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JP2008204849A - 自動調光照明装置 - Google Patents

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JP2008204849A JP2007040565A JP2007040565A JP2008204849A JP 2008204849 A JP2008204849 A JP 2008204849A JP 2007040565 A JP2007040565 A JP 2007040565A JP 2007040565 A JP2007040565 A JP 2007040565A JP 2008204849 A JP2008204849 A JP 2008204849A
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Abstract

【課題】複数設置された各照明器具を付近の明るさに応じて目標の照度に連携させて略均一に調光することができる自動調光照明装置を提供する。
【解決手段】照明検知センサ4による検知に基づいて、検知源である照明器具2の近くに別の照明器具2が存在するか否かを照度制御装置6で判定する。近くに別の照明器具2が存在する場合、隣り合う各照明器具2…を互いに連携させて略均一に照度変化させ、付近の明るさに応じて目標の照度に調光する。また、照度検知センサ5による検知に基づいて、照明器具2により照光される付近の照度が目標の照度であるか否かを照度制御装置6で判定する。目標の照度と異なる場合、照明器具2の照度を100%の最大ワットに一旦調光した後、100%の照度から徐々に又は段階的に低下させ、照度制御装置6により目標の照度であると判定又は認識される明るさに調光する。
【選択図】図1

Description

この発明は、例えば店舗(スーパーマーケット、コンビニエンスストアー、飲食店)、事務所、会議場、宴会場、工場等の建物内部や外部に設置された照明器具の照度を調光する際に用いられる自動調光照明装置に関する。
従来、上述例のような照明器具の照度を調光する装置としては、例えば建物内部の複数ゾーン(窓側ゾーン、中間ゾーン、壁側ゾーン)に設置された複数の照明器具を、建物外部に設置された屋外用照度センサの検出結果に基づいて、各ゾーン毎に目標とする照度に制御手段で制御する特許文献1の照度制御装置がある。
特開2006−12679号公報
しかし、上記建物内部の窓側付近には、窓部から採光された外光が照射されるので、窓側ゾーンに配置した照明器具の照度が低くても、窓部付近が明るく、目標とする照度が得られる。一方、窓部と反対側の壁部付近には外光がとどきにくいので、壁側ゾーンに配置した照明器具の照度を高めて、壁部付近を明るくする必要があるが、窓側ゾーンと壁側ゾーンに配置した各照明器具の照度差が大きくなるため、窓側ゾーンに配置した照明器具の照度が暗いと、蛍光灯等の寿命が照明器具に到来するか、接触不良等の故障が照明器具に発生したようなイメージを与えてしまい、例えばスーパーマーケット、コンビニエンスストアー等の店舗で販売される商品の購買意欲が損なわれてしまう問題点を有している。
この発明は上記問題に鑑み、複数設置された各照明器具を付近の明るさに応じて目標の照度に調光することができる自動調光照明装置の提供を目的とする。
請求項1に記載した発明の自動調光照明装置は、複数設置された各照明器具を目標の照度に調光する自動調光照明装置であって、上記各照明器具に、検知源である照明器具を中心として、該照明器具の近くに設置された照明器具の存在を検知する照明検知手段と、上記検知源である照明器具により照光される付近の照度を検知する照度検知手段と、上記照明検知手段と照度検知手段による検知に基づいて、上記検知源である照明器具の照度を該照明器具により照光される付近の明るさに応じて目標の照度に調光する照度制御手段を備えたことを特徴とする。
この発明によると、照明検知手段から出力される照明検知信号に基づいて、検知源である照光器具の近くに別の照明器具が存在するか否かを照度制御手段で判定する。検知源である照明器具の所定領域内に別の照明器具が存在すると判定された場合、その存在が検知された照明器具も同じ機能を有するため、近くに別の照明器具が存在することを認識することになる。つまり、照度検知手段から出力される照度検知信号に基づいて、検知源である照明器具の所定領域内に設置された各照明器具を互いに連携して照度変化させ、各照明器具の照度を略均一に調光する。なお、検知源である照明器具の所定領域内に別の照明器具が存在しないと判定された場合、各照明器具は独立して照度変化され、目標の照度に調光される。
