CN109239975B - 显示装置及控制方法、车辆显示仪表、段码液晶显示仪表 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示装置及控制方法、车辆显示仪表、段码液晶显示仪表。显示装置包括液晶显示面板、滤光板、显示器和背景光源,液晶显示面板设置于显示器的前侧,液晶显示面板与外部控制器电连接,液晶显示面板包括至少一个显示区和至少一个可控透光区,滤光板设置在液晶显示面板的显示区后侧,背景光源设置在滤光板的后侧,显示器设置在可控透光区的后侧;在通电的情况下,可控透光区整体处于透光状态,以使得显示器所显示的信息能够透过可控透光区,在断电的情况下,显示区与可控透光区均呈不透光状态。该显示装置结构简单,视觉效果明显、美观,防止使用者长期注视时产生眼睛疲劳。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示装置及该显示装置的控制方法。本发明还涉及一种车辆显示仪表。本发明另外还涉及一种具有透明窗口的段码液晶显示仪表。
背景技术
随着车辆的智能化、娱乐化程度越来越高,汽车仪表就显得尤为重要,要尽快更好的实现车辆信息的专业化,全面化显示,达到准确无误显示,清楚明了显示,现在的汽车仪表盘其文字部分、刻度线、各标识指示位置为透光区,其余区域通常采用喷涂遮光效果好的黑色涂料,在仪表盘后面放置发光器件,通电后将整个表盘照亮,其它部分不透光,由于遮光处和透光处色差较大,显示的光氛围效果不尽如人意,驾驶员长时间注视仪表盘,眼睛极易疲劳。另外,如果整个仪表盘的显示区域均采用彩色液晶屏进行显示,则由于仪表盘的形状相对于常规的彩色液晶屏的矩形形状而言过于不规则,一方面会导致彩色液晶屏的严重浪费,另一方面还存在切割困难或者占用空间大等问题,这些问题都将造成成本的居高不下。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题,进而提出了一种显示装置及其控制方法、以及采用该显示装置的车辆显示仪表等。
本发明的显示装置,包括液晶显示面板、至少一个滤光板、显示器和背景光源,液晶面板设置于显示器的前侧,液晶显示面板包括第一玻璃板、第二玻璃板、位于第一玻璃板和第二玻璃板之间的液晶、电极、和电接口,电极通过电接口与外部控制器电连接,以控制液晶的取向,液晶显示面板包括至少一个显示区和至少一个可控透光区,滤光板设置在液晶显示面板的至少各显示区的后侧,背景光源设置在滤光板的后侧,显示器设置在可控透光区的后侧,每个显示区包括多个可控显示单元,分别对应于滤光板上不同的滤光区,并能在电信号的控制下分别进行显示;在通电的情况下,透光区整体处于透光状态,以使得显示器所显示的信息能够透过透光区,在断电的情况下,各显示区与各可控透光区均呈不透光状态。
本发明更进一步优选方案是:所述显示装置在断电的情况下,所述液晶显示面板整体呈黑色。
本发明更进一步优选方案是:所述背景光源有多个,其中的至少一部分与可控显示单元中的至少一部分对应设置,
本发明更进一步优选方案是:其中至少一部分背景光源与至少一部分可控显示单元同步控制。
本发明更进一步优选方案是:其中至少一部分背景光源为彩色光源。
本发明更进一步优选方案是:滤光板的多个滤光区设置为彩色滤光区。
本发明更进一步优选方案是:滤光板除滤光区以外的区域为黑色遮光区。
本发明更进一步优选方案是:还包括声音模块,所述声音模块与外部控制器连接,用于配合显示装置的显示信息,进行声音输出。
本发明的车辆显示仪表,包括上述任一的显示装置,还包括控制器和与所述控制器相连的传感器信号连接端口和/或CAN接收器连接端口。
本发明的车辆显示仪表的更进一步优选方案是:在通电的情况下,所述显示器中在靠近所述显示区的位置处显示有第一轮廓图案,所述显示区中显示有第二轮廓图案,所述第一轮廓图案与所述第二轮廓图案相配合,共同形成车辆车速表和/或转速表的轮廓。
