(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察者に対して入射光を正反射させる表面を有する光学的可変部材（２）を備えたデータキャリヤにおいて、
前記光学的可変部材は該データキャリヤ上に配置されるか、又は、該データキャリヤ内に組み込まれ、前記光学的可変部材（２）の正反射表面（３、７）と拡散散乱表面部材（４）とを、光学的に認識し得るマークが出現するように組み合わせると共に、前記正反射表面（３、７）の反射率および前記拡散散乱表面部材（４）の吸収は、正反射光の強度が、拡散散乱表面領域によって放射された光の強度と比較して、少なくとも１つの観察角度範囲で高く、少なくとも１つの近接する観察角度範囲で低くなるように調整され、
正反射層（３、７）は断続部（１０）を有し、前記拡散散乱表面部材（８、１４）は前記正反射層（３、７）の下部に位置して、前記断続部（１０）を介して目視可能であることを特徴とするデータキャリヤ。
【請求項２】
請求項１記載のデータキャリヤにおいて、前記正反射層（３、７）が、金属層、金属光沢層、または金属被覆層であることを特徴とするデータキャリヤ。
【請求項３】
請求項１記載のデータキャリヤにおいて、前記正反射層（３、７）が、鋸歯状の形状または回折格子を有することを特徴とするデータキャリヤ。
【請求項４】
請求項１記載のデータキャリヤにおいて、前記断続部（１０）が、レーザを使用して組み込まれることを特徴とするデータキャリヤ。
【請求項５】
請求項１記載のデータキャリヤにおいて、前記拡散散乱表面部材が、吸収性の低い色によって着色されることを特徴とするデータキャリヤ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のデータキャリヤにおいて、前記拡散散乱表面部材が、白色、黄色、ライトブルー、またはパステルカラーであることを特徴とするデータキャリヤ。
【請求項７】
請求項１記載のデータキャリヤにおいて、前記拡散散乱表面部材が、少なくとも前記断続部（１０）の領域に追加情報（１７）を有することを特徴とするデータキャリヤ。
【請求項８】
請求項７記載のデータキャリヤにおいて、前記追加情報（１７）が、パターンまたはキャラクターの形態で存在することを特徴とするデータキャリヤ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載のデータキャリヤにおいて、前記光学的可変部材が、転写法により該データキャリヤに付与されたものであることを特徴とするデータキャリヤ。
【請求項１０】
請求項９記載のデータキャリヤにおいて、転写された光学的可変部材の接着層（１３）が、当該光波長範囲において吸収性の低い拡散散乱層として作製されたものであることを特徴とするデータキャリヤ。
【請求項１１】
観察者に対して入射光を正反射させる表面を有する光学的可変部材（２）を備えたデータキャリヤにおいて、
前記光学的可変部材は該データキャリヤ上に配置されるか、又は、該データキャリヤ内に組み込まれ、前記光学的可変部材（２）の前記正反射表面（７）と拡散散乱表面部材とを、光学的に認識し得るマークが出現するように組み合わせると共に、前記正反射表面（７）の反射率および前記拡散散乱表面部材の吸収は、正反射光の強度が、拡散散乱表面領域によって放射された光の強度と比較して、少なくとも１つの観察角度範囲で高く、少なくとも１つの近接する観察角度範囲で低くなるように調整され、
前記拡散散乱表面部材は、正反射層（７）上のプリント（１１）であることを特徴とするデータキャリヤ。
【請求項１２】
請求項１１記載のデータキャリヤにおいて、前記プリント（１１）が、当該光波長範囲において吸収性の低い色でなされたものであることを特徴とするデータキャリヤ。
【請求項１３】
請求項１１記載のデータキャリヤにおいて、前記プリント（１１）が、明るい色、特に黄色、ライトブルー、またはパステルカラーでなされたものであることを特徴とするデータキャリヤ。
【請求項１４】
