(57)【要約】【課題】白色発光ダイオードを用いた撮影用の照明装置において、広い範囲を均等な光で照明できるようにする。効果的に調光ができるようにする。【解決手段】白色発光ダイオード２をホルダー３を介してプリント基板１上に取り付けるが、その際中央部では発光ダイオード２を垂直に近い状態で取り付け、周辺部に行くに連れ徐々に傾き角が大きくなるようにする。また、調光を行うために、プリント基板を傾けることができる機構を設ける。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の白色発光ダイオードが搭載されたプリント基板を有する照明装置において、各白色発光ダイオードのプリント基板の基板面とのなす角度が複数種あることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
複数の白色発光ダイオードが搭載されたプリント基板を有する照明装置において、中央部に配置された白色発光ダイオードは基板面に対してほぼ垂直に取り付けられ、基板中央部以外の白色発光ダイオードは外側に向かって傾いて取り付けられておりその傾き角度は中央部から離れるに連れて大きくなることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
各白色発光ダイオードの２本の外部リードを結ぶ直線の方向が複数種あることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
白色発光ダイオードが複数のプリント基板に分散配置されており、各プリント基板の１頂点部が中心点となる１点に集中するように、各プリント基板が配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の照明装置。
【請求項５】
各プリント基板を外側に向けて傾ける機構が備えられていることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
各プリント基板を外側に向けて傾ける機構が中心点に集まった各プリント基板の頂点部を持ち上げる機構を含むことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
各プリント基板の頂点部を持ち上げる機構が、シャーシに固着されたナットと、外周に前記ナットに螺合されるねじ山が螺刻され上端部内部にビスが螺着されるねじ山が螺刻された、前記ナットに回動自在に螺合される螺子棒と、各プリント基板の頂点部を挟み込む２枚のワッシャーと、一端が前記螺子棒の上端部に接触し他端が下側のワッシャーと接触するスプリングと、２枚のワッシャーと前記スプリングとを貫通し前記螺子棒の上端部に螺着される第１のビスと、を有することを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
各プリント基板には、シャーシに固着された金具に固着された第２のビスが複数本貫通しており、各プリント基板は、前記第２のビスが貫通し前記金具とプリント基板との間に配置されたスプリングによって光放射面側へ付勢されることを特徴とする請求項４から７のいずれかに記載の照明装置。
【請求項９】
複数の白色発光ダイオードが搭載されたプリント基板を有する照明装置において、各白色発光ダイオードの２本の外部リードを結ぶ直線の方向が複数種あることを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
複数の白色発光ダイオードがマトリックス状に配置されて搭載されたプリント基板を有する照明装置において、白色発光ダイオードの２本の外部リードを結ぶ直線の方向が各行および各列の白色発光ダイオードにおいてそれぞれ異なっていることを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
白色発光ダイオードが搭載されたプリント基板の少なくとも白色発光ダイオードの搭載面側には、はんだ付け部を除いて白色のソルダーレジストが塗布されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の照明装置。
