CN101901092A - 一种用于控制信息处理系统的控制面板及信息处理系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于控制信息处理系统的控制面板及信息处理系统。该控制面板作为集成装置能够与信息处理系统集成在一起。该控制面板包括:组装在印刷电路板组件中的多个电容式触摸按钮;组装在印刷电路组件中的指纹传感器;至少一个状态指示器,其用于显示电容式触摸按钮的状态;连接器接口;与电容式触摸按钮、状态指示器和连接器接口电连接的触摸感应处理器;以及与指纹传感器和连接器接口电连接的指纹感应处理器。触摸感应处理器和指纹感应处理器被配置成:分别从电容式触摸按钮和指纹传感器接收信号,将该信号处理成控制信号并通过连接器接口将该控制信号发送给信息处理系统。电容式触摸按钮与指纹传感器在印刷电路板组件内的物理距离通常大于或等于约20毫米。
Description
本申请要求2008年12月24日提交的申请号为08113980.7、发明名称为“一种电容式触摸按钮和生物识别指纹感测器的联合应用装置”的香港短期专利申请的优先权,以及2009年9月21日提交的申请号为12/563,178、发明名称为“用于控制信息处理系统的控制面板”的美国专利申请的优先权,通过引用将其全部内容合并于此。
技术领域
本发明涉及信息处理系统的控制装置,更具体地涉及用于控制信息处理系统的具有集成电容式触摸按钮和指纹传感器的控制面板及具有该控制面板的信息处理系统。
背景技术
目前的计算机、移动电话、个人数字助理PDA(Personal Digital Assistant)或类似的信息处理系统大多分别具有触摸按钮面板或指纹扫描模块,然而,当相对于人类的手或手指来说,触摸按钮之间及与指纹扫描模块之间的距离太近时,基于电容式触摸感应技术的触摸按钮面板和基于射频扫描的指纹感应模块,极易发生误触摸,因此,这种感应装置的物理位置极大的影响了终端用户体验。
随着计算机、PDA、移动电话等信息处理系统的融合,人们正在寻找一种更小的控制装置以对上述信息处理系统进行更为有效的控制。
发明内容
本发明提供一种用于控制信息处理系统的控制面板及信息处理系统,以通过该控制面板对信息处理系统进行更为有效的控制。
本发明的上述目的是通过如下技术方案实现的:
一种用于控制信息处理系统的控制面板,该控制面板作为集成装置能够与信息处理系统集成在一起。该控制面板包括:组装在印刷电路板组件中的多个电容式触摸按钮;组装在印刷电路组件中的指纹传感器;至少一个状态指示器,其被配置成用于显示电容式触摸按钮的状态;连接器接口;与所述电容式触摸按钮、所述至少一个状态指示器和所述连接器接口电连接的触摸感应处理器;以及与所述指纹传感器和所述连接器接口电连接的指纹感应处理器。触摸感应处理器和指纹感应处理器被配置成:分别从电容式触摸按钮和指纹传感器接收信号,将该信号处理成控制信号,并通过连接器接口将该控制信号发送给信息处理系统。电容式触摸按钮与指纹传感器在印刷电路板组件内的物理距离通常大于或等于约20毫米。
其中,在本发明的一个实施方式中,指纹传感器是通过柔性印刷电路来实现的指纹扫描仪,并且该指纹扫描仪被配置成利用射频电磁波来扫描用户的手指。在本发明的另一个实施方式中,指纹传感器是由液晶显示(LCD)玻璃上的氧化锡铟(ITO)层来实现的指纹扫描仪,并且该指纹扫描仪被配置成利用射频电磁波来扫描用户的手指。在本发明的另一个实施方式中,指纹传感器是由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料上的ITO(氧化锡铟)层来实现的指纹扫描仪,并且该指纹扫描仪被配置成利用射频电磁波来扫描用户的手指。
其中,至少一个状态指示器可以被配置成通过它的颜色或闪烁速率来表示所述电容式触摸按钮的状态。
其中,控制面板还可以包括至少一个引导指示器,该引导指示器被配置成用于引导用户执行指纹扫描操作,该至少一个引导指示器与指纹感应处理器电连接。
