JP2007173078A - 照明制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明制御装置において、調光信号発生器と変換器との間の信号線の短絡又は調光信号発生器自体の異常により、居住者が調光操作をすることができなくなった場合に、居住者が異常を容易に特定でき、照明制御装置全体にわたる大掛かりな検査を回避可能とする。
【解決手段】照明制御装置１は、調光信号発生器３から出力される第１の調光信号を第２の調光信号に変換して出力する変換器４を備え、第１の調光信号により第１の照明負荷Ｂを調光制御し、第２の調光信号により、第２の照明負荷Ａを調光制御する。そして、変換器４は、第１の調光信号が、第２の照明負荷に割り当てられた調光範囲にないときに、異常報知信号を出力する。この異常警報信号出力により、居住者は、調光操作を行うことができない原因を容易に特定することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、白熱灯や蛍光灯等の複数種の照明負荷を同一系統で調光制御する照明制御装置に関する。

一般に、白熱灯から発せられる光は、空間に暖かみを与え、居住者に落ち着きやくつろぎ感を与えてくれる。一方、蛍光灯から発せられる光は、空間全体を均一に明るく照らし出し、居住者に涼しげでさわやかなイメージを与えてくれる。近年では、白熱灯及び蛍光灯の両者の特徴を活かし、同一居住空間に白熱灯及び蛍光灯の、それぞれ複数の照明器具を配置することにより、居住者が空間演出を楽しんだり、より快適な生活空間を作りだすことができるようにする照明システムの提案がなされている。

上記の照明器具の明るさを変化させる調光制御には複数の方式が知られている。例えば、白熱灯の調光制御については、半導体を用いた位相制御により、ランプ電力を直接制御する方式が用いられ、また、蛍光灯の調光制御については、上記位相制御方式のほか、電子安定器にＰＷＭ（パルス幅変調）信号を与えて、このＰＷＭ信号のオンデューティ幅に応じてランプ電流を変化させて調光する方式が一般的に用いられている。しかし、複数の照明器具を調光するには、照明器具の種類に応じて適切な調光方式を選択しなければならず、不適切な調光方式を選択すると、調光不能・不調といった種々のトラブルを生じる原因となる。

そこで、特許文献１及び２に示されるように、方式の異なる複数の照明負荷を、一つの操作系で一括して扱えるようにした照明制御装置が知られている。この照明制御装置は、図１３に示されるように、操作部（フェーダ１０２）からの操作に応じて第１の調光信号であるＰＷＭ信号を発生させる調光信号発生器（ＰＷＭ調光器１０１）と、ＰＷＭ信号を第２の調光信号である位相制御電圧に変換して出力する変換器１０３と、を備え、ＰＷＭ信号により調光制御される第１の照明負荷である蛍光灯１０５と、位相制御電圧により調光制御される第２の照明負荷である白熱灯１０４と、を同一系統で制御するものである。
特開２００１-１２６８７９号公報 特開平９−２８２９１５号公報

前記特許文献１又は２の照明制御装置においては、最小の明るさで点灯させる場合の閃光現象を回避するために、例えば、ＰＷＭ信号のオンデューティ幅が２〜９５％の範囲を調光範囲として割り当てられることが通常なされている。しかしながら、特許文献１又は２の照明制御装置においては、第１の調光信号であるＰＷＭ信号が、通常の調光範囲に割り当てられたものでない場合、例えば、ＰＷＭ調光器１０１と変換器１０３との間の信号線が短絡して、ＰＷＭ信号のオンデューティが常に１００％（ＰＷＭ信号の出力電圧が常に０ボルトとなる）となった場合には、第２の照明負荷である白熱灯１０４は調光操作信号によらず消灯することとなる。また、ＰＷＭ調光器１０１自体の異常により、例えば、ＰＷＭ信号のオンデューティが常に０％（ＰＷＭ信号の出力電圧が常に最大出力となる）となった場合には、第２の照明負荷である白熱灯１０４は、調光操作信号によらず全点灯することとなる。このように、ＰＷＭ信号が通常の調光範囲外となった場合に、従来の調光制御装置においては、居住者は、照明負荷の調光操作を行うことができないばかりか、その原因を直ちに特定することもできないため、照明制御装置全体にわたる大掛かりな検査を要する可能性があった。

