(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
a) 内部に備えられた光源と、該光源の光を透過する窓を有する気密ケースとを有する複数の水中照明ユニットと、
b) 前記気密ケースに設けられた開口に接続される送気チューブと、
c) 前記送気チューブによりループ状又はマトリックス状に接続された前記複数の水中照明ユニットに、気体分配器及び前記送気チューブを介して気体を送り込む、陸上に配置される給気装置と
を有することを特徴とする水中照明装置。
【請求項２】
更に、前記送気チューブ内に、電力源から前記光源に電力を供給するための電線が挿通されていることを特徴とする請求項１に記載の水中照明装置。
【請求項３】
更に、前記送気チューブ内に、前記光源の発光を制御するための信号を伝送する電線が挿通されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の水中照明装置。
【請求項４】
前記送気チューブ内に挿通された電線に前記光源の発光を制御するための信号を重畳する信号重畳回路が備えられていることを特徴とする請求項２に記載の水中照明装置。
【請求項５】
更に、前記給気装置に圧力センサと制御部とポンプが備えられており、該制御部が、該圧力センサの検出結果に基づき該ポンプの起動及び停止を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の水中照明装置。
【請求項６】
前記制御部が、前記圧力センサによって検出された値の低下する速度が所定の値よりも大きい場合に、警報を発することを特徴とする請求項５に記載の水中照明装置。
【請求項７】
前記制御部が、前記ポンプが所定時間以上稼働している場合に、警報を発することを特徴とする請求項５に記載の水中照明装置。
【請求項８】
前記制御部が、前記ポンプが停止した後、所定時間以内に再度ポンプが起動した場合に、警報を発することを特徴とする請求項５に記載の水中照明装置。
【請求項９】
前記制御部が、前記警報を所定の外部端末に送信することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の水中照明装置。
【請求項１０】
a) 光を透過する窓を有する気密ケースを有する複数の水中電子ユニットと、
b) 前記気密ケースに設けられた開口に接続される送気チューブと、
c) 前記送気チューブによりループ状又はマトリックス状に接続された前記複数の水中電子ユニットに、気体分配器及び前記送気チューブを介して気体を送り込む、陸上に配置される給気装置と
を有することを特徴とする水中電子装置。
【請求項１１】
前記水中電子ユニットの内部にカメラを備えることを特徴とする請求項１０に記載の水中電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、水中に設置可能な、照明装置及び電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  水中から水面上に光を投影したり、或いは水中の自然物や人工物を照明するため、従来より、水中に設置可能な水中照明装置が各種考案されている。更に、照明システムを複数の照明ユニットに分け、各照明ユニットを様々に配置し、且つ、各照明ユニット毎に個々に色や明るさを調整することのできる照明装置も製造されている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】「19インチラックマウント商品・周辺機器オンラインショップ  地中埋設型・水中・水没・噴水用・ガーデンライト・ウォールウォッシャーライト・RGBライト」,株式会社ゼットコミュニケーションズ,[平成25年9月10日検索],インターネット<URL: http://19inch.jp/led/kapego.html>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  このような照明装置を長期間水中で使用するためには、水が侵入して光源や電気系統を傷めないように、その容器には高度な水密性が求められる。