CN100370512C - 一种显示信息的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示信息的方法及装置。本发明方法在显示设备中设置双轴加速计;对双轴加速计所测量出的自身两个轴向上的加速度矢量进行采样量化处理,根据处理后的两个加速度矢量来获取设备显示屏的两个轴向上的位移;根据获取的显示屏两个轴向上的位移修正在显示屏中进行显示的显示信息区域;将修正后显示信息区域中的显示信息在显示屏上进行显示。本发明装置包括显示缓冲模块、显示控制模块、显示屏模块、双轴加速计模块和中央处理模块。本发明能够使显示信息的位置与人眼的位置在空间上保持相对稳定,并大大提高显示屏显示信息的稳定性和可辨别性。
Description
技术领域
本发明涉及屏幕显示技术,特别是涉及一种显示信息的方法及装置。
背景技术
目前,移动式设备由于具有可移动性及便于携带等优点而得到了广泛的应用。为了便于人们的使用,大部分移动式设备配置有显示屏用以显示图像或文字信息,比如移动电话、个人数字助理(PDA)、车载电视、电子书阅读器和便携式计算机等。
在实际应用中,移动式设备通常是在移动环境中被人们使用的,比如,人们在行走时使用移动电话编辑短信息,在开动的汽车上观看电视等。因此,人体走动、手抖以及运载工具抖动等各种抖动情况会造成移动式设备的抖动。当移动式设备抖动时,其显示屏及所显示信息会随之抖动从而产生较大加速度,也就是说,显示屏及其显示的信息在较短的时间内产生较大的位移,而由于惯性,在该较短时间内人眼没有发生位移,这样,从人眼的观察角度来看,移动式设备显示屏上显示的信息突然发生位置改变,可辨别性差,从而使得人们无法从显示屏上获取准确的显示信息。比如,当人们在观看车载电视时,由于汽车的颠簸,汽车上的显示屏及其图像相对于人眼突然向左移动,而在该短时间内,人眼因没有移动而无法适应这一变化,使得人眼无法看清显示屏上的图像。
为了解决抖动对移动式设备显示屏显示稳定性的影响,在现有技术中,一种解决方法是:为移动式设备配置较大的显示屏或设置较低的分辨率,使其显示较大的图像或文字信息。这样,当移动式设备抖动造成显示屏上显示信息的突然位置改变时,由于显示屏上所显示的图像或文字信息较大,人们还可较为准确地辨认出显示屏上显示的各种信息。
但是,此种方法所存在的缺点是:由于人们通常希望移动式设备的体积较小便于携带,比如,将移动电话设计为很小的体积以便随身携带,将汽车上电视的显示屏设计的较小以不占用过多的空间。如果为移动式设备配置较大的显示屏,则必定会增加移动式设备的体积和重量,从而无法适应人们对移动式设备便于携带的要求,并且限制了移动式设备向小型化的进一步发展,降低了移动式设备的实用性;如果设置较低的显示屏分辨率,则会造成在相同显示区域内显示信息内容太少的缺陷,降低了显示屏的使用效率和移动式设备的可用性。
因此,如何在不增加显示屏面积和不降低显示屏分辨率的条件下,使移动式设备能够在抖动环境中稳定显示,提高显示屏显示信息的可辨别性,已经成为一个亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种显示信息的方法及装置,以提高显示屏显示信息的稳定性和可辨别性。
为了达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种显示信息的方法,在显示设备中设置双轴加速计,该方法还包括以下步骤:
A、由双轴加速计测量自身两个轴向上的加速度矢量;
B、对得到的两个加速度矢量进行采样量化处理,根据处理后的两个加速度矢量获取设备显示屏的两个轴向上的位移;
C、根据获取的显示屏两个轴向上的位移修正在显示屏中进行显示的显示信息区域;
D、将修正后显示信息区域中的显示信息在显示屏上进行显示。
在步骤B中,在根据处理后的两个加速度矢量获取设备显示屏的位移之前,进一步包括:
对当前得到的两个加速度矢量进行滤波处理。
所述采样量化的时间间隔为20ms。