本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、調光信号発生器と変換器との間の信号線の短絡又は調光信号発生器自体の異常といった照明制御装置の異常が発生したことにより、居住者が調光操作をすることができなくなったときに、異常を特定することが容易に行え、照明制御装置全体にわたる大掛かりな検査を回避することのできる照明制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、調光操作信号を送信するリモコン部と、このリモコン部からの調光操作信号に応じて第１の調光信号を発生させる調光信号発生器と、この調光信号発生器から出力される第１の調光信号を第２の調光信号に変換して出力する変換器と、を備え、第１の調光信号により調光制御される第１の照明負荷と、第２の調光信号により調光制御される第２の照明負荷とを同一系統で制御する照明制御装置であって、前記変換器は、第１の調光信号が、照明負荷に割り当てられた調光範囲にあるか否かを判断し、該調光範囲にないものであるときに、異常報知信号を出力する報知手段を備えたものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の照明制御装置において、異常報知信号が第２の照明負荷を調光制御する第３の調光信号であるものである。

請求項３の発明は、請求項１に記載の照明制御装置において、調光信号発生器と第１の照明負荷との間に中継器を設け、前記中継器は、第１の調光信号が、照明負荷に割り当てられた調光範囲にあるか否かを判断し、該調光範囲にないものであるときに、異常報知信号を出力する報知手段を備えたものである。

請求項４の発明は、請求項３に記載の照明制御装置において、異常報知信号が第１の照明負荷を調光制御する第４の調光信号であるものである。

請求項１の発明によれば、変換器が受信した第１の調光信号が、第１の調光信号により調光される第２の照明負荷に割り当てられた調光範囲にないときに、例えば、調光信号発生器と変換器との間の信号線の短絡や断線又は調光信号発生器自体に異常があった場合に、変換器が所定の異常報知信号を出力するので、居住者は、調光操作を行うことができない原因を特定することができ、照明制御装置全体にわたる大掛かりな検査を回避することができる。

請求項２の発明によれば、居住者は、変換器と接続された照明負荷の点灯によって、調光操作を行うことができない原因を容易に特定することができ、別段の報知表示手段を設けることなく設備のコストを低減することができる。

請求項３の発明によれば、変換器が介在しない第１の照明負荷と調光信号発生器と間の信号線の短絡や断線といった異常が生じた場合であっても、中継器が所定の異常報知信号を出力するので、居住者は、異常の原因を特定でき、照明制御装置全体にわたる大掛かりな検査を回避することができる。

請求項４の発明によれば、居住者は、中継器と接続された照明負荷の点灯によって、調光操作を行うことができない原因を容易に特定することができ、別段の報知表示手段を設けることなく設備のコストを低減することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る照明制御装置１の概略構成を示す。本実施形態に係る照明制御装置１は、調光操作信号を送信するリモコン部２と、リモコン部２からの調光操作信号に応じて第１の調光信号を発生させる調光信号発生器３と、調光信号発生器３から出力される第１の調光信号を第２の調光信号に変換して出力する変換器４とを備え、変換器４には第２の照明負荷Ａが接続され、調光信号発生器３には直接に第１の照明負荷Ｂが接続される。

調光信号発生器３は、リモコン部２からの調光操作信号を受信するリモコン受信部５と、商用電源を内部制御電源に変換する電源部６と、電源部６からの給電を受けて調光信号を制御する制御部７と、調光信号を出力する複数の調光信号ドライバ８と、から構成される。制御部７には、調光信号発生器３の制御に用いるデータを記憶させたＥＥＰＲＯＭ９が接続される。複数の調光信号ドライバ８と変換器４又は照明負荷Ｂとは信号線１０により接続され、変換器４と照明負荷Ａとは信号線１１により接続される。照明負荷Ｂは、調光信号発生器３から出力された第１の調光信号により制御され、照明負荷Ａは、前記第１の調光信号であるＰＷＭ信号を変換器４が位相制御信号へと変換した第２の調光信号によって制御される。このように、本実施形態に係る照明制御装置１は、方式の異なる複数の照明負荷を、同一の操作系で制御するものである。