照明装置であるから、少なくとも一部には光を通すための透明なガラスや樹脂カバーを用いなければならないが、それと、物理的強度を確保するための金属製や硬質樹脂製の筐体との接合部において高度な水密性を確保しようとすると、装置は非常に高額となる。従って、例えば池やプールの全面に多数設置するような用途には不向きであった。内部にカメラ等の電子機器を備える電子ユニットを水中で使用する際にも同様のことがいえる。【０００５】  本発明が解決しようとする課題は、比較的低コストでありながら、長期間の使用に耐える水中照明装置及び水中電子装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために成された本発明に係る水中照明装置は、
a) 内部に備えられた光源と、該光源の光を透過する窓を有する気密ケースとを有する複数の水中照明ユニットと、
b) 前記気密ケースに設けられた開口に接続される送気チューブと、
c) 前記送気チューブによりループ状又はマトリックス状に接続された前記複数の水中照明ユニットに、気体分配器及び前記送気チューブを介して気体を送り込む、陸上に配置される給気装置と
を有することを特徴とする。
【０００７】  本発明に係る水中照明装置では、前記光源の電力は、水中照明ユニットの内部に設けた電池（一次電池、二次電池）に依ってもよいが、陸上に配置された電力源から供給することが望ましい。その場合、該電力を供給するための電線は、前記送気チューブとは別に設けてもよいし、前記送気チューブ内に挿通しておくこともできる。【０００８】  本発明に係る水中照明装置は更に、前記光源の発光（点滅や発光強度、発光色など）を制御するための信号を伝送する信号電線を接続しておくことが望ましい。この場合、前記電力供給電線が設けられているのであればそれと一緒にし、電力供給電線が上記のように送気チューブ内に挿通されているのであれば、それと一緒に挿通しておくことが望ましい。【０００９】  送気チューブ内に信号電線と電力電線を挿通する場合、それらを別個に挿通するのではなく、電力電線に信号を重畳させて通信を行うようにしてもよい。もちろん、送気チューブとは別に電力電線を引く場合にも、発光制御信号を電力電線に重畳させるようにしてもよい。【００１０】  更に、前記給気装置に圧力センサと制御部とポンプを設け、該制御部が、圧力センサの検出結果に基づきポンプの起動及び停止を制御するようにすることが望ましい。ここにおける「圧力センサ」は、圧力の値を測定するもの（以下、これを「圧力値センサ」と呼ぶ。）の他、所定の圧力段階毎に信号を出すものや、所定の値を境にON/OFFする圧力スイッチも含む。【００１１】  更に、前記給気装置に気体分配器を設け、該気体分配器から複数の水中照明ユニットに並列に気体を送り込むようにすることができる。【００１２】  前記並列に配列された複数の水中照明ユニットのそれぞれは更に、複数の水中照明ユニットを互いに前記送気チューブにより直列に接続したものであってもよい。【００１３】  また、複数の水中照明ユニットを送気チューブで直列に接続し、前記給気装置（或いは気体分配器）とループ状に接続してもよい。【００１４】  また、複数の水中照明ユニットは、網目状（マトリックス状）に構成された送気チューブにより前記給気装置（或いは気体分配器）と接続されるようにしてもよい。【００１５】  前記給気装置の制御部は、前記圧力値センサによって検出される値の低下する速度が所定の値よりも大きい場合に、警報を発するように構成することが望ましい。圧力の低下が急である場合、異常な気体漏れが発生している可能性が高いからである。警報は、その場で音や光を発するという方法の他、所定の通信端末（携帯電話、パソコン等）に電子メール等で送るという方法をとることもできる。【００１６】  また、前記圧力センサが、所定の値を境にON/OFFする圧力スイッチである場合、或いは、圧力値センサを用いて同様のON/OFF制御を行っている場合には、圧力が所定値以下である状態が所定時間以上継続したとき（すなわち、ポンプが所定時間以上稼働しているとき）に、該制御部が警報を発するように構成することが望ましい。上記同様、異常な気体漏れが発生している可能性が高いからである。【００１７】  また、同様の制御を行っている際に、ポンプ稼働により圧力が所定値以上に回復し、ポンプが停止した後、所定時間以内に再び圧力が所定値以下に低下してポンプが��働するような場合には、やはり異常な気体漏れが発生している可能性が高いので、前記制御部が警報を発することが望ましい。【００１８】