また、照度検知手段から出力される照度検知信号に基づいて、照明器具により照光される付近の照度が目標の照度であるか否かを照度制御手段で判定する。つまり、照明器具により照光される付近に照射される外光が減少し、照度制御手段により目標の照度よりも暗いと判定された場合、或いは、照明器具により照光される付近に外光が照射され、照度制御手段により目標の照度よりも明るいと判定された場合、検知源である照明器具の照度を該照明器具により照光される付近の明るさに応じて徐々に変化させ、照度制御手段により目標の照度であると判定又は認識される明るさに調光する。
上記照明器具は、例えば光電管(蛍光灯を含む)、電球、ランプ、LED等の光源を備えた照明器具で構成することができる。また、照明検知手段は、例えば超音波センサ、光電センサ等の照明検知センサで構成することができる。また、照度検知手段は、例えば硫化カドミウムを基板上に配置した構造のセンサ、或いは、特定の物質(カドミウム)が含まれないセンサ等の照度検知センサで構成することができる。また、照度制御手段は、例えばPIC(Peripheral Interface Controller=周辺機器接続制御用IC)、CPU、ROM、RAMを備えた制御回路等の照度制御装置で構成することができる。なお、目標の照度とは、例えば文字の読み書き、通路や出入口の確認、販売促進、安全確認、各種作業等の目的に適した照度である。なお、照明器具の設置場所としては、例えば店舗(スーパーマーケット、コンビニエンスストアー、飲食店)、事務所、会議場、宴会場、工場等の建物内部や外部で構成することができる。
請求項2に記載した発明の自動調光照明装置は、上記請求項1に記載の構成と併せて、上記照度制御手段に記憶された照明器具の調光パターンを、上記検知源である照明器具の近くに別の照明器具が存在すると判定された際に、上記検知源である照明器具の照度を100%に調光した後、該照明器具の照度を徐々に低下させて目標の照度に調光するように設定したことを特徴とする。
この発明によると、検知源である照明器具の近くに別の照明器具が存在すると判定された場合、照度制御手段により検知源である照明器具の照度を100%に調光した後、該照明器具の照度を徐々に低下させて目標の照度に調光する。また、検知源である照明器具の近くに別の照明器具が存在しないと判定された場合、検知源である照明器具の照度を変化させて目標の照度に調光する。
請求項3に記載した発明の自動調光照明装置は、上記請求項1又は2に記載の構成と併せて、上記照明検知手段を、上記検知源である照明器具を中心として、該照明器具の所定領域内に向けて検知波を発信し、該所定領域内に設置された照明器具が反射する検知波を受信する照明検知センサで構成したことを特徴とする。
この発明によると、照明検知センサは、検知源である照明器具を中心として、該照明器具の所定領域内に向けて検知波(例えば超音波)を発信する。例えば3m等の所定領域内に別の照明器具が存在する場合、照明検知センサから発信した検知波が近くに存在する照明器具により反射される。照明器具が反射する検知波を照明検知センサで受信して、その受信した照明検知信号を照度制御手段へ出力する。また、所定領域内に別の照明器具が存在しない場合、検知波が反射及び受信されず、照明検知信号は照度制御手段へ出力されない。
請求項4に記載した発明の自動調光照明装置は、上記請求項1,2,3のいずれか一つに記載の構成と併せて、上記照度検知手段を、上記検知源である照明器具と、該照明器具の近くに設置された照明器具により照光される付近の照度を検知する照度検知センサで構成したことを特徴とする。
この発明によると、照度検知センサは、検知源である照明器具と、該照明器具の近くに設置された照明器具により照光される付近の照度を検知し、その検知した照度検知信号を照度制御手段へ出力する。
この発明によれば、複数設置された各照明器具を付近の明るさに応じて目標の照度に連携させて略均一に調光するので、照明器具に寿命が到来するか、故障が発生したようなイメージを与えることがない。また、各照明器具の照度を100%に一旦調光した後、100%の照度から徐々に又は段階的に低下させて、照度制御手段により目標の照度であると判定又は認識される明るさに調光するので、調光に要する時間が短くなり、付近の明るさに応じて目標の照度に素早く調光することができるとともに、照明器具の照度を徐々に高めるよりも、調光時の消費電力が少なくて済み、経済的である。
