CN107667025A - 具有可控屏蔽显示器的透明显示器 - Google Patents
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Abstract
一种用于车辆的透明显示器包括具有可电子调节的亮度的自发光显示器和具有可电子调节吸收程度的屏蔽显示器。屏蔽显示器与自发光显示器背靠背地布置。至少一个光传感器布置在屏蔽显示器附近。显示控制器连接到自发光显示器、屏蔽显示器和至少一个光传感器。显示控制器能操作以响应于至少一个光传感器的信号改变屏蔽显示器的吸收程度。
Description
技术领域
本说明书涉及具有自发光显示器和可控屏蔽显示器的透明显示器,其中所述显示器背对背布置。
背景技术
有机发光二极管(OLED)为这样的发光二极管(LED):其电致发光层是响应于电流而发光的有机化合物薄膜。该有机半导体层位于两个电极之间。有两个主要的OLED系列:基于小分子的系列和采用聚合物的系列。向OLED中添加可动离子产生了具有略微不同工作模式的发光电化学电池(LEC)。OLED显示器可以使用无源矩阵(PMOLED)或有源矩阵方案。有源矩阵OLED(AMOLED)需要薄膜晶体管背板来打开或关闭每个单独的像素,但是允许更高的分辨率和更大的显示尺寸。
OLED显示器无背光地工作。因此,它可以显示深黑色等级,并且可以比液晶显示器(LCD)更薄和更轻。在低环境光条件下,无论LCD使用冷阴极荧光灯还是LED背光,OLED屏都可以实现比LCD更高的对比度。
薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)是使用薄膜晶体管(TFT)技术来提高诸如寻址能力和对比度等图像质量的液晶显示器(LCD)的变型。与无源矩阵LCD或具有多个区段的简单的直接驱动LCD相比,TFT LCD是有源矩阵LCD。
US 20050084659A1公开了一种用于汽车挡风玻璃的透明OLED平视显示器(HUD)。与本说明书的主题不同,该平视显示器不具有可电子控制的屏蔽显示器。DE 102010006293公开了一种用于车辆挡风玻璃的眩光屏蔽装置,所述眩光屏蔽装置被细分成多个部分,其中所述部分的传输因子可以作为强度的函数自动调节。与本申请的主题不同,该眩光屏蔽装置不包括自发光显示器。
发明内容
本说明书公开了一种用于车窗、例如挡风玻璃的透明显示器。该透明显示器包括具有显示像素的自发光显示器,其中,各个显示像素的亮度可以通过经由连接到自发光显示器的第一数据缆线发送相应的控制信号被电子地调节。
屏蔽显示器与自发光显示器背靠背地布置,使得屏蔽显示器的具有可电子控制的吸收程度的工作表面覆盖自发光显示器的具有可电子控制的亮度的工作表面或显示表面。换句话说,屏蔽显示器被布置在自发光显示器的后侧。在上述布置中,可以在自发光显示器和屏蔽显示器之间设置一个或多个透明层。
特别地,可电子控制的吸收程度可以指透明状态和不透明状态之间的切换。在其它实施例中,所述吸收程度可以是在不透明状态和透明状态之间的变暗状态或假设状态。可电子控制的吸收程度是指对诸如像素的预定区域的吸收程度的电子调节。
此外,透明显示器包括布置在屏蔽显示器附近的至少一个光传感器。特别地,光传感器可以被设计成使得其不仅能够测量亮度而且能够测量入射光的方向。在一个实施例中,仅设置一个光传感器。根据其它实施例,设置多个光传感器。例如,可以在显示器的每个角部设置一个光传感器,以便更好地检测入射光的方向。
光传感器布置成使得它们接收落在屏蔽显示器的外表面上的光,该屏蔽显示器的外表面与屏蔽显示器的面向自发光显示器的内表面或后侧相对地布置。
此外,透明显示器包括连接到自发光显示器、屏蔽显示器以及一个光传感器或者多个光传感器的显示控制器。显示控制器能操作,以便通过将相应的控制信号发送到屏蔽显示器和/或自发光显示器来响应于光传感器的信号而改变屏蔽显示器的显示像素的吸收程度和/或自发光显示器的显示像素的强度。
