KR20190081166A - 차량용 램프 - Google Patents

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KR20190081166A
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김효경
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에스엘 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프는 레이저 광을 방출하는 광원부; 상기 광원부에서 방출된 레이저 광이 반사되는 반사부; 상기 반사부에서 반사된 레이저 광을 차단하여 차량의 전방에 배광 패턴을 형성하는 쉴드; 상기 반사부에서 반사된 레이저 광이 입력되어 전압값이 센싱되는 센서; 및 상기 센서에서 센싱된 전압값과 기준 전압값을 비교하여 상기 광원부의 고장 여부를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 쉴드는 상기 반사부에서 반사된 광의 일부가 통과되는 통과홀을 포함하되, 상기 센서는 상기 통과홀의 후면에 위치하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 램프{Vihicle Lamp}
본 발명은 차량용 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 광을 광원으로 사용하는 차량용 램프에서 레이저 광이 외부로 새어나가 인체에 유해한 영향을 주는 것이 방지되도록 레이저 광을 용이하게 차단할 수 있는 차량용 램프에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 야간 주행시에 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인하기 위한 조명 기능 및 다른 차량이나 도로 이용자들에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 다양한 종류의 차량용 램프를 구비하고 있다.
예를 들어, 헤드 램프 및 포그 램프 등은 주로 조명 기능을 목적으로 하고, 턴 시그널 램프, 테일 램프, 브레이크 램프, 사이드 마커(Side Marker) 등은 주로 신호 기능을 목적으로 한다. 또한, 이러한 차량용 램프는 각 기능을 충분히 발휘하도록 그 설치 기준과 규격에 대해서 법규로 규정되어 있다.
최근에는 차량용 램프의 광원으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)를 이용하고, 광원으로부터 발생된 레이저 광을 형광체에 조사함으로써, 형광체의 여기로 인해 발생하는 광을 이용하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
이때, 레이저 다이오드는 높은 휘도와 강한 지향성으로 인해 광의 손실 없이 집광이 용이하기 때문에 발광 다이오드에 비하여 고휘도이면서도 선명한 광을 얻을 수 있다.
이러한 레이저 광은 그 강도가 일정 이상이 되면 인체에 유해한 영향을 줄 수 있으며, 차량 사고 등이 발생한 경우 정해진 방향이 아닌 다른 방향으로 조사가 되는 경우 주변 보행자의 눈에 직접 조사되는 경우가 발생하게 된다.
따라서, 레이저 광을 광원으로 사용하는 차량용 램프에서 레이저 광이 외부로 새어나가 주변 보행자 등의 눈에 조사되어 인체에 유해한 영향을 주는 것을 방지할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
일본공개특허공보 특개2011-086432 (2011. 04. 28.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 레이저 광을 광원으로 사용하는 차량용 램프에서 레이저 광이 차량 외부로 새어나가 눈에 직접 조사되어 인체에 유해한 영향을 주는 것이 방지될 수 있도록 용이하게 레이저 광을 차단할 수 있는 차량용 램프를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프는 레이저 광을 방출하는 광원부; 상기 광원부에서 방출된 레이저 광이 반사되는 반사부; 상기 반사부에서 반사된 레이저 광을 차단하여 차량의 전방에 배광 패턴을 형성하는 쉴드; 상기 반사부에서 반사된 레이저 광이 입력되어 전압값이 센싱되는 센서; 및 상기 센서에서 센싱된 전압값과 기준 전압값을 비교하여 상기 광원부의 고장 여부를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 쉴드는 상기 반사부에서 반사된 광의 일부가 통과되는 통과홀을 포함하되, 상기 센서는 상기 통과홀의 후면에 위치하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 광원부는 레이저 광원 및 형광체를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 쉴드는 상측면에 상기 반사부에서 반사되어 쉴드를 향하는 광을 배광 패턴의 컷오프 라인 부근으로 재반사하는 컷오프 형성부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 통과홀은 상기 컷오프 형성부를 회피하여 형성된 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 센서는 상기 통과홀의 후면에 밀착하여 위치하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 센서에는 상기 통과홀을 통과한 레이저 광이 입력되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 센서에서 센싱된 전압값이 상기 기준 전류값 이하인 경우, 상기 광원부가 고장이라고 판단하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 광원부를 고장으로 판단한 경우, 상기 광원부를 동작시키는 전류를 차단시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 레이저 광을 광원으로 사용하는 차량용 램프에서 레이저 광이 차량 외부로 새어나가 눈에 직접 조사되어 인체에 유해한 영향을 주는 것이 방지되는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프가 적용된 차량을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프의 일 구성인 광원부의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프의 일 구성인 쉴드의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프가 형성하는 배광 배턴을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프가 적용된 차량을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프(1)는 야간과 같이 주변 환경이 어두운 환경에서 차량을 주행하는 경우, 운전자의 전방 시야가 확보되도록 로우 빔 패턴이나 하이 빔 패턴을 형성하는 것으로서, 차량의 전방 양쪽에 한 쌍으로 배치된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프(1)는 차량용 헤드 램프를 의미한다. 그러나, 본 발명은 헤드 램프에 한정되어 적용되는 것은 아니고, 레이저 광원이 사용되는 모든 차량용 램프에 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프(100)는 광원부(110), 반사부(120), 쉴드(130), 센서(140), 제어부(150) 및 렌즈(160)를 포함한다.