其中,电容式触摸按钮可以是透明的,并且能够通过粘结材料而粘附到信息处理系统上。电容式触摸按钮可以由透明的层叠体和设置在该层叠体上的传导线路形成。在其中一个实施方式中,透明的层叠体由两层聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层形成,并且传导线路由横观各向同性多孔(TIP)材料制成。在其中另一个实施方式中,透明的层叠体由液晶显示(LCD)玻璃形成,并且传导线路由ITO(氧化锡铟)制成。
其中,在本发明的一个实施方式中,连接器接口是有线接口,其遵循I2C(集成电路间)通信协议或USB(通用串行总线)通信协议。在本发明的另一个实施方式中,连接器接口是Bluetooth(蓝牙)接口或红外接口。
其中,该控制面板还可以包括音频输出装置,该音频输出装置被配置成向用户提供与所述电容式触摸按钮的状态或所述指纹传感器的状态有关的音频反馈。
其中,触摸感应处理器可以被配置成:向所述信息处理系统发送控制信号,以根据所述指纹传感器接收到的信号来控制用户对所述信息处理系统的访问。
其中,指纹传感器和电容式触摸按钮可以电连接。
一种信息处理系统,该信息处理系统除了包括:键盘;设置在所述键盘上的触摸板;与所述键盘电连接的显示器以外;还包括:前述的控制面板。
其中,控制面板可以被集成设置在所述键盘的靠近所述显示器的部分上,并且与所述触摸板至少距离约20毫米。也可以被集成设置在所述显示器的靠近所述键盘的部分上。也可以被集成设置在所述显示器的远离所述键盘的部分上。还可以被集成设置在所述显示器的下方,从而通过所述显示器能够看到所述控制面板的一部分。
一种用于控制信息处理系统的控制面板,该控制面板作为集成装置能够与所述信息处理系统集成在一起,该控制面板包括:组装在印刷电路板组件中的多个电容式触摸按钮;组装在所述印刷电路组件中的指纹传感器;至少一个状态指示器,其被配置成用于显示所述电容式触摸按钮的状态;至少一个引导指示器,其被配置成用于引导用户执行指纹扫描操作;连接器接口;与所述电容式触摸按钮电连接的触摸感应处理器;与所述指纹传感器电连接的指纹感应处理器;以及与所述触摸感应处理器、所述指纹感应处理器、所述至少一个状态指示器、所述至少一个引导指示器以及所述连接器接口电连接的中央控制器,其中,所述中央控制器被配成:控制所述触摸感应处理器和所述指纹感应处理器,以分别接收来自所述电容式触摸按钮和所述指纹传感器的针对所述信息处理系统的控制信号,并通过所述连接器接口与所述信息处理系统进行通信,从而利用所述控制信号对所述信息处理系统进行控制,并且,所述电容式触摸按钮与所述指纹传感器在所述印刷电路板组件内的物理距离通常大于或等于约20毫米。
本发明通过将各种部件集成到一个集成功能装置中,使控制面板的尺寸变得较小并且提高了对信息处理系统的控制的可靠性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明的限定。在附图中:
图1是根据本申请的一个实施方式的用于控制信息处理系统的控制面板的功能框图;
图2是图1所例示的控制面板的前视图;
图3是具有图1所例示的控制面板的膝上型计算机的立体图;
图4是根据本申请的另一个实施方式的具有控制面板的膝上型计算机的LCD的前视图;
图5是根据本申请的另一个实施方式的具有控制面板的膝上型计算机的LCD的前视图;
图6A是根据本申请的又一个实施方式的具有控制面板的膝上型计算机的LCD的俯视图;
图6B是图6A所描绘的LCD的前视图;
图6C是具有根据本申请的另一个实施方式的控制面板的计算机键盘;
图7是图1所例示的控制面板的电容式触摸按钮电路的示意性电路图;
图8是图1所例示的控制面板的指纹传感器电路的示意性电路图;以及
图9是根据本申请的又一个实施方式的用于控制信息处理系统的控制面板的功能框图。
具体实施方式
