(57)【要約】【課題】平行光を出射できる反射型ＬＥＤを光源にして光軸長を短くして装置全体として小型化が図れ、遊技機内の空きスペースといった狭いスペースへの組み込みが可能な投射ユニットを提供する。【解決手段】本発明は、平行光を出射する反射型ＬＥＤ１１と、反射型ＬＥＤの光出射面の前方に位置するマスクフィルム１４と、マスクフィルムの前方に位置し、マスクフィルムを通過した反射型ＬＥＤからの光を投射面１６に投射する結像レンズ１５と、反射型ＬＥＤとマスクフィルムと結像レンズとを収容し固定する筐体１２とを備えた投射ユニット１０を特徴とする。【選択図】      図１
2010066742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行光を出射する反射型ＬＥＤと、
前記反射型ＬＥＤの光出射面の前方に位置するマスクフィルムと、
前記マスクフィルムの前方に位置し、前記マスクフィルムを通過した前記反射型ＬＥＤからの光を投射面に投射する結像レンズと、
前記反射型ＬＥＤとマスクフィルムと結像レンズとを収容し固定する筐体とを備えた投射ユニット。
【請求項２】
実装基板の上面に、反射型ＬＥＤを設置し、
前記反射型ＬＥＤの周囲を取り囲むように前記実装基板の上面に筒形のマスクホルダを設置し、
前記マスクホルダの前記実装基板とは反対側の開口面にマスクフィルムを設置し、
筐体のマスクホルダの外形と一致する内側形状の台筒部分を前記実装基板の上面に前記マスクホルダを取り囲むように設置し、前記筐体の前記台筒部分の先端部に内側に窄むように形成されたマスク押え部にて前記マスクフィルムを前記マスクホルダの前記開口面に押さえ付けて固定し、
前記実装基板に対して前記筐体の前記台筒部分の後端部を固定手段にて固定し、
前記筐体の前記マスク押え部より前方に伸びる投射筒部の先端開口部に結像レンズを嵌め込んで固定したことを特徴とする投射ユニット。
【請求項３】
実装基板の上面に、反射型ＬＥＤを設置し、
筐体の前記反射型ＬＥＤの周囲を取り囲む内形状を持つ台筒部分を前記実装基板の上面に、かつ、前記反射型ＬＥＤを取り囲むように設置し、
前記筐体の前記台筒部分の先端部に内側に窄むように形成されたマスク受け部にてマスクフィルムを受け止め、
前記実装基板に対して前記筐体の前記台筒部分の後端部を固定手段にて固定し、
前記筐体に前記マスク受け部より前方に伸びるように投射筒部を形成し、
有底筒体で底部を結像レンズとし、かつ胴部の長さが前記投射筒部と等長のレンズ筒体を、その開口側を先にして前記投射筒部の内部に挿入して当該レンズ筒体の前記胴部の先端面にて前記マスクフィルムを前記マスク受け部に押しつけて固定し、
前記レンズ筒体の前記結像レンズ部分を前記投射筒部の開口側の内面に嵌合固定したことを特徴とする投射ユニット。
【請求項４】
前記反射型ＬＥＤは、単色発光ＬＥＤであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の投射ユニット。
【請求項５】
前記反射型ＬＥＤは、三色発光ＬＥＤであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の投射ユニット。
【請求項６】
前記筐体の台筒部分の底側開口縁面の特定の部位と、前記実装基板の前記底側開口縁面の特定の部位に対向する部位とのうちの一方に突起を設け、他方に前記突起と嵌合する受け孔を設け、
前記突起を前記受け孔に嵌入させることで前記筐体と前記実装基板との位置関係を固定し、前記固定手段として２個のビスにて前記実装基板に前記底側開口縁面を固定したことを特徴とする請求項２又は３に記載の投射ユニット。
【請求項７】
前記反射型ＬＥＤの発光部の中心となる発光中心を前記マスクフィルムの中心とを不一致にしたことを特徴とする請求項２又は３に記載の投射ユニット。
【請求項８】
前記反射型ＬＥＤの光出射面に前記反射型ＬＥＤからの光を集光する集光レンズを一体化させて設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の投射ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源に平行光を発光する反射型ＬＥＤを用いる投射ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特開２００５-１１８２２６号公報（特許文献１）や特開平５−２００１５１号公報（特許文献２）に記載されているような文字や図形を投射面に投射する投射装置が知られている。しかしながら、従来の投射装置は、レーザー光を利用して天井面に投射したり、遊技機の前面ガラスにして投射するために、投射装置が遊技機の外に取り付けられており、また大型になっていた。
【０００３】
例えば、パチンコ機のような遊技機の中の空きスペースに組み込んでガラス面や利用者の着衣を投射面にして図形や文字を投射する投射装置の場合、上記従来公知の投射装置は大きすぎて採用できない。
【０００４】
そこで、小型化した投射装置を考えると、例えば、図２９に示す構成の投射装置が考えられる。すなわち、実装基板１０１に光源としてのＬＥＤ１０２を実装し、ＬＥＤ１０２の前方に放射光を平行光に揃えるコリメートレンズ１０３を設置し、投射しようとするロゴや特定の文字１０４を切ったマスクフィルム１０５をコリメートレンズ１０３の前方に設置し、さらにマスクフィルム１０５のロゴあるいは文字１０４の部分を通過した光を整形する整形レンズ１０６をマスクフィルム１０５の前方に設置した構成にして、整形レンズ１０６から出射する光を投射面１０７に投射させる。