像素吸收程度的调节还可以取决于到自发光显示器的控制信号。例如,如果自发光显示器被明亮地点亮,则控制器可以减少屏蔽显示器的吸收程度。
特别地,可以用OLED显示器来实现自发光显示器,OLED显示器可以被制成为符合挡风玻璃的曲率的柔性片。此外,屏蔽显示器可以实现为LCD显示器,其允许控制挡风玻璃上的预定区域的吸收程度。特别地,LCD显示器可以由薄膜晶体管(TFT)LCD显示器提供。
LCD显示器不需要单独的光源,因为光源由自发光显示器提供。屏蔽显示器用于选择性地控制光吸收程度。
自发光显示器和屏蔽显示器两者都连接到相同的控制器,使得控制器能够根据发送到自发光显示器的控制信号来控制屏蔽显示器的吸收程度。
根据一个实施例,控制器能操作以增加屏蔽显示器的与自发光显示器的点亮像素对应或相邻的区域中的吸收程度。为此,自发光显示器的像素和屏蔽显示器的像素彼此对准。相反地,控制器还可以增加屏蔽显示器的与自发光显示器的较不亮的像素对应的区域中的吸收程度,以增加自发光显示器的对比度。换句话说,透明显示器的可读性可以通过屏蔽透过透明衬底的分散的明亮背景来增强。
根据另一个实施例,控制器用于增加屏蔽显示器的整体吸收程度或在外部光源区域中的吸收程度,该外部光源由透明显示器的光传感器检测。对于此功能,相应的像素不需要对齐。特别地,控制器能操作以增加屏蔽显示器的与外部光源的方向对应的区域的吸收程度。
在另一个实施例中,控制器能操作以使屏蔽显示器的吸收时间间隔与自发光显示器的点亮时间间隔同步。在一个实施例中,通过对控制器上设置的定时器(例如电驱动晶体振荡器)的预定数量的信号进行计数来确定时间间隔。
在另一实施例中,屏蔽显示器的像素的尺寸对应于自发光显示器的像素的尺寸。特别地,所述尺寸可以是自发光显示器的像素的尺寸的倍数。
根据一个实施例,显示控制器能操作,以使用透明显示器的一个或多个光传感器的信号来检测整体外部光强度,并相应地调节屏蔽显示器的吸收程度和自发光显示器的强度。
在另一实施例中,透明显示器包括用于从车载相机接收数据的输入连接。根据本实施例,显示控制器操作,以根据光传感器的信号并根据来自车载相机的输入信号来确定外部光条件。为此,显示控制器可以评估原始图像帧或预处理信息,例如光源的坐标和方向。
特别地,显示控制器可以使用来自光传感器和/或来自车载相机的输入信号来检测和跟踪外部光源的方向,并且通过选择性地增加屏蔽显示器的与外部光源的所检测到的位置对应的区域的吸收程度来相应地控制屏蔽显示器。
根据另一个实施例,屏蔽显示器包括可电子控制的偏振滤光器,其中控制器能操作,以根据从显示控制器发送到自发光显示器的控制信号来控制屏蔽显示器的偏振滤光器,其中,控制信号确定自发光显示器的点亮。
此外,本说明书公开了具有上述透明显示器的车辆。在一个实施例中,透明显示器附接到车辆的窗户,并且显示控制器的电力输入连接到车辆的电源。在另一个实施例中,透明显示器被用作为独立的显示器,例如作为可以被夹在仪表板上的支架上的显示器。显示控制器也可以连接到汽车数据总线和/或车载相机。
根据另一方面,本说明书公开了一种用于调节屏蔽显示器的像素的吸收程度和自发光显示器的像素的亮度的控制器。
该控制器包括用于连接自发光显示器的第一输出连接和用于连接屏蔽显示器的第二输出连接。此外,传感器输入连接被设置成用于接收光传感器的信号。光传感器的信号还指从光传感器的原始信号(例如数字化信号)或由另一电子部件处理的信号导出的处理信号。例如,另外的电子部件可以确定汽车的聚光灯的光束来的方向和光源的立体角。
此外,控制器包括用于接收要在自发光显示器上显示的数据的数据输入。例如,数据输入可以连接到至电子仪表板的线缆,使得显示在仪表板上的警报符号和其它信息也可以显示在汽车的挡风玻璃上。因此,驾驶员不必将注意力从观察汽车前面的道路中移开。
