KR100858641B1 - 시력 보호 기능을 가진 컴팩트 형광램프용 아답터 - Google Patents

시력 보호 기능을 가진 컴팩트 형광램프용 아답터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시력 보호 기능을 가진 컴팩트 형광램프용 아답터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 컴팩트 형광램프에서 출력되지 않지만 시각활동(Color Vision)에는 필수적인 파장의 광을 부가적으로 출력하도록 하는 컴팩트 형광램프용 아답터에 관한 것이다.
본 발명은, 백열전구용 소켓을 가진 조명기구에 컴팩트 형광램프를 사용하기 위한 아답터 장치에 있어서, 상기 컴팩트 형광램프(5, 15)를 결합시키는 체결구조(2, 12)와; 상기 체결구조(2, 12)에 교류 전원을 공급하는 외부 소켓(8, 18)과; 상기 컴팩트 형광램프(5, 15)의 주변에 설치되는 498-530nm 파장의 녹색 엘이디(3-1, 13-1)와 620-700nm 파장의 빨강색 엘이디(3-2, 13-2)와; 상기 녹색 엘이디(3-1, 13-1)와 빨강색 엘이디(3-2, 13-2)에 직류 전원을 공급하는 직류전원장치(4, 14)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명의 아답터를 이용하면, 기존의 다양한 백열전구용 조명기구에서, 고전력소비형인 백열전구 대신에, 저전력소비형의 컴팩트 형광램프를 사용하는 경우에 연색성과 선예도를 개선할 수 있게 된다.
백열전구, 조명기구, 엘이디, 아답터, 시력보호, 자연광, 스텐드

Description

시력 보호 기능을 가진 컴팩트 형광램프용 아답터{Adapter for Compact Fluorescence Lamp having a Function of Protecting Eye Sight}
본 발명은 시력 보호 기능을 가진 컴팩트 형광램프용 아답터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 컴팩트 형광램프에서 출력되지 않지만 시각활동(Color Vision)에는 필수적인 파장의 광을 부가적으로 출력하도록 하는 컴팩트 형광램프용 아답터에 관한 것이다.
백열전구(텅스텐 전구, 할로겐 전구, 크립톤 전구)는 형광램프(일반 형광등, 컴팩트 형광램프)와는 달리 연색성이 우수하여 가장 자연광에 근접하여 시력 보호에 적합하다는 장점이 있기 때문에, 소비전력이 매우 높다는 단점이 있음에도 불구하고, 서구 각국에서는 가정용 및 작업용 등기구로 많이 사용되고 있고 한국에서도 고급 조명에 많이 사용하고 있다.
반면에, 형광램프는 연색성이 백열전구에 비해 떨어지지만 소비전력이 매우 낮기 때문에, 서구 각국에서는 가로등이나 복도등용 등기구에 널리 사용되고 있고 한국에서는 가정 및 사무실용으로 대부분 사용되고 있다.
한편, 석유 등의 에너지 자원 가격이 급등함에 따라, 미국을 비롯한 구미 각국에서는 최근에 2011년 또는 2012년까지 기존의 고전력 소비형인 백열전구를 저전력 소비형 전구(예를들면, 형광램프)로 대체하기 위한 법률이 제정되었다.
따라서, 연색성이 우수하면서 저전력형의 등기구의 개발은 세계적으로 시급한 과제이고, 그 해결책으로 제시된 것이 오파장등과 엘이디조명이다.
먼저 오파장등에 대해 설명하기로 한다.
도2와 같은 기존의 컴팩트형 형광램프 중에서, 삼파장등은 저가(개당 1천-3천원)이지만, 삼파장등의 내측 유리에 도포된 형광물질이 주로 인산염계, 규산염계, 텅스텐산염계의 화합물이므로, 도1에서와 같이 출력되는 광은 430-450nm 부근의 파장의 파란색(Blue), 600-620nm 파장의 적오렌지(Red-Orange) 및 530-560nm부근의 황록색(Yellow-Green)이 많이 방출되어, 자연광에서 많이 방출되는 620nm-700nm의 순수 적색 파장(Red)과 498nm-530nm 파장의 순수 녹색(Green)은 아주 적게 방출되어, 연색성 및 선예도의 문제가 있어서 장시간 사용을 하면 눈에 피로를 주게 된다.
