KR100318046B1 - 알에프(rf) 안테나를 내장한 핸드폰 - Google Patents

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Abstract

전자화폐 충전, 사용자 인증, 인터넷 지불 등이 가능한 RF 안테나를 내장한 핸드폰이 개시된다. 본 발명은 스마트 칩의 외부 전극 접촉에 따른 스마트 카드 기능을 갖는 RF 안테나를 내장한 핸드폰에 있어서, 핸드폰 저면 중앙 부위에 일정 형태를 갖고 스마트 카드 기능을 위한 스마트 칩 삽입을 위해 형성되는 삽입수단, 삽입수단 내부에 구성되어 스마트 칩과 핸드폰의 회로 기판과 접촉시키기 위한 복수개의 전극 단자, 복수개의 전극단자 중 2개의 전극단자와 접속되고 상기 핸드폰 내부에 형성되는 근거리 무선 안테나를 포함하여 구성되는 RF 안테나를 내장한 핸드폰을 제공한다. 그러므로, 본 발명은 패스 기능, 인터넷 구매 기능 또는 사용자 인증 기능을 위한 각각의 프로그램을 갖는 스마트 칩을 간편하게 교체할 수 있으므로, 핸드폰 본래의 기능에 상술한 기능 등을 간편하게 부가 할 수 있으므로 사용자의 편의성을 보다 향상시킬 수 있다.

Description

알에프(RF) 안테나를 내장한 핸드폰 {HANDPHONE HAVING RADIO FREQUENCY ANTENNA}
본 발명은 무선주파수(Radio Frequency) 안테나(이하, RF 안테나라 칭함)를 내장한 핸드폰에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자화폐 충전, 사용자 인증, 인터넷 지불 등이 가능한 RF 안테나를 내장한 핸드폰에 관한 것이다.
일반적으로 스마트 카드는 서비스 정보의 등록, 변경 및 삭제가 가능한 카드로서, 스마트 카드는 물리적인 접촉단자를 통해 단말기로부터 전원 및 신호를 전달받는 접촉식 스마트 카드와 접촉단자를 사용하지 않고 RF 필드를 통한 무선신호에 의해 전원을 공급받는 비접촉식 스마트 카드로 분류된다.
상기와 같은 스마트 카드는 플라스틱 판에 집적회로(IC) 등의 부품들이 내장되어 있고, 그 집적회로는 일정의 프로그램을 저장, 변경 및 삭제가 가능하도록 동작하여, 전자 화폐, 전자 지갑과 전자 주민증 또는 교통 패스 기능을 갖는다.
즉, 집적회로 내의 프로그램에 따라 스마트 카드는 전자 화폐 기능, 전자 지갑 기능, 전자 주민증 기능 또는 교통 패스 기능을 각각 수행하게 된다.
이러한 특징을 갖는 스마트 카드를 통신 기술이 발전함에 따라 그 보유량이 증가하고 있는 핸드폰에 부착 또는 삽입함에 의해 핸드폰 기능과 스마트 카드의 기능을 결합 시켰다.
그러나, 종래의 핸드폰에 스마트 카드를 부착함에 의해 행해지는 스마트 카드의 기능은 집적회로 내의 저장된 프로그램에 따른 일정의 기능을 수행하므로, 다른 기능을 핸드폰에 부가하고자 하는 경우에는 부착된 플라스틱의 스마트 카드 전체를 교환하여야 하는 불편함이 있다.
또한, 종래의 핸드폰에 스마트 카드 삽입을 위한 삽입구를 형성한 후 플라스틱의 스마트 카드를 슬라이딩 방법에 의해 삽입함에 일정의 기능을 수행하는 경우에는 스마트 카드 삽입을 위해 핸드폰의 전체적인 사이즈가 증가하는 문제점도 있다.
또한, 종래의 핸드폰 내부에 스마트 칩을 구성하는 경우에는 접점에 의한 스마트 칩의 동작만이 이루어지므로, 근거리 무선 통신을 수행할 수 없는 문제점도 있다.