本発明は、前記の、内部にカメラ等の電子機器を備える電子ユニットについても、同様に前記課題を解決することができる。すなわち、本発明に係る水中電子装置は、
a) 光を透過する窓を有する気密ケースを有する複数の水中電子ユニットと、
b) 前記気密ケースに設けられた開口に接続される送気チューブと、
c) 前記送気チューブによりループ状又はマトリックス状に接続された前記複数の水中電子ユニットに、気体分配器及び前記送気チューブを介して気体を送り込む、陸上に配置される給気装置と
を有することを特徴とする。
【００１９】  本発明に係る水中電子装置は、その水中電子ユニットを前記水中照明装置の水中照明ユニットに置き換えるだけで、前記水中照明装置の様々な態様（電力に関する態様、信号電線に関する態様、ポンプ制御に関する態様、給気装置に関する態様、送気チューブの配管態様、警報の発生に関する態様）をとることができる。
【発明の効果】
【００２０】  本発明に係る水中照明装置又は水中電子装置では、水中照明ユニット（又は水中電子ユニット。以下、同じ。）の気密ケース内に気体を送り込むことにより、気密ケース内の圧力をその水中照明ユニットが置かれる水中の圧力（水圧）よりも高くしておくことができる。こうすることにより、仮にこの気密ケースに気密漏れが生じたとしても、水中照明ユニットに水が侵入することを防ぎ、中の光源やその回路等が傷むことを防止することができる。また、このように内部から与圧し、内外の圧力差を小さくするため、気密ケースとしては、金属やプラスチック等によるＩＰ６７相当程度の簡易防水ケースを使用することができる。  また、この送気のためのチューブに電線を挿通させておき、或いは送気チューブとは別に電線を設け、その電線を経由して陸上から光源に電源を供給することにより、長期間に亘る使用が可能となる。【００２１】  また、給気装置（或いは気体分配器）と複数の水中照明ユニットをループ状又はマトリックス状に接続することにより、1台の水中照明ユニットには2本の送気チューブから気体が供給されるようになる。その結果、送気チューブの或る箇所で気体漏れが発生した場合でも、各水中照明ユニットには少なくとも1本の送気チューブからの気体の供給が保証されるため、各水中照明ユニットへの浸水を防止することができる。【００２２】  更に、圧力センサの検出値等に応じて適切に警報を発することにより、水中照明ユニットや送気チューブの破損等を早期に検出し、適切な対応をとることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施例であるマルチシリーズ型水中照明システムの概略構成図。
【図２】同実施例の水中照明ユニットの平面図(a)及びX-X’断面図(b)。
【図３】同実施例の送気チューブの断面図（図２(b)のY-Y’断面図）。
【図４】同実施例の陸上部の概略構成図。
【図５】本発明の第２実施例であるマルチシリーズ型水中照明システムの概略構成図。
【図６】本発明の他の実施例における水中電子ユニットについて、カメラのみを含む場合の平面図(a)及びカメラと光源を含む場合の平面図(b)。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２４】  本発明の第１実施例である、マルチシリーズ型水中照明システムを図１〜図４により説明する。図１はシステム全体の概略構成図である。本システムは、陸上に置かれる陸上部３０と、水中Ｗに配置される水中部に大別される。水中部には多数の水中照明ユニット１０が含まれ、それらが所定個数毎にシリーズとして接続されている。図１の場合、点線の枠内の多数の水中照明ユニット１０が1つのシリーズ２０として、後述する送気チューブ４０により直列に接続されている。図１の例では、このようなシリーズが更に複数、シリーズ２０と並列に接続されている。【００２５】
まず、水中照明ユニット１０について詳しく説明する。図２(a)は1個の水中照明ユニット１０の平面図、図２(b)はそのX-X’断面図である。この例は光源として24個のフルカラーLED素子１１を使用するものであるが、LED素子１１の数は任意であり、また、RGBの各色がそれぞれ独立したLED素子を使用することもできる。さらには、光源は白熱電球や蛍光灯であってもよい。
