KR102037611B1 - 일정한 균일도로 넓은 영역에 대하여 광의 확산이 가능한 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일정한 균일도로 넓은 영역에 대한 광의 확산이 가능한 조명장치에 관한 것으로서, 엣지방식의 조사로 빛의 균일도를 높이기 위하여 프레임에 패턴을 형성한 것으로서, 프레임의 폭을 빛의 거리에 따라 조절 가능하도록 하여 광의 중첩적인 조사가 가능하도록 하고, 기존 직하조명에 비하여 설치가 용이하도록 제품의 두께와 천정의 석고 보드 두께를 동일하게 형성한 것이다. 본 발명은 PCB; PCB에 설치된 LED 모듈; LED 모듈로부터 조사되는 광을 확산하는 광확산판; 및 광확산판에 의해 확산된 광을 반사하여 외부로 방사하는 광반사판을 포함하여 구성된 조명장치에 있어서, LED 모듈이 프레임에 대해 소정 기울기를 갖도록 구성된다.

Description

일정한 균일도로 넓은 영역에 대하여 광의 확산이 가능한 조명장치{LIGHT DEVICE CAPABLE OF DIFFUSING TO WIDE RANGE REGION HAVING UNIFORM LIGHT RADIATIOIN}

본 발명은 일정한 균일도로 넓은 영역에 대하여 광의 확산이 가능한 조명장치에 관한 것이다.

본 발명은 특히, 엣지방식의 조사로 광의 균일도를 높이기 위하여 광반사판에 패턴을 형성한 것으로서, 광반사판의 폭을 광의 거리에 따라 조절 가능하도록 하여 광의 중첩적인 조사가 가능하도록 한 것이다.

본 발명은 또한, 기존 직하조명에 비하여 설치가 용이하도록 제품의 두께와 천정의 석고 보드 두께를 동일하게 형성한 것이다.

한국특허등록 제10-1443670호는 LED 조명장치에 관한 것으로서, 도 1에 도시한 바와 같이 외부로부터 전력을 공급받는 전력공급장치; 일측에서 상기 전력공급장치와 결합하는 케이싱(310); 상기 케이싱(310)의 내측에 적어도 하나 구비되고, 상기 전력공급장치로부터 공급받은 전력에 의해 발광하는 다수개의 LED모듈이 정렬되는 PCB모듈(320); 및 상기 케이싱(310)의 타측에 결합하고, LED가 조사하는 광의 폭을 넓히는 확산판(330)을 포함하여, 확산렌즈의 사용으로 인해 LED가 조사하는 광의 확산각도, 확산비를 넓힐 수 있으며, 이에 따라 LED 조명장치에 사용되는 LED 모듈의 개수를 줄일 수 있어 LED 조명장치의 생산 비용, 시간, 노력을 절약할 수 있도록 한 것이다.

그러나 이러한 기술은, 광의 확산에만 중점을 둔 것으로서, 넓은 영역에 걸쳐 빛의 균일도를 높일 수 있는 기술에 대해서는 개시되지 않은 단점이 있다.

또한, 한국특허등록 제10-1426672호는 PCB를 직접 회전하여 바닥면이나 빛의 조사면에 균일한 조도를 구현하고, LED로부터 발산되는 광을 확산시키거나 집속시켜 포커스를 조절할 수 있는 포커스 조절이 가능한 엘이디 조명장치에 관한 것으로서, 도 2에 도시한 바와 같이 LED로부터 발산되는 광을 확산시키거나 집속시켜 포커스를 조절할 수 있는 포커스 조절이 가능한 엘이디 조명장치에 있어서, LED PCB판(20)과 포커스조절핸들(30)을 결합하여 고정될 수 있도록 원기둥형상의 중심축(11)과 상기 중심축(11)의 하단부에 원형의 하부판(12)으로 구비되는 베이스프레임(10)과 상기 베이스프레임(10)의 하부판(12)에 수평방향으로 위치하고, 포커스조절핸들(30)에 부착되어 각도가 조절될 수 있도록 힌지축(23)이 형성되며, 원하는 위치에 광원이 출력될 수 있도록 구비되는 LED PCB판(20)과, 상기 베이스프레임(10)의 중심축(11)에 수직방향으로 결합되어 위치하고, 작업자가 손으로 파지하여 수직방향으로 이동될 수 있도록 구비되는 포커스조절핸들(30)로 구성된다.