控制器能操作,以产生用于选择性地控制自发光显示器的显示像素的强度的第一控制信号,以及产生用于选择性地控制屏蔽显示器的显示像素的吸收程度的第二控制信号,其中所述吸收程度取决于光传感器的信号。
此外,发送到一个显示器的控制信号也可以取决于发送到其它显示器的控制信号。此外,到自发光显示器的控制信号也可以取决于从光传感器接收的信号。
在另一方面,本说明书公开了一种用于调节透明显示器的计算机实现方法。更具体地说,调节到透明显示器的控制信号。透明显示器包括在透明显示器上背对背设置的自发光显示器和屏蔽显示器。此外,屏蔽显示器在尺寸方面对应于自发光显示器并且与自发光显示器对准。
可以调节尺寸,使得屏蔽显示器的面积与自发光显示器的面积基本上相同。在特定实施例中,相对于其中一个显示器的面积尺寸,显示区域的差可以为至多2%、至多5%或至多10%。
此外,两个显示器的分辨率或像素间距可以彼此匹配。根据特定实施例,一个显示器的像素间距是另一个显示器的像素的数倍,或者是数倍的2%、5%或10%。根据其它实施例,相对于其中一个分辨率,两个显示器的分辨率相差至多2%、至多5%或至多10%。
从透明显示器的光传感器接收传感器信号。控制信号被发送到自发光显示器,以在自发光显示器上显示数据。此外,根据光传感器的传感器信号调节屏蔽显示器的像素吸收程度。
此外,该方法还可以包括以上述各种方式接收另外的输入和/或调节到各个显示器的控制信号。
此外,本说明书公开了一种具有计算机可读存储器的计算机程序产品,其包括用于执行上述方法的计算机可执行指令或计算机可读指令。
根据本说明书的透明显示器可以改善从主观察侧的观察体验,以及减少从非主观察侧观察到的不想要的光效果。
为了实现透明度,透明显示器提供光的双向通过。透明显示器的控制方式考虑到对观察质量有负面影响的下述效果。因此,可以改善观察体验和显示器的可读性。
当观察者从背侧或次要侧观察显示器时,主要侧的显示内容对于在显示器次要侧的观察者可能是可见的,或者它们可能干扰显示在显示器次要侧上的内容。这种效果在低光(如傍晚和/或夜间条件)下是最强的。
此外,次要侧的光源、例如来自迎面而来的车辆或白炽灯的光可能会影响主要侧的观察质量。
特别地,显示器可以用在汽车的挡风玻璃中,或者用作后座窗户透明显示器,以在夜间条件或低光条件下实现增强实现性,例如在通过汽车挡风玻璃或窗户看去时提供巡航或仪表板信息的显示。
此外,显示器可以提供夜视功能,例如对其它道路使用者的自动检测。在一个实施例中,提供了一种监测光条件的光传感器。传感器信号可用于根据感测到的光条件自动地切换显示器。此外,光传感器信号可以用于改变显示表面的强度。
根据本说明书的显示器包括四个主要部分:
1.基于OLED或其它自发光技术的透明显示器。这里的“自发光”与非发光显示器相对,例如LCD显示器。
2.作为屏蔽显示器的TFT-LCD。在本申请的上下文中,TFT-LCD不具有其自己的背景照亮。相反,它被用作屏蔽外部光源或OLED显示器的照亮的屏蔽显示器。
3.用于感测环境光条件和在透明显示器后面一个或多个光源的存在的光传感器。
4.用于使两个显示器同步的显示电子装置。显示电子装置设置在连接到两个显示器中的每者的控制器上。
其中,所述显示器可以在某些条件下提供以下改进:
1.消除或减少来自次要显示侧的光线的烦人的影响。
2.当在汽车移动期间在次要显示侧上存在光源时,改善所显示的图像的显示。
3.根据在次要显示侧上检测到光源的存在并且根据所检测到的环境光条件的变化,提供基于传感器的对TFT元件的自动调节。
4.选择隐私模式,在隐私模式下,在次要侧不能看到在主要侧上显示的内容。这通过相应地控制屏蔽显示器来实现。特别地,可以调节屏蔽显示器的吸收程度,使得自发光显示器的内容从外侧不再可见。根据另一种选择,OLED显示器发射由可电子控制的偏振滤光器阻挡的偏振光。