リモコン受信部５は、リモコン部２からの光信号や電波信号等の信号を受信し、この信号を電気信号に変換して、制御部７へと出力する。リモコン部２から送信される信号は、例えば、図２に示されるようなフォーマットを持つ信号であって、調光信号発生器３への命令データビットが含まれており、居住者から調光信号発生器３への操作要求を伝達するものである。本実施形態においては、命令データビットは、主に、照明器具の系統とその照明器具の出力比を操作するものである。

制御部７は、例えば、マイコンにより構成され、リモコン受信部５から出力され電気信号を解析し、命令データビットにより指示された照明器具の出力比に対応する調光信号を出力するように、命令データビットに対応する系統の調光信号ドライバ８に対して電気信号を出力する。本実施形態において、調光信号ドライバ８から出力されるＰＷＭ信号の波形図の例を図３に示す。この例では、ＰＷＭ信号は、一定周波数の電圧信号であり、一定周期Ｔのパルスに占めるオン期間ｔ１の割合をＰＷＭ信号のオンデューティ幅という。

ここで、ＰＷＭ信号のオンデューティ幅と照明負荷の出力比との関係について、図４及び図５に示される照明負荷Ｉ乃至IIIを例に挙げて説明する。なお、例示される照明負荷Ｉ乃至IIIは、いずれもＰＷＭ信号のオンデューティ幅を制御することにより調光される照明器具である。図４及び図５に示されるように、ＰＷＭ信号のオンデューティ幅が大きいほど、照明負荷Ｉ乃至IIIの出力比は小さくなり、照明負荷Ｉ乃至IIIは暗く調光される。しかし、各々の照明負荷の出力比とオンデューティ幅との関係は、照明負荷の種類によって異なる場合がある。例えば、照明負荷IIIでは、ＰＷＭ信号のオンデューティ幅が大きくなるのに伴い、出力比は小さくなる。すなわち、照明負荷IIIは調光信号にリニアに対応する調光がなされる。一方、照明負荷Ｉでは、ＰＷＭ信号のオンデューティ幅が０〜５％であるときには、出力比は１００％であり、ＰＷＭ信号のオンデューティ幅が５〜９５％へと大きくなるに伴い、出力比は１００〜０％へと小さくなり、ＰＷＭ信号のオンデューティ幅が９５％以上であるときには、出力比が０％で維持される。すなわち、照明負荷Ｉは、ＰＷＭ信号のオンデューティ幅が５〜９５％の間では、調光信号にリニアに対応する調光がなされるが、ＰＷＭ信号のオンデューティ幅が０〜５％では調光信号に関わらず全点灯し、９５〜１００％では消灯する。また、照明負荷IIでは、ＰＷＭ信号のオンデューティ幅が０〜８４％であるときには、照明負荷Ｉと同様であるが、ＰＷＭ信号のオンデューティ幅が８５％以上になると、出力比が１０％に維持される。すなわち、照明負荷IIは、ＰＷＭ信号のオンデューティ幅が８５％以上になると、調光信号に関わらず消灯しない。このように、各々の照明負荷の出力比とオンデューティ幅とのパターンは、照明負荷の種類に応じて、一意的に決定されるものである。また、これと同様に、位相制御信号により調光される照明負荷の出力比とＰＷＭ信号のオンデューティ幅とのパターンも、照明負荷の種類に応じて、一意的に決定される。

各種照明負荷の出力比に対するオンデューティ幅のパターンは、予め制御部７に記憶されている。また、調光信号ドライバ８は、制御部７から電気信号を受けて、所定のオンデューティ幅のＰＷＭ信号を、調光信号発生器３の外部に設置された変換器４へと出力する。なお、本実施形態における第２の照明負荷Ａは、供給される商用電源の位相を制御することで調光が可能な照明器具であり、第１の照明負荷Ｂは、ＰＷＭ信号のオンデューティ幅を制御することで調光が可能な照明器具である。また、照明負荷Ａ又はＢは、上記例の照明負荷Ｉ乃至IIIと必ずしも同一のものではない。