【請求項１２】
前記白色発光ダイオードが定電流駆動されることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の照明装置。
【請求項１３】
光放射面を有し、複数の白色発光ダイオードが搭載されたプリント基板を内包するケースを備えた照明装置を用いる照明光の調整方法であって、前記プリント基板の前記光放射面に対する傾き角度を変えることにより、照明対象の照度を調整することを特徴とする照明光の調整方法。
【請求項１４】
白色発光ダイオードが複数のプリント基板に分散配置され、各プリント基板の１頂点部が中心点となる１点に集中するように、各プリント基板が配置されており、各プリント基板を外側に向かうように傾けて照度調整を行うことを特徴とする請求項１３に記載の照明光の調整方法。
【請求項１５】
プリント基板が外側に向かうように傾くとき、プリント基板の１頂点部が光放射面側に向かって移動すると共に前記１頂点部から最も離れた端部が前記１頂点部の移動方向と反対方向に移動ことを特徴とする請求項１４に記載の照明光の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置および照明光の調整方法に関し、特にビデオカメラやカメラを用いた撮影時に、カメラに装着して或いは手に持って使用する照明装置とそれを用いた照明光の調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビデオカメラ等のための照明装置の光源には白熱電球が用いられてきた。そのため、消費電力が大きくバッテリの充電頻度が高くなる欠点があるばかりでなく、舞台・スタジオ等の現場での温度上昇が大きく、また火災や火傷の原因となる恐れがあった。このような白熱電球を使用することに伴う問題点を解決するものとして、白色発光ダイオードを光源として用いた照明装置が、特開２０００−８９３１８号公報により提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の白色発光ダイオードを光源とする照明装置においては、白色発光ダイオードは基板面に対して垂直（外部リードの方向が基板面に対して垂直、ペレット面は基板面と平行）に取り付けられていた。而して、白色電球が広い範囲を均等に照明できるように設計されているのに対し、発光ダイオードは放射光の指向性が高いため、全発光ダイオードを同一方向を向くように設置した場合にはそのトータルの照明光も指向性が高くなってしまい、広い範囲を均等な照明光によって照らすことが必要な撮影用照明装置としては不向きである。また、発光ダイオードは、ペレットの上面から見て全方向に均一な強度で光放射を行っているのではなく特定の方向での光強度が他の方向に比較して高くなっている。従って、全発光ダイオードを取り付け方向を揃えて設置した場合には照度むらが生じてしまう。さらに、白色発光ダイオードを用いた従来の照明装置では調光を行うことができないという問題点があった。すなわち、白熱電球を用いた照明装置では、電圧調整装置やスライダックを用いることにより簡単に調光を行うことができる。しかし、発光ダイオードでは印加電圧を低下させると発光しなくなる特性を有し、動作可能電圧範囲が狭いため、印加電圧を変える調光方法を採用することができない。
本願発明の課題は上述した従来技術の問題点を解決することであって、その目的は、第１に、放射光の指向性を緩和して広い範囲を照明することのできる白色発光ダイオード照明装置を提供できるようにすることであり、第２に、放射光強度の方向依存性を緩和して照度むらを解消することであり、第３に、白色発光ダイオード照明装置において調光を可能ならしめることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明によれば、複数の白色発光ダイオードが搭載されたプリント基板を有する照明装置において、各白色発光ダイオードのプリント基板の基板面とのなす角度が複数種あることを特徴とする照明装置、が提供される。