本发明的车辆显示仪表的更进一步优选方案是:所述多个可控显示单元中的一部分构造成车辆仪表指示灯的形状。
本发明的用于控制上述任一显示装置的方法,包括步骤:
S100、系统上电;
S200、外部控制器控制所述液晶显示面板、所述显示器和所述背景光源工作,其中,控制所述液晶显示面板工作包括控制所述可控透光区整体处于透光状态和控制所述显示区的至少一部分可控显示单元进行显示。
本发明的方法的更进一步优选方案是:所述显示装置中,所述背景光源有多个,其中的至少一部分与可控显示单元中的至少一部分对应设置;
所述步骤S200中,外部控制器同步控制对应设置的背景光源和可控显示单元。
本发明的方法的更进一步优选方案是:所述显示装置中,所述显示区中的一部分可控显示单元排列成弧形图案;
所述步骤S200中,外部控制器通过控制组成所述弧形图案的各可控显示单元的透光率,使得所述弧形图案的第一区域和第二区域呈现不同的亮度,其中,所述第一区域和所述第二区域彼此相邻,且所述第一区域和所述第二区域之间的界限根据外部控制器接收到的外部信号动态改变。
本发明还提供了一种具有透明窗口的段码液晶显示仪表,包括:第一显示区、窗口区和第二显示区,所述窗口区位于第一显示区和第二显示区之间,所述第一显示区设有发动机转速指示格、示位指示灯、安全带指示灯和左转向指示灯,所述第二显示区设有车速指示格、发动机故障指示灯、雾灯和右转向指示灯;
所述窗口区包括N×M个显示子单元,内部的电路结构具有显示和透光两个驱动电路接口,能够进行透光模式和显示模式的切换;
在透光模式下,所述N×M个显示子单元均为透光状态,整个窗口区为透明,在显示模式下,一部分显示子单元为透光,另一部分为不透光,显示特定的图案。
本发明的有益效果在于:本发明显示装置的液晶显示面板有可控透光和可控显示两种区域,与显示器组合使用时,功能更加多样化;本发明的显示装置采用彩色背景光源和/或彩色滤光区,能够实现多种色彩的显示,有效解决了通过复杂电路结构布置才能实现色彩显示技术,且视觉效果非常明显。本发明同时提高了显示装置在通电显示和断电两种状态下的美观效果。
附图说明
图1是本发明的优选实施方式的显示装置的示意图;
图2是图1的显示装置的爆炸示意图;
图3是图1的显示装置中液晶显示面板的示意图;
图4是本发明的优选实施方式的车辆显示仪表的系统模块图。
附图标记:1-显示装置、2-液晶显示面板、3-滤光板、4-显示器、5-背景光源、6-滤光区、7-显示区、8-可控透光区、9-可控显示单元
具体实施方式
如图1-4所示,本发明的显示装置1,包括液晶显示面板2、滤光板3、显示器4和背景光源5。液晶显示面板2设置于所述显示器4的前侧,包括第一玻璃板、第二玻璃板、位于第一玻璃板和第二玻璃板之间的液晶、电极、和电接口,其中,电极通过电接口与外部控制器电连接,以控制液晶的取向。液晶显示面板2包括至少一个显示区7和至少一个可控透光区8,滤光板3设置在所述液晶显示面板2的至少各显示区7的后侧,所述背景光源5设置在所述滤光板3的后侧,所述显示器4设置在所述可控透光区8的后侧。每个显示区7包括多个可控显示单元9,这些可控显示单元9分别对应于所述滤光板3上不同的滤光区6,所述多个可控显示单元9能在电信号的控制下分别进行显示,并且这些可控显示单元9优选设置成各种预定的图案和/或形状。
其中,在通电的情况下,可控透光区8整体处于透光状态,以使得显示器4所显示的信息能够透过可控透光区8,在断电的情况下,各显示区7与各可控透光区8均呈不透光状态,并且此时整个液晶显示面板2优选呈黑色。
