JPH11339522A - 照明装置 - Google Patents
照明装置Info
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- JPH11339522A JPH11339522A JP11118285A JP11828599A JPH11339522A JP H11339522 A JPH11339522 A JP H11339522A JP 11118285 A JP11118285 A JP 11118285A JP 11828599 A JP11828599 A JP 11828599A JP H11339522 A JPH11339522 A JP H11339522A
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- Japan
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- light
- film
- prism
- prisms
- lighting device
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- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F13/00—Illuminated signs; Luminous advertising
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0096—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the lights guides being of the hollow type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S362/00—Illumination
- Y10S362/812—Signs
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- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Securing Globes, Refractors, Reflectors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被照明物品に、より、均一の照明を与えるこ
とができる照明装置を提供する。 【解決手段】 照明装置において、光ガイド及び光ガイ
ドから光を受けるための光学的に透明なフィルムを持
ち、前記フィルムが第一の表面及び第二の表面を有し、
前記第一の表面が構造を有し、その構造が複数の三角プ
リズムの形態であって、各々のプリズムが頂角を有し、
その頂角のいくつかは、他の頂角とは相違している。
とができる照明装置を提供する。 【解決手段】 照明装置において、光ガイド及び光ガイ
ドから光を受けるための光学的に透明なフィルムを持
ち、前記フィルムが第一の表面及び第二の表面を有し、
前記第一の表面が構造を有し、その構造が複数の三角プ
リズムの形態であって、各々のプリズムが頂角を有し、
その頂角のいくつかは、他の頂角とは相違している。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置に関す
る。より具体的には、より、均一に照明することができ
る照明装置に関する。
る。より具体的には、より、均一に照明することができ
る照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】屋外の標識等の物品は夜間見えるように
点灯しておく必要があることが多い。例えば看板は暗く
なった後見えることが望ましいし、交通標識は見えるこ
とが重要である。前述のような標識を内からと外からと
から照明する種々の方法が使用されてきた。外部照明を
用いる場合、最も通常の方法は一列のスポットライトを
その標識の底部あるいは頂部のいずれかに沿って整列さ
せることである。これらのスポットライトは光線を標識
に向けるよう位置されている。この方法は数々の欠点が
あり、その最も顕著なのは照明の均一性の欠如である。
標識は、他の領域におけるよりもスポットライトの近く
ではより多くの光線を受け取る。従って均一に照明する
装置が望まれている。
点灯しておく必要があることが多い。例えば看板は暗く
なった後見えることが望ましいし、交通標識は見えるこ
とが重要である。前述のような標識を内からと外からと
から照明する種々の方法が使用されてきた。外部照明を
用いる場合、最も通常の方法は一列のスポットライトを
その標識の底部あるいは頂部のいずれかに沿って整列さ
せることである。これらのスポットライトは光線を標識
に向けるよう位置されている。この方法は数々の欠点が
あり、その最も顕著なのは照明の均一性の欠如である。
標識は、他の領域におけるよりもスポットライトの近く
ではより多くの光線を受け取る。従って均一に照明する
装置が望まれている。
【0003】別の問題は、多数車線の高速道路で通常用
いられている高架標識の場合特に深刻である。光源の交
換は通常、作業者が交換すべき光源に達しうるように交
通を分岐させるか、停める必要がある。実際の光源が高
速道路の交通部分から離れたところに位置しうる装置が
有利である。
いられている高架標識の場合特に深刻である。光源の交
換は通常、作業者が交換すべき光源に達しうるように交