【００２６】  本実施例の水中照明ユニット１０は、金属性の略円盤状のケース１２の上部開口にＯリングを介してガラス板１３が置かれ、そのガラス板１３をネジ式の窓蓋１４でケース１２に押さえて気密構造としている。なお、ケース１２としては、高度な気密性（水密性）を必要としないので、金属やプラスチック等によるＩＰ６７相当程度の簡易防水ケースで十分である。全体又は一部を樹脂等で作製する場合、後述するように内部に空気を入れると浮力で浮き上がってしまう場合があるので、そのときは、一部を金属製とするか、別途、底部や側部等に重りを付着させるとよい。【００２７】  ケース１２の側部両側にはそれぞれ1個の小さい側部開口が設けられており、そこに配管継手１５が取り付けられている。なお、シリーズの末端の水中照明ユニット１０ｘでは、一方の（直前の水中照明ユニット１０に連なる方の）側部開口にのみ配管継手１５が取り付けられ、他方の（シリーズの末端の方の）側部開口の配管継手１５は袋ネジとＯリングで密閉される。各配管継手１５にはゴム製又はプラスチック製の送気チューブ４０が差し込まれ、この送気チューブ４０により、各水中照明ユニット１０は隣接する水中照明ユニット１０若しくは後述する陸上部３０の分配器３４と接続されている。【００２８】  図３に示すように、送気チューブ４０の中には、各水中照明ユニット１０が使用する電力を供給する電力線４１と、各LED素子１１の点滅、発光強度及び発光色を制御するための制御信号を伝送する信号線４２、及び共通のアース線４３が通され、1つのシリーズ２０に属する複数の水中照明ユニット１０に電力と制御信号を伝達する。なお、電力線４１に信号を重畳する2線式や、信号線を送受信毎に設ける4線式など、このほかにも各種形態を採ることができる。なお、電力線４１に信号を重畳して伝送する場合、後述の分配回路３６に信号重畳回路を付設しておく。【００２９】  図４に陸上部３０の構成を示す。陸上部３０は、電源装置（Power）３１、制御回路（Cont）３２、コンプレッサ（Comp）３３、分配器（Div）３４及び空気乾燥器（Dry）３５を有する。電源装置３１は、全水中照明ユニット１０及びこの陸上部３０の各部に電源を供給するためのもので、その電力は商用電源から得てもよいし、発電装置や大型の蓄電装置から得ても良い。【００３０】  制御回路３２は、各水中照明ユニット１０のLED素子１１の点滅、発光強度及び発光色を制御するための信号を生成し、後述の分配回路３６を介して各水中照明ユニット１０に送る。【００３１】  コンプレッサ３３は、制御回路３２の制御の下に起動及び停止し、必要な時に必要な量の空気を生成して分配器３４に送る。【００３２】  一般に、水中に置かれる水中照明ユニット１０の内部の温度は、陸上の温度よりも低い。そのため、陸上の空気をそのまま水中照明ユニット１０に送り込むと、水中照明ユニット１０の内部で結露して、LED素子１１や回路１６（図２(b)）等を傷める可能性がある。そこで、コンプレッサ３３と分配器３４の間には、陸上の空気中に含まれる水分（湿度）を除去する除湿機構（図４の例では、シリカゲルを用いた空気乾燥器３５）を入れた方が良い。【００３３】  分配器３４は、コンプレッサ３３から供給される空気を、送気チューブ４０を介して各シリーズ２０に均等に送るための所定の容積を有する密閉容器である。分配器３４には、要求されるシリーズ数の最大値に対応した配管継手３８を設けておく。また、前記コンプレッサ３３から空気の供給を受けるための継手には、チェックバルブ（逆止弁）３７を設けておく。分配器３４には圧力センサＰが設けられており、この圧力センサＰからの信号は制御回路３２に送られる。いずれかの水中照明ユニット１０において空気漏れが発生した場合、その空気漏れはその水中照明ユニット１０の空気圧の低下として表れ、更にはこの分配器３４における空気圧の低下として表れ、圧力センサＰにより把握される。これを検知した制御回路３２は、コンプレッサ３３を起動することにより空気を分配器３４を通して全水中照明ユニット１０に送る。そうすると、この空気は、空気漏れが生じて圧力が低下している水中照明ユニット１０に集中的に配給され、そこの圧力低下を補償する。