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可視光通信

索引 可視光通信

可視光通信(かしこうつうしん)とは、人の目に見える可視光線帯域の電磁波を用いた無線通信の一種。 将来的に、全ての照明が、高速変調可能なLED照明や有機EL照明に置き換わることで「照明が通信インフラになる」、という社会応用面からの点で注目され実用化が推進されている。(このように照明を使う可視光通信は、特に照明光通信と呼ばれる) しかし照明の流用以外にも様々な研究開発がなされており、現在のところ「可視光通信」はきわめて多岐にわたる技術・応用領域の総称となっている。.

38 関係: 可視光線可視光通信実験衛星大気の窓中川正雄交流マイクロ波ポケモンショックレーザーフリッカーフレームレートフォトダイオードベースバンド伝送インバータインフラストラクチャー光合成光無線通信光過敏性発作光通信固体撮像素子灯浮標理工学部生物無線通信発光ダイオードEL視覚蛍光灯電子情報技術産業協会電磁波電波電波産業会IEEEIrDALED照明有機エレクトロルミネッセンス慶應義塾大学拡張現実2003年

可視光線

可視光線(かしこうせん 英:Visible light)とは、電磁波のうち、ヒトの目で見える波長のもの。いわゆる光のこと。JIS Z8120の定義によれば、可視光線に相当する電磁波の波長は下界はおおよそ360-400 nm、上界はおおよそ760-830 nmである。可視光線より波長が短くなっても長くなっても、ヒトの目には見ることができなくなる。可視光線より波長の短いものを紫外線、長いものを赤外線と呼ぶ。可視光線に対し、赤外線と紫外線を指して、不可視光線(ふかしこうせん)と呼ぶ場合もある。 可視光線は、太陽やそのほか様々な照明から発せられる。通常は、様々な波長の可視光線が混ざった状態であり、この場合、光は白に近い色に見える。プリズムなどを用いて、可視光線をその波長によって分離してみると、それぞれの波長の可視光線が、ヒトの目には異なった色を持った光として認識されることがわかる。各波長の可視光線の色は、日本語では波長の短い側から順に、紫、青紫、青、青緑、緑、黄緑、黄、黄赤(橙)、赤で、俗に七色といわれるが、これは連続的な移り変わりであり、文化によって分類の仕方は異なる(虹の色数を参照のこと)。波長ごとに色が順に移り変わること、あるいはその色の並ぶ様を、スペクトルと呼ぶ。 もちろん、可視光線という区分は、あくまでヒトの視覚を主体とした分類である。紫外線領域の視覚を持つ動物は多数ある(一部の昆虫類や鳥類など)。太陽光をスペクトル分解するとその多くは可視光線であるが、これは偶然ではない。太陽光の多くを占める波長域がこの領域だったからこそ、人間の目がこの領域の光を捉えるように進化したと解釈できる。 可視光線は、通常はヒトの体に害はないが、例えば核爆発などの強い可視光線が目に入ると網膜の火傷の危険性がある。.

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可視光通信実験衛星

中央が可視光通信実験衛星FITSAT-1 可視光通信実験衛星とは可視光通信を使用する通信衛星である。 通常、申請から免許の取得まで2~3年かかるとされ、無線局免許申請作業が不要で指向性が強いため混信がおきにくく、電磁波障害やレーザー光のような視覚障害が無いとされる。 通信速度は現在はまだ遅く、低軌道の場合、角速度が速く、視野から急速に去るので追尾が困難で安定した伝送が困難である。また、高度を上げると、追尾が容易にはなるものの、光源を高出力化する必要があり、消費電力等、可視光ならではの利点が損なわれる可能性がある。衛星との双方向光通信も試みられた。.

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大気の窓

大気の窓(たいきのまど )とは、大気の影響が小さく、光の透過率が高い波長域のことである。窓領域とも呼ばれる。 人工衛星などからの地表観測用センサには、大気による影響を小さくするために、この波長域が使用される。 逆に大気の影響が大きい波長域もあり、水蒸気5.7~7.2µmや二酸化炭素15µm帯など特定の波長を用いることで大気の状態を観測することもできる。 赤外線天文学でも地上からの観測の場合、この波長域での観測に限られる。このためいくつかの波長域について略称がついている(波長が短い方からI, J, H, K, L, M等).

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中川正雄

中川 正雄(なかがわ まさお、1946年 - )は日本の工学者。工学博士。慶應義塾大学名誉教授。.