그러나 이러한 기술은, 광의 포커싱에만 중점을 둔 것으로서, 넓은 영역에 걸쳐 빛의 균일도를 높일 수 있는 기술에 대해서는 개시되지 않은 단점이 있다.

한국특허등록 제10-1443670호 한국특허등록 제10-1426672호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에 수반된 문제점을 개선하기 위하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 넓은 영역에 대해 광의 확산이 가능함과 동시에 균일한 조도를 가질 수 있도록 한,일정한 균일도로 넓은 영역에 대하여 광의 확산이 가능한 조명장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 제품의 두께와 천정의 석고 보드 두께를 동일하게 형성하여 기존 직하조명에 비하여 설치가 용이하도록 한, 일정한 균일도로 넓은 영역에 대하여 광의 확산이 가능한 조명장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 광반사판에 세레이션을 형성하여 광의 확산이 극대화되도록 한, 일정한 균일도로 넓은 영역에 대하여 광의 확산이 가능한 조명장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, LED 모듈의 PCB에 대한 위치가 정확하게 유지되는지를 판단하도록 한, 일정한 균일도로 넓은 영역에 대하여 광의 확산이 가능한 조명장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적들은 이하에서 설명하는 바에 따라 유추 가능할 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 일정한 균일도로 넓은 영역에 대하여 광의 확산이 가능한 조명장치는,

PCB;

상기 PCB에 설치된 LED 모듈;

상기 LED 모듈로부터 조사되는 광을 확산하는 광확산판; 및

상기 광확산판에 의해 확산된 광을 반사하여 외부로 방사하는 광반사판을 포함하여 구성된 조명장치에 있어서,

상기 LED 모듈이 PCB에 대해 소정 기울기를 갖도록 구성되고,

상기 광반사판은 광확산판에 대해 초기 위치로부터 종단 위치로 갈수록 거리가 좁혀지도록 구성되고, 상기 광확산판에 대해 소정 각도를 갖도록 구성되되, 이 소정 각도는 상기 광반사판에 형성된 패턴에 대한 각도인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, LED 모듈의 PCB에 대한 소정 기울기는 5˚ ~ 10˚인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 광반사판에 형성된 패턴은 돌기 형태로서, LED 모듈로부터 점차 멀어질수록 높이는 0.2 ~ 0.5mm씩 증가하고, 폭은 0,2 ~ 0.5mm 씩 증가하도록 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 광반사판에 형성된 패턴의 광확산판에 대한 각도가 일정 위치마다 다르도록 형성되며,

광반사판의 초기 위치에 형성된 패턴의 최정점은 광확산판과 8.79˚, 광반사판의 전체 길이중 대체로 1/3 지점에 위치한 패턴의 최정점은 16˚, 2/3 지점에 위치한 패턴의 최정점은 3.77˚가 되도록 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 광반사판과 광확산판간 최대폭은 천정 석고보드의 두께와 동일한 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 일정한 균일도로 넓은 영역에 대하여 광의 확산이 가능한 조명장치는,

광반사판에 세레이션이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 일정한 균일도로 넓은 영역에 대하여 광의 확산이 가능한 조명장치에 따르면, LED조명의 직하 방식 조사 대신에, 엣지방식의 조사를 이용한 것으로서, 광반사판에 패턴을 형성하되, 광반사판의 폭을 광의 거리에 따라 조절 가능하도록 하고, 중첩적으로 광의 균일한 조사가 가능하도록 하여 광의 균일도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 제품의 두께와 천정의 석고 보드 두께를 동일하게 형성하여 기존 직하조명에 비하여 설치가 용이한 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 광반사판에 대한 세레이션 형성으로 광의 확산을 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, LED 모듈의 PCB에 대한 위치가 정확하게 유지되는지를 판단하도록 함으로써 이상 발생시 즉시 조치할 수 있다.

도 1은 종래 광 확산을 위한 구조도.
도 2는 종래 광 포커싱을 위한 구조도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 일정한 균일도로 넓은 영역에 대하여 광의 확산이 가능한 조명장치의 기본적인 구조도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일정한 균일도로 넓은 영역에 대하여 광의 확산이 가능한 조명장치의 구체적인 구조도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일정한 균일도로 넓은 영역에 대하여 광의 확산이 가능한 조명장치의 설치가 용이하도록 한 구조도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 일정한 균일도로 넓은 영역에 대하여 광의 확산이 가능한 조명장치 구조도.
도 7은 본 발명과 종래 기술의 광 확산 및 광의 균일도를 비교한 사진.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 일정한 균일도로 넓은 영역에 대한 광의 확산이 가능한 조명장치의 구성도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

[본 발명의 바람직한 형태]

본 발명은, PCB와 LED 모듈간 연관 관계와, 광확산판과 광반사판간 연관 관계를 이용하고, 광반사판에 일정한 돌기형태의 패턴을 형성함으로써 광의 확산 및 일정한 균일도를 구현한다.