现在将详细讨论本申请的用于控制信息处理系统的控制面板的实施方式,在以下描述中还提供了该控制面板的示例。虽然对本申请所公开的用于控制信息处理系统的控制面板的示例性实施方式进行了详细说明,但是本领域的技术人员很清楚,为了便于说明而未示出某些对于理解该用于控制信息处理系统的控制面板并非特别重要的特征。
此外,应该理解,本申请所公开的用于控制信息处理系统的控制面板不限于以下描述的精确的实施方式,本领域的技术人员在不脱离所要保护的主旨或范围的情况下可以对该用于控制信息处理系统的控制面板进行各种改变和变更。例如,可以在本申请公开的范围内,将不同示例性实施方式中的要素和/或特征彼此结合,和/或彼此替换。
图1是根据本申请的一个实施方式的用于控制信息处理系统的控制面板的功能框图。该控制面板包括:多个电容式触摸按钮11;多个状态指示器12,例如LED(发光二极管);触摸感应处理器13;指纹传感器14;指纹感应处理器15;以及连接器接口16。
电容式触摸按钮11被组装在印刷电路板组件上,并且被配置成从用户接收对例如计算机等信息处理系统进行控制的指令,所述信息处理系统与控制面板相连。在本实施方式中,电容式触摸按钮11本质上是可通过用户手指的触摸来控制的开关,并且可根据信息处理系统正在运行的特定的应用程序而被分配特定的功能。例如,当电容式触摸按钮11被配置成在音乐播放中对信息处理系统进行控制时,有6个电容式触摸按钮可以分别被分配这样的功能:“快进”、“快退”、“返回上一曲目”、“跳到下一曲目”、“暂停”以及“停止/播放”。在另一示例中,当电容式触摸按钮11被配置成用于控制信息处理系统清除其显示器时,一旦触摸了电容式触摸按钮11,触摸感应处理器13就会通过连接器接口16向信息处理系统发出取消指令,使得信息处理系统停止运行其当前应用程序并从显示器上清除该应用程序的信息。
在本实施方式中,电容式触摸按钮11可以是透明的,并且分别通过双面胶带等粘结材料而贴附在信息处理系统的表面上。这种透明的电容式触摸按钮11是由透明的层叠体形成的,该透明的层叠体是由两层PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)层和位于该PET层上的传导线路(conductive trace)构成的。传导线路是由TIP(transversely isotropic porous:横观各向同性多孔)材料制成的。可选地,透明的层叠体可以由LCD(液晶显示)玻璃构成,在该LCD玻璃上可以印制有ITO(Indium tin oxide:氧化锡铟)线路。
状态指示器LED 12被配置成用于显示电容式触摸按钮11的状态,并且在本实施方式中,将状态指示器LED 12的数量设定成与电容式触摸按钮11的数量相同。在本实施方式中,数量为6个。可以理解,可以按照电容式触摸按钮11的特定应用的要求,来设定状态指示器LED的数量。可以通过状态指示器LED 12的颜色或闪烁速率来表示电容式触摸按钮11的状态。
触摸感应处理器13与电容式触摸按钮11和状态指示器LED 12电连接,并被配置成对该状态指示器LED 12进行控制,以指示电容式触摸按钮11的状态,从电容式触摸按钮11接收信号,将该信号处理成控制信号,并且通过连接器接口16将该控制信号传输到信息处理系统,从而与信息处理系统正在运行的应用程序进行交互。
在本实施方式中,指纹传感器14是指纹扫描仪,例如利用RF(射频)电磁波来扫描指纹的RF指纹扫描仪。指纹扫描仪可以由FPC(柔性印刷电路)、LCD玻璃上的ITO(氧化锡铟)层、或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料上的ITO(氧化锡铟)层来实现。指纹传感器14被配置成用于检测并扫描用户手指的图像,从而能够验证用户的身份,并能够相应地控制用户对信息处理系统的访问。
指纹感应处理器15与指纹传感器14电连接,用于处理由指纹传感器14接收到的信号并通过连接器接口16向信息处理系统发送控制信号,以对信息处理系统进行锁定或解锁。