通を分岐させるか、停める必要がある。実際の光源が高
速道路の交通部分から離れたところに位置しうる装置が
有利である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】より均一に物品に照明
することができ、また、必要に応じて、光源が被照明物
品から離れたところに位置させるようにすることができ
る照明装置が望まれている。
することができ、また、必要に応じて、光源が被照明物
品から離れたところに位置させるようにすることができ
る照明装置が望まれている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の照明装置は、光ガイド及び光ガイドから
光を受けるための光学的に透明なフィルムを持ち、前記
フィルムが第1の表面及び第2の表面を有し、前記第1
の表面が構造を有し、その構造が複数の三角プリズムの
形態であって、各々のプリズムが頂角を有し、その頂角
のいくつかは、他の頂角とは相違しているものである。
めに、本発明の照明装置は、光ガイド及び光ガイドから
光を受けるための光学的に透明なフィルムを持ち、前記
フィルムが第1の表面及び第2の表面を有し、前記第1
の表面が構造を有し、その構造が複数の三角プリズムの
形態であって、各々のプリズムが頂角を有し、その頂角
のいくつかは、他の頂角とは相違しているものである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、実施例を説明する。
て、実施例を説明する。
【0007】本発明においては、光線ガイドが光線が標
識の一方の縁部に沿って進行するよう制御する。光線抽
出装置が光線ガイドから光線を取り出し、標識に向かっ
て導く。前記抽出装置には、照明装置の出力特性を形成
するフレネルレンズが付属すする。
識の一方の縁部に沿って進行するよう制御する。光線抽
出装置が光線ガイドから光線を取り出し、標識に向かっ
て導く。前記抽出装置には、照明装置の出力特性を形成
するフレネルレンズが付属すする。
【0008】図1は本発明による照明装置を示す。照明
装置は、部分的に平行にした光線を提供する光源10を
含む。ハウジングはチューブの形態であって、これは他
の形状を用いることも可能なものの直角円形円筒体であ
ることが好ましく光源から光線を受け取る。照明装置の
円周の部分は光線ガイド材料12から構成され、残りは
抽出装置16である。図示のように、光線ガイド部分1
2は円周のうちの270度分を形成し、一方残りの90
度は抽出装置部分16である。しかしながら、前記部分
の各々が占める円周の相対的な大きさは変えることがで
き、ケースバイケースで決める必要がある。さらに、光
源10は光線ガイド部分12のそれと類似の光線ガイド
材料により抽出装置16から分離することができる。こ
のようにする主要な理由は電球や、照明要素を取り換え
るのにより都合のよい位置に光源を位置させるためであ
る。このことは、光線導管が高速道路の縁部分から光線
を標識近傍の抽出装置まで運ぶことができるので、高架
標識の場合特に有用である。
装置は、部分的に平行にした光線を提供する光源10を
含む。ハウジングはチューブの形態であって、これは他
の形状を用いることも可能なものの直角円形円筒体であ
ることが好ましく光源から光線を受け取る。照明装置の
円周の部分は光線ガイド材料12から構成され、残りは
抽出装置16である。図示のように、光線ガイド部分1
2は円周のうちの270度分を形成し、一方残りの90
度は抽出装置部分16である。しかしながら、前記部分
の各々が占める円周の相対的な大きさは変えることがで
き、ケースバイケースで決める必要がある。さらに、光
源10は光線ガイド部分12のそれと類似の光線ガイド
材料により抽出装置16から分離することができる。こ
のようにする主要な理由は電球や、照明要素を取り換え
るのにより都合のよい位置に光源を位置させるためであ
る。このことは、光線導管が高速道路の縁部分から光線
を標識近傍の抽出装置まで運ぶことができるので、高架
標識の場合特に有用である。
【0009】光線ガイド材料12にはその外面に沿って
プリズム14の様な複数の直線プリズムが延びている。
好適実施例においては、これらのプリズムは、そうする
ことが必要というのではないが直角の二等辺三角形プリ
ズムである。これらのプリズムは照明装置に沿って進行
している光線を全反射により照明装置内に留まるよう規
制する。光線ガイド材料は例えば3M社から市販され、
1988年7月12日出願され、現在は米国特許4,9
06,070号となっている米国特許願第218,08
7号に記載のスコッチ光学照明フィルム(Scotch Optic
al Lighting Film)でよい。光線抽出部分16は内面1
8と外面20とを有する。これらの構造体の特性につい
ては図2、図3及び図4に関して詳細に説明する。
プリズム14の様な複数の直線プリズムが延びている。
好適実施例においては、これらのプリズムは、そうする
ことが必要というのではないが直角の二等辺三角形プリ
ズムである。これらのプリズムは照明装置に沿って進行
している光線を全反射により照明装置内に留まるよう規
制する。光線ガイド材料は例えば3M社から市販され、
1988年7月12日出願され、現在は米国特許4,9
06,070号となっている米国特許願第218,08
7号に記載のスコッチ光学照明フィルム(Scotch Optic
al Lighting Film)でよい。光線抽出部分16は内面1
8と外面20とを有する。これらの構造体の特性につい