본 발명은, 광의 확산 및 일정한 균일도 구현을 위하여 LED 모듈을 PCB에 대해 소정각도의 기울기를 갖도록 설치한다.

또한, 광반사판은 그 내면 전체에 걸쳐 일정한 패턴을 형성하되, LED 모듈에 가장 근접한 위치로부터 가장 멀리 이격된 위치까지 높이와 폭이 각각 증가하도록 형성한다.

또한, 광반사판의 시작 위치는 LED 모듈의 상하폭을 모두 커버할 수 있을 정도의 폭으로 광광확산판에 대해 형성하지만, 시작 위치에서 종단 위치로 갈수록 LED 모듈의 상하폭을 거의 커버하지 못할 정도의 폭으로 감소하면서 형성된다. 즉 광의 확산을 상대적으로 감소시키기 위하여 넓은 공간의 패턴은 가늘게 형성하고, 광의 확산을 증가시키기 위하여 좁은 공간의 패턴은 굵게 형성하는 것이다.

본 발명은, 광반사판에 형성된 패턴의 광확산판에 대한 각도가 일정 위치마다 다르도록 설계한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 광의 확산을 극대화하기 위하여 광반사판에 세레이션을 형성한다.

[본 발명의 바람직한 실시예]

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은, 엣지방식의 조사로 광의 균일도를 높이기 위하여 광반사판에 패턴을 형성한 것으로서, 광반사판의 폭을 광의 거리에 따라 조절 가능하도록 하여 광의 중첩적인 조사가 가능하도록 하고, 기존 직하조명에 비하여 설치가 용이하도록 제품의 두께와 천정의 석고 보드 두께를 동일하게 형성한 것을 특징으로 한다.

이러한 특징을 구현하기 위하여 본 발명은 엣지 방식의 광의 조사를 위한 패턴과 돌기를 고유의 구조로 채택한 것이다.

[제1 실시예]

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 일정한 균일도로 넓은 영역에 대하여 광의 확산이 가능한 조명장치의 기본적인 구조도이다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일정한 균일도로 넓은 영역에 대하여 광의 확산이 가능한 조명장치의 구체적인 구조도이다. 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일정한 균일도로 넓은 영역에 대하여 광의 확산이 가능한 조명장치의 설치가 용이하도록 한 구조도이다. 도 7은 본 발명과 종래 기술의 광 확산 및 광의 균일도를 비교한 사진이다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 첫 번째 특징은 PCB(100)와 LED 모듈(200)간 연관 관계와, 광확산판(300)과 광반사판(400)간 연관 관계와, 광반사판(400)에 일정한 패턴(450)을 형성함으로써 구현된다. 상기 패턴(450)은 돌기 형태로 형성된다.

상기 PCB(100)에 실장된 LED 모듈(200)은 프레임(F)에 대해 5˚ ~ 10˚의 기울기를 갖도록 설치한다.

상기 광반사판(400)은 프레임(F)에 구성되며, 상기 광확산판(300)과 마주보도록 위치하되, 그 내면 전체에 걸쳐 일정한 패턴(450)을 형성하며, 이 패턴(450)은 도면상 좌에서 우로, 구체적으로는 LED 모듈(200)에 가장 근접한 위치로부터 가장 멀리 이격된 위치까지 높이는 각각 0.2 ~ 0.5mm씩 증가하도록 형성하고, 폭은 각각 0,2 ~ 0.5mm 씩 증가하도록 형성한다.

상기 프레임(F)은 본 발명 조명장치의 천장에 대한 고정 및 PCB(100) 및 광확산판(300)을 고정하는 역할을 한다.