【０００５】
ところが、このような小型化を図った投射装置の場合でも、光源として従来広く用いられている砲弾型のＬＥＤやＳＭＤ型のＬＥＤを採用すると、発光した光は発散光になるので、光の向きがマスクフィルム１０５の方向に揃う平行光になるようにコリメートレンズ１０３をＬＥＤ１０２の前方に必ず設置する必要がある。そして、このようなコリメートレンズ１０３を採用すると、光源であるＬＥＤ１０２からマスクフィルム１０５までの距離がコリメートレンズ１０３の存在により長くなり、装置全体としても小型化に限界があり、遊技機の狭い空きスペースに設置するのが難しい問題点があった。
【特許文献１】特開２００５-１１８２２６号公報
【特許文献２】特開平５−２００１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、光源に平行光を出射できる反射型ＬＥＤを光源にして光軸長を短くして装置全体として小型化が図れ、遊技機内の空きスペースといった狭いスペースへの組み込みが可能な投射ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの特徴は、平行光を出射する反射型ＬＥＤと、前記反射型ＬＥＤの光出射面の前方に位置するマスクフィルムと、前記マスクフィルムの前方に位置し、前記マスクフィルムを通過した前記反射型ＬＥＤからの平行光を投射面に投射する放射する結像レンズと、前記反射型ＬＥＤとマスクフィルムと結像レンズとを収容し固定する筐体とを備えた投射ユニットである。
【０００８】
本発明の別の特徴は、実装基板の上面に、反射型ＬＥＤを設置し、前記反射型ＬＥＤの周囲を取り囲むように前記実装基板の上面に筒形のマスクホルダを設置し、前記マスクホルダの前記実装基板とは反対側の開口面にマスクフィルムを設置し、筐体のマスクホルダの外形と一致する内側形状の台筒部分を前記実装基板の上面に前記マスクホルダを取り囲むように設置し、前記筐体の前記台筒部分の先端部に内側に窄むように形成されたマスク押え部にて前記マスクフィルムを前記マスクホルダの前記開口面に押さえ付けて固定し、前記実装基板に対して前記筐体の前記台筒部分の後端部を固定手段にて固定し、前記筐体の前記マスク押え部より前方に伸びる投射筒部の先端開口部に結像レンズを嵌め込んで固定した投射ユニットである。
【０００９】
本発明のまた別の特徴は、実装基板の上面に、反射型ＬＥＤを設置し、筐体の前記反射型ＬＥＤの周囲を取り囲む内形状を持つ台筒部分を前記実装基板の上面に、かつ、前記反射型ＬＥＤを取り囲むように設置し、前記筐体の前記台筒部分の先端部に内側に窄むように形成されたマスク受け部にてマスクフィルムを受け止め、前記実装基板に対して前記筐体の前記台筒部分の後端部を固定手段にて固定し、前記筐体に前記マスク受け部より前方に伸びるように投射筒部を形成し、有底筒体で底部を結像レンズとし、かつ胴部の長さが前記投射筒部と等長のレンズ筒体を、その開口側を先にして前記投射筒部の内部に挿入して当該レンズ筒体の前記胴部の先端面にて前記マスクフィルムを前記マスク受け部に押しつけて固定し、前記レンズ筒体の前記結像レンズ部分を前記投射筒部の開口側の内面に嵌合固定した投射ユニットである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の投射ユニットよれば、光源に平行光を出射する反射型ＬＥＤを光源にして、反射型ＬＥＤの出射する光をマスクフィルムに照射し、マスクフィルムを通過した光を結像レンズにて投射面に投射することで結像レンズの前方の投射面に図形や文字を拡大して投射することができ、従来のようにコリメートレンズを備えない分だけ光軸長を短くして装置全体としての小型化が図れ、遊技機内の空きスペースといった狭いスペースへの組み込みを可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【００１２】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態として、原理的な構造の投射ユニット１０を示している。本実施の形態の照射ユニット１０は、平行光を出射する反射型ＬＥＤ１１と、この反射型ＬＥＤ１１の光出射面の前方に位置する、図形又は文字１４ａが切り込まれているマスクフィルム１４と、このマスクフィルム１４の前方に位置し、マスクフィルム１４の孔になっている図形又は文字１４ａを通過した反射型ＬＥＤ１１からの平行光を投射面１６に結像させる結像レンズ１５とを筐体１２内に収容し固定した構造である。
【００１３】
反射型ＬＥＤ１１には、図２、図３に示す単色発光のもの（符号１１Ａとする）、あるいは図４〜図６に示す３色発光のもの（符号１１Ｂとする）を使用する。図２、図３に示す単色発光の反射型ＬＥＤ１１Ａは、上面部に放物曲面形状の反射面１１２を有する凹状ケース１１６と、この凹状ケース１１６の反射面１１２の上方を横切り、当該凹状ケース１１６の壁側面及び底面に沿うように狭幅の上片１１７ａ、広幅の垂直片１１７ｂ、広幅の下片１１７ｃが折り曲げられて形成されている素子マウント側リード１１７と、この素子マウント側リード１１７と対置され、同様に狭幅の上片１１８ａ、広幅の垂直片１１８ｂ、広幅の下片１１８ｃが折り曲げられて形成されているワイヤ接続側リード１１８と、素子マウント側リード１１７の上片１１７ａのケース中心側先端部に搭載された発光素子１１９とから構成されている。発光素子１１９にはワイヤ１１１０の一端が接続され、ワイヤ１１１０の他端はワイヤ接続側リード１１８の上片１１８ａの先端部に接続されている。