請求項１１記載のデータキャリヤにおいて、前記正反射表面が鋸歯状のパターンであり、前記拡散散乱表面部材を形成する前記プリントが、鋸歯状のパターンに色を充填することによって作製されたものであることを特徴とするデータキャリヤ。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４のいずれかに記載のデータキャリヤにおいて、前記光学的可変部材が、転写法により該データキャリヤに付与されたものであることを特徴とするデータキャリヤ。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかに記載のデータキャリヤにおいて、前記光学的に認識し得るマークが、ハーフトーンイメージを形成することを特徴とするデータキャリヤ。
【請求項１７】
転写法によりデータキャリヤの表面に転写される光学的可変部材（２）であって、
前記光学的可変部材（２）は、観察者に対して入射光を正反射させる表面（３、７）を有し、前記光学的可変部材（２）の前記正反射表面（３、７）と拡散散乱表面部材（４、１４）とを、光学的に認識し得るマークが出現するように組み合わせると共に、前記正反射表面（３、７）の反射率および前記拡散散乱表面部材（４、１４）の吸収は、正反射光の強度が、拡散散乱表面領域によって放射された光の強度と比較して、少なくとも１つの観察角度範囲で高く、少なくとも１つの近接する観察角度範囲で低くなるように調整され、
前記拡散散乱表面部材は、正反射層（７）上のプリント（１１）であるか、又は、前記拡散散乱表面部材（１４）は、前記正反射層（３、７）の下部に配置されて該正反射層（３、７）に設けられた断続部（１０）を介して目視可能であることを特徴とする光学的可変部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、入射光を正反射する層を有し、キャラクター、パターン、画像またはロゴの形態でマークを担持する光学的可変部材および該光学的可変部材を備えたデータキャリヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学的可変部材（optically variable elements ）は、数十年前から種々の態様で知られている。光学的可変部材は、極めて多様な分野、例えば、広告業界、装飾、および保全の分野において、例えば、データキャリヤの認証のためのマークを付与する目的に使用されている。
【０００３】
このような部材は、観察角度および照明角度によって異なる光学的効果を示す点で共通している。この部材は、例えば、回折格子（diffraction grid）、ホログラム、またはシネグラムの形態からなる別個の光学的可変部材として、データキャリヤに適用される。データキャリヤを保護するためのホログラムを使用し、今日知られている技術を用いて、視覚的にアピールし光学的に可変の部材を適用することができるが、ホログラムの製造は、特にいわゆるホログラムマスターを製造することから、相当なコストを伴う。このようなコストは、製造された特定のホログラムマスターから多数の転写ホログラムを製造することによって、個々のホログラム当たりで低減させることができるのみである。よって、この技術は、マスターを製造するための相対的に高いコストを、多数のデータキャリヤに対して分散させることのできる大量生産の場合にのみ適している。結局、この技術は、光学的可変部材の設計変更を行うことを所望する場合においては、寧ろ順応性がない。
【０００４】
さらに、光学的可変部材をデータキャリヤに付与するために、プリント技術を使用することができる。
【０００５】
価値のある書類を保護するために、例えば、DE 23 34 702号に示されるように、特殊なグラビア印刷により、抗偽造性書類上に光学的可変部材を形成することが知られている。垂直および傾斜した入射角で書類を目視した場合に、画像要素が見えたり消えたりするよう、その高さまたは整列様式が異なる三次元のラインパターンが、抗偽造書類上に出現するようプリントが行われる。このようにして、所定の観察角度でのみ見ることのできる情報をデータキャリヤに付与することができる。
【０００６】