이때, 광원부(110)에서 방출된 광의 경로는 대표적으로 도 2에 도시된 바와 같이 3가지 경우로 분류할 수 있다. 다만, 도 2에 도시된 광의 경로는 예시적인 것으로, 광원부(110)에서 방출된 광의 경로를 한정하는 것은 아니다.
구체적으로, 광원부(110)에서 방출된 제1 광은 a1 경로를 따라 이동하여 반사부(120)에서 반사되고, a2 경로를 따라 이동하여 쉴드(130)를 거치지 않고 렌즈(160)로 입사되어, a3 경로를 따라 이동하여 상기 차량의 외부로 조사될 수 있다. 또한, 광원부(110)에서 방출된 제2 광은 b1 경로를 따라 이동하여 반사부(120)에서 반사되고, b2 경로를 따라 이동하여 쉴드(130)에서 재반사되어, b3 경로를 따라 이동하여 렌즈(160)로 입사된 후, b4 경로를 따라 이동하여 상기 차량의 외부로 조사될 수 있다. 또한, 광원부(110)에서 방출된 제3 광은 c 경로를 따라 이동하여 반사부(120)에서 반사된 후, 통과홀(131)을 통과하여 센서(140)로 입력될 수 있다.
이때, 상기 제1 광은 도 5에 도시된 배광 패턴(P) 중 P2 영역을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제2 광은 도 5에 도시된 배광 패턴(P) 중 P1 영역을 형성할 수 있다. 이하, 이를 전제하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프의 일 구성인 광원부의 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 광원부(110)는 레이저 광원(111) 및 형광체(113)를 포함한다. 레이저 광원(111)은 발산각이 작으면서도 광 출력이 높은 레이저 광을 형광체 측으로 방출한다. 레이저 광원(111)은 형광체(113)를 여기시켜 형광을 발생시키기 위해 형광체(113)의 흡수파장을 갖는 레이저 광을 방출할 수 있다. 레이저 광원(111)은 가시광선 영역의 파장을 갖는 청색 레이저 광을 방출하는 것이 바람직하다.
이때, 레이저 광원(111)에는 레이저 광이 방출될 때 발생하는 열을 방열하는 광원 방열부(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 광원 방열부은 열전도성이 좋은 재질로 이루어지며 복수의 방열핀으로 이루어 질 수 있다.
형광체(113)는 레이저 광원(111)으로부터 방출된 레이저 광의 적어도 일부를 색 변환시킨다. 본 발명에서 형광체(113)는 청색의 레이저 광을 백색의 형광으로 색변환시킨다. 즉, 형광체는 청색의 레이저 광에 의해 여기되어 백색의 형광을 생성하여 상기 형광을 렌즈 측으로 방출하며 투과성을 가질 수 있다.
형광체(113)는 유기 또는 무기 형광 물질로 이루어 질 수 있으며, 본 발명에서 형광체(113)는 세라믹 재질로 이루어 진다. 다만, 형광체(113)의 재질이 이에 한정되는 것은 아니다.
형광체(113)에서는 레이저 광에 의해 열이 발생된다. 즉, 레이저 광의 에너지 량이 크기 때문에 레이저 광에 의해 여기된 형광체에서는 열이 발생된다. 이에 따라, 형광체(113)는 양단에 열을 방열하는 형광체 방열부(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 형광체 방열부는 열도성이 좋은 재질로 이루어지며 복수의 방열핀으로 이루어 질 수 있다.