이러한 삼파장등의 단점을 보완하기 위하여, 삼파장용 형광물질에 인-화합물(Phosphorus Compound : P)을 더 부가하여 적색(Red) 파장의 빛을 보강한 오파장등이 등장하였으나, 인화합물이 희소물질이라서 재료비가 높으며 오파장이 제대로 출력되는 진정한 오파장등은 그 수율이 낮아서, 진정한 오파장등은 개당 수만원 이상에 이르러서 고가이기 때문에, 저렴한 오파장 등기구를 제조하는 것이 불가능하다. 그리고, 시중에 시판되는 저가의 오파장등(개당 5천원 정도)은 말이 오파장이지, 부가된 파장의 광은 별로 출력되지 않아서, 역시 자연광 방출과는 거리가 멀 다.
다음으로 엘이디 조명에 대해 설명하기로 한다.
현재 다양한 색깔의 광을 출력하는 상용 엘이디가 출시되고 있지만, 자연광에 근접한 광을 방출하게 하기 위하여 다양한 색깔의 엘이디를 조합하여 조명기구를 제작하는 것은, 이러한 조명기구에서 필요로 하는 광을 출력하기 위하여 수백 개의 엘이디를 사용해야 하므로, 삼파장등에 비하여 월등한 제조 비용을 초래하고, 수백 개의 엘이디에서 방출되는 상당한 발열을 제어하기 어려워서, 엘이디만으로 자연광에 근접한 조명기구를 제작하는 것은 제조 단가나 발열 문제에 있어서 바람직하지 않다.
한편, 구미 각국에서는 가정마다 스텐드나 식탁조명을 위하여 수십개의 다양한 백열전구용 조명기구가 설치되어 있는데, 만일 상기에서 언급한 법 개정으로 이러한 다양한 백연전구용 조명기구를 교체하게 된다면, 각 가정마다 그 교체 비용이 엄청나게 되고, 그 조명기구를 폐기하는데에 막대한 비용이 소모되게 된다.
본 발명은 상기와 같이 문제점을 감안하여, 기존의 다양한 백열전구용 조명기구를 그대로 사용하고, 고소비전력의 백열전구 대신에 저소비전력의 컴팩트 형광램프를 사용 가능하게 하며, 낮은 연색성의 컴팩트 형광램프의 연색성을 개선하기 위한, 컴팩트 형광램프용 아탑터 장치를 제공한다.
이상과 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 백열전구용 소켓을 가진 조명기구에 컴팩트 형광램프를 사용하기 위한 아답터 장치에 있어서, 상기 컴팩트 형광램프(5, 15)를 결합시키는 체결구조(2, 12)와; 상기 체결구조(2, 12)에 교류 전원을 공급하는 외부 소켓(8, 18)과; 상기 컴팩트 형광램프(5, 15)의 주변에 설치되는 498-530nm 파장의 녹색 엘이디(3-1, 13-1)와 620-700nm 파장의 빨강색 엘이디(3-2, 13-2)와; 상기 녹색 엘이디(3-1, 13-1)와 빨강색 엘이디(3-2, 13-2)에 직류 전원을 공급하는 직류전원장치(4, 14)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명의 아답터를 이용하면, 기존의 다양한 백열전구용 조명기구에서, 고전력소비형인 백열전구 대신에, 저전력소비형의 컴팩트 형광램프를 사용하는 경우에 연색성과 선예도를 개선할 수 있게 된다.
컴팩트 형광램프에는 도2a와 같은 안정기 내장형인 이엘(EL)램프와 도2b와 같은 안정기 비내장형인 피엘(PL)램프가 있는데, 도1의 하단에서와 같이 이러한 컴팩트 형광램프에서는 미약하게 밖에 방출되지 않는 498nm-530nm 부근의 녹색(G)파장과, 620-c495nm 파장의 빨강색(R)을 충분히 부가하는 경우에, 연색성 및 선예도(sharpness)가 상당히 개선이 되어 사람이 사물을 볼 때에 자연스러워서 시력이 보호된다. 여기서 c495nm 는 적색(Red)과, 보라색(Violet)을 합성한 것으로 실제 구현에 있어서는 620nm-700nm 대의 적색(Red) 파장과, 380nm-400nm대의 보라색(Violet) 파장을 합성하여 만들 수 있다.