ては図2、図3及び図4に関して詳細に説明する。
【0010】図2はチューブの軸線に対して垂直の抽出
フィルム16の断面を示す。抽出フィルム16は透明材
料、好ましくは透明の高分子材料から作られている。好
ましい高分子材料はポリカーボネートとアクリルであ
る。面20には構造体22及び構造体24の様な複数の
構造体があるのが判る。これらの複数の構造体は直線状
フレネルレンズの複数の直線状要素である。各要素の軸
線はハウジングの軸線方向に平行に延びる。前記面20
上の複数の構造体により形成されたフレネルレンズの特
性は希望する出力光線によって変わる。典型的には標識
の表面にわたって比較的一定の照明を提供することが好
ましい。このように、フレネルレンズは標識上で均一に
見えるような光線出力を提供するよう構成すべきであ
る。
フィルム16の断面を示す。抽出フィルム16は透明材
料、好ましくは透明の高分子材料から作られている。好
ましい高分子材料はポリカーボネートとアクリルであ
る。面20には構造体22及び構造体24の様な複数の
構造体があるのが判る。これらの複数の構造体は直線状
フレネルレンズの複数の直線状要素である。各要素の軸
線はハウジングの軸線方向に平行に延びる。前記面20
上の複数の構造体により形成されたフレネルレンズの特
性は希望する出力光線によって変わる。典型的には標識
の表面にわたって比較的一定の照明を提供することが好
ましい。このように、フレネルレンズは標識上で均一に
見えるような光線出力を提供するよう構成すべきであ
る。
【0011】図3はフィルム16のチューブの軸線に平
行に切った断面図である。図3に示すように、フィルム
16の側18はその上に複数の三角形のプリズムが位置
している。各プリズムの軸線はハウジングの軸線に対し
て垂直である。本出願発明の目的に対して、ハウジング
の軸線に対して接線はすべての点において垂直であるた
め、チューブが丸形の場合、プリズムの軸線はハウジン
グの軸線に対して垂直と考えられる。図示のようにプリ
ズムは直角二等辺三角形であるが、これが必要というの
ではない。しかしながら、二等辺三角形を使用すること
はいずれの方向からの光でも等しく良好に作用するので
好ましい。従って、照明装置両端で照射することがで
き、それにより、より多くの光線とより大きい均一性の
双方を提供することができる。光線抽出装置としてのプ
リズムの作用はプリズム26を参照すれば理解できる。
プリズム26は二辺28、30を有する。作動時、光線
は二辺の中の一方、例えば側部28を介してプリズム2
6へ入り、プリズムを通って側部30と衝突する。30
において光線は全反射し、フィルム16を通じて反射さ
れ、面20を通って出ていくが、フィルムの残りの部分
を通って進行する光線と組み合わされて希望する光線の
出力分布を形成する。
行に切った断面図である。図3に示すように、フィルム
16の側18はその上に複数の三角形のプリズムが位置
している。各プリズムの軸線はハウジングの軸線に対し
て垂直である。本出願発明の目的に対して、ハウジング
の軸線に対して接線はすべての点において垂直であるた
め、チューブが丸形の場合、プリズムの軸線はハウジン
グの軸線に対して垂直と考えられる。図示のようにプリ
ズムは直角二等辺三角形であるが、これが必要というの
ではない。しかしながら、二等辺三角形を使用すること
はいずれの方向からの光でも等しく良好に作用するので
好ましい。従って、照明装置両端で照射することがで
き、それにより、より多くの光線とより大きい均一性の
双方を提供することができる。光線抽出装置としてのプ
リズムの作用はプリズム26を参照すれば理解できる。
プリズム26は二辺28、30を有する。作動時、光線
は二辺の中の一方、例えば側部28を介してプリズム2
6へ入り、プリズムを通って側部30と衝突する。30
において光線は全反射し、フィルム16を通じて反射さ
れ、面20を通って出ていくが、フィルムの残りの部分
を通って進行する光線と組み合わされて希望する光線の
出力分布を形成する。
【0012】59から79度の範囲の頂角を有するプリ
ズム、特に好ましい69度の角度を有するプリズムが好
ましいことが判明した。
ズム、特に好ましい69度の角度を有するプリズムが好
ましいことが判明した。
【0013】前述のように、出力光線ビームの特性は表
面20上のフレネルレンズによって形成される。しかし
ながら、この形成は元の光線ビームに対して垂直の方向
の光線の分布に影響するのみである。光線ビームに対し
て平行の方向において、光線分布は面18上の抽出構造
体により決められる。図3に示すように、もし複数の構
造体が全て同じ頂角を有する三角形であるとすれば、光
線は元の光線ビームに対して平行の方向において、平行
とされて出ていく。図4に示すように、フイルム16´
はその頂角が異なっている複数の二等辺三角形を有して
いる。典型的にはこれらの角度は順次繰り返されてい
る。図4から判るように、プリズム32、33、34、
35及び36はそれぞれ頂角が異なる。一連のプリズム
は次いで、プリズム32、33に等しい頂角を有するプ
リズム32´、33´で繰り返される。一連の繰り返さ
れるプリズムの数は固定されるのではなくて、特定の設
計要件により決められる。例えば、テスト用に作ったあ
る光線抽出フィルムにおいては、7個が一連のプリズム
が利用された。これらのプリズムの頂角は78.5度、
63.5度、71.0度、76.0度、66.0度、7
3.5度、そして68.5度であった。そのようなグル