このようないわゆる潜像の特色は、所定の限定された観察角度でのみ情報を見ることができるというものである。よって、データキャリヤに付与された情報をチェックするためには、情報の認識を可能とするよう人の目に対してこれを正確な角度位置に置かなければならない。さらに、プリントによって形成されたこの種の光学的可変部材は、しばしば認識するのが困難となる欠点を有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、情報が組み込まれた光学的可変部材および該光学的可変部材を備えたデータキャリヤであって、製造するのにコスト的に有利であり、光学的可変部材に組み込まれた情報が全ての観察角度で容易に認識され、しかも情報が観察角度依存性の効果を有する光学的可変部材および該光学的可変部材を備えたデータキャリヤを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題は、独立請求項の特徴部分に記載した特徴によって解決される。従属請求項の対象は、これを展開したものである。
【０００９】
この発明の基本的な概念は、正反射表面と拡散散乱表面領域とを組み合わせる、すなわち正反射表面の一部の領域を拡散散乱表面によって置き換えるというものである。
【００１０】
異なる観察角度で反射層を観察した場合、反射された放射光は、基本的に異なる強度を有している。反射表面の一部の領域を拡散散乱表面によって置き換えると、反射された放射光の観察角度依存性強度パターンに対して、拡散散乱表面領域により生成された全ての観察角度で実質的に一定の強度パターンが重ね合わせられる。従って、観察角度に応じて、観察者は、所定の角度では反射表面の背景が拡散散乱表面領域よりも明るく見えるのに対し、他の角度では拡散散乱表面領域が反射領域よりも明るく見えるという印象を受ける。拡散散乱表面領域と正反射領域との組み合わせにより、画像、ロゴ、キャラクター等のような光学的に認知可能な情報を生成すれば、異なる観察角度で異なる外観を有するが、その情報の内容は全ての観察角度で見ることのできる光学的可変部材が得られる。光学的な外観のみが明から暗へと、または暗から明へと変化し、これにより一般的には、「ポジ」イメージと「ネガ」イメージとの間の変化という光学的印象が喚起される。このポジ−ネガに変化するイメージは、ディザ（dither）法のような公知の技術の１つによるいわゆるハーフトーンイメージとして情報を付与する場合に、特に明瞭である。
【００１１】
好適な態様では、この発明のデータキャリヤは、少なくとも一部の領域において、高反射性の金属層によって被覆された拡散散乱層を有する識別カードを構成する。金属層は、一部の領域において、その下の拡散散乱層が見えるように断続している。金属層の断続部は、例えば、キャラクター、パターン、画像、ロゴ等の形状を有する。データキャリヤの表面を殆ど垂直に見た場合、金属層の断続部は、より暗く見える金属の背景に対して明るく見える。しかしながら、データキャリヤを傾けて斜めに見た場合は、金属層によって正反射された放射光の最大強度が、所定の観察角度で観察者の目に入る。この角度では、光学的印象が変化するため、金属の背景が拡散散乱表面領域より輝き、明るく見える。
【００１２】
よって、所定の観察角度範囲では、前景と背景との間のコントラストが逆転する印象を受け、これによりポジおよびネガのキャラクターまたは画像表現の変化が導かれる。
【００１３】
この発明の更なる態様および有益な展開は、概略図を参照して説明する以下の実施例から理解されよう。概略図は、説明をより明確にするために、その表現を意図的に真の尺度から外れたものとした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、光学的可変部材２を備えた識別カード１の形態で、この発明のデータキャリヤを概略的に示すものである。光学的可変部材２は、転写部材としてのカードの表面１２に付与されており、正反射層３と、文字「Ｅ」の形状で正反射層３を局所的に除去することにより作製されたマーク４とから構成されている。正反射層３を除去することにより、その下の拡散散乱表面領域が見えるようになる。光学的可変部材２に加えて、カードは、プリントしたデータ５、集積回路１５、磁気ストライプまたは他の付加部材を、その層の内部または上面に含むことができる。
【００１５】
マーク４は、好ましくは英数字キャラクター、ロゴ、画像、特に所有者の写真のようなハーフトーンイメージ、個人データ等を形成するよう付与する。
【００１６】
カードの表面に対してθE の固定した入射角でカードを照明すると、入射光は、所定の立体角θR で光学的可変部材２の正反射部分３によって反射される。したがって、理想的な場合、層３による反射に基づく強度は、θR 以外の角度では観察または目視され得ない。
