(57)【要約】【課題】電池の小型化を図り、ＩＣコストのアップやＩＣサイズの増加などを招くおそれがなく、小型化および薄型化を可能とするＬＥＤ照明付き携帯時計用ムーブメントおよびＬＥＤ照明付き携帯時計を提供する。【解決手段】ＬＥＤ照明付き携帯時計用ムーブメントにおいて、電圧安定化回路を持たないチャージャポンプ回路により昇圧を行う昇圧機能を備える。その昇圧機能は、集積回路に、時計を駆動する計時機能と一体的に備えるようにするとよい。または、ＬＥＤ照明付き携帯時計に、そのようなムーブメントを備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧安定化回路を持たないチャージャポンプ回路により昇圧を行う昇圧機能を備えることを特徴とする、ＬＥＤ照明付き携帯時計用ムーブメント。
【請求項２】
前記昇圧機能と、時計を駆動する計時機能とを一体的に持つ集積回路を備えることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ照明付き携帯時計用ムーブメント。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＬＥＤ照明付き携帯時計用ムーブメントを備えることを特徴とする、ＬＥＤ照明付き携帯時計。
【請求項４】
時刻合わせ操作とともに少なくともＬＥＤ点灯操作を行う巻真を備えることを特徴とする、請求項３に記載のＬＥＤ照明付き携帯時計用ムーブメント。
【請求項５】
時計ケース内を照明する内部照明用ＬＥＤを備えることを特徴とする、請求項３または４に記載のＬＥＤ照明付き携帯時計。
【請求項６】
ムーブメントの裏蓋側に設けて前記集積回路を搭載する集積回路搭載回路基板に、前記内部照明用ＬＥＤを搭載することを特徴とする、請求項５に記載のＬＥＤ照明付き携帯時計。
【請求項７】
前記集積回路を搭載する集積回路搭載回路基板をムーブメントの裏蓋側に備える一方、前記内部照明用ＬＥＤを搭載するＬＥＤ搭載回路基板を前記ムーブメントの文字板側に備え、それらの集積回路搭載回路基板とＬＥＤ搭載回路基板とを前記ムーブメントを貫通するコンタクトばねを介して電気的に接続することを特徴とする、請求項５に記載のＬＥＤ照明付き携帯時計。
【請求項８】
時計ケース外を照明する外部照明用ＬＥＤを備えることを特徴とする、請求項３または４に記載のＬＥＤ照明付き携帯時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば真っ暗なところで、時計ケース外の鍵穴などを照らすときに使用する外部照明用や、時刻を知りたいときに時計ケース内の時針、分針、秒針などを照らす内部照明用のＬＥＤ（発光ダイオード）を有するＬＥＤ照明付き携帯時計に関する。および、そのようなＬＥＤ照明付き携帯時計において、時計ケース内に備えるＬＥＤ照明付き携帯時計用ムーブメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、スレッショルド電圧を超える電圧を発生するリチウム電池でＬＥＤを駆動する照明付き時計が記載されている。このような照明付き時計では、スレッショルドが１．５Ｖ以上必要なため、電池電圧が３．０Ｖのリチウム電池などを使用し、計時機能を駆動するとともに、照明用ＬＥＤを直接駆動していた。
【０００３】
例えば、従来の照明付き時計の中には、φ１６ｍｍ×厚さ２．０ｍｍの３．０Ｖ系のリチウムイオン２次電池とともに、計時機能用ＩＣと、図１５に示すようなＰＦＭ（pulse frequency modulation）制御による電圧安定化チャージャポンプ回路を使用した昇圧機能用ＩＣとを搭載し、赤色等の可視光ＬＥＤのようにスレッショルドが１．５Ｖ〜３．０Ｖの場合は、電池でＬＥＤを点灯し、青系統の色のＬＥＤのようにスレッショルドが３．０Ｖ以上必要な場合は、昇圧機能用ＩＣを使用して電池の出力電圧をアップし、ＬＥＤを点灯していた。
【０００４】
ＰＦＭ制御による電圧安定化チャージャポンプ回路を使用した昇圧機能用ＩＣでは、コンパレータ１で出力電圧を検出してフィードバックし、出力電圧が低下すると、チャージャポンプの発振回路２の周波数を高くして電池の出力電圧をアップしていた。
【０００５】
【特許文献１】実開昭６４−１０６９３号公報