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交流

三角波、鋸歯状波 交流(こうりゅう、)とは、時間とともに周期的に向きが変化する電流(交流電流)を示す言葉であり、「交番電流」の略。また、同様に時間とともに周期的に大きさとその正負が変化する電圧を交流電圧というが、電流・電圧の区別をせずに交流または交流信号と呼ぶこともある。 交流の代表的な波形は正弦波であり、狭義の交流は正弦波交流()を指すが、広義には周期的に大きさと向きが変化するものであれば正弦波に限らない波形のものも含む。正弦波以外の交流は非正弦波交流()といい、矩形波交流や三角波交流などがある。.

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マイクロ波

マイクロ波(マイクロは、Microwave)は、電波の周波数による分類の一つである。「マイクロ」は、電波の中で最も短い波長域であることを意味する。.

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ポケモンショック

ポケモンショックとは、1997年12月16日にテレビ東京および系列局 (TXN) で放送されたテレビアニメ『ポケットモンスター』(ポケモン)の視聴者が光過敏性発作などを起こした事件である。事件の影響でポケモンの放送が4カ月の間休止された。 なお、「ポケモンショック」の名称は俗称であり、他にも「ポリゴンショック」「ポケモンパニック」「ポケモン(ポリゴン)事件」「ポケモン(ポリゴン)騒動」「ポケモン(ポリゴン)フラッシュ」などとも呼ばれる。.

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レーザー

レーザー(赤色、緑色、青色) クラシックコンサートの演出で用いられた緑色レーザー He-Ne レーザー レーザー(laser)とは、光を増幅して放射するレーザー装置を指す。レーザとも呼ばれる。レーザー光は指向性や収束性に優れており、また、発生する電磁波の波長を一定に保つことができる。レーザーの名は、Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(輻射の誘導放出による光増幅)の頭字語(アクロニム)から名付けられた。 レーザーの発明により非線形光学という学問が生まれた。 レーザー光は可視光領域の電磁波であるとは限らない。紫外線やX線などのより短い波長、また赤外線のようなより長い波長のレーザー光を発生させる装置もある。ミリ波より波長の長い電磁波のものはメーザーと呼ぶ。.

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フリッカー

フリッカー(flicker、フリッカ)は、蛍光灯やブラウン管を用いたディスプレイに生じる細かいちらつき現象のことである。原義は「明滅」「ゆらぎ」である。ディスプレイの書き換え頻度であるリフレッシュレートが低く、人間の目でその点滅を認識できるようになるという現象である。フリッカーの生じているディスプレイを長時間使っていると、疲労・めまい・吐き気などにつながる。 視力1.0のヒトの目の分解能は0.01度であるが、ネコでは約0.1度、トンボでは約1度、ハエでは約2度である。光点の点滅を識別できる限度を点滅の頻度で表したものをフリッカー融合頻度(ちらつき融合頻度)というが、この頻度が高い方が動きの識別能力が高い。ヒトのフリッカー融合頻度は70Hz - 100Hzであるが、ハトでは150Hzと高く、また速く飛ぶ昆虫ではフリッカー融合頻度は非常に高く、例えばハエでは約300Hzである。.

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フレームレート

フレームレートは、動画において、単位時間あたりに処理させるフレーム数(静止画像数、コマ数)である。通常、1秒あたりの数値で表し、fps(frames per second=フレーム毎秒)という単位で表す。 映像に対するサンプリング周波数とも言え、単位にヘルツが使われる場合もある。連続しているものに対する標本化であることからストロボ効果を起こす。 走査がプログレッシブスキャンであればリフレッシュレートと同じ値になる。ただし、リフレッシュレートとは違うものである。特にアナログテレビ放送のNTSCなどインターレースの場合、フレームレートはリフレッシュレートとは一致しない。.

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フォトダイオード

フォトダイオード フォトダイオード フォトダイオード(Photodiode)は、光検出器として働く半導体のダイオードである。フォトダイオードにはデバイスの検出部に光を取り込むための窓や光ファイバーの接続部が存在している。真空紫外線やX線検出用のフォトダイオードは検出窓が存在しないものもある。 フォトトランジスタは、基本的にはバイポーラトランジスタで、バイポーラトランジスタのベース・コレクターのpn接合に光が到達するようなケースに封入している。フォトトランジスタはフォトダイオードの様に動作するが、光に対してはより高感度である。これは、光子によりベースコレクター間の接合に電子が生成され、それがベースに注入されるからで、この電流がトランジスター動作で増幅される。しかし、フォトトランジスタはフォトダイオードより応答時間が遅い。 ほとんどのフォトダイオードは右の写真の様な形状をしており、発光ダイオードと形状が似ている。2端子(もしくはワイヤー)がそこより出ている。端子の長さの短い方がカソードで、長い方がアノードである。下に回路図が示してあり、電流はアノードからカソードの方向に矢印の向きに流れる。.