결국, 498nm-530nm 부근의 녹색(G)파장의 광, 620nm-700nm 대의 적색(Red) 파장의 광, 380nm-400nm대의 보라색(Violet) 파장의 광을 기존의 컴팩트 형광램프의 광에 부가시키면, 연색성이 개선(원래 색깔이 정확히 보이게 되는 것이 연색성이 개선되는 것임)되고 선예도가 개선되어 사물을 볼 때에 자연스러워서 시력이 보호된다.
따라서, 498nm-530nm 부근의 녹색(G)파장의 광, 620nm-700nm 대의 적색(Red) 파장의 광을 기존의 컴팩트 형광램프의 광에 부가시키는 경우에 자연광에 근접한 느낌을 가지게 되고, 추가적으로 380nm-400nm대의 보라색(Violet) 파장의 광을 더 사용하면 보다 자연광에 근접한 느낌을 가지게 된다.
또한, 최근의 연구논문에 의하면 간상세포의 감도가 높은 부분인 495nm 부근의 청록색(Bluish Green)을 추가하면, 시각 세포가 전체적으로 활동력을 높여서 보다 선명하게 보이게 되어 더욱 더 연색성과 선예도(sharpness)를 개선하여 시력유지에 도움이 된다.
이제, 백열전구를 사용하는 조명기구에서, 백열전구 대신에 컴팩트 형광램프를 사용하는 경우에 연색성과 선예도를 개선하기 위한 본 발명의 컴펙트 행광램프용 아답터 장치에 대해 살펴보기로 한다.
먼저, 도2a에서와 같은 안정기 내장형 컴팩트 형광램프를 사용하는 경우에 연색성과 선예도를 개선할 수 있는 본 발명의 안정기 내장형 컴팩트 형광램프용 아답터를 도3를 참고로 하여 설명하기로 한다. 도3a는 안정기 내장형 컴팩트 형광램프용 아답터의 외형을 도시한 사시도이고, 도3b는 아답터의 내부 구성을 도시하는 정면도이며, 도3c는 안정기 내장형 컴팩트 형광램프를 본 발명의 아답터에 결합시킨 경우를 도시한다.
본 발명의 아답터(1)는 안정기 내장형 컴팩트 형광램프(5)를 돌려서 끼울 수 있는 나선 구조(2)가 형성되어 있고, 이 나선구조(2)는 금속성이고 외부 소켓(8)과 결선이 되며, 외부소켓(8)은 백열전구용 조명기구의 백열전구 결합 구조에 나사 결합하여 교류전원(220V)에 연결하게 된다. 즉, 나선 구조(2)는 기존의 백열전구용 소켓과 동일한 구조이다. 또한, 안정기 내장형 컴팩트 형광램프(5)의 바디부분(6)이 가리지 않는 외곽부분(7)에는 다수의 엘이디(3)가 배치되어 있고, 아답터(1) 내부의 기판(미도시)에는 엘이디(3)가 고정되고 엘이디(3)에 직류 전원을 공급하는 직류전원장치(4)가 존재한다. 도3a에서는 엘이디(3)가 2열로 원주 방향으로 배열되는 것으로 기재하였으나, 필요에 따라 1열로 배치하거나 3열 이상으로 배치하는 것도 가능하다.
여기서, 다수의 엘이디(3)는 498-530nm 부근 파장의 녹색(Green) 엘이디들(3-1), 620-700nm 부근 파장의 빨강색(Red) 엘이디들(3-2), 495nm 부근 파장의 청록색(Bluish Green) 엘이디들(3-3), 350-400nm 부근 파장의 보라색(Violet) 엘이디들(3-4)이 내외부 원주에 적절히 배치된다.