この発明は、複数設置された各照明器具を付近の明るさに応じて目標の照度に調光することできるという目的を、各照明器具に、検知源である照明器具の近くに設置された照明器具の存在を検知する照明検知手段と、検知源である照明器具により照光される付近の照度を検知する照度検知手段と、該各検知手段による検知に基づいて、検知源である照明器具の照度を目標の照度に調光する照度制御手段を備えることで達成した。
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は、建物内部の天井部に複数設置された各照明器具を目標の照度に調光する際に用いられる自動調光照明装置を示し、図1及び図2に於いて、この自動調光照明装置1は、建物A内部の天井部Aaに対して所定間隔に隔てて複数設置された各照明器具2…を、各照明器具2…により照光される付近或いは建物A内部の明るさに応じて目標の照度に調光するものである。
各照明器具2…は、光源の一例である単数又は複数の光電管3(蛍光灯を含む)を備えた露出型、開放型、密閉型の照明器具2で構成され、各照明器具2…には、照明器具2の近くに別の照明器具2が存在するか否かを検知する照明検知センサ4と、照明器具2により照光される付近の照度を検知する照度検知センサ5と、照明検知センサ4及び照度検知センサ5による検知に基づいて、照明器具2を目標の照度に調光する照度制御装置6と、外部電源7から供給される電力の電圧を制御する制御回路8と、光電管3を瞬時に点灯するのに必要な高電圧を発生させる安定器9と、照明器具2を点灯又は消灯するための電源スイッチ10を備えている。
照明検知センサ4は、超音波センサ等の検知波を発信するセンサで構成され、後述する照度制御装置6の入力側に接続されている。該照明検知センサ4は、検知源である照明器具2を中心として、該照明器具2の所定領域内に向けて検知波(例えば超音波)を発信し、所定領域内に設置された照明器具2が反射する検知波を受信して、その受信した照明検知信号を照度制御装置6へ出力する。実施例では、検知波の発信方向を、建物A内部の天井部Aaに沿って略水平方向に向けて設定している。
照度検知センサ5は、硫化カドミウムを基板上に焼結したセンサで構成され、後述する照度制御装置6の入力側に接続されている。該照度検知センサ5は、検知源である照明器具2を中心として、該照明器具2により照光される付近の照度を検知するとともに、その検知した照度検知信号を照度制御装置6へ出力する。なお、照度検知センサ5が検知する照度とは、実施例において、検知源である照明器具2により照光される照度と、該照明器具2の近くに設置された一つ又は複数の照明器具2により照光される照度と、窓や扉等の採光部から採光された外光により照光される照度を含むものである。なお、外光の照光を含まず、照明器具2の照光のみを検知してもよい。
照度制御装置6は、PIC等の周辺機器接続制御用ICで構成され、後述する整流回路14から出力される電力で駆動し、予め記憶された調光パターンに沿って装置全体の駆動を制御する。また、照明検知センサ4から出力される照明検知信号に基づいて、検知源である照明器具2の近くに別の照明器具2が存在するか否かを判定する。また、照度検知センサ5から出力される照度検知信号に基づいて、照明器具2により照光される付近及び建物A内部が目標の照度であるか否かを判定する。
つまり、検知源である照明器具2の照明検知センサ4から発信された検知波が近くの照明器具2に反射して復帰するまでの時間を測定する。検知波が単位時間当たりに進む距離は一定しているので、検知波の復帰時間が解れば、検知波が発信される照明器具2から、検知波が反射される照明器具2に至るまでの距離を算出することができる。
上記算出された比較距離と、記憶部に記憶された基準距離(例えば3m)を比較して、検知波の検知源である照明器具2を中心として、予め設定された所定領域内に別の照明器具2が存在するか否かを判定する。比較距離が基準距離よりも長いと、検知源である照明器具2の近くには別の照明器具2が存在しないと判定される。また、比較距離が基準距離よりも短いと、検知源である照明器具2の近くに別の照明器具2が存在すると判定される。なお、記憶部に記憶される基準距離は、例えば3m以下又は3m以上の所望する距離に変更することができる。