所述滤波处理为滤出频率在2~6HZ之间的加速度成分。
所述双轴加速计的两个轴向分别平行于显示屏的两个轴向;
所述根据处理后的两个加速度矢量获取设备显示屏的两个轴向上的位移为:对所述处理后的两个加速度矢量分别进行采样时间间隔内的二次积分,得到设备显示屏在自身两个轴向上的位移Dx和Dy。
步骤C中,所述修正在显示屏中进行显示的显示信息区域的步骤包括:在对应于位移Dx的轴向上,将初始显示信息区域沿位移Dx的反方向移动mod(Dx/L)个像素,在对应于位移Dy的轴向上,将初始显示信息区域沿位移Dy的反方向移动mod(Dy/L)个像素,得到修正后的显示信息区域,其中,L为像素间距。
所述双轴加速计两个轴向所在平面与显示屏两个轴向所在平面平行,且双轴加速计的两个轴向分别与显示屏的两个轴向形成θ角;
所述根据处理后的两个加速度矢量获取设备显示屏的两个轴向上的位移包括:
B21、计算 其中,gx和gy为步骤B1中所述处理后的两个加速度矢量;
B22、对所求出的两个加速度矢量gx’和gy’分别进行采样时间间隔内的二次积分,得到设备显示屏在自身两个轴向上的位移Dx’和Dy’。
在步骤C中,所述修正在显示屏中进行显示的显示信息区域的步骤包括:在对应于位移Dx’的轴向上,将初始显示信息区域沿位移Dx’的反方向移动mod(Dx’/L)个像素,在对应于位移Dy’的轴向上,将初始显示信息区域沿位移Dy’的反方向移动mod(Dy’/L)个像素,得到修正后的显示信息区域,其中,L为像素间距。
一种显示信息的装置,包括显示缓冲模块、显示控制模块、显示屏模块、双轴加速计模块和中央处理模块,其中,
双轴加速计模块,用于测量在自身两个轴向上的加速度矢量,并将测得的加速度矢量传输至中央处理模块;
中央处理模块,对接收到的两个加速度矢量进行采样量化处理,根据处理后的两个加速度矢量获取显示屏模块在自身两个轴向上的位移,根据该位移修正显示缓冲模块中显示信息区域的阵列坐标,然后将显示信息写入该修正后显示信息区域内,并将修正后显示信息区域的阵列坐标通过显示命令发送至显示控制模块;
显示控制模块,从接收到的显示命令中获取修正后显示信息区域的阵列坐标,将显示缓冲模块中该修正后显示信息区域内的显示信息显示在显示屏模块中。
可见,本发明具有以下优点:
1、在本发明中,在设备抖动时,计算出抖动所造成的显示屏与人眼之间的相对位移,将显示信息本发明利用双轴加速计测量出抖动所产生的加速度矢量,根据该加速度矢量计算出抖动所造成的位移,然后使应该在显示屏上进行显示的显示信息反方向移动该位移,使得显示信息的位置与人眼的位置在空间上保持相对稳定,提高了显示屏显示信息的稳定性和可辨别性。
2、本发明在实现稳定显示的同时,没有增加设备的显示屏面积,也没有降低显示屏的分辨率,而且所利用的双轴加速计测量加速度矢量也是目前已有的成熟技术,因此,本发明是简单且易于实现的。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
图2是在本发明实施例中双轴加速计模块与显示屏模块的两个轴向分别平行时的安装关系示意图。
图3是本发明在双轴加速计模块与显示屏模块的两个轴向分别平行时实现稳定显示的具体实施例的流程图。
图4A是在本发明实施例中移动式设备无抖动时显示缓冲模块与显示屏模块之间的映射关系示意图。
图4B是在本发明实施例中移动式设备抖动时显示缓冲模块与显示屏模块之间的映射关系示意图。
图5是本发明中双轴加速计模块与显示屏模块的两个轴向所在平面平行但轴向不平行时的安装关系示意图。
图6是本发明在图5所示安装关系下双轴加速计模块与显示屏模块两个轴向形成角度的示意图。
图7是本发明在双轴加速计模块与显示屏模块的两个轴向所在平面平行但轴向不平行时实现稳定显示的具体实施例的流程图。
具体实施方式
目前,利用微电子机械系统(MEMS,Micro Electro Mechanical Systems)技术制造的一种加速度传感器,双轴加速计,已被广泛应用。双轴加速计的基本原理是:将内部传感器活动部件在惯性情况下产生的位移或压力转换为电信号,来指示两个正交轴向上的加速度矢量。