이때 각 엘이디들(3-1, 3-2, 3-3, 3-4)의 광의 세기와 개수는 사용되는 안정기 내장형 컴팩트 형광램프(5)의 와트수와, 개선하고자 하는 연색성과 선예도를 고려하여 적절히 정한다.
즉, 안정기 내장형 컴팩트 형광램프(5)의 와트수가 증감함에 따라 엘이디들(3-1, 3-2, 3-3, 3-4)수도 증감하게 되고, 어느 정도 좋은 연색성 및 선예도를 제공하고자 하는 경우에는 녹색(Green) 엘이디들(3-1)과 빨강색(Red) 엘이디들(3-2)만 설치하면 되고, 우수한 연색성 및 선예도를 제공하고자 하는 경우에는 녹색(Green) 엘이디들(3-1)과 빨강색(Red) 엘이디들(3-2)과 함께 보라색(Violet) 엘이디들(3-4)을 설치하면 되며, 최선의 연색성 및 선예도를 제공하고자 하는 경우에는 도3a와 같이 녹색(Green) 엘이디들(3-1)과 빨강색(Red) 엘이디들(3-2)과 보라색(Violet) 엘이디들(3-4)과 함께 청록색(Bluish Green) 엘이디들(3-3)을 설치하면 된다.
이제, 도3c 같이 안정기 내장형 컴팩트 형광 램프(5)를 본 발명의 아답터(1)의 나선구조(2)에 돌려서 결합한 상태에서, 외부 소켓(8)을 백열전구용 조명기구(미도시)의 소켓에 돌려서 끼우고 난 후에, 사용자가 등기구를 온시키면 교류전원에 의해 안정기 내장형 컴팩트 형광 램프(5)가 점등되고, 직류전원장치(4)에 의해 엘 이디들(3-1, 3-2, 3-3, 3-4)이 점등되게 된다.
이렇게 하면, 안정기 내장형 컴팩트 형광램프(5)에서는 430-450nm 부근의 파장의 파란색(Blue)광, 600-620nm 파장의 적오렌지색(Red-Orange)광 및 530-560nm부근의 황록색(Yellow-Green)광이 많이 방출되고, 이 안정기 내장형 컴팩트 형광램프(5)가 전체 밝기를 좌우하는 주광원이 된다.
또한, 엘이디(3-1)에서는 498-530nm 부근 파장의 녹색(Green)파장의 광이 방출되고, 엘이디(3-2)에서는 620-700nm 파장의 빨강색(Red)광이 방출되며, 엘이디들(3-3)에서는 495nm 부근 파장의 청록색(Bluish Green) 광이 방출되며, 엘이디들(3-4)에서는 350-400nm 부근 파장의 보라색(Violet) 광이 방출되어, 안정기 내장형 컴팩트 형광램프(5)에서 방출되지 않지만 자연광에서는 방출되는 중요한 파장의 빛을 제공하게 되어 연색성 및 선예도를 향상시키게 된다.
결국, 도3c와 같이 기존의 안정기 내장형 컴팩트 형광 램프(5)를 본 발명의 아답터(1)와 결합시켜 교류 전원을 인가하면, 안정기 내장형 컴팩트 형광 램프(5)가 주된 광원으로서 전체적인 밝기를 제공하면서, 498-530nm 부근의 녹색 엘이디(3-1) 광과, 620-700nm 파장의 빨강색 엘이디(3-2)광과, 350-400nm 부근 파장의 보라색 엘이디(3-4)광과, 495nm 부근 파장의 청록색 엘이디(3-3)광에 의해, 연색성 및 선예도가 개선되게 된다.
그리고, 엘이디(3-1, 3-2, 3-3, 3-4)가 전체적인 밝기를 제공하기 위한 것이 아니라 연색성 및 선예도를 개선하기 위한 것이므로, 엘이디 조명에서 보다 훨씬 적은 개수의 엘이디만을 사용하게 되어 엘이디 조명에 비해 제조 단가도 상당히 저렴하게 되고, 발열도 적게 된다.
다음으로, 도2b와 같은 안정기 비내장형 켐팩트 형광램프를 사용하는 경우에 연색성과 선예도를 개선할 수 있는 본 발명의 안정기 비내장형 컴팩트 형광램프용 아답터를 도4를 참고로 하여 설명하기로 한다.