【特許文献２】特開平６−１６２８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、例えば３．０Ｖのリチウム電池は、直径が１０ｍｍ以上であり、小型化が難しかった。また、青系統のＬＥＤは、スレッショルドが３．０Ｖ以上必要なため、リチウム電池のみでは十分な発光が得られず、このため従来のようにＰＦＭ制御による電圧安定化チャージャポンプ回路を使用した昇圧機能用ＩＣを使用すると、電池の消耗にともなう電圧降下時に入力電圧が低下したとき、出力電圧も低下してフィードバックがかかり、消費電流が増加して電池負荷が増し、さらなる電池能力の増大が求められる問題があり、また回路構成が複雑となって例えば計時機能用ＩＣなどとの一体化が難しく、ＩＣコストのアップやＩＣサイズの増加などを発生する問題があった。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、電池の小型化を図り、ＩＣコストのアップやＩＣサイズの増加などを招くおそれがなく、小型化および薄型化を可能とするＬＥＤ照明付き携帯時計用ムーブメントおよびＬＥＤ照明付き携帯時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成すべく、この発明の第１の態様は、ＬＥＤ照明付き携帯時計用ムーブメントにおいて、電圧安定化回路を持たないチャージャポンプ回路により昇圧を行う昇圧機能を備えることを特徴とする。その昇圧機能は、集積回路（ＩＣ）に、時計を駆動する計時機能と一体的に備えるようにするとよい。
【０００９】
上述した目的を達成すべく、この発明の第２の態様は、ＬＥＤ照明付き携帯時計において、第１の態様のＬＥＤ照明付き携帯時計用ムーブメントを備えることを特徴とする。この携帯時計の巻真では、時刻合わせ操作とともに、少なくともＬＥＤ点灯操作を行うようにするとよい。
【００１０】
ＬＥＤとしては、例えば時刻を知りたいときに時計ケース内の時針、分針、秒針などを照らす内部照明用ＬＥＤや、例えば真っ暗なところで時計ケース外の鍵穴などを照らすときに使用する外部照明用ＬＥＤを使用する。内部照明用ＬＥＤは、ムーブメントの裏蓋側に設けて集積回路を搭載する集積回路搭載回路基板に搭載する。または、ムーブメントの文字板側に設けるＬＥＤ搭載回路基板に搭載し、そのＬＥＤ搭載回路基板を、ムーブメントの裏蓋側に設けて集積回路を搭載する集積回路搭載回路基板と、ムーブメントを貫通して備えるコンタクトばねを介して電気的に接続する。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、電圧安定化回路を持たないチャージャポンプ回路により昇圧を行うので、電池劣化にともなってＬＥＤの消費電流が減少し、したがって従来３Ｖ系の電池に制約されていたＬＥＤ駆動電源として、電池能力の劣る１．５Ｖ系電池の使用が可能となり、電池の小型化を図って小型化および薄型化が可能なＬＥＤ照明付き携帯時計用ムーブメントおよびＬＥＤ照明付き携帯時計を提供することができる。また、回路構成を単純化してＩＣコストのアップやＩＣサイズの増加などを招くおそれをなくすことができる。昇圧機能と計時機能とを１つの集積回路に一体的に備えるようにすると、ＩＣスペースを削減して一層の小型化を図ることができる。
【００１２】
ここで、巻真には、時刻合わせ操作とともに、少なくともＬＥＤ点灯操作を行うようにすると、時刻合わせ操作を行う巻真とは別に、ＬＥＤ点灯操作を行うプッシュボタンスイッチを設ける必要をなくして一層の小型化を図るとともに、デザイン性を向上することができる。特に女持用において、効果が大きい。
【００１３】
ＬＥＤとして、時計ケース内を照明する内部照明用ＬＥＤを備えると、暗いところでも、時計ケース内を照らして時刻表示部に光を当て、時刻の確認を容易とすることができる。また、時計ケース外を照明する外部照明用ＬＥＤを備えると、時計ケース外を照らして暗いところでも光を当てて見えるようにすることができる。内部照明用ＬＥＤを集積回路搭載回路基板に搭載すると、専用の回路基板を設ける必要がなく、一層の小型薄型化を図ることができる。また、専用の回路基板に搭載すると、ＬＥＤの配置自由度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図１には、この発明によるＬＥＤ照明付き携帯時計である腕時計の縦断面を示す。
【００１５】