在现有技术中,移动式设备抖动时产生较大加速度,使得设备显示屏上显示信息与人眼之间突然形成相对位移,而现有技术没有补偿这一相对位移,从而导致人眼无法从显示屏上获取准确的显示信息。针对这一缺点,本发明利用双轴加速计测量出设备抖动时两个正交轴向上的加速度矢量,然后根据该加速度矢量计算并补偿设备抖动所造成的显示屏上显示信息与人眼之间的相对位移,从而提高显示屏显示信息的稳定性和可辨别性。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
图l是本发明装置的结构示意图。参见图1,本发明装置包括双轴加速计模块101、中央处理模块102、显示缓冲模块103、显示控制模块104和显示屏模块105,其中,中央处理模块102与双轴加速计模块101、显示缓冲模块103和显示控制模块104直接相连,显示控制模块104与显示缓冲模块103和显示屏模块105直接相连。
在本发明装置中,双轴加速计模块101和中央处理模块102是本发明为了实现稳定显示而新增的功能模块,而显示缓冲模块103、显示控制模块104和显示屏模块105则是本发明与现有技术在显示信息时都具有的功能模块,也就是说,本发明装置中显示缓冲模块103、显示控制模块104和显示屏模块105的功能分别与现有技术中显示缓冲模块、显示控制装置和显示屏的功能相同。
其中,双轴加速计模块101,用于测量在自身两个正交轴向上的加速度矢量,并将测得的加速度矢量传输至中央处理模块102;中央处理模块102,对输入的两个加速度矢量分别进行取样量化以及滤波处理,并对处理后的两个加速度矢量分别进行二次积分,求出在双轴加速计模块101两个正交轴向上的位移分量,根据该位移分量修正显示缓冲模块103中显示信息区域的阵列坐标,然后将显示信息写入该修正后显示信息区域内,并将修正后显示信息区域的阵列坐标通过显示命令发送至显示控制模块104;显示控制模块104,从接收到的显示命令中获取修正后显示信息区域的阵列坐标,将显示缓冲模块103中该修正后显示信息区域内的显示信息显示在显示屏模块105中相对应的位置。
将本发明装置安装在移动式设备中,就可实现移动式设备的稳定显示,提高显示屏显示信息的可辨别性。
为了最为准确地测量出在显示屏模块两个轴向上的加速度矢量,也就是显示屏模块所显示的信息相对于人眼的加速度矢量,在实际安装中,可以使本发明装置中双轴加速计模块的两个轴向分别平行于显示屏模块的两个轴向。
下面结合一个具体实施例说明本发明装置中双轴加速计模块的两个轴向分别平行于显示屏模块的两个轴向时,本发明方法实现稳定显示信息的过程。
图2是在本发明实施例中双轴加速计模块与显示屏模块的两个轴向分别平行时的安装关系示意图,图3是本发明在双轴加速计模块与显示屏模块的两个轴向分别平行时实现稳定显示的具体实施例的流程图。参见图1、图2和图3,在双轴加速计模块的两个轴向分别平行于显示屏模块的两个轴向时,利用本发明的装置,本发明方法实现稳定显示信息的具体过程包括以下步骤:
步骤301、双轴加速计模块101测量自身两个正交轴向上的加速度矢量gx和gy,然后将测得的加速度矢量gx和gy传输至中央处理模块102。
这里,双轴加速计模块测量自身两个正交轴向上加速度矢量的具体实现过程是现有技术,此处不再描述。
步骤302、中央处理模块102对gx和gy分别进行采样量化处理。
这里,由于双轴加速计模块101所测量出的gx和gy为模拟电信号,因此,为了使中央处理模块102能够对这两个加速度矢量进行分析和计算,就必须将这两个模拟信号转换为数字信号,即对表现为模拟电信号的gx和gy分别进行采样量化处理。并且,在对gx和gy进行采样量化处理时,为达到比较平滑的屏幕显示效果,可以每20ms采样一次。
步骤303、中央处理模块102对gx和gy分别进行数字滤波处理,获取频率在2~6Hz之间的gx和gy成分。