次に、変換器４の構成について、図６を参照して説明する。変換器４は、調光信号を制御する制御部４０と、前述の調光信号発生器３からのＰＷＭ信号を受信する調光信号入力部４１と、調光信号の異常を検出するエラー検出部４２と、商用電源を内部制御電源に変換する電源部４３と、点滅パターン記憶部４４と、制御部４０の制御のもと位相制御信号を出力する位相制御部４５と、から構成される。

制御部４０は、例えばマイコンにより構成され、ここでは調光信号入力部４１からの調光信号のオンデューティ幅の読み込みと、それに対応する位相制御幅の位相制御信号を位相制御部４５が出力するように、位相制御部４５に向けて電気信号を出力する。なお、位相制御信号の位相制御幅とＰＷＭ信号のオンデューティ幅との関係も、図４及び図５に示された例と同様に、対応する第２の照明負荷Ａの種類により異なっている場合があり、それら特定のパターンは、予め制御部４０に記憶されている。エラー検出部４２は、調光信号入力部４１の後段に配置され、入力されたＰＷＭ信号が正常であるか否かの判断を行う。点滅パターン記憶部４４には、事前に照明器具を点滅させる異常報知信号が記憶されている。エラー検出部４２が、入力された調光信号が異常であると判断したとき、制御部４０は、異常報知信号に基づく位相制御信号を出力するよう位相制御部４５に対して電気信号を送る。これらエラー検出部４２、制御部４０、点滅パターン記憶部４４及び位相制御部４５により、異常報知信号を出力する報知手段が構成される。

第２の照明負荷Ａを調光制御するために、調光信号発生器３から出力される第１の調光信号であるＰＷＭ信号が、照明器具Ａに割り当てられた調光範囲にあるときには、変換器４は、ＰＷＭ信号を位相制御信号へと変換した第２の調光信号を出力する。他方、前記ＰＷＭ信号が、照明器具Ａに割り当てられた調光範囲にないときには、変換器４は、異常報知信号に基づいた位相制御幅の位相制御信号（第３の調光信号）を出力する。この第３の調光信号によって、照明負荷Ａが後述する特定の点滅パターンで調光制御され、調光信号の異常を居住者に認知させることが可能となる。

図７は、本発明の具体的実施形態に係る照明制御装置１の施工例を示す。照明制御装置１は、主に、一般住宅において施工されることを想定しているため、居住空間Ｒに対する意匠上の影響が無いように、原則的には、調光信号発生器３と変換器４とは天井裏に設置される。また、調光信号発生器３と変換器４又は照明器具Ｂとを接続する信号線１０及び変換器４と照明器具Ａとを接続する信号線１１も天井裏に配線される。なお、前記施工例において、リモコン部２と調光信号発生器３との信号媒体として電波が用いられる場合には、調光信号発生器３が天井裏に設置され、居住者からは視認できない状態であっても特段の問題はないが、リモコンの信号媒体として赤外線等が用いられる場合には、調光信号発生器３中のリモコン受信部５が居住空間Ｒに露出される必要がある。

図８（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る照明制御装置１において、調光信号発生器３と変換器４とを接続する信号線１０の途中で、信号線１０の短絡が起こった場合の、各構成部における電気信号のフローの例を示している。なお、図８（a）は制御部７から出力される電気信号を、図８（ｂ）は調光信号ドライバ８が出力するＰＷＭ信号を、図８（ｃ）は変換器４から出力された位相制御信号による制御を受けた照明負荷Ａの出力比を示している。信号線１０に短絡が起こると、調光信号ドライバ８は、図８（ｂ）に示されるように、０ＶのＰＷＭ信号を出力することとなる。調光信号発生器３が出力するＰＷＭ信号は、外乱ノイズ対策等の観点より、原則として、ＰＷＭ信号のオンデューティ幅が０％又は１００％となることはない。そのため、変換器４が、ＰＷＭ信号のオンデューティ幅が０％である調光信号を検出した場合には、図６に示される変換器４内のエラー検出部４２は、この調光信号が異常であると判断する。そして、検出された異常に応じて、制御部７は、予め点滅パターン記憶部４４に記憶された点滅パターンに基づき照明負荷Ａを調光する位相制御信号（第３の調光信号）を位相制御部４５が出力するよう電気信号を送る。そして、位相制御部４５の出力した位相制御幅の位相制御信号に基づいて照明負荷Ａが点灯される。例えば、図８（ｃ）に示されるように、照明負荷が一定間隔で全点灯と消灯とを繰り返す点滅パターンで点灯することにより、居住者は、調光操作を行うことができない原因を、調光信号発生器３と変換器４と間の信号線９の短絡のためであると特定することができる。