【００１４】
凹状ケース１１６の凹部内に、例えば、カチオン重合型透明エポキシ樹脂のような透明エポキシ樹脂もしくは透明シリコン樹脂のような透明樹脂１１１３を凹状ケース１１６の上縁面に達する深さに充填して硬化させることで、１対のリード１１７，１１８の上片１１７ａ，１１８ａや発光素子１１９、ワイヤ１１１０を透明樹脂１１１３の中に埋没させた状態で固定している。
【００１５】
図３に示すように、上記構成の反射型発光ダイオード１１Ａは、図示していない実装基板上に載置し、底部両側のリード１１７，１１８の下片１１７ｃ，１１８ｃそれぞれを半田にてプラス端子、マイナス端子に接続して固定する。このマウント状態で、それらのプラス端子、マイナス端子に通電することで発光素子１１９に両側のリード１１７，１１８を通じて通電して発光させる。発光素子１１９からの光は、図３において矢印線で示すように大部分が下方に出て放物曲面の反射面１１２にて反射され、ほぼ平行光線となって凹状ケース１１６の上面からそれに垂直な方向に出光する。このため、この反射型発光ダイオード１１Ａでは、光の向きが揃い指向性が強いほぼ平行で、輝度の高い光を得ることができる。
【００１６】
図４〜図６に示す３色発光の反射型ＬＥＤ１１Ｂは、上面部に放物曲面形状の反射面１１２を有する凹状ケース１１６と、この凹状ケース１１６の反射面１１２の上方を横切り、当該凹状ケース１１６の壁側面及び底面に沿うように狭幅の上片１１７ａ、広幅の垂直片１１７ｂ、広幅の下片１１７ｃがコの字状に折り曲げられて形成されている素子マウント側リード１１７と、この素子マウント側リード１１７と対置され、同様に狭幅の上片１１８１ａ，１１８２ａ，１１８３ａ、やや広幅の垂直片１１８１ｂ，１１８２ｂ，１１８３ｂ、このやや広幅の垂直片１１８１ｂ，１１８２ｂ，１１８３ｂと等幅の下片１１８１ｃ，１１８２ｃ，１１８３ｃが折り曲げられて形成されている３本の平行なワイヤ接続側リード１１８１，１１８２，１１８３と、素子マウント側リード１１７の上片１１７ａのケース中心側先端の素子マウント部１１７ｆに搭載されたＲＧＢ３色の発光素子１１９１，１１９２，１１９３とから構成されている。
【００１７】
図６に詳しいように、発光素子１１９１，１１９２，１１９３それぞれにはワイヤ１２１，１２２，１２３それぞれの一端が接続され、ワイヤ１２１，１２２，１２３の他端はワイヤ接続側リード１１８１，１１８２，１１８３それぞれの上片１１８１ａ，１１８２ａ，１１８３ａの先端のワイヤ接続部１１８１ｆ，１１８２ｆ，１１８３ｆに接続されている。
【００１８】
素子マウント側リード１１７、３本のワイヤ接続側リード１１８１，１１８２，１１８３それぞれの狭幅の上片１１７ａ，１１８１ａ，１１８２ａ，１１８３ａの基部が凹状ケース１１６の外部で折り曲げられ、それぞれの広幅の垂直片１１７ｂ，１１８１ｂ，１１８２ｂ，１１８３ｂが凹状ケース１１６の側面に沿い、かつリード１１７，１１８１，１１８２，１１８３それぞれの広幅の下片１１７ｃ，１１８１ｃ，１１８２ｃ，１１８３ｃが凹状ケース１１６の底面に接している。
【００１９】
凹状ケース１１６の凹部内に、例えば、カチオン重合型透明エポキシ樹脂のような透明エポキシ樹脂もしくは透明シリコン樹脂のような透明樹脂１１１３を凹状ケース１１６の上縁面に達する深さに充填して硬化させることで、素子マウント側リード１１７、ワイヤ接続側リード１１８１，１１８２，１１８３の上片１１７ａ，１１８１ａ，１１８２ａ，１１８３ａの部分や発光素子１１９１，１１９２，１１９３、ワイヤ１２１，１２２，１２３を透明樹脂１１１３の中に埋没させた状態で固定している。
【００２０】
図４に示すように、上記構成の３色発光の反射型発光ダイオード１１Ｂは、図示していない基板上にこの反射型発光ダイオード１１Ｂを載置し、底部両側のリード１１７，１１８１，１１８２，１１８３の下片１１７ｃ，１１８１ｃ，１１８２ｃ，１１８３ｃそれぞれを半田にてプラス端子、マイナス端子に接続して固定する。このマウント状態で、それらのプラス端子、マイナス端子に通電することで発光素子１１９１，１１９２，１１９３に両側のリード１７，１１８１，１１８２，１１８３それぞれを通じて通電して発光させる。発光素子１１９１，１１９２，１１９３からの光は、図５において矢印線で示すように大部分が下方に出て放物曲面の反射面１１２にて反射され、ほぼ平行光線となって凹状ケース１１６の上面からそれに垂直な方向に出光する。このため、この反射型発光ダイオード１１Ｂでも、光の向きが揃い指向性が強い光、したがって光が当たるところでは輝度の高い光を得ることができる。
【００２１】
この投射ユニット１０では、単色発光型又は３色発光型の反射型ＬＥＤ１１から出射される平行光がマスクフィルム１３に到達し、マスクフィルム１３に切り込まれて孔になっている図形又は文字１２を通過した光を結像レンズ１５にて投射面１６に投射させる。この出射光は、結像レンズ１５の前方の投射面１６に投射させることで図形や文字の形状を拡大して投射することができる。
【００２２】