【００１７】
しかしながら、日光の下での実際の周囲条件により、最高の強度の光が角度θE でデータキャリヤ上に常に降り注ぐのみならず、低い強度の散乱光が他の方向からデータキャリヤに当たるため、殆ど全ての角度範囲で反射が生じ、最高の強度は、所定の立体角要素Δθで与えられることになる。
【００１８】
図２は、通常の周囲条件下で照明した場合に、この種の正反射金属層について得られる、種々の観察角度θに対する相対強度のパターンＩ／Ｉ0 を示す概略図である。正反射層３の強度パターンを表す曲線（ａ）は、角度θR で明瞭な最大値を有する。同図は、吸収性の低い拡散散乱層の相対強度（ｂ）、および吸収性の高い拡散散乱層の相対強度（ｃ）を併せて示す。グラフ（ａ）と（ｂ）との交点により、反射された放射光の強度が拡散散乱放射光の強度を超える立体角要素Δθが特定される。
【００１９】
正反射層と、この層を断続する拡散散乱表面部材とにより構成される光学的可変部材を異なる観察角度で観察すると、拡散散乱表面部材は、殆どの観察角度において暗い背景に対して明るく見える。しかしながら、立体角要素Δθの範囲では、拡散散乱表面部材４の光強度部分は、正反射表面３の光強度部分によって明らかに越えられているため、この観察角度範囲でコントラストの逆転が起こる。
【００２０】
図３ａは、図１によるこの発明のデータキャリヤの詳細を示す。ここでは観察角度は観察角度範囲Δθから外れているため、文字「Ｅ」は、グレーの金属層３内の明るい間隙４として認識することができる。
【００２１】
観察角度が正反射金属層の反射範囲Δθ内にあるようカードを回転させると、強度の関係が逆転し、間隙「Ｅ」は、明るい背景に対して暗く見える。図３ｂは、反射層の反射角θR で観察した場合のデータキャリヤの詳細を示す。ここでは表面部材４は、明るい正反射背景３に対して暗く見える。しかしながら、この場合は文字「Ｅ」の形状である、光学的可変部材に組み込まれた情報の内容は、全ての観察角度で保持される。
【００２２】
図４は、光学的可変部材の領域において、この発明のデータキャリヤの可能な構造を示す概略断面図である。透明なカードカバー層６の下部に、正反射金属層７が設けられ、次いでこれにより、同時にカードコア層として機能する拡散散乱層８が覆われている。カードコア層８は、第２の透明または不透明のカードカバー層９により覆われている。
【００２３】
レーザビームを使用して層７を局所的に完全に除去し、これにより層断続部１０によって拡散散乱層８がその部分で見えるようにする。層７の反射率に応じて、入射光の一部のみを吸収する層８の色を選択することができる。この目的のために特に適切な色は、白色、黄色、ライトブルー、または種々の周知のパステルカラーのような吸収性の低いカラートーンである。層８の特性を選択する場合は、正反射層の強度が、拡散散乱層８の強度（図２の曲線ｃ）を越えないことを常に確かめるべきである。さもなければ、如何なる観察角度でもコントラストの逆転が起こらないためである。従って、層８の吸収特性は、基本的には使用する層７の反射率に依存するが、一般的には吸収性の低い色の層のみが選択される。許容し得る吸収の量は、その上に位置する正反射層７の反射率に依存する。
【００２４】
層７については、可視入射放射光を正反射するあらゆる材料、例えば金属層、金属光沢層、または金属被覆層を使用することができる。さらに、その構造により光を排他的に、または好ましくは所定の立体角要素へと散乱させる材料を使用することができる。これには例えば、いずれかの材料の層７に組み込まれるか、または付与された鋸歯状の断面構造または回折格子が含まれる。
【００２５】
図５は、この発明のデータキャリヤの更なる態様を示す。透明なカバー層６の下部に、拡散散乱色のプリント１１を備えた正反射層７が設けられている。層７の下部には、透明または不透明の背面カバー層９により背面を覆われたコア層８が設けられている。この態様は、特に光学的可変部材に組み込まれるデータが、光学的可変部材の製造の際に既に付与されているか、またはこのようなデータが、コア層８の色とは異なる色を有すべき場合に有益である。さらに、幾つかの異なるプリント１１を層７の表面に付与することができ、これらも同様にその着色によって互いに異なるものとする。層７上にプリント１１を形成するためには、層８について前記したのと同様の選択条件を、インクに対して同様に遵守する。選択されるインクは、入射光を拡散散乱させるものとすべきであり、少なくとも１つの角度範囲における散乱光の強度が、この角度で正反射金属層が有する強度を超えるものとする。