図中符号１０は、胴１１、風防ガラス１２、裏蓋１３よりなる時計ケースである。時計ケース１０内には、中枠１４で位置決めしてＬＥＤ照明付き携帯時計用ムーブメント１５を収納してなる。ムーブメント１５は、金属製の地板１６を備え、その地板１６の風防ガラス１２側にＬＥＤ搭載回路基板１７を介して文字板１８を取り付けている。文字板１８の外側には、風防ガラス１２との間の空間に、時針、分針、秒針などの針２０を設ける。他方、地板１６の裏蓋１３側には、集積回路搭載回路基板２２を取り付けている。集積回路搭載回路基板２２は、ＬＥＤ搭載回路基板１７と、ムーブメント１５を貫通するコンタクトばね２３を介して電気的に接続してなる。
【００１６】
図２には、ＬＥＤ照明付き携帯時計用ムーブメント１５を示す。（Ａ）にはＬＥＤ搭載回路基板１７より外側を取り外して風防ガラス１２側から見て示す平面を、（Ｂ）にはその右側面を、（Ｃ）には背面を示す。
【００１７】
図中２４はムーブメント１５から突出して設ける巻真であり、２５はコイン型電池、２６は駆動コイル、２７は時計モータ、２８は回転伝達用輪列である。この発明では、ムーブメント１５を小型薄型につくることができ、１２時−６時方向の直径Ｄがφ１８．１０ｍｍ、３時−９時方向の直径Ｗが１５．３ｍｍ、厚さｔが３．１５ｍｍである。
【００１８】
図３（Ａ）には巻真２４を示し、（Ｂ）にはそれへの巻真押え３０の係合を示す。
図示するとおり、巻真２４には、幅広の円周溝よりなるスイッチ作動用の第１部位ａと、幅狭の複数の円周溝よりなる位置決め用の第２部位ｂと、ギアよりなる時刻修正用の第３部位ｃとを設ける。第２部位ｂには、巻真押え３０の先端が係合する。
【００１９】
図４には、巻真２４をムーブメント１５に組み付けた状態を示す。（Ａ）には一部背面を、（Ｂ）には側面を示す。
【００２０】
巻真２４は、３時位置から９時位置に向けて地板１６に挿入し、軸方向に出し入れ自在とする。そして、上述したように第２部位ｂに巻真押え３０の先端を入れて抜け止めし、第１部位ａにはＬＥＤ点灯用スイッチばね３１を係合してなる。ＬＥＤ点灯用スイッチばね３１には、上述した集積回路搭載回路基板２２のスイッチ接点部３２と対向するスイッチ接点部３３が設けられている。図中符号３４はクラウン歯３５を有する小鉄車であり、３６はリセットレバーである。
【００２１】
そして、巻真２４の先端に取り付ける不図示のリューズを押して図示の通常状態から巻真２４を押し込むＬＥＤ点灯操作を行うと、巻真押え３０の先端が第２部位ｂの斜面をすべり、巻真２４が地板１６の中心に向けて移動し、ＬＥＤ点灯用スイッチばね３１をたわませてスイッチ接点部３３を集積回路搭載回路基板２２のスイッチ接点部３２に接触し、これによりスイッチをオンして後述するＬＥＤ４４を点灯する。
【００２２】
一方、不図示のリューズを持って図示の通常状態から巻真２４を引き出すと、巻真押え３０の先端が巻真２４の斜面を乗り越えて隣接する円周溝に係合し、第３部位ｃのギアが小鉄車３４のクラウン歯３５にかみ合い、リューズを持って巻真２４を軸まわりに回動することにより時刻合わせ操作を行うことができる。
【００２３】
図５には、裏蓋側から見た集積回路搭載回路基板２２の表面を示す。
図示するとおり、集積回路搭載回路基板２２には、水晶振動子３７、水晶発振用コンデンサＣ１、チャージャポンプコンデンサＣ２、集積回路（ＩＣ）３８を搭載する。アナログのみの回路基板と比較してチャージャポンプコンデンサＣ２を増加するだけで済むから、小型化が図れる。図中符号３２は、上述したＬＥＤ点灯用スイッチばね３１のスイッチ接点部３３が接触したり離れたりするスイッチ接点部である。図中符号４０は時計モータ２７用の出力端子、４１はリセット端子である。この集積回路搭載回路基板２２の裏面には、上述したコンタクトばね２３の一端を押し当てている。
【００２４】
図６（Ａ）には、風防ガラス１２側から見たＬＥＤ搭載回路基板１７の表面を、（Ｂ）には裏面を示す。
ＬＥＤ搭載回路基板１７は、図示するように小判型で、１２時−６時側である長手方向の両端をφ２６ｍｍに形成し、その両端部表面に、時計ケース内を照明する内部証明用のＬＥＤ４４を搭載する。裏面には、ＬＥＤ接続パターン４５を形成し、その符号４６位置に上述したコンタクトばね２３の他端を押し当ててなる。
【００２５】