其中,显示区7的显示原理为:相应的可控显示单元9通电后在外部控制器的控制下进入透光状态,同时,其后侧的背景光源5通电发光,光束经滤光板3的对应滤光区6滤光后,照射到呈透光状态的可控显示单元9上,从而使特定颜色的光(主要由滤光区6决定)以预定的形状(由可控显示单元9的形状决定)投射出来,最终呈现液晶显示效果。显示器4优选为彩色液晶屏,如TFT屏。
本发明的显示装置1中,由于液晶显示面板2上的显示区7和可控透光区8的不同设置,以及显示区7与滤光板3、背景光源5的配合,使得显示装置1能够同时将显示器4的显示信息和显示区7的显示信息予以呈现,从而使显示器4和显示区7协同地进行显示,达到整体显示效果;同时,由于断电后各显示区7和各可控透光区8均不透光,又能使显示装置1整体呈黑屏状态,无论内部的显示器4和背景光源5是否工作,从而进一步提高了显示装置1的整体感。
由于液晶显示面板2可以以段码液晶屏来实现,其成本远低于彩色液晶屏,并且容易制成各种复杂的轮廓形状,因此,本发明的显示装置1能够以较低的成本实现大面积的彩色液晶显示,无需整体采用彩色液晶屏,并且可以方便地实现显示装置1的外轮廓的复杂化,例如具有圆弧形外轮廓等,另外还容易实现显示控制。
本发明的显示装置1特别适用于车辆显示仪表,为此,作为举例,如图1-3所示,液晶显示面板2包括一个可控透光区8和两个显示区7,其中,可控透光区8居中设置,优选为矩形形状,而两个显示区7则左右对称地布置在可控透光区8的两侧。对应地,显示装置1设有一个显示器4,并且该显示器4为矩形形状的彩色液晶屏,两个显示区7的后侧均设置有滤光板3和背景光源5。其中,滤光板3可以是一个整体,此时其包括位于两个显示区7后侧的主体部分和连接两个主体部分的连接部分,当然,滤光板3也可以是仅包括互相分离的两个主体部分。
液晶显示面板2的尺寸大于显示器4的尺寸且覆盖在显示器4的前侧,显示器4与外部控制器电连接,滤光板3的形状可以与液晶显示面板2的显示区7的形状相适应,并且优选可粘贴在显示区7的背面侧。
显示区7包括多个可控显示单元9,这些可控显示单元9可以分别对应于滤光板3上多个不同的滤光区6,使得这些可控显示单元9分别显示出对应的滤光区6滤光后的光的颜色。多个背景光源5设置在滤光板3的后侧,多个滤光区6可以与多个背景光源5对应设置,例如,一一对应地设置。当然,根据显示的需要,也可以多个滤光区6共用一个或一组背景光源5,或者一个滤光区对应多个背景光源5。另外,根据显示的需要,还可以将多个背景光源5中的部分背景光源设置为彩色光源,以使得相应的可控显示单元9显示预定的颜色。
优选地,各个背景光源5可以与对应的可控显示单元9同步控制,例如,在可控显示单元9启动显示功能(即呈透光状态)时,对应的背景光源5点亮,反之,在可控显示单元9关闭显示功能(即呈不透光状态)时,对应的背景光源5熄灭,由此不仅可以减少能源消耗和发热量,而且还有利于提高显示的清晰度。背景光源5例如可以采用白炽灯或者LED等。
优选地,可以将多个滤光区6中的部分滤光区6设置为彩色滤光区,例如根据需要设置成不同的颜色,以使相应的可控显示单元9显示期望的色彩。优选地,彩色的滤光区6与同色的背景光源5相配合,能够进一步强化可控显示单元9显示的色彩效果。如此设置,液晶显示面板2能够低成本且方便地实现彩色显示,与现有技术需要将液晶显示面板内部电路和发光光源通过复杂的设计布置相比,这种设置实现的彩色显示功能更便捷,成本较少,而显示效果与彩色显示屏显示效果基本相同。
进一步地,可以将滤光板3上除了各个滤光区6以外的其它区域设置为黑色遮光区,如此可提高显示装置1的光密性,防止杂散漏光,从而进一步保证显示的清晰度。
本发明的显示装置1在未通电开启的状态下,液晶显示面板2的显示区7和可控透光区8都呈黑色,即,整体黑屏,无法看到显示装置内部结构,如此可增加显示装置1的美观效果。
优选地,本发明的显示装置1还可以包括声音模块,所述声音模块与外部控制器连接,用于配合显示装置1的显示信息,进行声音输出,例如进行声音示警等。