尚、例えば、当該投射ユニット１０が遊技機の内部の空きスペースに設置される用途では、結像レンズ１５を遊技機の前に居る利用者を向く姿勢にて設置することで、投射面１６としては利用者の着衣を利用し、利用者の着衣に図形又は文字を投射して表示することができる。
【００２３】
本実施の形態の投射ユニット１０によれば、従来のようにコリメートレンズを備えない分だけ光軸長を短くして装置全体としての小型化が図れ、遊技機内の空きスペースといった狭いスペースへの組み込みを可能である。
【００２４】
＜第２の実施の形態＞図７〜図１７を用いて、本発明の第２の実施の形態の投射ユニット１０Ａについて説明する。本実施の形態において、光源として利用するＬＥＤは第１の実施の形態と同様に図２に示した単色の反射型ＬＥＤ１１Ａ、図４に示した３色反射型ＬＥＤ１１Ｂのいずれをも使用することができる。以下では、両者の区別が必要でない場合には、反射型ＬＥＤ１１として説明する。
【００２５】
図７、図８に示すように、本実施の形態の投射ユニット１０Ａは、実装基板２１、この実装基板２１の上に実装された反射型ＬＥＤ１１、マスクホルダ１３、マスクフィルム１４、筐体１２、そして結像レンズ１５にて構成される。
【００２６】
実装基板２１上に反射型ＬＥＤ１１が実装され、この反射型ＬＥＤ１１の周囲を取り囲むように実装基板２１の上面に筒形のマスクホルダ１３を設置し、マスクホルダ１３の実装基板２１とは反対側の開口面の縁部にマスクフィルム１４を設置し、筐体１２のマスクホルダ１３の外形と一致する内側形状の台筒部分１２ｃを実装基板２１の上面にマスクホルダ１３を取り囲むように設置し、筐体１２の台筒部分１２ｃの先端部に内側に窄むように形成されたマスク押え部１２ｂにてマスクフィルム１４をマスクホルダ１３の開口面縁部に押さえ付けて固定し、実装基板２１に対して筐体１２の台筒部分１２ｃの後端部を固定手段であるネジ１６にて固定し、筐体１２のマスク押え部１２ｂより前方に伸びる投射筒部１２ａの先端開口部に結像レンズ１５を嵌め込んで固定している。
【００２７】
反射型ＬＥＤ１１の筐体１１の基板側底面に突起１２ｄが形成してあり、他方、図９、図１２に示すように実装基板２１にはこの突起１２ｄを受け止める位置決め孔２１ａが対応箇所に形成してある。そして、実装基板２１に反射型ＬＥＤ１１を実装する際には、まず位置決め孔２１ａに突起１２ｄを挿入して反射型ＬＥＤ１１の実装位置を位置決めし、次に、実装基板２１の対角２箇所のネジ穴２１ｂ，２１ｃにネジ１６を裏面側から挿入し、筐体１１の台筒部分の底面にねじ込むことで実装基板２１と筐体１２を一体化している。
【００２８】
また、図９に示すように、実装基板２１には、反射型ＬＥＤ１１と共に雌型コネクタ２２が実装されていて、この雌型コネクタ２２に雄型コネクタ２３を差し込んで電気的に接続し、反射型ＬＥＤ１１に外部から給電する態様にしてある。
【００２９】
図１０に示すように、マスクフィルム１４は、投射する文字又は図形の穴１４ａが小さく切り込んである。ここでは例示として「ＳＲＬＥＤ」の文字１４ａを切り込んでいる。他方、マスクホルダ１３の先端開口部の縁部にはマスクフィルム１４の厚みとほぼ同じ深さの窪み１３ａを設け、組立時にマスクフィルム１４をこの窪み１３ａに落とし込むことでマスクフィルム１４を位置決めするようにしてある。また、マスクフィルム１４とマスクホルダ１３との向きを一致させるために、マスクフィルム１４の１つの角に切欠１４ｂを設け、またマスクホルダ１３の１つの内隅１３ｂには窪み１３ａを設けないようにして、切欠１４ｂがこの内隅１４ａに位置しないと窪み１３ａにマスクフィルム１４が収まらないようにしている。
【００３０】
マスクフィルム１４はマスクホルダ１３の窪み１３ａに正しく落とし込まれた状態で、筐体１２のマスク押え部１２ｂにてその周縁部がマスクホルダ１３の開口部縁面との間に固定されている。
【００３１】
図１１に示すように、結像レンズ１５の周面部分には突条１５ａが形成してあり、筐体１２の先端開口部１２ｅの内周面には凹溝１２ｆが形成してあり、この先端開口部１２ｅに結像レンズ１５を強く押し込むことで、突条１５ａが凹溝１２ｆに嵌り込み、結像レンズ１５が筐体の投射筒部１２ａの先端開口部１２ｅに「嵌め殺し」状態で一体化されている。
【００３２】
図１２〜図１５を用いて実装基板２１に対する反射型ＬＥＤ１１の実装について説明する。実装基板２１の上面、つまり、反射型ＬＥＤ１１を実装する面には、ここに単色発光の反射型ＬＥＤ１１Ａと３色発光の反射型ＬＥＤ１１Ｂとのどちらでも実装できるようにプリント配線してある。図１２に示すように、ＬＥＤ実装部の面にはＲ端子接続ランド３２Ｒ、Ｂ端子接続ランド３２Ｂ、Ｇ端子接続ランド３２Ｇが形成してあり、コネクタ実装部の面にはカソード入力接続ランド３３−、Ｒ入力接続ランド３３Ｒ、Ｂ入力接続ランド３３Ｂ、Ｇ入力接続ランド３３Ｇが形成してあり、中央部の面にはカソード端子接続ランド３１が形成してある。尚、上述したように、２１ａは位置決め孔、２１ｂ，２１ｃはネジ穴である。
【００３３】
［単色発光の反射型ＬＥＤ１１Ａの実装］