连接器接口16与触摸感应处理器13、指纹感应处理器15以及信息处理系统电连接,用作控制面板与信息处理系统之间的通信接口。连接器接口16可以是有线接口,例如遵照I2C(集成电路间)通信协议或USB(通用串行总线)通信协议的接口,或者可选地,可以是无线接口,例如蓝牙接口或红外接口。
指纹传感器14、指纹感应处理器15以及连接器接口16的操作可以由下面的示例来例示,但不限于这些示例。在一个示例中,当指纹传感器14检测到(至少检测到一次)不是以前利用信号处理系统注册过的指纹时,指纹感应传感器15被配置成通过连接器接口16向信息处理系统发送锁定指令。该锁定指令可以停止信息处理系统的工作或将信息处理系统设定为预定条件下的工作状态。在另一个示例中,当信息处理系统被锁定并且之后指纹传感器14检测到以前注册过的指纹时,指纹感应处理器15被配置成通过连接器接口16向信息处理系统发送解锁指令,以将信息处理系统设定回正常工作状态。在又一个示例中,当连续触摸了指纹传感器14一次以上时,指纹感应处理器15被配置成通过连接器接口16向信息处理系统发送锁定指令,以将信息处理系统锁定,并且直到检测到已注册的指纹而解除了系统的锁定时,才允许对系统进行访问。
在本实施方式中,控制面板还包括引导指示器17,例如LED(发光二极管)。该引导指示器LED 17与指纹感应处理器15电连接,并被配置成用于对用户显示引导图案,说明手指移动的正确方向和手指扫描中的当前扫描状态。可以理解,为了实现更复杂的引导,引导指示器LED的数量可以多于一个。
在本实施方式中,指纹传感器14和电容式触摸按钮11是通过电线连接的、或是通过RF或其他无线方式而无线连接的两个独立单元。
图2是根据本实施方式的控制面的前视图。参照图2,控制面板具有:5个电容式触摸按钮21、22、23、24和25;分别与电容式触摸按钮21-25对应的5个状态指示器LED 21’、22’、23’、24’和25’;以及指纹传感器扫描仪26。
在本实施方式中,控制面板还可以包括音频输出装置,例如扬声器或蜂鸣器(未图示)。音频输出装置与触摸感应处理器13或指纹感应处理器15电连接,并且被配置成用于提供与电容式触摸按钮11的开关状态或指纹传感器14的扫描状态有关的音频反馈。
在本实施方式中,控制面板还可以包括固态存储器(图1中未示出),该固态存储器用于存储与电容式触摸按钮11的位置和状态有关的信息以及指纹数据等。
物理上,可以将根据本实施方式的控制面板的不同部件集成到一个独立装置中,其中,电容式触摸按钮11和指纹传感器14被组装在同一印刷电路板组件上。在本实施方式中,为了避免电容式触摸按钮11与指纹传感器14之间的干扰,电容式触摸按钮11与指纹传感器14在印刷电路板组件内的物理距离通常大于或等于约20毫米。可以将作为集成装置的控制面板集成设置在信息处理系统内。优选的是,以控制面板与信息处理系统的其他触摸感应装置(例如触摸板)保持合理距离的方式将控制面板设置在信息处理系统内,以避免电容式触摸按钮11与指纹传感器14之间偶然的假触发。
图3是根据本实施方式的具有控制面板的膝上型计算机的立体图。膝上型计算机31具有例如LCD(液晶显示器)等的显示器、键盘、以及设置在键盘上的触摸板。控制面板32被集成设置在膝上型计算机31的键盘的靠近LCD的部分上,并且与膝上型计算机31的触摸板至少距离2厘米。
图4是根据本申请的另一个实施方式具有控制面板的膝上型计算机的LCD 41的前视图。在该实施方式中,控制面板42被集成设置在膝上型计算机的LCD 41的靠近键盘的部分上。
图5是根据本申请的又一个实施方式的具有控制面板的膝上型计算机的LCD 51的前视图。在该实施方式中,控制面板52被集成设置在膝上型计算机的LCD 51的远离键盘的部分上。
图6A是根据本申请的又一个实施方式的具有控制面板的膝上型计算机的LCD的俯视图。图6B是图6A所描绘的膝上型计算机的LCD的前视图。在该实施方式中,控制面板62被设置在LCD 61的下方,从而通过LCD 61可以看到控制面板62的一部分。