図７には、この発明によるＬＥＤ照明付き携帯時計用ムーブメント１５の回路構成を示す。図８には、そのチャージャポンプ回路構成を示す。図９（Ａ）にはＬＥＤ点灯タイミングチャートを、（Ｂ）には白色ＬＥＤにおける順電流・順電圧特性の一例である特性表を示す。
【００２６】
図示例では、集積回路３８に、電圧安定化回路を持たないチャージャポンプ回路により昇圧を行う昇圧機能と、時計を駆動する計時機能とを一体的に持っている。図８に示すチャージャポンプ回路では、電圧安定化回路を持たないから、入力電圧が低下すると、出力電圧も低下し、電池２５に余分な負荷が加わらないようになっている。
【００２７】
そして、チャージャポンプの発振（スイッチング）周波数に応答してチャージャポンプコンデンサＣ２に電圧を供給する。続いて、チャージャポンプコンデンサＣ２に充電されたエネルギは、チャージャポンプの出力によりＬＥＤ４４の端子に供給する。このとき、ＬＥＤ４４の端子電圧は、チャージャポンプコンデンサＣ２の容量とＬＥＤ４４を流れる電流のバランスにより図９（Ａ）のように変化する。
【００２８】
図９（Ｂ）より、電池２５に１．５Ｖ系の銀電池を用いてＬＥＤ４４の端子間に３ｍＡ〜４ｍＡの電流を流すためには、チャージャポンプコンデンサＣ２を１μＦに設定すればよく、このときの光度も３０ｍｃｄ程度となり、良好な結果となった。さらに、このときの銀電池の消耗電流は、電流特性で最大電流１０ｍＡに対して８ｍＡであり、銀電池の電流特性として問題ない結果が得られた。
【００２９】
このように、図示する例では、電圧安定化回路を持たないチャージャポンプ回路により昇圧を行うので、電池２５の劣化にともなってＬＥＤ４４の消費電流が減少し、したがって従来３Ｖ系の電池に制約されていたＬＥＤ駆動電源として、電池能力の劣る１．５Ｖ系電池の使用が可能となり、電池２５の小型化を図って小型化および薄型化が可能なＬＥＤ照明付き携帯時計用ムーブメント１５およびＬＥＤ照明付き携帯時計を提供することができる。また、回路構成を単純化してＩＣコストのアップやＩＣサイズの増加などを招くおそれをなくすことができる。加えて、この例では、昇圧機能と計時機能とを１つの集積回路３８に一体的に備えるようにするので、ＩＣスペースを削減して一層の小型化を図ることができる。
【００３０】
さらに、巻真２４では、時刻合わせ操作とともに、ＬＥＤ点灯操作を行うようにするので、時刻合わせ操作を行う巻真２４とは別に、ＬＥＤ点灯操作を行うプッシュボタンスイッチを設ける必要をなくして一層の小型化を図るとともに、デザイン性を向上することができる。特に女持用において、効果が大きい。
【００３１】
さて、上述した例では、ムーブメント１５の風防ガラス１２側にＬＥＤ搭載回路基板１７を設け、そのＬＥＤ搭載回路基板１７上にＬＥＤ４４を搭載した。そして、例えば暗いところで、巻真２４をＬＥＤ点灯操作することにより内部照明用ＬＥＤ４４を点灯し、ＬＥＤ４４から発した光を図１に示すように胴１１の見切り部４８で反射して時計ケース１０内を照らし、文字板１８上の時刻表示部に当て、時刻を容易に確認できるようにしていた。ところが、このような構成とすると、胴１１で反射するため光が減衰し、特にプラスチックケースを用いる場合などでは、時刻表示部に十分な光量を照射することができなかった。
【００３２】
図１０には、ＬＥＤ搭載回路基板１７へのＬＥＤ４４の取付方法の他例を示す。
この例では、ＬＥＤ４４を縦にしてはんだ４９を用いてＬＥＤ４４の発光方向が文字板１８の平面方向となるように、ＬＥＤ搭載回路基板１７に内部照明用ＬＥＤ４４を取り付ける。このようにすると、時計ケース１０内を直接照らし、光の減衰なく、時計ケース１０内を一段と明るく照射することができる。
【００３３】
ところで、以上の例では、集積回路３８を搭載する集積回路搭載回路基板２２をムーブメント１５の裏蓋１３側に備える一方、内部照明用ＬＥＤ４４を搭載するＬＥＤ搭載回路基板１７をムーブメント１５の文字板１８側に備え、それらの集積回路搭載回路基板２２とＬＥＤ搭載回路基板１７とをムーブメント１５を貫通するコンタクトばね２３を用いて電気的に接続した。このように、ＬＥＤ４４を専用のＬＥＤ搭載回路基板１７に搭載すると、ＬＥＤ４４の配置自由度を高めることができる。
【００３４】
図１１には、ＬＥＤ４４を集積回路搭載回路基板２２に搭載した例を示す。図１２（Ａ）にはそのムーブメント１５を風防ガラス１２側から見た平面を、（Ｂ）には裏蓋１３側から見た背面を示す。図１３には、裏蓋１３側から見た集積回路搭載回路基板２２の表面を示す。