調光信号の異常が生じたことを居住者に伝達する方法としては、一般的には、調光信号発生器３又は変換器４に異常発生表示部を設け、この表示部が点滅等することによって調光信号の異常を居住者に伝達する方法が考えられる。しかし、本実施形態においては、調光信号発生器３及び変換器４が共に天井裏へ設置されるため、居住者に対する情報伝達のインターフェイス部を備えていない。リモコン部２に情報伝達のインターフェイス部を設けることも可能であるが、リモコン部２及び調光信号発生器３又は変換器４の各々に追加的な構成を施す必要があり、装置の複雑化やコストアップを招く蓋然性がある。そこで、本実施形態においては、照明器具を特定のパターンで点滅させることにより、居住者に対して調光信号の異常があったことの情報伝達を実現している。この様な手法をとることで、居住者に対して、広範囲かつ的確に、異常事態の伝達をすることが可能となると共に、別段の報知表示手段を設けることなく設備のコストを低減することができる。

また、図９（ａ）乃至（ｃ）は、調光信号発生器３と変換器４とを接続する信号線１０が断線した場合の、各構成部における電気信号のフローの例を示している。なお、図９（a）は制御部４０から出力される電気信号を、図９（ｂ）は調光信号ドライバ８が出力するＰＷＭ信号を、図９（ｃ）は変換器４から出力された位相制御信号による制御を受けた照明負荷Ａの出力比を示している。信号線１０が断線すると、図９（ｂ）に示されるように、変換器４はＰＷＭ信号を受信しないこととなる。そして、図６に示されるエラー検出部４２が信号線１０の断線を認めると、制御部４０は予め点滅パターン記憶部４４に記憶された点滅パターンに基づき照明負荷Ａを調光する位相制御信号を位相制御部４５が出力するよう電気信号を送る。その後、位相制御部４５の出力した位相制御幅の位相制御信号に基づき、図９（ｃ）に示されるように、図８（ｃ）に示される例とは異なる点滅パターンで照明負荷Ａが点灯される。

図１０（ａ）乃至（ｃ）は、調光信号発生器３に故障が発生した場合の、各構成部における電気信号のフローの例を示している。なお、図１０（a）は制御部４０から出力される電気信号を、図１０（ｂ）は調光信号ドライバ８が出力するＰＷＭ信号を、図１０（ｃ）は変換器４から出力された位相制御信号による制御を受けた照明負荷Ａの出力比を示している。図１０（ａ）に示されるように、仮に、調光信号発生器３が、故障により、ＰＷＭ信号のオンデューティ幅が１００％である調光信号を出力し続け、この調光信号を変換器４が受信した場合には、図６に示される変換器４内のエラー検出部４２は、この調光信号が異常であると判断すると、制御部４０は、予め点滅パターン記憶部４４に記憶された点滅パターンに基づき照明負荷Ａを調光する位相制御信号を位相制御部４５が出力するよう電気信号を送る。その後、位相制御部４５の出力した位相制御幅の位相制御信号に基づき、図１０（ｃ）に示されるように、図８（ｃ）及び図９（ｃ）に示される例とは異なる点滅パターンで照明負荷Ａが点灯される。

このように、想定される異常事態に応じた複数の点滅パターンとなる位相制御信号を点滅パターン記憶部４４に記憶させておき、また、これらの点灯パターンを予めマニュアル等に明記しておくことにより、居住者は照明器具の点滅パターンから、本照明制御装置にどのような異常事態が生じたかを容易に把握することができる。

また、上記実施形態によると、居住者は、調光信号発生器３に接続された複数の調光系統の中で、変換器４が接続された系統に生じた調光信号の異常を認知することができるが、変換器４が接続されていない系統に生じた調光信号の異常は認知することができない。そこで、本発明の他の実施形態として、図１１に示されるように、変換器４が接続されていない系統に、調光信号の異常を検知するエラー検出部を備えた中継器１４を配置することもできる。これにより、居住者は、調光信号発生器３と中継器１４との間における信号線１０の短絡等による調光信号の異常を認知することができる。