【００３４】  詳しく述べると、制御回路３２は、圧力センサＰの検出値Ｐmが所定値Ｐ1を下回った時点でコンプレッサ３３のポンプを起動し、別の所定値Ｐ2（＞Ｐ1）を上回った時点でポンプを停止する。Ｐ1としては、水中照明ユニット１０が置かれている水中の圧力（水圧）Ｐaよりもやや高い値としておく。【００３５】  なお、圧力の値を連続的に測定する圧力センサＰの代わりに、上記所定値Ｐ1以下、Ｐ1とＰ2の間の値、Ｐ2以上の各場合に応じて3種の信号を出力する圧力スイッチを用いてもよい。さらに、圧力値に応じてON/OFFする2値スイッチを用いることもできる。例えば、圧力値が前記所定値Ｐ1を超えたときにONとなる圧力スイッチを用いた場合には、圧力スイッチがOFFとなったときにポンプを起動し、圧力スイッチがONとなったときにポンプを停止する。【００３６】  制御回路３２は、これらのポンプ（コンプレッサ３３）制御とともに、圧力センサＰや圧力スイッチの状態や遷移を基に警報を発するようにしておくことができる。例えば、圧力センサＰの検出値Ｐmの低下速度が所定値Ｓを超えた場合には、異常な空気漏れが生じている可能性があるため、警報を発するようにしておくとよい。警報としては、その場において音や光を発する他、専用回線や携帯電話回線、インターネット等を通じて遠隔地のパソコンや携帯電話等にメール等で通知するようにしてもよい。又は、或いはそれと同時に、圧力値が第１の所定値Ｐ1以下である状態が所定時間以上継続した場合（すなわち、ポンプが所定時間以上継続して稼働している場合）にも、警報を発するようにしてもよい。圧力スイッチが2値スイッチである場合にも同様の措置をとることができる。【００３７】  分配器３４の中にはまた、電源装置３１からの電源を各シリーズ２０の水中照明ユニット１０の列に分配するための電源分配回路、及び、前述の制御信号を分配するための信号分配回路が配置されている。電源装置３１からの電力及び制御回路３２からの信号は、この電源分配回路及び制御信号分配回路を含む分配回路３６により各シリーズ２０の電力と信号に分離され、前述の通り、送気チューブ４０内に敷設された各配線４１、４２、４３を介して各水中照明ユニット１０に配給される。なお、各水中照明ユニット１０への発光制御��号の伝達には、DMX等の通信プロトコルを用いることができる。前述の通り、電力線に制御信号を重畳して各水中照明ユニット１０に制御信号を伝達する場合には、本分配回路３６に信号重畳回路を、各水中照明ユニット１０に信号分離回路を付設する。【００３８】  このように、本実施例に係る水中照明ユニット１０は、全水中照明ユニット１０がシリーズ２０毎に互いに送気チューブ４０で接続されているため、陸上に設けた分配器３４から空気を送り込むことにより、各水中照明ユニット１０のケース１２内部の空気圧を任意に設定することができる。従って、最も深いところに設けた水中照明ユニット１０にかかる水圧（すなわち、最も高い水圧）を計算あるいは実測により求めておき、送給する空気の圧力がそれよりも僅かに高くなるように制御することにより、いずれかの水中照明ユニット１０において気密漏れが生じても、空気がその水中照明ユニット１０から外部に漏れるだけで、その水中照明ユニット１０の内部を確実に浸水から保護することができる。また、このように或る水中照明ユニット１０に気密漏れが生じた場合、その水中照明ユニット１０から空気が漏れ出すため、気泡の発生により、漏れが生じた水中照明ユニット１０を特定することができる。【００３９】  なお、陸上部３０の分配器３４の他に、各水中照明ユニット１０にも圧力センサを設けるようにしてもよい。これにより、各水中照明ユニット１０の気密漏れをより早期に検出し、コンプレッサ３３の起動をより迅速に行うことができるようになる。【００４０】  水中照明ユニット１０を設置する水深が10 m以内であると、内部に送り込む空気の圧力は1 kg/cm2以下でよく、更に、供給する流量も、漏れを補償する程度の僅かなものでよいので、コンプレッサ３３の容量は小さくてよい。従って、一般的なピストン型である必要はなく、チューブポンプやベローズ型等、多くの種類から選択することができる。