如前所述,本发明的显示装置1特别适用于车辆,如作为车辆显示仪表使用,因此,本发明的另一方面还提供了一种车辆显示仪表,如图4所示,其包括本发明前面提供的显示装置1,即,包括液晶显示面板2、显示器4和背景光源5,同时还包括控制器和与所述控制器相连的传感器信号连接端口和/或CAN接收器连接端口,用于接收传感器信号和/或CAN接收器的输出信号,以便基于相应的信号控制显示装置1。
如图4所示,在具体实施时,控制器可经由显示器驱动器来对显示器4进行控制,同时,考虑到显示器4与液晶显示面板2对于电源的不同需求,本发明的车辆显示仪表为显示器4设置了独立的显示器电源,而液晶显示面板2则可直接由控制器供电。另外,本发明的车辆显示仪表还包括与控制器相连的蜂鸣器或扬声器,同时还包括报警信号连接端口,当控制器接收到相应的报警信号或者传感器信号时,可以根据需要通过所述蜂鸣器或扬声器发出声音。
为充分利用车辆内部的有限空间,同时在保证较低成本的基础上使显示效果达到最佳,本发明的车辆显示仪表在通电的情况下,所述显示器4中在靠近所述显示区7的位置处显示有第一轮廓图案,例如为圆弧轮廓,所述显示区7中显示有第二轮廓图案,例如也为圆弧轮廓,所述第一轮廓图案与所述第二轮廓图案相配合,共同形成车辆车速表和/或转速表的轮廓。例如,以图1-3所示的情形为例,两个显示区7分别位于显示器4的左右两侧,液晶显示面板2的左右两端均为圆弧形,相应地,两个显示区7的外边缘的可控显示单元9可显示出圆弧形的第二轮廓图案,显示器4上临近显示区7的位置处则可显示出圆弧形的第一轮廓图案,第一轮廓图案和第二轮廓图案大致共圆,从而可在视觉上呈现圆形图案,这样,本发明的车辆显示仪表可在左右两端共显示出两个圆形图案,分别用作车辆车速表和转速表的轮廓。其中,该轮廓内的区域包括两部分,一部分为显示区7的显示区域,另一部分为显示器4的显示区域,因此,通常显示在车速表、转速表上的其他信息(如各种指示灯等)可以分别由显示器4和显示区7的可控显示单元9进行显示。例如,一部分可控显示单元9可以直接构造成车辆仪表指示灯的形状,从而直接在显示区7上显示出相关的指示灯图案,而显示器4则可在显示器驱动器的控制下在预定位置处显示另外的指示灯图案。显示器4的中间区域,也即,两个第一轮廓图案之间的区域,用于显示行车电脑信息。
由此,本发明的车辆显示仪表能够将显示器4和显示区7的显示结果有机地统一起来,使二者协同地完成预定的显示工作。
优选地,为使相应的车速表和转速表的显示更为直观,本发明的车辆显示仪表中,各显示区7上均另外设有一组可控显示单元9,并使该一组可控显示单元9排列成弧形图案,例如设置在前述圆弧形的第二轮廓图案的圆弧内侧,用于显示相应的车速表或转速表的刻度。当需要显示相应的车速或转速时,控制器可以控制该一组可控显示单元9的一部分进行显示、另一部分不进行显示,并且根据车速或转速的即时数据动态调整显示和不显示的可控显示单元9的界限,从而模拟显示出表针的偏摆功能。优选地,控制器能够控制该一组可控显示单元9中的每一个的透光率,从而使其中每一个可控显示单元9均可呈现不同的亮度,因此,当需要模拟显示表针的偏摆功能时,可以控制一部分可控显示单元9呈现第一亮度,另一部分可控显示单元9呈现第二亮度,并且同样根据车速或转速的即时数据动态调整呈第一亮度和呈第二亮度的可控显示单元9的界限,由此使得显示效果更为清晰、全面。作为举例,对于前述一组可控显示单元9而言,弧形图案的下端对应零转速或零车速,上端对应转速上限或车速上限,因此,在系统上电后,可以使弧形图案的所有可控显示单元9默认以亮度较低的第一亮度进行显示,当车辆开始有车速或转速时,则可以从弧形图案的下端开始使相应的可控显示单元9以亮度较高的第二亮度进行显示,并且随着车速或转速的提高,则顺次增加以第二亮度进行显示的可控显示单元9的数量,即可模拟显示出表针随着车速或转速动态偏摆的效果。