한편, 광원부(110)는 레이저 광원(111)에서 방출되는 광을 반사시켜 형광체(113)로 전달하는 반사판(115)를 더 포함할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 레이저 광원(111)에서 방출되는 광을 반사판(115)를 거쳐 간접적으로 형광체(113)로 전달할 수 있다. 또한, 광원부(110)는 반사판(115)을 거치지 않고, 레이저 광원(111)에서 방출되는 광을 형광체(113)로 직접 전달할 수도 있다.
반사부(120)는 광원부(110)에서 방출된 레이저 광이 반사된다. 구체적으로, 반사부(120)는 광원부(110)의 상측에 배치되어 광원부(110)로부터 방출되는 광을 반사시킬 수 있도록 일면이 개방되는 자유 곡면형상을 가질 수 있으며, 반사부(120)의 제1 초점에 광원부(110)가 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프의 일 구성인 쉴드의 사시도이다.
도 4를 참조하면, 쉴드(130)는 통과홀(131) 및 컷오프 형성부(133)를 포함한다.
쉴드(130)는 반사부(120)에서 반사된 레이저 광을 차단하여 차량의 전방에 배광 패턴을 형성한다. 구체적으로, 쉴드(130)는 광원부(110)의 전방에 배치되며, 광원부(110)로부터 방출된 광의 일부를 차단하여 상기 배광 패턴의 컷오프 라인을 형성할 수 있으며, 이러한 쉴드(130)는 도 4에 도시된 바와 같이 일단에 반원형의 홈이 형성된 플레이트 형태로 이루어질 수 있으나, 홈의 형태는 다양하게 변경될 수 있다. 여기에서 배광 패턴 상에 형성되는 컷오프 라인은 대향차 운전자의 눈부심을 방지할 수 있다.
이때, 쉴드(130)는 광원부(110)에서 방출되고 반사부(120)에서 반사된 광을 단순히 차단하여 차량의 전방에 상기 배광 패턴의 컷오프 라인을 형성할 수도 있으나, 이 경우에는 광 효율이 감소되기 때문에, 쉴드(130)의 상측면에 컷오프 형성부(133)를 형성시킴으로써, 상기 차량의 전방에 배광 패턴의 컷오프 라인을 형성할 수 있도록 한다.
구체적으로, 쉴드(130)는 컷오프 형성부(133)를 통해 반사부(120)에서 반사되어 쉴드(130)를 향하는 광(상기 제2 광)을 배광 패턴의 컷오프 라인 부근으로 재반사시켜 상기 차량의 전방에 배광 패턴의 컷오프 라인을 형성할 수 있도록 한다. 이때, 컷오프 형성부(133)는 금속 코팅층을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 코팅층은 크롬 코팅, 알루미늄 코팅 또는 금속 산화물 층이 코팅된 형태일 수 있고, 이러한 금속 코팅층은 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 스퍼터링 증착, 진공 증착, 플라즈마 증착 등의 방법을 통해 형성될 수 있다. 한편, 쉴드(130)에는 컷오프 형성부(133) 이외의 부분에 널링 처리 또는 부식 처리가 될 수 있다. 이에 따라, 쉴드(130)의 컷오프 형성부(133) 이외의 부분으로 입사된 광은 확산될 수 있다.
통과홀(131)은 반사부(120)에서 반사된 광의 일부(상기 제3 광)가 통과된다. 이때, 통과홀(131)은 도 4에 도시된 바와 같이 컷오프 형성부(133)를 회피하여 형성된다. 예를 들어, 통과홀(131)은 컷오프 형성부(133)의 하측으로 5(mm) 이상의 거리에 형성될 수 있다. 즉, 본 발명은 쉴드(130)에 의해 차단되는 광, 구체적으로, 쉴드(130)가 없는 경우 하이 빔패턴을 형성하는 광을 이용해서 광원부(110)의 고장 여부를 판단한다. 따라서, 본 발명은 쉴드(130)가 상기 배광 패턴의 컷오프 라인을 형성하는 것을 방해하지 않고 광원부(110)의 고장 여부를 판단하게 된다.
센서(140)는 반사부(120)에서 반사된 레이저 광이 입력되어 전압값이 센싱된다. 구체적으로, 센서(140)에서는 광원부(110)에서 방출된 광의 전압값이 센싱된다. 이때, 센서(140)는 포토 다이오드 센서를 의미할 수 있다.