【００４１】  コンプレッサ３３の起動により当該水中照明ユニット１０に必要な（僅かな）量の空気が供給されると、当該水中照明ユニット１０の圧力が直ちに復帰し、当該水中照明ユニット１０の圧力センサ又は分配器３４の圧力センサＰによりそれが検出されて、コンプレッサ３３の動作が停止される。これにより、無駄な電力の消費を免れることができる。【００４２】  上記実施例では、陸上部３０が独立して機能を発揮する形態の事例を示したが、この制御回路３２を直接または通信線を通じて間接的にパソコン等と接続し、同パソコン側のソフトウェアにより、各水中照明ユニット１０の発光量や発光色を経時的に制御することもできる。この場合、パソコンにおいてプログラムを組むことにより、より自在な照明の制御が可能となる。【００４３】  なお、上記実施例で示したように、本発明は複数の水中照明ユニット１０を含むシステムにおいて好適に実施することができるが、本発明自体は必ずしも複数の水中照明ユニット１０を必須要件とするものではなく、1個の水中照明ユニット１０だけについて実施することももちろん可能である。
【実施例２】
【００４４】  本発明の第２実施例であるマルチシリーズ型水中照明システムを図５に示す。図１に示されている第１実施例の各構成要素の番号に４０を加えた番号が付されている図５の構成要素は第１実施例のそれと同じであるため、その説明を省略する。  本実施例では、複数の水中照明ユニット５０で構成されるシリーズ６０が、ループ状の水中照明ユニットシリーズ６１とマトリックス状の水中照明ユニットシリーズ６２から成る。ループ状シリーズ６１では、複数の水中照明ユニット５０が送気チューブ８０により分配器７４とループ状に接続され、マトリックス状シリーズ６２では、分配器７４とループ状に接続された送気チューブ８０及び水中照明ユニット５０の所々において送気チューブ８０がＴ字形空気継手９１及び十字形空気継手９２で互いに接続されることにより、送気チューブ８０が網目状（マトリックス状）となっている。【００４５】  本実施例のマルチシリーズ型水中照明システムでは、ループ状シリーズ６１であれマトリックス状シリーズ６２であれ、各水中照明ユニット５０が2本の送気チューブ８０に接続され、それぞれの送気チューブ８０から空気が供給されている。そのため、或る送気チューブ８０で空気漏れが発生した場合であっても、他の送気チューブ８０から空気が供給されるため、該水中照明ユニット５０への浸水を防止することができる。【００４６】  上記実施例の水中照明ユニット１０、５０は、内部にカメラ（静止画カメラ、動画カメラのいずれでも良い。）を備えた水中電子ユニットに置き換えることができる。また、カメラと照明装置を備えた水中電子ユニットに置き換えることもできる。これらの場合の本発明の実施例である水中電子装置の水中電子ユニットの平面図を図６(a)、及び図６(b)に示す。これらの図の構成要素に付されている、番号の下2桁が図２(a)の水中照明ユニット１０の番号と同じである構成要素は、該水中照明ユニット１０のそれと同じであるため、該構成要素の説明を省略する。【００４７】  図６(a)に示す水中電子ユニット１１０は、カメラ１１７が配置されたものである。この水中電子ユニット１１０は、例えば、水中から養殖魚を撮影する等の利用が可能である。  また、図６(b)に示す水中電子ユニット２１０は、カメラ２１７の他に、撮影対象を照明するためのLED素子２１１が配置されている。この水中電子ユニット２１０は、夜間や、光の届かないような深度での水中撮影が可能になる。
【符号の説明】
【００４８】１０、１０ｘ、５０…水中照明ユニット１１、２１１…LED素子１２…ケース１３、１１３、２１３…ガラス板１４、１１４、２１４…窓蓋１５、１１５、２１５…配管継手１６…（水中照明ユニット内）回路２０、６０、６１、６２…水中照明ユニットシリーズ３０、７０…陸上部３１、７１…電源装置３２、７２…制御回路３３、７３…コンプレッサ３４、７４…分配器３５、７５…空気乾燥器３６…分配回路３８…配管継手４０、８０、１４０、２４０…送気チューブ４１…電力線４２…信号線４３…アース線１１０、２１０…水中電子ユニット１１７、２１７…カメラＰ…圧力センサ
【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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