따라서, 본 발명은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 무선 통신이 가능한 RF 안테나를 핸드폰 내부에 구성하고, IC칩 삽입을 위한 삽입구를 핸드폰에 구성한 RF 안테나를 내장한 핸드폰을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 RF 안테나를 내장한 핸드폰의 개략적 구조를 나타낸 종단면도.
도 2는 도 1의 외부 전극의 단자 배열 구조를 나타낸 도면.
도 3은 마이크로프로세서 칩의 내부 구성을 나타낸 블록 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 RF 안테나를 내장한 핸드폰의 금액 충전을 수행하기 위한 플로우 챠트.
도 5는 본 발명에 따른 RF 안테나를 내장한 핸드폰의 무선 구매를 수행하기 위한 플로우 챠트.
도 6은 본 발명에 따른 RF 안테나를 내장한 핸드폰의 금액 정산을 수행하기 위한 플로우 챠트.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 핸드폰 110 : 외부전극
112 : 마이크로프로세서 칩 120 : 삽입수단
122 : 삽입구 124 : 보호덮개
126 : 전극단자 130 : RF 안테나
140 : 핸드폰 안테나
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 스마트 칩의 외부 전극 접촉에 따른스마트 카드 기능을 갖는 RF 안테나를 내장한 핸드폰에 있어서, 핸드폰 저면 중앙 부위에 일정 형태를 갖고 스마트 카드 기능을 위한 스마트 칩 삽입을 위해 형성되는 삽입수단, 삽입수단 내부에 구성되어 스마트 칩과 핸드폰의 회로 기판과 접촉시키기 위한 복수개의 전극 단자, 복수개의 전극단자 중 2개의 전극단자와 접속되고 상기 핸드폰 내부에 형성되는 근거리 무선 안테나를 포함하여 구성되는 RF 안테나를 내장한 핸드폰을 제공한다.
또한, 본 발명의 삽입수단은 스마트 칩의 외부전극 및 마이크로프로세서 칩이 삽입되기 위한 삽입구, 외부전극과 접촉되도록 일정 간격을 갖도록 종으로 배열되는 복수개의 제1 전극단자, 제1 전극단자 각각에 대응되는 위치에 배열되는 복수개의 제2 전극단자, 삽입구 내에 삽입되는 스마트 칩의 외부전극과 제1 및 제2 전극단자의 접속 및 스마트 칩을 보호하기 위해 핸드폰 저면에 힌지 결합되는 보호 덮개를 더 포함하여 구성되는 RF 안테나를 내장한 핸드폰을 제공한다.
본 발명의 삽입 수단 내의 제1 전극단자는 4개로 구성되고, 제2 전극단자는 상기 제1 전극단자와 동일 개수로 구성되며, 근거리 무선 안테나는 제1 및 제2 전극 단자 중 스마트 카드 칩의 국제 권고 규격의 비사용 외부전극과 접속하기 위해 전극 단자와 접속되도록 구성되는 RF 안테나를 내장한 핸드폰을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 RF 안테나를 내장한 핸드폰의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시 예에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 RF 안테나를 내장한 핸드폰의 개략적 구조를 나타낸 종단면도이고, 도 2는 도 1의 외부 전극의 단자 배열 구조를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 핸드폰(100)은 배터리 팩(battery pack)을 착탈하도록 저면(102)을 중심으로 양측으로 가이드 리브(guide rib)(104)가 각각 대칭으로 형성되고, 저면(102) 하부에는 배터리 팩의 충전단자와 접속하도록 충전단자(106)가 노출된다. 그리고, 상기 저면(102)의 상단에는 배터리 팩을 로킹(locking)시키기 위한 로커(108)가 위치한다.
또한, 저면(102)의 상부 중앙부위에는 공지된 스마트 카드의 외부전극(110) 및 마이크로프로세서 칩(112)이 실장된 칩 베이스(114)를 순차적으로 삽입하기 위한 삽입 수단(120)이 설치되고, 삽입 수단(120)을 통해 삽입된 외부전극(110)과 접촉하도록 핸드폰(100)의 내부에 일정 형태로 RF 안테나(130)가 구성된다.