【００２６】
この発明のデータキャリヤは、勿論、元の反射特性を拡散散乱特性に転換させるよう、正反射層を一部の領域において変化させることによって作製することもできる。所定の領域のみにおいて金属層を所望のマークの形状に曇らせる、例えば粗面化することにより、その反射特性を喪失させ、その層を完全に除去することなく金属層の拡散散乱領域のみを出現させることが特に有利である。この方法は、金属層の表面を粗面化するよう案内された機械的なのみ、もしくはたがね、またはスクレーパーを使用して実施することができる。さらに、低い放射量のレーザビームを使用して表面の光沢を減損させ、これによりこのような地点では金属層が除去されていないにも拘わらず、照射された領域がもはや正反射を示さないようにすることができる。異なる様式で正反射を与える層、例えば前記した鋸歯状のパターンを用いることにより、正反射を起こす構造を覆うか埋めることも更に可能である。鋸歯状のパターンの場合、発色団部分領域において正反射を拡散散乱により置き換えるよう、例えばマークの形態の透明、半透明、または不透明な色を用いて埋めることにより、層の深さを変化させることができる。
【００２７】
幾つかのデータキャリヤおよびその製造方法については、データキャリヤの完成後に始めて、この発明の光学的可変部材を転写法によってデータキャリヤの表面に付与するのが有利たり得る。データキャリヤは、例えば、識別カード、価値のある書類、例えば銀行の通帳、パスポート、パスポートの個人特定の頁、または製造の際にその構成が殆ど影響されない書類とすることができる。このようなデータキャリヤを用いて、光学的可変部材をデータキャリヤの表面１２に付与する。図６に示すように、光学的可変部材は、好ましくは接着層１３と、拡散散乱層１４と、正反射層７とから構成される。ホットスタンピング法のような通常の転写方法を使用し、この種の光学的可変部材をデータキャリヤの表面１２上に選択的に位置決め固定することができ、データキャリヤの表面１２は、好ましくは光学的可変部材を付与する領域において平滑な設計のものとする。接着層が既に拡散散乱層の要件を満たしている場合は、層１４を免除することもできる。
【００２８】
正反射層の表面を局所的に除去することにより、拡散散乱領域を目視可能とする場合は、異なる作業方法を使用することができる。就中、これらには、レーザを用いて層を局所的に除去すること、機械的刻設方法を用いて正反射金属層を除去すること等が含まれる。レーザを用いる除去は、薄層からなる複合体の内部で金属層を除去することもできるという利点を有するため、データキャリヤ全体の完成後に光学的可変部材を個別に設計するか、特定の個人用とすることができる。これにより特に、識別カードの個人データ、カード所有者の写真、その指紋等を光学的可変部材に含ませることができる。さらに、このような手順により、予め製造された多数のデータキャリヤがある場合は、個別の連続系列を設けることができ、この連続系列は、同一の光学的可変部材の共通の特徴を有するものとし、これに対してレーザを用いて容易かつ迅速に連続系列の個別の特徴を付与することができる。
【００２９】
付与する光学的可変部材の寸法および形状は、技術的な制約を受けない。例えば、正反射層は、表面全体に渡って、または一部の領域のみにおいてカード構造の内部に組み込むことができる。転写法によりデータキャリヤの表面に付与された光学的可変部材は、あらゆる所望の形状で付与することもできるため、これらは例えばその外形により、および追加的に組み込まれた拡散散乱表面部材により、そのまま有効なものとなる。例えば、光学的可変部材は、データキャリヤ内に組み込むか、または円形、星形、または矩形の形状、または他の幾何学的形状として、その表面に付与することができる。さらに、光学的可変部材は、データキャリヤの１つの縁部から他の縁部へと延在するか、または２つの隣接する縁部を連結するものとしてデータキャリヤに組み込むことができる。
【００３０】