本发明一种优选实施方式的车辆显示仪表的工作原理是:当汽车钥匙打到ON,车身电气系统开始给显示装置供电,稳压电源给控制器提供5V电源,控制器开始按照预先设定的程序进行工作,首先进行各种硬线信号、模拟信号、网络信号、开关信号的采集处理,同时显示器电源开始给显示器供电,当控制器把各种输入的信号处理完成后,控制器开始驱动液晶显示面板(可控透光区透光、显示区的部分可控显示单元显示)、显示器、背景光源进行相关信息的屏幕显示,此外,还可以在显示装置中设置蜂鸣器,并将蜂鸣器与控制器连接,根据控制器的控制信号,配合显示装置的显示信息进行同步的声音示警,在车辆行驶过程中,控制器一直在处理所采集到的车辆信号,并实时通过显示装置进行车辆信息显示及声音示警。
尽管作为优选方案,本发明的显示装置可用作车辆显示仪表,然而,该显示装置并不限于应用于车辆,也可以用于其他多种场合,都能够有效降低彩色液晶屏的原料成本,同时有效扩大显示面积,并且显示区域的外形不必受限于彩色液晶屏的规则形状,从而以较低的成本实现较好的显示效果,特别是显示装置外观整洁,与整体彩色液晶屏的显示效果十分接近。
以下再简要说明本发明的显示装置1的控制方法。该方法包括步骤:
S100、系统上电;
S200、外部控制器控制所述液晶显示面板2、所述显示器4和所述背景光源5工作,其中,控制所述液晶显示面板2工作包括控制所述可控透光区8整体处于透光状态和控制所述显示区7的至少一部分可控显示单元9进行显示。
这样,在背景光源5工作、且一部分可控显示单元9进行显示的情况下,背景光源5的光经相应的滤光板3滤光后可以经对应的可控显示单元9投射出来,从而实现特定图案或信息的显示;而在可控透光区8整体透光(形成透视窗口)、且显示器4工作的情况下,则显示器的显示内容可以经可控透光区8显示出来。由此,便可以实现显示装置1的全方位显示,呈现近似等同于整体彩色液晶屏的显示效果。
优选地,所述显示装置1中,当所述背景光源5有多个,并且其中的至少一部分与可控显示单元9中的至少一部分对应设置时,所述步骤S200中,外部控制器同步控制对应设置的背景光源5和可控显示单元9。也即,对于那些一一对应或者成组对应设置的背景光源5和可控显示单元9,外部控制器可以同步控制背景光源5的点亮和可控显示单元9的显示(即透光),也即,当需要某个可控显示单元9进行显示时,可使该可控显示单元9透光,并使其对应的背景光源5点亮,否则,使该可控显示单元9不透光,同时使其对应的背景光源5熄灭,由此来实现节省能源、减少发热量,以及减少杂散漏光等现象。
优选地,特别是在所述显示装置用于车辆显示仪表的情形中,当所述显示区7中的一部分可控显示单元9排列成弧形图案时,所述步骤S200中,外部控制器通过控制组成所述弧形图案的各可控显示单元9的透光率,使得所述弧形图案的第一区域和第二区域呈现不同的亮度(例如,第一区域亮而第二区域不亮,或者第一区域亮度较高而第二区域亮度较低),其中,所述第一区域和所述第二区域彼此相邻,且所述第一区域和所述第二区域之间的界限根据外部控制器接收到的外部信号(如转速信号或车速信号等)动态改变。上述控制方式能够在显示区7中模拟显示出车速表或转速表等的表针动态偏摆的效果,从而使显示效果达到最优。
具体实施时,液晶显示面板2可由段码液晶屏实现,为使同一个可控显示单元9的透光率能够呈现两种以上不同水平,可以通过控制该可控显示单元9内部的液晶的取向来实现:例如,控制全部的液晶转向至透光状态,可以实现最大的透光率;控制其中一部分液晶转向至透光状态、另一部分保持遮光状态,可以实现减弱的透光率;控制全部液晶保持遮光状态,则可以实现不透光。