【００３５】
図１３に示すように、集積回路搭載回路基板２２に突出部５０を形成し、その突出部５０先端の取付位置にＬＥＤ４４を取り付ける。そして、図１２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、突出部５０をムーブメント１５から突出して、ＬＥＤ４４が文字板側１８を向くようにムーブメント１５に組み付ける。これにより、同様に図１１に示すように、ＬＥＤ４４から発した光を胴１１の見切り部４８で反射して時計ケース１０内を照射し、文字板１８上の時刻表示部を照らす。このように、内部照明用ＬＥＤ４４を集積回路搭載回路基板２２に搭載すると、専用の回路基板を設ける必要がなく、一層の小型薄型化を図ることができる。
【００３６】
また、上述した例では、ＬＥＤが時計ケース１０内を照明する内部照明用ＬＥＤ４４である場合について説明した。しかし、ＬＥＤは、内部照明用に限らず、時計ケース１０外を照明する外部照明用のものであってもよい。
【００３７】
図１４には、ＬＥＤとして、内部照明用ＬＥＤ４４とともに外部照明用ＬＥＤ５２を用いる腕時計を示す。
内部照明用ＬＥＤ４４および外部照明用ＬＥＤ５２は、周方向に１２０度置きの等間隔にともに３つずつ同一の回路基板５３上に搭載する。内部照明用ＬＥＤ４４から発した例えば青色の光は、それぞれ文字板１８外周の３つの切欠き５４を通して胴１１の見切り部４８で反射して時計ケース１０内を照明する。外部照明用ＬＥＤ５２から発した例えばオレンジ色の光は、それぞれ文字板１８の丸穴５５を通して風防ガラス１２を透し、時計ケース１０外を照明する。
【００３８】
これにより、暗いところでも、時計ケース１０内を照らして時刻表示部に光を当て、時刻を容易に確認することができる。また、時計ケース１０外を照らして暗いところでも光を当てて鍵穴などを見えるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明によるＬＥＤ照明付き携帯時計である腕時計の縦断面図である。
【図２】その腕時計内に収納するＬＥＤ照明付き携帯時計用ムーブメントを示し、（Ａ）はＬＥＤ搭載回路基板より外側を取り外して風防ガラス側から見て示す平面図、（Ｂ）はその右側面図、（Ｃ）は背面図である。
【図３】（Ａ）はそのムーブメントで用いる巻真を示し、（Ｂ）はその巻真への巻真押えの係合を示す図である。
【図４】その巻真をムーブメントに組み付けた状態を示し、（Ａ）は一部背面図、（Ｂ）は側面図である。
【図５】そのムーブメントに組み付ける集積回路搭載回路基板を裏蓋側から見た表面図である。
【図６】（Ａ）はＬＥＤ搭載回路基板を風防ガラス側から見た表面図、（Ｂ）は裏面図である。
【図７】この発明によるＬＥＤ照明付き携帯時計用ムーブメントの電気回路構成図である。
【図８】そのチャージャポンプ回路構成図である。
【図９】（Ａ）はＬＥＤ点灯タイミングチャート、（Ｂ）は白色ＬＥＤにおける順電流・順電圧特性の一例を示す特性表である。
【図１０】ＬＥＤ搭載回路基板へのＬＥＤの取付方法を異にする腕時計の断面図である。
【図１１】ＬＥＤを集積回路搭載回路基板に搭載した腕時計の断面図である。
【図１２】（Ａ）はその腕時計内に収納するムーブメントを風防ガラス側から見た平面図、（Ｂ）は裏蓋側から見た背面図である。
【図１３】そのムーブメントに組み付ける集積回路搭載回路基板の表面図である。
【図１４】ＬＥＤとして、内部照明用ＬＥＤとともに外部照明用ＬＥＤを用いる腕時計の説明断面図と文字板平面図である。
【図１５】従来の電圧安定化回路を持つチャージャポンプ回路構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０    時計ケース
１１    胴
１２    風防ガラス
１３    裏蓋
１５    ムーブメント
１７    ＬＥＤ搭載回路基板
１８    文字板
２０    針
２２    集積回路搭載回路基板
２３    コンタクトばね
２４    巻真
３８    集積回路
４４    内部照明用ＬＥＤ
５２    外部照明用ＬＥＤ
【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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