ープのプリズムの後、同じパターンが繰り返される。こ
のようにプリズムの角度を変えることの利点は、単一の
頂角を用いたときに起こりうるように光線が平行にされ
るのでなく元のビームに対して平行の方向において、よ
り広範囲の角度にわたって光線が広がることである。
面20上のフレネルレンズによって形成される。しかし
ながら、この形成は元の光線ビームに対して垂直の方向
の光線の分布に影響するのみである。光線ビームに対し
て平行の方向において、光線分布は面18上の抽出構造
体により決められる。図3に示すように、もし複数の構
造体が全て同じ頂角を有する三角形であるとすれば、光
線は元の光線ビームに対して平行の方向において、平行
とされて出ていく。図4に示すように、フイルム16´
はその頂角が異なっている複数の二等辺三角形を有して
いる。典型的にはこれらの角度は順次繰り返されてい
る。図4から判るように、プリズム32、33、34、
35及び36はそれぞれ頂角が異なる。一連のプリズム
は次いで、プリズム32、33に等しい頂角を有するプ
リズム32´、33´で繰り返される。一連の繰り返さ
れるプリズムの数は固定されるのではなくて、特定の設
計要件により決められる。例えば、テスト用に作ったあ
る光線抽出フィルムにおいては、7個が一連のプリズム
が利用された。これらのプリズムの頂角は78.5度、
63.5度、71.0度、76.0度、66.0度、7
3.5度、そして68.5度であった。そのようなグル
ープのプリズムの後、同じパターンが繰り返される。こ
のようにプリズムの角度を変えることの利点は、単一の
頂角を用いたときに起こりうるように光線が平行にされ
るのでなく元のビームに対して平行の方向において、よ
り広範囲の角度にわたって光線が広がることである。
【0014】図5は本発明による照明装置の実際に作用
する態様を示す。この場合は標識42の底縁部40であ
る一方の縁部に対して平行に光線が進行することが判
る。抽出装置16は頂縁部44、底縁部46および中心
部48を有する。抽出装置16の外側20のフレネルレ
ンズは、抽出装置16の頂縁分44を通る光線が、標識
42にその頂縁部50において衝突するよう構成されて
いる。同様に、抽出装置16の底縁部46を進行する光
線は標識42とその底部40で衝突し、中心部48にお
いて抽出装置16を通って進行する光線は標識42とそ
の中心部52において衝突する。この効果により標識全
体にわたり均一な照明を提供する。照明の均一性をさら
に向上させるために付加的な修正を加えることができる
が、図5に示す構成は標識の最も明るいところと最も暗
いところの間の光度が2対1、すなわち許容される限度
内に十分入った値より悪くならないことが判明した。
する態様を示す。この場合は標識42の底縁部40であ
る一方の縁部に対して平行に光線が進行することが判
る。抽出装置16は頂縁部44、底縁部46および中心
部48を有する。抽出装置16の外側20のフレネルレ
ンズは、抽出装置16の頂縁分44を通る光線が、標識
42にその頂縁部50において衝突するよう構成されて
いる。同様に、抽出装置16の底縁部46を進行する光
線は標識42とその底部40で衝突し、中心部48にお
いて抽出装置16を通って進行する光線は標識42とそ
の中心部52において衝突する。この効果により標識全
体にわたり均一な照明を提供する。照明の均一性をさら
に向上させるために付加的な修正を加えることができる
が、図5に示す構成は標識の最も明るいところと最も暗
いところの間の光度が2対1、すなわち許容される限度
内に十分入った値より悪くならないことが判明した。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の照明装置
は、被照明物品に対して、より均一の照明を与えること
ができる。
は、被照明物品に対して、より均一の照明を与えること
ができる。
【図1】本発明の1実施形態に係る照明装置を示す図で
ある。
ある。
【図2】本発明の1実施形態で使用されるフィルムの第
1の断面図である。
1の断面図である。
【図3】本発明の1実施形態で使用されるフィルムの第
2の断面図である。
2の断面図である。
【図4】本発明の1実施形態で使用する別の光線抽出フ
ィルムの断面図である。
ィルムの断面図である。
【図5】作用中の本発明の1実施形態に係る照明装置の
概略図である。
概略図である。
10 光源 12 光線ガイド部分 16 フィルムの第1の表面部分 16´ フィルムの第1の表面部分 18 フィルムの内面 20 同外面 22 フィルムの第2の表面部分 24 フィルムの第2の表面部分 26 プリズム 32 プリズム 33 プリズム 34 プリズム 35 プリズム 36 プリズム 42 標識
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デビッド リー ウオートマン アメリカ合衆国 ミネソタ州 セント ポ ール,3エム センター(番地なし)
Claims (3)
- 【請求項1】 光ガイド及び光ガイドから光を受けるた
めの光学的に透明なフィルムを持つ照明装置であって、
前記フィルムが第1の表面及び第2の表面を有し、前記
第1の表面が構造を有し、その構造が複数の三角プリズ
ムの形態であって、各々のプリズムが頂角を有し、その
頂角のいくつかは、他の頂角とは相違している照明装
置。 - 【請求項2】 構造における複数の頂角が繰り返しのグ
ループを形成している請求項1に記載の照明装置。 - 【請求項3】 第2の表面が、第1の表面に当たってフ