여기서, 삽입 수단(120)은 ISO(International Standard Organization) 7816에서 권고한 규격을 갖는 공지된 스마트 카드의 외부 전극(110) 및 마이크로프로세서 칩(112)이 삽입될 수 있는 형상 및 크기의 삽입구(122)를 갖고, 삽입구(122)와 힌지(hinge) 결합되어 개폐가 가능하여 삽입구(122) 내에 삽입되는 마이크로프로세서 칩(112)을 보호하고, 외부전극(110)과 전극단자(126)의 접속을 위한 보호 덮개(124)로 구성된다.
또한, 삽입구(122) 내부에는 마이크로프로세서 칩(112)에 전원 또는 클럭신호 등을 입력하기 위해 외부전극(110)과 접촉되는 8개의 전극단자(126)가 핸드폰(100) 내의 회로기판(도시되지 않음)에 와이어 본딩(wire bonding) 등에 의해 접속 구성되고, 8개의 전극단자(126) 중 2개의 전극 단자에 RF 안테나(130)가 접속되도록 구성된다. 또한, 미 설명된 부호는 핸드폰(100) 기능을 수행하기 위한 핸드폰 안테나(140)이다.
여기서, 외부전극(110)은 ISO 7816 권고 규격에 따른 단자 배열을 갖는데, 이는 도 2에 도시된 바와 같다.
도 2를 참조하면, 외부전극(110)은 핸드폰(100) 내부의 회로기판과 연결하기 위한 C1 내지 C8의 8개 전극단자(126)의 배열을 갖는다.
여기서, 8개 전극단자(126)의 역할은 하기의 표 1과 같이 정의된다.
<표 1>
번호 명칭 기능
C1 Vcc 전원 공급
C2 Reset 시스템 초기화 신호 입력
C3 CLK 외부 클럭 신호 입력
C4 - RF 안테나 접속
C5 GND 접지
C6 Vpp 프로그래밍 전원 입력
C7 I/O 직렬 데이터 입출력 단자
C8 - RF 안테나 접속
표 1과 같은 단자 배열 구조를 갖는 외부전극(110)의 C1,C2,C3,C5,C6,C7과 접속되는 전극단자들은 핸드폰(100) 내부의 회로기판에 접속되고, 외부전극(110)의 C4,C8과 접속되는 전극단자들은 RF 안테나(130)에 접속된다.
이때, 외부전극(110)의 C4,C8은 ISO 7816에서의 권고 규격에서는 비 사용단자 단자였으나 본 발명에서는 이를 RF 안테나(130)의 접속 단자로 사용한다.
또한, 상술한 바와 같이, 일정의 스마트 칩이 삽입되는 핸드폰(100)은 삽입되는 스마트 칩에 따른 일정 프로그램을 수행하기 위한 옵션 설정키를 구비하여 구성된다.
여기서, 마이크로프로세서 칩(112)은 전극단자(126)와 접촉되는 외부전극(110)으로부터 전원, 리셋, 클럭, 데이터 입출력을 제공받아 내부처리를 수행한 후에 그 응답을 전달하도록 동작되는데, 그 내부 구성은 도 3에 도시된 바와 같다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 마이크로프로세서 칩(112)은 외부전극(110)을 통해 외부로부터 지정된 전압 및 클럭과 해당 접점을 통해 리셋신호를 공급받고 그에 따라 외부 단말기와의 데이터를 송수신하기 위한 입출력부(300), 마이크로프로세서 칩(112)의 전체적인 동작을 제어하기 위한 중앙 처리부(302), 중앙 처리부(302)의 제어신호에 따라 입출력부(300)를 통해 입력된 데이터의 명령어를 저장하기 위한 램(RAM)(304), 중앙 처리부(302)의 제어신호에 따라 변동될 가능성이 있는 일정 정보의 기록 또는 소거되는 이이피롬(EEPROM)(306) 및 마이크로프로세서 칩(112)의 일정 프로그램을 저장하는 롬(ROM)(308)으로 구성된다.