센서(140)는 도 2에 도시된 바와 같이 반사부(120)에서 반사된 광이 쉴드(130)로 입사되는 면의 반대면에 위치한다. 이때, 센서(140)는 통과홀(131)에 밀착하여 위치한다. 이는, 상술한 바와 같이 통과홀(131)에서 통과된 광은 본래 하이 빔패턴을 형성하는 광이므로, 통과홀(131)에서 통과된 광이 렌즈(160)까지 도달하지 못하도록 하기 위함이다.
제어부(150)는 센서(140)에서 센싱된 상기 광의 전압값을 입력받는다. 제어부(150)는 상기 광의 전압값과 기준 전압값을 비교하여 광원부(110)의 고장 여부를 진단한다. 이때, 상기 기준 전압값은 광원부(110)의 고장 여부 판단에 기준이 되는 전압값을 의미한다.
구체적으로, 제어부(150)는 상기 광의 전압값이 상기 기준 전압값 이하인 경우, 광원부(110)를 고장으로 진단한다. 그러나, 제어부(150)는 상기 광의 전압값이 상기 기준 전압값을 초과하는 경우, 광원부(110)를 정상으로 진단한다.
이때, 광원부(110)가 고장인 경우는 상기 형광체가 파손 혹은 이탈되거나, 상기 레이저 광원의 이탈 등으로 인해 상기 레이저 광원에 방출된 광의 경로가 달라질 경우를 의미한다. 따라서, 제2 센서부(130)에서는 상기 형광체를 통해 백색광으로 변환된 광이 감지되지 않고, 상기 레이저 광원에서 방출된 광만 감지되므로, 상기 광의 전압값이 상기 기준 전압값 이하로 감지된다.
또한, 제어부(150)는 광원부(110)를 고장으로 진단한 경우, 광원부(110)에서 광이 방출되는 것을 방지한다. 예를 들어, 제어부(150)는 광원부(110)를 동작시키는 전류를 차단시켜 광원부(110)에서 광이 방출되는 것을 방지할 수 있다. 또 다른 예로, 제어부(150)는 광원부(110)의 고장 여부를 운전자 등에게 경고하여 후속 조치를 취하게 함으로써 광원부(110)에서 광이 방출되는 것을 방지할 수도 있다.
렌즈(160)는 광원부(110)에서 방출되어 반사부(120)에서 반사된 광을 투과시키는 것으로, 비구면 렌즈를 의미할 수 있다. 다만, 반사부(120)에서 반사되거나 쉴드(130)에서 재반사된 광을 투과 시킬 수 있다면 렌즈(160)의 크기, 재질 및 굴절률 등은 제한되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에서 렌즈(160)를 투과한 광은 차량의 외부로 출사되어 상기 배광 패턴을 형성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프가 형성하는 배광 배턴을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프는 도 5에 도시된 바와 같은 배광 패턴(P)을 형성한다. 이때, 상술한 바와 같이 상기 제1 광은 배광 패턴(P) 중 P2 영역을 형성할 수 있고, 상기 제2 광은 배광 패턴(P) 중 P1 영역을 형성할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1, 100 : 차량용 램프
110: 광원부
120 : 반사부
130 : 쉴드
140 : 센서
150 : 제어부
160 : 렌즈

Claims (8)

  1. 레이저 광을 방출하는 광원부;
    상기 광원부에서 방출된 레이저 광이 반사되는 반사부;
    상기 반사부에서 반사된 레이저 광을 차단하여 차량의 전방에 배광 패턴을 형성하는 쉴드;
    상기 반사부에서 반사된 레이저 광이 입력되어 전압값이 센싱되는 센서; 및
    상기 센서에서 센싱된 전압값과 기준 전압값을 비교하여 상기 광원부의 고장 여부를 판단하는 제어부를 포함하고,
    상기 쉴드는 상기 반사부에서 반사된 광의 일부가 통과되는 통과홀을 포함하되,
    상기 센서는 상기 통과홀의 후면에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는 레이저 광원 및 형광체를 포함하는 차량용 램프.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 쉴드는 상측면에 상기 반사부에서 반사되어 쉴드를 향하는 광을 배광 패턴의 컷오프 라인 부근으로 재반사하는 컷오프 형성부를 더 포함하는 차량용 램프.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 통과홀은 상기 컷오프 형성부를 회피하여 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 상기 통과홀의 후면에 밀착하여 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센서에는 상기 통과홀을 통과한 레이저 광이 입력되는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센서에서 센싱된 전압값이 상기 기준 전류값 이하인 경우, 상기 광원부가 고장이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 광원부를 고장으로 판단한 경우, 상기 광원부를 동작시키는 전류를 차단시키는 것을 특징으로 하는 차량용 램프.
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