ィルムを伝播する光のビームによって照らされた領域の
形を変化させる手段を含んでいる請求項1または2に記
載の照明装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/429,178 US5095415A (en) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | Light fixture for externally illuminated sign |
US429178 | 1989-10-30 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02291680A Division JP3093778B2 (ja) | 1989-10-30 | 1990-10-29 | 照明装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11339522A true JPH11339522A (ja) | 1999-12-10 |
JP3331562B2 JP3331562B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=23702139
Family Applications (5)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02291680A Expired - Fee Related JP3093778B2 (ja) | 1989-10-30 | 1990-10-29 | 照明装置 |
JP11828599A Expired - Fee Related JP3331562B2 (ja) | 1989-10-30 | 1999-04-26 | 照明装置 |
JP11118292A Pending JPH11339523A (ja) | 1989-10-30 | 1999-04-26 | 照明装置 |
JP2001293671A Pending JP2002184221A (ja) | 1989-10-30 | 2001-09-26 | 照明装置 |
JP2004200146A Pending JP2004335482A (ja) | 1989-10-30 | 2004-07-07 | 照明装置 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02291680A Expired - Fee Related JP3093778B2 (ja) | 1989-10-30 | 1990-10-29 | 照明装置 |
Family Applications After (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11118292A Pending JPH11339523A (ja) | 1989-10-30 | 1999-04-26 | 照明装置 |
JP2001293671A Pending JP2002184221A (ja) | 1989-10-30 | 2001-09-26 | 照明装置 |
JP2004200146A Pending JP2004335482A (ja) | 1989-10-30 | 2004-07-07 | 照明装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5095415A (ja) |
EP (1) | EP0426433B1 (ja) |
JP (5) | JP3093778B2 (ja) |
KR (1) | KR0150455B1 (ja) |
AU (1) | AU644609B2 (ja) |
CA (1) | CA2026867C (ja) |
DE (1) | DE69017353T2 (ja) |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5237449A (en) * | 1991-01-29 | 1993-08-17 | Nelson Optics Company, Inc. | Biased lenticular sign system |
US5309544A (en) * | 1992-03-31 | 1994-05-03 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Light pipe having optimized cross-section |
WO1994016265A1 (en) * | 1992-12-31 | 1994-07-21 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Pole light having a programmable footprint |
US5475785A (en) * | 1993-04-30 | 1995-12-12 | Johanson; Walter A. | Illumination devices and methods of forming same |
US5784517A (en) * | 1993-04-30 | 1998-07-21 | Johanson; Walter A. | Illumination devices and methods of forming same |
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