検知源である照明器具2の近くに別の照明器具2が存在すると判定された場合、その存在が検知された照明器具2も同じ機能を有するため、近くに別の照明器具2が存在することを認識することになる。この結果、後述する照度検知センサ5から出力される照度検知信号に基づいて、近くに設置された隣り合う各照明器具2…は互いに連携して照度変化される。なお、近くに別の照明器具2が存在しないと判定された場合、各照明器具2…は独立して照度変化される。
照明器具2により照光される付近及び建物A内部に照射される外光が減少し、目標の照度よりも暗いと判定された場合、或いは、照明器具2により照光される付近に外光が照射され、照明器具2により照光される付近の照度が、目標の照度よりも明るいと判定された場合、予め記憶部に記憶された調光パターンに沿って照明器具2の照度調光を開始する。
つまり、図2に示すように、照明器具2の照度を100%の最大ワット(40W)に一旦調光した後、時間の経過とともに、例えば100%の最大ワット(図3参照)と、50%の中間ワット(図4参照)と、20%の最小ワット(図5参照)の順に、100%の最大ワットに調光した状態から徐々に又は段階的に低下させる。且つ、照明器具2により照光される付近及び建物A内部の照度を照度検知センサ5で検知するとともに、その照度検知センサ5による検知に基づいて、照明器具2により照光される付近及び建物A内部の照度を照度制御装置6で随時判定し、100%から0%に至るまでの照度範囲内にて、照度制御装置6により目標の照度であると判定又は認識される明るさに調光する。
外部電源7は、建物Aに配線された交流式の外部電源で構成され、後述する制御回路8と安定器9に接続されている。実施例において40Wの光電管3を点灯する場合、100V〜200Vの範囲に含まれる電圧又はいずれか一方の電圧の電力を、後述する制御回路8と安定器9へ供給する。また、光電管3のワット数に応じて、外部電源7から供給される電圧を200V以上の高圧又は100V以下の低圧に変圧してもよい。なお、外部電源の代わりに、例えばバッテリー、太陽光発電装置等を電源として用いてもよい。また、光電管3のワット数も、実施例のワット数のみに限定されるものではない。
制御回路8は、図示しないIC等の制御部を備えた回路で構成され、上述した照度制御装置6の出力側に接続されている。後述する照度制御装置6から出力される指令信号に基づいて、光電管3へ供給される電力の電圧を昇圧又は降圧し、照度制御装置6による判定結果と対応する照度となるように電圧を自動で制御する。例えば外部電源7から供給される電力の電圧を昇圧して、光電管3の照度を明るくする。また、外部電源7から供給される電力の電圧を降圧して、光電管3の照度を暗くする。
安定器9は、グロースタート式、ラピッドスタート式、インバーター式等の中から用途に応じて選択した一つの安定器9で構成され、上述した光電管3の入力側に接続されている。後述する電源スイッチ10のON操作時において、単数又は複数の光電管3を瞬時に点灯するのに必要な高電圧を発生させる。また、点灯状態を安定させるため光電管3に流れる電流を適正値に制御するとともに、光電管3の電極に適正な予熱電圧を供給する。
電源スイッチ10は、点灯又は消灯するための手動式のスイッチ10で構成され、制御回路8と安定器9の間に接続されている。ON操作時すれば、制御回路8と安定器9の間の回路が接続され、光電管3への電力供給が許容される。OFF操作すれば、制御回路8と安定器9の間の回路が遮断され、光電管3への電力供給が停止される。なお、手動式の電源スイッチ10の代わりに、例えば遠赤外線を用いた無線式のリモコンスイッチで構成してもよい。
整流回路14は、外部電源7と照度制御装置6の間に接続され、外部電源7から供給される高電圧の電力をAC7V〜AC12Vに変圧するためのトランス15と、ブリッジダイオード16と、三端子レギュレータ17と、コンデンサ18,19,20,21,22と、整流用ダイオード23と、抵抗24、緑色発光ダイオード25とで構成され、外部電源7から供給される電力を交流から直流へ変換するとともに、回路を駆動するのに適した電圧(0.5V)に変圧して、照度制御装置6へ出力する。
図示実施例は上記の如く構成するものにして、以下、自動調光照明装置1により照明器具2の照度を調光する方法を説明する。
先ず、図1に示すように、電源スイッチ10をON操作して、外部電源7から供給される電力で、建物A内部の天井部Aaに設置された各照明器具2…を点灯する。