在一些实施例中,这可能导致显示器不再足够透明以在挡风玻璃前方看到外部场景。如果需要,可以通过将具有更多信息的来自车载相机的图像帧重叠并在自发光显示器上显示所得到的组合图像来补偿该效果。
附图说明
现在将参照附图更详细地说明本说明书的主题,图中:
图1示出了处于第一工作模式的显示器的实施例,以及
图2示出了处于第二工作模式的图1的显示器。
具体实施方式
在下面的描述中,提供了细节以便描述本说明书的实施例。然而,对于本领域技术人员显而易见的是,可以无这些细节地实施这些实施例。
图1示出了根据本说明书的处于第一模式的显示器。
所述显示器包括并排布置的透明OLE D显示器和TFT LCD显示器。OLED显示器和TFT LCD显示器分别通过第一线缆和第二线缆连接到电路板。OLED显示器也称为“自发光显示器”,TFT LCD显示器也被称为“屏蔽显示器”。
电路板包括用于使两个显示器同步的显示驱动系统。
在也被称为“隐私模式”的第一模式中,来自OLED显示器的光被遮挡,使得显示的信息在次要侧不再可见。
根据第一实现方式,第一模式通过控制LCD显示器的所有LCD使得它们永久地吸收来自主要侧的光来实现。因此,在次要侧不能看到OLED显示器的信息。至少次要侧的强度降低至不能容易地看到OLED显示器的信息的程度。
由于在该实现方式中显示器永久地变暗,外部场景可能变暗或从内部看不见。如果需要,这种效果可以通过使用车载相机的图像帧来补偿,其将OLED显示器的信息与所述图像帧组合并在OLED显示器上显示组合的信息。
根据修改的实施例,OLED显示器和屏蔽显示器的像素对准,使得屏蔽显示器的像素可以用于选择性地仅屏蔽OLED显示器的被点亮像素或被点亮像素周围的区域。即使OLED显示器和屏蔽显示器的像素不是精确地对准,仍然可以屏蔽被点亮像素周围的区域。从而,在被屏蔽区域以外的外部光线仍然可以从主要侧看到。
通常,当OLED显示器和屏蔽显示器的像素不需要具有相同尺寸和/或精确对准时,显示器更容易制造。另一方面,尺寸匹配和/或像素对准可以提供额外的功能。
根据另一实施例,LCD显示器的屏蔽像素与OLED显示器的子像素对准,所述子像素对应于OLED显示器的基色。例如在Pen-Tile布置中,这些子像素可以由相等尺寸的相邻像素区域或不相等尺寸的像素区域提供。通过选择性地屏蔽子像素,可以选择性地滤出OLED显示器的颜色。
根据另外的实现方式,主要侧以短间隔被点亮,并且LCD显示器被控制以吸收短间隔期间通过的光,在所述短间隔中,OLED显示器被点亮并且在短间隔之间的时间内是透明的。因此,OLED显示器上的信息从次要侧看不见,而外部场景从主要侧仍然可见。
根据另外的实现方式,OLED显示器包括能够发射偏振光的装置,并且屏蔽显示器包括可电控的偏振滤光器。在第一模式中,控制偏振滤光器以滤出来自OLED显示器的光。因此,OLED显示器的信息从次要侧是可见的,而外部场景从主要侧仍然可见。
根据另外的修改,控制OLED显示器和偏振滤光器以便以一定间隔切换偏振和相应的偏振滤波。因此,来自OLED显示器的光从外侧被阻挡,而外部光的两个偏振方向仍然可见。
图2示出了在第二模式中的图1的显示器。根据第二模式,在TFT LCD显示器的外侧有入射光。图1中未示出的光传感器设置在用于检测入射光的TFT LCD显示器上。
在工作期间,光传感器测量环境光的强度。根据环境光条件,屏蔽显示器的吸收程度和OLED显示器的强度是变化的。例如,在秋季,傍晚的眩光可能会对视力产生负面影响。在这种情况下,增加LCD显示器的吸收程度以滤除太阳辐射。在另一种情况下,迎面而来的汽车的入射辐射可能使驾驶员眩目,特别是当迎面而来的汽车没有切断远光灯时。可以控制LCD显示器,以滤除迎面而来的汽车的前灯灯光。