또한, 상기 광반사판(400)은 수평으로 위치된 광확산판(300)에 대하여 LED 모듈(200)로부터 멀어질수록 거리가 좁혀지도록 형성한다. 즉 광반사판(400)의 시작 위치는 LED 모듈(200)의 상하폭을 모두 커버할 수 있을 정도의 폭으로 광확산판(300)에 대해 형성하지만, 시작 위치에서 종단 위치로 갈수록 LED 모듈(200)의 상하폭을 거의 커버하지 못할 정도의 폭으로 감소하면서 형성되는 것이다.

이와 같은 구조에 따르면, LED 모듈(200)로부터 광이 조사되면 초기 위치에서는 광확산판(300)과 광반사판(400)간 거리가 가장 멀게 형성되어 있으므로 광확산판(300)에 의해 확산되는 광이 광반사판(400)에 도달되는 시간이 상대적으로 길어지는 반면, 종단 위치로 갈수록 광확산판(300)과 광반사판(400)간 거리가 점차 가까워지도록 형성되어 있으므로 광확산판(300)에 의해 확산되는 광이 광반사판(400)에 도달되는 시간이 상대적으로 짧아지게 된다.

따라서 이러한 구조에 따르면, LED 모듈(200)로부터 광이 조사되면 광반사판(400)의 초기 위치에서는 광확산판(300)에 의해 확산되는 광량이 상대적으로 많은 반면, 광반사판(400)과 광확산판(300)간 거리가 상대적으로 멀게 형성되어 있으므로 광반사판(400)을 통과해 외부로 방사되는 광량은 상대적으로 적은 량이 된다.

또한, 광반사판(400)의 종단 위치로 갈수록 광확산판(300)에 의해 확산되는 광량이 상대적으로 적어지는 반면, 광반사판(400)과 광확산판(300)간 거리가 상대적으로 가깝게 형성되어 있으므로 광반사판(400)을 통과해 외부로 방사되는 광량은 상대적으로 많은 량이 된다.

즉 광의 확산을 상대적으로 감소시키기 위하여 넓은 공간의 패턴은 가늘게 형성하고, 광의 확산을 증가시키기 위하여 좁은 공간의 패턴은 굵게 형성하는 것이다.

이러한 구조는 넓은 영역에 걸쳐 광을 확산시키되, 조도를 균일하게 하기 위한 구조이다. 즉 LED 모듈(200)로부터 조사되는 광량이 LED 모듈(200)로부터 거리가 멀어질수록 광량이 줄어드는데, 이러한 점을 보완하는 구조가 된다.

또한, 상기에 설명한 바와 같이 패턴(450)을 도면상 좌에서 우로, 구체적으로는 LED 모듈(200)에 가장 근접한 위치로부터 가장 멀리 이격된 위치까지 높이는 각각 0.2 ~ 0.5mm씩 증가하도록 형성하고, 폭은 각각 0.2 ~ 0.5mm 씩 증가하도록 형성함으로써 광확산판(300)에 의해 확산된 광이 광반사판(300)을 통해 용이하게 외부로 방사된다.

또한, 본 발명은 도 4에 도시한 바와 같이 상기 광반사판(400)에 형성된 패턴(450)은 그 상부면이 광확산판(300)에 대해 소정 경사각(기울기)을 갖도록 형성하되, 그 경사각은 일정 위치마다 다르게 설계할 수 있다.

삭제

상기 광반사판(400)과 광확산판(300)간 거리는 LED 모듈(200)로부터 멀어질수록 가까워지게 형성하되, 지점(P1)과 지점(P2)간의 각도가 약 164˚가 되도록 형성한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 두 번째 특징은 천정 석고보드(500)의 두께와 제품의 두께를 거의 동일하게 설계하는 것으로 구현된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명은 도 7a와 같이 넓은 영역에 걸쳐 광이 확산되면서도 전체 영역에 걸쳐 균일한 조도를 나타내는 반면, 종래 기술에 따른 조명장치는 도 7b와 같이 광이 한쪽으로 치우치면서 균일도도 본 발명에 비해 현저히 떨어지는 것을 알 수 있다.

[제2 실시예]

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 일정한 균일도로 넓은 영역에 대한 광의 확산이 가능한 조명장치의 구조도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면 광반사판(400)에 복수 개 돌기(700)를 형성한다.

상기 광반사판(400)은 LED 모듈(200)로부터 조사되는 광이 직광으로 외부로 방사되는 것을 지양하고, 반사되어 방사되도록 LED 모듈(200)의 단부를 기준으로 거의 직각으로 일정길이 연장되는 형태로 구성되며, 광반사판(400)의 단부는 다시 일정각도 꺾이도록 형성되고 이 부분에 복수 개 돌기(700)를 형성한다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 복수 개 돌기(700)로 인해 LED 모듈(200)로부터 조사되는 광의 확산이 극대화될 수 있다.