본 발명에 따른 RF 안테나를 내장한 핸드폰은 삽입구 내에 일정 프로그램이 저장되어 있는 마이크로프로세서 칩과 외부전극을 갖는 다양한 스마트 칩을 간편하게 삽입할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 RF 안테나를 내장한 핸드폰의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 마이크로프로세서 칩(112) 내부의 EEPROM(306) 내에 일정 금액이 저장되고, 저장된 금액 한도 내에서 교통 패스 또는 금융 결제 등의 선지불 카드 프로그램이 롬(308)에 저장되는 스마트 칩이 핸드폰(100)의 삽입구(120) 내에 내장되어 있는 경우에 EEPROM(306) 내의 금액이 모두 방전되어 이를 다시 충전하기 위한 동작은 다음과 같다.
즉, 핸드폰(100)의 메뉴 중 충전 기능을 선택하여 충전을 요구하면, 그에 따른 충전 요구신호가 안테나(140)를 통해 핸드폰(100) 기지국으로 전송되고, 기지국은 충전 요구신호를 수신하여 충전 요구신호에 따른 금액 충전을 담당하는 일정 업자 예를 들면, 은행 또는 충전소 등으로 전송하고, 은행 또는 충전소 등에서는 그 충전 요구신호에 따른 금액 충전 신호를 기지국을 거쳐 핸드폰(100)으로 전송한다.
핸드폰(100)은 안테나(140)를 통해 금액 충전신호를 수신하고, 충전신호는 핸드폰(100)의 회로기판과 본딩되어 있는 전극단자(126)의 C7을 통해 외부전극(110)에 전달되고, 그에 따라 마이크로프로세서 칩(112) 내의 EEPROM(308)에 일정 금액이 충전된다.
이때, 핸드폰(100)의 회로기판에 접속되어 있는 전극단자(126)를 통해 외부전극(110), 마이크로프로세서 칩(112) 내에 클럭, 전원 등의 신호가 입력됨은 자명하다.
또한, 핸드폰(100)의 메뉴 중 인터넷 접속 기능을 선택하면, 그에 따른 인터넷 접속 요구 신호가 핸드폰 안테나(140)를 통해 핸드폰 기지국으로 전송된다.
핸드폰 기지국은 인터넷 접속 요구 신호를 수신하고, 인터넷 접속을 위한 인터넷 접속 통신망(도시되지 않음)에 전송하고, 인터넷 접속 통신망에서는 그 신호에 따라 인터넷 접속 허가 신호를 핸드폰 기지국을 거쳐 핸드폰 안테나(140)로 전송한다.
핸드폰 안테나(140)를 통해 수신된 인터넷 접속 허가 신호는 회로기판에 본딩되어 있는 전극단자(126)를 통해 외부 전극(110)으로 출력되고, 외부 전극(110)을 통해 전달되는 인터넷 접속 허가 신호에 의해 마이크로프로세서 칩(112) 내의 중앙 처리부(302)의 제어에 따라 롬(308)에 저장되어 있는 프로그램에 의한 인터넷 접속이 수행되어, 그에 따른 전자 상거래 등의 동작이 이루어진다.
한편, 본 발명의 핸드폰을 이용하여 교통 카드 또는 물품 구매에 따른 금액 정산은 RF 카드 리더기(도시되지 않음)를 구비한 상점 또는 버스, 지하철에서 행해지는 것으로서, 핸드폰(100)에 내장된 RF 안테나(130)와 RF 카드 리더기와의 근거리 통신에 의해 이루어진다.
즉, 물품의 구매 대금을 지불하거나 또는 버스 또는 지하철 등의 요금을 정산하기 위하여 핸드폰(100)을 RF 카드 리더기에 근접시키면, RF 카드 리더기로부터 일정의 금액 정산신호가 핸드폰(100)에 내장되어 있는 RF 안테나(130)를 통해 수신되고, 그 신호에 의해 마이크로프로세서 칩(112) 내의 중앙 처리부(302)의 제어에 따라 롬(308)에 저장되어 있는 금액에서 일정 금액이 정산된다.