这里,对gx和gy分别进行数字滤波处理以获取频率在2~6Hz之间成分的原因是:
a、隔直流。避免由于重力作用或行进过程引起的双轴加速计的固定gx和gy直流分量输出;
b、除去振动频率很低及振动频率很高的gx和gy成分。这是由于,振动频率很低的gx和gy成分对应的移动式设备的加速度变化很慢,即移动式设备显示屏的抖动速度变化很慢,比如手机慢慢摇晃时手机显示屏慢慢抖动,这时,人的眼睛可以适应显示屏的移动速度,仍然可以辨别出显示屏上所显示的信息,因此,无需进行本发明中的后续位移补偿处理;而振动频率很高的gx和gy成分对应的移动式设备的加速度变化很快,即移动式设备显示屏的抖动速度变化很快,比如车载电视的显示屏由于汽车的剧烈颠簸而快速抖动,此种情况较少发生,且在剧烈抖动下没有办法也没有必要进行本发明中的后续位移补偿处理。
c、采样的数据量较少,便于快速处理。
另外,这里取2~6Hz之间的gx和gy成分只是一个经验值,在具体实现过程中,也可根据实际道路的凹凸情况以及双轴加速计的性能参数等滤波出其它合理的频率成分。
上述步骤302到步骤303的过程是先进行采样量化处理再进行滤波处理,在本发明中,还可先进行滤波处理再进行采样量化处理,也就是说,步骤302到步骤303的过程也可为:中央处理模块102对gx和gy分别进行滤波处理,滤出频率在2~6Hz之间的模拟成分,然后再对该在2~6Hz之间的gx和gy进行采样量化处理。
步骤304、中央处理模块102根据gx和gy求出在双轴加速计模块101两个轴向上的位移Dx和Dy。
这里,设双轴加速计模块101在一个轴向X轴上的瞬时位移是Dx,在另一个轴向Y轴上的瞬时位移是Dy,由位移与加速度之间的关系可得数学推导公式:
在公式(1)和公式(2)中,t0和t1是积分的起始和终止时间,t0与t1的时间间隔取决于步骤302中采样量化的时间间隔。比如在步骤302中,每20ms采样出一个点,则在此处,t0和t1的时间间隔为20ms。
这里,所计算出的Dx和Dy是双轴加速计模块101的两个轴向上的位移分量,由于双轴加速计模块101的两个轴向分别平行于显示屏模块105的两个轴向,因此,Dx和Dy就是由于移动式设备抖动所产生的在显示屏平面的两个轴向上的位移矢量。
步骤305、中央处理模块102根据显示屏平面两个轴向上的位移矢量,获取修正后中央显示区区域,并将显示信息写入该修正后中央显示区区域内。
这里,参见图4A,图4A是在本发明实施例中移动式设备无抖动时显示缓冲模块与显示屏模块之间的映射关系示意图。显示缓冲模块103的显示阵列比显示屏模块105的显示阵列大,显示缓冲模块103内初始中央显示区区域A位于显示缓冲模块103的正中心,在无抖动的情况下,显示信息是被写入该中心位置,即初始中央显示区区域A内的。图4B是在本发明实施例中移动式设备抖动时显示缓冲模块与显示屏模块之间的映射关系示意图。当移动式设备产生抖动时,显示屏模块105随之抖动,为抵消该抖动所产生的位移,则需要修正显示信息在显示缓冲模块103中的阵列坐标,即被写入的位置,形成一个修正后的中央显示区区域B。由于显示屏模块105在X轴向上的位移为Dx,在Y轴上的位移为Dy,因此,若设像素间距为L,那么从初始中央显示区区域A得到修正后中央显示区区域B的过程包括:在X轴向上,将初始中央显示区区域A沿位移Dx的反方向移动mod(Dx/L)个像素,在Y轴向上,将初始中央显示区区域A沿位移Dy的反方向移动mod(Dy/L)个像素,得到修正后中央显示区区域,即区域B。
步骤306、中央处理模块102向显示控制模块104发出显示命令,该显示命令中携带有显示信息被写入区域的阵列坐标即修正后中央显示区区域信息。
步骤307、显示控制模块104接收到显示命令后,从显示缓冲模块103的修正后中央显示区区域B内获取显示信息,并将所获取的显示信息显示在显示屏模块105中的相应位置。