도4a, 4b에 따른 본 발명의 아답터(11)는 도3a에서 안정기 내장형 켐팩트 형광램프(5)를 돌려서 끼우기 위한 나선 구조(2) 대신에, 안정기 비내장형 컴팩트 형광램프(15)를 밀어 끼우기 위한 체결 구조(12)를 가지고 있다는 점이 상이하고, 안정기 비내장형 컴팩트 형광램프(15)가 안정기를 내장하지 않고 있기 때문에 아답터(11) 내부의 기판(미도시)에는 엘이디(13)에 직류 전원을 공급하기 위한 직류전원장치(14)과 함께 안정기(16)가 설치되어 있다.
이제, 사용자는 도4c에서와 같이, 본 발명의 아답터(11)에 비내장형 컴팩트 형광램프(15)를 밀어서 끼운 상태에서, 외부 소켓(18)을 백열전구용 조명기구의 전구 결합 구조에 나사 결합하여 교류전원(220V)에 연결하게 된다.
그리고 나서, 사용자가 등기구를 온시키면 교류전원이 기판에 공급되어 안정기(16)에 교류전원이 인가되고 고주파의 고압이 되어 안정기 비내장형 컴팩트 형광 램프(15)에 인가되어 안정기 비내장형 컴팩트 형광 램프(15)가 점등되고, 교류전원이 직류전원장치(14)에 인가되어 직류가 되어 엘이디들(3-1, 3-2, 3-3, 3-4)에 인가되므로 엘이디들(3-1, 3-2, 3-3, 3-4)이 점등되게 된다.
이렇게 하면, 도3c에서와 동일하게, 안정기 비내장형 컴팩트 형광 램프(15) 에서 430-450nm 부근의 파장의 파란색(Blue)광, 600-620nm 파장의 적오렌지색(Red-Orange)광 및 530-560nm부근의 황록색(Yellow-Green)광이 많이 방출되어, 이 안정기 비내장형 컴팩트 형광램프(15)가 전체 밝기를 좌우하는 주광원이 된다.
그리고, 엘이디(13-1)에서는 498-530nm 부근 파장의 녹색(Green)파장의 광이 방출되고, 엘이디(3-2)에서는 620-700nm 파장의 빨강색(Red)광이 방출되며, 엘이디들(3-4)에서는 350-400nm 부근 파장의 보라색(Violet) 광이 방출되며, 엘이디들(3-3)에서는 495nm 부근 파장의 청록색(Bluish Green) 광이 방출되어, 연색성 및 선예도가 개선되어 시각활동에 도움이 된다
결국, 도4c와 같이 기존의 안정기 비내장형 컴팩트 형광 램프(15)를 본 발명의 아답터(11)와 결합시켜 교류 전원을 인가하면, 안정기 비내장형 컴팩트 형광 램프(15)가 주된 광원으로서 전체적인 밝기를 제공하면서, 498-530nm 부근의 녹색 엘이디(13-1) 광과, 620-700nm 파장의 빨강색 엘이디(13-2)광과, 350-400nm 부근 파장의 보라색 엘이디(13-4)광과, 495nm 부근 파장의 청록색 엘이디(13-3)광에 의해, 연색성과 선예도가 개선되어 시각활동에 도움이 된다
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 원리를 적용한 다양한 변형된 실시예에도 적용가능하다는 것을 유의해야 한다.
예를들면, 이상에서는 외부 소켓(8, 18)이 나선 구조를 가지는 텅스텐 백열전구나 크립톤 백열전구를 사용하는 조명기구를 대체하기 위한 본 발명의 아답터를 설명하였으나, 본 발명의 아답터는 다양한 체결구조의 백열전구에도 적용이 가능하다.
또한, 도3, 4에서의 본 발명의 아답터(1, 11)에서는 엘이디(3, 13)가 아답터(1, 11)의 하부에 밀착되게 부착되는 것으로 도시되어 있으나, 도5에서와 같이 하부에서 연장되어 돌출되는 지지구조의 끝부분 각각에 1개 씩의 엘이디가 설치되게 하는 것도 가능하고, 상기 각각의 지지구조의 외주면에 적어도 1개의 엘이디가 설치되는 것도 가능하며, 아답터(1, 11)의 측면 외주면에 설치되는 것도 가능하다.