図７ａにおけるこの発明のデータキャリヤの拡大した詳細図に示すように、更なる態様のデータキャリヤは、拡散散乱表面領域１６を有し、この中にパターンまたはキャラクターの形態で追加的な情報１７が組み込まれている。コントラストに関して、この情報は拡散散乱表面領域１６とは殆ど異ならないため、データキャリヤを反射角θR で見た場合、拡散散乱表面領域１６および情報１７の両者よりも正反射層７の方が輝いている。従って、図７ｂに示すように、反射角θR で見た場合、光学的可変部材により、拡散散乱表面領域１６は、明るい背景７に対して暗く見え、これによりこの角度では、情報１７は完全に見えなくなる。この効果を達成するためには、例えば、表面領域１６と殆どコントラストを形成しない拡散散乱色でプリントすることにより、情報１７を表面領域１６に組み込むことができる。この目的のためには、明るい、例えば白色の背景上に、明るい色、例えば黄色、ライトブルー、またはパステルカラーをプリントするのが特に適切である。しかしながら、マーク１７は、追加的な色を何ら付与することなく、局所的な窪み、例えば引っ掻き形成または無色レーザ照射により、表面領域１６に組み込むこともできる。
【００３１】
この発明のデータキャリヤは、前記した実施例における更なる光学的可変効果によって補完することができる。この目的のためには、その上部層の１つに正反射表面を有するホログラムを、データキャリヤに対して付与し、その反射の方向を、ホログラフィによる浮彫り部分の下部縁部の急峻性によって決定するものとする。ホログラムの正反射層は、その下部に拡散散乱特性を有する更なる層を有しているため、例えばレーザを用いて金属層を除去することにより、前記した実施例に記載した効果と、ホログラムの光学的可変効果とを組み合わせることが可能となる。このようにして、前記した光学的に可変のマークをデータキャリヤに組み込むことができ、これによりレーザビームの強度を制御し、これによりホログラムの光学的可変特性を実質的に保持し、所定の観察角度でポジに見え、他の観察角度でネガに見える画像をホログラフィによる全情報に重ね合わせることができる。
【００３２】
【発明の効果】
反射層と拡散散乱層との間の高い強度の差異の結果、目によって優れて認識されるコントラストが与えられ、これはデータキャリヤを傾けた場合でも明確に形成されるため、全ての観察角度で情報を明確に認識し得る。
【００３３】
さらに、このデータキャリヤは、コピーに対して優れた保護性を有する。傾動効果を生成するために必要な反射層は、コピー機によっては生成できないため、コピーでは光学的可変効果が喪失するからである。
【００３４】
更なる利点は、正反射層の下部の拡散散乱層をレーザビームで露光して情報を生成することで得られる。この技術により、直前の処理までで完成しているカードに情報を組み込むことが可能となる。従って、一方で光学的に可変な情報の形態でデータキャリヤに個別のデータを組み込むことができ、他方で所望の設計の変更に極めて柔軟に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の識別カードを示す図である。
【図２】観察角度の関数として、正反射放射光と拡散散乱放射光とについて相対強度を示す図である。
【図３】図３ａは、反射層の反射角度以外で見た場合のこの発明の識別カードを示す。図３ｂは、反射層の反射角度で見た場合のこの発明の識別カードを示す。
【図４】この発明の識別カードを示す断面図である。
【図５】この発明の識別カードの更なる態様を示す断面図である。
【図６】この発明の識別カードの更なる態様を示す断面図である。
【図７】図７ａは、反射層の反射角度以外で見た場合のこの発明の識別カードの拡大した詳細を示す。図７ｂは、反射層の反射角度で見た場合のこの発明の識別カードの拡大した詳細を示す。
【符号の説明】
１…識別カード
２…光学的可変部材
３…正反射層
４…マーク（間隙）
５…印刷したデータ
６…カードカバー層
７…正反射金属層
８…拡散散乱層
９…カードカバー層
10…層断続部
11…プリント
12…カード（データキャリヤ）の表面
13…接着層
14…拡散散乱層
15…集積回路
16…拡散散乱表面領域
17…追加的な情報
【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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