図１３に示すように、この実装基板２１を単色発光の反射型ＬＥＤ１１Ａの実装に使用する場合には、実装基板２１上のコネクタ実装部にアノード、カソード２極の雌型コネクタ２２Ａをカソード入力接続ランド３３−、ＲＧＢの中央位置のＢ入力接続ランド３３Ｂに接触する態様で半田にて接続する。他方、実装基板２１上のＬＥＤ実装部のＲＧＢの中央位置のＢ端子接続ランド３２Ｂには、図２、図３に示した単色発光の反射型ＬＥＤ１１Ａのワイヤ接続側リード１１８の下片１１８ｃを半田にて接続し、実装基板２１上の中央部のカソード端子接続ランド３１に反射型ＬＥＤ１１Ａの素子マウント側リード１１７の下片１１７ｃを半田にて接続する。
【００３４】
このようにして単色発光の反射型ＬＥＤ１１Ａを実装基板２１上に実装することで、図１５の回路図に示すように、カソード側はカソード入力接続ランド３３−、カソード端子接続ランド３１そして反射型ＬＥＤ１１Ａの素子マウント側リード１１７が接続され、アノード側はＢ入力接続ランド３３Ｂ、Ｂ端子接続ランド３２Ｂそして反射型ＬＥＤ１１Ａのワイヤ接続側リード１１８が接続された状態になる。そこで、雄型コネクタ２３Ａを実装基板２１上の雌型コネクタ２２Ａに接続することで、反射型ＬＥＤ１１Ａを外部からの給電にて発光させることができる。
【００３５】
［３色発光の反射型ＬＥＤ１１Ｂの実装］
図１４に示すように、この実装基板２１を３色発光の反射型ＬＥＤ１１Ｂの実装に使用する場合には、実装基板２１上のコネクタ実装部にＲＧＢ各アノード、カソード４極の雌型コネクタ２２Ｂをカソード入力接続ランド３３−、ＲＧＢ各入力接続ランド３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂに半田にて接続する。他方、実装基板２１上のＬＥＤ実装部の各ＲＧＢ端子接続ランド３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂには、図４〜図６に示した３色発光の反射型ＬＥＤ１１Ｂのワイヤ接続側リード１１８１，１１８２，１１８３それぞれの下片１１８１ｃ，１１８２ｃ，１１８３ｃを半田にて接続し、実装基板２１上の中央部のカソード端子接続ランド３１に反射型ＬＥＤ１１Ｂの素子マウント側リード１１７の下片１１７ｃを半田にて接続する。このようにして３色発光の反射型ＬＥＤ１１Ｂを実装基板２１上に実装することで、図１５の回路図に示すように、カソード側はカソード入力接続ランド３３−、カソード端子接続ランド３１そして反射型ＬＥＤ１１Ａの素子マウント側リード１１７が接続され、アノード側はＲＧＢ各入力接続ランド３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ、ＲＧＢ各端子接続ランド３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂそして反射型ＬＥＤ１１Ｂのワイヤ接続側リード１１８１，１１８２，１１８３が接続された状態になる。そこで、４極の雄型コネクタ２３Ｂを実装基板２１上の雌型コネクタ２２Ｂに接続することで、反射型ＬＥＤ１１Ｂを外部からの給電にてＲＧＢ３色各々を発光させることができる。
【００３６】
図７に示すように、上記構成の投射ユニット１０Ａでは、反射型ＬＥＤ１１（１１Ａ，１１Ｂ）を発光させることで、平行光がマスクフィルム１４の方向に出射する。この光の一部はマスクフィルム１４に切り込まれた文字又は図形の穴１４ａを通過して進み、結像レンズ１５にて文字又は図形の穴１４ａを通過した光を拡大してユニット前方に出射させる。この出射光が前方に存在する投射面、例えば、前方に位置する人の着衣、ガラス面、壁面等に投射されるとその部分に上述の例では「ＳＲＬＥＤ」の光文字が発現する。
【００３７】
次に、図１６、図１７を用いて、投射文字、図形を鮮明に見えるようにする対策について説明する。図１６は、結像レンズ１５及びマスクフィルム１４の文字又は図形の穴１４ａの中心位置Ｃ１と３色発光の反射型ＬＥＤ１１Ｂ（１１Ａでも同じ）の中心位置Ｃ２とを一致させた配置状態を示している。この態様であっても、光源に平行光で輝度の高い反射型ＬＥＤ１１Ｂを使用したことにより、文字、図形は明るく鮮明に投射することができる。
【００３８】
しかしながら、反射型ＬＥＤ１１Ｂ（１１Ａでも同じ）の場合、その発光部の中心位置Ｃ２に素子マント部１１７ｆが存在するために陰を作り、この中心位置からの発光強度が若干弱くなる特性がある。そのために、文字又は図形の穴１４ａの中心位置Ｃ１が反射型ＬＥＤ１１Ｂの中心位置Ｃ２と一致した配置にすると、投射文字又は図形の中央部が若干暗くなることがある。
【００３９】
そこで、これを解決するために、図１７に示すように、結像レンズ１５及びマスクフィルム１４の文字又は図形の穴１４ａの中心位置Ｃ１から３色発光の反射型ＬＥＤ１１Ｂ（１１Ａでも同じ）の中心位置Ｃ２を例えば１ｍｍずらす対策をとる。この配置にすれば、反射型ＬＥＤ１１Ｂの発光部の中心位置Ｃ２の素子マント部１１７ｆがマスクフィルム１４の文字又は図形の穴１４ａの中心位置Ｃ１に陰を作ることがない。このために、投射文字又は図形が全体的に明るくできる。
【００４０】
本実施の形態の投射ユニット１０Ａによれば、従来のようにコリメートレンズを備えない分だけ光軸長を短くして装置全体としての小型化が図れ、遊技機内の空きスペースといった狭いスペースへの組み込みを可能である。
【００４１】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態の投射ユニット１０Ｂについて、図１８、図１９を用いて説明する。本実施の形態の投射ユニット１０Ｂは、実装基板２１、この実装基板２１の上に実装された反射型ＬＥＤ１１（１１Ａ又は１１Ｂ、ここでは１１Ｂ）、マスクフィルム１４Ａ、筐体１２Ａ、そしてレンズ筒１５Ａにて構成される。