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ベースバンド伝送

ベースバンド伝送(ベースバンドでんそう)は、搬送波を変調したりするのではなく、ベースバンドの信号をそのまま伝送する方式である。.

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インバータ

インバータ(Inverter)とは、直流または交流から、周波数の異なる交流を発生させる(逆変換する)電源回路、またはその回路を持つ装置のことである。逆変換回路(ぎゃくへんかんかいろ)、逆変換装置(ぎゃくへんかんそうち)などとも呼ばれる。制御装置と組み合わせることなどにより、省エネルギー効果をもたらすことも可能なため、利用分野が拡大している。 インバータと逆の機能を持つ回路(装置)はコンバータ、または整流器(順変換器)とも言う。.

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インフラストラクチャー

インフラストラクチャー(infrastructure)とは「下支えするもの」「下部構造」を指す観念的な用語であり、以下の意味がある。.

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光合成

光合成では水を分解して酸素を放出し、二酸化炭素から糖を合成する。 光合成の主な舞台は植物の葉である。 光合成(こうごうせい、Photosynthese、photosynthèse、拉、英: photosynthesis)は、主に植物や植物プランクトン、藻類など光合成色素をもつ生物が行う、光エネルギーを化学エネルギーに変換する生化学反応のことである。光合成生物は光エネルギーを使って水と空気中の二酸化炭素から炭水化物(糖類:例えばショ糖やデンプン)を合成している。また、光合成は水を分解する過程で生じた酸素を大気中に供給している。年間に地球上で固定される二酸化炭素は約1014kg、貯蔵されるエネルギーは1018kJと見積もられている『ヴォート生化学 第3版』 DONALDO VOET・JUDITH G.VOET 田宮信雄他訳 東京化学同人 2005.2.28。 「光合成」という名称を初めて使ったのはアメリカの植物学者チャールズ・バーネス(1893年)である『Newton 2008年4月号』 水谷仁 ニュートンプレス 2008.4.7。 ひかりごうせいとも呼ばれることが多い。かつては炭酸同化作用(たんさんどうかさよう)とも言ったが現在はあまり使われない。.

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光無線通信

光無線通信(ひかりむせんつうしん)とは、赤外線から可視光線までの間の波長の電磁波(光線)を用いた通信であり、無線通信の一種である。 以前は天候などの妨害により効率が悪いとされていたが、技術の進歩によりメガビット毎秒からギガビット毎秒程度の通信速度が得られるようになったこと、また、近年の電波による無線通信の需要増による電波資源の逼迫などの事情から、今後の有力な近距離通信手段として注目されている。また、基本的に無線伝送路は電波法に言う電波(3THz以下の電磁波、波長0.1mm以上)でないため、無線局免許が不要である事も利点である。 なお、PC、携帯電話やリモコンなどに使われている、赤外線通信やIrDAも、光無線通信の一種である。 FTTxの足回りとしての使用も検討されている。また、LEDによる照明光源や信号機から、特殊な変調により、人の視覚に認知されないように発光して光無線通信を行う機器もコンセプトモデルとして開発されている。.

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光過敏性発作

光過敏性発作(ひかりかびんせいほっさ、Photosensitive epilepsy, PSE)は、視覚に飛び込んだ光刺激に対する異常反応の症状をいう。日本で大規模に広がった例としては後述の通称「ポケモンショック」が有名。.

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光通信

光通信(ひかりつうしん)とは伝送媒体に光ファイバーを利用した有線通信を行うことである。.

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固体撮像素子

CCDイメージセンサの例 固体撮像素子(こたいさつぞうそし、英語: solid state image sensor)は、半導体チップの集積回路による、撮像素子(イメージセンサ)である。従来の撮像管に代表される、真空管のような機械的な構造を持つ撮像素子(イメージセンサ)に代わり、半導体の単結晶という「固体」の内部で起きる現象を利用したものであることからその名がある。様々な分類法があるが、一例を上げれば、材料・素子・電荷の転送方式など半導体技術や電子工学の観点からの分類、走査方式や用途からの分類、などといった分類がある。.