另一方面,当外部光非常暗时,屏蔽显示器的吸收程度可以减小到最小。此外,OLED显示器的强度可以根据外部光条件而变化。例如,在白天期间,OLED显示器可以被控制到更高的强度,以确保OLED显示器的可视性,并且在夜间可以将其调暗,以避免眩光效果并节省能量和显示寿命。此外,当车辆在强烈的太阳辐射下停放时,也可以控制LCD显示器以吸收光,从而延长OLED显示器的使用寿命。
根据本说明书,光传感器的信息也可以与从车载相机得到的信息组合。因此,可以更精确地检测照亮配置,并且可以根据检测到的照亮配置来改变屏蔽显示器和主显示器的适配。例如,可以控制屏蔽显示器以便仅屏蔽屏蔽显示器的与所检测的光源相对应的某些区域。特别地,可以使用来自车载相机的另外的信息来定位光源并跟踪光源的运动。
虽然上述描述包含很多具体细节,但是这些不应被解释为限制实施例的范围,而仅仅是提供可预见的实施例的说明。特别地,实施例的上述优点不应被解释为限制实施例的范围,而仅仅是解释如果所描述的实施例付诸实践所带来的可能效果。因此,实施例的范围应由权利要求及其等同物而不是由给出的示例来确定。
这些实施例还可以用以下列出的元素来描述,这些元素被组织成条目。在条目列表中公开的特征的各个组合分别被认为是独立的主题,其也可以与本申请的其它特征组合。
1.一种用于车辆的透明显示器,所述透明显示器包括:
-自发光显示器,所述自发光显示器具有可电子调节的亮度,
-屏蔽显示器,所述屏蔽显示器具有可电子调节的吸收程度,并且所述屏蔽显示器与所述自发光显示器背对背地布置,
-布置在所述屏蔽显示器附近的至少一个光传感器,
-显示控制器,所述显示控制器连接到所述自发光显示器、所述屏蔽显示器和所述至少一个光传感器,
所述显示控制器能操作以响应于所述至少一个光传感器的信号来改变所述屏蔽显示器的吸收程度。
2.根据条目1所述的透明显示器,其中,所述自发光显示器包括OLED显示器。
3.根据条目1或条目2所述的透明显示器,其中,所述屏蔽显示器包括LCD显示器。
4.根据条目3所述的透明显示器,其中,所述LDC显示器是TFT LCD显示器。
5.根据前述条目中任一项所述的透明显示器,其中,所述控制器能操作以增加所述屏蔽显示器的一些区域的吸收程度,其中所述区域对应于所述自发光显示器的被点亮的像素。
6.根据前述条目中任一项所述的透明显示器,其中,所述控制器能操作以增加所述屏蔽显示器的一些区域的吸收程度,所述区域对应于外部光源的方向。
7.根据前述条目中任一项所述的透明显示器,其中,所述屏蔽显示器的像素与所述自发光显示器的像素对准。
8.根据前述条目中任一项所述的透明显示器,其中,所述屏蔽显示器的像素的尺寸对应于所述自发光显示器的像素的尺寸。
9.根据前述条目中任一项所述的透明显示器,其中,所述显示控制器能操作以检测整个外部光强度并相应地调节所述屏蔽显示器的吸收程度和所述自发光显示器的强度。
10.根据前述条目中任一项所述的透明显示器,其包括:
用于从车载相机接收数据的输入连接,其中,所述显示控制器能操作,以根据所述至少一个光传感器的信号和来自所述车载相机的输入信号来确定外部光条件。
11.根据条目10所述的透明显示器,其中,所述显示控制器能操作以检测和跟踪外部光源的方向,并且控制所述屏蔽显示器以选择性地增加所述屏蔽显示器的与所检测到的外部光源的位置对应的区域的吸收程度。
12.一种具有根据前述条目中任一项所述的透明显示器的车辆,其中,所述透明显示器附接到车辆的窗户,并且所述显示控制器连接到车辆的电源。
13.一种用于调节屏蔽显示器的吸收程度和自发光显示器的亮度的控制器,所述控制器包括:
-用于连接所述自发光显示器的第一输出连接,
-用于连接所述屏蔽显示器的第二输出连接,
-用于接收至少一个光传感器的信号的传感器输入连接,
-用于接收要显示在所述自发光显示器上的数据的数据输入,