这里,需要说明的是,显示控制模块会将从显示缓冲模块中获取的象素点显示在显示屏模块中相对应的位置。比如,在未发生抖动时,显示信息被写入显示缓冲模块中初始中央显示区区域内,比如从(0,0)点到(5,5)点,相应地,显示控制模块将初始中央显示区区域内(0,0)点的象素显示在显示屏模块中(0,0)点,依此类推,直到将初始中央显示区区域内(5,5)点的象素显示在显示屏模块中(5,5)点,也就是说其阵列坐标是对应的。这样,当设备及显示屏模块发生抖动比如向左移动3个象素的位置后,本发明修正中央显示区区域,使其向右移动3个象素的位置,并将显示信息写入该修正后中央显示区区域内,即从(0,3)到(5,8),也就是说,在显示缓冲模块中,本应写入(0,0)点的象素写在了(0,3)点,显示控制模块根据显示缓冲模块与显示屏模块之间象素阵列坐标的一一对应关系,相应地将该显示缓冲模块中的(0,3)点象素显示在显示屏模块中(0,3)点,依此类推,直到(5,8)点。这样,使得显示信息在显示屏上进行显示时整体向右移动了3个象素的位置,抵消了抖动造成的显示屏向左移动的3个象素位置,使得显示信息与人眼的位置在空间上保持了相对稳定。
在上述实施例中,双轴加速计模块的两个轴向分别平行于显示屏模块的两个轴向。在实际使用中,也可能存在双轴加速计模块两个轴向所在平面与显示屏模块两个轴向所在平面平行,但双轴加速计模块的两个轴向不平行于显示屏模块的两个轴向,即存在一定角度的情况,此时,本发明仍可实现稳定显示。
图5是本发明中双轴加速计模块与显示屏模块的两个轴向所在平面平行但轴向不平行时的安装关系示意图,图6是本发明在图5所示安装关系下双轴加速计模块与显示屏模块两个轴向形成角度的示意图。参见图5和图6,双轴加速计模块的两个轴向X轴和Y轴所在平面与显示屏模块两个轴向X’轴和Y’轴所在平面平行,但X轴与X’轴以及Y轴与Y’轴不平行,分别形成一个θ角。由于双轴加速计模块测出的是自身两个轴向X轴和Y轴上的加速度矢量gx和gy,这样,就需要进行相应的数学变换以求出在显示屏模块两个轴向X’轴和Y’轴上的加速度gx’和gy’,进而求出显示屏模块两个轴向上的位移矢量Dx’和Dy’,并根据该显示屏模块两个轴向上的位移矢量来获取修正后中央显示区区域,以将显示信息写入修正后中央显示区区域。
图7是本发明在双轴加速计模块与显示屏模块的两个轴向所在平面平行但轴向不平行时实现稳定显示的具体实施例的流程图。参见图7,该流程中除步骤704与图3所示流程的步骤304不同外,其它步骤均相同;而步骤704为:中央处理模块102根据gx和gy计算出显示屏模块105两个轴向上的位移Dx’和Dy’。参见图6,该具体计算过程为:首先引入一个辅助角度,因为所以,又 所以
在公式(3)和公式(4)中,t0和t1是积分的起始和终止时间,t0与t1的时间间隔取决于步骤702中采样量化的时间间隔。比如在步骤702中,每20ms采样出一个点,则在此处,t0和t1的时间间隔为20ms。
相应地,在图7所示的流程中,在步骤705中,所述中央处理模块102根据所求出的显示屏平面两个轴向上的位移矢量,获取修正后中央显示区区域的过程为,在X’轴向上,将初始中央显示区区域沿位移Dx’的反方向移动mod(Dx’/L)个像素,在Y’轴向上,将初始中央显示区区域沿位移Dy’的反方向移动mod(Dy’/L)个像素,得到修正后中央显示区区域。
另外,在实际使用中,也可能存在本发明装置中的双轴加速计模块与显示屏模块两个轴向所在平面不平行的情况,此时,本发明实现稳定显示的过程与上述图7所示过程的原理相同。
本发明的方法和装置,不限于应用在移动式设备上,也可应用在其它非移动的没有便携要求的设备上。比如,将本发明装置安装在台式计算机上,以防止其在外界影响下产生抖动而无法稳定显示的情况发生。
总之,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种显示信息的方法,其特征在于,在显示设备中设置双轴加速计,该方法还包括以下步骤:
A、由双轴加速计测量自身两个轴向上的加速度矢量;