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灯浮標

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理工学部

工学部(りこうがくぶ)は大学の学部のひとつ。理学と工学の両方の立場から総合的、学際的な研究と教育をするとされるが、実際には理学系と工学系の学科を両方持つだけ、あるいは事実上の工学部となっている場合もある。.

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生物

生物(せいぶつ)または生き物(いきもの)とは、動物・菌類・植物・古細菌・真正細菌などを総称した呼び方である。 地球上の全ての生物の共通の祖先があり(原始生命体・共通祖先)、その子孫達が増殖し複製するにつれ遺伝子に様々な変異が生じることで進化がおきたとされている。結果、バクテリアからヒトにいたる生物多様性が生まれ、お互いの存在(他者)や地球環境に依存しながら、相互に複雑な関係で結ばれる生物圏を形成するにいたっている。そのことをガイアとも呼ぶものもある。 これまで記録された数だけでも百数十万種に上ると言われており、そのうち動物は100万種以上、植物(菌類や藻類も含む)は50万種ほどである。 生物(なまもの)と読むと、加熱調理などをしていない食品のことを指す。具体的な例を挙げれば“刺身”などが代表的な例としてよく用いられる。.

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無線通信

無線通信(むせんつうしん)は、伝送路として線を使わない電気通信のことである。しばしば短縮して「無線」と呼ばれる。線を使わない無線通信に対して、線を使う通信の方は有線通信と呼ぶ。無線通信は軍事行動においてこそ長所際立つものの、気候変動や気温・水温などの変化によって受信が不安定なものとなる。.

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発光ダイオード

光ダイオード(はっこうダイオード、light emitting diode: LED)はダイオードの一種で、順方向に電圧を加えた際に発光する半導体素子である。 1962年、ニック・ホロニアックにより発明された。発明当時は赤色のみだった。1972年にによって黄緑色LEDが発明された。1990年代初め、赤崎勇、天野浩、中村修二らによって、窒化ガリウムによる青色LEDの半導体が発明された。 発光原理はエレクトロルミネセンス (EL) 効果を利用している。また、有機エレクトロルミネッセンス(OLEDs、有機EL)も分類上、LEDに含まれる。.

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EL

EL.

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視覚

視覚(しかく、)とは、眼を受容器とする感覚のこと。.

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蛍光灯

蛍光灯(けいこうとう)または蛍光ランプ(fluorescent lamp)、蛍光管(けいこうかん)は、放電で発生する紫外線を蛍光体に当てて可視光線に変換する光源である。方式は 熱陰極管 (HCFL; hot cathode fluorescent lamp) 方式と 冷陰極管 (CCFL; cold cathode fluorescent lamp) 方式とに大別され、通常「蛍光灯」と呼ぶ場合は、熱陰極管方式の蛍光管を用いた光源や照明器具を指すことが多い。 最も広く使われているのは、電極をガラス管内に置き(内部電極型)、低圧水銀蒸気中のアーク放電による253.7nm線を使うものである。水銀自体は環境負荷物質としてEU域内ではRoHS指令による規制の対象であるが、蛍光灯を代替できる他の技術が確立されていなかったことや、蛍光灯が広く普及していたこと、発光原理上水銀を使用せざるを得ないことを理由として蛍光灯への使用は許容されている。 水銀の使用と輸出入を2020年以降規制する水銀に関する水俣条約が2017年5月に発効要件である50か国の批准に至り、同年8月16日に発効、これを受け日本国内でも廃棄物処理法に新たに水銀含有廃棄物の区分が設けられ、廃棄蛍光ランプも有害廃棄物として管理を求められるなど、処分費用の負担が増加することから、これまで廃棄蛍光ランプを無料回収していた量販店も有料回収に切り替えている。 蛍光灯を代替する技術としてLED照明も既に実用化されていることから、日本国内においては新築のオフィスビルなどでは全館LED照明を採用する事例も増えている。家庭向けにも蛍光灯照明器具の製造・販売を終息するメーカーが相次いでおり,蛍光灯の使用は淘汰される方向へと情勢が大きく変化している。.