最后,本发明还提供了一种具有透明窗口的段码液晶显示仪表,其包括:第一显示区、窗口区和第二显示区,所述窗口区位于第一显示区和第二显示区之间,所述第一显示区设有发动机转速指示格、示位指示灯、安全带指示灯和左转向指示灯,所述第二显示区设有车速指示格、发动机故障指示灯、雾灯和右转向指示灯;
所述窗口区包括N×M个显示子单元,内部的电路结构具有显示和透光两个驱动电路接口,能够进行透光模式和显示模式的切换;
在透光模式下,所述N×M个显示子单元均为透光状态,整个窗口区为透明,在显示模式下,一部分显示子单元为透光,另一部分为不透光,显示特定的图案。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (3)
1.一种车辆显示仪表,其特征在于:包括显示装置,还包括控制器和与所述控制器相连的传感器信号连接端口和/或CAN接收器连接端口;所述显示装置包括液晶显示面板(2)、滤光板(3)、显示器(4)和背景光源(5),所述液晶显示面板(2)设置于所述显示器(4)的前侧,所述液晶显示面板(2)包括第一玻璃板、第二玻璃板、位于第一玻璃板和第二玻璃板之间的液晶、电极、和电接口,电极通过电接口与外部控制器电连接,以控制液晶的取向,所述液晶显示面板(2)包括两个显示区(7)和至少一个可控透光区(8),所述滤光板(3)设置在所述液晶显示面板(2)的至少各显示区的后侧,所述背景光源(5)设置在所述滤光板(3)的后侧,所述显示器(4)设置在所述可控透光区(8)的后侧,两个显示区(7)分别位于显示器(4)的左右两侧,每个显示区(7)包括多个可控显示单元(9),分别对应于所述滤光板(3)上不同的滤光区(6),所述多个可控显示单元(9)能在电信号的控制下分别进行显示;在通电的情况下,所述可控透光区(8)整体处于透光状态,以使得所述显示器(4)所显示的信息能够透过所述可控透光区(8),在断电的情况下,所述显示区(7)与所述可控透光区(8)均呈不透光状态,所述液晶显示面板(2)整体呈黑色,所述背景光源(5)有多个,其中的至少一部分与可控显示单元(9)中的至少一部分对应设置,其中至少一部分所述背景光源(5)与至少一部分所述可控显示单元(9)同步控制,其中至少一部分所述背景光源(5)为彩色光源,所述滤光板(3)的一部分滤光区(6)设置为彩色滤光区,所述滤光板(3)除所述滤光区(6)以外的区域为黑色遮光区;在通电的情况下,两个显示区(7)的外边缘的可控显示单元(9)显示出圆弧形的第二轮廓图案,显示器(4)上临近显示区(7)的位置处显示出圆弧形的两个第一轮廓图案,所述第一轮廓图案与所述第二轮廓图案大致共圆,从而在视觉上呈现圆形图案,所述车辆显示仪表在左右两端共显示出两个圆形图案,分别用作车辆车速表和转速表的轮廓,在前述车辆车速表和转速表的轮廓内,各种指示灯分别由显示器(4)和显示区(7)的可控显示单元(9)进行显示,显示器(4)上的两个第一轮廓图案之间的区域,用于显示行车电脑信息;各显示区(7)上的一部分可控显示单元(9)排列成弧形图案,所述弧形图案设置在前述圆弧形的第二轮廓图案的圆弧内侧,所述外部控制器通过控制组成所述弧形图案的各可控显示单元(9)的透光率,能够使得所述弧形图案的第一区域和第二区域呈现不同的亮度,其中,所述第一区域和所述第二区域彼此相邻,且所述第一区域和所述第二区域之间的界限根据外部控制器接收到的外部信号动态改变,以在所述显示区(7)中模拟显示出车速表或转速表的表针动态偏摆的效果。
2.如权利要求1所述的车辆显示仪表,其特征在于:所述显示装置还包括声音模块,所述声音模块与外部控制器连接,用于配合显示装置(1)的显示信息,进行声音输出。
3.如权利要求1或2所述的车辆显示仪表,其特征在于:所述多个可控显示单元中的一部分构造成车辆仪表指示灯的形状。
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