B、对得到的两个加速度矢量进行采样量化处理,根据处理后的两个加速度矢量获取设备显示屏的两个轴向上的位移;
C、根据获取的显示屏两个轴向上的位移修正在显示屏中进行显示的显示信息区域;
D、将修正后显示信息区域中的显示信息在显示屏上进行显示。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤B中,在根据处理后的两个加速度矢量获取设备显示屏的位移之前,进一步包括:
对当前得到的两个加速度矢量进行滤波处理。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述采样量化的时间间隔为20ms。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述滤波处理为滤出频率在2~6HZ之间的加速度成分。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述双轴加速计的两个轴向分别平行于显示屏的两个轴向;
所述根据处理后的两个加速度矢量获取设备显示屏的两个轴向上的位移为:对所述处理后的两个加速度矢量分别进行采样时间间隔内的二次积分,得到设备显示屏在自身两个轴向上的位移Dx和Dy。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤C中,所述修正在显示屏中进行显示的显示信息区域的步骤包括:在对应于位移Dx的轴向上,将初始显示信息区域沿位移Dx的反方向移动mod(Dx/L)个像素,在对应于位移Dy的轴向上,将初始显示信息区域沿位移Dy的反方向移动mod(Dy/L)个像素,得到修正后的显示信息区域,其中,L为像素间距。
7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述双轴加速计两个轴向所在平面与显示屏两个轴向所在平面平行,且双轴加速计的两个轴向分别与显示屏的两个轴向形成θ角;
所述根据处理后的两个加速度矢量获取设备显示屏的两个轴向上的位移包括:
B21、计算 其中,gx和gy为步骤B1中所述处理后的两个加速度矢量;
B22、对所求出的两个加速度矢量gx’和gy’分别进行采样时间间隔内的二次积分,得到设备显示屏在自身两个轴向上的位移DX’和Dy’。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在步骤C中,所述修正在显示屏中进行显示的显示信息区域的步骤包括:在对应于位移Dx’的轴向上,将初始显示信息区域沿位移Dx’的反方向移动mod(Dx’/L)个像素,在对应于位移Dy’的轴向上,将初始显示信息区域沿位移Dy’的反方向移动mod(Dy’/L)个像素,得到修正后的显示信息区域,其中,L为像素间距。
9.一种显示信息的装置,包括显示缓冲模块、显示控制模块和显示屏模块,其特征在于,该装置还包括双轴加速计模块和中央处理模块,其中,
双轴加速计模块,用于测量在自身两个轴向上的加速度矢量,并将测得的加速度矢量传输至中央处理模块;
中央处理模块,对接收到的两个加速度矢量进行采样量化处理,根据处理后的两个加速度矢量获取显示屏模块在自身两个轴向上的位移,根据该位移修正显示缓冲模块中显示信息区域的阵列坐标,然后将显示信息写入该修正后显示信息区域内,并将修正后显示信息区域的阵列坐标通过显示命令发送至显示控制模块;
显示控制模块,从接收到的显示命令中获取修正后显示信息区域的阵列坐标,将显示缓冲模块中该修正后显示信息区域内的显示信息显示在显示屏模块中。
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- 2005-03-25 CN CNB2005100589394A patent/CN100370512C/zh not_active Expired - Fee Related
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