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電子情報技術産業協会

一般社団法人電子情報技術産業協会(でんしじょうほうぎじゅつさんぎょうきょうかい、Japan Electronics and Information Technology Industries Association)は、エレクトロニクス技術や電子機器、情報技術(IT)に関する業界団体。略称はJEITA(ジェイタ)。.

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電磁波

電磁波(でんじは )は、空間の電場と磁場の変化によって形成される波(波動)である。いわゆる光(赤外線、可視光線、紫外線)や電波は電磁波の一種である。電磁放射()とも呼ばれる。現代科学において電磁波は波と粒子の性質を持つとされ、波長の違いにより様々な呼称や性質を持つ。通信から医療に至るまで数多くの分野で用いられている。 電磁波は波であるので、散乱や屈折、反射、また回折や干渉などの現象を起こし、 波長によって様々な性質を示す。このことは特に観測技術で利用されている。 微視的には、電磁波は光子と呼ばれる量子力学的な粒子であり、物体が何らかの方法でエネルギーを失うと、それが光子として放出される。また、光子を吸収することで物体はエネルギーを得る。.

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電波

ムネイル 電波(でんぱ)とは、電磁波のうち光より周波数が低い(言い換えれば波長の長い)ものを指す。光としての性質を備える電磁波のうち最も周波数の低いものを赤外線(又は遠赤外線)と呼ぶが、それよりも周波数が低い。.

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電波産業会

一般社団法人電波産業会(でんぱさんぎょうかい、Association of Radio Industries and Businesses)は、日本の携帯電話やデジタル放送に関する標準規格策定を行っている業界団体である。1995年に財団法人電波システム開発センター(RCR)と放送技術開発協議会(BTA)の事業を統合して設立され、2011年に一般社団法人に移行した。通称はARIB(アライブ)。.

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IEEE

IEEE(アイ・トリプル・イー、The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.)は、アメリカ合衆国に本部を持つ電気工学・電子工学技術の学会である。.

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IrDA

携帯電話のIrDA IrDA(アイアールディーエイ、)は赤外線による光無線データ通信を規格化している団体であり、またその規格そのものの名称である。特に規格に関しては、 IrDA DATA と呼ぶ。.

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LED照明

LED照明(エルイーディーしょうめい、LED lamp, LED light bulb)は、発光ダイオード (LED) を使用した照明器具のことである。2017年現在、照明器具の主力光源となっている。 LEDを使用しているため、低消費電力で長寿命といった特徴を持つ。定格範囲内で使用する限り発光素子自身は比較的長寿命であり、熱による劣化が寿命の決定要因となる。 LED照明に求められる白色の発色には青色の光源が必要なため、1990年代に青色LEDが発明されるまでは可視光LEDを使ったLED照明を作ることは現実的ではなかった。ブルーライトを伴った高輝度のLED照明が普及し環境や健康に有害であるため、2016年にはアメリカ医師会が、運転や睡眠、生態系に与える影響を低減するためのガイダンスを作成している。.

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有機エレクトロルミネッセンス

Galaxy Note」で使用 有機エレクトロルミネッセンス(ゆうきエレクトロルミネッセンス、organic electro-luminescence: OEL)、とは発光を伴う物理現象であり、その現象を利用した有機発光ダイオード(、organic light-emitting diode: OLED)や発光ポリマー(はっこうポリマー、light emitting polymer: LEP)とも呼ばれる製品一般も指す。 これらの発光素子は発光層が有機化合物から成る発光ダイオード(LED)を構成しており、有機化合物中に注入された電子と正孔の再結合によって生じた励起子(エキシトン)によって発光する。日本では慣習的に「有機EL」と呼ばれることが多い。次世代ディスプレイのほか、LED照明と同様に次世代照明技術(後述参照)としても期待されている。.

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慶應義塾大学

記載なし。

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拡張現実

拡張現実(かくちょうげんじつ、Augmented Reality、オーグメンテッド・リアリティ、AR)とは、人が知覚する現実環境をコンピュータにより拡張する技術、およびコンピュータにより拡張された現実環境そのものを指す言葉。 英語の Augmented Reality の日本語訳であるため、それを日本語発音した「オーグメンテッド・リアリティ」や省略形のARも用いられる。また、拡張現実感(かくちょうげんじつかん)、強化現実(きょうかげんじつ)、増強現実(ぞうきょうげんじつ)とも言う。似た言葉に複合現実 (MR) がある。.

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2003年

この項目では、国際的な視点に基づいた2003年について記載する。.

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