图6C是根据本申请的另一个实施方式的具有控制面板的计算机键盘。该控制面板包括电容式触摸按钮和指纹传感器扫描仪。在该计算机键盘上还包括分别与电容式触摸按钮对应的状态指示器LED。
图7是图1所例示的控制面板的电容式触摸按钮电路的示意性电路图。电容式触摸按钮电路包括与图1中的电容式触摸按钮11对应的电路71、与图1中的触摸感应处理器13对应的电路72、与图1中的状态指示器LED 12对应的电路73、以及与图1中的连接器接口16对应的电路74。电容式触摸按钮电路通过如下方式来实现电容式触摸按钮的功能,即:将电路71感应到的信号转换成控制信号,通过电路74将该控制信号发送给信息处理系统,并由电路73中的LED来显示电路71的状态。
图8是图1所例示的控制面板的指纹传感器电路的示意性电路图。指纹传感器电路包括与图1中的指纹感应处理器15对应的电路81、与图1中的指纹传感器14对应的电路82、以及与图1中的连接器接口16对应的电路83。指纹传感器电路通过如下方式来实现指纹传感器的功能,即:将电路82感应到的信号转换成控制信号并通过电路83将该控制信号发送给信息处理系统。在该实施方式中,特别地,控制信号对应于锁定指令或解锁指令。
图9是根据本申请的又一个实施方式的用于控制信息处理系统的控制面板的功能框图。该控制面板包括多个电容式触摸按钮91、多个状态指示器LED(发光二极管)93、触摸感应处理器92、指纹传感器94、引导指示器LED(发光二极管)96、指纹感应处理器95、连接器接口97以及中央控制器98。状态指示器LED 93、触摸感应处理器92、引导指示器LED 96、指纹感应处理器95以及连接器接口97分别与中央控制器98相连。中央控制器98控制触摸感应处理器92和指纹感应处理器95分别从电容式触摸按钮91和指纹传感器94接收针对信息处理系统的控制信号,并通过连接器接口97与该信息处理系统进行通信,从而利用该控制信号来控制信息处理系统。在本实施方式中,这种控制包括锁定/解锁以及对信息处理系统正在运行的应用程序的状态进行控制。
在上述实施方式中,控制面板可以同时用作触摸按钮面板和指纹扫描仪,或者可选地,控制面板在任何时刻仅可用作触摸按钮面板或指纹扫描仪中的一个。当控制面板处于工作状态时,控制面板中的LED和扬声器或蜂鸣器向用户提供视频及音频反馈。通过将各种部件集成到一个集成功能装置中,使控制面板的尺寸变得较小并且提高了控制的可靠性。
尽管通过具体参照本申请的一些实施方式对本申请进行说明和描述,但是应该注意,可以在不脱离本发明的范围的情况下进行各种其他的改变或变形。
Claims (21)
1.一种用于控制信息处理系统的控制面板,其特征在于,该控制面板作为集成装置能够与所述信息处理系统集成在一起,其中,该控制面板包括:
组装在印刷电路板组件中的多个电容式触摸按钮;
组装在所述印刷电路组件中的指纹传感器;
至少一个状态指示器,其被配置成用于显示所述电容式触摸按钮的状态;
连接器接口;
与所述电容式触摸按钮、所述至少一个状态指示器和所述连接器接口电连接的触摸感应处理器;以及
与所述指纹传感器和所述连接器接口电连接的指纹感应处理器,
其中,
所述触摸感应处理器和所述指纹感应处理器被配置成:分别从所述电容式触摸按钮和所述指纹传感器接收信号,将该信号处理成控制信号,并通过所述连接器接口将所述控制信号发送给所述信息处理系统,并且,所述电容式触摸按钮与所述指纹传感器在所述印刷电路板组件内的物理距离通常大于或等于约20毫米。
2.根据权利要求1所述的控制面板,其特征在于:
所述指纹传感器包括通过柔性印刷电路来实现的指纹扫描仪,并且该指纹扫描仪被配置成利用射频电磁波来扫描用户的手指。
3.根据权利要求1所述的控制面板,其特征在于:
所述指纹传感器包括由液晶显示玻璃上的氧化锡铟层来实现的指纹扫描仪,并且该指纹扫描仪被配置成利用射频电磁波来扫描用户的手指。
4.根据权利要求1所述的控制面板,其特征在于:
所述指纹传感器包括由聚对苯二甲酸乙二醇酯材料上的氧化锡铟层来实现的指纹扫描仪,并且该指纹扫描仪被配置成利用射频电磁波来扫描用户的手指。
5.根据权利要求1所述的控制面板,其特征在于:
所述至少一个状态指示器被配置成通过它的颜色或闪烁速率来表示所述电容式触摸按钮的状态。
6.根据权利要求1所述的控制面板,其特征在于,该控制面板还包括:
至少一个引导指示器,所述引导指示器被配置成用于引导用户执行指纹扫描操作,所述至少一个引导指示器与所述指纹感应处理器电连接。
7.根据权利要求1所述的控制面板,其特征在于:
所述电容式触摸按钮是透明的,并且能够通过粘结材料而粘附到所述信息处理系统上。
8.根据权利要求7所述的控制面板,其特征在于:
所述电容式触摸按钮由透明的层叠体和设置在该层叠体上的传导线路形成。
9.根据权利要求8所述的控制面板,其特征在于:
所述透明的层叠体由两层聚对苯二甲酸乙二醇酯层形成,并且所述传导线路由横观各向同性多孔材料制成。
10.根据权利要求8所述的控制面板,其特征在于:
所述透明的层叠体由液晶显示玻璃形成,并且所述传导线路由氧化锡铟制成。
11.根据权利要求1所述的控制面板,其特征在于:
所述连接器接口是有线接口,其遵循集成电路间通信协议或通用串行总线通信协议。
12.根据权利要求1所述的控制面板,其特征在于:
所述连接器接口是蓝牙接口或红外接口。
13.根据权利要求1所述的控制面板,其特征在于,该控制面板还包括:
音频输出装置,该音频输出装置被配置成向用户提供与所述电容式触摸按钮的状态或所述指纹传感器的状态有关的音频反馈。
14.根据权利要求1所述的控制面板,其特征在于:
所述触摸感应处理器被配置成:向所述信息处理系统发送控制信号,以根据所述指纹传感器接收到的信号来控制用户对所述信息处理系统的访问。
15.根据权利要求1所述的控制面板,其特征在于:
所述指纹传感器和所述电容式触摸按钮电连接。
16.一种信息处理系统,该信息处理系统包括:
键盘;
设置在所述键盘上的触摸板;
与所述键盘电连接的显示器,其特征在于,所述信息处理系统还包括:
权利要求1-15任一项所述的控制面板。
17.根据权利要求16所述的信息处理系统,其特征在于:
所述控制面板被集成设置在所述键盘的靠近所述显示器的部分上,并且与所述触摸板至少距离约20毫米。
18.根据权利要求16所述的信息处理系统,其特征在于:
所述控制面板被集成设置在所述显示器的靠近所述键盘的部分上。
19.根据权利要求16所述的信息处理系统,其特征在于:
所述控制面板被集成设置在所述显示器的远离所述键盘的部分上。
20.根据权利要求16所述的信息处理系统,其特征在于:
所述控制面板被集成设置在所述显示器的下方,从而通过所述显示器能够看到所述控制面板的一部分。
21.一种用于控制信息处理系统的控制面板,其特征在于:该控制面板作为集成装置能够与所述信息处理系统集成在一起,其中,该控制面板包括:
组装在印刷电路板组件中的多个电容式触摸按钮;
组装在所述印刷电路组件中的指纹传感器;
至少一个状态指示器,其被配置成用于显示所述电容式触摸按钮的状态;
至少一个引导指示器,其被配置成用于引导用户执行指纹扫描操作;
连接器接口;
与所述电容式触摸按钮电连接的触摸感应处理器;
与所述指纹传感器电连接的指纹感应处理器;以及
与所述触摸感应处理器、所述指纹感应处理器、所述至少一个状态指示器、所述至少一个引导指示器以及所述连接器接口电连接的中央控制器,
其中,
所述中央控制器被配成:控制所述触摸感应处理器和所述指纹感应处理器,以分别接收来自所述电容式触摸按钮和所述指纹传感器的针对所述信息处理系统的控制信号,并通过所述连接器接口与所述信息处理系统进行通信,从而利用所述控制信号对所述信息处理系统进行控制,并且,所述电容式触摸按钮与所述指纹传感器在所述印刷电路板组件内的物理距离通常大于或等于约20毫米。
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