strahlungs- und die Lichtquelle2.1 ,3.1 ,3.2 angeordnet sind, eine diffuse dritte Lichtquelle integriert, welche beispielsweise als so genanntes Tagfahrlicht oder als Positionslampe dient, wobei hierfür der Bereich, in welchem sich die Strahlungs- und die Lichtquelle2.1 ,3.1 ,3.2 befinden, vorzugsweise in einem äußeren Randbereich des jeweiligen Scheinwerfers2 ,3 angeordnet ist. - Um den notwendigen Bauraum sowie den Material- und Kostenaufwand weiter zu verringern, weist die Lichtquelle
3.2 gemäß einer weiteren Ausgestaltung zusätzliche Funktionen zum Gefahrenlicht auf, wobei die Lichtquelle3.2 beispielsweise als Blinker verwendbar ist. -
- 1
- Fahrzeug
- 2
- Scheinwerfer
- 2.1
- Strahlungsquelle
- 2.1.1 bis 2.1.4
- Infrarot-Leuchtdioden-Modul
- 3
- Scheinwerfer
- 3.1
- Strahlungsquelle
- 3.1.1 bis 3.1.3
- Infrarot-Leuchtdioden-Modul
- 3.2
- Lichtquelle
- 3.2.1
- Leuchtdioden-Modul
- 3.3
- Zweites optisches Element
- 3.4
- Stellmotor
- 3.4.1
- Drehachse
- 3.4.2
- Befestigungswinkel
- 3.5
- Kühlelement
- A
- Optische Achse
- f
- Brennweite
- L1
- Infrarote Strahlung
- L2
- Sichtbares Licht
- VA
- Vertikale Achse
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102009008418 [0002]
Claims (8)
- Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug (
1 ), umfassend zumindest einen Scheinwerfer (2 ,3 ), welcher eine Strahlungsquelle (2.1 ,3.1 ) zur Erzeugung infraroter Strahlung (L1) und eine Lichtquelle (3.2 ) zur Erzeugung sichtbaren Lichts (L2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (2.1 ,3.1 ) aus mehreren Infrarot-Leuchtdioden-Modulen (2.1.1 bis2.1.4 ,3.1.1 bis3.1.3 ) gebildet ist, welche jeweils zumindest eine Infrarot-Leuchtdiode umfassen und dass die Lichtquelle (3.2 ) zumindest aus einem Leuchtdioden-Modul (3.2.1 ) gebildet ist, welches zumindest eine Leuchtdiode umfasst, wobei die Lichtquelle (3.2 ) in die Strahlungsquelle (3.1 ) integriert ist. - Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Strahlungsrichtung vor der Strahlungsquelle (
2.1 ,3.1 ) ein erstes optisches Element oder in Strahlungsrichtung vor der Lichtquelle (3.2 ) ein zweites optisches Element (3.3 ) angeordnet ist. - Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (
2.1 ,3.1 ) oder die Lichtquelle (3.2 ) vertikal oder horizontal schwenkbar sind. - Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Achse der Lichtquelle (
3.2 ) auf ein oder mehrere Objekte in einer Umgebung des Fahrzeugs (1 ) ausrichtbar sind. - Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste optische Element oder das zweite optische Element (
3.3 ) vertikal oder horizontal schwenkbar sind. - Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (
2.1 ,3.1 ) relativ zu dem ersten optischen Element oder die Lichtquelle (3.2 ) relativ zu dem zweiten optischen Element (3.3 ) schwenkbar sind. - Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste optische Element oder das zweite optische Element (
3.3 ) einen Reflektor oder eine Linse umfassen. - Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (
2.1 ,3.1 ) oder die Lichtquelle (3.2 ) mit einem Kühlelement (3.5 ) thermisch gekoppelt sind.
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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