【００４２】
本実施の形態の投射ユニット１０Ｂは、第２の実施の形態の投射ユニット１０Ａに対して組立構造が異なっていて、実装基板２１の上面に、反射型ＬＥＤ１１を設置し、筐体１２Ａの反射型ＬＥＤ１１の周囲を取り囲む内形状を持つ台筒部分１２Ａｃを実装基板２１の上面に、かつ、反射型ＬＥＤ１１Ｂを取り囲むように設置し、筐体１２Ａの台筒部分１２Ａｃの先端部に内側に窄むように形成されたマスク受け部１２Ａｂにてマスクフィルム１４Ａを受け止め、実装基板２１に対して筐体１２Ａの台筒部分１２Ａｃの後端部をネジ１６にて固定し、筐体１２Ａにマスク受け部１２Ａｂより前方に伸びるように投射筒部１２Ａａを形成し、有底筒体で底部を結像レンズ１５Ａａとし、かつ胴部１５Ａｂの長さが投射筒部１２Ａａと等長のレンズ筒１５Ａを、投射筒部１２Ａａの内部に開口部側から挿入して当該レンズ筒１５Ａの胴部１５Ａｂの先端面にてマスクフィルム１４Ａをマスク受け部１２Ａｂに押しつけて固定し、レンズ筒１５Ａの結像レンズ部分１５Ａａを投射筒部１２Ａａの開口側の内面に嵌合固定している。
【００４３】
筐体１２Ａの底面には突起１２Ａｄが形成してあり、実装基板２１に形成された位置決め孔２１ｃに挿入することで位置決めし、ネジ１６にて筐体１２Ａの底面を実装基板２１上の所定の位置に所定の姿勢でネジ止め固定する構成も第２の実施の形態と同様である。
【００４４】
マスクフィルム１４Ａには、投射する文字又は図形の穴１４Ａａが小さく切り込んである。
【００４５】
レンズ筒１５Ａの先端部周面には突条１５Ａａが形成してあり、筐体１２Ａの先端開口部１２Ａｅの内周面には凹溝１２Ａｆが形成してあり、この先端開口部１２Ａｅにレンズ筒１５Ａを強く押し込むことで、突条１５Ａａが凹溝１２Ａｆに嵌り込み、レンズ筒１５Ａが筐体１２Ａの投射筒部１２Ａａの先端開口部１２Ａｅに「嵌め殺し」状態で一体化されている。
【００４６】
実装基板２１は第２の実施の形態と同様であり、図２、図３に示した単色発光の反射型ＬＥＤ１１Ａ、図４〜図６の３色発光の反射型ＬＥＤ１１Ｂのどちらをも実装できる構造である。したがって、実装基板２１に反射型ＬＥＤ１１と共に実装されている雌型コネクタ２２は、単色発光のＬＥＤ用の２極型の雌型コネクタ２２Ａ、３色発光のＬＥＤ用の４極型の雌型コネクタ２２Ｂのどちらかが採用される。
【００４７】
本実施の形態の投射ユニット１０Ｂでは、反射型ＬＥＤ１１（１１Ａ，１１Ｂ）を発光させることで、平行光がマスクフィルム１４Ａの方向に出射する。この光の一部はマスクフィルム１４Ａに切り込まれた文字又は図形の穴１４Ａａを通過して進み、レンズ筒１５Ａの結像レンズ部１５Ａａにて文字又は図形の穴１４Ａａを通過した光を拡大してユニット前方に出射させる。この出射光が前方に存在する投射面、例えば、前方に位置する人の着衣、ガラス面、壁面等に投射されるとその部分にマスクフィルム１４Ａに切り込まれた文字又は図形の穴１４Ａａの拡大された投射像が発現する。
【００４８】
尚、本実施の形態にあっても、第２の実施の形態と同様に、結像レンズ１５Ａ及びマスクフィルム１４Ａの文字又は図形の穴１４Ａａの中心位置から反射型ＬＥＤ１１の中心位置を例えば１ｍｍずらす対策をとることにより、反射型ＬＥＤ１１の発光部の中心位置の素子マント部がマスクフィルム１４Ａの文字又は図形の穴１４Ａａの中心位置に陰を作ることがなく、投射文字又は図形を全体的に明るくできる。
【００４９】
本実施の形態の投射ユニット１０Ｂによっても、従来のようにコリメートレンズを備えない分だけ光軸長を短くして装置全体としての小型化が図れ、遊技機内の空きスペースといった狭いスペースへの組み込みを可能である。
【００５０】
＜本発明の使用例＞
本発明の投射ユニット１０（１０Ａ，１０Ｂ）の使用例を説明する。この投射ユニットには、図１に示した第１の実施の形態の投射ユニット１０、図７、図８に示した第２の実施の形態の投射ユニット１０Ａ、図１８、図１９に示した第３の実施の形態の投射ユニット１０Ｂのいずれをも使用することができる。また、投射ユニット１０に設置する反射型ＬＥＤ１１には、図２に示した単色発光の反射型ＬＥＤ１１Ａ、図４に示した３色発光の反射型ＬＥＤ１１Ｂのいずれをも採用することができる。以下の説明では、投射ユニット１０、反射型ＬＥＤ１１として説明する。
【００５１】
図１に示すように、投射ユニット１０の光軸に垂直に投射面１６が設定されている場合、マスクフィルム１４に切り込む文字又は図形の穴１４ａは正対形状とする。すなわち、文字の大きさや図形の大きさを揃えることで、投射面１６に投射される投射文字又は図形１６ａも大きさも揃うことになる。つまり、マスクフィルム１４に切り込まれた文字又は図形の穴１４ａが「ＳＲＬＥＤ」であれば、投射面１６に投射される投射文字又は図形１６ａもサイズは拡大されるが、大きさが揃った「ＳＲＬＥＤ」が投射される。
【００５２】