【０００５】
また、上述した目的を達成するため、本発明によれば、複数の白色発光ダイオードが搭載されたプリント基板を有する照明装置において、各白色発光ダイオードの２本の外部リードを結ぶ直線の方向が複数種あることを特徴とする照明装置、が提供される。
【０００６】
また、上述した目的を達成するため、本発明によれば、放射面を有し、複数の白色発光ダイオードが搭載されたプリント基板を内包するケースを備えた照明装置を用いる照明光の調整方法であって、前記プリント基板の前記光放射面に対する傾き角度を変えることにより、照明対象の照度を調整することを特徴とする照明光の調整方法、が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に即して図面を参照しつつ詳細に説明する。　図１は、本発明の第１の実施例において用いられるプリント基板の平面図である。同図では、発光ダイオードの取り付け状態を分かりやすく示すために、白色発光ダイオード２のモールド樹脂２ａが点線にて示されている。プリント基板１には、白色発光ダイオードの外部リードを挿入しはんだ付けするためのスルーホール１ａが開けられている。スルーホール１ａの内壁面にはめっきが施されており、図示が省略された基板表裏面の配線パターンがスルーホール１ａを介して接続されている。プリント基板１には、プリント基板をケースにビス止めするための透孔１ｂと、後述されるホルダーをプリント基板にビス止めするための透孔１ｃと、ホルダーのピンを挿入するための透孔１ｄとが開設されている。図１から分かるように、発光ダイオード２はプリント基板１に対して傾けて取り付けられる。その傾き角は基板中央から離れるに連れて大きくなる。すなわち、基板中央部の発光ダイオードは垂直に近い状態に取り付けられ、四隅に位置する発光ダイオードが最も大きく傾けられて取り付けられる。
【０００８】
図２は、発光ダイオードを載せるためのホルダー３の底面図であり、図３は、発光ダイオードのプリント基板への取り付け状態を示す側面図である。ホルダー３の載置台３ａには４本の円柱３ｂが立てられており円柱３ｂの先端部にはプリント基板の透孔に挿入されるピン３ｃが形成されている。円柱３ｂ間は桟３ｄにより連結されている。載置台３ａの中央部には、ホルダー３をプリント基板１にビス止めするためのボス３ｅが立てられている。載置台３ａには、発光ダイオードの向きを規制するための、発光ダイオードの２本の外部リード２ｂが通されるリード穴３ｆが開けられている。
図３に示されるように、ホルダー３はビス４ａによりプリント基板１に固定される。そして、発光ダイオード２の外部リード２ｂが、ホルダー３のリード穴３ｆを通してプリント基板１のスルーホールに挿入されてはんだ付けされる。発光ダイオード２は、その外部リードの傾きと向きがホルダー３のリード穴３ｆとプリント基板１のスルーホールにより規制されることにより、プリント基板に対して傾いて取り付けられる。これにより、広い範囲を照明することが可能になる。また、図１、図２から分かるように、各列、各行における発光ダイオードの向きは全て異なっている。このように、発光ダイオードの向きが揃っていないことにより、発光ダイオードの光放射強度の方向依存性が平均化され、照明対象の照度むらを抑制することができる。
【０００９】
図４は、本発明の第１の実施例の全体の構成を示す断面図である。裏蓋５は、表蓋６の内面に設けられた４本のボス６ａ（図においては１本のボスのみを示す）においてビス４ｂにより固定される。また、プリント基板１は、表蓋６の紙面の前後に設けられた２本のボス（図示なし）においてビス止めされている。表蓋６の前面には透明板８とフィルタ９を収容するための凹部６ｂが形成されている。凹部６ｂ内にはフィルタ９を押さえる爪６ｃが伸びている。表蓋６には、発光ダイオードの頭部が入る開口６ｄとスイッチＳＷの摘みが通る開口とが形成されている。スイッチＳＷは紙面の前後においてビス４ｃとナット７ａを用いて表蓋６に固定されている。また、裏蓋５には、照明装置をカメラ等に固定するための支持体２０ａが、ビス４ｄとナット７ｂを用いて固定されている。