이와 같이 구성되어 동작되는 본 발명에 따른 RF 안테나를 내장한 핸드폰의 기능 선택에 따른 수행방법을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 RF 안테나를 내장한 핸드폰의 금액 충전을 수행하기 위한 플로우 챠트이다.
도 4를 참조하면, 먼저, 일정 금액의 충전 및 정산을 위한 프로그램을 가지는 마이크로프로세 칩(112)을 갖는 스마트 칩을 핸드폰(100)의 삽입구(122)에 삽입한다.
이어, 핸드폰(100)의 메뉴 기능 중 충전 기능 선택에 따라 충전 요구신호가 핸드폰 안테나(140)를 통해 전송한다(S400).
핸드폰 안테나(140)를 통해 전송되는 충전 요구신호는 핸드폰의 기지국을 통해 충전을 수행하는 충전소 등에 전송되고, 충전소 등에 그에 따른 금액 충전신호를 핸드폰 기지국을 통해 전송하고, 핸드폰 안테나(140)는 전송되는 금액 충전신호를 수신한다(S402).
핸드폰 안테나(140)를 통해 수신된 금액 충전신호는 핸드폰(100)의 회로기판 상에 본딩되어 있는 전극단자(126)를 통해 외부전극(110)으로 전송되고, 그에 따라 마이크로프로세서 칩(112)으로 전송됨에 의해(S404) 마이크로프로세서 칩(112) 내의 이이피롬(306)에 일정 금액이 충전된다(S406).
도 5는 본 발명에 따른 RF 안테나를 내장한 핸드폰의 무선 구매를 수행하기 위한 플로우 챠트이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 인터넷 접속 및 그에 따른 동작을 수행하기 위한 프로그램을 가지는 마이크로프로세 칩(112)을 갖는 스마트 칩을 핸드폰(100)의 삽입구(122)에 삽입한다.
이어, 핸드폰(100)의 메뉴 기능 중 인터넷 접속 기능을 선택하면, 그에 따른 인터넷 접속 요구신호가 핸드폰 안테나(140)를 통해 전송된다(S500).
핸드폰 안테나(140)를 통해 전송되는 인터넷 접속 요구신호를 핸드폰 기지국에서 수신하여 그 신호를 인터넷 접속 통신망으로 전송한다.
인터넷 접속 통신망은 인터넷 접속 요구신호에 따른 인터넷 접속신호를 핸드폰 기지국을 통해 핸드폰(100)으로 전송한다(S502).
핸드폰은 전송되는 인터넷 접속신호를 핸드폰 안테나(140)를 통해 수신하고, 수신되는 인터넷 접속신호를 회로기판에 본딩되어 있는 전극단자(126)를 통해 마이크로프로세서 칩(112)으로 전송한다(S504).
마이크로프로세서 칩(112)은 전송된 인터넷 접속신호에 따라 내부의 램에 저장되어 있는 프로그램에 의해 인터넷 접속을 수행한다(S506).
이어, 인터넷 접속에 의해 전자 상거래 등의 인터넷을 통한 동작을 수행한다(S508).
도 6은 본 발명에 따른 RF 안테나를 내장한 핸드폰의 금액 정산을 수행하기 위한 플로우 챠트이다.
도 6을 참조하면, 먼저, 마이크로프로세서 칩(112) 내부의 이이피롬(306)에 일정 금액이 충전된 스마트 칩을 핸드폰(100)의 삽입구(122)에 삽입한다.
이어, 버스 또는 지하철의 요금 또는 물품 구매 대금 결제를 위해 RF 카드 리더기에 핸드폰(100)을 근접시킴에 의해 RF 카드 리더기로부터 금액 정산 요구신호를 내장된 RF 안테나(130)를 통해 수신한다(S600).