ところが、図２０、図２１に示すように、投射面１６に対して投射ユニット１０がその光軸が斜めに投射する状態であれば、マスクフィルム１４に切り込まれた文字又は図形の穴１４ａが上記のように大きさを揃えた正対形状にすると、光路長の差により光路長が短い側と光路長が長い側とでは投射文字又は図形１６ａに大小が発生する。図２１（ａ）に示すように光軸に垂直な面ではＡ＝Ｂ＝Ｃの正方形１４ａは、投射面１６では光路長の差により、Ａ’＜Ｂ’，Ｃ’となり、台形１６ａのように歪むことになる。そのため、マスクフィルム１４に切り込まれた文字又は図形の穴１４ａが「ＳＲＬＥＤ」であり正対形状であれば、その投射文字又は図形１６ａは図２１（ｃ）に示すように光路長が短い側の「Ｓ」の文字から光路長が長い側の「Ｄ」の文字まで漸次大きくなるように投射される。このような投射は、嗜好により好ましい場合もあるが、通常は大きさが揃う方が好まれるので、看者に不自然な印象を与えることになりかねない。
【００５３】
これを避けるためには、図２２、図２３の態様にて使用することができる。投射面１６に対して投射ユニット１０がその光軸が斜めに投射する状態であれば、マスクフィルム１４に切り込まれた文字又は図形の穴１４ａ’を、図２２に示すように、あらかじめ投射面１６に対する光路長が長い側に対して光路長が短くなる側を大きくしておく。すなわち、図２２に示すように光軸に垂直な面ではあらかじめＡ＞Ｂ，Ｃの台形の文字又は図形の穴１４ａ’にすることで、投射面１６では光路長の差により、Ａ’＝Ｂ’＝Ｃ’となる正方形の投射文字又は図形１６ａ’になるように投射することができる。したがって、図２２に示すようにマスクフィルム１４に切り込まれた文字又は図形の穴１４ａ’が「ＳＲＬＥＤ」であり、光路長が短い側の「Ｓ」の文字から光路長が長い側の「Ｄ」の文字まで漸次小さくしておくことで、その投射文字又は図形１６ａ’は図２３（ｃ）に示すように光路長が短い側の「Ｓ」の文字から光路長が長い側の「Ｄ」の文字まで大きさを揃えることができる。
【００５４】
投射面１６が図２４（ａ）に示すように凸型の自由曲面１６１である場合に、これに対して正対するように配置した投射ユニット１０にてマスクフィルム１４に切り込んだ文字又は図形の穴１４ａ１である「ＳＲＬＥＤ」が投射面１６１において正対して見えるようにするためには、両端位置の文字から中央位置の文字まで漸次大きくする配慮をする。これにより、投射面が凸型の自由曲面１６１である場合にも、図２４（ｂ）に示す投射文字又は図形１６ａ１のように、「ＳＲＬＥＤ」の文字の大きさを揃えて見せることができる。
【００５５】
反対に、投射面１６が図２５（ａ）に示すように凹型の自由曲面１６２である場合に、これに対して正対するように配置した投射ユニット１０にてマスクフィルム１４に切り込んだ文字又は図形の穴１４ａ２である「ＳＲＬＥＤ」が投射面１６２において正対して見えるようにするためには、両端位置の文字から中央位置の文字まで漸次小さくする配慮をする。これにより、投射面が凹型の自由曲面１６２である場合にも、図２５（ｂ）に示す投射文字又は図形１６ａ２のように、「ＳＲＬＥＤ」の文字の大きさを揃えて見せることができる。
【００５６】
このように、本発明によれば、高輝度の反射型ＬＥＤを投射ユニットに採用することにより、斜め方法から投射せざるを得ないような狭い空間からも鮮明な文字あるいは図形等の投射が可能な投射ユニットを提供することができ、遊技機器に限ることなく、様々な用途が期待できる効果を有する。
【００５７】
＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態の投射ユニット１０Ｃについて、図２６、図２７を用いて説明する。本実施の形態の投射ユニット１０Ｃは、第１の実施の形態に対して、反射型ＬＥＤ１１に代えて、レンズ組み込み反射型ＬＥＤ２１１を用いたことを特徴とする。本実施の形態におけるその他の構成は、上記第１〜第３の実施の形態と共通であるので、共通の要素には共通の符号を用いて説明する。
【００５８】
図２７に示すように、本実施の形態に用いられるレンズ組み込み反射型ＬＥＤ２１１は、平行光を出射する第１の実施の形態と同様の構成の反射型ＬＥＤ１１の凹状ケース１１６の光出射側の前部に集光レンズ２１２を一体的に組み込み、反射型ＬＥＤ１１から出るほぼ平行な光を集光レンズ２１２にて絞るように集光し、輝度の高い光にしてマスクフィルム１４の文字又は図形の穴１４ａに向けて出射するようにしている。このマスクフィルム１４の文字又は図形の穴１４ａを通過した光は結像レンズ１５にて拡大され、投射面１６に投射される。
【００５９】
尚、集光レンズ２１２は平面レンズ（フレネルレンズ）の方が好ましい。レンズ組み込み反射型ＬＥＤ２１１の全体をコンパクト化できるためである。しかしながら、球面レンズの使用を制限するものではない。
【００６０】
また、レンズ組み込み反射型ＬＥＤ２１１に用いる反射型ＬＥＤ１１は、図２、図３に示した単色発光のＬＥＤ１１Ａ、図４、図５に示した３色発光のＬＥＤ１１Ｂのいずれを採用することもできる。また、投射面１６の形状や投射角度に応じてマスクフィルム１４に設ける文字又は図形の穴１４ａの形状を上記使用例のように調整することができる。
【００６１】
本実施の形態にあっては、第１の実施の形態に対して使用レンズ枚数は増えるが、反射型ＬＥＤ１１の出射する光をロスなくマスクフィルム１４に到達させることができ、結果的に第１の実施の形態の構造に比して、投射面１６での投射像の光量を増強することができる。
【００６２】
＜第５の実施の形態＞