其中,所述控制器能操作以产生用于选择性地控制所述自发光显示器的显示像素的强度的第一控制信号并产生用于选择性地控制所述屏蔽显示器的显示像素的吸收程度的第二控制信号,其中,所述吸收程度取决于所述至少一个光传感器的信号。
14.一种用于调节透明显示器的方法,所述透明显示器包括背对背布置的自发光显示器和屏蔽显示器,所述方法包括:
-接收所述透明显示器的至少一个光传感器的传感器信号,
-将控制信号发送到自发光显示器,以便在所述自发光显示器上显示数据,
-根据所述传感器信号调节屏蔽显示器的吸收程度。
15.一种用于执行条目14所述的方法的计算机程序产品。
Claims (15)
1.一种用于车辆的透明显示器,所述透明显示器包括:
-自发光显示器,所述自发光显示器具有可电子调节的亮度,
-屏蔽显示器,所述屏蔽显示器具有可电子调节的吸收程度,并且所述屏蔽显示器与所述自发光显示器背对背地布置,
-布置在所述屏蔽显示器附近的至少一个光传感器,
-显示控制器,所述显示控制器连接到所述自发光显示器、所述屏蔽显示器和所述至少一个光传感器,
所述显示控制器能操作以响应于所述至少一个光传感器的信号来改变所述屏蔽显示器的吸收程度。
2.根据权利要求1所述的透明显示器,其中,所述自发光显示器包括OLED显示器。
3.根据权利要求1所述的透明显示器,其中,所述屏蔽显示器包括LCD显示器。
4.根据权利要求3所述的透明显示器,其中,所述LDC显示器是TFTLCD显示器。
5.根据权利要求1所述的透明显示器,其中,所述控制器能操作以增加所述屏蔽显示器的一些区域的吸收程度,其中所述区域对应于所述自发光显示器的被点亮的像素。
6.根据权利要求1所述的透明显示器,其中,所述控制器能操作以增加所述屏蔽显示器的一些区域的吸收程度,其中所述区域对应于外部光源的方向。
7.根据权利要求1所述的透明显示器,其中,所述屏蔽显示器的像素与所述自发光显示器的像素对准。
8.根据权利要求1所述的透明显示器,其中,所述屏蔽显示器的像素的尺寸对应于所述自发光显示器的像素的尺寸。
9.根据权利要求1所述的透明显示器,其中,所述显示控制器能操作以检测整个外部光强度并相应地调节所述屏蔽显示器的吸收程度和所述自发光显示器的强度。
10.根据权利要求1所述的透明显示器,其包括用于从车载相机接收数据的输入连接,其中,所述显示控制器能操作,以根据所述至少一个光传感器的信号和来自所述车载相机的输入信号来确定外部光条件。
11.根据权利要求10所述的透明显示器,其中,所述显示控制器能操作以检测和跟踪外部光源的方向,并且控制所述屏蔽显示器以选择性地增加所述屏蔽显示器的与所检测到的外部光源的位置对应的区域的吸收程度。
12.一种具有根据权利要求1所述的透明显示器的车辆,其中,所述透明显示器附接到车辆的窗户,并且所述显示控制器连接到车辆的电源。
13.一种用于调节屏蔽显示器的吸收程度和自发光显示器的亮度的控制器,所述控制器包括:
-用于连接所述自发光显示器的第一输出连接,
-用于连接所述屏蔽显示器的第二输出连接,
-用于接收至少一个光传感器的信号的传感器输入连接,
-用于接收要显示在所述自发光显示器上的数据的数据输入,
其中,所述控制器能操作以产生用于选择性地控制所述自发光显示器的显示像素的强度的第一控制信号并产生用于选择性地控制所述屏蔽显示器的显示像素的吸收程度的第二控制信号,其中,所述吸收程度取决于所述至少一个光传感器的信号。
14.一种用于调节透明显示器的方法,所述透明显示器包括背对背布置的自发光显示器和屏蔽显示器,所述方法包括:
-接收所述透明显示器的至少一个光传感器的传感器信号,
-将控制信号发送到自发光显示器,以便在所述自发光显示器上显示数据,
-根据所述传感器信号调节屏蔽显示器的吸收程度。
15.一种用于执行根据权利要求14所述的方法的计算机程序产品。
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