【００１０】
図５は、本発明の第２の実施例において用いられるシャーシ１０とＵ字金具１２との斜視図である。シャーシ１０は概略Ｌ字状の形状をなし、Ｌ字の底板部分は筐体の底面を構成する部分となり、Ｌ字の立ち上り部分は筐体の側面の一部を構成する部分となる。シャーシ１０には、Ｕ字金具１２をビス止めするための開口１０ａと、外枠をビス止めするためのねじ孔１０ｂと、筐体を支持するための支持体（把手）をビス止めするためのねじ孔１０ｃと、スイッチ取付孔１０ｄと、電源コードを通すためのコード導入孔１０ｅとが形成されている。シャーシ１０の底板部分の中央部にはナット１１が固着されている。
Ｕ字金具１２には、４枚のプリント基板を弾性的に保持するためのビスが螺着されるねじ孔１２ａが８個、Ｕ字金具１２をシャーシ１０にビス止めするためのねじ孔１２ｂが２個、外枠をビス止めするためのねじ孔１２ｃが２個形成されている。Ｕ字金具１２は左右対称に形成されており、ねじ孔１２ｂ、１２ｃは、いずれか一方がシャーシ固着用に、他方が外枠固着用に用いられる。
【００１１】
図６は、第２の実施例における発光ダイオードの搭載されたプリント基板の取り付け状態を示す平面図である。本実施例においては、発光ダイオードは４枚のプリント基板１Ａ〜１Ｄに分散して配置される。４枚のプリント基板は、４枚のプリント基板が寄せ集まった部分においてワッシャ１３とビス４ｅの頭部により上側より押さえ込まれている。各プリント基板は、４枚のプリント基板が寄せ集まった中央部のコーナ部が切り落とされている。各プリント基板は２本のビス４ｆにより保持されビス４ｆの頭部により上側より押さえ込まれている。図６には図示されていないが、発光ダイオードは、４枚のプリント基板の中央部、すなわちビス４ｅの取り付け位置に最も近いものは垂直に近い状態で取り付けられ、中央部から離れるに連れて傾き角が大きくなるように取り付けられている。本実施例においては、発光ダイオードの平面的な向きは一定になされているが、別々の向きに配置することもできる。
【００１２】
図７は、第２の実施例におけるプリント基板の取り付け状態を示す断面図である。Ｕ字金具１２は、２本のビス４ｇによりシャーシ１０に固着されている（図７では２本のビス４ｇの内１本が示されているのみであるが、紙面垂直方向にもう１本ある）。シャーシ１０に固着されたナット１１には、螺子棒１６が回動自在に、したがって上下動自在に螺着されている。螺子棒１６の先端部にはこれを回動させるための摘み１７が取り付けられている。ビス４ｅは、２枚のワッシャ１３とスプリング１４を通して螺子棒１６の上部に螺着されている。スプリング１４は、螺子棒１６の上部と下側のワッシャ１３とに接触しており、その伸張力により下側のワッシャ１３を上方に付勢している。２枚のワッシャ１３により４枚のプリント基板の中央部寄りのコーナ部が挟み込まれている。
プリント基板を保持するビス４ｆは、Ｕ字金具１２に螺着されるとともにナット７ｃによりＵ字金具１２に固定されている。ビス４ｆにはスプリング１５が通されており、スプリング１５はＵ字金具１２とプリント基板とに接触しており、その伸張力によりプリント基板を上方に向けて付勢している。
【００１３】
図示は省略されているが、螺子棒１６には、その上下動範囲を規定するためにストッパとなるＥ‐リングが２枚装着されている。図７は、螺子棒１６が最も低い位置にあるが示されており、このとき各プリント基板は水平状態となっている。この状態から摘み１７により螺子棒１６を回動させてこれを上方に移動させると、これに螺着されたビス４ｅが持ち上がる。この際、下側のワッシャ１３がスプリング１４の伸張力によって上方に付勢されていることによりビス４ｅと共に持ちあがり、これにより各プリント基板のワッシャ１３に挟まれた部分が持ち上がる。このとき、各プリント基板のビス４ｆの頭部に接触している部分は、スプリング１５により上方に付勢されていることによりほとんど移動しない。従って、各プリント基板はビス４ｆの頭部に接触している部分を支点として回動しビス４ｅから最も離れたコーナ部が立ち下がる。すなわち、各プリント基板は中央部寄りの部分が持ち上がるとともに中央部寄りの部分と対角線上にあるコーナ部が立ち下がり、これにより各プリント基板は外側に向けて傾く。その結果、照明対象上の照度が低下し結果的に調光が行われたことになる。あるいは、より広い領域を照明することが可能になる。