도1은 종래기술의 삼파장등과 본 발명에 따른 조명기구에서의 파장분포를 설명하는 도면.
도2a, 2b는 일반적인 컴팩트 형광램프를 도시함.
도3a, 3b, 3c는 본 발명의 안정기 내장형 컴팩트 형광램프용 아답터의 사시도, 정면도 및 안정기 내장형 컴팩트 형광램프 설치도.
도4a, 4b, 4c는 본 발명의 안정기 비내장형 컴팩트 형광램프용 아답터의 사시도, 정면도 및 안정기 비내장형 컴팩트 형광램프 설치도.
도5는 본 발명의 안정기 내장형 컴팩트 형광램프용 아답터에서 엘이디를 지지구조에 의해 돌출되게 설치하는 것을 도시함.

Claims (10)

  1. 백열전구용 소켓을 가진 조명기구에 컴팩트 형광램프를 사용하기 위한 아답터 장치에 있어서,
    상기 컴팩트 형광램프(5, 15)를 결합시키는 체결구조(2, 12)와;
    상기 체결구조(2, 12)에 교류 전원을 공급하는 외부 소켓(8, 18)과;
    상기 컴팩트 형광램프(5, 15)의 주변에 설치되는 498-530nm 파장의 녹색 엘이디(3-1, 13-1)와 620-700nm 파장의 빨강색 엘이디(3-2, 13-2)와 495nm 부근 파장의 청록색 엘이디(3-3, 13-3)와;
    상기 녹색 엘이디(3-1, 13-1)와 빨강색 엘이디(3-2, 13-2)와 청록색 엘이디(3-3, 13-3)에 직류 전원을 공급하는 직류전원장치(4, 14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 백열전구용 소켓을 가진 조명기구에 컴팩트 형광램프를 사용하기 위한 아답터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컴팩트 형광램프(5, 15)는 안정기 내장형 컴팩트 형광램프(5)인 것을 특징으로 하는 백열전구용 소켓을 가진 조명기구에 컴팩트 형광램프를 사용하기 위한 아답터 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컴팩트 형광램프(5, 15)는 안정기 비내장형 컴팩트 형광램프(15)이고, 상기 안정기 비내장형 컴팩트 형광램프(15)를 위한 안정기(16)를 더 포함되는 것을 특징으로 하는 백열전구용 소켓을 가진 조명기구에 컴팩트 형광램프를 사용하기 위한 아답터 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 컴팩트 형광램프(5, 15)의 주변에 350-400nm 부근 파장의 보라색 엘이디(3-4, 13-4)가 더 설치되고, 상기 직류전원장치(4, 14)가 상기 보라색 엘이디(3-4, 13-4)에 직류 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 백열전구용 소켓을 가진 조명기구에 컴팩트 형광램프를 사용하기 위한 아답터 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조명기구가 스텐드인 것을 특징으로 하는 컴팩트 형광램프를 사용하기 위한 아답터 장치.
  8. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 엘이디(3-1, 3-2, 3-3, 3-4, 13-1, 13-2, 13-3, 13-4)가 돌출되는 지지구조의 끝부분에 1개 씩 설치되는 것을 특징으로 하는 컴팩트 형광램프를 사용하기 위한 아답터 장치.
  9. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 엘이디(3-1, 3-2, 3-3, 3-4, 13-1, 13-2, 13-3, 13-4)가 돌출되는 지지구조의 외주면에 적어도 1개가 설치되는 것을 특징으로 하는 컴팩트 형광램프를 사용하기 위한 아답터 장치.
  10. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 엘이디(3-1, 3-2, 3-3, 3-4, 13-1, 13-2, 13-3, 13-4)가 상기 아답터 장치의 측면 외주면에 설치되는 것을 특징으로 하는 컴팩트 형광램프를 사용하기 위한 아답터 장치.
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