次に、本発明の第５の実施の形態の投射ユニット１０Ｄについて、図２８を用いて説明する。本実施の形態の投射ユニット１０Ｄは、第１の実施の形態に対してマスクフィルム２１４に設ける文字又は図形の穴２１４ａのサイズを大きくし、開口面積を広げることで通過光量を増加させ、また結像レンズ２１５の口径も穴サイズの拡大に対応するために大口径化し、結果的に投射面１６に投射される光量を増加させる構成にしたことを特徴とする。本実施の形態におけるその他の構成は、第１〜第３の実施の形態と共通である。尚、反射型ＬＥＤ１１は、図２、図３に示した単色発光のＬＥＤ１１Ａ、図４、図５に示した３色発光のＬＥＤ１１Ｂのいずれを採用することもできる。また、投射面１６の形状や投射角度に応じてマスクフィルム１４に設ける文字又は図形の穴１４ａの形状を上記使用例のように調整することができる。
【００６３】
図２８に示すように、本実施の形態の投射ユニット１０Ｄは、マスクフィルム２１４に設ける文字又は図形の穴２１４ａのサイズを大きくし、開口面積を広げることで通過光量を増強し、また結像レンズ２１５の口径も穴サイズの拡大に対応するために大口径化したことで、結果的に投射面１６に投射される光量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施の形態の投射ユニットの断面図。
【図２】本発明の第１〜第３の実施の形態の投射ユニットに使用する単色発光の反射型ＬＥＤの斜視図。
【図３】本発明の第１〜第３の実施の形態の投射ユニットに使用する単色発光の反射型ＬＥＤの断面図。
【図４】本発明の第１〜第３の実施の形態の投射ユニットに使用する３色発光の反射型ＬＥＤの斜視図。
【図５】本発明の第１〜第３の実施の形態の投射ユニットに使用する３色発光の反射型ＬＥＤの断面図。
【図６】本発明の第１〜第３の実施の形態の投射ユニットに使用する３色発光の反射型ＬＥＤの素子マウント部及びワイヤ接続部を裏面側から見た斜視図。
【図７】本発明の第２の実施の形態の投射ユニットの断面図。
【図８】上記第２の実施の形態の投射ユニットの分解正面図。
【図９】上記第２の実施の形態の投射ユニットの平面図、正面図及び底面図。
【図１０】上記第２の実施の形態の投射ユニットに使用するマスクフィルムの平面図及びマスクホルダの平面図。
【図１１】上記第２の実施の形態の投射ユニットにおける結像レンズの嵌め込み構造を示す分解断面図。
【図１２】本発明の第２、第３の実施の形態の投射ユニットに使用する実装基板の平面図。
【図１３】本発明の第２、第３の実施の形態の投射ユニットに使用する実装基板に単色発光の反射型ＬＥＤ及び雌型コネクタを実装した状態の平面図。
【図１４】本発明の第２、第３の実施の形態の投射ユニットに使用する実装基板に３色発光の反射型ＬＥＤ及び雌型コネクタを実装した状態の平面図。
【図１５】本発明の第２、第３の実施の形態の投射ユニットに使用する実装基板上の回路図。
【図１６】本発明の第２、第３の実施の形態の投射ユニットにおけるマスク中心とＬＥＤ中心とを一致させた組体状態の平面図。
【図１７】本発明の第２、第３の実施の形態の投射ユニットにおけるマスク中心とＬＥＤ中心とをずらせた組体状態の平面図。
【図１８】本発明の第３の実施の形態の投射ユニットの分解正面図。
【図１９】上記第３の実施の形態の投射ユニットのレンズ筒の未嵌合状態の断面図及び完成状態の断面図。
【図２０】本発明の投射ユニットの使用例としてマスクフィルムの文字又は図形の穴を正対形状にして斜め方向から投射面に投射する場合の投射面に対する投射ユニットの光路長の差による歪みの発生を説明する光学図。
【図２１】本発明の投射ユニットの使用例としてマスクフィルムの文字又は図形の穴を正対形状にして斜め方向から投射面に投射する場合の投射面の投射文字又は図形を示す説明図。
【図２２】本発明の投射ユニットの使用例として斜め方向から投射面に投射する場合で投射面に対する投射文字又は図形の形状を正対形状にできる光学系を示す説明図。
【図２３】本発明の投射ユニットの使用例としてマスクフィルムの文字又は図形の穴を台形状にして斜め方向から投射面に投射する場合の投射面の正対形状に投射された投射文字又は図形を示す説明図。
【図２４】本発明の投射ユニットの使用例として凸型の自由曲面の投射面に対して投射文字又は図形を正対形状にする光学系を示す説明図。
【図２５】本発明の投射ユニットの使用例として凹型の自由曲面の投射面に対して投射文字又は図形を正対形状にする光学系を示す説明図。
【図２６】本発明の第４の実施の形態の投射ユニットの断面図。
【図２７】本発明の第４の実施の形態の投射ユニットに使用する単色発光の反射型ＬＥＤの斜視図。
【図２８】本発明の第５の実施の形態の投射ユニットの断面図。
【図２９】従来例の投射ユニットの断面図。
【符号の説明】
【００６５】
１０，１０Ａ，１０Ｂ  投射ユニット
１１  反射型ＬＥＤ
１１Ａ  単色発光の反射型ＬＥＤ
１１Ｂ  ３色発光の反射型ＬＥＤ
１２，１２Ａ  筐体
１３  マスクホルダ
１４，１４Ａ  マスクフィルム
１４ａ，１４Ａａ  文字又は図形の穴
１５  結像レンズ
１５Ａ  レンズ筒
１６  ネジ
２１  実装基板
２２，２２Ａ，２２Ｂ  雌型コネクタ
２３，２３Ａ，２３Ｂ  雄型コネクタ
２０１  屈折レンズ
２１１  レンズ組み込み反射型ＬＥＤ
２１２  集光レンズ
２１４  マスクフィルム
２１４ａ  文字又は図形の穴
２１５  結像レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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