RF 안테나(130)를 통해 수신된 금액 정산 요구신호에 따라 마이크로프로세서 칩(112) 내부의 중앙 처리부(302)의 제어동작에 따라 롬(308)에 저장되어 있는 프로그램이 수행된다(S602).
롬(308)의 프로그램 수행에 의해 이이피롬(306) 내의 충전 금액 중 일정 금액이 정산된다(S604).
이때, 마이크로프로세서 칩(112) 내에 충전되어 있는 금액과 요금 정산 이후의 잔액 금액은 핸드폰(100)에 구비된 LCD 화면(도시되지 않음)을 통해 디스플레이 할 수 있도록 설정할 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 RF 안테나를 내장한 핸드폰은 마이크로프로세서 칩과 외부전극으로 구성되는 스마트 칩을 삽입하기 위한 삽입구를 형성하고, 그 삽입구 내에 ISO 7816 권고 규격의 외부전극과 접속되는 8개의 전극단자를 구성한 후 종래의 비사용 전극단자 2개를 와이어 본딩 등에 의해 RF 안테나를 접속하여 핸드폰에 내장되도록 구성한다.
따라서, 본 발명은 근거리 무선 통신을 위한 RF 안테나를 마이크로프로세서와 외부전극으로 구성되는 스마트 칩을 별개로 구성하므로, 패스 기능, 인터넷 구매 기능 또는 사용자 인증 기능을 위한 각각의 프로그램을 갖는 스마트 칩을 간편하게 교체할 수 있으므로, 핸드폰 본래의 기능에 상술한 기능 등을 간편하게 부가 할 수 있으므로 사용자의 편의성을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, RF 안테나를 핸드폰에 내장하여 구성하므로 다양한 프로그램을 갖는 스마트 칩의 교체에 따라 접촉식 및 비접촉식 스마트 칩 기능을 동시에 수행할 수있는 효과도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 스마트 칩의 외부 전극 접촉에 따른 스마트 카드 기능을 갖는 RF 안테나를 내장한 핸드폰에 있어서,
    상기 핸드폰 저면 중앙 부위에 일정 형태를 갖고 상기 스마트 카드 기능을 위한 스마트 칩 삽입을 위해 형성되는 삽입수단;
    상기 삽입수단 내부에 구성되어 스마트 칩과 상기 핸드폰의 회로 기판과 접촉시키기 위한 복수개의 전극 단자;
    상기 복수개의 전극단자 중 2개의 전극단자와 접속되고 상기 핸드폰 내부에 형성되는 근거리 무선 안테나
    를 포함하여 구성되는 RF 안테나를 내장한 핸드폰.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 삽입수단은 상기 스마트 칩의 외부전극 및 마이크로프로세서 칩이 삽입되기 위한 삽입구;
    상기 외부전극과 접촉되도록 일정 간격을 갖도록 종으로 배열되는 복수개의 제1 전극단자;
    상기 제1 전극단자 각각에 대응되는 위치에 배열되는 복수개의 제2 전극단자;
    상기 삽입구 내에 삽입되는 스마트 칩의 외부전극과 상기 제1 및 제2 전극단자의 접속 및 상기 스마트 칩을 보호하기 위해 상기 핸드폰 저면에 힌지 결합되는 보호 덮개
    를 더 포함하여 구성되는 RF 안테나를 내장한 핸드폰.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전극단자는 4개로 구성되고, 상기 제2 전극단자는 상기 제1 전극단자와 동일 개수로 구성되는 RF 안테나를 내장한 핸드폰.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 근거리 무선 안테나는 상기 복수개의 전극 단자 중 상기 스마트 카드 칩의 국제 권고 규격의 비사용 외부전극과 접속하기 위해 상기 전극단자와 접속되도록 구성되는 RF 안테나를 내장한 핸드폰.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 근거리 무선 안테나는 소정의 두께를 갖고 상기 핸드폰의 형상을 갖도록 만곡되도록 구성되는 RF 안테나를 내장한 핸드폰.
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