このように、プリント基板が中央部寄りの部分と対角線上にあるコーナ部を支点として回動するのではなく、プリント基板の中央部寄りの部分が持ち上がるときプリント基板の中央部寄りの部分と対角線上にあるコーナ部が立ち下がるように動作させることにより、螺子棒１６のストロークに対しプリント基板をより大きな角度傾けることができる。
【００１４】
図８（ａ）は、本発明の第２の実施例の正面図であり、図８（ｂ）はその断面図である。本実施例の照明装置は、図７に示される組み立て体に外枠１８が取り付けられ、さらに把手となる支持体２０ｂが取り付けられて完成する。外枠１８は概略“凵”状の金具であって、先端部は折り曲げられてねじ止め用折曲部１８ａになされている。また両サイド部も折り曲げられてフィルタ押さえ１８ｂになされている。
外枠１８は、６本のビス４ｈによりシャーシ１０にねじ止めされるとともに２本のビス４ｉによりＵ字金具１２にねじ止めされる。支持体２０ｂは、ビス４ｊによりシャーシ１０にねじ止めされる。
外枠１８には、透明板１９が図８（ｂ）の紙面前後において固定されている。透明板１９とフィルタ押さえ１８ｂとの間には必要に応じてフィルタを装着することができる。
【００１５】
図９は、本実施例の照明装置の駆動回路を示す回路図である。図９において、ＦＥＴは電界効果トランジスタ、ＴＲ１〜ＴＲ３はバイポーラトランジスタ、Ｒ１〜Ｒ１６は抵抗器、Ｃ１〜Ｃ２はコンデンサ、ＣＣは定電流回路、ＳＷ１は常開のスイッチ、ＳＷ２は常閉のスイッチ、ＷＬＥＤは白色発光ダイオード、ＲＬＥＤは赤色発光ダイオード、ＣＭＰ１〜ＣＭＰ２は比較器、ＺＤは比較器ＣＭＰ１〜ＣＭＰ２に基準電位を与えるツェナーダイオードである。そして、ＣＭＰ１は、比較電位入力端子に入力される電圧が基準電位入力端子に入力される基準電位以上であるときにローレベル電位（接地電位）を出力し基準電位以下となったときにハイレベル電位を出力する比較器であり、ＣＭＰ２は、比較電位入力端子に入力される電圧が基準電位入力端子に入力される基準電位以上であるときにハイレベル電位を出力し基準電位以下と成ったときにローレベル電位（接地電位）を出力する比較器である。
【００１６】
いま、トランジスタＦＥＴがオフ状態にあるものとするとトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３はいずれもオフしており白色発光ダイオードＷＬＥＤは消灯している。この状態で常開スイッチＳＷ１を押圧してこのスイッチをオンにすると、トランジスタＦＥＴのゲート電位が低下することによりこのトランジスタＦＥＴがオンに転じる。トランジスタＦＥＴがオン状態となると比較器ＣＭＰ２がハイレベル電位を出力してトランジスタＴＲ１を導通させトランジスタＦＥＴのゲート電位を低電位に保持するため、スイッチＳＷ１をオフにしても引き続きトランジスタＦＥＴは導通状態を維持する。トランジスタＦＥＴが導通してそのドレイン電位がほぼ電源電位となり、その電位が３本の白色発光ダイオードＷＬＥＤの直列接続体に印加される。そして、定電流回路ＣＣがトランジスタＴＲ３を定電流駆動し、白色発光ダイオードＷＬＥＤが定電流駆動される。白色発光ダイオードＷＬＥＤは定電流駆動されることにより、電源電位の変動に影響されずほぼ一定の輝度で発光を続ける。なお、定電流回路ＣＣには、同種の回路が５個並列に接続されている。
【００１７】
消灯するときには常閉スイッチＳＷ２を押圧してこれをオフにする。スイッチＳＷ２がオフするとトランジスタＴＲ１がオフとなり、トランジスタＦＥＴのゲート電位が上昇することによりＦＥＴがオフとなる。ＦＥＴがオフするとＦＥＴのドレイン電位が低下して比較器ＣＭＰ２の出力が低電位となってトランジスタＴＲ１のベースを低電位に維持する。したがって、スイッチＳＷ２がオンとなってもトランジスタＴＲ１はオフのままでありＦＥＴもオフ状態を維持する。