点灯時において、各照明器具2…毎に、検知源である照明器具2を中心として、該照明器具2の所定領域内に向けて検知波(例えば超音波)を発信する。検知源である照明器具2の近くに別の照明器具2が存在する場合、その照明器具2が反射した検知波を照明検知センサ4で受信して照度制御装置6へ出力する。
照度制御装置6は、照度検知センサ5から出力される照度検知信号に基づいて、検知源である照明器具2の所定領域内に別の照明器具2が存在するか否かを判定する。
検知源である照明器具2の近くに別の照明器具2が存在すると判定された場合、その存在が検知された照明器具2も同じ機能を有するため、近くに別の照明器具2が存在することを認識することになる。つまり、後述する照度検知センサ5から出力される照度検知信号に基づいて、検知源である照明器具2と、その近くに設置された各照明器具2…を互いに連携して照度変化させ、各照明器具2…の照度を略均一に調光する。なお、近くに別の照明器具2が存在しないと判定された場合、各照明器具2…を独立して照度変化させ、目標の照度に調光する。
照度調光時において、検知源である照明器具2を中心として、検知源である照明器具2と、該照明器具2の近くに設置された照明器具2により照光される付近の照度を照度検知センサ5により検知して照度制御装置6へ出力する。照度制御装置6は、照度検知センサ5から出力される照度検知信号に基づいて、照明器具2により照光される付近及び建物A内部の照度が目標の照度であるか否かを照度制御装置6により判定する。
早朝から夕方まで天候が良ければ、窓や扉等の採光部から採光された外光が照明器具2により照光される付近に照射されるので、照明器具2の照度が低くても、例えば文字の読み書き、通路や出入口の確認、販売促進、安全確認、各種作業等の目的に適した目標の照度が得られる。しかし、例えば夕方、夜間、雨天、曇り、降雪等において、照明器具2により照光される付近に照射される外光が減少すると、上記目標の照度が得られなくなる。
そこで、照明器具2により照光される付近及び建物A内部に照射される外光が減少し、目標の照度よりも暗いと判定された場合、或いは、照明器具2により照光される付近及び建物A内部に外光が照射され、目標の照度よりも明るいと判定された場合、照度制御装置6は、予め記憶部に記憶された調光パターンに沿って照明器具2の照度調光を開始する。
つまり、図2に示すように、検知源である照明器具2と、該照明器具2の近くに設置された各照明器具2…の照度を100%の最大ワット(40W)に一旦調光した後、時間の経過とともに、図3に示す100%の最大ワットに照光した状態から徐々に又は段階的に低下させるとともに、検知源である照明器具2と、該照明器具2の近くに設置された各照明器具2…により照光される付近の照度及び建物A内部の照度を照度検知センサ5で検知する。
且つ、照度検知センサ5による検知に基づいて、照明器具2により照光される付近及び建物A内部の照度を照度制御装置6で随時判定し、100%から0%に至るまでの照度範囲内にて、照度制御装置6により目標の照度であると判定又は認識される明るさに調光する。例えば図4に示すように、照明器具2の照度を50%の中間ワットに調光するか、図5に示すように、照明器具2の照度を20%の最小ワットに調光する。なお、照明器具2の照度を20%以下のワットに調光してもよい。
また、外光の入射により、照明器具2により照光される付近及び建物A内部が明るく照光され、目標の照度が得られる場合、照明器具2による照光が不要であるため、照明器具2の照度を0%に近い明るさ(又は暗さ)に調光するか、消灯する。
夜間や雨天等において、照明器具2により照光される付近及び建物A内部への外光の入射がない場合、全照明器具2…の照度を100%の最大ワットに調光するか、100%に近い明るさに調光すれば、目標の照度が得られる。
また、照度制御装置6は、一定時間が経過する毎に、照度検知センサ5による検知に基づいて、目標の照度であるか否かを照度制御装置6により判定するとともに、その判定結果に対応して、照度制御装置6により照明器具2の照度を目標の照度に調光する。
調光終了後において、照明器具2の照光時間を照度制御装置6に内蔵されたタイマーで計時し、予め設定された照光時間が経過するまで、上記目標の照度に調光した状態を維持する。
予め設定された照光時間が経過した際に、再び、照度検知センサ5による検知に基づいて、照度制御装置6により照明器具2の照度を目標の照度に調光する。とともに、自動調光照明装置1による調光を一定時間毎に繰り返して、照明器具2により照光される付近及び建物A内部の明るさに応じて目標の照度に調光する。