中継器１４は、図１２に示されるように、調光信号を制御する制御部１４０と、調光信号発生器３からの調光信号を受信する調光信号入力部１４１と、調光信号の異常を検出するエラー検出部１４２と、商用電源を内部制御電源に変換する電源部１４３と、点滅パターン記憶部１４４と、制御部４０の制御のもとＰＷＭ信号を出力する調光信号出力部１４５と、から構成される。変換器４と同様に、第１の照明負荷Ｂを調光するために出力された第１の調光信号が、照明負荷Ｂに割り当てられた調光範囲にない場合に、中継器１４が、異常報知信号（第４の調光信号）を出力する。そして、変換器４による調光制御された照明負荷Ａと同様に、中継器１４による調光制御された照明負荷Ｂが特定のパターンで点滅することにより、居住者は、調光信号発生器３に接続された複数の調光系統の中で、中継器１４が接続された系統に、信号線１０の短絡等による調光信号の異常が生じたことを容易に把握することができる。

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、照明制御装置１において、ＰＷＭ信号により調光制御される照明負荷が白熱灯である場合や、位相制御電圧により位相制御される照明負荷が蛍光灯である場合も想定され、照明負荷には白熱灯や蛍光灯を用いられるのみならず、発光ダイオード等が用いられる場合もある。

本発明の一実施形態に係る照明制御装置の概略構成図。 同装置におけるリモコン部からの光信号や電波信号等の信号のデータ内容を説明する図。 ＰＷＭ信号のオンデューティ幅を説明する図。 ＰＷＭ信号のオンデューティ幅と照明負荷の出力比との関係を示す図。 ＰＷＭ信号のオンデューティ幅と照明負荷の出力比との関係を示す図。 同装置における変換器の内部構成図。 本発明の具体的実施形態に係る照明制御装置の設置例を示す図。 同装置において信号線に短絡が起きた場合の、各構成部における電気信号のフローの例を示す図。 同装置において信号線に断線が起きた場合の、各構成部における電気信号のフローの例を示す図。 同装置において調光信号発生器に故障が生じた場合の、各構成部における電気信号のフローの例を示す図。 本発明の他の実施形態に係る照明制御装置の概略構成図。 同装置における中継器の内部構成図。 従来の照明制御装置の構成図。

符号の説明

１ 照明制御装置
２ リモコン部
３ 調光信号発生器
４ 変換器
７ 制御部
８ 調光信号ドライバ
１０ 信号線
１１ 信号線
１４ 中継器
１４０ 制御部
１４１ 調光信号入力部
１４２ エラー検出部
１４４ 点滅パターン記憶部
１４５ 調光信号出力部
４０ 制御部
４１ 調光信号入力部
４２ エラー検出部
４４ 点滅パターン記憶部
４５ 位相制御部
Ａ 第２の照明負荷
Ｂ 第１の照明負荷

Claims (4)

1. 調光操作信号を送信するリモコン部と、このリモコン部からの調光操作信号に応じて第１の調光信号を発生させる調光信号発生器と、この調光信号発生器から出力される第１の調光信号を第２の調光信号に変換して出力する変換器と、を備え、第１の調光信号により調光制御される第１の照明負荷と、第２の調光信号により調光制御される第２の照明負荷とを同一系統で制御する照明制御装置であって、
   前記変換器は、第１の調光信号が、照明負荷に割り当てられた調光範囲にあるか否かを判断し、該調光範囲にないものであるときに、異常報知信号を出力する報知手段を備えたことを特徴とする照明制御装置。
2. 前記異常報知信号が、第２の照明負荷を調光制御する第３の調光信号であることを特徴とする請求項１に記載の照明制御装置。
3. 前記調光信号発生器と第１の照明負荷との間に中継器を設け、この中継器は、照明負荷に割り当てられた調光範囲にあるか否かを判断し、該調光範囲にないものであるときに、異常報知信号を出力する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の照明制御装置。
4. 前記異常報知信号が第１の照明負荷を調光制御する第４の調光信号であることを特徴とする請求項３に記載の照明制御装置。

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