次に、電池切れ警報回路と過放電防止回路の動作について説明する。電源電圧（電池電圧）が規定電圧（例えば１２Ｖ）あるとき、比較器ＣＭＰ１はローレベル電位を、比較器ＣＭＰ２はハイレベル電位を出力する。したがって、トランジスタＴＲ１はオン、トランジスタＴＲ２はオフとなって赤色発光ダイオードＲＬＥＤが発光することはない。電池電圧が低下して例えば１０．５Ｖとなると、ＣＭＰ２はハイレベル出力を続けるもののＣＭＰ１の出力はハイレベルに転じる。そのためトランジスタＴＲ２がオンに転じて赤色発光ダイオードＲＬＥＤが発光を開始する。これにより電池切れが近いことが表示される。電池電圧がさらに低下して例えば１０Ｖとなると、ＣＭＰ２の出力がローレベルとなってトランジスタＴＲ１をオフさせる。これによりトランジスタＦＥＴがオフし電池の過放電が防止される。
【００１８】
図１０は、本発明の第２の実施例の変更例を示す平面図である。第２の実施例では、図６に示したように、発光ダイオードを４枚のプリント基板に分散配置していたが、少ない基板に発光ダイオードを分散配置した場合には調光のために基板を傾けた際に照度むらが発生する可能性が高くなる。そこで、図１０に示す変更例では、発光ダイオードを６枚のプリント基板１Ｅ〜１Ｊに分散配置している。このように発光ダイオードの搭載される基板数を増やすことにより、基板を傾けた際に生じる照度むらを緩和することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、複数の白色発光ダイオードを、プリント基板上にプリント基板に対する傾き角を異ならせて搭載したものであるので、指向性の高い発光ダイオードを用いた照明装置においても広い範囲を均等な光で照明することが可能になる。また、発光ダイオードの向きを異ならせて搭載する実施例によれば、発光ダイオードの持つ放射光の方向依存性を緩和して照明対象に対する照度むらを緩和することができる。さらに、調光のためにプリント基板を傾ける実施例によれば、動作可能電圧範囲の狭い発光ダイオードを用いながら効果的に調光を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例において用いられるプリント基板の平面図。
【図２】本発明の第１の実施例において用いられるホルダーの底面図。
【図３】本発明の第１の実施例での発光ダイオードの搭載状態を示す側面図。
【図４】本発明の第１の実施例の断面図。
【図５】本発明の第２の実施例において用いられるシャーシとＵ字金具との斜視図。
【図６】本発明の第２の実施例におけるプリント基板配置状態を示す平面図。
【図７】本発明の第２の実施例の要部断面図。
【図８】本発明の第２の実施例の正面図と断面図。
【図９】本発明の第２の実施例の回路図。
【図１０】本発明の第２の実施例の変更例におけるプリント基板配置状態を示す平面図。
【符号の簡単な説明】
１、１Ａ〜１Ｊ　プリント基板
１ａ　スルーホール
１ｂ〜１ｄ　透孔
２　白色発光ダイオード
２ａ　モールド樹脂
２ｂ　外部リード
３　ホルダー
３ａ　載置台
３ｂ　円柱
３ｃ　ピン
３ｄ　桟
３ｅ　ボス
３ｆ　リード穴
４ａ〜４ｊ　ビス
５　裏蓋
６　表蓋
６ａ　ボス
６ｂ　凹部
６ｃ　爪
６ｄ　開口
７ａ〜７ｃ、１１　ナット
８　透明板
９　フィルタ
１０　シャーシ
１０ａ　開口
１０ｂ、１０ｃ、１２ａ〜１２ｃ　ねじ孔
１０ｄ　スイッチ取付孔
１２　Ｕ字金具
１３　ワッシャ
１４、１５　スプリング
１６　螺子棒
１７　摘み
１８　外枠
１８ａ　ねじ止め用折曲部
１８ｂ　フィルタ押さえ
１９　透明板
２０ａ、２０ｂ　支持体
【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】
2004103266.tif 000011
【図１０】
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