[제3 실시예]

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 일정한 균일도로 넓은 영역에 대한 광의 확산이 가능한 조명장치의 구성도이다.

본 발명의 제3 실시예는 제1 실시예와 동일한 구성을 갖되, PCB(100)와 광확산판(300)을 고정하는 프레임의 일정부분과 LED 모듈(200)의 일정부분에 각각 초음파센서(800)(900)를 구성한다. 이는 본 발명이 LED 모듈(200)을 PCB(100)에 대해 소정 기울기를 갖도록 구성하여 광반사판(400)에 형성된 패턴(450)들과 광확산판(300)간의 각도 등이 정확하게 유지됨으로써 균일한 조도로 넓은 범위에 대하여 광의 확산이 가능하도록 하는 것이 목적이므로, 이러한 목적 달성의 일환으로 LED 모듈(200)의 위치 변경 등을 판단하기 위한 것이다.

즉 초음파센서(800)(900)에 의해 초음파를 송수신하는 방법으로 프레임의 일정부분과 LED 모듈(200)의 일정부분간 거리를 측정하고, 측정된 거리를 기준거리와 비교함으로써 LED 모듈(200)이 정확한 위치를 유지하는지를 판단하고, 그 결과에 따라 위치 교정 등 적절하게 조치하도록 한다. 이러한 판단 동작을 위해 본 발명은 마이콤(도시 생략)이 구성된다.

한편, 거리 측정 센서를 초음파센서로만 제한하는 것은 아니다.

일정한 균일도로 넓은 영역에 대한 광의 확산이 가능한 조명장치를 구현하기 위한 장치의 실시예가 기술되었다. 위에 기술된 실시예는 본원발명에 기술되는 원리를 나타내는 많은 구체적 실시예중에서 일부 실시예를 예시하는 것이다. 따라서 본원발명의 실시예를 이용함에 따라 당업자들이 본원발명의 청구항에 의해 정의된 범위내에서 많은 다른 배열들을 쉽게 구현해낼 수 있을 것이다.

100 : PCB 200 : LED 모듈
300 : 광확산판 400 : 광반사판
450 : 광반사판 패턴 500 : 천장 석고보드
700 : 돌기 800, 900 : 초음파센서

Claims (6)

1. 조명장치가 구성되는 프레임;
   상기 프레임에 설치되는 PCB;
   상기 PCB에 실장된 LED 모듈;
   상기 LED 모듈로부터 조사되는 광을 확산하는 광확산판;
   상기 광확산판에 의해 확산된 광을 반사하여 외부로 방사하는 광반사판; 및
   상기 프레임의 일정부분과 PCB의 일정부분에 각각 구성되는 초음파센서;를 포함하여 구성된 조명장치에 있어서,
   상기 PCB에 실장된 LED 모듈은 프레임에 대해 5˚ ~ 10˚의 기울기를 갖도록 구성되고,
   상기 광반사판과 광확산판은 초기 위치로부터 종단 위치로 갈수록 서로 거리가 좁혀지도록 구성되고, 상기 광반사판에는 복수 개의 돌기형 패턴이 형성되며, 상기 패턴은 LED 모듈로부터 점차 멀어질수록 높이는 0.2mm ~ 0.5mm씩 증가하고, 폭은 0.2mm ~ 0.5mm 씩 증가하도록 형성되며,
   상기 초음파센서는 프레임의 일정부분과 PCB의 일정부분간 거리를 측정하도록 초음파를 송수신하는 것으로써, 측정된 거리를 기준거리와 비교함으로써 LED 모듈이 정확한 위치를 유지하는지를 판단하도록 하는 것을 특징으로 하는 일정한 균일도로 넓은 영역에 대한 광의 확산이 가능한 조명장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 광반사판은 LED 모듈로부터 조사되는 광이 직광으로 외부로 방사되는 것을 지양하고, 반사되어 방사되도록 LED 모듈의 단부를 기준으로 직각으로 일정길이 연장되는 형태로 구성되며, 광반사판의 단부는 다시 일정각도 꺾이도록 형성되고, 이 부분에 복수 개 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 일정한 균일도로 넓은 영역에 대한 광의 확산이 가능한 조명장치.

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