また、照明器具2により照光される付近或いは建物A内部の照度を照度検知センサ5により連続的に検知し、その検知に基づいて、照度制御装置6により照明器具2の照度を目標の照度に随時調光してもよい。
なお、電源スイッチ10をON操作した際に、照明検知センサ4及び照度検知センサ5による検知に基づいて、照明器具2の照度を目標の照度に調光してもよい。また、任意の時間において、図示しない手動スイッチのON操作により照明検知センサ4及び照度検知センサ5による検知を実行させ、その検知に基づいて、照明器具2の照度を目標の照度に調光してもよい。
以上のように、複数設置された各照明器具2…を付近の明るさに応じて目標の照度に連携させて略均一に調光するので、照明器具2に寿命が到来するか、故障が発生したようなイメージを与えることがない。また、各照明器具2…の照度を100%に一旦調光した後、100%の照度から徐々に又は段階的に低下させて、照度制御装置6により目標の照度であると判定又は認識される明るさに調光するので、調光に要する時間が短くなり、付近の明るさに応じて目標の照度に素早く調光することができる。且つ、照明器具2の照度を徐々に高めるよりも、調光時の消費電力が少なくて済み、経済的である。
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の照明検知手段は、実施例の照明検知センサ4に対応し、
以下同様に、
照度検知手段は、照度検知センサ5に対応し、
照度制御手段は、照度制御装置6に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではなく、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、多くの実施の形態を得ることができる。
例えば照明器具2の照度を0%に近い最小ワットに一旦調光した後、照明器具2の照度を徐々に高めて、照度制御装置6により目標の照度であると判定又は認識される明るさに調光してもよい。
本発明の自動調光照明装置は、上記建物以外に、例えば壁部、床部、屋外、歩道等の構造物に複数設置された照明器具の照度を調光する際にも利用することができる。
照明器具に備えられた自動調光照明装置を示す回路図。 照明器具の照度と時間の関係を示す説明図。 照明器具を100%の最大ワットに調光した例を示す説明図。 照明器具を50%の中間ワットに調光した例を示す説明図。 照明器具を20%の最小ワットに調光した例を示す説明図。
符号の説明
A…建物
Aa…天井部
1…自動調光照明装置
2…照明器具
3…光電管
4…照明検知センサ
5…照度検知センサ
6…照度制御装置
7…外部電源
8…制御回路
9…安定器
10…電源スイッチ

Claims (4)

  1. 複数設置された各照明器具を目標の照度に調光する自動調光照明装置であって、
    上記各照明器具に、
    検知源である照明器具を中心として、該照明器具の近くに設置された照明器具の存在を検知する照明検知手段と、
    上記検知源である照明器具により照光される付近の照度を検知する照度検知手段と、
    上記照明検知手段と照度検知手段による検知に基づいて、上記検知源である照明器具の照度を該照明器具により照光される付近の明るさに応じて目標の照度に調光する照度制御手段を備えた
    自動調光照明装置。
  2. 上記照度制御手段に記憶された照明器具の調光パターンを、上記検知源である照明器具の近くに別の照明器具が存在すると判定された際に、上記検知源である照明器具の照度を100%に調光した後、該照明器具の照度を徐々に低下させて目標の照度に調光するように設定した
    請求項1に記載の自動調光照明装置。
  3. 上記照明検知手段を、上記検知源である照明器具を中心として、該照明器具の所定領域内に向けて検知波を発信し、該所定領域内に設置された照明器具が反射する検知波を受信する照明検知センサで構成した
    請求項1又は2に記載の自動調光照明装置。
  4. 上記照度検知手段を、上記検知源である照明器具と、該照明器具の近くに設置された照明器具により照光される付近の照度を検知する照度検知センサで構成した
    請求項1,2,3のいずれか一つに記載の自動調光照明装置。
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